祁連山高寒草原醉馬草防除后優(yōu)良牧草補(bǔ)播的土草效應(yīng)

馬 和，康建軍，張洋東，朱 麗，談嫣蓉，邴丹琿

(甘肅省林業(yè)科學(xué)研究院，甘肅 蘭州 730020)

祁連山高寒草原醉馬草防除后優(yōu)良牧草補(bǔ)播的土草效應(yīng)

馬 和，康建軍，張洋東，朱 麗，談嫣蓉，邴丹琿

(甘肅省林業(yè)科學(xué)研究院，甘肅 蘭州 730020)

本研究以我國(guó)北方天然草地毒草醉馬草(Achnatheruminebrians)為研究對(duì)象，在甘肅省肅南縣大河鄉(xiāng)公路兩側(cè)對(duì)其種群數(shù)量較大的區(qū)域開(kāi)展了草甘磷和重耙對(duì)比滅殺試驗(yàn)；在此基礎(chǔ)上，采用隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)，選擇補(bǔ)播的優(yōu)良牧草種類(lèi)，總結(jié)了草地補(bǔ)播改良效果以及技術(shù)。結(jié)果表明，10%草甘磷防除效果超過(guò)98%，推薦使用劑量150～190 g·667 m-2為宜；重耙滅殺醉馬草防除效果超過(guò)90%，推薦重耙措施為30 cm深度為宜。退化草地補(bǔ)播改良結(jié)果表明，淺翻耕條播、淺翻耕撒播、行內(nèi)松土補(bǔ)播牧草的組合Ⅴ[垂穗披堿草(Elymusnutans)1 kg·667 m-2+紫羊茅(Festucarubra)0.5 kg·667 m-2+草地早熟禾(Poapratensis)0.3 kg·667 m-2+小冠花(Coronillavaria)0.2 kg·667 m-2]和組合Ⅵ[垂穗披堿草1 kg·667 m-2+紫羊茅0.5 kg·667 m-2+草地早熟禾0.2 kg·667 m-2+小冠花0.3 kg·667 m-2]的成活率分別為85%和73%，91%和87%，87%和75%，表現(xiàn)出較強(qiáng)的適應(yīng)性。退化草地牧草補(bǔ)播的最適宜播種深度為1～4 cm，當(dāng)播種深度為0和4～8 cm時(shí)，出苗率和成活率均較低。與不動(dòng)土撒播相比，淺翻耕條播、行內(nèi)松土補(bǔ)播牧草的組合Ⅴ和Ⅵ可有效改善土壤養(yǎng)分狀況，使補(bǔ)播牧草高度、密度及生物量顯著增加，可以在天然退化草地的生態(tài)恢復(fù)中推廣應(yīng)用。

退化草地；草甘膦；重耙；補(bǔ)播改良；生態(tài)恢復(fù)

醉馬草(Achnatheruminebrians)為多年生禾本科芨芨草屬須根叢狀草本植物，富含多種麥角類(lèi)生物堿，廣泛分布于我國(guó)北方荒漠草原、草原地帶的過(guò)牧地區(qū)[1]。以其抗高寒、耐鹽堿、耐干旱生境，加之毒性較強(qiáng)而著稱(chēng)[2]。研究表明，誤食醉馬草的牲畜很快便能識(shí)別并避免對(duì)其進(jìn)一步采食[3]，從而使得醉馬草在退化草地群落種間競(jìng)爭(zhēng)中具有較大的優(yōu)勢(shì)，特別是在干旱、退化草地中的蔓延日益加劇，危害十分嚴(yán)重[3-4]。目前，對(duì)醉馬草的研究多集中在防除[3,5]，特征特性[6]，種子萌發(fā)[5,7]，有毒成分[1,3]，內(nèi)生真菌抗旱、抗蟲(chóng)及抗病性[8-10]及其利用等方面[1,6]，但是通過(guò)人工補(bǔ)播改良醉馬草退化草地的研究并不多見(jiàn)。

