鹽堿地植被快速復(fù)壯技術(shù)的研究

沈剛　姜楠　吳海英　周紅昕　李子勇

摘 要：在旱作條件下模擬大田播種吉生一號羊草進(jìn)行田間小區(qū)試驗(yàn)，采用正交設(shè)計(jì)，三因素四水平共計(jì)16個(gè)處理，每個(gè)處理面積20m2，3次重復(fù)。分別觀察土壤處理劑、磷肥及生物有機(jī)肥同時(shí)作用的重度鹽堿地上羊草生長及產(chǎn)量情況，試圖找到一種快速恢復(fù)退化草地植被的方法。經(jīng)過3a的觀察、2a的產(chǎn)量對比分析，結(jié)果顯示：在播種當(dāng)年各處理之間在株高上沒有明顯差別，在單位面積株高的比較中只有處理10（施磷肥300kg/hm2、土壤處理劑30kg/hm2、生物有機(jī)肥450kg/hm2）顯著高于處理9和處理4，其它處理間未達(dá)到顯著差異。出苗數(shù)比較中達(dá)到差異顯著（P<0.05），處理10顯著高于其它各處理，為株數(shù)比較中最佳組合。第2年及第3年的返青株數(shù)上也沒有顯著差異（P>0.05），處理10的返青數(shù)最高。處理10、3、5在第2年覆蓋度達(dá)到100%，對照處理1為73.3%，第3年為86.3%。干草產(chǎn)量在播種第2年和第3年均達(dá)到差異極顯著水平（P<0.01），處理10極顯著高于其它各處理，干草產(chǎn)量分別為4.8t/hm2、4.97t/hm2。

關(guān)鍵詞：鹽堿地；快速恢復(fù)；羊草

中圖分類號：S287 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20161131003

我國擁有4億hm2天然草地，占全球總面積的13%，據(jù)世界第2位，占全國陸地面積的40%。不僅是重要的綠色屏障，而且也是畜牧業(yè)生產(chǎn)基地和野生動(dòng)物的棲息地。近年來在開發(fā)利用草地資源過程中，濫開墾，過度放牧，造成大面積草原退化、沙化、鹽堿化，生態(tài)環(huán)境嚴(yán)重惡化。目前我國90%以上的草原已經(jīng)或正在退化，其中中度退化的草原達(dá)1.3億hm2[1]。天然草原覆蓋度降低到20%～35%，草地生產(chǎn)能力較20世紀(jì)50年代普遍下降30%～50%[2]。目前，對草地退化的原因有2種看法：自然因素和人為因素。以自然因素占主導(dǎo)地位的學(xué)者認(rèn)為，氣候因素特別是年降水量的變化決定著草地的發(fā)展方向，多雨年有利于中國北方干旱、半干旱地帶草地的生長，而持續(xù)的干旱則促使草地的退化[9、10]；以人為因素占主導(dǎo)地位的學(xué)者認(rèn)為，人類的過度農(nóng)墾、放牧、以及水資源的不當(dāng)利用是造成草地退化的主要原因，而自然因素變化引起的退化影響較小[11、12]。目前比較一致的觀點(diǎn)認(rèn)為，氣候因素對草地退化的發(fā)展過程起影響作用，而人為因素則起決定性作用[13、14]。而草地的恢復(fù)方法較多，可歸納為2類：自然恢復(fù)和人工措施使其恢復(fù)。自然恢復(fù)時(shí)間較長，經(jīng)過10a的時(shí)間可以恢復(fù)到近似為退化前草地狀況，即以羊草和針茅為主的草原群落[16]。人為措施主要有：松土、淺耕翻等改善土壤物理性狀的措施，增施肥料，尤其是氮肥，以改善土壤的營養(yǎng)狀況的措施，不播本土優(yōu)良牧草以增加植被恢復(fù)速率的措施和通過輕度合理放牧來促進(jìn)草地恢復(fù)的措施。

羊草（Leymuschinensis）作為一種具有耐鹽堿、耐貧瘠、抗旱、抗寒等優(yōu)良特性的禾本科多年生優(yōu)良牧草，成為我們改良退化草場的首選，羊草葉量多、營養(yǎng)豐富、適口性好，各類家畜一年四季均喜食，有“牲口的細(xì)糧”之美稱。羊草調(diào)制成干草后，粗蛋白質(zhì)含量仍能保持在10%左右，且氣味芳香、適口性好、耐貯藏。羊草喜濕潤的沙壤質(zhì)栗鈣土和黑鈣土，在pH5.5～9.4時(shí)皆可生長，最適于pH6～8。在排水不良的草甸土或鹽化土、堿化土中亦生長良好。羊草根莖發(fā)達(dá)，根莖上具有潛伏芽，有很強(qiáng)的無性更新能力。早春返青早，生長速度快，秋季休眠晚，青草利用時(shí)間長。生育期可達(dá)150d左右。生長年限長達(dá)10～20a。本文通過施用土壤處理劑、生物有機(jī)肥、磷肥，播種吉生一號羊草，運(yùn)用適合當(dāng)?shù)赝临|(zhì)特點(diǎn)的整地及播種方法，改良退化草地，效果顯著，借此為快速恢復(fù)退化草地提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

