一种提高光伏架下牧草种子产量的方法与流程

本发明属于植物建植领域，具体涉及一种提高光伏架下牧草种子产量的方法。

背景技术：

太阳能具有广域性、永久性、洁净性、安全性优点，是有利于人与自然和谐发展的能源资源。为促进我国光伏应用的发展，把中国从一个光伏生产大国变成一个光伏应用大国。加快发展光伏发电，既是转变发电方式、调整电源结构，实现可持续发展的战略选择之一，也是我国开发利用新能源的重要措施。

人工草地建设是我国畜牧业可持续发展的重要标志。人工草地种植多年生优质饲草不仅可以促进畜牧业提质增效、增加农牧民经济收入，可还改善草地生态环境，提高草地生产力。我国从2010年起开始建立草原生态保护补助奖励机制，实施禁牧、减牧及草畜平衡措施，以保护和恢复日益衰减的天然草地资源。在维护草地生态安全的同时，提高草食家畜养殖业生产水平，改善农牧民的生活条件，保障社会稳定。其中，种子管理是确保种子质量的必要手段，种子管理状况的好坏，直接影响着种子的生产和经营。牧草种子产量可反映牧草生产性能及牧草发育情况，也是建植人工草地的重要目标。

然而光伏电站大多数建立在戈壁、沙漠等闲置土地上，因而光伏架下具有恶劣的生态环境条件，其土壤养分、水分、热、光等环境条件均与普通种植牧草的耕地的环境条件不同，这会对种植牧草的种植造成较大的困难，从而会使得牧草的种子产量和种子产量组份较低。

因此目前亟需研究一种关于在光伏架下的人工草地的建植方法，使得牧草种子的产量较高。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种提高光伏架下牧草种子产量的方法，本发明人经过对光伏架下多种生态环境条件和多种田间管理的要点进行研究分析，发现其中的共性条件，当对光伏架下种植牧草的土壤施以微生物菌肥时，与调节其他条件相比，牧草种子产量将会显著提高。

具体的，为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

首先，本发明提供一种提高光伏架下牧草种子产量的方法，其特点是：对光伏架下种植牧草的土壤施以微生物菌肥。

其次，本发明还提供了一种提高牧草种子产量的退化草地的有效利用方法或者恢复退化草地的方法，包括利用退化草地建设光伏电站、以及在光伏架下人工建植牧草并对光伏架下种植牧草的土壤施以微生物菌肥的步骤；其中，所述牧草草种及播种方式为：单播无芒雀麦、单播蒙农杂种冰草、单播草原2号杂花苜蓿、单播草原3号杂花苜蓿、混播无芒雀麦和草原3号杂花苜蓿、混播无芒雀麦和草原2号杂花苜蓿、混播蒙农杂种冰草和草原3号杂花苜蓿、混播蒙农杂种冰草和草原2号杂花苜蓿。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有如下有益效果：

(1)本发明公开了一种提高光伏架下牧草种子产量的方法，研究得到影响光伏架下牧草种子产量和种子产量组份最重要的因素-施肥的种类。

(2)本发明基于前期对光伏架下各种牧草的光合效率的研究结果以及光伏架下生态环境条件对种子产量的影响大小，从大量的草种组合选择了8种牧草草种组合，该牧草草种组合能够显著提高牧草草种的实际产量。

(3)本发明研究符合光伏架下自然条件的牧草种植生产关键技术，即筛选出了适宜光伏架恶劣生态环境下生长的草种、播种方式和施肥条件，建立了提高牧草种子产量和种子产量组份的高产优质高效的牧草人工草地，充分利用废弃地，提高土地利用率，同时促进当地养殖业的发展。

(4)本发明还研究了在光伏架下的环境因素对牧草光合作用的影响，为研究该提高光伏架下牧草种子产量的方法提供基础理论，其中，得到草原2号杂花苜蓿、草原3号杂花苜蓿适应性比无芒雀麦和蒙农杂种冰草要好。

附图说明

图1是4种牧草的pn对par响应图；注：不同大写字母代表各牧草pn随光照强度升高之间的差异(p<0.05)。

图2是4种牧草pn对co2浓度响应图；注：不同大写字母代表各牧草pn随co2浓度升高之间的差异(p<0.05)。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作和/或它们的组合。

正如背景技术所介绍的，现有技术中存在光伏架下种植草地具有一定困难、牧草种子产量较低、种子产量组份较低的问题，为了解决如上的技术问题，本发明提出了一种提高光伏架下牧草种子产量的方法，其特点是：对光伏架下种植牧草的土壤施以微生物菌肥。

