施肥對(duì)科爾沁地區(qū)退化打草場(chǎng)的影響

鄭麗娜，邢 旗，樊俊梅，劉亞玲，張 健，王瑞珍，王瑞峰

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

退化草地的恢復(fù)主要是對(duì)土壤肥力的恢復(fù)，草地施肥一直被認(rèn)為是增加草地土壤肥力的主要方式之一〔1〕，能改善草群質(zhì)量，提高群落地上生物量〔2〕。施肥對(duì)群落結(jié)構(gòu)的影響主要表現(xiàn)在植物的蓋度、高度、密度和群落多樣性等方面，可促進(jìn)了羊草的快速生長(zhǎng)，能有效提高羊草干草產(chǎn)量和蛋白質(zhì)總量〔3-6〕。張銅會(huì)等〔7〕通過(guò)對(duì)科爾沁沙地的研究發(fā)現(xiàn)，施肥對(duì)沙地退化草地的植物生物量有著明顯的促進(jìn)作用。

天然草地牧草是牧民放牧家畜的主要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)來(lái)源，是發(fā)展畜牧業(yè)的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。科爾沁草原是半干旱天然打草場(chǎng)的重要分布區(qū)，是內(nèi)蒙古重要的草地資源之一，具有不可忽視的生態(tài)作用，科爾沁草原脆弱而敏感，不合理的利用方式極易導(dǎo)致草原退化、沙化。目前，該區(qū)域的天然打草場(chǎng)由于利用不合理，植被與土壤都出現(xiàn)了不同程度的退化〔8〕。本項(xiàng)目以科爾沁草原退化的天然打草場(chǎng)為研究對(duì)象，以提高天然打草場(chǎng)牧草的產(chǎn)量和質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)打草場(chǎng)的可持續(xù)發(fā)展為目標(biāo)，旨在為退化、沙化天然打草場(chǎng)的恢復(fù)，以及相關(guān)決策和管理措施的制定提供依據(jù)和實(shí)踐指導(dǎo)。

1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)區(qū)選擇在通遼市扎魯特旗道老杜蘇木胡魯斯臺(tái)嘎查。地理坐標(biāo)為N44.38336°～44.41232°，E121.26382°～121.31149°，海拔211m-236m，氣候?qū)僦袦貛Т箨懶约撅L(fēng)氣候類型，年均溫6.6℃，≥10℃積溫2600℃～3600℃；年均降水量382.5mm，5～9月份降水占全年降水量的94%，2016年降水量高于2017年；無(wú)霜期130-147天，年均蒸發(fā)量1800mm以上，年均風(fēng)速2.7米/秒。打草場(chǎng)原生植被有糙隱子草(Cleistogenessquarrosa)、達(dá)烏里胡枝子(Lespedezadavurica)、草麻黃(EphedrasinicaStapf)、甘草(GlycyrrhizauralensisFisch.)、野韭(Alliumramosum)、茵陳蒿(Artemisiacapillaris)、大麻(CannabissativaL.)、狗尾草(Setariaviridis(L.) Beauv.)等。

圖1 扎魯特旗2016-2017年降水量

1.1 試驗(yàn)方案

打草場(chǎng)培育試驗(yàn)示范面積400畝，全部圍封，分為4個(gè)處理(表1)，分別為Ⅰ，對(duì)照(未施肥)；Ⅱ，施肥5kg/畝；Ⅲ，施肥10kg/畝，Ⅳ；施肥15kg/畝。2016年6月18日、2017年6月15日進(jìn)行免耕施肥。施肥深度為2～3cm，行距20cm。

所施肥料為質(zhì)量合格的復(fù)合肥，N-P2O5-K2O=15∶15∶15。

表1 不同處理打草場(chǎng)培育面積

1.2 觀測(cè)指標(biāo)

每個(gè)試驗(yàn)小區(qū)布設(shè)3個(gè)樣方，每個(gè)樣方為1m2，測(cè)定植物種類、高度、蓋度，齊地面刈割地上部分，風(fēng)干后稱量干重。

1.3 試驗(yàn)方法

水溶性氮測(cè)定方法采用堿解擴(kuò)散法；

速效磷測(cè)定方法采用鉬銻抗比色法；

速效鉀測(cè)定方法采用火焰光度計(jì)法；

有機(jī)質(zhì)測(cè)定方法采用重鉻酸鉀-硫酸亞鐵滴定法。

1.4 數(shù)據(jù)處理

使用Excel軟件進(jìn)行原始數(shù)據(jù)整理，用Gensat軟件進(jìn)行顯著性差異分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 施肥前植被情況

2014年6月對(duì)退化打草場(chǎng)進(jìn)行本底調(diào)查，打草場(chǎng)施肥前，各處理草群自然高度9.7cm～14.7cm，蓋度28%～35%；各處理的草群自然高度和蓋度無(wú)顯著變化(P>0.05)。

