高寒區(qū)施肥和混播對(duì)燕麥人工草地生物碳儲(chǔ)量影響的研究

劉文輝， 劉 勇， 馬 祥， 魏小星

(青海省青藏高原優(yōu)良牧草種質(zhì)資源利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，青海大學(xué)畜牧獸醫(yī)科學(xué)院， 青海 西寧810016)

植被生物量是地表碳循環(huán)的重要組成部分，是土壤碳庫(kù)的主要輸入源[1]，準(zhǔn)確評(píng)估植物生物碳庫(kù)及其動(dòng)態(tài)變化，將有助于預(yù)測(cè)全球氣候變化與草地生態(tài)系統(tǒng)之間的反饋關(guān)系，同時(shí)對(duì)合理利用草地和生態(tài)環(huán)境治理具有重要意義[2-3]。目前植被碳儲(chǔ)量的估算方法主要有實(shí)地調(diào)查資料—環(huán)境因子(溫度、降水等)回歸模型法[4]、遙感資料回歸模型法[5]和實(shí)測(cè)統(tǒng)計(jì)資料計(jì)算方法[6]。環(huán)境因子回歸模型法是利用環(huán)境因子與陸地植被生產(chǎn)力間的關(guān)系建立模型，推算陸地植被生物量和碳儲(chǔ)量變化[7]，目前已經(jīng)建立了過(guò)程模型[8]、生態(tài)系統(tǒng)機(jī)理性模型[9]和改進(jìn)的光能利用率模型[10]等多種模型。遙感資料回歸模型法利用高時(shí)空遙感影像估算植被生物量和凈初級(jí)生產(chǎn)力，分析土地利用對(duì)碳儲(chǔ)量的影響[5,11-12]。實(shí)測(cè)統(tǒng)計(jì)資料計(jì)算方法是將植被生物量通過(guò)一定的轉(zhuǎn)換系數(shù)換算成C儲(chǔ)量。大尺度上植被碳儲(chǔ)量利用相關(guān)植被統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)及估算參數(shù)計(jì)算[11,13]；小尺度的植被碳儲(chǔ)量估算采用含碳率進(jìn)行直接換算。目前國(guó)內(nèi)已對(duì)水稻(Oryzasativa)[13]、小麥(Triticumaestivum)[13]、玉米(Zeamays)[13]、蠶豆(Viciafaba)[13]、馬鈴薯(Solanumtuberosum)[13]、油菜(Brassicachinensis)[13]、木薯(Manihotesculenta)[14]、蔬菜[14]、花卉[14]和其他作物[13]進(jìn)行了研究，提出了不同作物的平均含碳率。我國(guó)栽培草地選用的牧草品種較多，其中種植面積較大的有苜蓿(Medicagosativa)、老芒麥(Elymussibiricus)、黑麥草(Loliumperenne)和燕麥(A.sativa)等。目前我國(guó)在C儲(chǔ)量方面研究較多的栽培草地主要是苜蓿草地[15]，而在其它牧草方面的研究較少。