草地改良、封育圍欄、劃區(qū)輪牧、休牧、禁牧制度以及栽培草地建植是退化草地生態(tài)恢復(fù)的主要手段[11]。補(bǔ)播則是改良退化草地，快速恢復(fù)和提高草地生產(chǎn)能力行之有效的措施之一[12]。因此，通過(guò)播種優(yōu)良牧草來(lái)恢復(fù)退化的原生植被或者改變植物群落的組成和結(jié)構(gòu)，清除有毒有害或不理想植物，增加可利用牧草產(chǎn)量和質(zhì)量，提高畜牧業(yè)生產(chǎn)能力顯得尤為重要[13]。因此，本研究以醉馬草型退化草地為研究對(duì)象，通過(guò)在醉馬草種群數(shù)量較大的區(qū)域開(kāi)展草甘磷和重耙對(duì)比滅殺醉馬草試驗(yàn)，補(bǔ)播優(yōu)良牧草快速恢復(fù)退化草地植被，提出退化草地補(bǔ)播改良的有效途徑以及草地生物生產(chǎn)力和自我維持能力的綜合措施，以期為天然退化草原的恢復(fù)提供技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于甘肅省肅南縣大河鄉(xiāng)公路兩側(cè)近萬(wàn)畝的醉馬草退化草地，海拔2 700 m，年降水量250～300 mm，年蒸發(fā)量1 828.5 mm。境內(nèi)氣候差異明顯，全年平均氣溫3.6 ℃，無(wú)霜期90～120 d，極端低溫-30～28 ℃，極端高溫34～36 ℃，全年日照時(shí)數(shù)3 085 h，氣候?qū)儆跐駶?rùn)山地草原氣候。經(jīng)初步觀測(cè)，其群落的建群種與優(yōu)勢(shì)種為醉馬草，其覆蓋度達(dá)80%，已不具放牧利用價(jià)值。

1.2 試驗(yàn)材料

除草劑為10%的草甘膦(水劑)。噴藥器械為噴發(fā)16型背負(fù)式高壓噴霧器加裝單個(gè)扇形霧噴頭，工作壓力0.2～0.4 MPa，噴孔口徑為0.7 mm，流量0.36～0.48 L·min-1；重耙器械為缺口圓盤(pán)耙。

1.3 醉馬草滅殺試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.3.1 草甘膦施藥 試驗(yàn)于2015年5月10日10：00進(jìn)行，施藥梯度參照陸榮生等[14]的方法，采用隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)設(shè)置以下施藥梯度：0(對(duì)照)、75、113、150和190 g·667 m-2，各處理均兌水30～40 kg進(jìn)行噴施，4次重復(fù)，各小區(qū)面積為10 m(長(zhǎng))×20 m(寬)，施藥前對(duì)照先噴等量清水，藥劑按各小區(qū)設(shè)置的藥劑量計(jì)算用藥量及用水量，充分混勻后以順風(fēng)單側(cè)平行推進(jìn)法由低濃度向高濃度對(duì)準(zhǔn)草地植物莖葉均勻噴霧。在施藥區(qū)選取3個(gè)1 m×1 m有代表性的固定樣方，并定樁號(hào)，施藥前在固定樣方上調(diào)查醉馬草總株數(shù)，施藥后3、7、10及15 d分別觀測(cè)1次，并進(jìn)行記錄，做醉馬草藥效調(diào)查。

1.3.2 重耙處理 根據(jù)重耙深度設(shè)置4個(gè)重耙處理，分別為0(對(duì)照，不處理)、10、20和30 cm，每處理4次重復(fù)，各重復(fù)小區(qū)面積為10 m(長(zhǎng))×20 m(寬)。

1.4 退化草地補(bǔ)播改良試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)地選擇10%草甘膦和重靶滅殺后效果最好的試驗(yàn)地，土壤全磷、全鉀、全氮、有機(jī)質(zhì)、含水量、容重和pH分別為0.49 g·kg-1、12.77 g·kg-1、1.10 g·kg-1、12.72 g·kg-1、14.02%、1.46 g·cm-3和7.46。補(bǔ)播改良試驗(yàn)時(shí)間為2015年6月初-9月中旬，補(bǔ)播牧草為垂穗披堿草(Elymusnutans)、紫羊茅(Festucarubra)、草地早熟禾(Poapratensis)和小冠花(Coronillavaria)。所有補(bǔ)播處理垂穗披堿草均為定量，設(shè)為1 kg·667 m3，各補(bǔ)播處理見(jiàn)表1。為了選擇最佳的補(bǔ)播方式和播種深度，采用隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)不同播種方式(帶狀淺翻耕、行內(nèi)松土和不動(dòng)土)和不同播種深度試驗(yàn)。淺翻耕和行內(nèi)松土深度分別為15～20和5～10 cm，平整試驗(yàn)地后劃分小區(qū),面積為3 m×4 m，重復(fù)3次；不動(dòng)土處理直接播種，小區(qū)面積為3 m×4 m，重復(fù)3次。不同播種深度處理：在(地表)、1～2、2～4、4～6、6～8 cm處設(shè)5個(gè)深度的播種處理，小區(qū)面積為3 m×4 m，重復(fù)3次。出苗后，可于降水前或降水過(guò)程中追施尿素(10 kg·667 m-2)，進(jìn)行適當(dāng)?shù)酿B(yǎng)護(hù)管理。待各處理混播牧草出苗后和生長(zhǎng)期結(jié)束后測(cè)定植物和土壤相關(guān)指標(biāo)。

