退耕還（林）草多年生栽培草地土壤養(yǎng)分特征研究

董文斌,馬玉壽,,董全民,孫小弟,施建軍,王彥龍,盛 麗

（1.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)學(xué)院,甘肅蘭州 730070；2.青海省畜牧獸醫(yī)科學(xué)院草原研究所,青海西寧 810016）

2000年青海省開始實施退耕還林還草工程,到2005年底,累計完成退耕地造林種草 19萬hm2,荒山造林種草30.8萬hm2,封山育林4.33萬hm2。貴南縣是青海省退耕還林（草）試點縣之一[1-3],是黃河上游及源頭涵養(yǎng)重點治理區(qū)和青海湖草地治理區(qū)、“三北”風(fēng)沙綜合防治區(qū),其生態(tài)地理位置極其重要,是國家生態(tài)環(huán)境建設(shè)的戰(zhàn)略要地。

土壤是植物生長的基礎(chǔ),對退耕還（林）草草地土壤進行研究能夠較深入了解草地生態(tài)系統(tǒng)受損程度,從而為草地生態(tài)系統(tǒng)的保護和恢復(fù)提供理論依據(jù)[4-6]。在草地生態(tài)系統(tǒng)中,土壤環(huán)境的好壞,不僅關(guān)系到植物的生長,而且更影響著生產(chǎn)力的高低[7-11]。拉元林[12]對貴南縣草原生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀及草原生產(chǎn)能力進行了調(diào)查研究。何建芬[13]研究了貴南縣草地退化現(xiàn)狀及治理對策。劉洪霞[14]從空間信息技術(shù)研究了貴南縣草地退化情況。本研究通過對退耕還（林）草多年生栽培草地土壤有機質(zhì)、全氮、全磷以及速效氮、速效磷營養(yǎng)成分的測定,探尋退耕還（林）草多年生栽培草地土壤中營養(yǎng)成分的變化規(guī)律,為當(dāng)?shù)氐牟莸刭Y源管理與利用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況試驗地位于青藏高原東北部貴南縣過 馬營鎮(zhèn),地 處 100°13′～ 101°33′E,35°09′～ 36°08′N 。平均海拔 3 500 m,氣候為典型的高原大陸型氣候,四季不明顯,年平均氣溫0.7～2.2℃,氣溫差為12～18℃,無霜期54 d,日照時間較長,太陽輻射強烈,年平均總太陽輻射量在105 018～111 019 kJ/m2,年降水量300～490 mm,農(nóng)作物、牧草生長期100～160 d。由于自然和人為因素的影響,水土流失、土地沙漠化、草地退化非常嚴重,水土流失面積10.45萬hm2,荒漠化面積40.77萬hm2,草地退化面積16.62萬hm2,分別占國土總面積的15.7%、61.3%和25%。

1.2 樣地設(shè)計在過馬營地區(qū),選擇了5種不同類型的退耕還林草草地,以刈割利用的退耕還（林）草草地為樣地,以休閑的退耕還（林）草草地為對照,5個不同類型的樣地分別是2003年建植的多葉老芒麥Elymus sibiricus栽培草地、2002年建植的細莖冰草Agropyron trachycaulumcv.Slender栽培草地、2008年重新用燕麥Avena sativa和垂穗披堿草E.nutans建植的混播栽培草地[原為2003年建植的垂穗披堿草的退耕還（林）草草地]、2003年建植的垂穗披堿草栽培草地、2008年進行劃破草皮施肥改良的垂穗披堿草栽培草地（2001年建植在2008年6月進行劃破草皮施肥,施肥量為尿素75 kg/hm2）。5個不同類型的對照地分別是其對應(yīng)的休閑的退耕還（林）草草地。

1.3 測試項目于2008年8月22日在5個樣地及其對照區(qū)內(nèi)分別隨機選取3個樣點取土,用土鉆法對各樣地分5層進行取樣,依次為0～10、10～ 20、20～ 30、30～40、40～ 50 cm,相同土層混合裝袋,然后風(fēng)干、磨細、過篩、混勻、裝瓶,分別進行有機質(zhì)、全氮、全磷、速效氮、速效磷的測試。有機質(zhì)用重鉻酸鉀氧化法測定；全氮用定氮儀開氏法測定；全磷用酸溶-鉬銻抗比色法測定；速效氮用堿解蒸餾法測定；速效磷用碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法測定[15-16]。

