柴达木盆地荒漠草地穴状补播牧草研究

在柴达木盆地的荒漠化草地上,选用5种牧草采用人工穴状补播的方法对草地进行了改良。补播当年,巴音河地区因风沙大,播后3天穴即被风沙填平,未成功。怀头他拉地区因降水满足不了补播牧草生长需要,幼苗全部枯死。泽令沟、德农地区牧草出苗较好。补播选用的5种牧草出苗都比较好,出苗率依次为:披碱草>沙蒿>红豆草>柠条>白刺,成苗率依次为沙蒿>白刺>柠条>披碱草>红豆草。根据试验结果,建议在风沙小,降水量在150 mm以上的地区推广人工穴状补播的方法。     

补播对宁夏荒漠草原植物群落及土壤理化性状的影响

研究补播对草地植被和土壤的影响可为退化草地植被建设提供依据。在宁夏荒漠草原,对补播乡土植物3年后的草地、禁牧封育草地的植物组成、植物群落特征、多样性和稳定性、草地0–40 cm土壤水分和理化性质进行了研究,分析了植被变化与土壤性状的关系。结果表明:1)补播草地植物物种数增加,豆科植物和一年生植物比例增加,多年生和半灌木比例降低。2)补播使草地植物丰富度、盖度、高度和地上生物量增加,群落稳定性明显提高(P <0.05),但未改变草地物种多样性、均匀度和优势度。3)土壤表层的水分含量呈补播草地大于封育草地,土壤持水性、毛管孔隙度、总孔隙度、有机质以补播草地较高,速效钾含量在30–40 cm处为补播草地大于封育草地,但土壤全氮和碱解氮处理间无显著差异(P> 0.05)。4)土壤有机碳含量和田间持水量是影响植被特征的最显著因子。研究结果表明,因地制宜进行退化荒漠草原补播,可提高草地生产力,改善草原植物群落及其土壤养分和水分环境。     

不同补播模式对荒漠草原土壤团聚体稳定性的影响

针对宁夏荒漠草原退化生态系统,采用地表深翻处理后补播蒙古冰草+沙生冰草+牛枝子、沙生冰草+牛枝子、蒙古冰草+牛枝子3种模式进行改良,以未补播草地为对照,通过团聚体粒径组成、平均重量直径、几何平均直径、破坏率等指标,研究不同补播模式对宁夏荒漠草原土壤团聚体稳定性的影响。结果表明,0~40cm土层,各补播草地机械稳定性及水稳性团聚体均以<0.25mm微团聚体为主,且随土层加深<0.25mm微团聚体含量逐渐减少,土壤结构趋于稳定;0~20cm浅层土壤,蒙古冰草+沙生冰草+牛枝子补播草地的>0.25mm机械稳定性团聚体含量显著高于未补播草地(P<0.05),不同处理草地之间>0.25mm水稳性团聚体含量、平均重量直径、几何平均直径及破坏率差异不显著。综上,深翻后补播蒙古冰草+沙生冰草+牛枝子可改善荒漠草原0~20cm浅层土壤机械团聚体稳定性。     

补播禾草对退化苜蓿草地生产性能及牧草品质的影响

针对宁夏半干旱区7龄以上苜蓿(Medicago sativa)草地退化导致的牧草产量低、品质差等问题,本试验采用单因素随机区组设计,研究了多年生黑麦草(Lolium perenne)、披碱草(Elymus nutans)、苇状羊茅(Festuca arundi-nacea)、无芒雀麦(Bromus inermis)、鸭...     

