草甸草原区退耕地的牧草-水分-氮肥耦合机制

【目的】通过在呼伦贝尔建植不同种植模式的人工草地,研究补水、施氮和牧草类型3个因素对人工草地群落生物量、植物营养成分和土壤质量的影响,旨在揭示呼伦贝尔地区退耕地人工草地的水肥耦合机制,筛选建植管理的最优模式。【方法】试验在呼伦贝尔草原生态系统国家野外科学观测研究站进行,2016年6月6日试验开始,设置3个因素试验,即牧草类型(Pasture)、施氮水平(Nitrogen)和补水处理(Irrigation)。牧草类型设紫花苜蓿单播(P_1)、无芒雀麦单播(P_2)、紫花苜蓿无芒雀麦1﹕1混播(P_3)3个处理;施氮水平设不施氮(N_0)、低氮(N_1:75 kgN·hm~(-2)·a~(-1))和高氮(N_2:150 kgN·hm~(-2)·a~(-1))3个水平,每年追施氮肥(化学纯尿素)两次分别于成苗(返青)期和分蘖期撒施;补水设不补水(I_0)和补水(I_1)两个水平,每年6、7、8月补水3次,补水20 mm·m~(-2)。重复4次,共计72个试验小区,每个试验小区面积7 m×10 m,行距1 m。在2016、2017年测定草地生物量、营养成分(植物粗蛋白、中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维)以及土壤养分(土壤全氮、有机碳和pH)。【结果】(1)播种当年(2016年)的产量对(N)、(I)、(P)和(P×I)等试验因素的响应均达到显著水平(P0.05),2017年两次测定的产量对(N)、(P)、(P×I)、(P×N)、(N×I×P)等试验因素的响应均达到显著水平(P0.05),并且混播(P_3)在不补水(I_0)条件下低氮(N_1)处理的产量显著高于其余处理组(P0.05),平均达到17 801.19kg·hm~(-2)。(2)2016年和2017年的粗蛋白(CP)含量均表现为P_1处理P_3处理P_2处理,2016年P_1、P_2和P_3处理在补水条件相同时均表现为CP含量随着氮水平增加而增加,其中P_1N_2I_0显著高于P_1N_0I_0、P_1N_1I_0、P_1N_1I_1(P0.05),达到最大(19.08%);2017年P_3在I_0条件下N_1水平的粗蛋白(CP)含量(15.12%)显著高于N_0(P0.05)。(3)施氮和补水均倾向于促使土壤有机碳(SOC)含量负增长,全氮(TN)含量正增长,pH值负增长,其中表层土壤SOC增长量苜蓿和无芒雀麦显著高于混播(P0.05),表层土壤全氮(TN)增长量苜蓿显著高于无芒雀麦和混播(P0.05)。2016年表层和亚表层的土壤碳氮比(C/N)均高于2017年,表层平均高出17.39%,亚表层平均高出15.18%,表层土壤碳氮比的变化更为明显,其中表层土壤碳氮比2016年P_1N_0I_1处理最高,为8.15,2017年P_1N_2I_0处理最高,为5.67,亚表层土壤碳氮比2016年P_1N_2I_1处理最高,为6.36,2017年P_3N_2I_1处理最高,为5.67。【结论】在呼伦贝尔退耕人工草地在播种第二年,牧草-水分-氮肥的耦合作用对草地生物量具有显著影响,水氮耦合具有一定促进牧草的养分积累的协同效应,其中建植豆-禾混播草地最有利于提高牧草的生物量与营养品质。人工草地的建植会导致C/N降低,土壤品质下降,在不同牧草类型、补水及施氮水平下均会表现出0-20 cm土层SOC含量、pH值的降低以及土壤TN含量的上升,表明土壤出现酸化现象,豆-禾混播土壤pH值降低幅度小于单播,而高氮和补水会明显加剧土壤pH值的降低。     

牧草混播的优越性及混播牧草的选择原则

0 引言 两种(品种)或两种以上的牧草同时在同一块土地上混合播种的种植方式称为混播.牧草混播作为种植中的一项技术措施,对建立永久放牧地或人工草地具有重要意义.根据党中央、国务院的统一安排和部署,新疆维吾尔自治区畜牧厅自2003年在新疆的28个县(市)全面实施了退牧还草工程,截止2007年底,累计安排退牧还草围栏工程建设面积9720万(667m2);在已退牧还草的草场上实施补播改良面积1698万(667m2);近两年来,加大了人工饲草料地的建设力度,牧草混播技术提高产草量、改善牧草品质等方面都有较好的效果.     