1.4 數(shù)據(jù)處理表中數(shù)據(jù)均為平均值,用Excel和SPSS for windows 17.0軟件進行數(shù)據(jù)分析,并對各類型樣地與其對照間進行t檢驗分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同類型退耕還（林）草栽培草地土壤有機質(zhì)含量變化土壤有機質(zhì)是土壤的重要組成部分,是植物的養(yǎng)分來源和土壤微生物生命活動的能量來源。土壤有機質(zhì)含量及其動態(tài)平衡是反映土壤品質(zhì)和草地健康的重要指標(biāo),直接影響著草地生產(chǎn)力[17-20]。

不同類型退耕還（林）草栽培草地土壤有機質(zhì)含量見表1,各類型退耕還（林）草栽培草地及其各自的對照區(qū)隨著土層的加深,土壤有機質(zhì)的含量呈現(xiàn)下降的趨勢。各類型栽培草地和其對照區(qū)的土壤有機質(zhì)含量最高值主要集中出現(xiàn)在0～10、10～20 cm,改良披堿草草地和其對照區(qū)的土壤有機質(zhì)含量在0～10、20～30、40～50 cm 土層上呈顯著差異（P＜0.05）。改良燕麥/披堿草草地和其對照區(qū)的土壤有機質(zhì)含量在10～20、30～40、40～50 cm土層上呈顯著差異（P＜0.05）。建植老芒麥草地和其對照區(qū)的土壤有機質(zhì)含量在0～10、10～20、20～30 cm 土層上呈顯著差異（P＜0.05）。建植披堿草草地和其對照區(qū)的土壤有機質(zhì)含量在各個土層上均呈顯著差異（P＜0.05）。建植冰草草地和其對照區(qū)的土壤有機質(zhì)含量在 0～10、10～20 cm土層上呈顯著差異（P＜0.05）。

2.2 不同類型退耕還（林）草栽培草地土壤全量養(yǎng)分含量變化

2.2.1土壤全氮含量的變化 分析了不同類型退耕還（林）草栽培草地及其對照區(qū)土壤全氮含量變化（表2）,不同類型的退耕還（林）草栽培草地及其各自的對照區(qū)土壤全氮含量最高值多出現(xiàn)在0～10 cm土層。各類型退耕還（林）草栽培草地及其各自的對照區(qū),隨著土層的加深,土壤全氮含量呈現(xiàn)下降的趨勢。其中建植披堿草、建植冰草、建植老芒麥草地及其各自對照區(qū)的土壤全氮含量的最高值都出現(xiàn)在0～10 cm。改良披堿草草地的最高值出現(xiàn)0～10 cm,其對照區(qū)的出現(xiàn)在10～20 cm。改良燕麥/披堿草草地的最高值出現(xiàn)10～20 cm,對照區(qū)的出現(xiàn)在0～10 cm。改良披堿草、改良燕麥/披堿草、建植冰草草地與其各自對照區(qū)土壤全氮含量在各土層上均差異顯著（P＜0.05）。建植披堿草草地和其對照區(qū)的土壤全氮含量在 20～30、30～40、40～50 cm 土層上呈顯著差異（P＜0.05）。建植老芒麥草地和其對照區(qū)的土壤全氮含量只在30～40 cm土層上呈差異不顯著。