表1 不同牧草補(bǔ)播處理組合

1.5 測(cè)定方法

1.5.1 死亡率及鮮重防效 死亡數(shù)調(diào)查于藥后3、7、10及15 d各調(diào)查一次，各試驗(yàn)小區(qū)調(diào)查面積為2 m×2 m。

死亡率=(施藥或重耙前醉馬草株數(shù)-施藥后醉馬草株數(shù))/施藥或重耙前醉馬草株數(shù)×100%。

鮮重防效=(對(duì)照區(qū)雜草鮮重-防治區(qū)雜草鮮重)/對(duì)照區(qū)雜草鮮重×100%。

1.5.2 補(bǔ)播牧草出苗率及成活率 在每個(gè)試驗(yàn)小區(qū)設(shè)置3個(gè)樣點(diǎn)(1 m×1 m)，出苗后每10 d記錄一次每個(gè)樣點(diǎn)的出苗數(shù)和留苗數(shù)。按種子發(fā)芽率、種子純凈度、播種量以及實(shí)際出苗數(shù)、留苗數(shù)等計(jì)算實(shí)際出苗率和成活率。

出苗率=出苗數(shù)/播種的種子數(shù)×100%；

成活率=成活數(shù)/出苗總數(shù)×100%。

1.5.3 補(bǔ)播牧草高度、密度及生物量 待各處理補(bǔ)播牧草生長(zhǎng)期結(jié)束后(9月中旬)，用鋼卷尺測(cè)量補(bǔ)播牧草自然高度，采用樣方法(取1 m×1 m的樣方)測(cè)定單位面積內(nèi)補(bǔ)播牧草的密度、地上生物量的鮮重和干重，每處理4次重復(fù)。

1.5.4 土壤理化性質(zhì)測(cè)定 待各處理補(bǔ)播牧草生長(zhǎng)期結(jié)束后，采用多點(diǎn)混合取樣法，在各樣地內(nèi)用直徑為5 cm的管形土鉆取0-10、10-20及20-30 cm的土層，將同一土層的土樣混勻，四分法棄去多余樣品，取10 g左右測(cè)定其含水量和容重。剩余土樣風(fēng)干后過(guò)1和0.1 mm分樣篩用于土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷和全鉀含量測(cè)定。其中土壤含水量用常規(guī)的烘干法。土壤容重采用環(huán)刀法測(cè)算；土壤有機(jī)質(zhì)含量采用重鉻酸鉀法測(cè)定；土壤氮的測(cè)定采用半微量開(kāi)氏法測(cè)定；土壤磷的測(cè)定采用鉬銻抗比色法測(cè)定[15]。

1.6 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)所得數(shù)據(jù)用SPSS 15.0 (SPSS Inc.，USA)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，用平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤表示測(cè)定結(jié)果，分別對(duì)草甘膦和重耙措施滅殺醉馬草后死亡率、株防效和鮮重防效，補(bǔ)播牧草不同地面處理和播種深度處理出苗率及成活率、牧草高度、密度及生物量以及土壤理化性質(zhì)進(jìn)行單因素方差分析，并用Duncan法對(duì)各測(cè)定數(shù)據(jù)進(jìn)行多重比較；采用Excel 2010制圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同滅殺措施對(duì)醉馬草死亡數(shù)的影響

每畝(667 m-2)分別用10%草甘膦水劑75、113、150和190 g，3、7、10及15 d后，單位面積內(nèi)醉馬草株數(shù)呈逐漸減少的趨勢(shì)，而且每畝190 g的施用量對(duì)醉馬草防效最好(P<0.05)(表2)。10、20及30 cm重耙處理后3、7、10及15 d，單位面積內(nèi)醉馬草株數(shù)與草甘膦處理效果一致。從防效看，應(yīng)選擇草甘膦水劑150～190 g·667 m-2推廣應(yīng)用，重耙選擇30 cm深度防除效果最為理想。