吉林省白城市通榆縣，屬北溫帶大陸性季風(fēng)氣候，年平均氣溫6.6℃，極端最低氣溫-25.9℃，極端最高氣溫40.5℃，無霜期平均162d，平均年降水量332.4mm。試驗(yàn)地位于該縣北20km N4452'、E12254'，試驗(yàn)地塊為退化草地pH值9.5，全鹽量0.59%，地勢平坦。

1.2 試驗(yàn)材料

吉生一號為吉林省生物研究所科研人員培育的國內(nèi)第一代人工羊草，具有高產(chǎn)、抗旱、耐鹽堿等優(yōu)良特性。粗蛋白含量7.12%～9.55%（完熟期）[3]、粗纖維32.09%、粗脂肪2.02%，是奶牛及羊的理想飼料，可提高奶牛的產(chǎn)奶量[4]。磷肥為過磷酸鈣，長山化肥廠生產(chǎn)，含有效P2O5 14%～20%。禾本科牧草以磷肥為底肥氮肥為追肥在提高牧草的長勢和產(chǎn)草質(zhì)量上效果更佳[5]。

土壤處理劑為新型多功能保水劑，由勝利油田長安控股集團(tuán)有限公司生產(chǎn)。生物有機(jī)肥是特定功能生物與主要以動(dòng)植物殘?bào)w為來源并經(jīng)無害化處理、腐熟的有機(jī)物料復(fù)合而成的一類兼具微生物肥料和有機(jī)肥效應(yīng)的肥料。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)為三因素四水平（第1水平為零0，即第1處理為對照）的正交設(shè)計(jì)，共16個(gè)處理（見表1），3次重復(fù)。每個(gè)處理面積20m2（長10m×寬2m），處理間隔0.15m，重復(fù)間隔1m。采用順序交錯(cuò)排列減小土地差異給各處理間產(chǎn)生的影響。最外側(cè)設(shè)一圈保護(hù)行寬2m，小區(qū)總面積1529.5m2。播種時(shí)間為6月初，播前施入磷肥、生物有機(jī)肥和土壤處理劑，播量22.5kg/hm2。

1.4 試驗(yàn)測定項(xiàng)目

采用內(nèi)經(jīng)1m×1m正方形木框?qū)γ總€(gè)處理進(jìn)行樣方測定，每處理取代表性3點(diǎn)。

株高：用直尺測量每個(gè)樣方中20株的自然高度，單位：cm。

出苗數(shù)：播后1個(gè)月查每個(gè)樣方中苗數(shù)，單位：株/m2。

返青數(shù)：播后第2、3年每樣方中株數(shù)，單位：株/m2。

密度：單位面積內(nèi)的植株數(shù)，單位：株/m2。

覆蓋度：采用目視估計(jì)法直接得出結(jié)果，單位：%。

干重：將每樣方中鮮草全部割下（留茬0.03m）放室內(nèi)自然風(fēng)干后稱重，單位：t/hm2。

1.5 試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理

用Spss軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 播種當(dāng)年磷肥、土壤處理劑及生物有機(jī)肥對株高的影響

株高隨著磷肥施量的增加成正比增長，也就是說磷肥有效地促進(jìn)植株的生長，幾個(gè)水平間沒有達(dá)到顯著差異（P>0.05）。

土壤處理劑及生物有機(jī)肥各水平對株高的影響沒有明顯規(guī)律，沒有達(dá)到顯著差異（P>0.05）。

株高調(diào)查各處理間的比較，通過新復(fù)極差測驗(yàn)等多重比較得出：只有處理10顯著高于處理9和處理4，其它處理間均無顯著差異（見表2），處理10與對照處理1之間沒達(dá)到顯著差異，分別為0.084m、0.067m。

