不同施肥處理對烏拉蓋退化打草場植被特征的影響

閆曉紅，邢 旗，陳 翔，張國棟，趙 韋，劉亞玲，鄭麗娜

(內(nèi)蒙古蒙草生態(tài)環(huán)境(集團)股份有限公司呼和浩特 010030)

不同施肥處理對烏拉蓋退化打草場植被特征的影響

閆曉紅，邢 旗*，陳 翔，張國棟，趙 韋，劉亞玲，鄭麗娜

(內(nèi)蒙古蒙草生態(tài)環(huán)境(集團)股份有限公司呼和浩特 010030)

為了快速恢復退化天然打草場的生產(chǎn)力，提高牧草產(chǎn)量，在錫盟烏拉蓋管理區(qū)選擇2處退化天然打草場樣地，設置不同施肥水平進行草地培育試驗示范。2015年和2016年兩年的樣地監(jiān)測結(jié)果顯示：(1)不同施肥處理與對照相比，整體上植物種類無明顯變化，施肥促進了植物的生長；(2)5kg/畝、10kg/畝和15kg/畝3個施肥處理，10kg/畝施肥處理對牧草產(chǎn)量的影響最大，且顯著高于對照(P<0.05)；(3)施肥可以抑制狼毒的生長而促進其它植物的生長，且各樣地單位面積的干物質(zhì)，施肥處理的狼毒占比均低于對照，優(yōu)勢植物和其它植物占比明顯高于對照。

退化天然打草場；草地培育；施肥

1 前言

天然牧草是牧民放牧家畜的主要營養(yǎng)物質(zhì)來源，是發(fā)展畜牧業(yè)的重要物質(zhì)基礎。由于受不良氣候條件、草地管理措施滯后以及過度放牧等因素的綜合影響，我國很多天然草地出現(xiàn)植被退化，優(yōu)質(zhì)牧草減少、生產(chǎn)力下降等問題〔1，2〕。因此改良大面積的退化草地，恢復草地生產(chǎn)力已成為草地工作者的重要任務。對退化天然打草場的恢復，最迫切的任務是要提高土壤肥力，加速牧草繁衍能力和改善牧草的種群結(jié)構〔1-4〕。草地施肥能夠補充土壤速效養(yǎng)分，直接供給牧草營養(yǎng)需要，大幅度提高牧草產(chǎn)量，提高草地生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力〔5-7〕。進行合理退化草地施肥，提高牧草的生物量和品質(zhì)，是加速退化草地恢復的關鍵技術措施之一。

近兩年烏拉蓋草原狼毒(瑞香狼毒，StellerachamaejasmeL.)的滋生蔓延，致使草地嚴重退化，草地質(zhì)量變劣，草場生產(chǎn)能力下降，牧草產(chǎn)量降低，對畜牧業(yè)生產(chǎn)危害尤為嚴重。針對此問題，本試驗研究選擇當?shù)乩嵌就嘶烊淮虿輬鰹檠芯繉ο?，應用施肥技術進行草地修復與培育，通過試驗研究為當?shù)仡愃铺烊煌嘶虿輬龅呐嘤峁┛茖W理論依據(jù)。

2 研究方法

2.1 試驗區(qū)自然概況

試驗地位于錫林郭勒盟烏拉蓋管理區(qū)(北緯44°40′至46°40′，東經(jīng)115°10′至120°7′)。氣候?qū)儆诎敫珊蛋霛駶櫞箨懶詺夂?，多年平均降水?22.3mm，年際變化較大，年內(nèi)分布不均，降水量70%集中在6-8月份，且由東北向西南遞減。無霜期90-110d。年平均氣溫-0.9℃，極端最低溫度-42.1℃，極端最高氣溫38.4℃。2010年全區(qū)草原普查數(shù)據(jù)顯示：烏拉蓋管理區(qū)共有天然草原面積660.32萬畝，草地類型包括5大類、9個亞類、23個型，生產(chǎn)力較高的地帶性草甸草原類所占面積最大。境內(nèi)擁有草原植物500余種，其中飼用植物占一半以上，優(yōu)良牧草80余種。土壤主要以栗鈣土、黑鈣土為主。