不同的生长生态环境条件，对于牧草种子产量的影响不同，光伏架下的生态环境具有特殊光照环境、高电磁辐射和土壤成分差(土壤的速效n、k含量低、整体肥力水平偏下)等特点，经过在光伏架下牧草种子产量的试验研究发现，土壤施肥、草种选择、播种方法环节都是影响牧草种子产量的因素。施肥对牧草有一定的影响，适当的施肥能有效促进牧草生长和生产力的提高，不同种类的牧草对营养的需求也不同，因此，掌握好施肥种类和用量对牧草的生长和种子产量等具有重要作用。可以为牧草弥补因光照不足而缺少的营养。为提高牧草的种子产量和种子产量组份，本发明筛选优化得到微生物菌肥更加适宜光伏架下的草原3号杂花苜蓿单播或草原2号杂花苜蓿和无芒雀麦混播的播种方法。目前肥料的种类多种多样，按照化学成分、生物活性以及作用效果可分为有机肥料、无机肥料和生物肥料等，有机肥料又包括粪尿肥、堆沤肥、绿肥等，每一种肥料对于植物的影响均不同。微生物菌肥又称为微生物接种剂、细菌肥料或菌剂,是农牧业生产中使用的一个肥料品种,与化肥、粪尿肥、堆沤肥、绿肥等不同，它是一种活体制品,随着生态农业的兴起和发展,微生物肥料的位置和作用将日益引起人们的重视，徽生物肥料是通过制品中所含的特定的微生物的生命活动增加了植物元素营养的供应量。微生物肥料在牧草生产中应用非常少，普遍用于作物生产，微生物肥料的作用大致如下：一是通过有益菌的大量繁殖，大量有益菌在植物的根系周围形成了优势种群，抑制了其他有害菌的生命活动。二是改善土壤，培肥地力。三是促进植物生长，改善抗逆性。四是分解土壤中的农药残留，避免残留农药对下季作物产生药害，还对植物生长过程中通过根系排放的有害物质进行分解。经过本发明的研究，尤其是施肥的种类对牧草种子产量的影响尤为重要。

草种选择时主要考虑在相对遮光和电磁辐射的条件下能否正常生长。基于前期对光伏架下各种牧草的光合效率的研究结果，本发明从大量的草种组合选择了8种牧草草种组合，经过试验验证，这8种草种组合的生产的种子产量和种子产量组份在施微生物菌肥的情况下具有突出的效果。8种牧草草种及播种方式为：单播无芒雀麦、单播蒙农杂种冰草、单播草原2号杂花苜蓿、单播草原3号杂花苜蓿、混播无芒雀麦和草原3号杂花苜蓿、混播无芒雀麦和草原2号杂花苜蓿、混播蒙农杂种冰草和草原3号杂花苜蓿、混播蒙农杂种冰草和草原2号杂花苜蓿。

进一步优选的，所述牧草草种及播种方式为单播无芒雀麦、单播草原2号杂花苜蓿、混播无芒雀麦和草原3号杂花苜蓿、混播无芒雀麦和草原3号杂花苜蓿、混播蒙农杂种冰草和草原3号杂花苜蓿、混播蒙农杂种冰草和草原2号杂花苜蓿。

不同种类的牧草对营养的需求不同，掌握好施肥的配比和用量对牧草种子产量和种子产量组份具有重要的作用，其可以为牧草弥补因光照不足而缺少的营养。本发明对微生物菌肥的施肥量作了研究，经过试验研究，得到了微生物菌肥的适宜施肥量为500～600kg/hm²；进一步优选的，微生物菌肥的适宜施肥量为550～580kg/hm²。

在本发明优选的技术方案中，微生物菌肥选自北京克劳沃草业公司的有益微生物菌肥(含2.1亿/ml，61种有益菌)或具有等效作用的其他微生物菌肥。进一步优选的，微生物菌肥中有益菌含量至少2亿/ml。

经过试验验证，本发明的方法更加适合以下土壤环境，所述光伏架环境下的土壤组成为：水溶性盐0.064～0.082％(w/w)，速钾的含量为70～71mg/kg，碱解氮的含量为6.552～7.28mg/kg，速磷的含量为0.014～0.015％(w/w)，有机质的含量为0.742～0.878％(w/w)，ph为7.25～7.6。

在本发明优选的技术方案中，牧草种植所处的环境条件为：年平均气温为5～6℃，年均日照1500～1600小时；年平均降水380～420mm，多集中在7-9月份，冬季积雪少；无霜期113-134天，初霜期9月中下旬，终霜期5月末。

本发明还对行距作了考察，不同的行距对牧草的产量影响不同，在本发明的优选的技术方案中，播种方法为条播，行距为25～30cm。

在本发明的优选的技术方案中，当播种方式为混播时，播种方法为间行条播方式。

在本发明优选的技术方案中，播种时间为当年的5月份。

本发明还对种量和混播时牧草的播种比例作了考察，经过试验验证，不同播种量和混播时牧草的播种比例对牧草种子产量和种子产量组份具有一定的影响。

在本发明的优选的技术方案中，单播时，牧草的播种量为0.13～0.16kg·hm^-2。进一步的，所述草原2号杂花苜蓿和草原3号杂花苜蓿的播种量为0.13kg·hm^-2；混播时，所述草原2号杂花苜蓿和草原3号杂花苜蓿的播种量为0.05～0.08kg·hm^-2。

