黄土丘陵区白羊草群落冠层结构和多样性特征对氮磷添加的响应

为探究氮磷添加对黄土丘陵区典型草地群落冠层结构和多样性特征的影响,本研究以白羊草(Bothriochloa ischaemum)群落为研究对象,采用裂区试验设计,主区设4个氮(N)处理(0,25,50,100kg·hm^-2·a^-1),副区设4个磷(P₂O₅)处理(0,20,40,80kg·hm^-2·a^-1),测定了群落高度、叶面积指数、光合有效辐射百分比、光不对称性、地上生物量和Shannon-Wiener指数。结果表明：氮添加显著增加了群落高度和叶面积指数;氮磷添加显著增加了光合有效辐射百分比、光不对称性和地上生物量,降低了Shannon-Wiener指数。单施氮和磷分别增加了矮多年生禾本科草和多年生豆科草生物量贡献比;50和100kg·hm^-2·a^-1的氮添加水平与磷配施增加了高多年生杂类草生物量贡献比。结构方程模型表明,氮磷添加下光不对称性的增加对物种多样性的影响不显著。综上所述,黄土丘陵区在采取施肥措施促进退化草地恢复过程中,要权衡地上生物量提高和物种多样性下降的关系。     

黄土丘陵区白羊草群落光谱特征对氮磷添加的响应

为利用草地群落光谱参数来评价氮磷施肥效应,本研究以安塞纸坊沟流域内白羊草（Bothriochloa ischaemum）群落为研究对象,测定计算不同氮磷添加[N处理：0（N₀）,25（N₂₅）,50（N₅₀）和100（N₁₀₀） kg N·hm^-2·a^-1;P处理（以P₂O₅计）：0（P₀）,20（P₂₀）,40（P₄₀）和 80（P₈₀） kg P₂O₅·hm^-2·a^-1]的草地群落光谱特征,同步测定草地群落地上生物量和盖度并计算群落多样性指数。结果表明：施氮显著增大群落地上生物量和盖度,施磷显著增加盖度,氮磷添加对群落多样性无显著影响;氮磷添加后,光谱在“蓝谷”,“绿峰”和“红谷”处的反射率均显著降低;单施氮对红边参数无显著影响,单施磷显著增大红边斜率及面积;植被指数在施氮或施磷后均显著增大,且磷添加的增幅大于氮。总体研究表明,施氮和施磷对草地生物量和盖度的影响不同,施磷能有效提高白羊草群落盖度和群体光合能力,N₅₀P₄₀处理提升群落光合能力最强。     

氮添加对高寒人工草地垂穗披碱草(Elymus nutans)生长及光合特性的影响

为研究氮添加对高寒人工草地垂穗披碱草(Elymus nutans)生长及光合特性的影响,试验以高寒生态条件下垂穗披碱草为研究对象,通过施加不同水平氮素[0 kg·hm^-2·a^-1(N0),12 kg·hm^-2·a^-1(N1),24 kg·hm^-2·a^-1(N2),48 kg·hm^-2·a^-1(N3),96 kg·hm^-2·a^-1(N4)],探讨氮素对人工建植垂穗披碱草生长以及光合特性的影响,以期揭示垂穗披碱草对氮添加的响应规律。结果表明：N2,N3处理明显提高了垂穗披碱草株高、叶长、叶宽以及单叶面积;整个生育时期,随着氮肥施用量的增加,垂穗披碱草的净光合速率、蒸腾速率、水分利用效率呈现先增后降的趋势,胞间CO₂浓度大体呈上升趋势,气孔导度变化不显著。综上,N2,N3处理可提高垂穗披碱草生长性能,促进其光合特性和水分利用效率。试验结果为垂穗披碱草的生长以及光合特性对氮沉降的响应提供理论基础。     

