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黄土丘陵半干旱区人工草地建设是植被恢复与生态建设的重要措施。针对该区土壤水分和磷素亏缺的现状，以及人工草地建设存在优良禾草缺乏和群体配置不合理等问题，研究水分和磷素供应对优良引种禾草和乡土豆科牧草在混播下的生产力和种间关系的影响，可为黄土丘陵区人工草地建设提供理论依据。本研究选取引种禾本科C4牧草柳枝稷(Pancium virgatum L.)与乡土豆科C3牧草达乌里胡枝子(Lespedeza davurica S.)为研究对象，采用盆栽控制试验，设置2种土壤水分水平[充分供水:75%±5%田间持水量(field capacity, FC)和干旱处理:35%±5%FC]，3个磷处理(0,0.05和0.1gP2O5kg-1干土)和5种株数组合比例[12∶0(柳枝稷∶达乌里胡枝子),8∶4,6∶6,4∶8和0∶12]，研究了水分和磷素供应水平对两草种光合生理特征、叶片氮磷化学计量特征、生物量累积、水分利用和种间关系的影响，以期为利用二者建立合理的禾豆混播草地提供依据，主要研究结果如下：
(1)种植当年，不同水分和磷处理下，柳枝稷的净光合速率(Pn)均值在混播下显著高于单播，达乌里胡枝子Pn均值在混播下显著低于单播(p＜0.05)。种植第二年，充分供水下，二者混播显著提高柳枝稷分蘖期和拔节期Pn值，显著降低达乌里胡枝子分枝期的Pn值；干旱处理下，二者混播显著提高柳枝稷拔节期以及达乌里胡枝子开花期和结实期的Pn值、最大光化学效率(Fv/Fm)和光化学淬灭系数(p＜0.05)，施磷0.05gkg-1可显著提高干旱处理下混播达乌里胡枝子开花期和结实期的Pn和Fv/Fm值，提高柳枝稷分蘖期和拔节期以及达乌里胡枝子各生育期的瞬时水分利用效率(p＜0.05)，但施磷0.05和0.1gkg-1间均无显著差异。
(2)不同水分和磷处理下，柳枝稷光合氮、磷利用效率均显著高于达乌里胡枝子，二者混播显著提高柳枝稷叶片氮含量、氮磷比和光合磷利用效率，降低达乌里胡枝子叶片氮、磷含量，但显著提高达乌里胡枝子光合氮、磷利用效率(p＜0.05)。与不施磷处理相比，施磷显著降低两水分下柳枝稷和达乌里胡枝子叶片氮磷比和光合磷利用效率，显著提高两水分下柳枝稷叶片磷含量以及达乌里胡枝子叶片氮、磷含量(p＜0.05)。
(3)柳枝稷和达乌里胡枝子株高均在结实期达到最大，在柳枝稷分蘖期，柳枝稷株高均值达到最大株高的64.2%，达乌里胡枝子达到22.2%，表明柳枝稷株高较达乌里胡枝子增长快；不论供磷与否，柳枝稷和达乌里胡枝子株高在干旱处理下显著低于充分供水(p＜0.05)，表明干旱限制二者株高生长。在种植当年，不同处理下的柳枝稷单株生物量随其组合比例的降低而增加，达乌里胡枝子相反；在种植第二年，干旱处理下，两物种单株生物量在不同组合比例下均以4∶8比例(柳枝稷∶达乌里胡枝子)最大，在施磷处理下显著高于不施磷处理(p＜0.05)，但施磷0.05g和0.1gkg-1间整体无显著差异。
(4)不同水分和磷处理下，柳枝稷和达乌里胡枝子混播的相对总生物量(Relative yield total, RYT)介于0.91~1.34之间，表明二者混播具有一定的互补效应，有助于提高土地利用率。两年的试验结果表明，干旱处理下，不同组合比例下以4∶8比例具有最高的总生物量和RYT以及较高的水分利用效率，施磷可显著提高二者混播下的总生物量、RYT和水分利用效率(p＜0.05)，但施磷0.05gkg-1和0.1gkg-1之间整体无显著差异。
(5)不同处理下的柳枝稷竞争比率(Competitive ratio, CR)均大于1.0，且柳枝稷CR值和达乌里胡枝子相对竞争强度(Relative competition intensity, RCI)值在干旱处理下显著低于充分供水(p＜0.05)，在种植第二年显著低于种植当年，表明柳枝稷在与达乌里胡枝子混播体系中占据优势地位，其相对竞争能力在干旱处理下和种植第二年降低，达乌里胡枝子则相反。种植第二年，干旱处理下，柳枝稷CR值和达乌里胡枝子RCI值在施磷处理下显著低于不施磷处理，而柳枝稷RCI值相反(p＜0.05)，表明干旱处理下，柳枝稷相对竞争能力和优势在施磷处理下降低，达乌里胡枝子相对竞争能力增加。在种植当年，柳枝稷RCI值小于0，达乌里胡枝子相反；在种植第二年，干旱处理下柳枝稷和达乌里胡枝子RCI值在4∶8比例均小于0，表明4:8比例下二者均从混播中受益。
