全 文 ：第 37卷第 3期
2006年 6月 　　　　　　　　　　　　
土　壤　通　报
ChineseJournalofSoilScience　　　　　　　　　　　　　　
Vol.37, No.3
Jun., 2006
黑河流域灰棕荒漠土种植耐旱牧草
小冠花改土培肥效果的研究
王　进a,金自学b
(河西学院 a.农业资源与环境科学系;b.河西生态研究所 , 甘肃张掖　 734000)
　　摘　要:在黑河流域的灰棕荒漠土上种植了耐旱牧草小冠花改土培肥效果明显 , 3年生小冠花与 CK比较 , 0 ～ 20cm土
层中自然含水量增加 73.93gkg-1、土壤贮水量增加 67.17m3 hm-2 、 >0.25mm团粒结构增加 12.16%、总孔度增加 10.94%、
土壤容重降低 0.29gcm-3;pH由 8.15降到 7.83, 全盐含量降低 1.72gkg-1 , 脱盐率达到 58.70%;土壤有机质增加 3.01
gkg-1、速效 N、P、K分别增加 20.9mgkg-1 、5.7 mgkg-1、11.3 mgkg-1 , CEC增加 7.0 cmolkg-1。 3年生小冠花平均株高
85.4cm,单株鲜重 1074.2g,单株干重 343.8g,鲜草产量 72.5thm-2 ,干草产量 23.2thm-2 , 产值 0.93万元 hm-2。
关　键　词:灰棕荒漠土;小冠花;改土培肥
中图分类号:S158　　　文献标识码:A　　　文章编号:0564-3945(2006)03-0487-03
　　黑河流域发源于青藏高原的陶莱山分水岭 , 出山
总流量 3.87×1010m3 ,流经青海 、甘肃 、内蒙古 3个省 、
区及辖境的 10个县(市 、旗),全长 821km。主要河流
是:黑河 、马营河 、洪水河 、山丹河 、大都麻河 、酥油口河 、
梨园河 、摆浪河和童子坝河等 27条河流。土地总面积
1.43×105km2 [ 1] ,海拔由 1200m抬高到 5600m,年降水
量 99mm～ 495mm,年蒸发量 1650mm～ 2352mm,全年日
照时数 2600h～ 3200h, 无霜期 110 ～ 170d,灾害性天气
主要是干旱 、霜冻 、大风 、干热风 、扬沙浮尘和沙尘暴。
流域内分布着 1.06×105hm2的灰棕荒漠土 ,它是在漠
境生物气候条件下发育的地带性土壤 ,地表生长着稀疏
的旱生 、超旱生植被 ,植被覆盖度 <15%,生物成土作用
微弱 ,土壤干燥 、板结 、沙化 、瘠薄 ,肥力水平很低 ,是河
西走廊的低产土壤[ 2] 。在这些土壤上虽不能种植农作
物 ,但已具备了耐旱牧草小冠花生长发育的土壤 、光照 、
水分 、热量等环境条件 ,非常适应于耐旱小冠花牧草的
生长发育[ 3] 。为了科学合理的利用黑河流域荒漠化土
地 、光照 、水资源 ,拓宽自然界栽培领域 ,增加荒漠化区
域地表覆盖度 ,减轻沙尘暴对人类的危害 ,提高资源利
用率 ,笔者于 2001 ～ 2003年进行了黑河流域灰棕荒漠
土种植耐旱牧草小冠花改土培肥效果的研究工作 ,现将
研究结果分述如下。
1　试验材料与方法
1.1　试验材料
1.1.1　供试土壤　灰棕荒漠土 ,耕层 0 ～ 20cm土层
有机质含量 6.48gkg-1 , 碱解 N26.8mgkg-1 ,速效
P2O5 3.4mgkg-1 ,速效 K2O124.0mgkg-1 ,全盐 2.93
gkg-1 , pH8.15, CEC8.76cmolkg-1 , 土壤容重 1.44
gcm-3 ,总孔度 45.66%,质地为轻壤质土 ,土层厚度
96cm。成土母质是洪积物。植被覆盖度 15%,植被种
类:珍珠猪毛菜 (Salsolapaserinabre)、沙生针茅
(Stipaglareose)、木本猪毛菜 (Salsdaarbuscula)、泡泡
刺 (Nitraiasphaerocarpa)、刺 叶 柄 棘 豆 (Oxytropis
aciphyla)、唐古拉白刺 (Nitrariatangutorum)、黑柴
(Sympegmaregeli)、梭梭 (Haloxylonammodendrom)、
膜果 麻黄 (Ephedraprzewalski)、骆驼 刺 (Alhagi
sparifolia)、琵琶柴 (Reaumuriasoongorica)、柴菀木
