羊糞對青海草地早熟禾草地生產(chǎn)力和土壤養(yǎng)分的影響

閔星星，馬玉壽，李世雄，王彥龍

(1.青海大學畜牧獸醫(yī)科學院，青海 西寧 810016； 2.青海省畜牧獸醫(yī)科學院，青海 西寧 810016；3.三江源區(qū)高寒草地生態(tài)省部共建教育部重點實驗室，青海 西寧 810016)

羊糞對青海草地早熟禾草地生產(chǎn)力和土壤養(yǎng)分的影響

閔星星1,2,3，馬玉壽2,3，李世雄2,3，王彥龍2,3

(1.青海大學畜牧獸醫(yī)科學院，青海 西寧 810016； 2.青海省畜牧獸醫(yī)科學院，青海 西寧 810016；3.三江源區(qū)高寒草地生態(tài)省部共建教育部重點實驗室，青海 西寧 810016)

在三江源區(qū)果洛藏族自治州大武鎮(zhèn)進行了青海草地早熟禾(Poapratensiscv.Qinghai)小區(qū)施肥試驗，研究了磷酸二銨、生羊糞、腐熟羊糞及不同施用量的腐熟羊糞對青海草地早熟禾牧草高度、蓋度、密度、地上生物量及土壤養(yǎng)分的影響。結(jié)果表明，青海草地早熟禾在播種時用15 000 kg·hm-2的腐熟羊糞做基肥，其牧草高度、蓋度、密度及地上生物量分別為69.5 cm、80.7%、6 190枝·m-2和 439.4 g·m-2，均可達到150 kg·hm-2的磷酸二銨施肥水平(P>0.05)。 在相同施肥量下腐熟羊糞的增產(chǎn)效果明顯優(yōu)于生羊糞。土壤中有機質(zhì)、全氮、速效氮、全磷和速效磷均隨著腐熟羊糞施肥量的增加而增加。

三江源區(qū)；青海草地早熟禾；羊糞；施肥；生產(chǎn)力

據(jù)統(tǒng)計，目前青海省牧區(qū)羊存欄數(shù)近1 600萬只，每年的羊板糞資源有1 500萬t，其主要成分為羊糞，可利用資源量在500萬t以上。雖然青海省內(nèi)已建成規(guī)?；唐酚袡C肥生產(chǎn)企業(yè)5家，利用羊坂糞和麻渣，生產(chǎn)商品有機肥，但實際年生產(chǎn)量不足5萬t。部分溫棚蔬菜生產(chǎn)農(nóng)戶和無公害農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)基地，施用羊板糞，生產(chǎn)無公害蔬菜、果品及農(nóng)產(chǎn)品，但每年利用羊板糞僅達45萬t，只占總資源量的3%[1]。在畜牧業(yè)發(fā)達國家，草地施肥非常普遍，而我國有關(guān)草地施肥的研究起步較晚。在牧草方面，張維云等[2]研究了尿素、三料過磷酸鈣及羊板糞對多葉老芒麥(Elymussibirilus)生產(chǎn)性能的影響，指出采用N、P平衡施肥的方法來提高多葉老芒麥的鮮草產(chǎn)量和種子產(chǎn)量，施未經(jīng)熟化的羊板糞對產(chǎn)量的影響不顯著。施腐熟羊糞和施尿素間，牧草產(chǎn)量差異不顯著[3-4]。郭彥軍等[5-6]研究顯示，施肥提高了栽培草地的產(chǎn)草量，但施肥量過高，草地產(chǎn)量下降。在土壤方面，對內(nèi)蒙古草原連續(xù)5年施用氮肥和羊糞進行比較發(fā)現(xiàn)，長期施用氮肥顯著降低了土壤多糖含量但會促進有機物的礦化過程，施用羊糞顯著提高了土壤多糖含量并加快了有機物質(zhì)腐殖化過程[7-8]。羊糞施肥量越高，土壤硝態(tài)氮累積量和全氮含量就越高，土壤全氮和硝態(tài)氮含量影響20 cm土層中硝態(tài)氮的淋失量，三者之間呈顯著正相關(guān)關(guān)系[5]。