燕麥作為青藏高原人工草地建植的主要優(yōu)良牧草之一，在解決青藏高原高寒地區(qū)草畜季節(jié)性供求矛盾、保護(hù)生態(tài)環(huán)境和促進(jìn)草地畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展等方面發(fā)揮著重要的作用。在燕麥人工草地研究方面，國(guó)內(nèi)外科研人員從燕麥單播[16]、燕麥與箭筈豌豆混播的品種選擇[17]、混播組合[18]、施肥水平[19-20]、光能轉(zhuǎn)化效率[21]、生產(chǎn)性能[22-23]以及營(yíng)養(yǎng)組成[19]等方面進(jìn)行的深入而細(xì)致的理論研究和生產(chǎn)實(shí)踐，有效推動(dòng)了青藏高原燕麥產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。隨著國(guó)家“糧改飼”和“草牧業(yè)”試點(diǎn)工作的開展，燕麥在青藏高原生態(tài)環(huán)境治理和草牧業(yè)發(fā)展中發(fā)揮著更重要的作用，以往有關(guān)燕麥方面的研究主要集中在提高產(chǎn)量和品質(zhì)方面，而對(duì)生物固碳方面的關(guān)注較少，青藏高原地區(qū)燕麥的種植在碳固定方面的研究缺乏系統(tǒng)的研究，尤其是不同耕作措施下對(duì)碳固定方面的研究較少。燕麥人工草地的建植不僅要考慮經(jīng)濟(jì)效益，更重要的還需考慮生態(tài)效益。燕麥單播、燕麥與箭筈豌豆混播和施肥調(diào)控是青藏高原燕麥人工草地建植過(guò)程中常用的耕作方式。因此，本研究選用的4個(gè)燕麥品種為研究對(duì)象，采用不同的施肥措施和箭筈豌豆混播比例，建立燕麥與箭筈豌豆混播人工草地，系統(tǒng)評(píng)價(jià)不同措施對(duì)燕麥人工草地各器官碳儲(chǔ)量的影響及其動(dòng)態(tài)變化，以期為燕麥人工草地生態(tài)評(píng)價(jià)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試材料燕麥品種為青燕1號(hào)(A.sativaL. ‘Qingyan No. 1’)、青海444(A.sativaL. ‘Qinghai 444’)、青海甜燕麥(AsativaL. ‘Qinghai’)和林納(AsativaL. ‘Lena’)；箭筈豌豆品種為西牧324(ViciasativaL. ‘Ximu 324’)；均為上年收獲種子。選用肥料為尿素(含N 46%)，磷酸二銨(含N 16%，P2O546%)，有機(jī)肥(有機(jī)質(zhì)>40%，N+P2O5+K2O 25%，有效活菌數(shù)0.2億·g-1)。

1.2 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于青海省海北州西海鎮(zhèn)，屬環(huán)青海湖區(qū)域，是青藏高原重要的燕麥飼草生產(chǎn)基地。地理坐標(biāo)為36°59.36′ N，100°52.848′ E，海拔3 156 m，氣候寒冷潮濕，無(wú)絕對(duì)無(wú)霜期，年均氣溫0.5℃，年降水量369.1 mm，且集中在7、8、9月，年蒸發(fā)量為1 400 mm，全年日照時(shí)數(shù)為2 980 h，無(wú)霜期為93 d左右。土壤為栗鈣土，pH值8.43，全氮(N)1.56 g·kg-1，全磷(P2O5)1.39 g·kg-1，全鉀(K2O)22.06 g·kg-1，堿解氮88.77 mg·kg-1，速效磷2.2 mg·kg-1，速效鉀168.2 mg·kg-1，有機(jī)質(zhì)32.48 g·kg-1。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)為燕麥品種、施肥和箭筈豌豆混播三因素四水平正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)[L16(45)]，共16個(gè)處理，3次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列。燕麥品種為A1(青燕1號(hào)，Qingyan No.1)、A2(林納，Lena)、A3(青海444，Qinghai 444)和A4(青海甜燕麥，Qinghai)；施肥水平為B1(CK0，不施任何肥料)、B2(Inorganic manure,IM，尿素75 kg·hm-2+磷酸二銨150 kg·hm-2)、B3(Organic manure,OM，有機(jī)肥1 500 kg·hm-2)和B4(Inorganic manure and organic manure,IM+OM，尿素37.5 kg·hm-2+磷酸二銨75 kg·hm-2+有機(jī)肥750 kg·hm-2)；箭筈豌豆混播水平為C1(0 kg·hm-2)、C2(45 kg·hm-2)、C3(60 kg·hm-2)和C4(75 kg·hm-2)。試驗(yàn)中所選用的燕麥品種分別為早熟、中熟、中晚熟和晚熟品種，施肥梯度和混播水平根據(jù)青藏高原燕麥人工草地建植中常用的農(nóng)藝措施進(jìn)行布局。小區(qū)面積為4 m×5 m，小區(qū)間隔0.5 m，燕麥播種量按600萬(wàn)株·hm-2保苗數(shù)計(jì)算，根據(jù)千粒重、發(fā)芽率、純凈度計(jì)算得各品種的實(shí)際播量為：青燕1號(hào)、林納、青海444和青海甜燕麥播量分別為154.3 kg·hm-2，150.0 kg·hm-2，183.0 kg·hm-2和216.0 kg·hm-2。人工撒播后用小型旋耕機(jī)旋耕，播深控制在3～4 cm。2014年5月14日播種，肥料作為底肥在播種前一次性施入。出苗后，人工除雜1次，田間管理和取樣工作在同一天完成。