2.2 不同滅殺措施對(duì)醉馬草株防效和鮮重防效的影響

藥后3 d，在75、113、150和190 g·667 m-2試藥量下，10%草甘磷水劑的株防效分別為25%、29%、38%和47%；試驗(yàn)藥劑的除草效果隨著用藥量的加大而提高(P<0.05)(表3)。藥后10 d后，株防效分別為50%、71%、88%和95%；15 d后的株防效與10 d的株防效幾乎一致。試驗(yàn)藥劑的鮮重防效分別為56%、73%、84%和96%。10、20及30 cm重耙處理3、7、10及15 d后，其株防效和鮮重防效的變化趨勢(shì)與草甘磷處理相一致(P<0.05)。

2.3 補(bǔ)播牧草的出苗和成活

淺翻耕條播、淺翻耕撒播和行內(nèi)松土處理的出苗率和成活率均明顯高于對(duì)照不動(dòng)土撒播(表4)。與不動(dòng)土撒播相比，淺翻耕條播、淺翻耕撒播、行內(nèi)松土補(bǔ)播的處理Ⅴ和處理Ⅵ的成活率分別為85%和73%，91%和87%，87%和75%，表現(xiàn)出較強(qiáng)的適應(yīng)性(P<0.05)。

表2 草甘磷和重耙防除醉馬草死亡數(shù)比較

注：同列不同小寫(xiě)字母表示差異顯著(P<0.05)。下同。

Note: Different lowercase letters within the same column indicate significant difference at the 0.05 level; similarly for the following tables.

表3 草甘磷和重耙防除醉馬草的藥效結(jié)果

2.4 播種深度對(duì)出苗和成活率的影響

補(bǔ)播牧草處理Ⅴ在播種深度為1～2和2～4 cm時(shí)，出苗率和成活率都顯著高于其它補(bǔ)播處理和播種深度(P<0.05)；當(dāng)播種深度大于4 cm時(shí)，出苗率和成苗率開(kāi)始降低；當(dāng)播種深度為0和4～8 cm時(shí)，出苗率和成苗率均較低(P<0.05)(表5)。

2.5 不同改良措施對(duì)補(bǔ)播牧草植物群落特征的影響

2.5.1 不同改良措施對(duì)補(bǔ)播牧草密度、高度及生物量的影響 與不動(dòng)土撒播相比，淺翻耕條播、行內(nèi)松土和不動(dòng)土撒播補(bǔ)播牧草種群密度、高度和生物量都顯著增加(P<0.05)(表6)。淺翻耕條播和行內(nèi)松土補(bǔ)播組合Ⅴ和組合Ⅵ的密度、高度和生物量均明顯高于不動(dòng)土撒播。由此看出，淺翻耕條播和行內(nèi)松土對(duì)補(bǔ)播牧草群落特征影響較大。

2.5.2 不同改良措施后醉馬草成活率、補(bǔ)播牧草覆蓋度及高度的變化 通過(guò)10%草甘膦水劑 (150～190 g·667 m-2)和重耙處理(30 cm)防除醉馬草后，淺翻耕條播、行內(nèi)松土、不動(dòng)土撒播補(bǔ)播牧草(深度為1～4 cm)的組合Ⅴ和Ⅵ醉馬草成活率均較低(6.4%～7.3%)，基本趨于穩(wěn)定(2015年9月-2016年7月)(圖1)。與不動(dòng)土撒播相比，淺翻耕條播、行內(nèi)松土(補(bǔ)播深度為1～4 cm)補(bǔ)播牧草組合Ⅴ和Ⅵ的密度和高度均顯著高于不動(dòng)土撒播(P<0.05)(2015年9月-2016年7月)(圖2)。