2.2 試驗方法

本試驗選擇烏拉蓋草甸草原區(qū)草地類型相近的2個狼毒退化天然打草場(Ⅰ和Ⅱ號樣地)，每個打草場設置360畝的試驗示范區(qū)，采用免耕+施肥的草場培育技術進行草地改良。

每個試驗示范區(qū)設置3個施肥水平(5kg/畝、10kg/畝和15kg/畝)，每小區(qū)面積96m×625m；對照(CK)不作任何處理。每個樣地每個處理設置3個固定樣方(每個樣方為1m2)進行植被變化情況監(jiān)測。每年6月15日至6月21日進行免耕機施肥處理，使用肥料：磷酸二銨(總養(yǎng)分≥64%，N-P2O5-K2O 18-46-0，甕福(集團)有限責任公司)、尿素(總氮≥46.4%，山西晉豐煤化工有限責任公司)和氧化鉀(氧化鉀≥60%，德國鉀鹽公司)配合形成N∶P2O5∶K2O =3∶2∶1的復合肥料。施肥深度為7cm，行距20cm。施肥前后進行固定樣方的植物種類、高度、蓋度觀測，8月中旬進行樣地測產(chǎn)及土樣采集分析。每個試驗小區(qū)各取3個重復5cm×5cm，0-5cm的土樣進行表土有機質(zhì)、全氮和全磷營養(yǎng)分析。

本項目試驗樣地信息見表1，試驗小區(qū)施肥布置見圖1。

表1 試驗樣地信息

圖1 施肥試驗設計布置圖

2.3 統(tǒng)計分析

使用Microsoft Office Excel 2007對數(shù)據(jù)進行初步分析與制圖，運用SPSS Statistics V17.0進行數(shù)據(jù)差異性分析。

3 結(jié)果與分析

3.1 植被基本情況

對2016年6月和8月Ⅰ號和Ⅱ號樣地的植被調(diào)查數(shù)據(jù)進行差異性分析，結(jié)果顯示：6月份不同施肥處理與ck相較，Ⅰ號和Ⅱ號樣地植物種類和草群高度均無顯著性差異(P>0.05)，植被總蓋度10kg/畝的施肥處理顯著高于對照(P<0.05)；8月份不同施肥處理與ck相較，Ⅰ號和Ⅱ號樣地草群高度整體上仍均無顯著性差異(P>0.05)；植物種類Ⅰ號樣地10kg/畝的施肥處理顯著高于對照(P<0.05)，而Ⅱ號樣地10kg/畝的施肥處理顯著低于對照(P<0.05)；植被總蓋度Ⅰ號樣地5kg/畝和10kg/畝的施肥處理顯著高于對照，而Ⅱ號樣地3個施肥處理的平均蓋度均高于對照，P<0.05水平無顯著性差異(見圖2)。

圖2 2016年植被基本情況

另外，2016年8月植被調(diào)查數(shù)據(jù)與2015年同期相比，植物種類無明顯變化，植被整體的蓋度、草群平均高度低于2015年(見圖3)。

圖3 2015年和2016年8月份植被基本情況對比

3.2 優(yōu)勢植物情況

2016年調(diào)查示范樣地，優(yōu)勢植物基本情況見表2。數(shù)據(jù)分析結(jié)果顯示：不同施肥處理與對照相比，單位面積優(yōu)勢植物干草產(chǎn)量均高于對照；且Ⅰ號樣地各施肥處理均顯著高于對照(P>0.05)，Ⅱ號樣地10kg/畝的表現(xiàn)顯著(P<0.05)。