在本发明的优选的技术方案中，混播时，禾科牧草与豆科牧草的播种量质量比例为10～12：1；进一步优选的，禾科牧草与豆科牧草的播种量质量比例为12：1。

此外，本发明还提供了一种提高牧草种子产量的退化草地的有效利用方法或者恢复退化草地的方法，包括利用退化草地建设光伏电站、以及在光伏架下人工建植牧草并对光伏架下种植牧草的土壤施以微生物菌肥的步骤；其中，所述牧草草种及播种方式为：单播无芒雀麦、单播蒙农杂种冰草、单播草原2号杂花苜蓿、单播草原3号杂花苜蓿、混播无芒雀麦和草原3号杂花苜蓿、混播无芒雀麦和草原2号杂花苜蓿、混播蒙农杂种冰草和草原3号杂花苜蓿、混播蒙农杂种冰草和草原2号杂花苜蓿。

为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本发明的技术方案，以下将结合具体的实施例详细说明本发明的技术方案。

实施例1

1、光伏架下试验地概况及播前土壤养分含量测定

试验地位于呼和浩特市金桥开发区，总规模100亩。该区位于北纬40°49′，东经111°41′,海拔1043m。为典型大陆性气候，年平均气温5.4℃，一月份最冷，极端最低气温-33.6℃，七月份最热，极端最高气温36℃；年均日照1600小时；年平均降水400㎜，多集中在7-9月份，冬季积雪少；无霜期113-134天，初霜期9月中下旬，终霜期5月末。地形平坦开阔，土壤为栗钙土，土壤紧实，ph7.6。土壤速效n、k含量低(表1)，ph的水平居中，整体评价肥力水平偏下。

表1土壤养分含量

2、光伏架下生长环境及光照强度测定

测定于2016年6月7～9日(晴天)进行，6月7～9日天气晴，平均温度12°～25°，平均3级微风，早上8:00～18:00时,采用美国li-cor公司生产的li-250a照度计测量光量子(umol·m^-2·s^-1)，测了7个点的光照强度，设3组重复，计算出一天中光伏架下的平均光照强度(表2)，光伏架下平均光照955.66umol·m^-2·s^-1～1209.16umol·m^-2·s^-1。

表2光伏架下每小时平均光照强度

3、供试材料

本发明在研究过程中试验多种供试材料，下面仅以以下四种进行代表说明。

供试材料为草原3号杂花苜蓿(medicagovarial.cv.caoyuanno.3)、草原2号杂花苜蓿(medicagovarial.cv.caoyuanno.2)、蒙农杂种冰草(agropyroncristatum×a.desertorumcv.mengnong)、无芒雀麦(bromusinermisleyss)。

4、供试肥料

本发明在研究过程中试验多种供试肥料种类，下面仅以以下两种进行代表说明。

所用肥料购自北京克劳沃草业公司的大量元素水溶肥(含n20％(w/w)，p2o520％(w/w)，k2o20％(w/w))和有益微生物菌肥(含2.1亿/ml，61种有益菌)。该大量元素水溶肥的商品名称为金苜水溶性肥料(7－16－27)；该有益微生物菌肥的商品名称为：金苜有益微生物菌肥。

前期试验了氮肥、磷肥、绿肥等，但效果远不及大量元素水溶肥，且其种类较为单一、肥效低，因此人工草地建植实验未采用。

5、试验设计及处理

本试验于2015年5月12日播种，试验小区面积47m²，采用行距30cm的条播形式播种，设单播、间行混播二种播种方式，包括单播四种(草原3号杂花苜蓿、草原2号杂花苜蓿、蒙农杂种冰草、无芒雀麦)、混播四种(蒙农杂种冰草+草原3号杂花苜蓿、蒙农杂种冰草+草原2号杂花苜蓿、无芒雀麦+草原3号杂花苜蓿、无芒雀麦+草原2号杂花苜蓿)，播量详见表3；两种施肥处理，有益微生物菌肥(简称j)571.43kg/hm²、大量元素水溶肥(简称s)357.14kg/hm²，作为种肥随播种施入，以不施肥为对照。每种处理各设3组重复，共24个处理小区。详见表3。