补播对退化荒漠草原土壤有机碳及其分布的影响

本研究以未补播（CK）、隔带深翻后补播蒙古冰草（Agropyron mongolicum）（M）、沙生冰草（A. desertorum）（S）及蒙古冰草+沙生冰草（G）的草地为对象,研究不同处理荒漠草原0～40 cm土壤总有机碳在土壤剖面和不同粒级团聚体中的分布。结果表明：不同补播模式草地全土有机碳及团聚体有机碳含量较对照均有所提高,10～20 cm和20～30 cm土层,沙生冰草补播草地显著高于未补播草地（P<0.05）;30～40 cm土层,各补播草地均显著高于未补播草地（P<0.05）。各处理草地土壤有机碳含量随土层的加深逐渐增加,30～40 cm土层均显著高于0～10 cm土层（P<0.05）。不同处理草地各土层团聚体有机碳含量以<0.053 mm粒级最高。随土层加深,大团聚体对土壤有机碳的贡献增大,30～40 cm土层以0.053～0.25 mm和>2 mm粒径较高。总体看,补播有利于退化荒漠草原土壤有机碳的固存,在本研究所做处理中补播沙生冰草对土壤有机碳的增加效果较为明显。     

不同补播配置模式对宁夏荒漠草原土壤有机碳和全氮储量的影响

以不同人工补播配置模式(禾本科牧草混播、豆科牧草混播、禾本科+豆科牧草混播、禾本科牧草+豆科牧草+小灌木混播及封育未补播)为研究对象,研究补播不同牧草配置模式对宁夏荒漠草原土壤有机碳和全氮储量的影响.结果表明:在0～10cm和10～20cm土层间,禾本科牧草混播模式土壤有机碳和全氮含量最高;在20～40cm土层,封育未...     

退化嵩草型高山草地补播豆科牧草的研究

报道了退化嵩草型高山草地补播为４种优良豆科植物对草地牧草生长、地上生物量及地上净最大营养物质生产力的影响。结果表明,补播红豆草、紫花芷蓿和红三叶能正常生长发育,其生长逻辑斯谛曲线,生长拐点出现在水热最大组合的６－７月。红豆草区地上生物量达到４２４７．３３ｋｇ／ｈｍ＾２,与其他试验区地下生物量有极显著差异。红豆草区地下净最大营养生产力最高,粗蛋白、钙和磷分别达到４８０．３７、４５．４５和５．８２ｋｇ     

荒漠草原区柠条林地地面节肢动物功能群对补播牧草和平茬措施的响应

以荒漠草原区25年龄人工柠条林为研究对象,调查了未平茬未补播(对照)、非平茬补播、平茬非补播与平茬兼补播处理柠条林地中地面节肢动物类群数和生物量,结合功能群划分,分析了柠条平茬和林带间补播牧草及其交互作用对柠条林地地面节肢动物功能群分布的影响。结果表明,调查样地共捕获地面节肢动物11目31科34个类群,划分为5种不同营养功能群:植食性、捕食性、腐食性、尸食性和杂食性,其中植食性动物是荒漠草原区人工柠条林地地面节肢动物区系的主要组成部分。非平茬补播处理可以显著增加植食性动物的生物量(P<0.05);平茬非补播处理可以显著增加植食性动物的生物量(P<0.05)、捕食性(P<0.05)和杂食性动物的类群数(P<0.01);平茬兼补播处理显著提高植食性和捕食性动物的生物量(P<0.05)。研究表明,荒漠草原区对柠条林地进行平茬和补播可以丰富地面节肢动物功能群数量和提高食物网的复杂性,有利于促进沙化草地生态系统有效恢复。     

生物炭基磷肥和补播对荒漠草原土壤呼吸的影响

我国90%以上的草地存在不同程度的退化,修复退化草原是当前“双碳”背景下提升草原碳储量的重要途径,探究不同草地修复措施对土壤碳排放的影响十分重要。因此,本研究在内蒙古四子王旗荒漠草原样地设4个处理：对照(CK)、生物炭基磷肥(CB)、补播(CP)和生物炭基磷肥加补播(CPB),于2021年生长季(6月-10月)测量土壤呼吸速率,并测量0-20 cm的土壤物理性质(土壤温度和含水量)和土壤化学性质(土壤有机碳和速效磷含量),同时调查植被地上生物量。结果表明：与对照相比,CP和CPB处理下土壤含水量和土壤呼吸速率分别增加了12%、15%和27%、30%,土壤温度降低了2.5%和4.6%,CB处理提高了土壤化学性质但并未对土壤呼吸产生影响。研究发现,补播和施肥+补播措施能够在短期内促进土壤呼吸。综合植被和土壤的变化情况,生物炭基磷肥对于荒漠草原的修复有促进作用,但施肥和补播措施时,早期要注意控制开沟的规模,尽可能减少对土壤的扰动。     