1.4 測(cè)定指標(biāo)與方法

植物樣品采集：分別于燕麥拔節(jié)期(6月15日，jointing stage，JS)、抽穗期(7月15日，heading stage，HS)、開花期(8月15日，flowering stage，F(xiàn)S)和乳熟期(9月15日，milk stage，MS)在各試驗(yàn)小區(qū)選取1 m×1 m的樣方，3次重復(fù)，連同地下部分挖出，按燕麥和箭筈豌豆根、莖、葉、穗(燕麥)分開，帶回實(shí)驗(yàn)室。植物地下根系沖洗干凈后，將植株各器官樣品置于65℃烘箱，烘干至恒重。分別測(cè)定得到燕麥和箭筈豌豆各器官生物量，同時(shí)采用ELAB-TOC總有機(jī)碳分析儀測(cè)定各器官碳含量，植物各器官和組分生物碳儲(chǔ)量根據(jù)以下公式計(jì)算：植物器官生物碳儲(chǔ)量=器官碳含量×器官生物量。

1.5 數(shù)據(jù)分析

所得數(shù)據(jù)采用Excel 2003進(jìn)行初步整理，用SPSS for Windows 11.5進(jìn)行方差分析和相關(guān)分析，用Sigmaplot 12.5進(jìn)行繪圖。采用Duncan法在0.05水平上進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 地上生物碳儲(chǔ)量

2.1.1地上總生物碳儲(chǔ)量 不同時(shí)期3個(gè)因素對(duì)地上總生物碳儲(chǔ)量影響的差異性分析結(jié)果如表1所示，3個(gè)因素對(duì)其的影響效應(yīng)在拔節(jié)期表現(xiàn)為施肥>品種>混播，其余時(shí)期表現(xiàn)為品種>施肥>混播。隨著生育期的推進(jìn)，各處理地上總生物碳儲(chǔ)量均呈顯著增加的變化(P<0.05)，乳熟期達(dá)到最大(圖1)。地上總生物碳儲(chǔ)量在抽穗期—開花期、開花期—乳熟期增加迅速，平均日積累量達(dá)到22.74 kg·hm-2·d-1和22.21 kg·hm-2·d-1。各處理下乳熟期分別以品種A4、施肥B4和混播C4下最大，分別達(dá)2 204.7 kg·hm-2，2 136.4 kg·hm-2和2 008.0 kg·hm-2，較最低的A2、B1和C1高46.90%，37.35%和33.67%。

表1 不同措施對(duì)地上總生物碳儲(chǔ)量影響的方差分析(F值)Table 1 The variance analysis of aboveground biomass carbon stocks under the different treatments (F value)

注：**、*和ns分別表示因素對(duì)地上總生物碳儲(chǔ)量的影響達(dá)到極顯著(P<0.01)、顯著(P<0.05)和無(wú)顯著差異，下同

Note：** and * indicate significant influence of aboveground biomass carbon stocks under the different treatments at the 0.01 and 0.05 level,respectively;ns indicates no significant influence. The same below