表1 不同類型退耕還（林）草栽培草地土壤有機質(zhì)含量變化 %

表2 不同類型退耕還（林）草栽培草地土壤全氮含量變化%

2.2.2土壤全磷含量的變化 不同類型退耕還（林）草栽培草地及其對照區(qū)土壤全磷含量變化見表3,不同類型的退耕還（林）草栽培草地及其各自的對照區(qū)土壤全磷含量,在各土層之間雖然有下降趨勢,但變化較小,全磷在土壤剖面中分布較均勻,不同類型的退耕還（林）草栽培草地及其各自的對照區(qū)土壤全磷含量最高值也多出現(xiàn)在0～10 cm土層上。退耕還（林）草栽培草地土壤表層的土壤全磷含量為0.060%～0.069%,其對照區(qū)土壤表層的土壤全磷含量為0.067%～0.076%。改良披堿草、建植冰草草地與其各自對照區(qū)土壤全磷含量在各土層上均差異顯著（P＜0.05）。改良燕麥/披堿草草地與其對照區(qū)土壤全磷含量在各土層上均差異不顯著。建植披堿草草地與其對照區(qū)土壤全磷含量只在10～20 cm土層上差異不顯著。建植老芒麥草地和其對照區(qū)土壤全磷含量在10～20、20～30 cm土層上差異顯著（P＜0.05）。

表3 不同類型退耕還（林）草栽培草地土壤全磷含量變化 %

2.3 不同類型退耕還（林）草栽培草地土壤速效養(yǎng)分含量變化

2.3.1土壤速效氮含量的變化 由表4可知,不同類型退耕還（林）草栽培草地及其對照區(qū)土壤速效氮含量,隨著土層的加深,土壤速效氮含量有下降的趨勢,改良披堿草、改良燕麥/披堿草、建植冰草草地的土壤速效氮含量的最高值出現(xiàn)在10～20 cm土層,而其各自的對照區(qū)的土壤速效氮含量的最高值出現(xiàn)在0～10 cm土層,建植披堿草和建植老芒麥草地與其各自對照區(qū)的土壤速效氮含量的最高值出現(xiàn)在同一層,分別0～10與10～20 cm。改良披堿草、改良燕麥/披堿草草地與其各自對照區(qū)土壤速效氮含量在各土層上均差異顯著（P＜0.05）。建植披堿草草地與其各自對照區(qū)土壤速效氮含量在 20～30、30～40、40～50 cm 土層上差異顯著（P＜0.05）。建植冰草草地與其各自對照區(qū)土壤速效氮含量只在30～40、40～50 cm土層顯著不差異。建植老芒麥草地與其各自對照區(qū)土壤速效氮含量在0～10、40～50 cm土層上差異顯著（P＜0.05）。

表4 不同類型退耕還（林）草栽培草地土壤速效氮含量變化 mg/kg

2.3.2土壤速效磷含量的變化 分析了不同類型退耕還（林）草栽培草地及其對照區(qū)土壤速效磷含量變化（表5）,各類型栽培草地及其對照區(qū)的土壤速效磷含量的最高值都出現(xiàn)在0～10 cm,各類型栽培草地及其對照區(qū)的土壤速效磷含量,隨著土層的加深,均呈下降趨勢。改良披堿草、建植披堿草草地與其各自對照區(qū)土壤速效磷含量在各土層上均差異顯著（P＜0.05）。改良燕麥/披堿草、建植冰草草地與其各自對照區(qū)土壤速效磷含量在0～10、10～ 20、20～30 cm 土層上差異顯著（P＜0.05）。建植老芒麥草地與其對照區(qū)土壤速效磷含量只在20～30 cm土層顯著不差異。

表5 不同類型退耕還（林）草栽培草地土壤速效磷含量變化 mg/kg

3 結(jié)論

不同類型退耕還（林）草栽培草地隨著土層的加深,土壤有機質(zhì)的含量、速效氮含量、速效磷含量均呈現(xiàn)下降的趨勢。不同類型的退耕還（林）草栽培草地土壤有機質(zhì)含量、速效氮、速效磷最高值多出現(xiàn)在0～10、10～20 cm 土層,并且在0～10、10～20 cm土層上不同類型的退耕還（林）草栽培草地高于其對照區(qū),呈顯著差異。

不同類型退耕還（林）草栽培草地的土壤全氮含量和土壤全磷含量,均隨著土層的加深呈下降趨勢,而土壤全磷含量變化較小,在土壤剖面中分布較均勻。其不同類型栽培草地土壤全氮和全磷含量最高值多出現(xiàn)在0～10 cm,并且在0～10 cm土層上不同類型的退耕還（林）草栽培草地高于其對照區(qū),呈顯著差異。

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