全 文 :书内蒙古苏尼特右旗草原土壤营养
元素有效态含量分析
塔娜1,2,那日苏1,2,王海1,2,拾涛1,2
(1.中国农业科学院草原研究所,内蒙古 呼和浩特010010;2.农业部草原资源与生态重点开放实验室,内蒙古 呼和浩特010010)
摘要:本研究选择内蒙古苏尼特右旗天然草场主要6个草场类,8个草场型,分析了0~30cm土壤营养元素(全N、
P、K、Ca、Mg、S、Fe、Mn、Cu、Zn、B和 Mo)有效态含量及与土壤有机质、pH值之间的相互关系。结果表明,1)研究
区土壤pH(8.84±0.23),均为碱性土壤;土壤有机质含量与全 N含量均较低,平均分别为(9.92±4.65)g/kg和
(0.46±0.25)g/kg;营养元素有效态含量积累顺序为:河泛地、湖盆低地盐生草甸草场类>荒漠草原草场区“小针
茅+无芒隐子草+葱属”植被型>沙丘植被草场类,河泛地、湖盆低地盐生草甸草场类土壤矿质元素有效态含量显
著高于其他草场类。2)土壤富含K元素,B和 Mo处于严重缺乏状态;除了河泛地、湖盆低地盐生草甸草场类以外
草场类微量元素含量均处于轻度缺乏或缺乏状态。3)土壤pH与土壤 N、P、Ca、Mn和Cu元素有效量存在显著负
相关性关系;土壤有机质则与土壤N、P、Ca、S、Fe、Mn和Cu元素有效量存在极显著正相关性关系。
关键词:草原;土壤;有效态营养元素
中图分类号:S812.2 文献标识码:A 文章编号:10045759(2013)05003707
犇犗犐:10.11686/cyxb20130505
在草地生态系统的物质循环中,土壤-植物-动物是一个有机的整体,土壤是维持矿物质循环体系基础,是
矿质营养元素主要供给者[1]。对放牧系统而言,土壤环境中矿质营养元素盈缺,直接关系着草地植被的生长发
育,进而影响到动物的正常生活和生理功能[2,3]。水-土壤-食物链是放牧家畜矿物质代谢障碍性疾病的基本
致病途径[4]。在干旱荒漠草地生态系统中,由于不同地带土壤类型、植被建群层片与群落结构的性质存在较大
差异,导致牧草和水源中矿物元素含量表现出明显差异;即使在同一地区,相同条件下,不同植被土壤、牧草中元
素含量之间也有一定差异[5,6]。因此,为了使家畜的矿物元素供应趋近其需要,必须了解不同植被类型土壤中矿
物质含量与特点。本研究选择内蒙古苏尼特右旗主要6个草场类,8个草场型,采集分析了当地土壤矿物元素有
效态含量,探讨其与土壤有机质、pH值之间的相互关系,旨在为该地区合理利用草地资源,防治放牧家畜地方性
疾病提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 研究区概况
苏尼特右旗位于内蒙古自治区中部,锡林郭勒盟西部,东经111°09′~114°16′,北纬41°56′~43°46′,全旗总
面积2.24万km2,可利用草原面积1.9万km2,是我国苏尼特肉羊的重要产地。该旗属半荒漠草原区,是草原向
荒漠过渡的生态交错带,在气候上虽属内陆干旱地带,但南北有差别,东西也不同。土壤由南向北呈地带式分布,
草场植被也是由南向北逐渐演替。全旗天然草场根据“北草办”拟定的《重点牧区草场资源调查大纲和技术规程》
所确定的分类原则和标准,采取三级分类系统,即:草场类、草场组、草场型。全旗共划分为低山丘陵干草原、高平
原干草原、丘陵地荒漠化草原、高平原荒漠草原、残丘坡地草原化荒漠、高平原草原化荒漠、河泛地与湖盆低地盐
生草甸和沙丘植被等8个草场类[7]。
第22卷 第5期
Vol.22,No.5
草 业 学 报
ACTAPRATACULTURAESINICA
37-43
2013年10月
收稿日期:20121130;改回日期:20130411
