全 文 ：492 － 500
04 /2015
草 业 科 学
PＲATACULTUＲAL SCIENCE
32 卷 04 期
Vol． 32，No． 04
DOI:10． 11829 \ j． issn． 1001-0629． 2014-0390
陈晶，王峰，谢应忠，王俊杰，汤阳，许冬梅．沙芦草 +胡枝子混播草地的生物量及土壤速效养分［J］．草业科学，2015，32(4):492-500．
CHEN Jing，WANG Feng，XIE Ying-zhong，WANG Jun-jie，TANG Yang，XU Dong-mei． Biomass and available soil nutrient of Agropyron
mongolicum + Lespedeza davurica pasture［J］． Pratacultural Science，2015，32(4) :492-500．
沙芦草 +胡枝子混播草地的
生物量及土壤速效养分
陈 晶1，2，王 峰3，谢应忠1，2，王俊杰1，汤 阳1，许冬梅1，2
(1．宁夏大学农学院，宁夏 银川 750021;2．宁夏大学“西北退化生态系统恢复与重建”教育部重点实验室，
宁夏 银川 750021;3．盐池县农牧局，宁夏 盐池 751500)
摘要:采用田间调查取样和室内分析相结合的方法，在宁夏盐池县四墩子试验基地以单播沙芦草(Agropyron mon-
golicum)、单播达乌里胡枝子(Lespedeza davurica)、同行混播和灌木地同行混播栽培草地为研究对象，研究了不同
播种方式对草地生物量和土壤速效养分分布的影响，结果表明，地上生物量表现为同行混播草地 ＞单播沙芦草草
地 ＞灌木地同行混播草地 ＞单播达乌里胡枝子草地;随着土层深度的增加，地下生物量和土壤速效养分含量均呈
降低的趋势，0 － 40 cm各土层单播达乌里胡枝子草地地下生物量最小;土壤速效氮和速效钾含量均以同行混播草
地最低，土壤速效磷含量以灌木地同行混播草地最低，说明混播不利于土壤速效养分的积累。
关键词:沙芦草;达乌里胡枝子;播种方式;草地生物量;速效养分
中图分类号:S151． 9 + 5;Q945． 79 文献标识码:A 文章编号:1001-0629(2015)04-0492-09*
Biomass and available soil nutrient of Agropyron mongolicum +
Lespedeza davurica pasture
CHEN Jing1，2，WANG Feng3，XIE Ying-zhong1，2，WANG Jun-jie1，
TANG Yang1，XU Dong-mei1，2
(1． School of Agriculture，Ningxia University，Yinchuan 750021，China;
2． Breeding Base of State Key Laboratory for Preventing Land Degradation and Ecological Ｒestoration，
Ningxia University，Yinchuan 750021，China;3． Bureau of Agriculture and
Husbandry in Yanchi County，Yanchi 751500，China)
Abstract:In this study，Agropyron mongolicum and Lespedeza davurica were single sowing，peer mixed sowing and
peer mixed sowing in shrub land at Sidunzi experimental base，Yanchi county，Ningxia，to study the effect of so-
wing methods on pasture biomass and available nutrient distribution of soil． The result showed that aboveground bio-
mass rank from high to low were peer mixed pasture ＞ single sowing A． mongolicum pasture ＞ peer mixed pasture in
shrub land ＞ single sowing L． davurica pasture． With the increasing of soil depth，underground biomass and soil a-
