退耕还（林）草多年生栽培草地土壤养分特征研究

2010-07-25董文斌马玉寿董全民孙小弟施建军王彦龙

草业科学 2010年4期

董文斌,马玉寿,,董全民,孙小弟,施建军,王彦龙,盛丽

（1.甘肃农业大学草业学院,甘肃兰州 730070；2.青海省畜牧兽医科学院草原研究所,青海西宁 810016）

2000年青海省开始实施退耕还林还草工程,到2005年底,累计完成退耕地造林种草 19万hm2,荒山造林种草30.8万hm2,封山育林4.33万hm2。贵南县是青海省退耕还林（草）试点县之一[1-3],是黄河上游及源头涵养重点治理区和青海湖草地治理区、“三北”风沙综合防治区,其生态地理位置极其重要,是国家生态环境建设的战略要地。

土壤是植物生长的基础,对退耕还（林）草草地土壤进行研究能够较深入了解草地生态系统受损程度,从而为草地生态系统的保护和恢复提供理论依据[4-6]。在草地生态系统中,土壤环境的好坏,不仅关系到植物的生长,而且更影响着生产力的高低[7-11]。拉元林[12]对贵南县草原生态环境现状及草原生产能力进行了调查研究。何建芬[13]研究了贵南县草地退化现状及治理对策。刘洪霞[14]从空间信息技术研究了贵南县草地退化情况。本研究通过对退耕还（林）草多年生栽培草地土壤有机质、全氮、全磷以及速效氮、速效磷营养成分的测定,探寻退耕还（林）草多年生栽培草地土壤中营养成分的变化规律,为当地的草地资源管理与利用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况试验地位于青藏高原东北部贵南县过马营镇,地处 100°13′～ 101°33′E,35°09′～ 36°08′N 。平均海拔 3 500 m,气候为典型的高原大陆型气候,四季不明显,年平均气温0.7～2.2℃,气温差为12～18℃,无霜期54 d,日照时间较长,太阳辐射强烈,年平均总太阳辐射量在105 018～111 019 kJ/m2,年降水量300～490 mm,农作物、牧草生长期100～160 d。由于自然和人为因素的影响,水土流失、土地沙漠化、草地退化非常严重,水土流失面积10.45万hm2,荒漠化面积40.77万hm2,草地退化面积16.62万hm2,分别占国土总面积的15.7%、61.3%和25%。

1.2 样地设计在过马营地区,选择了5种不同类型的退耕还林草草地,以刈割利用的退耕还（林）草草地为样地,以休闲的退耕还（林）草草地为对照,5个不同类型的样地分别是2003年建植的多叶老芒麦Elymus sibiricus栽培草地、2002年建植的细茎冰草Agropyron trachycaulumcv.Slender栽培草地、2008年重新用燕麦Avena sativa和垂穗披碱草E.nutans建植的混播栽培草地[原为2003年建植的垂穗披碱草的退耕还（林）草草地]、2003年建植的垂穗披碱草栽培草地、2008年进行划破草皮施肥改良的垂穗披碱草栽培草地（2001年建植在2008年6月进行划破草皮施肥,施肥量为尿素75 kg/hm2）。5个不同类型的对照地分别是其对应的休闲的退耕还（林）草草地。

1.3 测试项目于2008年8月22日在5个样地及其对照区内分别随机选取3个样点取土,用土钻法对各样地分5层进行取样,依次为0～10、10～ 20、20～ 30、30～40、40～ 50 cm,相同土层混合装袋,然后风干、磨细、过筛、混匀、装瓶,分别进行有机质、全氮、全磷、速效氮、速效磷的测试。有机质用重铬酸钾氧化法测定；全氮用定氮仪开氏法测定；全磷用酸溶-钼锑抗比色法测定；速效氮用碱解蒸馏法测定；速效磷用碳酸氢钠浸提-钼锑抗比色法测定[15-16]。

1.4 数据处理表中数据均为平均值,用Excel和SPSS for windows 17.0软件进行数据分析,并对各类型样地与其对照间进行t检验分析。

2 结果与分析

2.1 不同类型退耕还（林）草栽培草地土壤有机质含量变化土壤有机质是土壤的重要组成部分,是植物的养分来源和土壤微生物生命活动的能量来源。土壤有机质含量及其动态平衡是反映土壤品质和草地健康的重要指标,直接影响着草地生产力[17-20]。

不同类型退耕还（林）草栽培草地土壤有机质含量见表1,各类型退耕还（林）草栽培草地及其各自的对照区随着土层的加深,土壤有机质的含量呈现下降的趋势。各类型栽培草地和其对照区的土壤有机质含量最高值主要集中出现在0～10、10～20 cm,改良披碱草草地和其对照区的土壤有机质含量在0～10、20～30、40～50 cm 土层上呈显著差异（P＜0.05）。改良燕麦/披碱草草地和其对照区的土壤有机质含量在10～20、30～40、40～50 cm土层上呈显著差异（P＜0.05）。建植老芒麦草地和其对照区的土壤有机质含量在0～10、10～20、20～30 cm 土层上呈显著差异（P＜0.05）。建植披碱草草地和其对照区的土壤有机质含量在各个土层上均呈显著差异（P＜0.05）。建植冰草草地和其对照区的土壤有机质含量在 0～10、10～20 cm土层上呈显著差异（P＜0.05）。