表3播种方式及施肥处理

6.14种牧草的光响应曲线和二氧化碳曲线

试验首先测定牧草的光合效率，研究在不施肥及不混播情况下，四种牧草在光伏架下生长情况，为施肥条件及播种方式提供基础理论。光合作用是植株产量和品质提高的生理基础，改善光合作用对于提高作物的产量潜力具有重要意义。对采用li-6400便携式光合作用测定系统分别调节设定光照强度和co2浓度梯度进行测定，然后对数据结果作出相应的光-光合响应曲线及co2-光合响应曲线，并求得光补偿点、光饱和点、暗呼吸速率、表观量子效率及co2补偿点、co2饱和点、光呼吸速率、羧化效率。

7月25日～7月28日，天气晴，最高温度32℃，上午9:30～11:00时，采用美国li-cor公司生产的licor-6400型便携式光合作用测定系统，开放式气路，设定温度为25℃，co2浓度为400μmol·mol^-1，空气相对湿度为50～70％，测定叶片朝向相同，应用li-6400-02b红蓝光光源提供不同的光合有效辐射强度(parumol﹒m^-2·s^-1)，分别在par为2000、1500、1200、1000、800、600、400、200、150、100、50、20、0umol﹒m^-2·s^-1下测定不同牧草材料叶片净光合速率(pn,umolco2·m^-2·s^-1)；设定par为800umol﹒m^-2·s^-1作为测定光强，采用li-6400-01液化co2钢瓶提供不同的co2体积分数，分别在co2浓度为400、300、200、150、100、50、20、400、400、600、800、1000、1200、1500、1800、2000umol·mol^-1的条件下测定叶片pn。

应用指数方程及多项式方程拟合par-pn曲线方程，计算最大净光合速率(pmax)；通过计算低辐射强度下(200umol﹒m^-2·s^-1以下)par与(pn)相关方程的方法求得光补偿点(lcp)、表观量子效率(aqy)、暗呼吸速率(rd)；通过计算co2浓度与叶片pn相关方程的方法求得co2补偿点(ccp)、羧化效率(ce)及光呼吸速率(rp)等。不同牧草材料光合作用的光响应曲线拟合方法如下；

光曲线的理论模型为：

公式中，y代表pn，为不同光强下对应的叶片净光合速率，q为设置的光强梯度，amax是叶片的最大净光合速率，k为曲角，一般在0-1之间，rday表示光下呼吸速率。利用公式(1)对测定数据进行拟合后计算，可以求出不同牧草品种叶片光反应曲线的特征参数。表观量子利用效率(aqy，co2·photon-1)是用光响应曲线中光强在umol·m-2·s-1以下时的初始直线部分的斜率表示拟合方程为：

pn＝-rd+aqy*par(2)

当pn＝0时，par即为光合作用的光补偿点(lcp,mol·m^-2·s^-1，这里rd为暗呼吸速率。将200mol·m^-2·s^-11以下的线性方程(2)与拟合的型计算出的pmax值这条平行直线相交，得出交点，该交点在x轴上的数值即为近光饱和点(lk,mol·m^-2·s^-1)。

随着co2浓度升高，不同牧草草种光合速率的变化也呈现一定趋势。co2响应曲线的方程拟合方法同光响应曲线，在细胞间隙co2浓度(ci.umol·mol-1)为0～200umol·mol-1内对叶片pn和ci进行直线回归，其斜率为rubp羧化效率(ce,umol·mol-1)，拟合方程为：

pn＝--rp+ce·ci(3)

当pn＝0时，ci即为光合作用的co2补偿点(ccp,umol·mol-1)，这里rp为光下呼吸速率。由于光下暗呼吸很小，可以近似将光下叶片向无co2的空气中释放co2的速率看作光呼吸速率。将式(3)与拟合模型计算出的pmax值这条平行直线相交，得出交点，该交点在x轴上的数值即为co2饱和点(csp，umol·mol-1)。试验数据利用excel整理，spass做方程拟合分析。

为检验各牧草材料净光合速率对光强的响应程度，应用光曲线的理论方程对不同牧草材料的净光合速率和光强的关系，运用光曲线的理论模型对各材料的数据进行拟合：公式(1)即为光响应曲线的理论模型，它可以较好地模拟光合速率随光强的变化，各草种光响应曲线拟合方程的决定系数(r2)都在0.9以上，拟合程度较好，模拟结果能够反映实际情况。利用公式(1)对测定数据进行拟合后计算，可以求出不同牧草草种叶片光反应曲线的其它特征参数。对光响应曲线中光强在200mol·m^-2·s^-1以下的数据运用公式(2)pn＝-rd+aqy*par进行拟合，方程拟合效果较好，r2均在0.9以上。

6.2牧草种子产量测定

实际种子产量测定：2016年种子成熟期在各处理随机选1m×4m(由东向西1m×4m的样方包含光伏架下不同遮荫时间)样方，3次重复测定,刈割生殖枝,自然干燥后脱粒、清选、称重,计算单位面积种子产量(kg/hm²)。