vailable nutrient content showed a decreasing trend． The underground biomass in each 0 － 40 cm soil layer in single
sowing of L． davurica was the least． The content of available N and K was the least in peer mixed pasture，and the
content of available P was the least in peer mixed pasture in shrub land，indicate that mixed sowing is not conducive
to the accumulation of soil nutrients．
* 收稿日期:2014-08-21 接受日期:2015-01-12
基金项目:林业公益性行业科研专项(201304311)
第一作者:陈晶(1989-)，女(回族) ，宁夏银川人，在读硕士生，主要从事草地生态研究。E-mail:sabrina． cj@ 163． com
通信作者:谢应忠(1961-) ，男，陕西榆林人，教授，博士，主要从事草地生态与草地资源研究。E-mail:xieyzh@ nxu． edu． cn
04 /2015 草 业 科 学 (第 32 卷 04 期)
Key words:Agropyron mongolicum;Lespedeza davurica;sowing method;pasture biomass;available nutrient
Corresponding author:XIE Ying-zhong E-mail:xieyzh@ nxu． edu． cn
牧草生物量可以有效地反映牧草生长发育状
况，体现草地生态系统获取能量的能力［1-2］，是衡量
草原生产力大小的标准之一［3］。土壤养分是表征
草地土壤质量、土壤肥力的重要组成部分［4］，土壤
速效养分含量只占土壤全量养分的一部分，但它能
够被牧草直接吸收利用，因此，土壤速效养分含量直
接影响牧草的生物量［5］。由于豆科 /禾本科混播草
地存在固氮和氮转移现象，混播草地中豆科牧草分
布在土壤中的根系，增加了单位体积根系的数量，成
为土壤腐殖质的来源，从而改善了草地土壤的肥力，
土壤养分状况反过来又影响草地的生物量，其高低
是反映草地地上生物量的重要指标［6-7］。因此，必然
造成混播草地与单播禾本科草地土壤养分和草地生
物量的垂直分布差异。研究不同栽培草地建植方式
下生物量的分布，以及对土壤可利用养分的影响，可
以为其高产优质栽培提供理论依据［8-11］，而且对干
旱风沙区的草地建设亦具有一定的指导意义。
荒漠植物长期受干旱、少雨、强光辐射和风沙等
极端环境的影响，形成了一系列应对脆弱自然条件
的适应机制和策略［12］。宁夏盐池县地处我国北方
农牧交错的生态脆弱带，该区草地大面积退化和沙
化，生态系统十分脆弱，长期以来，不合理地利用草
地资源造成该区生态环境恶化［13-14］，严重制约了草
产业的合理发展。目前，国内外关于牧草对土壤理
化特性影响的研究较多［15-16］，而对沙芦草(Agropy-
ron mongolicum)、达乌里胡枝子(Lespedeza davurica)
单播与两者混播草地土壤速效养分积累的比较研究
报道甚少。为此，本试验以沙芦草和达乌里胡枝子
为研究对象，探索干旱风沙区不同播种方式的沙芦
草和胡枝子对土壤速效养分及草地生物量的影响，
以期为该地区生态建设中沙芦草和达乌里胡枝子的
合理利用以及土壤 －植物系统中养分元素的迁移转
化和高效利用机制提供理论依据。
1 材料与方法
1． 1 研究区概况
研究区设在宁夏盐池县宁夏大学四墩子教学科
研基地(37°04 － 38°10 N，106°30 － 107°47 E)。
试验点近 50 年平均气温 7． 7 ℃，≥10 ℃的年积温
为 2 949． 9 ℃·d，年平均无霜期 162 d左右，年均降
水量 289． 4 mm，7 － 9 月降水量占全年降水量的
60% ～70%。试验地为弃耕盐碱地，土壤为风沙土，
水资源缺乏，水质较差，矿化度较高。
1． 2 试验材料
供试材料为沙芦草和达乌里胡枝子。
1． 3 试验设计
2013 年 4 月设置试验小区，面积为 7 m × 3 m，