施肥对高寒荒漠草原区混播人工草地产量和水分利用的影响

【目的】研究燕麦/箭筈豌豆混播及燕麦单播草地产量和水分利用对施肥的响应,以探明混播及施肥影响人工草地水分利用的效应及机理,并提出青藏高原荒漠草原区水分高效利用的栽培草地播种和施肥模式。【方法】大田试验于2017年和2018年在青海省乌兰县金泰牧场开展,试验设置2个种植方式,分别为燕麦/箭筈豌豆混播和燕麦单播,设置2个施肥水平,分别为高肥（120 kg N·hm ^-2, 103 kg P₂O₅·hm ^-2）和低肥（60 kg N·hm ^-2, 51.5 kg P₂O₅·hm ^-2）,共4个试验处理,完全随机区组设计。所有处理在春季播种前进行灌溉,生育期无灌溉。试验测定指标包括主要生育时期人工草地地上生物量、植株氮含量、土壤体积含水量等,计算指标包括牧草生育期内耗水量、干物质水分利用效率和粗蛋白水分利用效率。 【结果】通过混播和施肥均可大幅提高草地产量,2017年和2018年高肥处理干物质产量比低肥处理分别提高34.7%和9.7%,粗蛋白产量分别提高41.3%和20.4%,混播处理干物质产量比单播处理分别提高14.4%和9.2%,粗蛋白产量分别提高74.7%和62.9%。混播高肥处理产量为所有处理中最高,2017年收获期干物质和粗蛋白产量分别为10 251.7和827.2 kg·hm ^-2,2018年分别为7 589.3和570.2 kg·hm ^-2。通过增施化肥增加了草地的水分消耗,同时大幅度提高了草地水分利用效率。2017和2018年两个生长季中高肥处理牧草耗水量分别比低肥处理增加6.2%和4.3%,干物质水分利用效率提高了21.0%和4.9%,粗蛋白水分利用效率提高了30.1%和17.4%。通过混播也增加了草地的耗水量,对草地的干物质水分利用效率影响不显著,但大幅提高了蛋白质水分利用效率。2017和2018年混播草地耗水量分别比单播处增加17.9%和9.2%,干物质水分利用效率比单播处理提高-5.9%和0.5%,粗蛋白水分利用效率比单播处理提高46.7%和51.3%。 【结论】通过混播和合理施肥能够减少土壤水分无效蒸发、促进土壤贮水有效利用,提高栽培草地产量、品质及水分利用效率,推荐在高寒荒漠草原区有春季灌溉条件的草地使用。研究可为我国高寒干旱、半干旱区栽培草地建设和优良饲草生产提供一定的借鉴。     

人工草地土壤有机碳组分与微生物群落对施氮补水的响应

【目的】人工草地建设是缓解天然草地放牧压力、促进退化草地恢复的有效方式。开展施氮和补水对呼伦贝尔人工草地土壤有机碳(SOC)组成、土壤微生物群落数量和活性变化的研究,以深入认识不同管理方式对人工草地土壤碳截存及其稳定性的影响及调控机制。【方法】在3种人工草地种植模式(紫花苜蓿单播、无芒雀麦单播及苜蓿-无芒雀麦混播)下构建施氮(0、150 kg N·hm^-2·a^-1)和补水(0、60 mm)双因素试验,采集各处理土壤样品,使用SOC物理分组、磷脂脂肪酸(PLFA)分析以及土壤酶活性测定,分析不同水氮处理对SOC组分以及土壤微生物数量、组成和活性的影响,揭示土壤微生物群落组成或活性与SOC组分的耦联关系。【结果】3年的施氮和补水处理显著影响不同土壤有机碳组分的含量。施氮处理整体上增加了苜蓿单播和苜蓿-无芒雀麦混播草地土壤的颗粒态有机碳(POC)含量,但是降低了矿物结合态有机碳(MAOC)的含量,而旱季补水则显著提高了无芒雀麦单播草地土壤粗颗粒态有机碳的含量。施氮和补水对土壤微生物群落数量和组成没有产生显著影响,但是显著影响了4种土壤酶的活性。单施...     

