播期和播前刈割對(duì)羊草草甸中紫花苜蓿建植的影響

李強(qiáng)，叢山，趙成振，黃迎新，周道瑋

（1.中國(guó)科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所，吉林 長(zhǎng)春 130102；2.吉林省草地畜牧重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，吉林 長(zhǎng)春 130102；3.中國(guó)科學(xué)院大學(xué)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科學(xué)學(xué)院，北京 100049）

松嫩平原羊草（Leymus chinensis）草甸為中國(guó)北方優(yōu)質(zhì)草產(chǎn)品和畜牧業(yè)生產(chǎn)基地。據(jù)文獻(xiàn)資料記載，20世紀(jì)60年代該地區(qū)草甸飼草產(chǎn)量可達(dá)3000～4000 kg·hm-2［1］。然而，經(jīng)過(guò)半個(gè)多世紀(jì)的放牧、割草利用，放牧草地已經(jīng)嚴(yán)重退化［2］，割草場(chǎng)的飼草產(chǎn)量已經(jīng)普遍降為1000～2000 kg·hm-2，即使輕度或未退化的草地，草地群落結(jié)構(gòu)也相對(duì)單一，豆科等優(yōu)質(zhì)牧草比例不足2%，飼草質(zhì)量較差［3］，松嫩平原羊草草甸亟須改良。

草地補(bǔ)播豆科飼草是國(guó)際通用的濕潤(rùn)區(qū)草地改良、提質(zhì)增效技術(shù)［4-5］。豆科飼草補(bǔ)播不僅提高草地優(yōu)質(zhì)飼草比例、改善飼草質(zhì)量［4］，同時(shí)豆科飼草的固氮培肥作用也能夠提高草地生產(chǎn)力和土壤碳、氮截獲［6-7］。豆科飼草固定的氮不僅支持自身生長(zhǎng)需要，還能通過(guò)氮素轉(zhuǎn)移提高共生植物的生存能力和生長(zhǎng)性能，因而有利于草地物種多樣性的構(gòu)建和維持［8-9］。在松嫩平原未退化草地的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，草地群落中隨著豆科飼草生物量比例的增加（0～60%），群落物種多樣性、生產(chǎn)力和土壤肥力逐漸提升［10］。相同地區(qū)的人工草地種植試驗(yàn)也表明，利用羊草和豆科飼草構(gòu)建的混播草地較羊草單播草地表現(xiàn)出更高的物種多樣性、飼草產(chǎn)量、質(zhì)量和土壤氮儲(chǔ)量［7］。在松嫩平原，補(bǔ)播豆科飼草是恢復(fù)退化草地，改良草地結(jié)構(gòu)和功能的潛力措施。

松嫩平原年均降水量超過(guò)400 mm，近半濕潤(rùn)氣候，且地下水資源豐富［11］，植被為草甸植物群落［12］，飼草生長(zhǎng)條件優(yōu)于北方典型草原和干旱草原，使補(bǔ)播豆科飼草改良松嫩草地具備可能。然而，生產(chǎn)實(shí)踐中向天然草地補(bǔ)播豆科飼草極具挑戰(zhàn)。在中國(guó)北方草原區(qū)，補(bǔ)播時(shí)間、播種當(dāng)時(shí)及播后草地植被狀態(tài)是決定豆科飼草建植成功率的兩個(gè)關(guān)鍵要素。播種時(shí)間決定種子發(fā)芽和幼苗生長(zhǎng)階段的降水條件和幼苗生長(zhǎng)時(shí)間，直接影響豆科飼草的發(fā)芽率、幼苗發(fā)育和越冬率。北方地區(qū)6月進(jìn)入雨季，春季早播可能導(dǎo)致種子發(fā)芽和幼苗生長(zhǎng)階段生理缺水，不利于幼苗出土和生長(zhǎng)［13］。而如果播期延后到雨季過(guò)晚時(shí)間，至越冬前，幼苗發(fā)育時(shí)間有限，又將影響幼苗越冬返青［14］，選擇合適的補(bǔ)播時(shí)間至關(guān)重要。播種當(dāng)時(shí)及播后植被覆蓋影響豆科飼草種子著床率和幼苗階段競(jìng)爭(zhēng)，同樣影響幼苗出土和發(fā)育。Zhou等［15］研究發(fā)現(xiàn)，在北方草甸草原區(qū)，植被的覆蓋遮陰極大限制了補(bǔ)播黃花苜蓿（Medicago falcata）的建植，而合理利用草原植被空斑進(jìn)行補(bǔ)播可有效提高黃花苜蓿的建植能力。在天然草地，刈割是管理植被覆蓋的重要措施，草地管理者和研究人員已經(jīng)嘗試?yán)秘赘羁刂撇莸毓趯痈采w，進(jìn)而提高補(bǔ)播飼草的建植和維持能力。Bagavathiannan等［16］、Kunelius等［17］和Seguin等［18］研究了補(bǔ)播飼草建植后的草地刈割管理對(duì)其種群密度和植物生長(zhǎng)的影響，發(fā)現(xiàn)刈割可通過(guò)抑制其他植物的種子生產(chǎn)、降低植物種間競(jìng)爭(zhēng)來(lái)提高補(bǔ)播飼草的建植表現(xiàn)。較少研究關(guān)注補(bǔ)播前刈割對(duì)補(bǔ)播飼草出苗、建植的作用，已有的研究發(fā)現(xiàn)在低矮禾草構(gòu)成的草叢，補(bǔ)播前刈割對(duì)豆科飼草建植無(wú)明顯作用［19］，而在相對(duì)高大的禾草構(gòu)成的草地植被下，播前刈割能顯著促進(jìn)豆科飼草建植［18］。在羊草草甸，隨播期改變，植被高度相應(yīng)變化，可能極大影響播前刈割對(duì)補(bǔ)播豆科飼草建植的作用。然而，目前鮮有研究直接揭示播期和播前刈割交互作用對(duì)補(bǔ)播豆科飼草建植的影響。

