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播种方式对紫花苜蓿+无芒雀麦人工草地土壤剖面养分分布的影响



全 文 :播种方式对紫花苜蓿+无芒雀麦人工
草地土壤剖面养分分布的影响
邰继承1,张宏宇2,杨恒山1,德 慧3,徐学东4
(1.内蒙古民族大学农学院,内蒙古通辽 028042;2.通辽市植保植检站,内蒙古通辽 028000;
3.通辽市科尔沁区草原监理所,内蒙古通辽 028000;4.通辽市农牧业局草原监理所,内蒙古 通辽 028000)
〔摘 要〕采用田间调查取样和室内分析相结合的方法,2007年在内蒙古民族大学农学院试验农场以2年生
单播紫花苜蓿、单播无芒雀麦、隔行混播和同行混播人工草地为研究对象,采用分层取样法研究了不同播种
方式对土壤理化性质的影响,结果表明:在牧草生长期间单播无芒雀麦草地土壤容重最小,紫花苜蓿草地土
壤容重最大;单播无芒雀麦、隔行混播和同行混播草地0~20cm土层有机质含量大于单播紫花苜蓿草地,20~
30cm不显著,30~40cm单播紫花苜蓿草地显著增加,分别是隔行混播草地、同行混播和单播无芒雀麦草地的
1.11、1.72和1.94倍;速效N单播无芒雀麦草地最低,速效P、速效K单播紫花苜蓿草地最低.
〔关键词〕紫花苜蓿;无芒雀麦;隔行混播;同行混播
〔中图分类号〕S541 〔文献标识码〕A 〔文章编号〕1671-0185(2009)04-0392-06
Effect of Sowing Methods on Nutrients Distribution
of Soil Profiles in Mixed Grassland (Alfalfa+Bromus inermis)
TAI Ji-cheng1, ZHANG Hong-yu2 , YANG Heng-shan1,DE Hui3,XU Xue-dong4
(1.Agricultural College, Inner Mongolia University for Nationalities, Tongliao 028042,China;
2.Tongliao City Plant Protection and Check Office,Tongliao 028000,China;
3.Tongliao City Korchin District Prairie Superintendence Station,Tongliao 028000,China;
4.Tongliao City Agricalture Burea Prairie Superintendence Station,Tongliao 028000,China)
Abstact: In this paper, two-year old single seeding and mixed sowing Alfalfa and Bromus inermis on experimental farm
were studied with field survey and laboratory analysis in Inner Mongolia University for Nationalities. Multi-layer sampling
method was used to study the effect of sowing methods on physical and chemical properties of soil. The result showed that
the bulk density of soil was the samllest in single seeding Bromus inermis, but in single seeding Alfalfa it was the largest.
The content of organic matter in soil plough layer in single seeding Alfalfa was the least, but in 30-40 layer the content
increase a lot, higher than any other sowing methods. The concent of available N was the least in single seeding Bromus
inermis, and the concent of available P, available K was the laest in single seeding Alfalfa.
Key words: Alfalfa; Bromus inermis; Interlaced mixed; Peer mixed
科尔沁草原是典型的农牧交错地区,长期以来,由于不合理利用草地资源造成该地区生态环境严重恶化,农牧业生产
受到严重影响〔1〕.建立高产、优质的人工草地是解决该地区草畜供求季节不平衡的矛盾、促进草地畜牧业持续发展的关键
措施之一〔2〕.人工草地是草地畜牧业集约化经营的基础〔3〕, 建立豆科+禾本科混播草地是提高长期草地生产力的基本方法,
苜蓿与无芒雀麦是建植人工草地的理想组合〔4〕.
收稿日期:2009-03-11
作者简介:邰继承(1977-),男(蒙古族),内蒙古阿荣旗人,硕士,讲师,主要从事农业资源利用方面的研究.