三江源區(qū)現(xiàn)擁有青海草地早熟禾(Poapratensiscv.Qinghai)栽培草地11 000 hm2，并隨著“黑土灘”退化草地植被恢復工程的進行，正在迅速擴大。以往的施肥試驗只考慮到肥料種類和某一肥料不同施肥梯度的一方面，同時考慮肥料種類和施肥量梯度對草地生產(chǎn)力及土壤養(yǎng)分情況影響的研究很少。本研究在果洛州瑪沁縣利用磷酸二銨、生羊糞和腐熟羊糞以及腐熟羊糞的不同施肥量進行青海草地早熟禾施肥試驗，以期為青海草地早熟禾栽培草地持續(xù)利用和羊糞資源開發(fā)利用提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗區(qū)概況

試驗地位于青海省果洛藏族自治州首府大武鎮(zhèn)以西2 km 處的格姆灘，地理位置為34°27.859′ N，100°12.727′ E，海拔3 700 m，年均氣溫-3.9 ℃，最冷月1月的平均氣溫為-12.6 ℃，最熱月7月的平均氣溫為9.7 ℃，牧草生長季為156 d，全年無絕對無霜期。年平均降水量513.2～542.9 mm，年蒸發(fā)量為2 471.6 mm。試驗地土壤為高山草甸土[9]。試驗地的前茬栽培作物為燕麥(Avenasativa)。

1.2 供試肥料

生羊糞(羊板糞)：全氮1.35%、 全磷0.29%、全鉀1.05%、速效氮213.81 mg·kg-1、速效磷(P2O5)138.63 mg·kg-1、有機質(zhì)60.17%。

腐熟羊糞：全氮1.62%、全磷0.37%、全鉀1.17%、速效氮252.11 mg·kg-1、速效磷(P2O5)156.93 mg·kg-1、有機質(zhì)50.80%。

磷酸二銨：含氮18%，P2O546%。據(jù)徐世敏等[10]研究結(jié)果，該地區(qū)青海草地早熟禾栽培草地施用150 kg·hm-2磷酸二銨做基肥，增產(chǎn)效益最好。

1.3 試驗設(shè)計

2012年6月5日播種，小區(qū)面積2 m×5 m，條播，行距20 cm，4次重復，小區(qū)按順序排列。試驗共設(shè)7個處理：A，對照(未施肥)；B，施磷酸二銨150 kg·hm-2；C，生羊糞15 000 kg·hm-2；D，腐熟羊糞5 000 kg·hm-2；E，腐熟羊糞10 000 kg·hm-2；F，腐熟羊糞15 000 kg·hm-2；G，腐熟羊糞20 000 kg·hm-2；H，腐熟羊糞30 000 kg·hm-2。羊糞施肥量是依據(jù)技術(shù)規(guī)程(DB63T603)中純氮300 kg·hm-2做基肥增產(chǎn)效果最好，利用羊糞中氮的含量算出所需羊糞的量，并有研究表明，施15 000 kg·hm-2的羊糞可顯著提高牧草產(chǎn)量[11]。

1.4 田間管理

播種前用D型肉毒劑防治鼠害——高原鼠兔(Ochotonacurzoniae)，2013年牧草返青后人工除雜草兩次。

1.5 測定內(nèi)容及方法

在青海三江源高海拔地區(qū)多年生牧草栽培當年生長緩慢，形成生物量很低，觀測項目主要在第2年(2013年)進行。

高度和蓋度：分別于牧草抽穗期和開花期調(diào)查其高度和蓋度，高度為在每個小區(qū)內(nèi)隨機量取10株早熟禾的自然高度，取平均值；蓋度采用目測法調(diào)查。

密度：于牧草抽穗期在每小區(qū)內(nèi)，選取靠近小區(qū)中間的一段長勢均勻、長1 m的樣段調(diào)查分蘗枝數(shù)。

地上生物量：于牧草開花期在每個小區(qū)內(nèi)，隨機選取1 m×1 m的樣方，齊地面剪取地上部分，現(xiàn)場稱鮮質(zhì)量，然后取500 g鮮草帶回實驗室風干后烘干稱量。