圖2 打草場(chǎng)施肥前高度和蓋度情況

2.2 不同施肥處理植被蓋度變化

對(duì)施肥第一年(2016)6月～8月植被蓋度監(jiān)測(cè)顯示：6月份，施肥與對(duì)照相比無(wú)顯著差異；7月份，施肥15kg/畝的蓋度最高，施肥5kg/畝、10kg/畝和15kg/畝處理的蓋度均顯著高于對(duì)照，分別比對(duì)照的蓋度增加30.8%、55.5%和59.3%(P<0.05)；8月份，施肥15kg/畝蓋度最高，比對(duì)照的蓋度顯著增加32.9%，施肥5kg/畝的蓋度次之，比對(duì)照顯著增加27.0%，施肥10kg/畝處理的蓋度比對(duì)照提高20.9%(P<0.05)。

圖3 施肥第一年植被蓋度的變化

施肥第二年(2017年)，6月份植被蓋度5kg處理較高，但各處理間無(wú)顯著差異，7月份施肥5kg/畝、10kg/畝和15kg/畝的蓋度均顯著高于對(duì)照(P<0.05)，比對(duì)照的蓋度提高1倍、1.17倍和1.21倍；8月份施肥15kg/畝的蓋度顯著高于對(duì)照，比對(duì)照的蓋度提高57.6%(P<0.05)。

圖4 施肥第二年植被蓋度的變化

2.3 不同施肥處理植被高度變化

施肥第一年(2016)，6月份，對(duì)照(未施肥)、施肥5kg/畝、施肥10kg/畝和施肥15kg/畝的草群自然高度17cm～20cm，無(wú)顯著差異(P>0.05)；7月份，施肥15kg/畝處理草群自然高度比對(duì)照顯著提高112.7%(P<0.05)，施肥10kg/畝和施肥5kg/畝均比對(duì)照的草群自然高度增加27.6%和20.6%，無(wú)顯著差異(P>0.05)；8月份，施肥5kg/畝、施肥10kg/畝和施肥15kg/畝的草群自然高度均比對(duì)照顯著增加74.4%、80.7%和102.1%(P<0.05)。

圖5 施肥第一年植被高度的變化

施肥第二年6月和7月，施肥5kg/畝、施肥10kg/畝和施肥15kg/畝的草群自然高度均顯著高于對(duì)照，分別提高101.7%、84.2%、86.4%和64.3%、48.2%、58.4%(P<0.05)；8月份，施肥15kg/畝后草群自然高度比圍封顯著提高88.7%(P<0.05)。

圖6 施肥第二年植被高度的變化

2.4 不同施肥處理草產(chǎn)量變化

打草場(chǎng)培育第二年施肥后干草產(chǎn)量均極顯著高于對(duì)照(P<0.01)，施肥5kg/畝、10kg/畝和15kg/畝均比對(duì)照增加98.1%、118.7%和135.6%。

圖7 實(shí)施第二年打草場(chǎng)干草產(chǎn)量變化

2.5 不同施肥處理優(yōu)勢(shì)植物占比

施肥處理(5kg/畝、10kg/畝、15kg/畝)第二年，優(yōu)勢(shì)植物干重比對(duì)照增加2.3-4.3倍，差異極顯著(P<0.01)；施肥5kg/畝和15kg/畝優(yōu)勢(shì)植物占比顯著高于對(duì)照，比對(duì)照高57.4%和48.5%(P<0.05)，施肥10kg/畝優(yōu)勢(shì)植物占比比對(duì)照提高33.2%。

表2 實(shí)施第二年處理間優(yōu)勢(shì)植物占比

注：*表示在0.05水平上差異，**表示在0.01水平上顯著

2.6 不同施肥處理土壤養(yǎng)分變化

實(shí)施第二年土壤營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)顯示：施肥15kg/畝水溶性氮含量比對(duì)照顯著增加30.7%(P<0.05)；施肥15kg/畝速效鉀比對(duì)照顯著提高66.1%(P<0.05)；各處理間速效磷含量、有機(jī)質(zhì)含量無(wú)顯著差異，但施肥15kg/畝處理含量最高。

圖8 不同處理水溶性氮含量

圖9 不同處理速效鉀含量

圖10 不同處理速效磷含量

圖11 不同處理有機(jī)質(zhì)含量

3 結(jié)論

3.1 打草場(chǎng)施肥15kg/畝效果最明顯，第一年施肥15kg/畝植被蓋度顯著提高32.9%～59.3%(P<0.05)，第二年施肥15kg/畝植被蓋度顯著提高57.6%～121.7%(P<0.05)；第一年施肥草群自然高度顯著提高102.1%～112.7%(P<0.05)；第二年施肥草群自然高度顯著提高58.4%～88.7%(P<0.05)。

3.2 施肥極顯著提高干草產(chǎn)量，3個(gè)施肥處理(5kg/畝、10kg/畝、15kg/畝)干草產(chǎn)量比對(duì)照極顯著提高了98.12%、118.7%和135.6%(P<0.01)；優(yōu)勢(shì)植物干重比對(duì)照極顯著增加了2.3-4.3倍(P<0.01)。

3.3 施肥15kg土壤水溶性氮和速效鉀比對(duì)照顯著增加30.7%和66.1%(P<0.05)。