基金项目:中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金(中国农业科学院草原研究所1610332012016)和“十二五”国家科技支撑计划项目
(2012BAD13B07)资助。
作者简介:塔娜(1980),女,蒙古族,内蒙古锡林郭勒人,助理研究员,硕士。Email:tana_1980@163.com
1.2 土壤样品采集及预处理
2008年8月6-13日选择内蒙古苏尼特右旗草原自南向北主要6种草场类,8种型,8个采样区(属放牧
场),在每个样区按“S”线路采用土钻法,采取5个样点0~30cm土层土壤,每个样品由20钻组成混合样,共采集
土样40个,每个样区5个重复,室内风干后,按照分析项目的要求过筛,测定有机质和pH、全N、有效P、速效K、
水溶性Ca、水溶性 Mg、有效S、有效Fe、Mn、Cu、Zn、B、Mo。具体采样区生态特征如表1。
表1 采样区生态特征
犜犪犫犾犲1 犈犮狅犾狅犵犻犮犪犾犮犺犪狉犪犮狋犲狉犻狊狋犻犮狊狅犳狊犪犿狆犾犻狀犵犪狉犲犪
采样区
Sampling
area
草场类型
Grassland
type
植被群落组成 Vegetationcommunity
建群种及优势种
Constructivespeciesand
dominantspecies
伴生植物
Accompanying
plants
土壤类型
Soil
type
占全旗草场面积
Percentageoftotal
bannerpasture
area(%)
1 Ⅰ 低山丘陵干草原草场
类 Hilysteppepasture
短花针茅犛狋犻狆犪犫狉犲狏犻犳犾狅狉犪,糙隐
子草犆犾犲犻狊狋狅犵犲狀犲狊狊狇狌犪狉狉狅狊犪,羊草
犔犲狔犿狌狊犮犺犻狀犲狀狊犻狊,冰草犃犵狉狅狆狔
狉狅狀犮狉犻狊狋犪狋狌犿var.犮狉犻狊狋犪狋狌犿,多根
葱犃犾犾犻狌犿狆狅犾狔狉犺犻狕狌犿.
蒙古葱犃犾犾犻狌犿犿狅狀犵狅犾犻犮狌犿,冷蒿
犃狉狋犲犿犻狊犻犪犳狉犻犵犻犱犪,冬青叶兔唇花
犔犪犵狅犮犺犻犾狌狊犻犾犻犮犻犳狅犾犻狌狊,乳白花黄
芪犃狊狋狉犪犵犪犾狌狊犵犪犾犪犮狋犻狋犲狊.
淡栗钙土
Lightchestnut
soil
11.9
2 Ⅶ 河泛地、湖盆低地盐
生草甸草场类Riverpan
andlakebasinlowlands
saltmeadowpasture
赖 草 犔犲狔犿狌狊狊犲犮犪犾犻狀狌狊, 芦 苇
犘犺狉犪犵犿犻狋犲狊犪狌狊狋狉犪犾犻狊,羊草犔犲狔
犿狌狊犮犺犻狀犲狀狊犻狊.
苔草 犆犪狉犲狓犱狌狉犻狌狊犮狌犾犪,雾冰藜
犅犪狊狊犻犪犱犪狊狔狆犺狔犾犾犪.
盐化栗钙土
Salinization
chestnutsoil
13.2
3 Ⅲ 丘陵地荒漠化草原草
场类 Hilydesertsteppe
pasture
小针茅犛狋犻狆犪犽犾犲犿犲狀狕犻犻,无芒隐
子草犆犾犲犻狊狋狅犵犲狀犲狊狊狅狀犵狅狉犻犮犪,狭叶
锦鸡儿犆犪狉犪犵犪狀犪狊狋犲狀狅狆犺狔犾犾犪,蒙
古葱犃犾犾犻狌犿犿狅狀犵狅犾犻犮狌犿.
细叶鸢尾犐狉犻狊狋犲狀狌犻犳狅犾犻犪,银灰旋
花 犆狅狀狏狅犾狏狌犾狌狊犪犿犿犪狀狀犻犻,冬青
叶兔唇花 犔犪犵狅犮犺犻犾狌狊犻犾犻犮犻犳狅犾犻狌狊,
戈壁天门冬犃狊狆犪狉犪犵狌狊犵狅犫犻犮狌狊.
沙质棕钙土
Sandybrown
soil
7.8
4 Ⅳ 高平原荒漠草原草场
类1 High plain desert
steppepasture1
小针茅犛狋犻狆犪犽犾犲犿犲狀狕犻犻,无芒隐
子草犆犾犲犻狊狋狅犵犲狀犲狊狊狅狀犵狅狉犻犮犪,多根
葱犃犾犾犻狌犿狆狅犾狔狉犺犻狕狌犿.
细叶韭犃犾犾犻狌犿狋犲狀狌犻狊狊犻犿狌犿,木地
肤 犓狅犮犺犻犪狆狉狅狊狋狉犪狋犲,叉 枝 鸦 葱
犛犮狅狉狕狅狀犲狉犪犿狌狉犻犮狌犾犪狋犪,乳白花黄
芪犃狊狋狉犪犵犪犾狌狊犵犪犾犪犮狋犻狋犲狊.
