优化燕麦覆盖作物在苜蓿-高羊茅混合草地中的应用：播种比例与空间布置对生产力和杂草抑制的增强策略

本研究通过两年田间试验（2023-2024），在山东胶州验证了燕麦（Avena sativa）作为覆盖作物整合至紫花苜蓿（Medicago sativa）与高羊茅（Festuca arundinacea）混合草地的优化方案。结果显示，行间播种结合15%-20%燕麦比例显著提升干物质产量（达18.4 t/ha）、粗蛋白（CP）含量（25.6%增幅），并抑制杂草生物量87.2%，土地当量比（LER）达1.48。这一策略为可持续牧草生产提供生态友好路径，减少除草剂依赖，推动温带草地系统增效。

　　

摘要

燕麦作为覆盖作物整合至紫花苜蓿与高羊茅混合草地系统，可显著提升生产力和生态效益。通过两年田间试验（2023-2024年），在中国山东青岛的温带气候区（年均温12°C，降水698.1 mm），评估不同燕麦播种比例（2023年：0%、15%、30%、45%、60%；2024年优化为0%、10%、20%、30%、40%）和两种空间布置（同行播种与行间播种）对系统性能的影响。结果表明，行间播种结合15%-20%燕麦比例实现最高干物质产量（2024年达18.4 t/ha），粗蛋白（CP）含量提升至20.13%，杂草生物量降低87.2%，土地当量比（LER）峰值1.48。这一策略通过资源互补和竞争调控，为可持续牧草生产提供科学依据。

1 引言

混合草地系统（如紫花苜蓿与高羊茅组合）在温带地区对畜牧业和生态可持续性至关重要，可提升土壤健康、生物多样性及碳固存。然而，杂草入侵严重威胁系统稳定性，传统除草方法（如化学除草剂）成本高且引发生态风险。燕麦（Avena sativa）作为覆盖作物，凭借快速冠层形成和资源竞争能力，能抑制杂草萌发（降幅超50%），并通过分解残体改善土壤肥力。前期研究表明，合理燕麦比例（如与豆科作物3:1混播）可优化产量，但空间布置（如行间 vs. 同行）的影响尚未充分探索。本研究目标为：（1）量化燕麦比例及空间布置对牧草产量、营养品质（如CP、NDF、ADF）及杂草抑制的效应；（2）提出可持续管理建议，减少化学除草剂依赖。

2 材料与方法

2.1 研究地点特征与试验设计

试验位于青岛农业大学现代农业科技示范园（36°26′ N, 120°04′ E，海拔10 m），土壤为棕壤（有机质0.99%，pH 6.18）。采用随机区组设计（RCBD），三重复，小区面积3×4 m，缓冲带1 m。供试物种包括紫花苜蓿（品种WL363HQ）、高羊茅（品种K31）和燕麦（品种The Sun God），种子源自北京百斯特草业。基于播种比例（2023年燕麦占单作标准量225 kg/ha的0%-60%；2024年调整为0%-40%）和空间布置（同行：紫花苜蓿与高羊茅同条播；行间：两者交替条播，燕麦独立行）设置处理。肥料（NPK 15-15-15）以570 kg/ha基施，常规灌溉管理。

2.2 处理结构与实施

燕麦比例依据首年表现优化：2023年高比例（>30%）导致产量下降，故2024年聚焦10%-40%。播种于每年3月15日进行，行距20 cm。除燕麦外，紫花苜蓿和高羊茅播种量分别为单作的50%（3.75 kg/ha和7.50 kg/ha）。设单作对照（紫花苜蓿、高羊茅、燕麦各一）共13处理/年。

2.3 牧草性能、品质指标及杂草发生测定

2.3.1 牧草采样与产量评估

每年分三茬（2023年：6月7日、7月18日、8月23日；2024年：6月5日、7月14日、8月22日）于初花期收割，随机取1 m²样品，65°C烘干至恒重测干物质产量