每个小区设置 3 组重复，采取随机区组排列。试验
设单播(条播)及同行混播，包括单播沙芦草(DS)、
单播达乌里胡枝子(DH)、同行混播沙芦草 +达乌
里胡枝子(TH)和灌木地同行混播沙芦草 +达乌里
胡枝子(GH)4 个处理(表 1)。分别选取沙芦草和
达乌里胡枝子种子，于 5 月进行条播，行距 30 cm，
播种前对土壤进行深耕、耙地、平整、除草等，试验期
间采取同样的管理措施，于播种前和出苗后各灌水
一次，生长期间灌水两次，让其在自然条件下生长，
禁止放牧，定期除草，最大程度上保证其长势一致。
1． 4 测定项目与方法
1． 4． 1 生物量的测定
地上生物量:在每个小区内随机选取 1 m × 1 m
的样方，齐地面刈割称鲜重，取鲜样于 60 ～ 65 ℃烘
箱中烘干至恒重，称干重。
地下生物量:采用环刀法取样，清除已刈割全部
地上部分样方中的地表杂物，分 0 － 10、10 － 20、
20 － 30、30 － 40 cm 取样，重复 3 次。样品分层装入
自封袋带回室内清洗，清洗完毕后，用镊子将根系挑
出，不区分死根和活根，于 60 ～ 65 ℃烘箱中烘干至
恒重，称干重。
1． 4． 2 土壤测定项目及方法 采用环刀法按 0 －
10、10 － 20、20 － 30、30 － 40 cm 分层采集原状土壤，
3 次重复，用于测定土壤速效氮、速效磷、速效钾。
速效氮采用碱解扩散法，速效磷采用 NaHCO3
浸提 －钼锑抗比色法，速效钾采用 NH4OAC 浸提 －
火焰光度法。
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表 1 试验设计
Table 1 Experiment design
处理
Treatment
播种方式
Sowing method
播种量 sowing rate /kg·hm －2
沙芦草
Agropyron mongolicum
达乌里胡枝子
Lespedeza davurica
DS 单播沙芦草 Single sowing Agropyron mongolicum 30 0
DZ 单播达乌里胡枝子 Single sowing Lespedeza davurica 0 15
TH 同行混播沙芦草和达乌里胡枝子Peer mixed A． mongolicum and L． davurica 15 7． 5
GH
两边各栽植一列沙柳，中间同行混播沙芦草和达乌里胡枝子
Planting Salix psammophila in each side，peer mixed A． mongo-
licum and L． davurica in the middle
15 7． 5
1． 5 数据分析
数据处理采用 Microsoft Excel 2007 软件，图形
绘制采用 Origin 7． 5 软件，利用 SAS 8． 0 统计软件
对数据进行处理与统计分析，对数据进行方差齐性
检验，满足方差齐性的情况下，采用邓肯多重极差法
对不同处理下草地生物量及土壤养分含量进行差异
显著性检验，显著性水平为 0． 05。
2 结果与分析
2． 1 播种方式对草地生物量的影响
2． 1． 1 地上生物量 不同播种方式下沙芦草和达
乌里胡枝子地上生物量差异显著 (P ＜ 0． 05)，从大
到小依次表现为同行混播草地 ＞单播沙芦草草地 ＞
灌木地同行混播草地 ＞单播达乌里胡枝子草地(图
1)。其中，同行混播草地地上生物量最大，达 170．
90 g·m －2，显著高于其他 3 种播种方式(P ＜ 0．
05) ，分别是单播沙芦草草地、灌木地同行混播草地
和单播达乌里胡枝子草地的 1． 11、1． 81 和 3． 48 倍。
2． 1． 2 地下生物量 根系是植物从土壤中获取水
分和养分的重要器官，具有支持与固定植物地上部
分、贮存营养物质、改善土壤养分状况等作用［6］。
因此，地下生物量可以反映根系吸收水分和养分的
能力;同时，混播草地地下生物量也是衡量混播草地
生长状况与稳定性的重要指标。不同播种方式下 0
－ 40 cm各土层草地地下生物量各有差异(图 2)。
0 － 10 cm 地下生物量依次为单播沙芦草草地 ＞灌
木地同行混播草地 ＞同行混播草地 ＞单播达乌里胡
枝子草地;10 －20 cm土层内单播沙芦草草地和灌木
地同行混播草地地下生物量较高，两者间差异不显著
图 1 不同播种方式下地上生物量的比较
Fig． 1 Comparison of aboveground biomass in
different sowing methods