典型棕钙土
Typical
brownsoil
5 Ⅳ 高平原荒漠草原草场
类2 High plain desert
steppepasture2
小针茅犛狋犻狆犪犽犾犲犿犲狀狕犻犻,无芒隐
子草犆犾犲犻狊狋狅犵犲狀犲狊狊狅狀犵狅狉犻犮犪,多根
葱犃犾犾犻狌犿狆狅犾狔狉犺犻狕狌犿.
矮韭 犃犾犾犻狌犿犪狀犻狊狅狆狅犱犻狌犿,木地
肤 犓狅犮犺犻犪狆狉狅狊狋狉犪狋犲,银 灰 旋 花
犆狅狀狏狅犾狏狌犾狌狊犪犿犿犪狀狀犻犻,阿尔泰狗
娃花 犎犲狋犲狉狅狆犪狆狆狌狊犪犾狋犪犻犮狌狊.
典型棕钙土
Typical
brownsoil
31.9
6 Ⅳ 高平原荒漠草原草场
类3 High plain desert
steppepasture3
小针茅犛狋犻狆犪犽犾犲犿犲狀狕犻犻,无芒隐
子草犆犾犲犻狊狋狅犵犲狀犲狊狊狅狀犵狅狉犻犮犪,多根
葱犃犾犾犻狌犿狆狅犾狔狉犺犻狕狌犿.
冷蒿 犃狉狋犲犿犻狊犻犪犳狉犻犵犻犱犪,蒙古葱
犃犾犾犻狌犿 犿狅狀犵狅犾犻犮狌犿,银 灰 旋 花
犆狅狀狏狅犾狏狌犾狌狊犪犿犿犪狀狀犻犻,骆 驼 蓬
犘犲犵犪狀狌犿犺犪狉犿犪犾犪.
典型棕钙土
Typical
brownsoil
7 Ⅷ 沙丘植被草场类Dune
vegetationpasture
沙鞭犘狊犪犿犿狅犮犺犾狅犪狏犻犾犾狅狊犪,沙蓬
犃犵狉犻狅狆犺狔犾犾狌犿狊狇狌犪狉狉狅狊狌犿,蒙古
葱犃犾犾犻狌犿犿狅狀犵狅犾犻犮狌犿.
戈壁天门冬 犃狊狆犪狉犪犵狌狊犵狅犫犻犮狌狊,
虫 实 犆狅狉犻狊狆犲狉犿狌犿 犺狔狊狊狅狆犻犳狅犾犻
狌犿,地稍瓜犆狔狀犪狀犮犺狌犿狋犺犲狊犻狅犱犲狊.
风沙土
Aeolian
sandysoil
14.2
8 Ⅴ 残丘坡地草原化荒漠
草场类 Monadnockslop
ingsteppedesertpasture
小针茅犛狋犻狆犪犽犾犲犿犲狀狕犻犻,无芒隐
子草犆犾犲犻狊狋狅犵犲狀犲狊狊狅狀犵狅狉犻犮犪,多根
葱犃犾犾犻狌犿狆狅犾狔狉犺犻狕狌犿.
蓍状亚菊 犃犼犪狀犻犪犪犮犺犻犾犾狅犻犱犲狊,冷
蒿犃狉狋犲犿犻狊犻犪犳狉犻犵犻犱犪,篦齿蒿犖犲
狅狆犪犾犾犪狊犻犪狆犲犮狋犻狀犪狋犪.
