基于植物优先效应的草地群落结构定向培育方法.pdf

《基于植物优先效应的草地群落结构定向培育方法.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于植物优先效应的草地群落结构定向培育方法.pdf（6页完成版）》请在专利查询网上搜索。

1、(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202410004158.X(22)申请日 2024.01.03(71)申请人 中国农业科学院草原研究所地址 010010 内蒙古自治区呼和浩特市赛罕区乌兰察布东街120号中国农业科学院草原研究所 申请人 蒙草生态环境（集团）股份有限公司(72)发明人 李西良闫晓红孙世贤刘佳月李芳金轲唐士明李元恒陈翔(74)专利代理机构 上海洞见未来专利代理有限公司 31467专利代理师 刘宏博(51)Int.Cl.A01G 22/00(2018.01)A01G 22/40(2018.01)A01G 22/35(。

2、2018.01)(54)发明名称一种基于植物优先效应的草地群落结构定向培育方法(57)摘要本发明公开了一种基于植物优先效应的草地群落结构定向培育方法，包括如下步骤：1）设定要建植的目标草地群落，将禾本科牧草、豆科牧草、功能性杂类草分别设定为3个不同的植物功能群；2）设定其中1个植物功能群为先锋群落，先锋群落于6月份播种，种植深度1.5cm，进行常规水肥管理，以此营造植物优先效应；3）先锋群落以外的其他植物功能群为共生群落，共生群落的播种时间晚于先锋群落的播种时间，待先锋群落物种幼苗1030cm后，对先锋群落物种留茬5cm刈割处理，随后将共生群落物种进行二次免耕补播，种植深度1.5cm。本发明实。

3、现定向培育人工混播建植或补播草地的群落结构，使物种组成及其占比朝着预想方向发展。权利要求书1页 说明书4页CN 117502127 A2024.02.06CN 117502127 A1.一种基于植物优先效应的草地群落结构定向培育方法，其特征在于包括如下步骤：1）目标群落的设定设定要建植的目标草地群落，基于该目标草地群落当地气候、土壤相宜性及当地自然植被特征，将禾本科牧草、豆科牧草、功能性杂类草分别设定为3个不同的植物功能群，每个植物功能群的物种数量设定为25个；2）先锋群落优先效应的营造设定其中1个植物功能群为先锋群落，先锋群落于56月份播种，种植深度为1.5cm，进行常规水肥管理，从而利用先。

4、锋植物的不对称竞争优势和特异性土壤微生物群落来营造植物优先效应；3）共生物种的二次分期播种先锋群落以外的其他植物功能群为共生群落，共生群落的播种时间晚于先锋群落的播种时间1.512个月，待先锋群落物种幼苗1030cm后，对先锋群落物种留茬5cm刈割处理，以暂时抑制先锋群落的竞争优势，随后将共生群落物种进行二次免耕补播，种植深度为1.5cm。2.根据权利要求1所述的一种基于植物优先效应的草地群落结构定向培育方法，其特征在于：先锋群落为禾本科牧草群落，共生群落为豆科牧草群落和/或功能性杂类草群落，先锋群落物种的播种时间为56月份，共生群落物种的播种时间为当年78月份，禾本科牧草占比要求越高，间隔期。

5、越大。3.根据权利要求1所述的一种基于植物优先效应的草地群落结构定向培育方法，其特征在于：先锋群落为豆科牧草群落，共生群落为禾本科牧草群落和/或功能性杂类草群落，先锋群落播种时间为56月份，共生群落的播种时间为当年78月份，豆科牧草占比要求越高，间隔期越大。4.根据权利要求1所述的一种基于植物优先效应的草地群落结构定向培育方法，其特征在于：先锋群落为功能性杂类草群落，共生群落为禾本科牧草群落和/或豆科牧草群落，先锋群落的播种时间为56月份，共生群落的播种时间为当年78月份或次年56月份，功能性杂类草占比要求越高，间隔期越大。权利要求书1/1 页2CN 117502127 A2一种基于植物优先效。