第24卷 第4期 内蒙古民族大学学报(自然科学版) Vol.24 No.4
2009年7月 Journal of Inner Mongolia University for Nationalities Jul.2009
DOI:10.14045/j.cnki.15-1220.2009.04.011
我国传统牧草种植多以培肥地力兼顾饲草生产为目的,主要种植在没有灌溉条件的瘠薄地、盐碱地上,基本不施肥或
很少施肥.牧草对土壤肥力的影响虽已有大量报道,但多数是在立地条件较差且管理粗放的地块上所进行的研究,对改土
效应评价也是在耕翻后,而本试验是在精细管理、高频刈割条件下对牧草生长期间土壤进行研究,以其为指导紫花苜蓿+
无芒雀麦人工草地科学施肥提供理论依据.
1 材料与方法
1.1 试验地概况
试验于2007年 9月在内蒙古民族大学农学院试验农场进行,试验点近50年平均气温6.8℃,≥10℃活动积温为
3220 ℃,无霜冻期154 d;年平均降水量398 mm,生长季内(4~9月)降水量占全年降水量的89%.试验地位于43°36′N,
122°22′E,海拔高度178m,试验田为灰色草甸土,有灌溉条件.
1.2 试验材料
试验材料紫花苜蓿阿尔冈金(Medicago sativaL.cv.Algonquin)由美国引进,无芒雀麦(Bromus innermis cv.Carton)由中国
农业科学院引进.
1.3 试验设计
试验设计单播紫花苜蓿、单播无芒雀麦、同行混播和隔行混播4个处理,小区面积为32.4 m2,行距30 cm.单播紫花苜蓿
播量为15kg/ hm2, 单播无芒雀麦播量为22.5kg/ hm2,混播播量均为对应单播播量的一半.于2007年秋季最后一次刈割后取
样测定.采用环刀法按0~10cm、10~20cm、20~30cm、30~40cm分层采集原状土壤,3次重复,用于测定土壤容重、孔隙度;以S
形取样法在垄间用土钻分层(按0~10cm、10~20cm、20~30cm、30~40cm)采集土样,每个土样为10采样点的混合样,用于测
定土壤有机质、碱解氮、速效磷、速效钾及其pH等指标.
1.4 栽培管理
2006年5月6日播种,基施磷酸二铵150kg/ hm2,尿素75kg/ hm2,硫酸钾150kg/ hm2;翌年返青后不施用任何肥料.第一年
刈割2次,翌年刈割4次,留茬高度均为5~6cm,栽培管理条件一致.
1.5 测定项目与方法
容重采用环刀法,土壤孔隙度由计算可得〔5,6,7〕;土壤有机质采用重铬酸钾容量法-外加热法,速效氮采用碱解扩散法,
速效磷采用0.5mol/L NaHCO3浸提-分光光度法,速效钾采用1mol/L NH4OAC浸提-火焰光度法,pH采用电位法〔5,6,7〕.
1.6 数据处理与统计分析
数据处理与统计分析采用Excel软件、DPS v3.01软件处理.
2 结果与分析
2.1 播种方式对紫花苜蓿地土壤物理性质的影响
2.1.1 对土壤容重的影响
表1 不同播种方式土壤容重比较(g/cm3)
Table 1 Comparion of soil bulk density of different sowing methods
土层深度
(cm)
0~10
10~20
20~30
30~40
平均
播种方式
单播紫花苜蓿
1.27aA
1.29aA
1.31aA
1.33aA
1.30
单播无芒雀麦
1.15cB
1.09dB
1.25bA
1.31aA
1.20
隔行混播
1.24abAB
1.19bB
1.26aAB
1.28aA
1.24
同行混播
1.25bBC
1.21cC
1.28bAB
1.32aA
1.27
注:同列不同字母表示差异显著性.