禾本科种子产量组分测定:开花盛期在各处理随机选取生殖枝30个,测量每生殖枝的小穗数、每小穗的小花数、每小穗的种子数,种子成熟期测量3个1m×4m样方内的生殖枝数。

豆科种子产量组分测定：开花盛期在各处理随机选取生殖枝30个,测量每生殖枝的花序数、每花序的小花数、每豆荚的种子数，种子成熟期测量3个1m×4m样方内的生殖枝数。

种子千粒重测定：从各处理风干样品中选净种子600粒，称重，计算种子千粒重(g)。

苜蓿潜在种子产量(kg)＝单位面积生殖枝数×(花序数/生殖枝)×(豆荚数/花序)×(种子数/豆荚)×千粒重×10^-6。

禾本科潜在种子产量＝生殖枝数/㎡×小穗数/生殖枝×小花数/小穗×千粒重×10^-6。

7、4种牧草的光响应曲线和二氧化碳曲线相关指标的影响

7.14种牧草光合速率对光照强度变化的响应

从图1可以看出，4份材料的净光合速率(pn)对光照强度(par)响应的变化趋势比较一致，呈指数增长。pn随par强度的上升而提高，当par达到一定的饱和点后，pn达最高点而后趋于稳定。即par在600－800umol·m^-2·s^-1时，4份材料的pn达到最高，但各材料间pn差异显著。c2光和能力最强，在par大于400umol·m^-2·s^-1时，光合速率一直显著高于其他牧草，其次c1，在par大于600umol·m^-2·s^-1时，光合速率一直显著高于w、b，w光和能力最差，从最低的par开始净光合速率一直显著低于其他牧草，据此判断强弱顺序为：c2>c1>b>w。

7.24种牧草光合速率对co2浓度变化的响应

从图2可以看出，随着co2浓度升高，各草种净光合速率呈现近指数增长。pn随co2浓度的上升而提高，当co2浓度达到一定的饱和点后，pn达最高点而后趋于稳定。即co2浓度在600－1000umol·m^-2·s^-1时，4份材料的pn达到最高，但各材料间pn差异显著。w无芒雀麦的pn随co2浓度升高增长量最大，当co2浓度达到400mol·m^-2·s^-1时，各pn随co2浓度上升显著高于其他牧草。c2、c1的pn随co2浓度升高增长量小于w，当c2、c1的co2浓度大于400mol·m^-2·s^-1时，各pn随co2浓度上升显著高于b。b蒙农杂种冰草当co2浓度大于300mol·m^-2·s^-1时，各pn随co2浓度上升显著低于其他牧草。总体上看w无芒雀麦的净光合速率随二氧化碳浓度的变化增加趋势最为明显，且光合速率最大。

7.34种牧草光合速率的光响应曲线拟合

4份牧草材料光合速率对光强的响应曲线拟合如下：其中yb

r＝0.999r²＝0.999

r＝0.994r²＝0.990

r＝0.998r²＝0.998

r＝0.997r²＝0.995

光强在200μmol.m-2.s-1以下光响应直线方程拟合：

yb＝-3.76+0.054xr²＝0.992

yw＝-4.917+0.063xr²＝0.997

yc1＝-1.522+0.033xr²＝0.992

yc2＝-4.096+0.064xr²＝0.941

通过对12个牧草草种光强在200mol·m^-2·s^-1以下光响应直线方程的拟合，可以看出，各草种的拟合度较好，当y＝0时，x即为光合作用的光补偿点(lcp,mol·m^-2·s^-1)，详见表4。

光合速率对co2的响应曲线拟合如下：

r＝0.995r²＝0.991

r＝0.996r²＝0.992

r＝0.982r²＝0.966

r＝0.989r²＝0.980

co2在200mol·m^-2·s^-1以下co2响应直线方程拟合：

yb＝-2.67+0.036xr²＝0.986

yw＝-6.878+0.077xr²＝0.962

yc1＝-6.692+0.069xr²＝0.983

yc2＝-4.828+0.063xr²＝0.910

当y＝0时，求出co2补偿点。结合各草种光曲线的拟合，可以进一步分析各材料其余光合指标值(表4)

表44种牧草光和指标

注：不同大写字母表示各牧草光合指标之间的差异(p<0.05)。

7.44种牧草光合指标分析

(1)光饱和点与光补偿点及光量子利用效率

由表4可知，在四种牧草光饱和点中,c1饱和点最高,显著(p<0.05)高于其他牧草,c2和b的光饱和点相差不大,无显著性差异,w光饱和点最低，显著(p<0.05)低于其他牧草。而四种牧草光补偿点中，w的光补偿点最高，显著高于其他牧草，b和c2无显著性差异，c1光补偿点最低，显著(p<0.05)低于其他牧草。四种牧草表观量子效率中，w的表现量子效率最大，显著(p<0.05)大于c1，和c2、b无显著性差异。其中c1的表现量子效率最小，显著(p<0.05)低于其他牧草。