圖1 不同措施下地上總生物碳儲(chǔ)量季節(jié)變化Fig.1 The seasonal change of the aboveground carbon stocks under the different treatments注：A1：青燕1號(hào)；A2：林納；A3：青海444；A4：青海甜燕麥；B1：CK；B2：尿素+磷酸二銨；B3：有機(jī)肥；B4：尿素+磷酸二銨+有機(jī)肥；C1：0 kg·hm-2；C2：45 kg·hm-2；C3：60 kg·hm-2；C4：75 kg·hm-2；不同小寫字母表示因素間差異顯著(P<0.05)；大寫字母表示不同時(shí)期間差異顯著(P<0.05),下同Note：A1：Qingyan No.1；A2：Lena；A3：Qinghai 444；A4：Qinghai；B1：CK；B2：IM；B3：OM；B4：IM+OM；Different lowercase letters and different capital letters show significant difference at the 0.05 level under different factors and growth periods,respectively. The same as below

2.1.2燕麥地上生物碳儲(chǔ)量 對(duì)3個(gè)因素對(duì)燕麥地上生物總生物和各器官生物碳儲(chǔ)量影響的差異性分析結(jié)果見(jiàn)表2。3個(gè)因素對(duì)其的影響效應(yīng)在拔節(jié)期以施肥最大，抽穗—乳熟期以品種最大；各時(shí)期3個(gè)因素對(duì)莖和穗生物碳儲(chǔ)量的影響大小為品種>施肥>混播，對(duì)葉生物碳儲(chǔ)量表現(xiàn)為施肥>品種>混播。燕麥地上總生物、莖、葉和穗生物碳儲(chǔ)量在3個(gè)因素影響下均隨著生育期的推進(jìn)呈顯著增加(P<0.05)，乳熟期達(dá)到最大(圖2)。從日積累量來(lái)看，燕麥地上總生物和莖生物碳儲(chǔ)量在抽穗期—開花期積累速率最快，平均分別達(dá)到21.04 kg·hm-2·d-1和11.14 kg·hm-2·d-1；燕麥葉生物碳儲(chǔ)量在拔節(jié)期—抽穗期積累最快(2.92 kg·hm-2·d-1)，燕麥穗生物碳儲(chǔ)量從開花期—乳熟期呈持續(xù)顯著增加(P<0.05)，平均日積累量為5.58 kg·hm-2·d-1。

表2 不同措施對(duì)燕麥地上各器官生物碳儲(chǔ)量影響的方差分析(F值)Table 2 The variance analysis of the oat aboveground organ carbon stocks under the different treatments (F value)

乳熟期燕麥地上總生物碳儲(chǔ)量以品種A4(1 826.0 kg·hm-2)、施肥B4(1 602.8 kg·hm-2)和混播C4(1 550.4 kg·hm-2)下最高，分別較最低處理高58.98%，53.85%和4.18%。燕麥莖、葉和穗生物碳儲(chǔ)量不同品種間乳熟期以A4最高(904.9 kg·hm-2，355.5 kg·hm-2，566.4 kg·hm-2)，較最低處理高48.76%，48.00%，88.49%；在施肥處理下乳熟期以B4處理最高(914.9 kg·hm-2，364.5 kg·hm-2，542.2 kg·hm-2)，較最低處理高48.45%，33.03%，58.63%。各混播處理下燕麥莖、葉、穗生物碳儲(chǔ)量間均無(wú)顯著差異。

圖2 不同措施下燕麥各器官生物碳儲(chǔ)量季節(jié)變化Fig.2 The seasonal change of the biomass carbon stocks of different oat organs under different treatments

2.1.3箭筈豌豆地上生物碳儲(chǔ)量 各時(shí)期3個(gè)因素對(duì)箭筈豌豆地上各器官生物碳儲(chǔ)量影響的差異分析見(jiàn)表3。3個(gè)因素對(duì)地上總生物、莖和葉生物碳儲(chǔ)量影響的效應(yīng)表現(xiàn)為：拔節(jié)期和乳熟期為混播>品種>施肥，抽穗期和開花期為混播>施肥>品種。箭筈豌豆地上各器官生物碳儲(chǔ)量均隨著生育期的推進(jìn)的均呈顯著增加趨勢(shì)(P<0.05)，乳熟期達(dá)到最大(圖3)。其中箭筈豌豆地上總生物、莖和葉生物碳儲(chǔ)量均在開花期—乳熟期日積累量最大，分別為7.82 kg·hm-2·d-1、3.45 kg·hm-2·d-1和4.37 kg·hm-2·d-1。