绿肥混播下不同施氮量对水稻产量、土壤碳氮和微生物群落的影响

为探究绿肥混播与氮肥配施对水稻产量、土壤碳氮和微生物群落的影响,明确影响微生物群落结构的主要环境因子,在紫云英与油菜混播的条件下,设置不施氮（CK）、常规施氮（MRN）与减施氮肥常规量20%、40%、60%(MRN1、MRN2、MRN3)共5个处理,测定水稻产量及构成要素、土壤碳组分、土壤氮组分和微生物群落相对丰度,分析碳氮对微生物群落的影响。结果显示：与CK相比,早稻产量增加24.42%～39.23%,晚稻增产19.34%～31.59%,处理MRN1早稻和晚稻的产量最高;与CK相比,MRN1处理的硝态氮、铵态氮、碱解氮含量分别显著高出22.07%、19.05%、11.20%(P<0.05)。土壤可溶性有机碳和易氧化有机碳的含量随施氮减少而增加;土壤硝态氮和碱解氮含量随施氮量的减少而降低。优势细菌是绿弯菌门、变形菌门、酸杆菌门、放线菌门、厚壁菌门;增施氮肥增加了细菌群落的均匀度指数。碱解氮、硝态氮、铵态氮与优势菌群呈负相关关系;微生物量氮、易氧化有机碳、可溶性有机碳与优势菌群呈正相关关系;对细菌群落结构影响最大的环境因子是碱解氮、微生物量氮和可溶性有机碳。以上结果表明,绿肥混播与...     

有机无机肥配施对麦-稻轮作系统土壤微生物学特性的影响

采用盆栽试验研究了不同比例有机无机肥配施对连续4茬麦-稻轮作后土壤微生物学特性的影响。结果表明,与对照相比,单施化肥处理促进了土壤微生物生物量碳、氮和微生物熵的增加,提高了土壤蔗糖酶、蛋白酶、脲酶活性,降低了过氧化氢酶活性,提高了放线菌的数量,但对土壤细菌、真菌数量的影响不明显;有机无机肥配施处理的土壤微生物生物量碳、微生物生物量氮、微生物熵、土壤酶活性及3大类土壤微生物数量显著高于单施化肥及对照处理;土壤微生物生物量碳、微生物生物量氮、微生物熵和3大类微生物数量随着有机肥配施比例的提高而增加,以配施30%有机肥处理的最高;土壤酶活性综合指数以配施20%有机肥处理的最高。可见,化肥配施有机肥特别是配施中高量有机肥更有利于改善土壤微生物学特性,提高土壤生产能力。     

施氮与刈割留茬高度对草场生产力及植物群落组成的影响

【目的】改善打草场土壤养分,提高草地生产力及维持草地可持续利用。【方法】2016—2018年在呼伦贝尔草地农业生态系统实验站打草场设置5个施氮水平(0、10、20、30、40 g·m^-2·a^-1)与2个刈割留茬高度(4、8 cm),裂区试验设计,分别于每年6月中旬和8月中旬进行试验处理,研究其对草地植物群落及功能群的物种丰富度、地上生物量、主要物种组成的重要值、优势种功能性状及土壤理化性质的影响过程。【结果】施氮与刈割留茬高度对群落及功能群的物种丰富度无显著影响(P>0.05)。施氮显著增加禾草功能群及群落的地上生物量(P<0.05),分别提高了72.7%—126.3%、61.6%—96.1%,但施氮量在10—40 g·m^-2·a^-1的各处理间差异不显著(P>0.05),低刈割留茬高度使禾草的地上生物量显著降低了18.3%(P<0.05)。施氮显著增加羊草(Leymus chinensis)的重要值,降低无芒雀麦(Bromus inermis)的重要值(P<0.05)。...     