2.6 不同改良措施對(duì)補(bǔ)播牧草草地土壤理化性質(zhì)的影響

在0-30cm土層中，隨土壤深度的增加，淺翻耕條播和行內(nèi)松土對(duì)補(bǔ)播牧草土壤含水量的影響較大，且與不動(dòng)土撒播相比，淺翻耕條播、行內(nèi)松土補(bǔ)播草地土壤含水量呈逐漸增加的趨勢(shì)(圖3)。在0-30 cm土層中，隨土壤深度的增加，淺翻耕條播、行內(nèi)松土和不動(dòng)土撒播對(duì)補(bǔ)播牧草土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷和全鉀影響較大。不同改良措施補(bǔ)播草地土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、磷和鉀在0-20 cm土層內(nèi)呈逐漸增加的趨勢(shì)，20-30 cm內(nèi)逐漸降低 (圖4、圖5)。

表4 不同補(bǔ)播處理的出苗和成活率

3 討論與結(jié)論

草地退化是在外因和內(nèi)因的共同作用下引起的一種逆向演替，通過(guò)一些改良措施可以恢復(fù)。如對(duì)草地進(jìn)行圍欄封育，使草地休養(yǎng)生息，或者通過(guò)牧草自然繁殖得以恢復(fù)。但這種方法往往需要時(shí)間較長(zhǎng)；另外選擇適合當(dāng)?shù)刈匀粴夂驐l件的優(yōu)良牧草進(jìn)行補(bǔ)播是退化草地恢復(fù)的有效途徑[16]。補(bǔ)播改良退化草地是建立補(bǔ)播牧草與草地牧草的競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制，二者通過(guò)對(duì)光、養(yǎng)分和水分的競(jìng)爭(zhēng)來(lái)達(dá)到提高草地初級(jí)生產(chǎn)力和改善草地營(yíng)養(yǎng)狀況的目的[17]?；觳?yōu)良牧草可使其達(dá)成彼此相融的共生關(guān)系，牧草種間競(jìng)爭(zhēng)只存在地上部分的莖葉對(duì)空間資源(光)的競(jìng)爭(zhēng)，補(bǔ)播的優(yōu)良牧草始終處于群落的上層空間，可獲得充足的光照促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)累積和生長(zhǎng)[18-20]。選擇補(bǔ)播草種主要考慮牧草的適應(yīng)性、飼用和利用價(jià)值，以牧草的適應(yīng)性最為重要，因?yàn)檫@是補(bǔ)播能否成功的關(guān)鍵因素之一[21]。補(bǔ)播前的地面處理是退化草地補(bǔ)播能否成功的關(guān)鍵措施之一，因此，研究合理的土壤耕作措施、提高天然降水的利用率、緩解牧草需水與自然降水之間不協(xié)調(diào)的矛盾是十分必要的。本研究表明，與不動(dòng)土撒播相比，不同地面處理(淺翻耕條播、淺翻耕撒播和行內(nèi)松土)的補(bǔ)播牧草組合Ⅴ和Ⅵ的出苗率和成活率均顯著提高(表4)。說(shuō)明經(jīng)過(guò)地面處理后草地土壤變得疏松，提高了土壤持水能力，增加了土壤的透氣性，有利于牧草種子吸水萌發(fā)，在不同程度上提高了補(bǔ)播牧草的出苗率和成活率。此外，由于補(bǔ)播草種的補(bǔ)播密度較為合適，提供了一個(gè)合適的供牧草正常生長(zhǎng)的空間，可以充分利用土壤內(nèi)的營(yíng)養(yǎng)元素，促進(jìn)了牧草生長(zhǎng)。這說(shuō)明，10%草甘膦水劑和重耙防除醉馬草后，通過(guò)不同地面處理(淺翻耕條播、淺翻耕撒播和行內(nèi)松土)補(bǔ)播優(yōu)良牧草(補(bǔ)播牧草組合Ⅴ和Ⅵ，播深1～4 cm)對(duì)重新建植栽培草地效果較好，值得在天然退化草地的恢復(fù)中應(yīng)用。