(Asterothamnuscentraliasiaticus)、沙 生 针茅 (Stipa
glareose)、苦豆子 (Sophoraalopecuroides)、芨芨草
(Achnatherumspledens)。
1.1.2　参试植物与地点　参试植物为多变小冠花
(CoronilavariaL),由东北农业科技公司提供 ,系豆科
多年生草本植物 ,千粒重 4.10g,发芽率 85%。抗旱 、
耐寒 、耐瘠薄 ,根系粗壮 ,侧根发达 ,横向走串 ,固土保
水能力很强 ,是很好的水土保持植物 [ 3] 。小冠花茎叶
繁茂而幼嫩 ,是反刍家畜优质牧草 ,可青贮 、调制干草
和草粉 。营养丰富 ,其营养成分与紫花目蓿相媲美 ,初
花期茎叶含粗蛋白 22.40%,粗脂肪 1.84%,粗纤维
32.38%,无氮浸出物 34.08%,粗灰分 9.66%。试验
地点:甘肃省张掖市甘州区老寺庙农场 ,东径 100°28′,
收稿日期:2005-02-17;修订日期:2005-06-08
基金项目:国家自然科学基金重点项目子课题———黑河流域生态恢复问题的研究(项目号 40235053)
作者简介:王　进(1974-),男 ,甘肃甘州区人 ,讲师 ,农学士 ,研究方向:农业资源与环境。
北纬 38°56′,海拔高度 1485m,年均温 7.2℃, >10℃积
温 3010℃,年均降水量 106 mm,年均蒸发量 1950mm,
无霜期 150 ～ 160d。
1.2　试验方法
1.2.1　试验处理　试验设灰棕荒漠土荒滩为对照
(CK)和种植小冠花 1、2、3年共 4个处理。 3次重复 ,
随机区组排列 ,小区面积 48m2(8×6),播种时间:2003
年 、2002年 、2001年 5月 10日 ,播种方法;种子直接穴
播 ,株距 30cm,行距 50cm,播种深度 2cm, 播种量 9
kghm-2 ,播种前施用厩肥 60thm-2 , NH4H2PO4 0.15
thm-2 ,全部做基肥施入 0 ～ 20cm耕作层。分别在苗
期 、分枝期 、初花期各灌水 1次 , 4个处理灌水量均相
等 ,每次灌水 980m3 hm-2。在分枝期结合灌水追施
NH4H2PO4 0.30thm-2。取土时间为初花期 ,取土深度
0 ～ 20cm。
1.2.2　测定项目及方法[ 4, 5] 　土壤容重(环刀法)、总孔
度(计算法)、自然含水量(烘干法)、 >0.25mm团粒结
构(约尔得法)、全盐(电导法 , 水:土 =5:1)、pH(酸度
计法 ,水提)、土壤有机质(重铬酸钾法)、碱解 N(扩散
法)、速效 P(碳酸氢钠浸提 -钼锑抗比色法)、速效 K
(火焰光度计法)。资料统计方法:多重比较 , LSR检验。
2　结果与分析
2.1　对土壤物理性质的影响
在灰棕荒漠土上种植小冠花后 ,土壤容重略有下
降 ,总孔度有所增大。与 CK比较 , 2年和 3年生小冠
花耕层土壤总孔度分别增加 3.77%和 10.94%,容重
分别降低 0.10gcm-3和 0.29gcm-3。土壤容重下降 ,
总孔度增大 ,有效的改善了土壤通透性能 ,为小冠花根
系生长发育创造了良好的土壤环境条件。随着小冠花
种植年限的延长 ,地上部分覆盖度逐渐增大 ,有效的降
低了土壤水分蒸发 , 0 ～ 20cm土层中水分含量有所增
加 。据 2003年 7月 16日 4个处理灌水后第 3天测定
结果表明 , 2年生和 3年生小冠花与 CK比较 ,耕层自
然含水量分别增加 35.83gkg-1和 73.93gkg-1 ,土壤
贮水量分别增加 63.31m3 hm-2和 67.17m3 hm-2。小
冠花根系粗状 ,侧根发达 , 横向走串 ,密布成网 ,根系
在生长过程中对土壤产生挤压 、分割作用 ,使土粒团
聚 。加之种植小冠花时施入了有机肥料 , 增加了有机
物的来源 ,有机物质在分解过程中形成了腐殖质 ,是团
表 1　小冠花对土壤物理性状的影响
Table1　Theefectoflittlecrestfloweronsoilphysicalproperties
种植年限
Planttime
limit
(a)
自然含水量
Naturemoisturecontent
(gkg-1)
贮水量
Waterstoragecapability
(m3 hm-2)
土壤容重
