天然羊草草原切根施肥改良技术研究

迟晓雪李欣邹新海李春红

(1.呼伦贝尔市林业和草原科学研究所，内蒙古 呼伦贝尔 021008；2.呼伦贝尔市柴河林业局，内蒙古 呼伦贝尔 162682；3.呼伦贝尔农垦哈达图农牧场有限公司，内蒙古 呼伦贝尔 021500；4.陈巴尔虎旗林业和原保护与发展中心，内蒙古 呼伦贝尔 021500)

羊草草原是优良的放牧场和打草场，羊草是专指禾本科赖草属的一个物种，别名“碱草”，属于一等优质饲草，有“禾草之王”的美誉。羊草具有适口性好，营养价值高等优点，是牧区畜牧业发展十分重要和宝贵的草场资源。2021年，国家林业和草原局首次公布中华人民共和国主要草种目录，羊草列入其中。作为我国唯一出口的优质乡土草，羊草不只是羊的“心头之好”，还广受牛、马、驴、鹅、兔、鱼的喜爱。

由于长期超载过牧、不合理的利用方式，加之气候因素导致羊草草原土壤板结，有机质含量下降，草场退化严重。目前国内外普遍应用的草场改良方法有浅耕翻、深松、松土、切根、施肥、施盐碱地改良剂、施化工原料、秸秆还田等措施，改良效果与降雨、土壤特征等条件多种因素有关，效果不一[1-5],

多年生羊草在自然环境中以根茎繁殖为主，有性繁殖为辅，切根是退化羊草草地生态修复与治理比较不错的方法，该方法主要是利用羊草依赖根茎繁殖实现自我繁育的生物学特性，对干旱半干旱退化羊草草原具有很强的适用性。切根即使用齿轮型切刀切断亚表层羊草横走根茎，深度约7～8cm，在草地土壤表层破开1条窄缝，形状可以是条形或者是网格形，宽度约2～3cm，对土壤扰动不大，短时间即可回填，在草地亚表层形成虚实结合的疏松土壤环境，具有疏松土壤，增强透气性，同时对土壤破坏度小，减少风蚀、沙化的危险，有利于促进羊草复壮与自我繁殖[6]。不少学者的研究采用松土的方式，实际与切根做法基本一致，切根与松土都是这种改良方式的目的，切根以切断羊草根系为主，深度通常不超过15cm，松土则可以是4～40cm，以达到深松的目的，在这里笔者把这种改良方式叫作切根松土改良技术。陈积山等[7]对松嫩退化羊草草地进行切根研究表明，切根处理可以显著降低土壤容重，增加土壤透气性。秦燕等[8]对退化羊草草原进行的切根试验表明，切根处理对土壤pH、电导率等物理特征影响较少，但切根显著减少了土壤中全氮含量，提高了草地土壤酶活性，有利于草地土壤中氧气的转化和利用，从而促进植物生长。尤泳等[9]对退化羊草草原进行切根处理，通过对土壤理化性质进行测定，表明切根可以改善土壤的理化性质，其中对化学特征的影响高于对物理性状的影响，有效提高了土壤有机质含量，但土壤表层的含水量略有降低，说明切根可以增加土壤通透性，但同时也在一定程度上增加了水分的蒸发。才源等[10]研究表明，采用深松切根加施肥技术,可以显著地提高羊草的产量与品质，土壤理化性质也得到了有效的改善。乌仁其其格等[11]对呼伦贝尔草甸草原羊草群落重度退化草原进行不同深度(分别为4cm和7cm)切根处理，切根深度为4cm时，可以提高群落总盖度和群落密度，但也减少了物种数，切根深度7cm时，显著提高了群落高度和羊草地上生物量，同时也减少了物种数，说明采用切根改良退化羊草草原，在给羊草创造出较有利的生长条件有利于其生长时，对其他物种增加了竞争力，从一定程度上来说抑制了其他物种的生长。刘琼等[12]对呼伦贝尔退化羊草草甸草原的研究表明，切根加施化肥和切根加施有机肥均可以显著提高地上生物量以及羊草重要值。符佩斌等[13]通过高浓度硫酸钾复合肥对高寒草甸草原进行改良，设置了不同浓度施肥量和不同的施肥时间进行处理，结果表明，春秋分季施肥在提高草地生产力和禾本科牧草饲草产量以及维持高寒改良草地较高的饲草品质上效果优于春季施肥和秋季施肥。温超等[14]研究表明，追施复合微生物肥料可以提高羊草地上生物量、高度和密度。孙佳慧[15]对内蒙古锡林郭勒盟典型草原研究表明，通过自然恢复、浅耕翻和切根3种不同恢复改良措施，可显著提高群落地上生物量及其累积值，同时显著增加了根茎型禾草地上生物量、羊草密度与羊草地上生物量，增加土壤通透性和土壤表层含水量。为探索退化羊草草原植被恢复方法，通过切根、施不同肥料等方式开展本试验。

1 试验地概况

试验选择在陈巴尔虎旗巴彦库仁镇草甸草原，E49°18.636′，N119°21.298′，属温带大陆性气候，暗粟钙土，年均降水量约为300mm，年平均温度约为-2.6℃。羊草(Leymus chinensis)为主要建群种，主要伴生种有星毛委陵菜(Potentilla verticillaris)、二裂委陵菜(Potentilla supina)、蒙古蒿(Artemisia mongolica)、猪毛蒿(Artemisia scoparia)、蒲公英(Taraxaxum mongolicum)、冷蒿(Artemisia frigida)、脚苔草(Carex pediformis)、鸦葱(Scorzonera austriaca)、地榆(Sanguisorba officinalis)、酸模(Rumex acetosa)等。