表2 2016年8月份優(yōu)勢植物情況

注：*表示與ck相比，均值差值在0.05級別上較顯著。

2016年優(yōu)勢植物占比與2015年相比，結(jié)果顯示2016年均有所增加，且整體上施肥處理增長的幅度相對較大(見圖5)。

圖4 2015年與2016年優(yōu)勢植物變化情況

3.3 狼毒變化情況

2016年6月和8月對試驗樣地狼毒情況進行觀測，狼毒密度和蓋度統(tǒng)計分析數(shù)據(jù)見表3和表4。由結(jié)果可知：不同施肥處理與對照相比，Ⅰ號樣地6月和8月狼毒密度均無顯著性差異(P>0.05)，8月狼毒的蓋度顯著低于對照(P<0.05)；而Ⅱ號樣地6月和8月的狼毒密度和蓋度均低于對照，且密度10kg/畝和15kg/畝表現(xiàn)顯著，蓋度3個施肥處理均表現(xiàn)顯著(P<0.05)。

表3 2016年6月不同施肥處理狼毒密度和蓋度變化情況

注：*表示與ck相比，均值差值在0.05級別上較顯著。

表4 2016年8月不同施肥處理狼毒密度和蓋度變化情況

注：*表示與ck相比，均值差值在0.05級別上較顯著。

另外，對8月份狼毒、優(yōu)勢植物及其它植物干物質(zhì)進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，結(jié)果顯示：不同施肥處理與對照相比，Ⅰ號和Ⅱ號樣地單位面積產(chǎn)量中狼毒的占比均低于對照，且優(yōu)勢植物和其它植物占比之和均高于對照(見圖5)。

圖5 狼毒、優(yōu)勢植物及其它植物干物質(zhì)占比情況

3.4 土壤情況

對不同施肥處理和對照區(qū)域的土樣進行碳、氮、磷含量測定分析，結(jié)果顯示，Ⅰ號和Ⅱ號樣地各施肥處理全碳、全氮、全磷含量均高于對照(見表5)，施肥及時補充了樣地的營養(yǎng)損失。

表5 0-5cm土壤碳、氮、磷含量變化統(tǒng)計表

3.5 牧草產(chǎn)量情況

對2016年8月Ⅰ號和Ⅱ號樣地測產(chǎn)數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析(見表6)，結(jié)果顯示：Ⅰ號和Ⅱ號樣地施肥處理的平均畝產(chǎn)均高于對照，且Ⅰ號樣地10kg/畝的施肥處理顯著高于對照(P<0.05)，Ⅱ號樣地10kg/畝和15kg/畝的施肥處理均顯著高于對照(P<0.05)。另外，與2015年測產(chǎn)數(shù)據(jù)相比，Ⅰ號和Ⅱ號樣地整體產(chǎn)量均下降(見圖6)，分析其原因，主要受2016年干旱少雨的氣候因素影響所致。

表6 2016年8月不同施肥處理干草產(chǎn)量情況

注：*表示與ck相比，均值差值在0.05級別上較顯著。

圖6 2016年和2015年樣地干草產(chǎn)量對比

4 結(jié)論與討論

綜合2015年和2016年2年的樣地監(jiān)測數(shù)據(jù)，獲得以下結(jié)論：不同施肥處理與對照相比，整體上植物種類無明顯變化，施肥促進了植物的生長；施肥明顯抑制狼毒的生長而促進其它植物的生長，且各樣地單位面積的干物質(zhì)，施肥處理的狼毒占比均低于對照，優(yōu)勢植物和其它植物占比明顯高于對照；5kg/畝、10kg/畝和15kg/畝3個施肥處理，10kg/畝施肥處理對牧草產(chǎn)量的影響最大，且顯著高于對照(P<0.05)；從試驗樣地各施肥水平對退化打草場修復與培育影響的綜合考慮，10kg/畝施肥處理為類似草地修復與培育的最佳施肥量。

