一种快速确定羊草草甸草原刈割留茬高度的方法与流程

本发明属于确定草原刈割留茬高度方法技术领域，本发明具体涉及一种快速确定羊草草甸草原刈割留茬高度的方法。

背景技术：

刈割是对草本植物进行调控的农艺措施，也是最重要的人为干扰因子之一。刈割是影响草地生态系统特征的主要因子，对草原植物群落生产力有直接影响。已有大量的研究表明，刈割处理能提高植物地上构件的再生能力，且提高其生物量的积累，改善群落结构。刈割处理也会破坏植物个体叶片，导致植物光合组织受损进而影响植物体内的碳和养分含量降低(mcnaughtonetal.1983)。刈割处理对于不同的草地类型产生的影响并不一致，对于不同牧草的影响也大不相同，在以往的研究中，北美草原中的100多种牧草，对于不同时间和频率的刈割处理所造成的影响均不相同(sottletal.1998)。国际上研究不同刈割留茬高度对草原影响的结果有：hofmann(1981)和leyshon(1992)的研究指出刈割对禾草的影响较大，适宜的刈割能促进禾草的再生与分蘖；刈割处理对于草原的影响远小于施肥处理(t2008)；长期的刈割处理会引起植物种n、p、k元素的变化，相比施肥更容易控制牧草的产量(lpavluetal.2013)；植物中碳水化合物的含量受刈割次数的影响，其影响程度与季节有关(paloaizaetal.2016)。

刈割处理的差异可概括为3种刈割处理方法：刈割强度，刈割时间和刈割频率。有关于最优刈割时间和刈割频率的研究已有很多报道：有关松嫩草原的羊草草地刈割处理研究中表明每隔3～4年刈割1次的草场其植物物种多样性指数和物种丰富度指数均高于未刈割草场，并且大量豆科植物在草场中广泛生长(例如：兴安胡枝子、五脉山黧豆、斜茎黄芪等大量分布)；但是连年过度刈割的草场，对于刈割耐受性差的禾草和豆科植物数量均呈下降趋势，甚至消失，并且导致生物多样性指数下降，草地产量下降，导致草地退化(王仁忠，1963)。中国北方草原资源在多年的生产实践和科学研究中表明天然草地刈割频次为一年一次是比较合理的，并且刈割时间通常在7月下旬至8月中旬，以其获得较高的牧草质量和较大的地上生物量(仲延凯等，2012；杨尚明等，2016；ysong,etal.2018)。刈割强度对植物的影响比刈割时间、刈割频率更具重要性(李鑫等.2012)。刈割强度通常用留茬高度表征(张晴晴等，2018)。一般来说，当刈割强度较大时(留茬高度低)，牧草产量高，刈割强度小时(留茬高度高)，牧草产量低(王国良等，2007)。但是高强度的刈割会导致植物个体光合器官大量损失，光合作用下降进而导致有机物积累减少，影响植物翌年再生能力和地下根物质储存能力(侯钰荣等，2015)，最终影响以后的牧草产量和生态系统稳定性(朱珏等，2009)。国内外大量实验研究认为，利用率以50％左右为宜(石长辉，1991)。这样既可有效利用草地，也可使部分营养物质参与自身的循环，维持生物多样性和生态系统稳定性，以达到持续利用的目的(仲延凯和包青海，1999)。美国对草地利用率的规定也是50％。因此，50％的刈割强度或者利用率是草地可持续利用的刈割标准，利用率＝打草量÷总产量×100％。草地利用率在适宜刈割条件下所代表的是刈割强度，然而由于草地的产量受降水量的影响，年际波动大，50％的利用标准每年不一样，因此需要建立一个快速确定刈割留茬高度的方法。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种快速确定羊草草甸草原刈割留茬高度的方法，该方法能够减轻草原退化、维持生物多样性；并且操作简单、利于推广、成本低廉，后期收益巨大。

本发明的主要目的是为了解决北方草甸草原打草季节时，不同环境状态下的草原最佳刈割留茬高度无法确定的技术问题。

本发明的上述目的是通过以下技术方案实现的：

一种快速确定羊草草甸草原刈割留茬高度的方法，包括：一、建立小型刈割梯度实验；二、割草，烘干，称量；三、计算相应的不同留茬高度下带走产量比例，建立回归方程模型；四，计算出刈割带走50％产量的留茬高度，按照此留茬高度对该打草场进行刈割。

上述快速确定羊草草甸草原刈割留茬高度的方法具体步骤如下：

(1)在刈割草原区，打草开始前一周，在打草场内随机选取5个50×50cm²的样方，分别按照3、6、9、12、15cm留茬高度进行刈割，然后再在原样方上进行齐地刈割，做好标记，分别装入一个纸袋，做重复实验4-8次；

(2)将刈割后的鲜草放入60-80℃烘箱进行烘干48小时，称重，精确到0.1g，即为样方产量；

(3)将3、6、9、12、15cm留茬高度的产量除以对应的总产量，视为不同留茬高度下带走产量比例，然后在excel中以刈割留茬高度为x轴，带走产量比例为y轴做散点图，建立回归方程模型；