2 试验材料与方法

2.1 试验材料

微生物菌肥，北京鑫鑫盛达生物工程技术有限公司生产，N+P2O5+K2O=25%，有效活菌数≥0.2亿·g-1，有机质(以干基计)≥20亿·g-1；尿素，云南云化天股份有限公司生产，含氮量≥46.4%；复合肥，欧洲化学矿物肥料股份公司生产，总养分≥44%；磷酸二胺，贵州开磷集团股份有限公司生产，总养分≥64.0%。切根机为QGJ-450草场改良切根机。

2.2 试验方法

2017年6月，采用切根、切根加微生物菌肥(450kg·hm-2)、切根加尿素(150kg·hm-2)、切根加磷酸二胺(150kg·hm-2)、切根加复合肥(150kg·hm-2)、微生物菌肥、尿素、磷酸二胺、对照，共9种处理，切根机采用波纹圆盘切刀，切缝宽1.5cm，切根深度8～10cm，行距为30cm，横切后纵切，成方框状。每个样地面积为100m×100m。8月末进行样方调查，每个样地随机设置3个样方，每个样方1m2，调查内容包括地上生物量、羊草地上生物量。

2018年6月，采用切根、切根加微生物菌肥(450kg·hm-2)、切根加尿素(150kg·hm-2)、切根加磷酸二胺(150kg·hm-2)、切根加复合肥(150kg·hm-2)、对照，共6种处理，切根机和切根方式同上。每个样地面积为100m×100m。8月末进行样方调查，每个样地随机设置3个样方，每个样方1m2，调查内容包括地上生物量(干重)、羊草地上生物量(干重)、羊草株丛数。采用SPSS软件对数据进行分析。

3 结果与分析

通过测量，地上生物量和羊草地上生物量如表1所示。

9种改良方法对地上生物量影响均不显著，主要是由于2017年陈巴尔虎旗全年降雨量不足200mm，切根施肥均没有起到改良效果，切根的原理本是划破草皮，切断羊草横走根茎，增加新的生长点，但由于气候干旱，切断根茎后，不但没有萌发，还增加了土壤中水分的蒸发，导致地上生物量略有降低，施肥在没有雨水的条件下，同样得不到有效利用，效果不明显。

表1 不同改良方法对地上生物量和羊草生物量的影响

2018年，降雨量较常年偏大，植被地上生物量和羊草地上生物量均以切根加施菌肥改良处理方式最高，为648.4g·m-2和363.3g·m-2，较对照增加360.1g·m-2和221.8g·m-2，切根加施复合肥和切根加尿素2种方式地上生物量次之，产量分别为335.2g·m-2和334.5g·m-2，但羊草地上生物量切根加尿素显著高于切根加复合肥(p<0.05)。切根加磷酸二胺地上生物量与对照差异不显著(p>0.05)，但羊草地上生物量显著高于对照(p<0.05)。

表2 不同改良方法对地上生物量、羊草生物量和

尤泳等[9]对退化羊草草原进行切根处理，通过对土壤理化性质进行测定，表明切根可以改善土壤的理化性质，其中对化学特征的影响高于对物理性状的影响，有效提高了土壤有机质含量，但土壤表层的含水量略有降低，这与2017年切根试验研究的结果一致，在干旱的年份，切根不仅起不到增加牧草产量，还略有降低趋势，这与孙佳慧[15]研究结果略有不同，可能是由于切根等处理在降雨较好的年份，打破土壤板结，起到蓄水保墒的作用，而在干旱年份，没有雨水蓄积，切根破土还增加了土壤水分的蒸发，从而使两者得出不同的结论。桂花等[16]对呼伦贝尔草甸草原羊草群落中度退化草原的研究结果表明，切根加施菌肥显著增加了羊草群落物种丰富度指数、多样性指数和优势度指数，降低了均匀度指数。改良区地上现存量显著高于对照区现存量，切根施肥改良后草甸草原羊草种群相对生物量无显著变化，切根加菌肥措施对羊草群落中度退化草地植被改良没有显著作用。

本试验于2017年开展，因气候干旱，降雨量少，切根和施肥均没有起到明显的增加地上生物量和羊草生物量的效果，主要是由于在干旱条件下，对羊草进行切根，没有相应的雨水条件，牧草生长受限，不能形成新的萌发点，同时破土后还加大了水分的蒸发，一定程度上还可能影响羊草产量。2018年，降雨量较常年偏大，切根和施肥均取得一定改良退化草原的效果，切根加施微生物菌肥效果最佳，显著提高地上生物量(p<0.05)，切根加尿素和切根加复合肥次之，与单独切根处理地上生物量差异不显著(p>0.05)，切根加磷酸二胺处理方式地上生物量与对照差异不显著(p>0.05),这与田野[17]研究结果略有不同，这可能与放牧地和割草地对不同肥料的响应不同，但无论是放牧场还是割草场，切根加微生物菌肥和切根加有机肥对地上生物量、羊草地上生物量等均表现出较好效果。切根加施微生物菌肥和切根加尿素在提高羊草地上生物量和羊草株丛数上表现最佳，切根加磷酸二胺次之，切根、切根加复合肥与对照在提高羊草地上生物量上差异不显著(p>0.05)。切根与施肥均需在降雨较丰富的年份和季节进行方能起到改良退化草原的效果。