2.2 磷肥、土壤處理劑及生物有機(jī)肥對出苗數(shù)的影響

磷肥及生 物有機(jī)肥各水平間達(dá)到了差異顯著水平（P<0.05），磷肥300kg/hm2施量的出苗數(shù)顯著高于最高施量450kg/hm2的出苗數(shù)，與不施肥的水平間差異未達(dá)到顯著，說明施磷肥對出苗數(shù)沒有明顯促進(jìn)作用，過量施入反而會影響出苗數(shù)。隨著生物有機(jī)肥的增加，出苗數(shù)隨之增加，最高施量水平的出苗數(shù)顯著高于不施水平。生物有機(jī)肥對出苗數(shù)有明顯的促進(jìn)作用。土壤處理劑各水平間未達(dá)到顯著差異，只有第2水平高于其它3個(gè)水平，株數(shù)高出60%左右（見表2）。

出苗數(shù)（株數(shù)）各處理間多重比較中，處理10顯著高于其它各處理，極顯著高于除了處理3以外的其它各處理，為出苗數(shù)比較中的最佳處理（見表2），即施磷肥300kg/hm2、土壤處理劑30kg/hm2、生物有機(jī)肥450kg/hm2。說明處理10的各因素水平最有利于羊草的發(fā)芽及保苗，它提供了更好的生存條件。

2.3 播后2a的返青數(shù)比較

播后第1年返青處理10為102株/m2，高出對照處理53株/m2近1倍，高出排在第2位的處理30.8%，處理間的新復(fù)極差測驗(yàn)的多重比較達(dá)到了顯著差異水平，但處理10與對照間差異不顯著（見表2）。

播后第2年返青處理10為193株/m2，高出對照28.7%，但多重比較中也沒達(dá)到差異顯著水平。隨著時(shí)間的推移，各小區(qū)內(nèi)羊草經(jīng)過分蘗和橫走根莖的繁殖，單位面積內(nèi)羊草數(shù)量會趨于相等，各處理單位面積的返青數(shù)會趨于相等，達(dá)到一個(gè)平衡水平。

2.4 播后第2、3年密度比較

第2年的密度比較中各處理間未達(dá)到差異顯著，處理10密度最大741株/m2，比對照處理1高出8%（見表3）。

第3年各處理未達(dá)到差異顯著水平，密度最大的處理10高于對照44.6%。

2.5 覆蓋度比較

在第2年處理3、5、10均達(dá)到100%，其它處理在40%～93.3%之間，對照為73.3%。第3年仍然是處理3、5、10達(dá)到100%覆蓋度，其它處理都有增長，在55%～95.3%之間，對照為86.3%（見表3）。

2.6 干重比較

第2年干重各處理間的多重比較中處理10極顯著高于其它各處理，干草產(chǎn)量達(dá)到4.8t/hm2，對照處理1為2.2t/hm2，其它處理為1.77～3.67t/hm2。第3年處理10極顯著高于其它各處理（P<0.01），產(chǎn)量為4.97t/hm2對照干草產(chǎn)量為2.4t/hm2，其它處理為1.97～4.37t/hm2，處理10為干草產(chǎn)量比較中的最佳處理（見表3）。

3 討論與結(jié)論

經(jīng)過3a的田間觀測結(jié)果分析顯示：處理10在當(dāng)年的株數(shù)、第2、3年的干草產(chǎn)量達(dá)到4.83t/hm2、4.97t/hm2，在各處理間的多重比較中顯著高于對照及其它各處理。在覆蓋度上第2年就達(dá)到了100%，處理10：施磷肥300kg/hm2、土壤處理劑30kg/hm2、生物有機(jī)肥450kg/hm2相比其它各處理，它的各因素水平最有利于羊草的萌發(fā)和保苗、使得退化草地恢復(fù)過程中的地面植物覆蓋度第2年達(dá)到100%、產(chǎn)草量顯著高于未經(jīng)處理的對照、經(jīng)濟(jì)效益可以達(dá)到最大。這個(gè)處理組合是本實(shí)驗(yàn)的最佳處理，可作為類似當(dāng)?shù)赝寥篮蜌夂虻貐^(qū)草地恢復(fù)的借鑒方法之一。

本研究的方法只是眾多改良措施中的一種，其優(yōu)點(diǎn)是能夠改善土壤的理化性質(zhì)，疏松板結(jié)土壤，增強(qiáng)土壤的保水、保肥能力，為植物根系生長提供良好的生存條件。植被恢復(fù)速度快。缺點(diǎn)是前期投入較多，工時(shí)較長，相比圍欄封育[6]、火燒[7]、松土改良[8]要投入更多的人力、物力。

退化草地改良方法的選擇應(yīng)當(dāng)充分考慮當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境條件，選擇適合當(dāng)?shù)貤l件的改良方法，才能達(dá)到預(yù)期的改良效果，防止造成資源浪費(fèi)和新的草地退化。對于退化嚴(yán)重的天然草地，完全耕翻+播種改良措施明顯優(yōu)于帶狀翻耕+播種，其中完全翻耕+播種+P肥效果最好。

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