表5 補(bǔ)播深度對(duì)出苗和成活率的影響

表6 2015年9月不同改良措施補(bǔ)播牧草植物群落特征比較

圖1 不同改良措施后醉馬草成活率變化

圖2 不同改良措施后補(bǔ)播牧草植被覆蓋度和高度的變化

圖3 不同改良措施補(bǔ)播牧草草地土壤含水量的變化

播種深度主要取決于牧草種子大小和土壤質(zhì)地狀況，種子出苗多少是衡量播種深度是否適宜的重要指標(biāo)[22]。由不同補(bǔ)播深度草種出苗結(jié)果可知：補(bǔ)播牧草組合Ⅴ和Ⅵ在播種深度為1～2和2～4cm時(shí)，出苗率和成活率都明顯高于其它播種深度，當(dāng)播種深度大于4 cm時(shí)，出苗率和成苗率均開(kāi)始降低(表5)。說(shuō)明播種深度適宜時(shí)補(bǔ)播草種處于最適的環(huán)境下，草地土壤疏松，土壤持水能力和透氣性合適，補(bǔ)播草種可以有效地吸收的水分和養(yǎng)分，從而提高了牧草的出苗率和成活率。研究表明，生態(tài)系統(tǒng)具有自愈能力，在環(huán)境條件不變時(shí)只要排除致使其退化的因素，給予充分的時(shí)間，進(jìn)行適當(dāng)?shù)酿B(yǎng)護(hù)管理措施(圍欄封育、休牧、禁牧等)，均可自行恢復(fù)到原來(lái)的狀態(tài)[22]。然而，若土壤理化性狀?lèi)夯瑑H靠自然恢復(fù)是相當(dāng)緩慢的，需靠人工促進(jìn)其恢復(fù)[23]。常用的人工措施有松土、淺耕翻等以改善土壤物理性狀，增施肥料以改善土壤的營(yíng)養(yǎng)狀況，補(bǔ)播本土優(yōu)良牧草以促進(jìn)植被恢復(fù)和輕度合理放牧來(lái)促進(jìn)草地恢復(fù)等。在此基礎(chǔ)上，選擇適合當(dāng)?shù)刈匀粴夂驐l件的優(yōu)良牧草進(jìn)行補(bǔ)播加快優(yōu)良牧草繁殖或擴(kuò)張速率，是實(shí)現(xiàn)快速恢復(fù)的有利措施[13]。本研究表明，不同改良措施補(bǔ)播草地草群密度、高度和生物量都發(fā)生了顯著變化，補(bǔ)播牧草以后，植被不僅密度增大，高度明顯增高，而且，生物量與對(duì)照處理相比顯著增加(表6)。淺翻耕條播和行內(nèi)松土對(duì)補(bǔ)播牧草群落特征影響較大。這主要由于淺翻耕和行內(nèi)松土以后，草地土壤變得疏松，提高了土壤持水能力和透氣性，促進(jìn)了牧草種子吸收的水分條件，補(bǔ)播優(yōu)良牧草后可使土壤速效養(yǎng)分增加，從而促進(jìn)了植物生長(zhǎng)，草群密度增大，使植被群落特征發(fā)生顯著變化。土壤含水量是反映土壤物理性能的重要指標(biāo)。本研究表明，在0-30 cm土層中，隨土壤深度的增加，淺翻耕條播和行內(nèi)松土補(bǔ)播草地土壤含水量均呈逐漸增加的趨勢(shì)(圖3)。這是由于淺翻耕和行內(nèi)松土以后，草地土壤變得疏松，提高了土壤持水能力，土壤含水量顯著增加。此外，不同補(bǔ)播草地土壤含水量也存在一定的差異，這是由于補(bǔ)播草地植被組成和對(duì)地表的覆蓋度以及植物根系分布的不同造成了土壤持水量、緊實(shí)度以及質(zhì)地結(jié)構(gòu)等性狀的改變而產(chǎn)生的[24-25]。土壤有機(jī)質(zhì)和土壤全氮、磷和鉀是土壤重要的養(yǎng)分指標(biāo)，補(bǔ)播草地土壤有機(jī)質(zhì)和全氮、磷和鉀的變化可作為土壤營(yíng)養(yǎng)狀況的首選判斷指標(biāo)[26-27]。本研究結(jié)果表明，隨著土壤深度的增加，不同改良措施淺翻耕條播和行內(nèi)松土補(bǔ)播改良草地土壤有機(jī)質(zhì)和全氮、磷和鉀在0-20 cm內(nèi)均呈逐漸增加的趨勢(shì)，20-30 cm逐漸減少(圖4、圖5)。這說(shuō)明淺翻耕和行內(nèi)松土以后，退化草地土壤質(zhì)地得到顯著改善，土壤變得疏松，土壤持水能力提高，補(bǔ)播優(yōu)良牧草后對(duì)退化草地土壤起到了不同程度的固碳效果，使土壤有機(jī)碳含量顯著增加；此外，補(bǔ)播措施由于微生物的固氮作用使土壤速效養(yǎng)分氮素含量顯著增加的同時(shí)，土壤速效養(yǎng)分磷和鉀含量也顯著增加，進(jìn)一步證實(shí)補(bǔ)播措施是增加土壤有機(jī)碳和土壤速效養(yǎng)分氮、磷和鉀含量的有效措施。本研究結(jié)果與趙娜等[28]的研究結(jié)果相似。