综上，柳枝稷在与达乌里胡枝子混播中为竞争优势物种，其相对竞争能力在干旱处理下及种植第二年降低，而达乌里胡枝子相对竞争能力在干旱处理下和种植第二年提高。施磷肥有助于提高干旱处理下达乌里胡枝子相对竞争能力，降低柳枝稷竞争优势。柳枝稷和达乌里胡枝子间虽然存在竞争作用，但也具有互补效应，表现出混播优势。总体表明，在黄土丘陵半干旱区，选择柳枝稷∶达乌里胡枝子为4∶8的组合比并施磷0.05gkg-1干土可提高二者混播群体的总生物量和水分利用效率，并有助于二者逐渐在混播中达到共同受益的局面。
(1)种植当年，不同水分和磷处理下，柳枝稷的净光合速率(Pn)均值在混播下显著高于单播，达乌里胡枝子Pn均值在混播下显著低于单播(p＜0.05)。种植第二年，充分供水下，二者混播显著提高柳枝稷分蘖期和拔节期Pn值，显著降低达乌里胡枝子分枝期的Pn值；干旱处理下，二者混播显著提高柳枝稷拔节期以及达乌里胡枝子开花期和结实期的Pn值、最大光化学效率(Fv/Fm)和光化学淬灭系数(p＜0.05)，施磷0.05gkg-1可显著提高干旱处理下混播达乌里胡枝子开花期和结实期的Pn和Fv/Fm值，提高柳枝稷分蘖期和拔节期以及达乌里胡枝子各生育期的瞬时水分利用效率(p＜0.05)，但施磷0.05和0.1gkg-1间均无显著差异。
(2)不同水分和磷处理下，柳枝稷光合氮、磷利用效率均显著高于达乌里胡枝子，二者混播显著提高柳枝稷叶片氮含量、氮磷比和光合磷利用效率，降低达乌里胡枝子叶片氮、磷含量，但显著提高达乌里胡枝子光合氮、磷利用效率(p＜0.05)。与不施磷处理相比，施磷显著降低两水分下柳枝稷和达乌里胡枝子叶片氮磷比和光合磷利用效率，显著提高两水分下柳枝稷叶片磷含量以及达乌里胡枝子叶片氮、磷含量(p＜0.05)。
(3)柳枝稷和达乌里胡枝子株高均在结实期达到最大，在柳枝稷分蘖期，柳枝稷株高均值达到最大株高的64.2%，达乌里胡枝子达到22.2%，表明柳枝稷株高较达乌里胡枝子增长快；不论供磷与否，柳枝稷和达乌里胡枝子株高在干旱处理下显著低于充分供水(p＜0.05)，表明干旱限制二者株高生长。在种植当年，不同处理下的柳枝稷单株生物量随其组合比例的降低而增加，达乌里胡枝子相反；在种植第二年，干旱处理下，两物种单株生物量在不同组合比例下均以4∶8比例(柳枝稷∶达乌里胡枝子)最大，在施磷处理下显著高于不施磷处理(p＜0.05)，但施磷0.05g和0.1gkg-1间整体无显著差异。
(4)不同水分和磷处理下，柳枝稷和达乌里胡枝子混播的相对总生物量(Relative yield total, RYT)介于0.91~1.34之间，表明二者混播具有一定的互补效应，有助于提高土地利用率。两年的试验结果表明，干旱处理下，不同组合比例下以4∶8比例具有最高的总生物量和RYT以及较高的水分利用效率，施磷可显著提高二者混播下的总生物量、RYT和水分利用效率(p＜0.05)，但施磷0.05gkg-1和0.1gkg-1之间整体无显著差异。
(5)不同处理下的柳枝稷竞争比率(Competitive ratio, CR)均大于1.0，且柳枝稷CR值和达乌里胡枝子相对竞争强度(Relative competition intensity, RCI)值在干旱处理下显著低于充分供水(p＜0.05)，在种植第二年显著低于种植当年，表明柳枝稷在与达乌里胡枝子混播体系中占据优势地位，其相对竞争能力在干旱处理下和种植第二年降低，达乌里胡枝子则相反。种植第二年，干旱处理下，柳枝稷CR值和达乌里胡枝子RCI值在施磷处理下显著低于不施磷处理，而柳枝稷RCI值相反(p＜0.05)，表明干旱处理下，柳枝稷相对竞争能力和优势在施磷处理下降低，达乌里胡枝子相对竞争能力增加。在种植当年，柳枝稷RCI值小于0，达乌里胡枝子相反；在种植第二年，干旱处理下柳枝稷和达乌里胡枝子RCI值在4∶8比例均小于0，表明4:8比例下二者均从混播中受益。
综上，柳枝稷在与达乌里胡枝子混播中为竞争优势物种，其相对竞争能力在干旱处理下及种植第二年降低，而达乌里胡枝子相对竞争能力在干旱处理下和种植第二年提高。施磷肥有助于提高干旱处理下达乌里胡枝子相对竞争能力，降低柳枝稷竞争优势。柳枝稷和达乌里胡枝子间虽然存在竞争作用，但也具有互补效应，表现出混播优势。总体表明，在黄土丘陵半干旱区，选择柳枝稷∶达乌里胡枝子为4∶8的组合比并施磷0.05gkg-1干土可提高二者混播群体的总生物量和水分利用效率，并有助于二者逐渐在混播中达到共同受益的局面。