呼伦贝尔草原蘑菇圈对土壤呼吸作用的影响

【目的】蘑菇圈是草原上常见的生态学景观,蘑菇圈的真菌不仅会影响植物的生长,而且会极大地改变土壤理化性质和微生物群落,从而间接影响土壤呼吸。探究草原蘑菇圈的土壤呼吸作用,为精确估算草地土壤温室气体排放提供科学依据。【方法】采用Li-8100土壤呼吸监测系统,对呼伦贝尔草甸草原蘑菇圈不同位置(圈上、圈内、圈外)的土壤呼吸作用进行监测,并使用探针式电子温度计(CJTP-101)和手持式土壤水分仪测量土壤温度和土壤含水量,同时测定蘑菇圈土壤生物量和土壤养分,探讨它们之间的相关性。【结果】蘑菇圈上的地上生物量为246.2 g·m^-2,显著高于圈内(153.1 g·m^-2)和圈外(132.6 g·m^-2),圈上地上生物量分别为圈内和圈外的1.61倍和1.86倍;蘑菇圈上地下生物量为763.9 g·m^-2,小于圈内(927.4 g·m^-2)和圈外(824.8 g·m^-2),圈上、圈内、圈外地下生物量差异不显著(P>0.05);蘑菇圈上枯落物量为17.9 g·m     

不同利用方式下春秋草地植物群落特征及土壤养分的变化

[目的]对比不同利用方式对草地群落和土壤养分的影响,为制定合理的草地利用方案提供科学依据.[方法]调查确定新源县则克台镇春秋草地不同利用方式,对比分析草地植物群落特征和土壤养分的变化.[结果]放牧利用方式下土壤有机质、碱解氮、有效磷含量高于打草地,其中,划区轮牧和自由放牧草地土壤有机质含量高于分段放牧方式,划区轮牧和分段放牧草地土壤P、K含量高于自由放牧方式.分段放牧和划区轮牧物种数高于自由放牧和打草方式,划区轮牧的地上生物量最高.[结论]放牧利用方式在保持土壤养分、提高草地群落数量特征和生产性能上均高于打草地,划区轮牧是当地适宜的草地生产方式,而分段放牧具有潜在的优势,长期自由放牧则不利于草地可持续发展.     

贵州人工混播草地昆虫群落组成与季节动态变化

为人工混播草地害虫的科学防治提供参考依据,采用网捕和陷阱法研究贵州独山县豆禾混播草地昆虫群落的结构组成及其季节性动态变化规律。结果表明:害虫类亚群落占混播草地昆虫群落的主导地位,4月各类昆虫发生量均较小,7月和8月为害虫和天敌发生高峰期,10月和11月捕食性天敌和寄生性天敌亚群落个体数量趋于0,而害虫类亚群落仍保持较高的个体数量。因此,7月和8月为混播草地害虫防治的重点时期,10月和11月仍需关注害虫发生与危害。     

北京石灰性潮土长期轮作的磷肥合理运筹

以中国农业大学昌平试验站11年肥料试验结果为依据,分析了北京地区潮上在长期轮作条件下,磷肥的施用与作物产量、肥料经济效益、磷肥迭加效应、土壤速效磷变化趋势以及作物对肥料和土壤磷的吸收比例等的关系,据此并结合近期研究进展提出：在冬小麦—夏玉米→春玉米轮作条件下,每年施磷肥（P2O5）112．5kg·hm-2,并作为冬小麦、春玉米基肥,是一个既能获得作物持续高产和肥料高效,又能维持或不断提高土壤供磷能力的优化磷肥运筹方案。     