圖3顯示，乳熟期箭筈豌豆地上總生物、莖和葉生物碳儲(chǔ)量不同品種間均以A4最高(503.8 kg·hm-2，226.4 kg·hm-2和277.4 kg·hm-2)，較碳儲(chǔ)量最低的A1高58.18%，85.57%和41.17%；不同施肥處理間以B1最高(495.0 kg·hm-2，228.9 kg·hm-2和266.2 kg·hm-2)，較碳儲(chǔ)量最低的B4高17.94%，23.73%和13.42%；不同混播間以C4處理下最高(519.8 kg·hm-2，222.3 kg·hm-2和297.6 kg·hm-2)，較碳儲(chǔ)量最低的C2處理高39.66%，23.16%和55.32%。

表3 不同措施對(duì)箭筈豌豆地上各器官生物碳儲(chǔ)量影響的方差分析(F值)Table 3 The variance analysis of the vetch aboveground organs biomass carbon stocks under different treatments (F value)

圖3 不同措施下箭筈豌豆地上器官生物碳儲(chǔ)量季節(jié)變化Fig.3 The seasonal change of the vetch aboveground organs biomass carbon stocks under different treatments

2.2 地下生物碳儲(chǔ)量

2.2.1地下總生物碳儲(chǔ)量 由3個(gè)因素對(duì)地下總生物碳儲(chǔ)量效應(yīng)的差異性分析結(jié)果可知(表4)，各時(shí)期其影響效應(yīng)大小表現(xiàn)為：拔節(jié)期和乳熟期為品種>混播>施肥；抽穗期為品種>施肥>混播；開花期為混播>施肥>品種。地下根系總生物碳儲(chǔ)量均隨生育期的推進(jìn)呈顯著增加(P<0.05)，乳熟期達(dá)到最大(圖4)。整個(gè)生育期碳儲(chǔ)量日積累量平均為1.43 kg·hm-2·d-1。各因素影響下，乳熟期地下總生物碳儲(chǔ)量分別以品種A4(265.4 kg·hm-2)、施肥B4(247.4 kg·hm-2)和混播C3(250.3 kg·hm-2)處理下最高，分別較碳儲(chǔ)量最低的A2、B1和C1高22.64%，15.28%和21.80%。

表4 不同措施對(duì)地下生物碳儲(chǔ)量影響的方差分析(F值)Table 4 The variance analysis of the vetch belowground organs biomass carbon stocks under the different treatments(F value)

圖4 不同措施下地下生物碳儲(chǔ)量季節(jié)變化Fig.4 The seasonal change of the belowground biomass carbon stocks under the different treatments

2.2.2燕麥根生物碳儲(chǔ)量 表4顯示，拔節(jié)、抽穗和乳熟期3個(gè)因素對(duì)燕麥根生物碳儲(chǔ)量的影響效應(yīng)大小為品種>施肥>混播，而開花期表現(xiàn)為施肥>品種>混播。燕麥根系生物碳儲(chǔ)量均隨生育期的推進(jìn)呈顯著增加(P<0.05)，乳熟期達(dá)到最大(圖4)。整個(gè)生育期碳儲(chǔ)量日積累平均為1.20 kg·hm-2·d-1。各因素影響下，乳熟期燕麥根系生物碳儲(chǔ)量分別以A4(227.0 kg·hm-2)、B4(218.1 kg·hm-2)和C3(207.2 kg·hm-2)處理下最高，分別較碳儲(chǔ)量最低的A1、B1和C4高23.91%，21.57%和5.18%。