补播禾草对玛曲高寒沙化草地各经济类群地上生物量的影响

为研究补播禾草对玛曲高寒沙化草地各经济类群地上生物量的影响,于2006年和2007年在甘肃玛曲高寒沙化草地进行了禾草补播试验。结果表明:补播禾草可增加高寒沙化草地草群高度和植被盖度。补播当年,莎草类地上生物量降低,禾草类地上生物量增加。补播第二年,各经济类群地上生物量都增加,禾草类的地上生物量增加最多,占到总生物量的50%左右。其中,中华羊茅(Festuca sinensis)、草地早熟禾(Poa pratensis)和垂穗披碱草(Elymus natans)混播的处理,禾草类和豆科类比对照分别高出34.56%和96.37%,是玛曲高寒沙化草地较好补播处理。补播作为改良天然草场的有效措施,对增加草群高度、覆盖度和提高草地地上生物量具有积极作用。     

地膜覆盖对高寒地区燕麦＋豌豆人工草地土壤温度和水分的影响

通过对高寒牧区燕麦＋豌 工草地在地膜覆盖条件下不同时间、不同层次土壤温度和土壤水分的连续观测,得出结论,高寒牧区人工草地地膜覆盖不仅可增加前期的土壤温度和地温积温、而且对增加土壤浅层的温度效果明显。同时,地膜覆盖后土壤浅层的含水量和保墒能力显著大于露睦对照,在降水量低较时差距更加明显,地膜覆盖后地温的增加与太阳辐射呈正相关。地膜覆盖有效地缓解了５月、６月间水温不同期的矛盾。     

不同覆膜时期对宁南山区土壤水热环境及马铃薯产量的影响

在宁南山区雨养条件下,以马铃薯庄薯3号为试验材料,研究了裸地平种、播前覆膜、早春覆膜、秋覆膜处理下2013-2015年间马铃薯产量及其全生育期土壤温度、土壤贮水量的差异。结果表明:与裸地平种相比,不同覆膜时期下尤其是秋覆膜可增加马铃薯地土壤表层温度,增加幅度可高达1.0 ℃。秋覆膜处理增加了早春时期土壤温度、降低马铃薯苗期土壤日温差。不同覆膜时期尤其是秋覆膜处理下马铃薯苗期土壤贮水量增加41.5 mm,马铃薯块茎膨大期后20~60 cm土层土壤水分消耗增加;且在平水年和欠水年不同覆膜时期对土壤水分的调控作用更为明显。秋覆膜处理下马铃薯产量可达34543 kg/hm²,增产40.8%。土壤水分利用效率达到77.5 kg/(hm²·mm),增加23.5%。相关性分析发现马铃薯产量与早春时期土壤温度、土壤贮水量显著(P<0.05)正相关,与马铃薯播种时期土壤温度显著负相关。综上,秋覆膜可通过提高早春时期土壤温度、土壤贮水量,促进马铃薯块茎膨大期后土壤耗水量来增加马铃薯产量,秋覆膜是本研究区马铃薯获得高产的最佳覆膜时期。     