注:不同小写字母表示各处理间差异显著(P ＜ 0． 05) ，图 3，4 同。
Note:Different lower case letters show significant difference among differ-
ent treatments at 0． 05 level． The same in Fig． 3 and Fig． 4．
(P ＞ 0． 05) ，其次是同行混播草地，单播达乌里胡枝
子草地地下生物量最低;20 － 30 和 30 － 40 cm 土层
内单播沙芦草草地地下生物量最高，其次是同行混
播草地和灌木地同行混播草地，两者间差异不显著，
单播达乌里胡枝子草地地下生物量最低，显著低于
其他处理(P ＜ 0． 05)。0 － 40 cm地下生物总量由高
到低为，单播沙芦草草地 ＞同行混播草地 ＞灌木地
同行混播草地 ＞单播达乌里胡枝子草地。
随着土层深度的增加，4 个播种方式下草地地
下生物量均呈降低的趋势，以 0 － 10 cm土层地下生
物量最大，单播沙芦草草地和灌木地同行混播草地
除 10 － 20 cm 土层外各土层地下生物量差异显著
(P ＜ 0． 05);单播达乌里胡枝子草地和同行混播草地
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图 2 不同播种方式地下生物量的比较
Fig． 2 Comparison of underground biomass in different sowing methods
注:不同小写字母表示同一土层不同处理间差异显著(P ＜ 0． 05) ，不同大写字母表示同一处理不同土层间差异显著(P ＜ 0． 05)。图 5，6，7 同。
Note:Different low case letters for the same soil layer show significant difference among different treatments and different capital letters for the same treat-
ment show significant difference among different soil layers at 0． 05 level． The same in Fig． 5，Fig． 6，Fig． 7．
0 － 10 cm 地下生物量与其他各层地下生物量间均
存在显著差异，分别占总地下生物量的 57% 和
42%，单播达乌里胡枝子草地 20 － 30 和 30 － 40 cm
土层间地下生物量差异不显著(P ＞ 0． 05)，同行混
播草地 10 － 20 和 20 － 30 cm 土层间地下生物量差
异不显著。
2． 1． 3 草地总生物量 草地总生物量是地上生物
量和地下生物量的总和，反映了草地在自身组分和
人为因素综合影响下的生长状况，是草地结构、功能
的主要测度指标之一［7］。混播对草地总生物量影
响显著(P ＜ 0． 05) ，表现为单播沙芦草草地 ＞同行
混播草地 ＞灌木地同行混播草地 ＞单播达乌里胡枝
子草地(图 3)。各处理草地地下与地上生物量比值
差异较大(图 4)，单播沙芦草地下与地上生物量比
值(Ｒ /S)达 0． 63，显著高于单播达乌里胡枝子(P ＜
0． 05) ，说明沙芦草将更多的生物量分配到地下，而
达乌里胡枝子则将更多的生物量分配到地上，表明
禾本科沙芦草对干旱适应能力更强。
2． 2 播种方式对草地土壤速效养分分布的影响
2． 2． 1 速效氮 土壤速效氮是植物氮素营养的主
要来源，作为能直接被植物根系吸收利用的土壤氮
素，其含量高低能够较好地反映出土壤的供氮水平、
强度和氮素释放速率，是表征土壤供氮能力和土壤
肥力的主要指标之一［13，17-19］。0 － 10 与 10 － 20 cm
土层内单播沙芦草草地土壤速效氮含量较高(图
5) ，显著高于其他处理(P ＜ 0． 05) ，其次为单播达乌
图 3 不同播种方式下总生物量的比较
Fig． 3 Comparison of total biomass in
different sowing methods
图 4 不同播种方式下地下 /地上生物量的比较
Fig． 4 Comparison of underground biomass /
aboveground biomass in different sowing methods
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里胡枝子草地和灌木地同行混播草地，二者之间差