从0~40cm土层的平均值来看,单播紫花苜蓿地土壤容重最大,其次为同行混播草地、隔行混播,单播无芒雀麦草地土
壤容重最小(表1).单播紫花苜蓿地土壤容重随土层深度的增加而依次增加,土层间差异不显著.隔行混播、同行混播和单
播无芒雀麦草地土壤容重随土层深度增加而呈现先降低后增加的趋势,均为10~20cm 土层最低;隔行混播草地10~20cm
与20~30cm、30~40cm土层土壤容重差异显著;同行混播和单播无芒雀麦草地10~20cm与20~30cm、30~40cm土层土壤容重
差异达极显著水平.隔行混播、同行混播和单播无芒雀麦草地0~10cm土层土壤容重高于10~20cm的原因可能与无芒雀麦
大量的须根部分腐烂相对降低10~20cm土层土壤容重及表层土壤受人为踩踏相对较重有关.
第4期 邰继承等:播种方式对紫花苜蓿+无芒雀麦人工草地土壤剖面养分分布的影响 393
2.1.2 对土壤孔隙度的影响 土壤孔隙度大小直接关系到土壤的通气和水分状况,是土壤的主要物理特性之一.由表2可
见,单播无芒雀麦草地土壤总孔隙度最大,单播紫花苜蓿草地土壤总孔隙度最小.随着土层深度的增加,0~40cm土层内单
播紫花苜蓿土壤总孔隙度降低,土层间差异不显著;隔行混播、同行混播和单播无芒雀麦草地土壤总孔隙度则是先增加后
降低,均以10~20cm土层土壤的总孔隙度为最大,并与其它土层土壤总孔隙度间达显著差异水平.
表2 不同播种方式土壤总孔隙度比较(%)
Table 2 Comparion of soil porosity of different sowing methods
土层深度
(cm)
0~10
10~20
20~30
30~40
平均
播种方式
单播紫花苜蓿
52.04aA
51.38aA
50.72aA
50.06aA
51.05
单播无芒雀麦
56.00bA
57.98aA
52.70cB
50.72dB
54.35
隔行混播
53.03abAB
54.68aA
52.37bAB
51.71bB
52.95
同行混播
52.70bAB
54.02aA
51.71bBC
50.39cC
52.20
注:同列不同字母表示差异显著性.
2.2 播种方式对紫花苜蓿地土壤化学性质的影响
2.2.1 对土壤有机质含量的影响
表3 不同播种方式土壤有机质含量比较(g/kg)
Table 3 Comparion of content of soil organic matter of different sowing methods
土层深度
(cm)
0~10
10~20
20~30
30~40
平均
播种方式
单播紫花苜蓿
17.63aA
14.73bB
14.25cBC
14.01cC
15.16
单播无芒雀麦
18.08aA
15.41bB
13.22cC
7.21dD
13.48
隔行混播
19.14aA
16.59bB
14.76cC
12.65dD
15.79
同行混播
17.81aA
15.40bB
12.40cC
8.16dD
13.44
注:同列不同字母表示差异显著性.
由表3可见,不同播种方式下土壤有机质含量在0~0cm各土层内呈现随着土层深度的增加而降低的趋势,均以0~
10cm土层土壤有机质含量为最大,且与其它土层土壤有机质含量间达极显著差异水平,这与表层土壤积累的凋谢物较多
有关.0~40cm土层土壤有机质的平均值来看以隔行混播草地土壤有机质含量最高,同行混播草地最低.说明紫花苜蓿与无
芒雀麦隔行混播对土壤有机质含量的影响作用较大,而同行混播则不利于土壤有机质的累积.在0~10cm 和10~20cm土层
内,隔行混播草地的有机质含量最大,其次为单播无芒雀麦草地、同行混播草地,单播紫花苜蓿草地有机质含量最小;而在
20~30cm和30~40cm 土层单播紫花苜蓿草地有机质含量则明显增加,特别是30~40cm 土层单播紫花苜蓿草地有机质含量
明显高于其它播种方式,分别是隔行混播草地、同行混播和单播无芒雀麦草地的1.11、1.72和1.94倍.