棕钙土
Brownsoil
1.4
83 ACTAPRATACULTURAESINICA(2013) Vol.22,No.5
1.3 分析方法
土壤pH用2.5∶1.0水土比浸提pH计测定,有机质用重铬酸钾法,全N用半微量开氏法,有效P用Olsen
法,速效K用1.0mol/LNH4OAc浸提-火焰光度法,水溶性Ca、Mg用蒸馏水浸提-0.01mol/LEDTA络合
滴定法,有效S用磷酸盐+乙酸浸提-硫酸钡比浊法,有效Fe、Mn、Cu、Zn用DTPA浸提-原子吸收分光光度
法,有效B用沸水浸提-甲亚胺比色法,有效 Mo用草酸+草酸铵浸提-石墨炉原子吸收法。具体操作步骤见
《土壤农业化学分析方法》[8]。
1.4 数据统计处理
应用DPS数据处理系统进行方差分析与相关性分析[9]。
2 结果与分析
2.1 土壤理化特性含量分析
土壤理化特性(pH、有机质、全氮)在不同草场类
型差异比较大(表2)。总体结果表明,研究区土壤pH
(8.84±0.23),均为碱性土壤。土壤有机质含量与土
壤全N含量均较低,平均分别为(9.92±4.65)g/kg
和(0.46±0.25)g/kg。所分析土壤中,残丘坡地草原
化荒漠草场类土壤pH显著高于其他草场类,而其余
草场类土壤pH没有明显差异。河泛地、湖盆低地盐
生草甸草场类土壤有机质和全氮含量最高,分别为
(16.61±2.48)g/kg和(0.80±0.22)g/kg,而沙丘植
被草场类最低,仅为(3.20±1.14)g/kg和(0.10±
0.07)g/kg;有机质和全N含量在不同草场类中变化
趋势基本一致,表现为:河泛地、湖盆低地盐生草甸草
场类>高平原荒漠草原草场类1>高平原荒漠草原草
场类3>低山丘陵干草原草场类>高平原荒漠草原草
场类2>丘陵地荒漠化草原草场类>残丘坡地草原化
荒漠草场类>沙丘植被草场类。
表2 土壤狆犎、有机质、全氮含量
犜犪犫犾犲2 犛狋犪狋犻狊狋犻犮犪犾狊狌犿犿犪狉狔狅犳狆犎,狊狅犻犾狅狉犵犪狀犻犮
犿犪狋狋犲狉犪狀犱狋狅狋犪犾狀犻狋狉狅犵犲狀
采样区
Sampling
area
pH 有机质
Organicmatter
(g/kg)
全N
TotalN
(g/kg)
1 8.79±0.19ab 10.67±2.21cd 0.43±0.20bc
2 8.66±0.21ab 16.61±2.48a 0.80±0.22a
3 8.80±0.04ab 6.33±1.42de 0.34±0.10cd
4 8.70±0.07ab 14.98±4.44ab 0.70±0.20a
5 8.77±0.05ab 9.10±0.52cd 0.47±0.05bc
6 8.72±0.30ab 12.49±3.46bc 0.64±0.19ab
7 8.90±0.22ab 3.20±1.14e 0.10±0.07e
8 9.39±0.13a 6.00±0.65de 0.18±0.04de
平均值 Mean 8.84±0.23 9.92±4.65 0.46±0.25
注:同列不同字母者差异显著(犘<0.05)。下同。
Note:Thevaluewithdifferentlettersaresignificantlydifferent(犘<
0.05).Thesamebelow.
2.2 土壤矿物常量元素有效态含量分析
土壤中所测得5种常量元素和6种微量元素有效态含量显示(表3,表4),河泛地、湖盆低地盐生草甸草场类
土壤速效P含量显著高于其他草场类,为(13.54±1.21)mg/kg,而其他草场类土壤速效P均低于临界值(10
mg/kg)且无明显差异,平均为(3.5±0.46)mg/kg,处于缺乏状态。所测土壤速效K和水溶性Ca含量均较高,
但不同类草场间有明显差异,以河泛地、湖盆低地盐生草甸草场类土壤中含量最高,分别达到(344.98±59.25)
mg/kg和(112.50±19.36)mg/kg,以沙丘植被草场类最低,为(102.73±23.74)mg/kg和(56.60±16.35)
mg/kg。同上,河泛地、湖盆低地盐生草甸草场类土壤水溶性 Mg含量显著高于其他草场类,而丘陵地荒漠化草
原草场类和残丘坡地草原化荒漠草场类含量显著低于其他草场类。所测土壤有效S含量比较低,除了河泛地、湖
盆低地盐生草甸草场类土壤有效S含量(12.06±1.76)mg/kg略高于临界值(10mg/kg)外,其他草场类均处于
缺S状态。土壤有效S含量分布规律与速效K和水溶性Ca一致。
2.3 土壤矿物微量元素有效态含量分析
土壤微量元素有效态含量结果表明(表4),不同草场类土壤微量元素含量分布规律基本遵循上述土壤常量
元素变化规律,即总体上河泛地、湖盆低地盐生草甸草场类土壤中含量较高,而沙丘植被草场类含量最低。具体
表现为,河泛地、湖盆低地盐生草甸草场类土壤中有效Fe、Mn、Cu、B和 Mo含量显著高于其他草场类,分别达到
(14.71±4.32)mg/kg,(10.88±1.06)mg/kg,(1.78±0.48)mg/kg,(0.88±0.15)mg/kg和(0.077±0.005)