(2)rubp羧化效率、co2补偿点及co2饱和点

由表4可知，在4种牧草co2饱和点中,w的co2饱和点最高,显著(p<0.05)高于其他牧草,c2和c1的co2饱和点相差不大,无显著性差异,b的co2饱和点最低，显著(p<0.05)低于其他牧草。而四种牧草co2补偿点中，w的co2补偿点最高，显著高于其他牧草，b和c2的co2补偿点的无显著性差异，c1的co2补偿点最低，显著(p<0.05)低于其他牧草。四种牧草羧化效率中，c2的羧化效率最大，显著(p<0.05)大于b，和c1、w无显著性差异。其中b的羧化效率最小，显著(p<0.05)低于其他牧草。

8、不同施肥水平对牧草种子产量及其产量组份的影响

8.1单播无芒雀麦种子产量及其产量组份的影响

由表5所示，jw处理的单位面积生殖枝数显著(p<0.05)高于w、sw，每生殖枝小穗数、每小穗小花数、每小穗种子数、千粒重在三个处理中无显著性差异，说明施有益微生物菌肥对无芒雀麦的单位面积生殖枝数有明显增加；jw处理的潜在种子产量和实际种子产量显著(p<0.05)高于w、sw处理，w和sw的潜在种子产量、实际种子产量都无显著性差异。说明施有益微生物菌肥对无芒雀麦种子产量有明显增加，施水溶肥对种子产量增加不明显。

表5不同施肥水平对无芒雀麦种子产量及其产量组份

注：不同小写字母表示产量及产量组分之间差异(p<0.05)。

8.2单播蒙农杂种冰草种子产量及其产量组份的影响

由表6所示，jb处理的单位面积生殖枝数、每小穗小花数、每小穗种子数、千粒重都显著(p<0.05)高于b、sb处理，每生殖枝小穗数在三个处理中无显著性差异，说明施有益微生物菌肥对无芒雀麦的单位面积生殖枝数、每小穗小花数、每小穗种子数、千粒重有明显增加；sb处理的单位面积生殖枝数、每小穗种子数显著高于b处理，说明施水溶肥对无芒雀麦的单位面积生殖枝数、每小穗种子数也有增加，但不如施微生物菌肥增加显著。

jb的潜在种子产量和实际种子产量显著(p<0.05)高于b、sb，b和sb处理的潜在种子产量无显著性差异，而sb处理的实际种子产量显著(p<0.05)高于b处理。综合来看施有益微生物菌肥、水溶肥对蒙农杂种冰草种子产量都有增加，施有益微生物对种子产量增加最有效。

表6不同施肥水平对蒙农杂种冰草种子产量及其产量组份

注：不同小写字母表示产量及产量组分之间差异(p<0.05)。

8.3单播草原3号杂花苜蓿种子产量及其产量组份的影响

由表7所示，jc1和sc1处理的单位面积生殖枝数、每花序豆荚数显著(p<0.05)高于c1处理，每生殖枝花序数、每豆荚种子数、千粒重在三个处理中无显著性差异，说明施有益微生物菌肥和水溶肥对草原3号杂花苜蓿的单位面积生殖枝数、每花序豆荚数有明显增加；jc1和sc1处理的潜在种子产量和实际种子产量显著(p<0.05)高于c1处理，说明施有益微生物菌肥和水溶肥对草原3号杂花苜蓿种子产量有明显增加。

表7不同施肥水平对草原3号杂花苜蓿种子产量及其产量组份

注：不同小写字母表示产量及产量组分之间差异(p<0.05)。

8.4单播草原2号杂花苜蓿种子产量及其产量组份的影响

由表8所示，jc2和sc2处理的单位面积生殖枝数显著(p<0.05)高于c2处理，sc2处理的每豆荚种子数显著(p<0.05)高于jc1和c2处理。每生殖枝花序数、每花序豆荚数、千粒重在三个处理中无显著性差异，说明施有益微生物菌肥和水溶肥对草原3号杂花苜蓿的单位面积生殖枝数有显著增加，施水溶肥对每豆荚种子数增加效果明显；jc2处理的潜在种子产量和实际种子产量显著(p<0.05)高于sc2、c2处理，sc2、c2处理的潜在种子产量和实际种子产量无显著性差异。综合来看施有益微生物菌肥对草原2号杂花苜蓿种子产量增加效果明显。