2.2.2 对土壤碱解氮含量的影响
表4 不同播种方式土壤碱解氮含量比较(ug/g)
Table 4 Comparion of content of soil available nitrogen of different sowing methods
土层深度
(cm)
0~10
10~20
20`30
30`40
平均
播种方式
单播紫花苜蓿
5.6aA
5.2aA
4.8abA
3.9bA
4.9
单播无芒雀麦
5.2aA
5.1abA
4.8bA
3.6cB
4.7
隔行混播
5.8aA
5.6aA
5.3aA
4.8aA
5.4
同行混播
5.5aA
4.9bA
4.9bA
3.9cB
4.8
注:同列不同字母表示差异显著性.
内 蒙 古 民 族 大 学 学 报 2009年394
2.2.3 对土壤速效磷含量的影响
表5 不同播种方式土壤速效磷含量比较(ug/g)
Table 5 Comparion of content of soil available phosphorus of different sowing methods
土层深度
(cm)
0~10
10~20
20~30
30~40
平均
播种方式
单播紫花苜蓿
24.3aA
19.3bB
18.8bB
18.0bB
20.1
单播无芒雀麦
29.4aA
24.6bB
24.5bB
20.7cC
24.8
隔行混播
25.9aA
20.6bcB
21.6bB
19.5cB
21.9
同行混播
24.6aA
24.0bA
21.6cB
18.5dC
22.2
注:同列不同字母表示差异显著性.
由表5说明,不同播种方式下土壤有效磷含量在0~40cm各土层内总体上随着土层深度的增加呈现降低的趋势,均以
0~10cm土层土壤有效磷含量为最大,这与该层为磷肥的主要施肥层及磷肥在土壤中的移动性小有关.单播紫花苜蓿草地、
单播无芒雀麦草地、隔行混播草地0~10cm土层土壤有效磷含量与其它土层土壤有效磷含量间均达极显著差异水平;同行
混播草地0~10cm土层土壤有效磷含量与其它土层土壤有效磷含量间达显著差异水平.0~40cm土层土壤有效磷的平均值
来看以单播无芒雀麦草地含量最高,单播紫花苜蓿草地含量最低;说明紫花苜蓿对土壤有效磷的利用较多,0~40cm各土层
内土壤有效磷含量均表现为紫花苜蓿草地最低也说明了这一点.
2.2.4 对土壤速效钾含量的影响
表6 不同播种方式土壤速效钾含量比较(ug/g)
Table 6 Comparion of content of soil available potassium of different sowing methods
土层深度
(cm)
0~10
10~20
20~30
30~40
平均
播种方式
单播紫花苜蓿
75aA
55bB
52bB
50bB
58
单播无芒雀麦
80aA
65bB
80aA
50cC
69
隔行混播
80aA
65bAB
50cB
50cB
61
同行混播
80aA
60bB
50cC
50cC
60
注:同列不同字母表示差异显著性.
由表6可见,从0~40cm土层内的平均值来看,单播紫花苜蓿地土壤速效钾含量最小,其次为同行混播草地,单播无芒
雀麦草地土壤速效钾含量最大.随着土层深度的增加,单播紫花苜蓿草地、隔行混播草地和同行混播草地土壤速效钾含量
呈降低的趋势,均以0~10cm土层速效钾含量最高,且与其它土层速效钾含量间达到显著差异水平;单播无芒雀麦草地则是
先降后升再降的变化趋势,0~10cm和20~30cm土层速效钾含量最高,二者差异不显著,但与其它土层间含量差异达极显著
水平.从对土壤速效钾的利用上可以看出,单播紫花苜蓿对土壤速效钾的消耗最大,且主要消耗层次是在0~30cm土层内,
30~40cm土层内则四种播种方式下土壤速效钾含量差异不明显.由此可见,混播条件下草地组分对速效钾的利用相对单播
紫花苜蓿草地降低.