不同的草地區(qū)域面臨的環(huán)境條件及其耦合作用不同，草地補(bǔ)播也需要依據(jù)共性的基礎(chǔ)研究，制定個(gè)性化的技術(shù)方案。在松嫩平原羊草草甸，針對(duì)豆科飼草補(bǔ)播關(guān)鍵性技術(shù)尚缺乏系統(tǒng)研究，為此，本研究以松嫩平原羊草草甸為對(duì)象，針對(duì)補(bǔ)播時(shí)間和草叢刈割兩個(gè)影響補(bǔ)播豆科飼草建植的關(guān)鍵管理要素，研究了播期、播前刈割及其交互作用對(duì)補(bǔ)播紫花苜蓿（Medicago sativa）建植的影響，以期為松嫩草地的豆科飼草補(bǔ)播改良提供技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

研究地點(diǎn)位于中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)嶺草地農(nóng)牧生態(tài)研究站（44°33′N(xiāo)，123°31′E，海拔145 m）。該研究地點(diǎn)屬于半濕潤(rùn)半干旱溫帶大陸性季風(fēng)氣候。據(jù)實(shí)驗(yàn)站2010-2019年間氣象數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，年均溫5.2～7.0℃（平均6℃），最低日均溫-33.4～-17.2℃（平均-22.7℃）。年降水量297～631 mm（平均465 mm），降水季節(jié)性分布明顯，早春3-4月降水占年降水量比例平均為5%，進(jìn)入生長(zhǎng)季后，5、6、7、8月降水占年降水量比例分別平均為16%、17%、21%和24%，入冬前9-10月降水占全年降水量12%，入冬后4個(gè)月（11-2月）降水極少。試驗(yàn)期間（2018-2019年）具體的月均降水和氣溫?cái)?shù)據(jù)見(jiàn)圖1。土壤類型為草甸鹽堿土。主要植被類型為羊草草甸。

圖1 2018-2019年試驗(yàn)地點(diǎn)月均降水量和空氣溫度Fig.1 Mean monthly precipitation（mm）and air temperature（℃）during 2018-2019