小麦播量与减氮对潮土微生物量碳氮及土壤酶活性的影响

【目的】以我国黄淮平原粮食主产区潮土为研究对象,通过探讨小麦-玉米轮作体系下,不同小麦播量与减量氮肥下,土壤微生物量碳、氮和酶活性的差异和变化,以了解小麦播量和氮肥对土壤微生物量的影响。【方法】试验设4个处理,分别为：（1）常规播量+常规施氮肥（CK）;（2）增播30%+常规施氮（T1）;（3）增播30%+减氮20%（T2）;（4）常规播量+减氮20%（T3）。2016—2018年3季作物收获后,采取不同土层土壤,测定有机碳（SOC）、全氮（TN）、微生物量碳氮（SMBC、SMBN）及其相关酶活性。【结果】总体上,3季中各处理土壤微生物量碳氮、有机碳、全氮以及3种酶活性均随土壤深度增加而下降。常规施肥处理（CK和T1）的SMBC的含量在2017年的小麦和玉米季0—20 cm土层以及2018年小麦季则0—30 cm基本表现为显著高于减氮处理（T2和T3）,其中T1处理最高为170.89 mg?kg ^-1。SMBN与SMBC表现出类似的趋势,在3季中均以常规施肥处理显著高于减氮处理,其中CK处理的SMBN在3季中0—30 cm土层均表现较高,最高为57.24 mg?kg ^-1。各处理SOC含量的差异在前两季主要集中在0—20 cm土层,而第3季则集中在10—30 cm土层;其中2017年玉米季0—20 cm土层减氮处理的SOC含量显著高于常规施肥处理,以T3处理SOC含量最高,为12.85 g?kg ^-1。2017年小麦季各处理TN含量在0—30 cm土层基本差异不显著;而在2017年玉米季和2018年小麦季的0—20 cm土层均以CK处理TN含量显著高于其他处理,最高为1.57 g?kg ^-1。各处理土壤碳氮比（C/N）在2017年小麦季没有明显规律,而在2017年玉米季和2018年小麦季的0—20 cm土层基本表现为减氮处理的C/N显著高于常规施肥处理。各处理的微生物熵（C_mic/C_org）、微生物量氮/全氮（N_mic/N_total）分别在0.5%—2.5%、2%—6%之间,微生物量碳氮比（C_mic/N_mic）在5﹕1以下。各处理C_mic/C_org除2017年小麦季10—20 cm土层,其他作物季节和土层均表现为常规施肥处理显著高于减氮处理。各处理N_mic/N_total与C_mic/C_org类似,除2017年玉米季的10—20 cm和2018年小麦季处理间N_mic/N_total基本差异不显著,其他季节和土层则表现为常规施肥处理显著高于减氮处理。2017年T1处理的C_mic/N_mic在0—20 cm土层均显著高于其他处理;而在后两季的0—10 cm处理间C_mic/N_mic均差异不显著。土壤脲酶活性在2018年小麦季显示增播处理显著高于常播处理。各处理蔗糖酶活性在玉米季明显高于小麦季,其中在2017年玉米季10—30 cm土层的减氮处理高于常规施肥处理。减氮处理的土壤中性磷酸酶活性在2017年小麦季0—30 cm土层均显著高于常规施肥处理。减氮处理2018年小麦季产量显著高于常规施肥处理,同时提高了地上部氮素积累量,最高达到了322.30 kg?hm ^-2。 【结论】在黄淮平原小麦-玉米轮作区,在供试条件下,减氮处理降低了土壤微生物量和全氮含量,但提高了土壤酶活性和地上部氮素积累量,能增加或维持小麦产量,其中小麦常规播量下减氮20%处理综合效果较好。     

有机肥对羊草草原土壤细菌群落多样性的影响

【目的】以呼伦贝尔天然羊草草原退化打草场为研究对象,揭示不同有机肥处理对土壤养分状况和土壤细菌群落多样性的影响,为羊草草原的改良、恢复及合理利用提供科学依据。【方法】田间试验采用单因素随机区组设计,共7个处理分别为:对照(ck),蚯蚓粪15 t·hm^-2(a1)、30 t·hm^-2(a2)、45 t·hm^-2(a3),菌渣15 t·hm^-2(b1)、30 t·hm^-2(b2)、45 t·hm^-2(b3)。本研究采用Miseq高通量测序技术,分析不同有机肥处理对土壤细菌群落多样性的影响机制。同时结合土壤化学性质,探究不同有机肥处理下细菌群落变化的环境驱动因子。【结果】不同有机肥处理可以改善土壤养分状况并形成明显的细菌群落。a3处理的土壤有效磷含量较对照显著增加37.3%。b3和a3处理土壤有效钾含量较对照显著增加62.99%和40.53%。b3处理下的地上生物量显著高于其他处理(244.11g·m^-2)。此外,施蚯蚓粪和菌渣显著增加了土...     

贵州岩溶山区混播草地昆虫群落的多样性

为提高人工混播草地害虫综合治理水平,采用网捕法和陷阱法对贵州独山县豆禾混播草地昆虫群落多样性的季节性动态变化进行研究。结果表明:混播草地昆虫群落具有较高的多样性和稳定性,其多样性在4—10月均能保持较高水平,11月多样性水平显著降低,需加强对优势害虫种群的防控工作。昆虫群落多样性指数与均匀度指数呈显著正相关,而与优势度指数呈显著负相关;昆虫群落多样性、均匀度和丰富度与温度的变化关系紧密,受降水量影响较小。