表8不同施肥水平对草原2号杂花苜蓿种子产量及其产量组份

注：不同小写字母表示产量及产量组分之间差异(p<0.05)。

8.5无芒雀麦和草原3号杂花苜蓿混播种子产量及其产量组份的影响

由表9所示，jc1和sc1单位面积生殖枝数、每生殖枝花序数都显著(p<0.05)高于c1，jw的每花序豆荚数显著(p<0.05)高于sc1和c1。jw的单位面积生殖枝数、每生殖枝小穗数显著(p<0.05)高于sw和c1，而每小穗小花数、每小穗种子数、千粒重在三个处理中无显著性差异。

jc1潜在种子产量显著(p<0.05)高于sc1、c1，而jc1和sc1及c1实际种子产量无显著性差异。jw潜在种子产量及实际种子产量显著(p<0.05)高于sw和w。综合来看；施有益微生物菌肥对无芒雀麦和草原3号杂花苜蓿混播种子产量增加效果最明显

表9不同施肥水平对无芒雀麦和草原3号杂花苜蓿混播种子产量及其产量组份

注：不同大写字母表示无芒雀麦种子产量及其产量组分之间差异，不同小写字母表示草原3号杂花苜蓿种子产量及其产量组分之间差异(p<0.05)。

8.6无芒雀麦和草原2号杂花苜蓿混播种子产量及其产量组份的影响

由表10所示，jc2的每花序豆荚数显著(p<0.05)高于swc2、c2，而jc2和sc2及c2的其余种子产量组分无显著性差异。jw和sw的单位面积生殖枝数显著(p<0.05)高于w，jw和w的每生殖枝小穗数显著(p<0.05)高于sw，而jw和sw及w的其余种子产量组分之间无显著性差异。

jc2潜在种子产量显著(p<0.05)高于c2，jc2和的实际种子产量显著(p<0.05)高于sc2和c2。jc1潜在种子产量及实际种子产量显著高于sc1和c1。jw的潜在种子产量和实际种子产量都最高，而且显著(p<0.05)高于jw和sw。综合来看；施有益微生物菌肥对无芒雀麦和草原3号杂花苜蓿混播种子产量增加效果最明显。

表10不同施肥水平对无芒雀麦和草原2号杂花苜蓿混播种子产量及其产量组份

注；大写字母表示无芒雀麦种子产量及其产量组分之间差异，小写字母表示草原2号杂花苜蓿种子产量及其产量组分之间差异(p<0.05)。

8.7蒙农杂种冰草和草原3号杂花苜蓿混播种子产量及其产量组份的影响

由表11所示，jc1的单位面积生殖枝数显著(p<0.05)高于sc1、c1。jc1的每小穗小花数显著高于c1，和sc1的每小穗小花数无显著性差异。jc1和sc1及c1的其余种子产量组分之间无显著性差异；jb的单位面积生殖枝数(p<0.05)高于sb、b，jb和sb及b的其余种子产量组分之间无显著性差异。

jc1的潜在种子产量和实际种子产量显著(p<0.05)高于sc1和c1，sc1和c1的潜在种子产量、实际种子产量都无显著性差异。jb的潜在种子产量和实际种子产量显著高(p<0.05)于sb和b，sb和b的潜在种子产量、实际种子产量都无显著性差异。综合来看；施有益微生物菌肥对蒙农杂种冰草和草原3号杂花苜蓿混播种子产量增加效果最明显

表11不同施肥水平蒙农杂种冰草和草原3号杂花苜蓿混播种子产量及其产量组份

注：不同大写字母表示蒙农杂种冰草种子产量及其产量组分之间差异；不同小写字母表示草原3号杂花苜蓿种子产量及其产量组分之间差异(p<0.05)。

8.8蒙农杂种冰草和草原2号杂花苜蓿混播种子产量及其产量组份的影响

由表12所示，jc2和bc2的单位面积生殖枝数、每生殖枝花序数显著(p<0.05)高于c2。jc2和sc2及c2的其余种子产量组分之间无显著性差异；jb的单位面积生殖枝数、每生殖枝小穗数显著(p<0.05)高于sb、b，jb和sb及b的其余种子产量组分之间无显著性差异。

jc2和sc2的潜在种子产量显著(p<0.05)高于c2，jc2的实际种子产量显著(p<0.05)高于sc2和c2，sc2和c2实际种子产量无显著性差异。jb的潜在种子产量、实际种子产量都显著(p<0.05)高于sb和b，sb和b的潜在种子产量、实际种子产量无显著性差异。综合来看；施有益微生物菌肥对蒙农杂种冰草和草原2号杂花苜蓿混播种子产量增加效果最明显。