2.2.3箭筈豌豆根生物碳儲(chǔ)量 表4顯示，拔節(jié)期3個(gè)因素對(duì)箭筈豌豆根系生物碳儲(chǔ)量的影響效應(yīng)大小為混播>施肥>品種；抽穗期和開花期為施肥>品種>混播；乳熟期為品種>混播>施肥。箭筈豌豆根系生物碳儲(chǔ)量均隨生育期的推進(jìn)呈顯著增加(P<0.05)，乳熟期達(dá)最大(圖4)。整個(gè)生育期碳儲(chǔ)量日積累平均0.23 kg·hm-2·d-1。各因素影響下，乳熟期箭筈豌豆根生物碳儲(chǔ)量分別以A4(51.2 kg·hm-2)、B1(47.0 kg·hm-2)和C4(43.3 kg·hm-2)處理下最高，分別較碳儲(chǔ)量最低的A1、B4和C2高48.84%，20.20%和13.05%。

3 討論

3.1 影響植物各器官生物碳儲(chǔ)量主要因素的確定

影響植物生物碳儲(chǔ)量的因素很多，本研究發(fā)現(xiàn)，品種主要影響燕麥莖、穗和根生物碳儲(chǔ)量，影響群落地上和地下總生物碳儲(chǔ)量；施肥主要影響燕麥葉和箭筈豌豆根生物碳儲(chǔ)量；混播主要影響箭筈豌豆莖、葉和地上總生物碳儲(chǔ)量。對(duì)燕麥混播人工草地群落而言，品種是影響燕麥人工草地生殖生長(zhǎng)期地上總生物碳儲(chǔ)量的關(guān)鍵因子，施肥是影響燕麥人工草地營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)時(shí)期地上總生物碳儲(chǔ)量的關(guān)鍵因子。

品種是影響飼草產(chǎn)量和品質(zhì)的重要因素，優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的飼草一般兼具產(chǎn)量高、葉量豐富和莖葉比低的特點(diǎn)。高產(chǎn)是牧草生產(chǎn)的主要目標(biāo)，但其在品種間存在較大差異[24-25]。李有涵等[26]研究象草構(gòu)建生物大小及結(jié)構(gòu)因品種而異；徐春明等[27]發(fā)現(xiàn)不同秋眠級(jí)數(shù)苜蓿品種生物量積累潛力不同；張健[28]研究提出3種禾本科和3個(gè)紫花苜蓿品種間碳儲(chǔ)量均存在顯著差異；林瑞余等[29]也研究提出不同水稻品種間碳素含量存在顯著差異。本研究也得出了一致的結(jié)論。不同燕麥品種與箭筈豌豆混播，其各器官生物碳儲(chǔ)量也存在差異，其中利用青海甜燕麥建植的混播人工草地，群落地上、地下總生物碳儲(chǔ)量均最高。青海甜燕麥在青藏高原高寒地區(qū)燕麥單播和混播人工草地建設(shè)中具備良好的固碳效果。

施肥是提高作物產(chǎn)量的關(guān)鍵措施之一[30]。但化學(xué)肥料的施用引起土壤微生物活性降低、養(yǎng)分失調(diào)、酸化加劇等一系列環(huán)境污染問(wèn)題。研究表明，有機(jī)無(wú)機(jī)肥混施不僅能顯著提高飼草產(chǎn)量，而且在促進(jìn)無(wú)機(jī)肥的吸收和改善土壤品質(zhì)方面具有重要的作用[31]。潘大偉等[32]和胡瑋等[31]對(duì)小麥?zhǔn)┓实难芯堪l(fā)現(xiàn)，有機(jī)肥與化肥配施均顯著提高了小麥產(chǎn)量和土壤肥力，且較單施化肥效果更好。本研究發(fā)現(xiàn)，尿素、磷酸二銨和有機(jī)肥配施時(shí)，燕麥地上、地下總生物碳儲(chǔ)量和群落地上、地下總生物碳儲(chǔ)量均最高。有機(jī)肥和無(wú)機(jī)肥配施顯著提高了混播人工草地的群落總生物碳儲(chǔ)量和燕麥地上生物碳儲(chǔ)量，混播群落中燕麥的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)明顯增強(qiáng)，抑制了箭筈豌豆的生長(zhǎng)。