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

2018年，在長(zhǎng)嶺草地研究站，選取輕度退化的羊草草甸［生物量（186±19）g·m-2、植物密度（673±37）株·m-2、羊草生物量占比（95±2）%；土壤pH 8.9］進(jìn)行紫花苜蓿補(bǔ)播試驗(yàn)。試驗(yàn)采取雙因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，4個(gè)重復(fù)區(qū)組，每個(gè)重復(fù)區(qū)組包含8個(gè)小區(qū)，4個(gè)補(bǔ)播日期（5月1日、6月1日、7月1日、8月1日）和2個(gè)刈割處理（割草/不割草）交互作用共8個(gè)處理隨機(jī)布置在8個(gè)小區(qū)中，小區(qū)面積4 m×4 m。割草留茬3 cm，播前刈割補(bǔ)播處理在割草后立即采用撒播方式進(jìn)行，播前不刈割處理同時(shí)播種，補(bǔ)播紫花苜蓿品種為‘敖漢’（M.sativa‘Aohan’，內(nèi)蒙古農(nóng)牧學(xué)院培育，種子購(gòu)自赤峰市弘揚(yáng)林牧種子有限公司），補(bǔ)播種子數(shù)量為1.6 g·m-2。每次割草收獲的飼草經(jīng)65℃烘干稱重，然后隨機(jī)抽取部分樣品粉碎，用于測(cè)定總有機(jī)氮含量。為保障種子與土壤充分接觸，使用摟草農(nóng)具對(duì)割草和未割草小區(qū)統(tǒng)一進(jìn)行適度地表干擾。2019年生長(zhǎng)季結(jié)束后，為保證所有小區(qū)苜蓿幼苗在越冬過(guò)程中具有均一的植被條件，樣地植被統(tǒng)一刈割到3 cm高度。

1.3 監(jiān)測(cè)和取樣

草地補(bǔ)播后，在每個(gè)小區(qū)中央設(shè)置1個(gè)1 m×1 m的監(jiān)測(cè)樣方，以1個(gè)月為間隔監(jiān)測(cè)紫花苜蓿幼苗數(shù)量，同時(shí)監(jiān)測(cè)樣方內(nèi)羊草高度。在監(jiān)測(cè)樣方外緊鄰樣方的位置，以15 d為間隔，使用2 cm直徑土鉆取0～10 cm土壤樣品，105℃下烘干測(cè)定土壤含水率。越冬前11月初，在每個(gè)小區(qū)監(jiān)測(cè)樣方外，隨機(jī)標(biāo)記3株紫花苜蓿幼苗，以每株幼苗為中心，挖取15 cm×15 cm小樣方內(nèi)的植物和土壤樣品，取樣深度20 cm，樣品帶回室內(nèi)小心沖洗掉根部土壤，然后將標(biāo)記紫花苜蓿植株與其他植物分離。每株紫花苜蓿植株分為地上、地下部分，分別在65℃烘干測(cè)定生物量。然后，每個(gè)小區(qū)的3株紫花苜蓿根系樣品混合后粉碎，用于測(cè)定根部碳水化合物和氮含量。2019年5月返青后，調(diào)查每個(gè)小區(qū)監(jiān)測(cè)樣方中紫花苜蓿植株數(shù)量，統(tǒng)計(jì)越冬情況。2019年8月初，對(duì)每個(gè)小區(qū)監(jiān)測(cè)樣方進(jìn)行刈割取樣，留茬高度3 cm，測(cè)量各樣方內(nèi)的總地上生物量、紫花苜蓿生物量，然后每個(gè)樣方內(nèi)所有植物樣品混合后粉碎，測(cè)定總有機(jī)氮含量，用于計(jì)算飼草粗蛋白含量。

1.4 樣品分析

根系可溶性糖含量：烘干的根系樣品研磨過(guò)0.2 mm篩后，采用蒽酮比色法在分光光度計(jì)（島津UV-1800，日本）上測(cè)定［20］。根系氮含量：烘干的根系樣品研磨過(guò)0.2 mm篩后，采用凱氏定氮法測(cè)定［21］，飼草粗蛋白含量通過(guò)植物氮含量乘以6.25的換算系數(shù)獲得。

1.5 數(shù)據(jù)分析

補(bǔ)播當(dāng)月為苜蓿的出苗期，這一時(shí)期土壤含水量和羊草植被高度采用這一階段前后測(cè)量數(shù)據(jù)的平均值。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表明所有處理播種當(dāng)月的苜蓿幼苗生長(zhǎng)高度僅為2.2～3.1 cm，因此，研究統(tǒng)一將各處理苜蓿播種1個(gè)月后至越冬前的時(shí)期定義為幼苗的主要生長(zhǎng)期，這一期間的土壤含水量及羊草植被高度采用前后數(shù)次測(cè)量數(shù)據(jù)的平均值。苜蓿出苗率、存活率及越冬率的計(jì)算方法如下：

