施肥对割草地羊草功能性状和化学计量学的影响

本研究以羊草（Leymus chinensis）为研究对象,测定羊草植物功能性状、营养元素和化学计量等多个指标,进行多角度综合系统的研究,阐释羊草割草地羊草种群对不同改良措施的响应特点及变化规律。运用单、双因素方差分析、相关分析和主成分分析方法对相关指标进行统计分析。结果表明：大多数羊草功能性状对施肥处理较为敏感,但随着施肥年份增加,部分指标敏感程度减弱;高浓度（N 10.5 g·m^-2+P 5.1 g·m^-2）施肥处理显著增加了株高和茎长,茎长成为羊草株高增长的主要因素;高浓度（N 10.5 g·m^-2+P 5.1 g·m^-2）施肥处理有利于羊草种群地上生物量的增加;羊草氮含量随着施肥年份增加逐渐增加,羊草氮含量与羊草C：N存在高度负相关,施肥（N 10.5 g·m^-2+P 5.1 g·m^-2）处理下羊草叶片和茎的C：N,羊草个体和叶片C：P最低。     

内蒙古不同类型草地土壤氮矿化及其温度敏感性

土壤氮矿化(Nitrogen mineralization)是土壤氮循环的重要环节,对土壤氮素供应以及植物生产力的维持具有十分重要的意义。沿中国东北草地样带(Northeastern China Transect, NECT)分别在典型草地、过渡草地及荒漠草地设置了3个实验样地,利用不同温度(5、10、15、20 ℃和25 ℃)和不同水分(30%、60%和90%土壤饱和含水量,Saturated soil moisture, SSM)的室内培养途径,探讨了不同类型草地的土壤氮矿化速率、土壤氮矿化的温度敏感性(Q₁₀)及其主要影响因素。实验结果表明:从典型草地至荒漠草地,土壤全碳、全氮、全磷、微生物生物量碳氮含量均表现为逐渐下降的趋势;类似地,土壤净氮矿化速率、硝化速率也逐渐降低。在20 ℃和60% SSM时,土壤净氮矿化速率表现为典型草地 (0.715 mg N kg^-1 d^-1) > 过渡草地 (0.507 mg N kg^-1 d^-1) > 荒漠草地 (0.134 mg N kg^-1 d^-1);相反,温度敏感性却逐渐升高,温度敏感性与基质质量指数呈负相关。草地类型和水分对于土壤净氮矿化速率、硝化速率具有显著影响,且二者间具有显著的交互效应。包含温度和水分的双因素模型可很好地拟合土壤氮矿化速率的变化趋势(P < 0.0001),二者可共同解释土壤硝化速率92%-96%的变异。土壤氮矿化沿着草地演替呈现出很好的空间格局、并与温度和水分具有密切关系,为解释内蒙古草地空间分布格局提供了理论基础。     

氮、磷、钾不同施肥配比对土壤养分的影响

以内蒙古呼伦贝尔贝加尔针茅草甸草原为研究对象,采用正交实验设计,研究了不同水平的氮(N)、磷(P)、钾(K)配施对该地区土壤养分的影响。结果表明:土壤速效氮和速效磷含量对施肥的影响比较敏感,氮素添加会显著增加土壤速效磷含量(P0.05);土壤全氮和全碳含量在氮肥(183kg·hm~(-2))+磷肥(350kg·hm~(-2))+钾肥(28kg·hm~(-2))处理下(N_3P_3K_2)显著高于对照和其它施肥小区(P0.05),NPK配施土壤全钾含量显著高于NP配施(P0.05),因此,综合施肥后土壤养分含量变化,对呼伦贝尔贝加尔针茅草甸草原进行配方施肥时应保持N肥、P肥用量,减少K肥用量。     

围封对内蒙古大针茅草地土壤碳矿化及其激发效应的影响

土壤呼吸及其控制机理是全球变化研究的重点之一,其中土壤呼吸的温度敏感性和激发效应是近年来的研究热点.以长期围封的大针茅草地(Fenced grassland,FG)和自由放牧草地(Grazing grassland,GG)为对象,通过不同温度(5、10、15、20、25℃和30℃)和添加混合凋落物的室内培养途径,探讨了长期围封对草地碳矿化(或土壤微生物呼吸)的温度敏感性和激发效应的影响.实验结果表明:在培养42 d内,长期围封的大针茅草地的土壤碳矿化累积量高于自由放牧草地;土壤碳矿化量随温度的升高而升高,围封对大针茅草地土壤碳矿化的温度敏感性的影响不显著,Q10值介于1.1-1.9之间.添加混合凋落物使土壤碳矿化表现出了明显的激发效应,且自由放牧草地的激发效应高于长期封育草地;在培养的前7d,土壤激发效应随着培养温度升高而增强,激发效应最高值达6.38;但在整个培养期(42 d)土壤激发效应15℃为最大.从长远角度看,中间温度更有利于土壤激发效应以及土壤碳矿化.在相同的有机物质输入状况下,长期围封大针茅草地的激发效应更低,可能是大针茅草地在长期围封状况下仍然具有碳固持效应的重要机制之一.     