表12不同施肥水平蒙农杂种冰草和草原2号杂花苜蓿混播种子产量及其产量组份

注：不同大写字母表示蒙农杂种冰草种子产量及其产量组分之间差异，不同小写字母表示草原2号杂花苜蓿种子产量及其产量组分之间差异(p<0.05)。

9.结论

9.14种牧草的光合特性分析

综合光响应模型和co2响应模型，分析了光伏架下四种牧草光合作用的效率及四种牧草在光伏架下光合条件的各指标的值。光合作用是植物生产最基本的生理过程之一，作物生产的实质是光能驱动的一种生产体系。研究表明：作物生物学产量的90％-95％来自于光合作用产物，只有5％-10％来自于根系吸收的营养成分。植物产量的提高都是通过各种农事活动直接或间接地改善植物的光合生理性能来实现的。植株的生长发育和产量品质的形成，最终决定于植株个体与群体的光合作用。因此，光合作用是植株产量和品质提高的生理基础，改善光合作用对于提高作物的产量潜力具有重要意义。研究植物的光合作用不仅与外界环境中的光照、co2浓度、温度及大气湿度、矿物质营养等生态因子以及其他生物的干涉有关，还与叶片本身的结构和生理机能有关。诸多生态因子不仅影响植物叶片构建、叶绿素含量等，而且还直接或间接影响植物的光合速率。光合作用的限制因素是多方面的,在一定条件下,各因子通过直接的或间接的相互作用而对光合速率产生复杂的影响。但影响光合最直接的因素还是co2浓度和有效光辐射的变化。

四种牧草光照强度单一生态因子水平变化的响应行为效果较好，四种牧草的净光合速率对有效光强的响应比较一致，判断草种的光合能力的强弱顺序为：c1草原3号杂花苜蓿>c2草原2号杂花苜蓿>b蒙农杂种冰草>w无芒雀麦光。

植物叶片的光饱和点与光补偿点反映了植物对光照条件的要求，一般情况下光饱和点和光补偿点均较低的植物属于耐阴植物，反之属于阳性植物。光补偿点较低、光饱和点较高的植物对光环境的适应性较强；而光补偿点较高、光饱和点较低的植物对光照的适应性较弱。从分析结果看，各牧草品种的光补偿点偏高。根据供试草种的光补偿点，可以初步确定它们的耐阴性的大致顺序：c1＞c2＞b＞w＞。光饱和点的高低，反映了光合机构暗反应过程对同化力最大需求量的多少。暗反应能力越强所需要的同化力越多，光饱和点也相应越高。表观量子效率是植物对co2同化的表观光量子效率，反映了植物光合作用的光能利用效率，尤其是对弱光的利用能力。aqy值高，说明其叶片光能转化效率高，暗呼吸速率则与叶片的生理活性有关。以初步确定它们对弱光利用能力较强的大致顺序：w＞b＞c2＞c1。

四种牧草的净光合速率对co2的响应也比较一致，在光伏架下都能正常的进行光合作用，总体上看w无芒雀麦的净光合速率随二氧化碳浓度的变化增加趋势最为明显，且光合速率最大。

叶绿体的光合速率分为受rubisco活性限制的光合速率和由rubp再生速率限制的光合速率控制。一般认为co2响应曲线中初始斜率与rubpcase(核酮糖1,5-二磷酸羧化酶)的活性呈正相关，co2补偿点低的作物常具有净光合速率高、产量高的特点，因此低co2补偿点也常被用作选育高产品种的指标。同时兼顾较高的光合效率，来确定一个品种的高产潜力。试验结果表明，c2号草种的最高，达到0.079mol·m^-2·s^-1。根据四种牧草的co2补偿点和co2饱和点高低初步确定它们净光合速率高、产量的大致顺序：c1＞b＞c2＞w。

9.2不同施肥处理对牧草生产性能的影响

本研究表明施有益微生物菌肥对单播无芒雀麦、单播草原2号杂花苜蓿、单播无芒雀麦和草原3号杂花苜蓿混播、无芒雀麦和草原3号杂花苜蓿混播、蒙农杂种冰草和草原3号杂花苜蓿混播、蒙农杂种冰草和草原2号杂花苜蓿混播种子产量都有明显增加，施水溶肥对种子产量增加不明显。单播蒙农杂种冰草和单播草原3号杂花苜蓿施有益微生物菌肥、水溶肥量时，种子产量都有明显增加，但是施有益微生物对种子产量增加最有效。

综合来看施微生物菌肥对八个组合种子产量都有明显的增产效果。微生物肥料不仅为土壤提供了所需要的离子，使土壤中离子状态的不平衡得到调节，提高植物的耐盐性。而且增加了土壤中的n、p、k等植物所需要的元素。还能够激活土壤中的脲酶、磷酸酶等有益的微生物酶活性，增加土壤中的微生物酶活性，从而提高了土壤肥力。从而对牧草生产性能有明显效果。水溶肥虽然提供了土壤中的n、p、k等植物所需要的元素，但是不能很好的改良光伏架下的土壤，不能增加土壤中的微生物酶活性。从而效果不如微生物菌肥。

总之，施微生物菌肥对8个组合种子产量都有明显的增产效果。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。