Soilbulkdensity
(gcm-3)
总孔度
Total
porosity
(%)
>0.25mm团粒 结构
Granularstructure(%)
3 245.46aA 588.89aA 1.15aA 56.60 aA 42.68aA
2 207.36bB 585.03bB 1.34bAB 49.43 bcBC 36.27bB
1 175.13cdCD 522.15cdCD 1.42cdCD 46.42 cdCD 30.82cdCD
CK 171.53dD 521.72dD 1.44dD 45.66 dD 30.52dD
注:英语大写字母为 LSR0.01 ,小写字母为 LSR0.05显著差异水平(表 2、 3同)
Note:EnglishblockletersisLSR0.01 , thecharacterofsmalleterisLSR0.05 apparentlydiscrepancylevels(Table2, and3with)
粒结构良好的胶结物质 , 对土壤团粒结构形成具有重
要的意义。与 CK比较 ,种植小冠花 2年 ～ 3年后 , 0 ～
20cm土层中 >0.25mm团粒结构分别增加 5.74%和
12.16%。不同处理间的差异显著性经 LSR检验达到
显著和极显著水平(表 1)。
2.2　对土壤化学性质和养分的影响
在灰棕荒漠土上种植小冠花 3年后 ,地表覆盖度达
到 95%以上 ,有效地降低了土壤水分蒸发 ,抑制了土壤
返盐 。各处理较试前土壤 pH值 、全盐都有所降低 。与
CK比较 , 3年生小冠花 0 ～ 20cm土层中全盐降低 1.72
gkg-1 ,脱盐率达到 58.70%, pH由 8.15降到 7.83。而
1年生和 2年生小冠花脱盐率仅为 1.37% ～ 16.04%,说
明土壤可溶性盐降低是一个长期的过程 ,种植小冠花使
土壤脱盐一般都在 3年以上(表 2)。
灰棕荒漠土由于植被覆盖度小 ,肥力水平低 ,是一
种低产土壤 。种植小冠花后 ,由于地上部分枯枝落叶
进入土壤 ,加之种植小冠花前施用有机肥料 ,在分枝期
结合灌水追施 NH4H2PO4 ,增加了有机和无机营养 ,对
灰棕荒漠土改土培肥具有重要的意义 。随着小冠花种
植年限延长 ,土壤有机质 、速效 N、P、K含量都在逐渐
增加。据表 2资料分析 , 2年 ～ 3年生小冠花与 CK比
较 , 0 ～ 20cm土层中有机质含量增加 2.16gkg-1和
3.01gkg-1;碱解 N增加 9.8mgkg-1和 20.8mgkg-1;
速效 P增加 3.7mgkg-1和 5.6mgkg-1;速效 K增加
5.2mgkg-1和 11.3mgkg-1;CEC增加 3.64 cmolkg-1
和 6.97 cmolkg-1。不同处理间的差异显著性经 LSR
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检验达到显著和极显著水平(表 2)。
表 2　小冠花对土壤化学性质的影响
Table2　Theefectoflittlecrestfloweronsoilchemicalporoperties
种植年限
Plant
timelimit
(a)
全盐
Totalsalt
(gkg-1)
脱盐率
Desaliniza
tionratio
(%)
pH
pH
value
有机质
Organic
mater
(gkg-1)
碱解 N
HydronN
(mgkg-1)
速效 P
AvilableP
(mgkg-1)
速效 K
AvilableK
(mgkg-1)
CEC
(cmolkg-1)
3 1.21aA 58.70 7.83aA 9.49aA 47.6aA 9.0aA 135.3aA 15.73aA
2 2.46bB 16.04 7.95abA 8.64abA 36.6bB 7.1bA 129.2bcBC 12.40bA
1 2.89cdCD 1.37 7.98bcA 7.96bcA 28.2cdCD 5.4cA 125.3cdCD 9.12cdA
CK 2.93dD / 8.15cA 6.48cA 26.8dD 3.4dA 124.0dD 8.76dA
2.3　对产量及经济效益的影响
3年生小冠花在开花盛期平均株高达 85.4cm,单