施用有机物料对沙化土壤碳氮含量、酶活性及紫花苜蓿生物量的影响

为探讨施用有机物料对宁夏沙化土壤的改良效果,以当地易得的杨树(Populus alba var.pyramidalis)枝条、玉米(Zea mays)秸秆、牛粪为原料,通过桶栽方法研究了有机物料单施和配施对宁夏沙化土壤碳氮含量、酶活性及紫花苜蓿生物量的影响。结果表明,与无添加对照相比,单施和配施有机物料(除牛粪外)均使土壤的碳、氮组分含量(除无机氮外)有不同程度的增加;单施牛粪处理增加了土壤的无机氮,土壤有机碳、易氧化有机碳、全氮和水解氮含量均最高,但是土壤C/N(有机碳/全氮)及微生物C/N(土壤微生物生物量C/微生物生物量N)较低;杨树枝条+玉米秸秆+牛粪配施处理的土壤微生物生物量碳和微生物生物量氮含量,土壤酶活性(纤维素酶、过氧化氢酶、蔗糖酶、磷酸酶、脲酶)以及紫花苜蓿(Medicago sativa)生物量(是对照的3.33倍)最高,而单施牛粪却出现抑制紫花苜蓿生长的现象。土壤肥力水平综合得分显示,杨树枝条+玉米秸秆+牛粪处理对土壤肥力水平的提高效果最佳。该研究为宁夏及其它类似地区沙化土壤改良提供了参考的依据。     

不同覆盖材料和方式对旱地春小麦产量及土壤水温环境的影响

在西北半干旱雨养条件下,研究了不同覆盖材料、覆盖方式对春小麦土壤水分、土壤温度、产量及重要农艺指标的影响。试验以无覆盖栽培为对照(CK),设置了秸秆覆盖及地膜覆盖(平作全地面覆膜、微垄全地面覆膜、大垄半覆膜),共8个覆盖处理。结果表明:处理间土壤水分、土壤温度、产量等都存在显著差异;各覆盖处理均较CK显著增产7.6%~44.9%,其中以微垄全地面覆膜增产最显著,处理间单位面积穗数的差异是引起产量差异的主要结构因素;与CK相比,全生育期0~200 cm土壤水分含量各覆盖处理均高于CK 0.3%~1.7%,其中以平作黑膜全覆盖(B₂)和微垄白膜全覆盖(C₁)最高;比较全生育期025 cm土壤平均温度差异,除小麦秸秆覆盖(A₁)和大垄黑膜半覆盖(D₂)较CK分别降低1.4和0.9℃外,其他6个覆盖处理较CK提高0.3~1.8℃,其中以平作白膜全覆盖(B₁)增温幅度最大;但进一步分时期、分土层比较发现,各覆盖处理在不同生育时期和土层,基本出现较CK增墒与降墒、增温与降温的双重效应。各处里增墒点次比例为54.2%~83.3%,相应降墒点次比例为16.7%~45.8%,时期上,增墒效应以开花期和灌浆期最明显、降墒效应以孕穗期最明显;土层上,增墒效应以20~40 cm土层最明显、而降墒效应以60~90 cm土层最明显。各处理较CK增温的点次比例为4%~100%,时期上,覆盖增温效果以灌浆期最明显,降温效果以均分蘖期和开花期最高;从土层来看,以土壤25 cm处增温幅度最高。     

遮荫对冷季型混播草坪土壤呼吸速率、温度及生物量的影响

以草地早熟禾、多年生黑麦草和高羊茅组成的冷季型混播草坪为研究对象,测定了树冠遮荫41%和全光照下的草坪的土壤呼吸速率、叶绿素和地上生物量等指标。试验结果表明：（1）遮荫下混播草坪在白天的土壤呼吸速率低于光照充足下的草坪,尤其在14∶00时有着显著差异（P〈0.05）;（2）从土壤温度和土壤水分的日变化分析,遮荫降低了混播草坪的土壤温度,到14∶00以后与全光照处理趋于一致;土壤水分含量的变化呈先降低,后升高的趋势,从8∶00～12∶00,遮荫下的土壤水分含量均高于全光照混播草坪;（3）全光照下草坪的土壤呼吸速率与土壤水分含量存在显著的正相关,但遮荫下二者的相关性不显著;（4）遮荫显著地提高了草坪草的叶绿素a、b及整个叶绿素含量,降低了地上部生物量。     