土壤養(yǎng)分：全氮測定采用半微量凱氏定氮法，速效氮測定采用堿解蒸餾法，全磷測定采用酸溶-鉬悌抗比色法，速效磷測定采用0.5 mol·L-1NaHCO3法，有機質(zhì)測定采用重鉻酸鉀氧化-外加熱法[12-13]。

1.6 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 17.0軟件對所測數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，用平均值和標準誤表示測定結(jié)果，對不同施肥處理進行單因素方差分析，并用Duncan法對各測定數(shù)據(jù)進行多重比較；采用Excel 2003制圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 對植株高度的影響

在開花期，處理B(施磷酸二銨)和處理F(腐熟羊糞15 000 kg·hm-2)均出現(xiàn)在雙峰上，分別為70.6和69.5 cm(圖1)，且二者之間差異不顯著(P>0.05)，但均顯著高于其他處理(P<0.05)。

在抽穗期，處理B仍然處于最高峰值區(qū)，與處理E(腐熟羊糞10 000 kg·hm-2)和處理F差異不顯著(P>0.05)，但均顯著高于其他處理(P<0.05)。可見，施肥可明顯提高青海草地早熟禾的株高，處理F肥效與處理B相當。處理E和F除與處理B差異不顯著外，和其他處理差異也不顯著，而在開花期處理F株高生長明顯加快，除與處理 B差異不顯著外，與其他處理均差異顯著。

就有機肥的幾個處理來說，從處理D(腐熟羊糞5 000 kg·hm-2)開始，株高隨著施肥量的增大而增高，到處理F時株高達到了最高值，之后隨著施肥量的增大而下降，到處理H(30 000 kg·hm-2)時株高下降到最低，說明這時的施肥量已經(jīng)明顯抑制了青海草地早熟禾的生長。就株高而言，青海草地早熟禾施用腐熟羊糞15 000 kg·hm-2是有效的，而生羊糞15 000 kg·hm-2則幾乎沒有肥效。

2.2 對群落蓋度的影響

抽穗期，B處理的種群蓋度顯著高于其他處理(P<0.05)(表1)，可見施磷酸二銨對青海草地早熟禾的前期生長非常有效。處理F的蓋度在這期間也略高于其他處理。到開花期，處理B的群落蓋度仍然是最高的，而處理F的群落蓋度開始快速上升，與處理B差異不顯著(P>0.05)，但顯著高于除處理G(腐熟羊糞20 000 kg·hm-2)外的其他處理，說明15 000 kg·hm-2的腐熟羊糞施肥量對于青海草地早熟禾是有效的且適宜的。從6月下旬到7月中旬，B處理蓋度增加的最少(5.3%)，而A(對照)、D(腐熟羊糞5 000 kg·hm-2處理)、E處理、F處理和G處理分別增加了24.1%、22.3%、20.6%、26.0%和35.5%，說明化肥使禾草在抽穗期就可以形成較高的蓋度，而有機肥因其施肥量不同而較緩慢地影響禾草的蓋度。

圖1 不同處理下青海草地早熟禾株高的變化

注：A、B、C、D、E、F、G、H分別表示對照(未施肥)、施磷酸二銨150 kg·hm-2、施生羊糞15 000 kg·hm-2、施腐熟羊糞5 000 kg·hm-2、施腐熟羊糞10 000 kg·hm-2、施腐熟羊糞15 000 kg·hm-2、施腐熟羊糞20 000 kg·hm-2、施腐熟羊糞30 000 kg·hm-2。不同小寫字母表示同一時期不同處理間差異顯著(P<0.05)。

Note：Fertilizing treatments A, B, C, D, E ,F, G, and H mean No fertilizing (control), 150 kg·ha-1(NH4)2HPO4, 15 000 kg·ha-1un-decomposed sheep manure, 5 000 kg·ha-1decomposed sheep manure, 10 000 kg·ha-1decomposed sheep manure, 15 000 kg·ha-1decomposed sheep manure, 20 000 kg·ha-1decomposed sheep manure, and 30 000 kg·ha-1decomposed sheep manure, respectively. Different lower case letters for the same parameter show significant difference among different treatments at 0.05 level.

表1 不同處理下青海草地早熟禾蓋度的變化

注：同列不同小寫字母表示不同處理間差異顯著(P<0.05)。下表同。

Note：Different lower case letters within the same column show significant difference among different treatments at 0.05 level.The same below.