2.2.5 对土壤pH的影响
由表7可见,各种播种方式下草地土壤碱性都较高.在0~40cm土层内的平均值来看同行混播草地pH最大,其次为单播
无芒雀麦草地、隔行混播草地,单播紫花苜蓿草地最低.这说明紫花苜蓿对土壤pH的影响大于无芒雀麦,可以显著降低土
壤pH,从不同播种方式下同一土层土壤pH的比较也可以证明这一点.
各播种方式下草地土壤pH随着土层深度的增加总体上呈增加趋势.单播紫花苜蓿和单播无芒雀麦草地土壤pH在0~
30cm土层差异不显著,但与30~40cm土层土壤pH差异显著;隔行混播草地0~10cm土壤pH与其它土层差异显著;同行混
播草地0~40cm各土层土壤pH差异不显著.
5
第4期 邰继承等:播种方式对紫花苜蓿+无芒雀麦人工草地土壤剖面养分分布的影响 395
表7 不同播种方式土壤pH值比较
Table 7 Comparion of soil pH of different sowing methods
土层深度
(cm)
0~10
10~20
20~30
30~40
平均
播种方式
单播紫花苜蓿
8.57bB
8.61bAB
8.62bAB
8.71aA
8.63
单播无芒雀麦
8.69bA
8.71bA
8.70bA
8.82aA
8.73
隔行混播
8.62bA
8.75aA
8.73abA
8.77aA
8.72
同行混播
8.69aA
8.75aA
8.75aA
8.78aA
8.74
注:同列不同字母表示差异显著性.
3 小结
3.1 单播无芒雀麦草地土壤容重最小,单播紫花苜蓿草地土壤容重最大,且以0~20cm最显著.这是测试期间正值紫花苜蓿
(2年生)旺盛生长时期,土壤中大量活体根系挤压土壤,相对增加土壤容重;而无芒雀麦草地0~20cm土壤中须根相对容易
腐烂降低了土壤容重.
3.2 单播无芒雀麦草地、同行混播草地和隔行混播草地0~20cm土层有机质均大于单播紫花苜蓿草地,20~30cm则不显
著,而30~40cm单播紫花苜蓿草地则显著增加,分别是隔行混播草地、同行混播和单播无芒雀麦草地的1.11、1.72和1.94倍.
隔行混播草地土壤碱解氮含量最高,单播无芒雀麦草地最低;速效磷、速效钾则是单播无芒雀麦草地最高,单播紫花苜蓿
草地最低.这说明了豆科牧草对P、K肥较敏感,而对N肥不敏感;禾本科草对N肥较敏感,而施P、K肥不能明显提高禾草产
量.许多研究证明,合理施肥可提高草地产草量.对于禾本科+豆科混播草地来说,如何合理调控混播草地的N、P、K素营养比
例,保持混播草地群落稳定性和产量可持续性,今后仍然是草地管理研究的热点课题.
参 考 文 献
〔1〕张淑艳,张永亮.科尔沁地区禾豆混播人工草地生产特性分析〔J〕.中国草地,2003,(9),32-36.
〔2〕霍成君,韩建国,戎郁萍.刈割期和留茬高度对混播草地产量及品质的影响〔J〕.草地学报,2001,(4):98-102.
〔3〕陈敏.改良退化草地与建立人工草地的研究〔M〕.呼和浩特:内蒙古人民出版社,1998.55-77.
〔4〕张永亮,张丽娟.苜蓿、无芒雀麦混播及单播草地产量动态研究〔J〕.中国草地学报,2006,28(5):23-28.
〔5〕中国科学院南京土壤研究所.土壤理化分析〔M〕.上海:上海科学技术出版社,1978.62-191,466-532.
〔6〕劳家柽.土壤农化分析手册〔M〕.北京:农业出版社,1988.123-133,203-227,229-297.
〔7〕南京农业大学主编.土壤农化分析(二版)〔M〕.北京:农业出版社,1986,246-267.
〔责任编辑 徐寿军〕
5
内 蒙 古 民 族 大 学 学 报 2009年396