模拟氮沉降和收获期对秋萌东方旱麦草生长与饲用品质的影响

短命植物东方旱麦草(Eremopyrum orientale)广泛分布于新疆北部,适时萌发,有助于缓解春季饲草短缺。为探究氮沉降和收获期对秋萌东方旱麦草生长与饲用品质的影响,本试验采用人工模拟方式,设置0 kg·ha^-1·a^-1,30 kg·ha^-1·a^-1,60 kg·ha^-1·a^-13个氮添加处理和2个收获时期(拔节孕穗期和开花期),分析不同处理下秋萌东方旱麦草生长指标和饲用品质指标变化。结果表明：在30 kg·ha^-1·a^-1,60 kg·ha^-1·a^-1氮添加条件下,秋萌东方旱麦草的株高、叶长、叶宽、分蘖数、茎粗、平均地上鲜重、粗蛋白和粗脂肪含量均高于0 kg·ha^-1·a^-1;同时,中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维含量降低。与第一收获期相比,第二收获期东方旱麦草粗蛋白含量显著降低,中、酸性洗涤纤维与粗脂肪含量升高,平均地上生物量无差异。综合考虑东方旱麦草秋萌株的生长与饲用品质,在第一收获期(拔节孕穗期)和60 kg·ha^-1·a^-1氮添加下可获得最优饲草,但30 kg·ha^-1·a^-1较低水平氮沉降也能显著提升其生产力与饲用品质。     

有机肥对羊草草原植物群落物种多样性和生物量的影响

本研究以呼伦贝尔天然羊草草原退化打草场为研究对象,分析蚯蚓粪和菌渣有机肥对退化草地的响应机制,研究不同处理对草原植物群落特征、生物量和物种多样性的影响。试验采用单因素随机区组设计,设置对照,蚯蚓粪45 t·hm^-2,30 t·hm^-2,15 t·hm^-2,菌渣45 t·hm^-2,30 t·hm^-2,15 t·hm^-2共7个处理。结果表明：施用菌渣和蚯蚓粪45 t·hm^-2时地上生物量和群落盖度较对照显著提高（P<0.05）,草原植物群落特征和物种多样性明显增加。有机肥对天然草地的恢复有一定促进作用,对羊草草原植物群落物种多样性和地上生物量有显著影响,其中菌渣和蚯蚓粪45 t·hm^-2施肥量时改良效果较好。     

香豆素对草地早熟禾等6种补播材料种子萌发特性的影响

香豆素是草地早熟禾(Poa pratensis)产生的主要化感物质,为筛选适宜补播草地早熟禾草地的种子材料,本试验采用不同浓度(0,20,40,60,80,100 μg·mL^-1)的香豆素处理'晋农1号’达乌里胡枝子(Lespedeza davurica 'Jinnong No. 1’)、'太行’白羊草(Bothriochloa ischaemum 'Taihang’)、二月兰(Orychophragmus violaceus)和3个品种的草地早熟禾：'幸运星’(Poa pratensis 'Luckystar’)、'珠峰’(Poa pratensis 'Everest’)、'新歌莱德’(Poa pratensis 'Nuglade’)进行发芽试验,测定种子萌发、幼苗生长指标,计算综合化感效应指数。结果表明,达乌里胡枝子、白羊草分别在20 μg·mL^-1和40 μg·mL^-1香豆素处理下,种子萌发与幼苗生长受到化感促进作用最显著;随处理浓度升高,白羊草受化感抑制程度最轻,其次是达乌里胡枝子。结合天然草地中的共生情况,推测'晋农1号’达乌里胡枝子和'太行’白羊草适宜与草地早熟禾组合,在草地补播中发挥重要作用。本研究结果可为后续补播试验奠定基础。     

施肥和杂草防除对三江源区人工草地群落特征的影响

针对三江源区多年生人工草地可持续利用问题,采用杂草防除与施肥相结合的方式,对5龄垂穗披碱草(Elymus nutans)人工草地进行改良试验,研究了不同防除剂浓度和不同施肥水平对高寒人工草地群落特征和生产能力影响,为老龄"黑土型"人工草地可持续性利用提供科学依据。结果表明:喷施苯磺隆可有效降低群落中杂类草盖度、生物量和多样性,在苯磺隆108 g·hm^-2浓度时杂类草的防除效果好。随施肥量增加,群落中禾草总盖度和生物量的变化均显著增加,而杂类草生物量差异不显著。喷施苯磺隆108 g·hm^-2、施尿素150 kg·hm^-2和氯化钾60 kg·hm^-2时,改良效果显著高于其他处理,是三江源区人工草地进行改良的适宜参考标准。     