2.3 對植株密度的影響

B處理植株密度最大(6 607枝·m-2)，與A、E和F處理差異不顯著(P>0.05)，但與其他處理差異顯著(P<0.05)(表2)。F處理的密度(6 190枝·m-2)也略優(yōu)于其他處理。另外，第2年少量或適量施肥對禾草密度影響不大，而過量施肥會降低禾草密度。

表2 不同處理對青海草地早熟禾密度和牧草產(chǎn)量的影響

2.4 對地上生物量的影響

B處理的地上生物量最大(483.33 g·m-2)，說明施用磷酸二銨對于提高青海草地早熟禾地上生物量是最有效的，其次是處理F和E(439.39和362.2 g·m-2)，施用腐熟羊糞10 000和15 000 kg·hm-2增產(chǎn)效果也非常明顯，與施用磷酸二銨增產(chǎn)效果差異不顯著(表2)。整個試驗結(jié)果的變化趨勢與青海草地早熟禾植株高度、蓋度的變化高度吻合，處理C、D、G、H與對照A差異不顯著(P>0.05)，即施用生羊糞對于青海草地早熟禾的生長是無效的，較低的施肥量也起不到增產(chǎn)的效果，而當腐熟羊糞的施肥量大于20 000 kg·hm-2時，反而會抑制其生長。

2.5 對土壤養(yǎng)分的影響

G處理和H處理土壤中的有機質(zhì)含量較高，分別為5.67%和5.65%，它們之間差異不顯著(P>0.05)，且均顯著高于其余處理(P<0.05)(表3)。C、D、E和F處理的有機質(zhì)顯著高于A、B處理的(P<0.05)，但它們之間差異不顯著(P>0.05)，A與B的差異也不顯著(P>0.05)。說明有機肥可以增加土壤中有機質(zhì)的含量，而化肥對土壤有機質(zhì)含量無影響。

就不同施肥量的腐熟羊糞土壤中全氮含量來說，大體規(guī)律為隨著施肥量的增加，土壤中的全氮含量也在增加，除D與A的差異不顯著外(P>0.05)，其余處理的均顯著高于A的(P<0.05)(表3)。B與C的差異不顯著(P>0.05)。不同處理的土壤速效氮含量變化規(guī)律與全氮的變化完全一致，說明，化肥、生羊糞和腐熟羊糞不少于1 000 kg·hm-2時能明顯增加土壤中全氮和速效氮的含量，而腐熟羊糞少于1 000 kg·hm-2時對土壤全氮和速效氮無影響。

表3 施肥對青海草地早熟禾草地土壤養(yǎng)分的影響

H處理土壤全磷含量最高(0.66 g·kg-1)，除顯著高于A外(P<0.05)， 與其他處理間差異均不顯著(P>0.05)(表3)。B、C、D、E、F、G、A處理間差異均不顯著(P>0.05)。說明常規(guī)施肥對土壤全磷影響不大。分析不同處理土壤中速效磷的變化可知，隨著腐熟羊糞施用量的增加，土壤中速效磷的含量也在增加。H處理的速效磷含量最高20.00 mg·kg-1，除與E、F、G處理的差異不顯著外，與其余處理的差異均顯著(P<0.05)。B、C、D、E、F、G處理間的速效磷差異不顯著(P>0.05)，F(xiàn)、G處理的顯著高于A處理的(P<0.05)，而B、C、D、E處理的與A處理的差異不顯著(P>0.05)。說明，適量和大量腐熟羊糞可以增加土壤中速效磷的含量，而化肥、生羊糞和少量腐熟羊糞對土壤中速效磷無影響。