6、应的草地群落结构定向培育方法技术领域0001本发明属于生态治理技术领域，具体涉及一种基于植物优先效应的草地群落结构定向培育方法。背景技术0002草地是我国覆盖面积最大的陆地生态系统之一，在促进区域协调发展、维护生态屏障建设、保障优质草产品供给等方面，都发挥着不可替代的作用。但是，当前不管是天然草原还是人工草地，都面临着退化速度快、草地质量逐年下降、生态生产功能不协调等问题。0003不同牧草的多物种混种方法是人工混播草地建植和退化天然草原补播修复的关键技术。一方面，在人工混播草地建植中，豆科、禾本科或其他富含功能成分的牧草的混合种植可显著提高牧草产量和品质，能更好的发挥不同物种的营养生态位、空间。

7、生态位、时间生态位的互补作用；另一方面，在退化天然草原补播修复中，提高补播物种数量可以快速提高生物多样性，增强生态系统稳定性、生产力和抵御气候灾害的能力。0004然而，基于多物种混播（补播）的群落结构的定向培育是当前草地植物多物种建植的技术难点，主要表现在两个方面：1）群落组成的可控性低，结构稳定性差，尤其是禾本科牧草是草地群落优势植物，豆科或其他功能性杂类草易在演替中迅速消退，形成禾草“一枝独秀”的情形，生物多样性大幅降低，难以发挥多物种互补的加性效应；2）多物种同期补播下,一些处于竞争劣势的关键物种抓苗难，尤其是豆科或功能性杂类草在多物种共存条件下,苗期建植成功率低。以上这些问题，导致多物。

8、种混播（或补播）草地初期建植效率低，中期退化速度快，后期复壮成本高。0005因此，为克服上述传统技术弊端，针对人工混播草地建植和退化天然草原补播修复，提供一种基于植物优先效应的草地群落结构定向培育方法，以根据实际需求，定向培育草地群落的物种组成及其相对占比，使得草地群落结构朝着预期方向发展，以达到草地提质增产、节本增效的目的。发明内容0006本发明的目的是为了克服现有技术存在的不足，提供一种基于植物优先效应的草地群落结构定向培育方法，以实现定向培育人工建植草地的群落结构，实现草地生物多样性，增强群落结构稳定性。0007本发明是通过以下技术方案实现的：一种基于植物优先效应的草地群落结构定向培育方。

9、法，包括如下步骤：1）目标群落的设定设定要建植的目标草地群落，基于该目标草地群落当地气候、土壤相宜性及当地自然植被特征，将禾本科牧草、豆科牧草、功能性杂类草分别设定为3个不同的植物功能群，每个植物功能群的物种数量设定为25个；说明书1/4 页3CN 117502127 A32）先锋群落优先效应的营造设定其中1个植物功能群为先锋群落，先锋群落于56月份播种，种植深度为1.5cm，进行常规水肥管理，从而利用先锋植物的不对称竞争优势和特异性土壤微生物群落来营造植物优先效应；3）共生物种的二次分期播种先锋群落以外的其他植物功能群为共生群落，共生群落的播种时间晚于先锋群落的播种时间1.512个月，待先锋。

10、群落物种幼苗1030cm后，对先锋群落物种留茬5cm刈割处理，以暂时抑制先锋群落的竞争优势，随后将共生群落物种进行二次免耕补播，种植深度为1.5cm。0008先锋群落为禾本科牧草群落，共生群落为豆科牧草群落和/或功能性杂类草群落，先锋群落物种的播种时间为56月份，共生群落物种的播种时间为当年78月份，禾本科牧草占比要求越高，间隔期越大。0009先锋群落为豆科牧草群落，共生群落为禾本科牧草群落和/或功能性杂类草群落，先锋群落播种时间为56月份，共生群落的播种时间为当年78月份，豆科牧草占比要求越高，间隔期越大。0010先锋群落为功能性杂类草群落，共生群落为禾本科牧草群落和/或豆科牧草群落，先锋群。