密度对三种豆科牧草生产力和水分利用率的影响

研究播种密度对3种豆科牧草生产力和水分利用效率的影响,以探讨其在草地农业系统中的合理优化模式。结果表明:沙打旺(Astragelus adsurgens)在高密区第2年生产力最高(18321 kg·hm^-2),第3年开始下滑;苜蓿(Medicago sativa)在中、高密区生产力的增幅和增量差别不显著,以第3年最高(22563和22108kg·hm^-2);胡枝子(Lespedeza daurica)在中密区第3年最高(7856 kg·hm^-2);加大密度使沙打旺提早进入生长盛期,第2年即达到高生产力和较高水分利用效率;苜蓿以中密区(20~30株/m²)效果最好;达乌里胡枝子的生产力和水分利用率偏低,在黄土塬区草地农业中没有优势。     

氮添加和刈割对内蒙古典型草原植被碳氮库的影响

外源氮输入和割草是影响草地植被碳、氮库的两个重要因素,外源氮能否补充因割草带走的养分使得植被和土壤碳、氮库保持平衡尚不明确。为了解刈割和氮输入对植被碳、氮库的影响,本研究在内蒙古典型草原设置刈割和5水平氮添加交互试验。结果表明：刈割显著降低了植物生物量和碳、氮库(P < 0.05),氮添加可促进刈割后的生长补偿;氮添加显著提高了植物生物量及碳、氮库(P < 0.05),同时改变了地上、地下部分生物量和碳、氮库的分配;不同水平的氮添加影响植被碳、氮库,当氮添加水平为10 g·m^-2·a^-1时,植被碳、氮库最高。以上结果表明,刈割与10 g· m^-2·a^-1氮输入相结合可支持内蒙古典型草原的可持续利用。     

施肥对贵南县轻度退化草甸植被特征的影响

草地退化已严重影响青藏高原高寒牧区畜牧业的发展,施肥是改良轻度退化草地的常用措施。2011-2012年,本研究以贵南县轻度退化草地为研究对象,2011年施加不同氮肥量（0,60,105,150,195和240 kg·hm^-2）和菌肥（45 m³·hm^-2）,探讨施肥在退化草地治理过程中对草地群落盖度、高度和地上生物量的影响。结果表明：施肥处理能够有效提高轻度退化草地植被群落的盖度、高度和总地上生物量,且施肥后次年轻度退化草地群落的盖度、高度和总地上生物量显著（P<0.05）优于当年。45 m³·hm^-2菌肥处理在当年的效果较好,195 kg·hm^-2氮肥处理在次年更佳,2012年7-10月地上总生物量均为最高,分别比不施肥处理分别高出44.3%,97.1%,123.0%和135.4%。不同草种对施肥的响应也不同,195 kg·hm^-2氮肥处理下,2011年禾草地上生物量较高,2012年莎草生物量高于禾草。综上,195 kg·hm^-2尿素施用量配合围栏封育的措施可用于贵南县轻度退化草地的植被恢复。     

保护播种对高寒区刈割型混播草地产草量及品质的影响

为探讨保护播种对高寒区刈割型混播草地[垂穗披碱草（Elymus nutans,EN）+中华羊茅（Festuca sinensis,FS）]产草量及品质的影响,以无保护草种播种为对照,研究了4比例多花黑麦草（Lolium multiflorum,LM）和燕麦（Avena sativa,AS）保护播种对牧草产量和品质指标的影响。结果表明,多花黑麦草单播量的20%,30%,40%和50%处理其2年总干草产量分别为9 389 kg·hm^-2,17 284 kg·hm^-2,12 263 kg·hm^-2和14 292 kg·hm^-2,比对照分别提高了2%,88%,33%和55%,其中EN+FS+30% LM处理牧草粗蛋白产量比对照提高了75%。燕麦播种比例同多花黑麦草相似,单播量的20%,30%,40%和50%比例下2年总干草产量分别为25 975 kg·hm^-2,25 249 kg·hm^-2,27 077 kg·hm^-2和27 306 kg·hm^-2,比对照提高了182%,174%,194%和196%;牧草粗蛋白产量比对照分别提高124%,143%,143%和204%。但播种燕麦对多年生牧草生长的抑制作用大于多花黑麦草。综上,EN+FS+30% LM保护播种有效提高高寒区刈割型混播草地牧草产量和营养,是建植人工草地理想的保护播种草种及比例。     

