【摘 要】
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在东北农牧区,近年来土壤沙化、水土流失问题严重,降水时空分布不均进一步制约牧草正常生长,降低生物量。优化灌溉策略和调整种植结构是提升水资源利用和牧草生物量的有效途径。禾豆间作被认为是高产高效的复合系统,不仅能够增加单位土地面积的生物产出,并且能够提高资源利用效率。为探究不同水分条件下紫花苜蓿/苏丹草间作系统发挥间作优势的地上、地下部分两种牧草间的互作效应,以及对牧草品质的影响,本研究以紫花苜蓿和苏
【基金项目】
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中央高校基本科研业务费专项资金资助（编号 135110044）； 中科院战略性先导专项（XDA26050101）； 中科院战略性先导专项（XDA28110103）； 吉林省发展和改革委员会产业技术研究与开发项目（2020C037-5）；
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在东北农牧区,近年来土壤沙化、水土流失问题严重,降水时空分布不均进一步制约牧草正常生长,降低生物量。优化灌溉策略和调整种植结构是提升水资源利用和牧草生物量的有效途径。禾豆间作被认为是高产高效的复合系统,不仅能够增加单位土地面积的生物产出,并且能够提高资源利用效率。为探究不同水分条件下紫花苜蓿/苏丹草间作系统发挥间作优势的地上、地下部分两种牧草间的互作效应,以及对牧草品质的影响,本研究以紫花苜蓿和苏丹草为主要试验对象,在吉林省长岭县的沙壤土农田开展试验,设置三种种植模式（紫花苜蓿单作MA、苏丹草单作MS和紫花苜蓿/苏丹草间作I）和两种灌水处理（灌水处理I、不灌水处理N）,研究间作系统两种牧草的地上生物量、植株性状、生理性状、营养品质及土壤水分动态,明确灌水处理和间作模式对牧草地上生物量、营养品质和土壤水分利用的影响。主要结论如下:（1）分析紫花苜蓿初花期、苏丹草抽穗期间作系统的土地利用优势,结果表明间作土地当量比大于1,提高土地利用率。主要表现为,建植第一年,由于紫花苜蓿种间竞争能力较弱,其地上生物量降低,苏丹草地上生物量提高,并且灌水显著提高间作中两种牧草的地上生物量。建植第二年,在苏丹草第一茬,此时紫花苜蓿种间竞争能力更强,其地上生物量提高,苏丹草地上生物量降低,并且灌水能够降低苏丹草的种间竞争压力。在苏丹草第二茬,此时两种牧草竞争能力相当,间作紫花苜蓿、苏丹草的地上生物量均降低。（2）分析紫花苜蓿初花期、苏丹草抽穗期间作系统的植株性状,结果表明间作影响紫花苜蓿的植株形态,苏丹草的植株性状在年份间表现不同。主要表现为,与单作相比,间作提高紫花苜蓿的株高,降低其茎粗;建植第一年,间作提高苏丹草的株高、单株干重和茎叶比,建植第二年,间作降低苏丹草的株高和单株干重。灌水不同程度地提高间作紫花苜蓿的株高和分枝数,提高苏丹草的株高、茎粗和分蘖数。（3）分析紫花苜蓿初花期、苏丹草抽穗期间作系统的叶片光合参数和叶绿素含量,结果表明间作有利于苏丹草进行光合作用。主要表现为,间作提高苏丹草叶片的气孔导度和蒸腾速率,提高净光合速率,增加叶绿素含量,表明苏丹草通过形成更多的光合产物来增加生物量;低位紫花苜蓿由于受苏丹草的遮阴作用,捕获的光能较少,净光合速率降低,而叶绿素含量增加,表明紫花苜蓿以此增强光能捕获能力,适应弱光环境。在不灌水处理下,与灌水相比,间作紫花苜蓿、苏丹草的叶片瞬时水分利用效率均不同程度地提高。当两种牧草受水分胁迫时,紫花苜蓿通过降低气孔开度,降低蒸腾速率和净光合速率,苏丹草通过非气孔因素降低净光合速率。（4）分析紫花苜蓿初花期、苏丹草抽穗期间作系统中牧草的粗蛋白含量、中性洗涤纤维含量和酸性洗涤纤维含量,结果表明间作改善牧草营养品质。主要表现为,间作提高紫花苜蓿的粗蛋白含量,降低紫花苜蓿和苏丹草的中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维含量。与不灌水相比,灌水使紫花苜蓿的粗蛋白含量下降,使苏丹草的中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维含量提高。（5）分析紫花苜蓿初花期、苏丹草抽穗期间作系统的土壤含水量,结果表明间作系统中存在水分竞争和互补。主要表现为,在土壤40-60 cm范围内,灌水处理下,间作苏丹草条带的土壤水分向紫花苜蓿转移;不灌水处理下,间作系统中存在水分竞争,建植第一年,当苏丹草种间竞争能力更强时,紫花苜蓿利用土壤60 cm以下的水分,建植第二年,当紫花苜蓿种间竞争能力更强时,紫花苜蓿利用苏丹草条带的土壤水分。综上所述,紫花苜蓿/苏丹草间作具有优势,不仅提高系统生物量,增加经济效益,改善牧草的营养品质,并且提高光、热、水资源利用率。与不灌水相比,灌水进一步提高间作系统生物量,提高间作紫花苜蓿、苏丹草的株高、茎粗、分枝数（分蘖数）,提升苏丹草、紫花苜蓿的蒸腾速率,降低两种牧草对土壤水分的种间竞争,增加单位面积经济净效益。本试验结果表明实行灌水和紫花苜蓿/苏丹草间作种植模式可行,具有优势,为东北农牧区草业发展提供理论依据和实践参考。
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