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本研究根据宁夏地区畜牧业发展对饲草需求和牧草种植现状,将牧草引入传统的枸杞种植结构。基于温室和大田试验,分析了 10种枸杞-牧草间作模式下的土地生产力、种间竞争力、植物生长状况和土壤微生态因子变化等,重点以根系分泌物和土传病害为切入点,共同揭示枸杞-牧草间作模式下的种间互作机制。主要研究结果如下:(1)枸杞-牧草间作模式具有生产力和生产效益优势,其中温室和田间的土地当量比均值提高幅度分别在25%~59%和62%~170%之间,表现出显著的产量优势(P<0.05);而且基于种间竞争力分析发现,10种枸杞-牧草间作模式的种间竞争力均小于枸杞,说明牧草的引入没有影响枸杞的优势竞争地位;进一步对货币优势指数进行分析发现,枸杞-饲料甜菜、枸杞-黑麦草、枸杞-紫花苜蓿间作时货币优势指数表现较好,其中以果实和生物量为基础的货币优势指数分别为827.63、994.18、1918.57和2106.54、1706.27和3103.13;综合分析初步筛选出枸杞-饲料甜菜、枸杞-黑麦草、枸杞-紫花苜蓿、枸杞-绿园5号、枸杞-白三叶草5个间作组合。(2)枸杞-牧草间作模式对枸杞和牧草的影响不同,其中对牧草生长的影响整体表现为促进牧草一级分枝/蘖数和制干比的增加,降低牧草的株高、叶茎比和光合作用;此外,间作模式在可比面积上能够显著促进苜蓿、黑麦草、饲料甜菜干重产量的增加,增产率依次为60%、64%、70%(P<0.05);并且间作模式能提高黑麦草和饲料甜菜粗蛋白含量分别达32%、10%,降低酸性洗涤纤维含量分别为10%、18%,有利于饲用品质的改善。对枸杞生长的影响,整体表现为促进枸杞光合特性增加;间作黑麦草促进枸杞分枝数增加,间作绿园5号和饲料甜菜促进分枝的伸长;从病虫害的角度分析,间作饲料甜菜、白三叶草、甜高粱、黑麦草、针茅均能减轻枸杞白粉病的危害,降幅最高达69%,间作紫花苜蓿、针茅、黑麦草能减少蚜虫的发生,且降幅最高达67%(P<0.05);对果实品质分析发现,间作模式能够显著促进类胡萝卜素、黄酮和抗坏血酸含量的增加,增幅分别为21%、53%和127%(P<0.05),有利于枸杞品质的改善。综合分析,进一步筛选出枸杞-饲料甜菜、枸杞-黑麦草、枸杞-紫花苜蓿、枸杞-白三叶草4个间作组合。(3)枸杞-牧草间作的种间关系能够影响土壤微生态环境,具体表现为枸杞-牧草间作模式促进土壤有机质、全氮和硝态氮含量的增加,铵态氮含量、土壤电导率、土壤全磷和有效磷含量的降低;不同间作模式对土壤酶活性影响各异,黑麦草间作促进过氧化氢酶活性显著增加52%,饲料甜菜间作促进脲酶活性显著增加38%,白三叶草和紫花苜蓿间作促进过氧化氢酶和蔗糖酶活性显著增加分别为36%、38%和25%、42%(P<0.05);微生物方面,细菌Actinobacteriota、Chloroflexi、Acidobacteriota和真菌Ascomycota、Chytridiomycota、Rozellomycota丰度在枸杞-牧草间作模式下显著增加,且不同种植模式下土壤中细菌和真菌丰富度存在显著差异。间作引起的土壤铵态氮、有效磷、全氮、全磷、有机质和土壤酶活性的变化是预测细菌多样性的潜在因素。(4)不同枸杞-牧草间作模式能通过根系分泌物影响种间关系。根系分泌物对植物生长影响表现为,牧草根系分泌物能促进枸杞幼苗生长,且白三叶草、紫花苜蓿幼苗生长促进作用显著,分别达61%和90%(P<0.05);枸杞根系分泌物对不同牧草种子的萌发和幼苗生长的影响不同,其中对白三叶草和饲料甜菜的种子萌发和幼苗生长均呈促进效应,而黑麦草仅促进种子萌发,紫花苜蓿仅幼苗生长表现为促进效应。在土传病害方面,经分子生物学和形态学鉴定,饲料甜菜根腐病致病菌是霉菌、黑曲霉和腐皮镰刀菌,枸杞根腐病致病菌是卷枝毛霉、根霉、腐皮镰刀菌和尖孢镰刀菌;枸杞和饲料甜菜根系分泌物对镰刀菌菌斑扩增和菌丝生长有不同程度促进作用,有加重自身根腐病发生的风险;黑麦草根系分泌物抑制卷枝毛霉、腐皮镰刀菌和尖孢镰刀菌的生长,有利于减轻根腐病的危害;苜蓿和白三叶的根系分泌物能促进根霉菌、黑曲霉、腐皮镰刀菌的菌斑扩增,但抑制根腐病相关病原菌的菌丝生长。(5)黑麦草、白三叶、饲料甜菜和枸杞根系分泌物分别鉴定出395、370、324、332种代谢组分。对枸杞-牧草间作模式下差异代谢物与各因子的相关性分析发现,根系分泌物对微生物的影响不同,表现为生物碱等显著降低土壤细菌多样性,香豆素、黄酮等显著降低真菌多样性,且对细菌的影响大于真菌。间作模式下显著差异表达的枸杞素A、枸杞素B、草酸、4-苯基丁酸、N-甲基大麦芽碱、阿魏酸、癸二酸二丁酯等根系分泌物能显著影响土壤酶活性和理化性质。进一步分析发现,枸杞素A、枸杞素B在枸杞-牧草间作模式下显著下降,有利于降低根腐病和白粉病的发生;溶血磷脂酰乙醇胺在抑制种子萌发和促进幼苗生长过程中作用显著;黑麦草间作模式下显著表达的苯并恶嗪酮类化合物能显著较少蚜虫的危害;白三叶间作模式下显著表达的草酸、棕榈酸能促进两类镰孢菌菌丝的生长,而橙皮苷抑制镰孢菌菌株的蔓延;在饲料甜菜间作时显著表达的肉桂酸、对羟基苯甲酸等根系分泌物能显著抑制镰刀菌的蔓延和菌丝的生长,有利于降低根腐病的发生。综上所述,经枸杞-牧草间作模式对生产力、竞争力、植物生长及种间互作效应研究,最终获得饲料甜菜、黑麦草、紫花苜蓿和白三叶草4种具有间作优势的牧草材料,可形成与畜牧业的有效对接,既缓解目前养殖业对饲草的需求,又形成一种新的牧草生产模式,为牧草生产和畜牧养殖业的发展开辟了新的途径;同时,本研究从土壤环境因子尤其是根系分泌物对枸杞-牧草间作模式的响应规律角度出发,揭示间作模式下种间关系及相互作用机制,将为进一步指导牧草生产提供科学依据。