綜合以上結(jié)論，施肥對植被的影響方面，本試驗結(jié)果與陳文業(yè)等〔3〕、德科加等〔4〕、祁向前等〔8〕等的研究結(jié)果一致，因為施肥增加了土壤肥力，降低了物種對有效資源的競爭強度，從而促進植物的生長，使群落生物量增加。另外在狼毒治理方面，施肥表現(xiàn)出對狼毒明顯的抑制作用，分析其主要原因，可能由于狼毒根深可達1m，對深層土壤的營養(yǎng)競爭更強，施肥有利于植物群落中優(yōu)勢植物和其它植物直接利用土壤表層營養(yǎng)快速生長，且有待進一步研究。

〔1〕李小坤，魯劍巍，陳防.牧草施肥研究進展〔J〕.草業(yè)學報，2008，17(2)：136-142.

〔2〕潘利，張玉娟，閻子盟，唐士明，黃頂.國內(nèi)外草地施肥研究進展〔J〕.安徽農(nóng)業(yè)科學，2014,42(30):10578-10580.

〔3〕陳文業(yè)，趙明，李廣宇，等.不同類型施肥水平對甘南沙化高寒草甸植物群落特征及生產(chǎn)力的影響〔J〕.自然資源學報，2012，27(2)：254-267.

〔4〕德科加，周青平，徐成體，蔣衛(wèi)平.施肥對青海省山地草原類草場地上生物量的影響〔J〕.中國土壤與肥料,2010(3):38-40.

〔5〕德克加，周青平，劉文輝，等.施氮量對青藏高原燕麥產(chǎn)量和品質(zhì)的影響〔J〕.中國草地學報，2007，29(5)：23-27.

〔6〕張學洲，李學森，顧祥，等.氮、磷、鉀不同施肥配比效應對人工混播草地產(chǎn)量與品質(zhì)的影響〔J〕.新疆農(nóng)業(yè)科學，2010(11)：19-22.

〔7〕趙慧星，李小坤，魯劍巍，等.鉀肥分期施用對蘇丹草生長和產(chǎn)量的影響〔J〕.土壤肥料，2005(6)：39-42.

〔8〕祁向前.高寒草甸草地施肥灌溉試驗研究〔J〕.草業(yè)與畜牧，2012(11)：23-25.

Restoration and cultivation of Degraded Natural Cutting Pasture in wulagai

Yan Xiaohong, Xing Qi*, Chen Xiang, Zhang Guodong, Zhao Wei,Liu Yaling,Zheng Lina

(Inner Mongolia M·Grass Ecological Environment (Group) co., Itd., Hohhot 010030)

In order to restore the productivity of degraded natural pasture quickly and to improve grass yield, two plots are chosen in wulagai of XiMeng, and are set by different fertilizer levels to cultivate. The results of plots monitored in the two years of 2015 and 2016 showed that: (1) After fertilization, there were no significant changes in plant species as compared with the control, but promoted plant growth; (2) after fertilized 5 kg / acre, 10 kg / acre and 15 kg / acre, the effect of 10 kg / acre fertilization on the forage yield was the greatest, and was significantly higher than that of the control (P <0.05); (3) Fertilization could restrain the growth ofStellerachamaejasmeL. and promote the growth of other plants. With the proportion of dry matter per unit area, the fertilization treatment was lower than that of control, and the proportion of dominant plants and other plants was obviously higher than the control.

Degraded natural cutting pasture; pasture cultivation; fertilization

S812.4

A

2095—5952(2017)01—0054—08

2016-12-12

內(nèi)蒙古草原生態(tài)畜牧產(chǎn)業(yè)研究院股份有限公司草原生態(tài)恢復項目

閆曉紅(1986-)，女，漢族，內(nèi)蒙古錫林郭勒盟人，中級畜牧師、中級園林工程師，從事退化草地修復及草原生態(tài)相關研究。E-mail:393505595@qq.com。

[*通訊作者]邢旗 E-mail:nmcky@163.com