使用Excel 2007進(jìn)行數(shù)據(jù)整理、計(jì)算。采用雙因素方差分析（two-way ANOVA）統(tǒng)計(jì)播期和割草及其交互作用對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)的影響，采用回歸分析（regression analysis）統(tǒng)計(jì)紫花苜蓿出苗率、存活率與土壤水分和羊草高度的關(guān)系，以及越冬率與植物根生物量、根系碳水化合物含量的關(guān)系。經(jīng)單因素方差分析（one-way ANOVA），采用鄧肯多重檢驗(yàn)（Duncan’s multi-range test）對(duì)所有試驗(yàn)處理進(jìn)行均值比較。數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)通過(guò)SPSS 16.0軟件完成，所有統(tǒng)計(jì)的顯著性水平設(shè)置為P=0.05，使用Sigmaplot 10.0完成數(shù)據(jù)作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤含水量和羊草高度

苜蓿出苗期的土壤含水量在不同播期間差異顯著（圖2a）。7月1日補(bǔ)播，苜蓿出苗期土壤含水量最高，隨后依次為8月1日、6月1日和5月1日補(bǔ)播。補(bǔ)播前割草顯著降低苜蓿出苗期和幼苗生長(zhǎng)期的土壤平均含水量（圖2a，b）。如果不割草，苜蓿出苗期羊草植被高度隨播期延后顯著升高，割草顯著降低苜蓿出苗期及幼苗生長(zhǎng)期的羊草高度，隨播期延后其效果更為明顯（圖3）。

圖2 不同播期和割草管理下苜蓿出苗期和幼苗生長(zhǎng)期的土壤平均含水量Fig.2 Mean soil moisture during emergence and growth of alfalfa seedling under different sowing date and cutting managements

圖3 不同播期和割草管理下苜蓿出苗期和幼苗生長(zhǎng)期的羊草平均高度Fig.3 Mean height of L.chinensis during emergence and growth of alfalfa seedling under different sowing date and cutting managements

2.2 苜蓿的出土、存活、越冬和幼苗發(fā)育特征

苜蓿出苗調(diào)查數(shù)據(jù)表明：在播前不割草情況下，5月1日補(bǔ)播出苗率僅為9%，但仍高于其他播期；補(bǔ)播前割草顯著提高苜蓿出苗率，割草處理下，7月1日補(bǔ)播的苜蓿出苗率達(dá)到20%，顯著高于其他播期（圖4a，b）。越冬前苜蓿幼苗調(diào)查數(shù)據(jù)表明：在播前不割草情況下，各播期苜蓿存活幼苗數(shù)和幼苗存活率相差不大，6月1日補(bǔ)播略低；補(bǔ)播前割草顯著提高苜蓿幼苗存活率，割草處理下，7月1日補(bǔ)播的苜蓿存活幼苗數(shù)及幼苗存活率分別為83株·m-2和53%，均顯著高于5月1日和8月1日補(bǔ)播（圖4c，d）。越冬后返青調(diào)查表明：無(wú)論割草與否，苜蓿幼苗越冬率隨播期延后顯著降低，割草顯著提高苜蓿幼苗越冬率（圖4f）。不割草情況下，5月1日補(bǔ)播返青的苜蓿株數(shù)顯著高于其他播期，但數(shù)量較少；割草顯著增加了返青苜蓿株數(shù)，割草處理下，7月1日補(bǔ)播返青苜蓿株數(shù)達(dá)22株·m-2，顯著高于其他播期（圖4e）。

圖4 不同播期和割草管理下紫花苜蓿出土、存活和越冬狀況Fig.4 Emergence，survival and overwintering status of M.sativa under different sowing date and cutting managements

隨播期延后，苜蓿幼苗地上生物量、根生物量、根系可溶性糖和氮含量顯著降低，割草顯著提高苜蓿幼苗的地上生物量、根生物量、根系可溶性糖含量和氮含量（圖5）。

圖5 不同播期和割草管理下紫花苜蓿幼苗地上生物量、根生物量、根系可溶性糖含量及根系氮含量Fig.5 Aboveground biomass，root biomass and root soluble sugar and nitrogen concentrations of M.sativa seedling under different sowing date and cutting managements