异不显著(P ＞ 0． 05)，同行混播草地土壤速效氮含
量最低;20 － 30 与 30 － 40 cm 土层内各处理土壤速
效氮含量变化相同，其中，单播沙芦草草地土壤速效
氮含量最高，显著高于同行混播草地和灌木地同行
混播草地，但与单播达乌里胡枝子草地之间差异不
显著。0 － 40 cm 土层土壤速效氮平均含量从大到
小表现为单播沙芦草草地 ＞单播达乌里胡枝子草
地 ＞灌木地同行混播草地 ＞同行混播草地。随着土
层深度的增加，4 种播种方式下土壤速效氮含量均
呈降低趋势，且各处理 0 － 10 cm土壤速效氮含量均
显著高于其他土层。
2． 2． 2 速效磷 土壤速效磷含量反映了土壤的供
磷水平，也是表征土壤肥力的主要指标之一［20］。
0 － 10 cm土层内，以同行混播草地土壤速效磷含量
最高，为 3． 140 mg·kg －1(图 6) ，10 － 20 和 20 － 30
cm土层内，均以单播沙芦草草地和同行混播草地土
壤速效磷含量较高，二者间差异不显著(P ＞ 0． 05) ;
30 － 40 cm土层内，以单播沙芦草草地土壤速效磷
含量最高，为 2． 388 mg·kg －1。0 － 40 cm土层土壤
速效磷含量平均值从大到小依次为同行混播草地 ＞
单播沙芦草草地 ＞单播达乌里胡枝子草地 ＞灌木地
同行混播草地。
随着土层深度的增加，4 种播种方式下土壤速
效磷含量均呈降低趋势。单播达乌里胡枝子草地、
同行混播草地和灌木地同行混播草地0 － 10 cm土
图 5 不同播种方式下土壤速效氮含量的比较
Fig． 5 Comparison of soil available nitrogen content in different sowing methods
图 6 不同播种方式下土壤速效磷含量的比较
Fig． 6 Comparison of soil available phosphorus content in different sowing methods
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壤速效磷含量显著高于其他各土层(P ＜ 0． 05) ，单
播达乌里胡枝子草地 20 － 30 和 30 － 40 cm 土层间
土壤速效磷含量差异不显著(P ＞ 0． 05) ，同行混播
草地 10 － 20 和 20 － 30 cm 土层间土壤速效磷含量
差异不显著，灌木地同行混播草地 10 － 20 和 20 －
30、20 － 30 和 30 － 40 cm 间土壤速效磷含量均差异
不显著，单播沙芦草草地 0 － 10 和 10 － 20 cm、20 －
30 和 30 － 40 cm 土层间土壤速效磷含量差异均不
显著。
2． 2． 3 速效钾 土壤速效钾反映土壤钾素的供应
状况，0 － 30 cm各土层内均以单播沙芦草草地土壤
速效钾含量最高，分别为 132． 50、97． 50 和 86． 25 mg
·kg －1(图 7) ，显著高于其他 3 个播种处理 (P ＜ 0．
05) ，特别是 0 － 10 cm土层，单播沙芦草草地速效钾
含量分别是单播达乌里胡枝子草地、同行混播草地
和灌木地同行混播草地的1． 36、1． 28 和1． 36倍;30
－ 40 cm土层内单播沙芦草草地土壤速效钾含量显
著高于同行混播和灌木地同行混播草地，但与单播
达乌里胡枝子草地间差异不显著(P ＞ 0． 05)。0 －
40 cm土层土壤速效钾平均含量从大到小依次为单
播沙芦草草地 ＞单播达乌里胡枝子草地 ＞灌木地同
行混播草地 ＞同行混播草地。
随着土层深度的增加，4 种播种方式下土壤速
效钾含量均呈降低趋势。单播沙芦草草地、同行混
播草地和灌木地同行混播草地 0 － 40 cm 各土层土
壤速效钾含量差异显著(P ＜ 0． 05);单播达乌里胡
枝子草地 0 － 10 cm 土层土壤速效钾含量显著高于
其他土层，而 20 － 30 和 30 － 40 cm土层土壤速效钾
含量差异不显著(P ＞ 0． 05)。
图 7 不同播种方式下土壤速效钾含量的比较
Fig． 7 Comparison of soil available potassium content in different sowing methods
3 讨论与结论
草地地上生物量以同行混播草地最高，说明同
行混播有利于地上部生长发育。地下生物量及总生
物量以单播沙芦草草地最高;单播达乌里胡枝子草
地地上生物量、地下生物量及总生物量均为最低。
各处理草地地下生物量呈现相同的垂直分布规律，