氮添加对退化高寒草地土壤微生物量碳氮的影响

若尔盖高寒草地生态系统脆弱,对环境因子的改变响应敏感。本试验以若尔盖高寒退化草地为研究对象,在2015-2016年每年返青期,以尿素作为氮源在野外开展控制试验,4个氮处理分别为CK(0g·m^-2·a^-1)、N5(5g·m^-2·a^-1)、N10(10g·m^-2·a^-1)、N20(20g·m^-2·a^-1),分析了氮添加下4个不同退化程度的高寒草地土壤微生物量碳氮以及土壤理化性质的变化规律,探讨若尔盖高寒草地对氮添加的响应机制,旨在为脆弱生境草地的治理与恢复提供参考。结果表明,不同退化草地的土壤微生物量碳氮对氮添加的敏感性随退化程度加剧而逐渐降低。氮浓度20g·m^-2·a^-1处理下土壤微生物量碳氮含量变化趋势发生显著变化:轻度退化草地>未退化草地>中度草地>重度退化草地。相关分析表明,土壤微生物量碳氮与速效磷、硝态氮、全氮、全磷、有机碳具有显著正相关,可在一定程度上表征土壤养分状况。氮添加下,土壤微生物量碳氮与土壤理化性质的相关关系发生变化,尤其在N20处理下土壤微生物量碳、氮与其他理化因子间无显著相关关系,需要进一步从土壤微生物对土壤养分的吸收利用方面解释其原因。氮浓度变化显著改变土壤微生物C/N:CK重度退化草地的土壤微生物量碳氮比显著高于其他3个退化样地。N5和N10条件下不同退化草地土壤微生物C/N无显著差异,而N20处理下未退化草地土壤微生物C/N与CK比显著提高33.7%,而重度退化草地与CK比下降了62.5%,说明氮添加在一定程度上对土壤微生物的组成和群落结构产生了影响。     

氮添加对内蒙古不同草原生物量及土壤碳氮变化特征的影响

以内蒙古草甸草原、典型草原、荒漠草原3种草原实验区草地植物群落为研究对象, 设置7种氮添加梯度, 分别为CK（0 g N·m^-2·a^-1）、N₁（5 g N·m^-2·a^-1）、N₂（10 g N·m^-2·a^-1）、N₃（15 g N·m^-2·a^-1）、N₄（20 g N·m^-2·a^-1）、N₅（25 g N·m^-2·a^-1）、N₆（30 g N·m^-2·a^-1）,应用单因素方差分析（One-way ANOVA）方法研究不同浓度梯度氮添加下不同草原类型区植被生物量、土壤碳氮差异及其影响因素。结果表明：1）氮添加并未对3种草原类型地下生物量产生显著影响（P>0.05）,但显著提高了草甸草原和荒漠草原地上生物量（P<0.05）,且本研究初步判断在N₃添加时接近饱和阈值, 整体上氮添加使内蒙古草原总生物量平均增加了29.66%,较干旱的荒漠草原对氮添加的响应较为明显。施氮肥使草甸草原的根冠比显著降低（P<0.05）,典型草原根冠比在N₃处理下显著增加（P<0.05）,但对荒漠草原影响不显著（P>0.05）。2）选择不同土层（0~10 cm、10~30 cm）分析氮添加对3种草地类型土壤有机碳、全氮含量的影响, 结果显示氮添加对草甸草原土壤碳氮含量没有显著影响（P>0.05）,对典型草原和荒漠草原土壤碳氮含量存在显著影响（P<0.05）,且0~10 cm土层对施氮的响应更明显。3）施氮条件下地上生物量与土壤C/N、年均降水显著相关（P<0.01）,地下生物量、总生物量均与土壤全氮含量、有机碳含量、土壤C/N、年均温、年均降水显著相关（P<0.01）。总的来说,不同类型的草地生态系统生物量及土壤碳氮含量对施肥的响应存在差异,这意味着草地恢复与管理过程中需要对养分的添加作用进行考虑。     