复合微生物肥料对羊草草原植物群落物种多样性和生物量的影响

为了解草原植物群落物种多样性和植物地上生物量对施加复合微生物肥料的响应,在内蒙古呼伦贝尔羊草草原,分别设置对照(CK)、单施腐殖酸复合微生物肥料(F)、蜜糖发酵复合微生物肥料(T)、海藻酸复合微生物肥料(H)、3种复合微生物肥料混合施入(F+T+H)、腐殖酸加菌剂复合微生物肥料(F+J)和海藻酸加菌剂复合微生物肥料(H+J)7个处理,研究复合微生物肥料对草原群落植物物种多样性和植物地上生物量的影响。结果表明:(1)与对照组相比,2014-2016年施加F、H植物群落特征无明显变化,施加F+T+H植物群落密度分别增加了26.72%、17.94%、34.64%,地上生物量分别增加了7.18%、49.97%、47.64%,其他施肥处理群落特征各年变化不同;(2)2014-2016年施加F植物群落主要物种的重要值无明显变化,施加 T、H、F+T+H、H+J禾本科、豆科植物重要值增加,根茎型禾草(羊草等)对复合微生物肥料添加的响应显著高于丛生型禾草和莲座型菊科植物等草类;(3)2014-2016年施加F, Margalef指数分别比对照组减小了16.40%、5.22%、37.22%,施加H各指数无明显变化,施加F+T+H, Margalef指数、Shannon-Wiener指数、Pielou指数均增加;2014和2015年施加H+J 的Pielou指数分别比对照组增高了7.62%、8.70%。上述结果说明,施加复合微生物肥料对羊草草原植物群落物种多样性和植物地上生物量有显著的影响,其中F+T+H植物群落物种多样性和植物地上生物量显著增加,此外还应充分考虑施肥年降水量,从而实现对草地资源的合理修复。     

施肥对割草场土壤养分和化学计量学的影响

长期连年刈割导致草地生态系统物质循环被打破,养分的输入与输出失去平衡,造成土壤贫瘠。以呼伦贝尔羊草草甸草原天然割草地为研究对象,研究不同施肥处理对羊草割草地土壤养分和化学计量学的变化规律,探求施肥对退化羊草割草地改良效果的最优方案,为退化草地的恢复和改良提供理论指导。研究结果表明,随着施肥年份的增加,土壤全碳、全钾含量逐年递减,土壤速效氮和有效磷逐年递增。高浓度施肥处理有利于增加0～10 cm土层土壤全氮和20～30 cm土层土壤全钾含量(P<0.05),而低浓度化肥处理下0～10 cm土层土壤全碳和全磷含量、10～20 cm土层土壤全碳、20～30 cm土层土壤全氮和全磷含量最高;中浓度施肥和高浓度施肥处理显著增加0～10 cm土层土壤有效磷含量,而低浓度施肥处理对10～20和20～30 cm土层土壤有效磷含量有显著增加作用(P<0.05);随着施肥年份的增加,不同土层土壤C∶N逐年显著降低,2017年不同土层土壤C∶N最低,其中高浓度施肥处理下土壤C∶N显著低于对照处理(P<0.05);土壤C∶P逐年显著降低,其中2016年0～10 cm土层土壤C∶P显著低于其他年份(P<0.05);土壤N∶P年份变化相对平稳,施肥后期0～10和20～30 cm土层土壤N∶P显著低于第一年(P<0.05)。施肥以补充土壤中限制性元素含量而影响土壤和植物的化学计量学特征,并且确定植被的最适化学计量比值和判定其限制元素类型。高浓度施肥处理(N 10.5 g·m-2+P 5.1 g·m-2)有利于降低土壤C∶N,同时氮素仍是限制本地区植物生长的一个主要因素。     

切根与施有机肥对羊草草甸草原打草场地上生物量与土壤养分的影响

本试验以呼伦贝尔羊草(Leymus chinensis)草甸草原天然打草场为研究对象，设置五种处理：对照(CK)，切根(Q)，切根+低水平有机肥(QO1)，切根+中水平有机肥(QO2)和切根+高水平有机肥(QO3)，分析不同处理对天然打草场地上生物量与土壤养分的影响，为退化草地的恢复和改良提供参考和理论依据。结果表明：随着施肥水平的增加，草原植被地上生物量呈现显著上升趋势；群落及羊草的地上生物量的单位增加量和总收入随着施肥水平的增加而增加；切根+中水平有机肥处理对土壤有机碳含量、pH值、全氮含量、速效磷含量的影响最显著(P < 0.05)；土壤有机碳含量、土壤速效磷含量与群落地上生物量呈极显著正相关关系(P < 0.01)，土壤全氮含量与群落地上生物量呈显著正相关关系(P < 0.05)。