株鲜重 1074.2g,单株干重 343.8g,每年刈割 3次鲜草
产量为 72.5thm-2 ,折干草 23.2thm-2 ,干草价格按
400元 /t计算 ,折产值为 0.93×104元 hm-2(表 3)。
表 3　小冠花经济性状及产草量
Table3　EconomiccharacterandgrassyieldofLitlecrestflower
种植年限
Plant
timelimit
(a)
株高
Height
(cm)
鲜重
Fresh
weight
(g/株)
干重
Dry
weight
(g/株)
鲜草产量
Yieldof
fresh
gras
(thm-2)
干草产量
Yieldof
drygrass
(thm-2)
产值
Output
(×104元
hm-2)
3 85.4aA 1074.2aA 343.7aA 72.5aA 23.2aA 0.93aA
2 59.8bB 751.8bB 240.5bB 50.7bB 16.2bB 0.65bB
1 41.8cC 526.3cC 168.4cC 35.5cC 11.3cC 0.45cC
3　小　结
在黑河流域灰棕荒漠土上种植耐旱牧草小冠花 3
年后 ,地表覆盖度达 98%,土壤水分蒸发量降低 ,含水
量 、贮水量增加 ,并初步形成了团粒结构 ,使土壤疏松 ,
耕层土壤容重降低 ,总孔度增大 ,土壤有机质 、速效 N、
P、K亦随之增加。对改土培肥 ,恢复荒漠化植被 ,保护
农业生态环境具有十分重要的社会 、经济 、生态效益 。
参考文献:
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[ M].北京:科学出版社 , 1983.106-208.
EfectofDrought-EnduringHerbage-LittleCrestGrassontheFertility
ImprovementofGreyBrownDesertSoilinHeiheValey
WANGJina, JINZi-xueb
(HexiColege, a.DepartmentofAgriculturalResourcesandEnvironment, HexiCollege;b.InstituteofHexiecology, Zhangye734000, China)
Abstract:Litlecrestgrass, akindofdrought-ednuringherbagewasplantedonthebrowndesertsoilinHexivaleyto
improvethesoilfertility.ComparedwiththeCKtreatment, thenaturemoisturecontentofthesoilplantedlitlecrestgrass
for3 yearsincreased73.93gkg-1 , waterstoragecontent67.17m3 hm-2 , >0.25mmgranularstructure12.16%, total
porosity10.94%, whilesoilbulkdensitydecreased0.29gcm3 , pHfrom8.15 to7.83 , totalsaltcontent1.72 gkg-1
.Soilorganicmater, availableN, PandK, andCECincreased3.01 gkg-1 , 20.9mgkg-1 , 5.7mgkg-1 , 11.3mgkg-1
and7.0 cmolkg-1 , respectively.Theaverageheightoflitlecrestgrasswith3 yearsoldwas85.4cm, freshweight
1074.2g, dryweight343.8g, yieldoffreshgrass72.58thm-2 , yieldofdrygrass23.2 thm-2 , output93 thousandyuan
hm-2.
Keywords:Greybrowndesertsoil;Litlecrestflower;Improvementofsoilfertility
4893期　　　　　　　　　　王　进等:黑河流域灰棕荒漠土种植耐旱牧草小冠花改土培肥效果的研究