温度和湿度对内蒙古草原 土壤氮矿化的影响

本研究对内蒙古克氏针茅(Stipa krylovii)草原土样进行不同温湿度梯度下的室内培养试验, 温度梯度分别为9、14、22、30和40 ℃, 湿度梯度为13%、26%、39%、52%和66%体积含水量(Volumetric Water Content, VWC)。研究结果表明, 土壤氮矿化量和净氮矿化速率与培养温度均极显著相关(P0.01);不同培养温度下, 土壤氮矿化量差异不显著(P0.05);培养前期和中期不同温度下土壤净氮矿化速率差异显著(P0.05)。土壤氮矿化量和净氮矿化速率均值与湿度呈二项式关系, 52%~66% VWC内氮矿化量和矿化速率显著下降(P0.01);除培养后期外, 其他时期不同湿度条件间, 净矿化速率差异均显著(P0.05)。温度和湿度对土壤氮矿化作用存在显著互作(P0.01), 培养后期环境胁迫引起氮固持作用增强, 导致净氮矿化速率对温湿度的交互作用无显著响应。     

全膜双垄沟播玉米土壤含水率和温度及杂草去除效应

为了明确黑色地膜对全膜双垄沟播玉米土壤含水率、温度和杂草去除效应及玉米主要性状的影响,采用田间试验,研究了黑色地膜对全膜双垄沟播土壤含水率和温度及玉米主要经济性状的变化规律。结果表明,黑色地膜有提高土壤含水率的作用,不同土层含水率表现为80~100 cm>60~80 cm>0~20 cm>40~60 cm>20~40 cm;黑色和白色地膜覆盖下,各土层土壤含水率均呈单峰型消长动态,但黑膜的波动幅度均小于白膜。黑色地膜有降低土壤温度的作用,不同土层温度表现为10 cm>5 cm>15 cm>20 cm>25 cm;黑色和白色地膜覆盖下,各土层土壤温度均呈抛物线型消长动态,但黑膜的波动幅度均大于白色地膜。与白色地膜相比,全膜双垄沟玉米田覆盖的黑色地膜对阔叶杂草和禾本科杂草的株防效和鲜质量防效均达97%和99%以上,对玉米出苗率、成穗率、穗长、穗粗、秃顶等性状无明显影响,但对玉米株高、株高整齐度、生育期、产量有影响。黑色地膜不仅有助于提高土壤含水率、降低土壤温度和防除田间杂草,还对玉米的部分农艺性状有影响。     

几种生态因子对红砂和霸王种子萌发与幼苗生长的影响

自然条件下进行了土壤温度、水分、播深及覆沙地境对红砂和霸王种子萌发与幼苗生长的效应研究,结果显示,模拟阵雨期(人工洒水)覆沙和未覆沙试验小区白天播种层土壤温度均较高,尤其中午(14:00)覆沙小区1和4 cm播种层土壤温度平均值分别高达43.2和37.3℃,未覆沙小区分别高达38.0和33.6℃.高温引发种子次生休眠是该期红砂和霸王种子不能萌发的主要原因.而且播种层土壤含水量日内下降十分明显,其中覆沙和未覆沙小区1 cm土层平均土壤含水量下降至0.11%和2.62%,也会引发种子产生次生休眠,成为红砂和霸王种子不能萌发的另一原因.自然连续降水期2种试验小区播种层平均土壤温度适宜,播种层土壤含水量高而稳定,满足了红砂和霸王种子萌发的适宜温度和较高水势的条件.因此,在干旱荒漠区进行荒漠草地的人工辅助建植,需要依靠连续性降水过程.自然条件下霸王发芽率最高的播深处理在覆沙小区为2 cm、未覆沙小区为1 cm;在2种试验小区内霸王幼苗生物量最大的播深处理均为2和3 cm.覆沙较未覆沙地境有利于霸王种子萌发和幼苗的生长.播种当年霸王地上生物量为红砂的75～117倍.