2.3 苜蓿的出土、存活、越冬與土壤水分、羊草高度、苜蓿根系發(fā)育的關(guān)系

補(bǔ)播前割草小區(qū)內(nèi)，苜蓿出苗率與出苗期土壤含水量呈顯著正相關(guān)，然而在未割草小區(qū)及全部小區(qū)內(nèi)，二者沒(méi)有顯著相關(guān)關(guān)系（圖6a）。割草或未割草小區(qū)內(nèi)，苜蓿出苗率與幼苗生長(zhǎng)期羊草平均高度均無(wú)顯著相關(guān)關(guān)系，然而，當(dāng)割草及未割草小區(qū)聯(lián)合分析，苜蓿出苗率與幼苗生長(zhǎng)期的羊草平均高度呈顯著負(fù)相關(guān)（圖6b）。

補(bǔ)播前割草、未割草及全部小區(qū)內(nèi)，苜蓿幼苗存活率均與幼苗生長(zhǎng)期的土壤含水量無(wú)顯著相關(guān)關(guān)系（圖6c）。當(dāng)割草及未割草小區(qū)數(shù)據(jù)聯(lián)合分析，苜蓿幼苗的存活率與幼苗生長(zhǎng)期的羊草平均高度呈顯著負(fù)相關(guān)，但割草或不割草處理小區(qū)內(nèi)部，兩指標(biāo)間未發(fā)現(xiàn)相關(guān)關(guān)系（圖6d）。

圖6 苜蓿出苗率、存活率與土壤含水量、羊草高度的關(guān)系Fig.6 Correlation between emergence rate，survival rate and soil water content and height of L.chinensis

補(bǔ)播前割草、未割草及全部小區(qū)內(nèi)，苜蓿幼苗越冬率與越冬前幼苗根系生物量及根部可溶性糖含量均呈顯著正相關(guān)關(guān)系（圖7）。

圖7 苜蓿越冬率與越冬前苜蓿根生物量及根可溶性糖含量的關(guān)系Fig.7 Correlation between overwintering rate of M.sativa and its root biomass and root soluble sugar concentration

2.4 補(bǔ)播翌年草地飼草產(chǎn)量及粗蛋白含量

2019年8 月，補(bǔ)播前未割草的草地群落內(nèi)紫花苜蓿生物量隨播期延后下降；割草顯著提高群落內(nèi)紫花苜蓿生物量，割草小區(qū)內(nèi)，7月1日補(bǔ)播處理的紫花苜蓿生物量顯著高于其他播期（圖8a）。2019年8月，不同補(bǔ)播處理的群落總生物量無(wú)顯著差異（圖8b）。總體上，補(bǔ)播前割草能在次年明顯提升補(bǔ)播草地的飼草粗蛋白含量（圖8c）。

圖8 苜蓿補(bǔ)播次年不同播期和割草管理下草地紫花苜蓿地上生物量、總地上生物量及飼草粗蛋白含量Fig.8 M.Sativa aboveground biomass，total aboveground biomass and crude protein concentration of forage in second year after reseeding under different sowing date and cutting managements