混播草地豆科、禾本科牧草種子所占比例直接影響種群的生長(zhǎng)、產(chǎn)量和品質(zhì)[33]。種植密度對(duì)混播群落內(nèi)光合有效輻射、CO2、風(fēng)速、溫度、濕度等小氣候因子的分布有顯著影響，這種影響反饋到群體結(jié)構(gòu)組成，最終反映在群體的有效貯積能量和產(chǎn)量上[34]。本研究發(fā)現(xiàn)，以混播75 kg·hm-2和60 kg·hm-2水平下群落地上、地下生物碳儲(chǔ)量最高。與單播相比，混播抑制了另一種作物的生長(zhǎng)，但有效提高了群體的總生物量積累。較高的箭筈豌豆混播(75 kg·hm-2)有效提高了群落和箭筈豌豆各器官碳儲(chǔ)量，但抑制了燕麥的生長(zhǎng)，適度的混播(60 kg·hm-2)有利于燕麥各器官的碳儲(chǔ)量。

3.2 植被生物碳儲(chǔ)量季節(jié)動(dòng)態(tài)和潛力評(píng)估

不同燕麥品種在施肥和混播影響下，燕麥人工草地地上、地下以及各器官生物碳儲(chǔ)量均隨季節(jié)表現(xiàn)出明顯的波動(dòng)。燕麥和箭筈豌豆各器官碳儲(chǔ)量以及群落地上、地下總生物碳儲(chǔ)量均隨生育期的推進(jìn)顯著增加，在乳熟期達(dá)到最大。燕麥和箭筈豌豆地上總生物碳儲(chǔ)量分別在抽穗期—開花期和開花期—乳熟期增長(zhǎng)迅速。燕麥莖生物碳儲(chǔ)量隨著生育期推進(jìn)，在整個(gè)生育期表現(xiàn)為急劇增加，而葉、穗和根生物碳儲(chǔ)量的增加較平緩；箭筈豌豆莖和葉生物碳儲(chǔ)量在混播草地生長(zhǎng)前期(燕麥開花期前)增長(zhǎng)比較平緩，而開花—乳熟期增長(zhǎng)迅速。這與陳功等[21]、周川姣等[35]、紀(jì)亞君等[36]的研究結(jié)果一致。

楊元合通過(guò)生物量收獲法得到青藏高原高寒草地和高寒草甸生物碳儲(chǔ)量分別為240 kg·hm-2和500 kg·hm-2[37]，本研究發(fā)現(xiàn)，在最佳農(nóng)藝措施下建植燕麥與箭筈豌豆混播人工草地，其生物碳儲(chǔ)量達(dá)到2383.8 kg·hm-2，是高寒草原的9.9倍，是高寒草甸的4.8倍。表明建植燕麥人工草地不僅可增加干物質(zhì)積累，而且在固碳方面也明顯優(yōu)于高寒草地和高寒草甸。

4 結(jié)論

品種、施肥和混播均顯著影響了燕麥人工草地各器官生物碳儲(chǔ)量。品種主要影響燕麥莖、穗和根以及地上、地下總生物碳儲(chǔ)量；施肥主要影響燕麥葉和箭筈豌豆根生物碳儲(chǔ)量；混播主要影響箭筈豌豆莖、葉和地上總生物碳儲(chǔ)量。選用青海甜燕麥，配施尿素、磷酸二銨和有機(jī)肥，并混播75 kg·hm-2和60 kg·hm-2箭筈豌豆時(shí)，混播燕麥人工草地地上、地下總生物碳儲(chǔ)量均表現(xiàn)較高，地上分別達(dá)2 204.7 kg·hm-2，2 136.4 kg·hm-2和2 008.0 kg·hm-2，地下分別達(dá)265.4 kg·hm-2，247.4 kg·hm-2和250.3 kg·hm-2?；觳パ帑溔斯げ莸馗髌鞴俸腿郝涞厣?、地下總生物碳儲(chǔ)量均隨生育期的推進(jìn)顯著增加，乳熟期達(dá)到最大。