11、落的播种时间为56月份，共生群落的播种时间为当年78月份或次年56月份，功能性杂类草占比要求越高，间隔期越大。0011目标草地群落的物种为多年生牧草苜蓿、红豆草、披碱草及无芒雀麦，或优质多抗的乡土植物包括针茅、羊草、冰草、羽茅、达乌里胡枝子、扁蓿豆、野韭及沙葱。0012本发明的有益效果是：本发明利用不同物种的竞争优势差异、萌发特性差异，通过设置差异化的目标群落和开展不同功能群植物的先后分期播种，从而人为培育种间不对称性竞争、土壤微生物反馈两个生态学过程，来营造植物优先效应，基于此提出一种基于植物优先效应的草地群落结构定向培育方法，该方法可定向改变多物种混播（补播）草地不同物种的相对占比，使群落。

12、结构朝预期发展，促进物种共存，解决了禾草“一枝独秀”，而豆科或其他功能性杂类草易在演替中迅速消退的问题，可提高多物种混播草地的初期建植效率，实现草地生物多样性及生态功能的高效维持。具体实施方式0013以下对本发明作详细描述。0014对照例10015一种草地群落培育方法，包括以下步骤：1）目标群落设定。在内蒙古自治区呼和浩特市土默特左旗沙尔沁镇（中国农业科学院草原研究所农牧交错带试验基地）建植多年生混播草地，依据气候、土壤相宜性原则和当地自然植被特征，多年生牧草的植物功能群数量设定为3个，分别为禾本科牧草植物功能群、豆科牧草植物功能群及功能性杂类草植物功能群，每个植物功能群的物种数量设定2个，所。

13、选6个物种中，禾本科牧草植物功能群包括羊草、冰草，豆科牧草植物功能群包括扁蓿豆、达乌里胡枝子，功能性杂类草植物功能群包括麻花头、野韭。00162）目标群落的同期播种建植。将羊草、冰草、扁蓿豆、达乌里胡枝子、麻花头、野韭6说明书2/4 页4CN 117502127 A4个物种于2021年5月24日同期种植，种植深度为1.5cm，进行常规水肥管理。0017实施例10018一种基于植物优先效应的草地群落结构定向培育方法，包括以下步骤：1）目标群落设定。在内蒙古自治区呼和浩特市土默特左旗沙尔沁镇（中国农业科学院草原研究所农牧交错带试验基地）建植多年生混播草地，依据气候、土壤相宜性原则和当地自然植被特征。

14、，多年生牧草的植物功能群数量设定为3个，分别为禾本科牧草植物功能群、豆科牧草植物功能群及功能性杂类草植物功能群，每个植物功能群的物种数量设定2个，所选6个物种中，禾本科牧草植物功能群包括羊草、冰草，豆科牧草植物功能群包括扁蓿豆、达乌里胡枝子，功能性杂类草植物功能群包括麻花头、野韭。00192）先锋物种优先效应的营造。禾本科牧草植物功能群为先锋群落，即羊草、冰草，将羊草、冰草于2021年5月24日同期种植，种植深度为1.5cm，进行常规水肥管理，从而利用植物不对称竞争和特异性土壤微生物群落塑造来营造植物优先效应。00203）共生物种的二次分期播种。豆科牧草植物功能群及功能性杂类草植物功能群为共生。

15、群落，即扁蓿豆、达乌里胡枝子、麻花头、野韭，将扁蓿豆、达乌里胡枝子、麻花头、野韭，于2021年7月3日播种，与先锋物种播种的间隔期为6周，待先锋物种幼苗20cm后，进行留茬5cm的刈割处理，以暂时抑制先锋物种的竞争优势，随后将共生群落物种进行免耕播种，种植深度为1.5cm。0021实施例20022一种基于植物优先效应的草地群落结构定向培育方法，包括以下步骤：1）目标群落设定。在内蒙古自治区呼和浩特市土默特左旗沙尔沁镇（中国农业科学院草原研究所农牧交错带试验基地）建植多年生混播草地，依据气候、土壤相宜性原则和当地自然植被特征，多年生牧草的植物功能群数量设定为3个，分别为禾本科牧草植物功能群、豆科。