3 討論

補(bǔ)播豆科飼草改良草地的實(shí)踐中，播期是決定豆科飼草建植成功率的一個(gè)關(guān)鍵因素［14，22］。在天然草地中，播期影響補(bǔ)播豆科飼草建植的途徑主要有3個(gè)。首先，如本研究結(jié)果，播期影響豆科植物出苗期與土壤水分條件的匹配關(guān)系，在降水存在明顯季節(jié)性變化的北方草地，這一影響對(duì)豆科飼草出苗率可能尤為重要。許多研究和實(shí)踐已經(jīng)證明在北方草地，因?yàn)槌掷m(xù)1～2個(gè)月的春季干旱，早春補(bǔ)播豆科飼草出苗效果普遍不理想，而當(dāng)播期延后至雨季開(kāi)始，補(bǔ)播豆科飼草則出苗較好［22］。本研究結(jié)果也發(fā)現(xiàn)，在播前刈割情境下，播期關(guān)聯(lián)的土壤含水量變化與補(bǔ)播紫花苜蓿的出苗率呈現(xiàn)顯著正相關(guān)。然而，在松嫩平原羊草草甸，播期及其關(guān)聯(lián)的土壤水分含量影響豆科飼草出苗率的結(jié)果可能受植被覆蓋狀態(tài)調(diào)控。例如，本研究發(fā)現(xiàn)，在未進(jìn)行播前刈割的草地，出苗期間土壤含水量與補(bǔ)播紫花苜蓿的出苗率并無(wú)相關(guān)關(guān)系。考慮到土壤水分與種子發(fā)芽、出土潛在的積極關(guān)聯(lián)，上述結(jié)果意味著在播前未刈割草地，除水分外有其他因素隨播期變化，一同控制了豆科飼草的發(fā)芽出土，并且其作用可能掩蓋了土壤水分的影響。其中，伴隨著播期，增加的植被高度及其導(dǎo)致的遮光作用可能是影響苜蓿發(fā)芽出土的另一個(gè)關(guān)鍵因素。自然條件下，種子發(fā)芽階段在地下完成，因此植物發(fā)芽對(duì)遮光一般有較好的適應(yīng)性。然而，最近的研究發(fā)現(xiàn)光照限制能夠降低紫花苜蓿的發(fā)芽率［23］。此外，許多研究發(fā)現(xiàn)遮光可能通過(guò)抑制胚根伸長(zhǎng)、葉片擴(kuò)展進(jìn)一步限制幼苗的出土［24-25］。本研究結(jié)果顯示在播前未刈割處理下，隨播期變化，羊草群落高度與補(bǔ)播苜蓿出苗率也無(wú)顯著相關(guān)關(guān)系。綜合土壤水分、羊草高度和苜蓿出苗率的相關(guān)結(jié)果分析，在補(bǔ)播前未刈割草地中，苜蓿的發(fā)芽出土可能同時(shí)受土壤水分和植被遮陰影響。隨播期延后，一方面升高的土壤水分促進(jìn)了補(bǔ)播苜蓿的出苗，而另一方面，增加的羊草高度和遮陰又限制了苜蓿的幼苗出土，兩種作用相互抵消導(dǎo)致播前不刈割情境下苜蓿出苗與土壤水分及羊草高度均無(wú)顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)關(guān)系。播期的變化也相應(yīng)改變了苜蓿幼苗生長(zhǎng)階段所面對(duì)的水分和植被覆蓋條件，對(duì)幼苗的存活可能產(chǎn)生重要影響［13，26］。然而，研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，無(wú)論補(bǔ)播前割草或不割草，播期關(guān)聯(lián)的幼苗生長(zhǎng)階段土壤水分、羊草高度的變化與苜蓿幼苗存活率均無(wú)相關(guān)關(guān)系，表明播期變化關(guān)聯(lián)的幼苗生長(zhǎng)階段土壤水分和光競(jìng)爭(zhēng)的改變不會(huì)影響幼苗存活的最終表現(xiàn)，其原因可能與幼苗出土階段相似。盡管如此，播期的延后直接縮短了苜蓿幼苗在越冬前的生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)間，導(dǎo)致晚播苜蓿幼苗的根系生長(zhǎng)和根部碳水化合物積累受到限制，根系發(fā)育的限制顯著降低了苜蓿幼苗的越冬率［27-29］。

補(bǔ)播前割草盡管在一定程度上降低了土壤含水量，但并未導(dǎo)致紫花苜蓿出苗率、存活率和返青率的下降，相反，補(bǔ)播前割草顯著改善了紫花苜蓿的建植，這一作用在幼苗出土、當(dāng)年生長(zhǎng)和越冬返青3個(gè)階段均有體現(xiàn)。本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)補(bǔ)播前割草顯著降低了紫花苜蓿出苗階段和幼苗生長(zhǎng)階段的羊草高度，但顯著提高了紫花苜蓿的出苗率和幼苗存活率。進(jìn)一步回歸分析發(fā)現(xiàn)，當(dāng)綜合割草、不割草兩組數(shù)據(jù)，羊草植被高度的變化與紫花苜蓿出苗率、幼苗存活率呈顯著負(fù)相關(guān)，表明補(bǔ)播前割草可能通過(guò)降低植被遮陰促進(jìn)紫花苜蓿幼苗出土和生長(zhǎng)存活。相似的研究結(jié)論也在其他研究中被證實(shí)，如Kunelius等［17］和Seguin等［18］發(fā)現(xiàn)在補(bǔ)播飼草生長(zhǎng)過(guò)程中，適時(shí)進(jìn)行草地刈割可有效降低植物地上競(jìng)爭(zhēng)，并以此提高補(bǔ)播飼草建植能力。Zhou等［15］在草甸草原的研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)豆科飼草補(bǔ)播在草地植被空斑時(shí)，因避免了來(lái)自鄰居植物的競(jìng)爭(zhēng)壓力，其建植成功率被顯著提高，本研究的結(jié)論間接地支持了該結(jié)果。豆科幼苗的生長(zhǎng)狀況，尤其根系的發(fā)育狀態(tài)對(duì)其越冬能力有重要影響［14］。因降低的羊草高度促進(jìn)了紫花苜蓿幼苗的生長(zhǎng)發(fā)育，尤其提高了根生物量及其碳水化合物含量，補(bǔ)播前割草相應(yīng)提高了紫花苜蓿幼苗的越冬返青能力。