2.2 不同类型退耕还（林）草栽培草地土壤全量养分含量变化

2.2.1土壤全氮含量的变化分析了不同类型退耕还（林）草栽培草地及其对照区土壤全氮含量变化（表2）,不同类型的退耕还（林）草栽培草地及其各自的对照区土壤全氮含量最高值多出现在0～10 cm土层。各类型退耕还（林）草栽培草地及其各自的对照区,随着土层的加深,土壤全氮含量呈现下降的趋势。其中建植披碱草、建植冰草、建植老芒麦草地及其各自对照区的土壤全氮含量的最高值都出现在0～10 cm。改良披碱草草地的最高值出现0～10 cm,其对照区的出现在10～20 cm。改良燕麦/披碱草草地的最高值出现10～20 cm,对照区的出现在0～10 cm。改良披碱草、改良燕麦/披碱草、建植冰草草地与其各自对照区土壤全氮含量在各土层上均差异显著（P＜0.05）。建植披碱草草地和其对照区的土壤全氮含量在 20～30、30～40、40～50 cm 土层上呈显著差异（P＜0.05）。建植老芒麦草地和其对照区的土壤全氮含量只在30～40 cm土层上呈差异不显著。

表1 不同类型退耕还（林）草栽培草地土壤有机质含量变化 %

表2 不同类型退耕还（林）草栽培草地土壤全氮含量变化%

2.2.2土壤全磷含量的变化不同类型退耕还（林）草栽培草地及其对照区土壤全磷含量变化见表3,不同类型的退耕还（林）草栽培草地及其各自的对照区土壤全磷含量,在各土层之间虽然有下降趋势,但变化较小,全磷在土壤剖面中分布较均匀,不同类型的退耕还（林）草栽培草地及其各自的对照区土壤全磷含量最高值也多出现在0～10 cm土层上。退耕还（林）草栽培草地土壤表层的土壤全磷含量为0.060%～0.069%,其对照区土壤表层的土壤全磷含量为0.067%～0.076%。改良披碱草、建植冰草草地与其各自对照区土壤全磷含量在各土层上均差异显著（P＜0.05）。改良燕麦/披碱草草地与其对照区土壤全磷含量在各土层上均差异不显著。建植披碱草草地与其对照区土壤全磷含量只在10～20 cm土层上差异不显著。建植老芒麦草地和其对照区土壤全磷含量在10～20、20～30 cm土层上差异显著（P＜0.05）。

表3 不同类型退耕还（林）草栽培草地土壤全磷含量变化 %

2.3 不同类型退耕还（林）草栽培草地土壤速效养分含量变化

2.3.1土壤速效氮含量的变化由表4可知,不同类型退耕还（林）草栽培草地及其对照区土壤速效氮含量,随着土层的加深,土壤速效氮含量有下降的趋势,改良披碱草、改良燕麦/披碱草、建植冰草草地的土壤速效氮含量的最高值出现在10～20 cm土层,而其各自的对照区的土壤速效氮含量的最高值出现在0～10 cm土层,建植披碱草和建植老芒麦草地与其各自对照区的土壤速效氮含量的最高值出现在同一层,分别0～10与10～20 cm。改良披碱草、改良燕麦/披碱草草地与其各自对照区土壤速效氮含量在各土层上均差异显著（P＜0.05）。建植披碱草草地与其各自对照区土壤速效氮含量在 20～30、30～40、40～50 cm 土层上差异显著（P＜0.05）。建植冰草草地与其各自对照区土壤速效氮含量只在30～40、40～50 cm土层显著不差异。建植老芒麦草地与其各自对照区土壤速效氮含量在0～10、40～50 cm土层上差异显著（P＜0.05）。

表4 不同类型退耕还（林）草栽培草地土壤速效氮含量变化 mg/kg

2.3.2土壤速效磷含量的变化分析了不同类型退耕还（林）草栽培草地及其对照区土壤速效磷含量变化（表5）,各类型栽培草地及其对照区的土壤速效磷含量的最高值都出现在0～10 cm,各类型栽培草地及其对照区的土壤速效磷含量,随着土层的加深,均呈下降趋势。改良披碱草、建植披碱草草地与其各自对照区土壤速效磷含量在各土层上均差异显著（P＜0.05）。改良燕麦/披碱草、建植冰草草地与其各自对照区土壤速效磷含量在0～10、10～ 20、20～30 cm 土层上差异显著（P＜0.05）。建植老芒麦草地与其对照区土壤速效磷含量只在20～30 cm土层显著不差异。

表5 不同类型退耕还（林）草栽培草地土壤速效磷含量变化 mg/kg

3 结论

不同类型退耕还（林）草栽培草地随着土层的加深,土壤有机质的含量、速效氮含量、速效磷含量均呈现下降的趋势。不同类型的退耕还（林）草栽培草地土壤有机质含量、速效氮、速效磷最高值多出现在0～10、10～20 cm 土层,并且在0～10、10～20 cm土层上不同类型的退耕还（林）草栽培草地高于其对照区,呈显著差异。

不同类型退耕还（林）草栽培草地的土壤全氮含量和土壤全磷含量,均随着土层的加深呈下降趋势,而土壤全磷含量变化较小,在土壤剖面中分布较均匀。其不同类型栽培草地土壤全氮和全磷含量最高值多出现在0～10 cm,并且在0～10 cm土层上不同类型的退耕还（林）草栽培草地高于其对照区,呈显著差异。

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