16、牧草植物功能群及功能性杂类草植物功能群，每个植物功能群的物种数量设定2个，所选6个物种中，禾本科牧草植物功能群包括羊草、冰草，豆科牧草植物功能群包括扁蓿豆、达乌里胡枝子，功能性杂类草植物功能群包括麻花头、野韭。00232）先锋物种优先效应的营造。豆科牧草植物功能群为先锋群落，即扁蓿豆、达乌里胡枝子，将扁蓿豆、达乌里胡枝子于2021年5月24日同期种植，种植深度为1.5cm，进行常规水肥管理，从而利用植物不对称竞争和特异性土壤微生物群落塑造来营造植物优先效应。00243）共生物种的二次分期播种。共生群落物种为羊草、冰草、麻花头、野韭，于2021年7月3日播种，与先锋物种播种的间隔期为6周，待先锋。

17、物种幼苗20cm以上后，进行留茬5cm的刈割处理，以暂时抑制先锋物种的竞争优势，随后将目标群落的其它物种进行免耕播种，种植深度为1.5cm。0025实施例30026一种基于植物优先效应的草地群落结构定向培育方法，包括以下步骤：1）目标群落设定。在内蒙古自治区呼和浩特市土默特左旗沙尔沁镇（中国农业科学院草原研究所农牧交错带试验基地）建植多年生混播草地，依据气候、土壤相宜性原则和当地自然植被特征，多年生牧草的植物功能群数量设定为3个，分别为禾本科牧草植物功能群、豆科牧草植物功能群及功能性杂类草植物功能群，每个植物功能群的物种数量设定2个，所选6个物种中，禾本科牧草植物功能群包括羊草、冰草，豆科牧草。

18、植物功能群包括扁蓿说明书3/4 页5CN 117502127 A5豆、达乌里胡枝子，功能性杂类草植物功能群包括麻花头、野韭。00272）先锋物种优先效应的营造。将功能性杂类草植物功能群设定为先锋群落，即麻花头、野韭，将麻花头、野韭于2021年5月24日同期种植，种植深度为1.5cm，进行常规水肥田间管理，从而利用植物不对称竞争和特异性土壤微生物群落塑造来营造植物优先效应。00283）共生物种的二次分期播种。将共生群落物种为羊草、冰草、扁蓿豆、达乌里胡枝子，于2021年7月3日播种，与先锋物种播种的间隔期为6周，待先锋物种幼苗20cm后，进行留茬5cm的刈割处理，以暂时抑制先锋物种的竞争优势，随。

19、后将目标群落的其它物种进行二次免耕播种，种植深度为1.5cm。0029于建植第2年（2022年7月5日7日）进行分种生物量测定和群落生物量统计，得到对照例1和实施例13草地植物群落结构，具体结果见表1。0030表1 禾本科占比豆科占比功能性杂类草占比对照例155.90%39.98%4.12%实施例198.31%1.25%0.44%实施例215.21%84.05%0.75%实施例332.58%25.21%42.21%可见，经过本发明的基于植物优先效应的草地群落结构定向培育方法，植物群落结构发生明显的定向改变。对照例1中，未采用本发明利用植物优先效应定向培育植物群落的方法，建植次年禾本科、豆科占比。

20、较高，而功能性杂类草占比较少，无法按照既定要求实现群落的合理布局；实施例1中，采用禾本科作为先锋物种营造优先效应，建植次年禾本科占比可达98.31%，符合建立禾本科建群的草地植物群落的目的；实施例2中，采用豆科作为先锋物种营造优先效应，建植次年豆科占比可达84.05%，符合建立豆科建群的草地植物群落的目的；实施例3中，采用功能性杂类草作为先锋物种营造优先效应，建植次年功能性杂类草占比可达42.21%，符合建立功能性杂类草建群的草地植物群落的目的，且生物多样性、群落均匀度等指标综合表现较好。因此，在实际应用中，为了达到定向建植某一群落的目的，可以采用本发明的思路以控制播种先后顺序及先锋、共生物种的播种间隔时间来实现。此外，根据物种分期播种间隔时间对群落各物种占比的控制原理，在具体实施中为提高弱竞争力物种的占比，需将弱竞争力物种作为先锋植物，同时需要加大这些物种与二次播种的其他物种的播种间隔时间。0031最后应当说明的是，以上内容仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，本领域的普通技术人员对本发明的技术方案进行的简单修改或者等同替换，均不脱离本发明技术方案的实质和范围。说明书4/4 页6CN 117502127 A6。