補(bǔ)播翌年，盡管由于紫花苜蓿的建植時(shí)間較短，草地群落地上生物量未因豆科飼草補(bǔ)播發(fā)生顯著變化，但7月1日割草后補(bǔ)播相對(duì)其他處理已經(jīng)表現(xiàn)出生物量和粗蛋白含量的增加趨勢(shì)。尤為重要的是，對(duì)比其他處理，7月1日割草后補(bǔ)播的草地群落具有更高的紫花苜蓿生物量，表明該補(bǔ)播處理更加明顯地改善了草地飼草組成，增加了優(yōu)質(zhì)飼草比例。隨著紫花苜蓿植株地上、地下發(fā)育的完善及其固氮作用的發(fā)揮，該補(bǔ)播處理的后期生態(tài)效應(yīng)將進(jìn)一步突顯。本研究中，選擇7月1日割草后進(jìn)行豆科飼草補(bǔ)播，刈割收獲的飼草產(chǎn)量為1800 kg·hm-2，與傳統(tǒng)的8月初刈割相比（2300 kg·hm-2），并未達(dá)到最大產(chǎn)量。然而，因?yàn)轱暡荼Ａ袅溯^高的粗蛋白含量，7月1日刈割收獲的飼草含有粗蛋白總量18.7 g·m-2，接近于8月1日（18.9 g·m-2），但顯著高于6月1日（13.6 g·m-2）。因此，將割草期提前至7月1日前后對(duì)飼草蛋白營(yíng)養(yǎng)影響很小，但顯著提高了飼草質(zhì)量；同時(shí)，刈割日期的適當(dāng)提前也促進(jìn)再生羊草積累更多的碳水化合物，有利于其返青生長(zhǎng)。近年來(lái)，飼草生產(chǎn)和銷(xiāo)售過(guò)程中，飼草質(zhì)量越發(fā)受到重視，高質(zhì)量飼草的價(jià)格優(yōu)勢(shì)明顯；加之新型飼草制捆機(jī)械的普及應(yīng)用，大大縮減了飼草刈割-晾曬-制捆-銷(xiāo)售的時(shí)間，避免了在7月雨季打捆完成前飼草長(zhǎng)期撂地儲(chǔ)存的防腐、防霉和營(yíng)養(yǎng)損失問(wèn)題。因此，刈割日期提前至7月1日前后，無(wú)論從經(jīng)營(yíng)效益和管理操作上都具備可行性。綜合飼草生產(chǎn)和豆草補(bǔ)播效果，本研究建議松嫩平原羊草草地的豆科飼草補(bǔ)播首先應(yīng)在植被刈割后進(jìn)行。刈割基礎(chǔ)上，補(bǔ)播時(shí)間選擇在7月1日前后對(duì)豆科飼草成功建植較為有利。

4 結(jié)論

在松嫩平原羊草草甸，補(bǔ)播日期和播前刈割是影響補(bǔ)播紫花苜蓿建植的兩個(gè)關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)。播期影響紫花苜蓿建植主要通過(guò)兩個(gè)途徑：首先，其改變了植物出苗與土壤水分條件的時(shí)間匹配關(guān)系，進(jìn)而影響補(bǔ)播紫花苜蓿的出苗率，但這種影響僅體現(xiàn)在割草后相對(duì)低矮的植被中；其次，播期直接決定了豆科飼草幼苗在越冬前的生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)間，影響其幼苗的越冬率。補(bǔ)播前刈割主要通過(guò)降低羊草植被高度和地上資源競(jìng)爭(zhēng)提高了紫花苜蓿的建植能力，這一作用在幼苗出土、幼苗生長(zhǎng)和越冬返青3個(gè)階段均有體現(xiàn)。綜合各處理補(bǔ)播效果和飼草生產(chǎn)實(shí)際，在松嫩平原羊草草甸，選擇7月1日前后，并在割草后進(jìn)行紫花苜蓿補(bǔ)播，有利于紫花苜蓿建植和草地改良。