(4)令模型中y＝50％，求出x，即为刈割带走50％的产量的留茬高度，按照高度进行草地刈割；

(5)由于草地异质性的存在，条件允许的情况下，尽量增加重复实验数，以减小误差和提高精准度。

进一步的，具体步骤(1)中的纸袋为牛皮纸袋。选用纸袋透气，方便烘干，别的袋子不透气，植物容易发霉。

进一步的，具体步骤(3)中的对应总产量为留茬高度产量与对应齐地面刈割样方的产量之和。

上述提供的方法在内蒙古呼伦贝尔额尔古纳市南部的草甸草原地确定最佳刈割留茬高度的应用。

本发明与现有技术相比的有益效果是：通过本发明提供的一种快速确定羊草草甸草原刈割留茬高度的方法，能够针对于不同环境下，对草原刈割留茬高度具有科学规范的确定，有助于优化牧草产量、减轻草原退化、维持生物多样性。并且操作简单明了、利于推广，不论对于牧民还是科学实验者都能轻易实践。本发明的主要特点是：操作简单，成本低廉，后期收益巨大。

1.操作简单：

本发明仅需在打草前一周进行操作，实施方法十分简洁明了，易于学习，可以推广大范围应用。

2.成本低廉：

本发明每次测量刈割留茬高度仅需人工(100-200元)、烘箱用电(30-50元)等费用，每次测量刈割留茬高度成本在300元以下。

3.后期收益巨大：

无论是对于草原还是当地牧民，有了这种快速确定留茬高度的方法，可以优化草地产量带来经济效益，如2018年在内蒙古额尔古纳市黑山头镇羊草草甸草原实验表明，50％利用率下草原产量为215g/m²，传统刈割留茬高度6cm时草原产量202g/m²，草原产量提高6.4％，并可以减轻草原退化、维持生物多样性，提高草原生态系统功能，为子孙后代带来巨大的生态环境收益。

附图说明

图1为实施例1中的方程模型结果图。

图2为实施例2中的方程模型结果图。

图3位实施例2中操作的现场图。

具体实施方式

下面通过具体实施例详述本发明，但不限制本发明的保护范围。如无特殊说明，本发明所采用的实验方法均为常规方法，所用实验器材、材料、试剂等均可从商业途径获得。

实施例1

在内蒙古额尔古纳市黑山头镇羊草草甸草原，2017年8月初进行刈割留茬高度确定实验，具体如下：

一种快速确定羊草草甸草原刈割留茬高度的方法，具体步骤如下：

(1)在刈割草原区，打草开始前一周，在打草场内随机选取5个50×50cm²的样方，分别按照3、6、9、12、15cm留茬高度进行刈割，然后再在原样方上进行齐地刈割，做好标记，分别装入一个牛皮纸袋，做重复实验7次。

(2)将鲜草放入60-80℃烘箱进行烘干48h，称重，精确到0.1g，即为样方产量。

(3)将3、6、9、12、15cm留茬高度的产量除以总产量(留茬高度产量+对应齐地面刈割样方的产量)，视为不同留茬高度下带走产量比例，然后在excel中以刈割留茬高度为x轴，带走产量比例为y轴做散点图，建立回归方程模型。

(4)令模型中y＝50％，求出x，即为刈割带走50％的产量的留茬高度，按照高度进行草地刈割。

上述方法操作中取样面积为50×50cm²，7次重复实验。方程模型结果如图1所示，得出2017年的留茬高度为18cm。

实施例2

在内蒙古额尔古纳市黑山头镇羊草草甸草原，2018年的8月初进行刈割留茬高度确定实验，具体如下：

一种快速确定羊草草甸草原刈割留茬高度的方法，具体步骤如下：

(1)在刈割草原区，打草开始前一周，在打草场内随机选取5个50×50cm²的样方，分别按照3、6、9、12、15cm留茬高度进行刈割，然后再在原样方上进行齐地刈割，做好标记，分别装入一个牛皮纸袋，做重复实验8次。

(2)将鲜草放入60-80℃烘箱进行烘干48h，称重，精确到0.1g，即为样方产量。

(3)将3、6、9、12、15cm留茬高度的产量除以总产量(留茬高度产量+对应齐地面刈割样方的产量)，视为不同留茬高度下带走产量比例，然后在excel中以刈割留茬高度为x轴，带走产量比例为y轴做散点图，建立回归方程模型。

(4)令模型中y＝50％，求出x，即为刈割带走50％的产量的留茬高度，按照高度进行草地刈割。

上述方法操作中取样面积为50×50cm²，8次重复实验。方程模型结果如图2所示，得到2018年的留茬高度为：8cm。

以上所述实施方式仅为本发明的优选实施例，而并非本发明可行实施的全部实施例。对于本领域一般技术人员而言，在不背离本发明原理和精神的前提下对其所作出的任何显而易见的改动，都应当被认为包含在本发明的权利要求保护范围之内。