添加氮素对退化高寒草地植被及营养品质的影响

施肥是众多草地恢复措施中提高草地肥力的主要方式之一,为了探讨高寒退化草地适宜的氮（N）添加量,以高寒退化草地为研究对象,设置不同施氮水平N1（10 kg·hm^-2）,N2（20 kg·hm^-2）,N3（30 kg·hm^-2）,N4（40 kg·hm^-2）,分析添加氮素对高寒退化草地群落物种多样性,生产力及牧草品质的影响。结果表明：随着施氮年份的延长,各施氮水平的物种数及多样性均明显降低,但各施氮水平间差异不明显;施氮增加了可食牧草地上生物量,总体表现为N3和N4水平高于其他水平,各功能群地上生物量在各施氮水平间以及同一施氮水平不同年份间的差异都不显著;施氮显著增加了牧草粗蛋白和粗脂肪含量（P<0.05）,随着施氮水平的增加,粗蛋白和粗脂肪含量均呈增加趋势,其中N4水平粗蛋白含量提高了41.55%。通过主成分分析以及结合草地群落变化特征,将高寒退化草地施氮量初步定为30~40 kg·hm^-2。本研究结果可为高寒退化草地的可持续性恢复和管理提供一定的理论基础。     

载畜率对荒漠草原小叶锦鸡儿邻近土壤速效养分含量的影响

放牧是人类利用草原最主要的方式,可影响土壤的理化性质。小叶锦鸡儿(Caragana microphylla)作为豆科灌木,其邻近土壤养分的变化对会对草地生态系统的结构和功能产生重要的影响。为研究载畜率对荒漠草原小叶锦鸡儿邻近土壤速效养分含量的影响,在内蒙古短花针茅荒漠草原进行放牧实验,共4个载畜率处理(对照CK(0羊单位·hm^-2·a^-1、轻度放牧LG(0.93羊单位·hm^-2·a^-1)、中度放牧MG(1.82羊单位·hm^-2·a^-1)和重度放牧HG(2.71羊单位·hm^-2·a^-1),在每个小区中选定大小相近的小叶锦鸡儿植株,分为东南西北4个方向,测定植株邻近土壤碱解氮、速效磷和速效钾含量,分析这些参数之间的变化。结果表明：随载畜率增大,土壤碱解氮含量先升高后降低,速效磷先下降后上升,速效钾含量呈下降趋势。小叶锦鸡儿邻近土壤碱解氮和速效钾含量的平衡点对应的速效磷在LG区呈最小值,土壤速效磷和速效钾含量的平衡点对...     

氮、磷添加对高寒草原群落多样性和生物量的影响

为探讨环青海湖区域轻度退化高寒草原适宜的氮（N）、磷（P）添加量,筛选区域N,P合施的优化方案,本试验选用尿素与磷酸二铵,采用随机区组设计,设置3个氮元素水平（35,70,140 kg·hm^-2）和3个磷元素水平（26,52,65 kg·hm^-2）,氮元素和磷元素水平组合为：N1P1（35,26 kg·hm^-2）,N1P2（35,52 kg·hm^-2）,N1P3（35,65 kg·hm^-2）,N2P1（70,26 kg·hm^-2）,N2P2（70,52 kg·hm^-2）,N2P3（70,65 kg·hm^-2）,N3P1（140,26 kg·hm^-2）,N3P2（140,52 kg·hm^-2）,N3P3（140,65 kg·hm^-2）9个施肥梯度,以不施肥为对照,研究N、P合施当年和次年对该草原群落特征的影响。结果表明：N、P合施显著（P<0.05）增加禾本科、豆科植物的盖度、高度和重要值。施肥不同程度降低了高寒草原植物群落多样性,但差异性不显著（P>0.05）。施肥当年与次年地上生物量分别增产59.22%~205.57%,73.41%~180.10%,次年比当年增产2.72%~17.34%。该区域最适宜植物生长的N、P添加量分别为70~140 kg·hm^-2,26~52 kg·hm^-2。综上所述,人工施肥是天然高寒草原轻度退化草地改良一种快速有效的措施,能够有效的提高草地生物量,同时也有利于草地植被的恢复。