3 討論

栽培草地的建立改變了整個草地生態(tài)系統(tǒng)中的各種生物和非生物因子的狀況，改變了生態(tài)系統(tǒng)的能量和物質(zhì)流通模式，施肥是直接而有效的栽培草地管理方式[14-15]。施肥可有效補充高寒地區(qū)土壤對植物的養(yǎng)分供給，使牧草獲得較高的生物量，提高了草地的生產(chǎn)力[14-15]。本研究分析建植第2年的栽培草地，磷酸二銨和適量腐熟羊糞可大幅度提高草地生產(chǎn)力。牧草產(chǎn)量與施肥水平之間的關(guān)系呈單峰曲線[5-6，16-17]，本研究中，不同施肥梯度的腐熟羊糞對草地生產(chǎn)力的影響也呈現(xiàn)出同樣的規(guī)律，原因可能在于施肥量過高，超過牧草生長所需，大量養(yǎng)分累積在土壤中，影響牧草根系生長[5-6]。另外，生羊糞和腐熟羊糞在相同的施肥量(15 000 kg·hm-2)下，前者對草地生產(chǎn)力沒影響，而后者顯著提高草地生產(chǎn)力，可能是因為一方面羊糞腐熟后速效養(yǎng)分含量增多，有利于牧草吸收；另一方面生羊糞在土壤腐熟的過程中產(chǎn)生的大量熱會燒傷植物根系。

青海草地早熟禾施肥當年，在腐熟羊糞20 000 kg·hm-2的施肥量下，表現(xiàn)出良好的生產(chǎn)性能，蓋度、高度等指標優(yōu)于其他有機肥處理[18]，而到第2年，腐熟羊糞15 000 kg·hm-2處理在高度、蓋度和產(chǎn)量等指標上低于施化肥處理外，均優(yōu)于其他施有機肥處理，這可能是因為青海草地早熟禾生長當年由于生長期短，稍過量的有機肥提供了充足的養(yǎng)分供其快速增長，而到了第2年生長期變長，又要進行生殖生長，土壤中養(yǎng)分過多也會不利于其生長。因此，就多年生的青海草地早熟禾栽培草地而言，腐熟羊糞15 000 kg·hm-2是適宜的施肥量。

4 結(jié)論

施用生羊糞對于青海草地早熟禾的生長無效，腐熟羊糞的施用量低于5 000 kg·hm-2時增產(chǎn)效果不明顯，而高于20 000 kg·hm-2時會抑制青海草地早熟禾的生長發(fā)育。土壤中有機質(zhì)、全氮、速效氮、全磷和速效磷大體隨著腐熟羊糞施肥量的增加而增加。

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(責任編輯 武艷培)

Effects of sheep manure on productivity and nutrition of soil forPoapratensiscv.Qinghai pasture

MIN Xing-xing1,2,3, MA Yu-shou2,3, LI Shi-xiong2,3, WANG Yan-long2,3

(1.Academy of Animal and Veterinary Sciences of Qinghai University, Xining 810016, China;2.Qinghai Academy of Animal Science and Veterinary Medicine, Xining 810016, China;3.Key Laboratory of Province and Education Department of Yangtze and Yellow River Headwater Region Alpine Meadow Ecology, Xining 810016, China)

The effects of fertilizers, undecomposed sheep manure, decomposed sheep manure on height, coverage, density and above-ground biomass were studied using fertilizing trial plots forPoapratensiscv. Qinghai in the Three River Origin Region Dawu Area. The height, coverage, density and above-ground biomass after using decomposed sheep manure of 15 000 kg·ha-1for pasture ofP.pratensiscv. Qinghai was 69.5 cm, 80.7%, 6 190 branch·m-2and 439.4 kg·ha-1, respectively. These indices were equal to 150 kg·ha-1phosham fertilization application. The decomposed sheep manure had better yield-increasing effect than un-decomposed sheep manure with the same application amount. Organic matter, total nitrogen, available nitrogen, total phosphorus and available phosphorus of soil increase with increasing of the dosage of decomposed sheep manure.

Yangtze and Yellow River Headwater Region;Poapratensiscv.Qinghai; sheep manure; fertilization; productivity

MA Yu-shou E-mail:mayushou@sina.com

10.11829j.issn.1001-0629.2013-0572

2013-10-14 接受日期：2014-01-08

青海省科技廳三江源研究專項(2011-S-2)

閔星星(1987-)，女，陜西商洛人，在讀碩士生，主要從事草地生態(tài)與環(huán)境保護方面的研究。E-mail:mxx073@163.com

馬玉壽 (1964-)，男，青海平安人，研究員，博士，主要從事草地生態(tài)恢復方面的研究。E-mail:mayushou@sina.com

S812.2;S543+.906.1

A

1001-0629(2014)06-1039-06*1