由表层向下，地下生物量逐渐降低，且主要分布于
0 － 10 cm土壤表层，这样可使牧草更有效地利用有
限的水分和养分［21］，此外，随着土壤深度的增加，草
地地下生物量随之减少，显示了禾本科牧草和豆科
牧草对环境的适应性［22］。单播沙芦草草地、单播达
乌里胡枝子草地、同行混播草地和灌木地同行混播
草地0 － 10 cm土层地下生物量分别占 0 － 40 cm 土
层地下生物总量的 48%、57%、42%和 51%，植物根
系表现出向表层聚集的趋势，说明牧草在该土层中
利用养分、水分的能力较强［23-26］，这与大多数草地
地下生物量的垂直分布规律相似［27-32］。说明混播
并没有促进沙芦草和达乌里胡枝子地下根系的生
长，得到更高地下生物量的效果，这与锡文林和张仁
平［33］的研究结论相反。
在干旱半干旱区，地下和地上生物量的比值
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(Ｒ /S)可以表征植物抗干旱的能力［34］，较大的 Ｒ /S
和发达的根系是植物适应干旱环境的生态机制［35］。
本研究中，沙芦草草地地下 /地上生物量的平均比值
(Ｒ /S)达 0． 63，显著高于达乌里胡枝子，表明其对
干旱的适应能力较强。本研究中豆科牧草生物量分
配机制与杨阳等［34］和曾凡江等［36］得出的结果一
致。
各处理土壤速效养分呈现出自 0 － 10 至 30 －
40 cm随土层加深逐渐降低的垂直分布规律，且均
以 0 － 10 cm表层土壤含量最高，可见土壤养分具有
明显的表聚性，这可能与土壤的表层富积作用有
关［37-39］，地表枯枝落叶等有机物质的积累与分解、
植物根系的代谢对表层土壤产生了积极影响［40-41］，
此外表层土壤较好的通气性促进微生物的活动［42］，
这种植物 －土壤 －微生物有效循环利用的环境更有
利于养分的积累。结合试验地干旱缺水的具体情况
进一步分析，可能由于通过降水淋溶作用到达深层
土壤的养分数量不能满足植物生长所需的数
量［41，43］，所以形成土壤表层养分含量高于深层的规
律。这与大多数草地土壤速效养分的垂直分布规律
相似［42，44-45］。表层土壤速效磷含量高可能与磷素本
身在土壤中的移动性及其挥发性较小有关，磷在土
壤中主要借助扩散方式迁移，一般主要集中在土壤
表层［46］，因而造成表层磷过多，中、下部土层磷耗
竭，难以得到补充的状态［47-50］，即磷素含量一般随
土层深度的加深而降低［51-53］。
单播沙芦草草地和单播达乌里胡枝子草地土壤
速效氮和速效钾含量平均值均高于同行混播草地和
灌木地同行混播草地，说明豆科达乌里胡枝子通过
根瘤固氮作用减少对土壤速效氮和速效钾的吸收，
使土壤速效氮含量得到改善，更有利于土壤速效氮
和速效钾的积累，这与贾举杰等［54］和 Ｒutigliano
等［55］的研究结果相一致。沙芦草和达乌里胡枝子
混播后，沙芦草不断吸收和利用土壤有效氮以满足
生长需要，直接消耗土壤氮含量，从而间接刺激豆科
牧草的固氮能力，促进了地上部的生长发育，增加了
土壤 －植物生态系统间的养分循环。
同行混播草地土壤速效磷含量高于单播沙芦草
草地和单播达乌里胡枝子草地，说明沙芦草和达乌
里胡枝子间的良性竞争和协调作用减少了对土壤速
效磷的消耗［56］，有利于土壤速效磷的积累，而灌木
地同行混播草地土壤速效磷含量则低于单播沙芦草
草地和单播达乌里胡枝子草地，这或许与栽植的灌
木同其争夺土壤磷素有关，导致群体对土壤磷的争
夺浪费。
当豆科牧草与禾草混播时，豆科牧草通过根接
触或生物体死亡分解将氮素释放到土壤中，由相邻
的禾草吸收利用［57］，或通过地下连接不同植物根系
的丛枝菌根菌的菌丝直接传给禾草［58］，以供禾草不
断地吸收和利用土壤有效氮来满足生长需要，直接
消耗土壤氮素，从而间接刺激豆科牧草的固氮能力，
而当禾草的竞争力过强时，将会抑制豆科牧草的生
长并由此减弱其生物固氮能力，因此适宜的禾 －豆
搭配可以避免激烈竞争造成的土壤速效养分的过度
消耗，从而发挥禾 －豆混播的优势，使植物 －土壤间
的养分循环得到更加高效的利用［59］。田间试验结
果计算某一生态系统中有效养分的增加量或损失量
时，不但要考虑植物所回收的量，也要考虑有效养分
库中养分的平衡状态［60］。
参考文献
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(责任编辑 王芳
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