圖4 不同改良措施補(bǔ)播牧草草地土壤有機(jī)質(zhì)和全氮的變化

圖5 不同改良措施補(bǔ)播牧草草地土壤全磷和全鉀的變化

由此可見(jiàn)， 淺翻耕條播、行內(nèi)松土補(bǔ)播牧草的組合Ⅴ和Ⅵ對(duì)恢復(fù)退化草地速度快，效果好，能迅速恢復(fù)退化草地的生產(chǎn)能力，使得退化草地土壤養(yǎng)分狀況，補(bǔ)播牧草高度、密度及生物量顯著增加，可以在天然退化草地的生態(tài)恢復(fù)[29-30]中推廣應(yīng)用。

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(責(zé)任編輯 武艷培)

Effect of soil tillage on reseeded high quality forages after controllingAchnatheruminebriansin alpine grassland

Ma He, Kang Jian-jun, Zhang Yang-Dong, Zhu Li, Tan Yan-rong, Bing Dan-hui

(Gansu Research Academy of Forestry Science and Technology, Lanzhou 730020, China)

In this study, the widely distributed poisonous weedAchnatheruminebriansin a natural degraded grassland of Gansu Province, northwest China (both sides of the road in Dahe Township, Sunan County) was selected as the experiment material. Following a randomized block experimental design, we treated the experimental plots with glyphosate and heavy-duty harrow to compare their controlling effects onA.inebrians. Following this, high quality forages were selected to reseed these plots and growth improving technology were applied under field conditions. The results indicated that the 10% glyphosate treatment was able to control more than 98% of theA.inebrians, and the 150～190 g·667 m-2of glyphosate treatment was economically appropriate. The controlling effect of heavy harrow onA.inebrianswas more than 90%, and the 30 cm depth of heavy harrow was appropriate. The germination rate of reseeding combinations Ⅴ[(Elymusnutans1 kg·667 m-2) + (Festucarubra0.5 kg·667 m-2) + (Poapratensis0.3 kg·667 m-2) + (Coronillavaria0.2 kg·667 m-2)] and+Ⅵ [(E.nutans1 kg·667 m-2) +(F.rubra0.5 kg·667 m-2) + (P.pratensis0.2 kg·667 m-2) + (C.varia0.3 kg·667 m-2) ]under shallow tillage sowing, shallow tillage drilling and loosen the soil treatment were 85% and 73%, 91% and 87%, and 87% and 75%, respectively, which indicated combination Ⅴ and Ⅵ strong adaptability. When the reseeding depths were 0 cm and 4～8 cm, the germination rate and survival rate were lower when compared to 1～4 cm depth, indicating this was the most appropriate depth for reseeding. Compared with control treatment, the shallow tillage drilling and loosening the soil treatments for the reseeding combinations Ⅴ and Ⅵ effectively improved the soil nutrient status, and increased the grass height, density, and biomass and are worth applying in ecological restoration of degraded natural grassland.

degraded grassland; glyphosate; heavy harrow; reseeding and improvement; ecological restoration

Kang Jian-Jun E-mail:kangjj07@lzu.edu.cn

10.11829/j.issn.1001-0629.2016-0279

馬和，康建軍，張洋東，朱麗，談嫣蓉，邴丹琿.祁連山高寒草原醉馬草防除后優(yōu)良牧草補(bǔ)播的土草效應(yīng).草業(yè)科學(xué),2017,34(5)：1072-1081.

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2016-05-23 接受日期：2016-11-03

國(guó)家自然科學(xué)基金“黃河源區(qū)(瑪曲)沙化草地褐鱗苔草阻固沙機(jī)理研究”(31360087)

馬和(1962-),男,河北行唐人,副研究員，本科，研究方向?yàn)椴莸厣鷳B(tài)學(xué)。E-mail:mh5380@126.com

康建軍(1982-),男，甘肅張掖人，助理研究員，博士，研究方向?yàn)椴莸鼗哪乐?。E-mail:kangjj07@lzu.edu.cn

S812.6+8

A

1001-0629(2017)05-1072-10