mg/kg;而沙丘植被草场类土壤中有效Fe、Mn、Cu、Zn和B含量分别为(3.47±1.01)mg/kg,(2.76±0.63)
93第22卷第5期 草业学报2013年
mg/kg,(0.40±0.33)mg/kg,(0.21±0.08)mg/kg和(0.19±0.06)mg/kg;其他草场类上述土壤微量元素有
效态含量未表现出明显差异,分布较均匀。结合有效量分级标准(表5),所测土壤中除了河泛地、湖盆低地盐生
草甸草场类土壤有效态含量较丰富以外,其余大部分处于缺Fe、Mn、Zn、B状态;而所有土壤有效 Mo含量都明
显低于临界值,处于严重缺 Mo状态。大部分土壤有效Cu含量略高于临界值。
表3 土壤常量元素有效态含量
犜犪犫犾犲3 犆狅狀犮犲狀狋狉犪狋犻狅狀狊狅犳狊狅犻犾犪狏犪犻犾犪犫犾犲犿犪犮狉狅犿犻狀犲狉犪犾犲犾犲犿犲狀狋狊 mg/kg
采样区Samplingarea 有效PAvailableP 速效KAvailableK 水溶性CaSolubleCa 水溶性 MgSolubleMg 有效SAvailableS
1 3.30±0.49b 135.59±30.47bc 104.80±21.00a 24.16±6.44ab 4.08±2.82c
2 13.54±1.21a 344.98±59.25a 98.60±22.98a 28.67±2.00a 12.06±1.76a
3 4.24±1.87b 138.49±20.10bc 71.40±10.83ab 17.08±2.73b 8.14±4.50b
4 3.34±0.18b 154.40±51.26bc 88.60±12.72a 21.05±7.95ab 3.95±3.17c
5 3.22±0.13b 165.36±29.77b 78.60±13.87ab 20.50±2.88ab 3.60±2.69c
6 3.37±0.15b 174.25±22.42b 112.50±19.36a 26.69±10.96ab 5.02±2.00bc
7 4.07±1.36b 102.73±23.74c 56.60±16.35b 23.30±8.66ab 2.97±0.64c
8 3.02±0.46b 143.66±31.75bc 71.60±12.14ab 18.30±5.55ab 6.66±2.39bc
平均值 Mean 4.76±3.57 169.93±73.97 85.34±19.11 22.47±4.00 5.81±3.05
表4 土壤微量元素有效态含量
犜犪犫犾犲4 犆狅狀犮犲狀狋狉犪狋犻狅狀狊狅犳狊狅犻犾犪狏犪犻犾犪犫犾犲犿犻犮狉狅犿犻狀犲狉犪犾犲犾犲犿犲狀狋狊 mg/kg
采样区
Samplingarea
有效Fe
AvailableFe
有效 Mn
AvailableMn
有效Cu
AvailableCu
有效Zn
AvailableZn
有效B
AvailableB
有效 Mo
AvailableMo
1 4.15±0.82b 5.08±1.02b 0.46±0.37b 0.58±0.37c 0.29±0.07b 0.023±0.012c
2 14.71±4.32a 10.88±1.06a 1.78±0.48a 1.08±0.31bc 0.88±0.15a 0.077±0.005a
3 3.76±0.64b 4.67±0.10b 0.60±0.27b 0.79±0.42c 0.23±0.08b 0.020±0.007c
4 5.05±1.38b 5.85±1.42b 0.59±0.10b 0.49±0.22c 0.36±0.05b 0.027±0.010c
5 4.88±0.49b 5.18±0.39b 0.63±0.23b 2.70±1.37a 0.19±0.02b 0.032±0.007c
6 4.20±1.31b 4.94±0.97b 0.71±0.25b 2.22±2.26ab 0.19±0.05b 0.014±0.014c
7 3.47±1.01b 2.76±0.63c 0.40±0.33b 0.21±0.08c 0.19±0.06b 0.021±0.013c
8 3.69±0.74b 2.64±0.49c 0.48±0.28b 0.30±0.05c 0.93±0.41a 0.050±0.024b
平均值 Mean 5.49±3.77 5.25±2.55 0.71±0.45 1.05±0.92 0.41±0.31 0.033±0.021
土壤缺素临界值[10]Soilnutri
entdeficiencythreshold
4.50 7.00 0.20 0.50 0.50 0.15
表5 有效量分级标准[11]
犜犪犫犾犲5 犜犺犲犮犾犪狊狊犻犳犻犮犪狋犻狅狀狊狋犪狀犱犪狉犱狊狅犳狋犺犲犪狏犪犻犾犪犫犾犲犮狅狀狋犲狀狋 mg/kg
营养元素
Nutrientelement
严重缺乏
Deficientseriously
轻度缺乏
Deficientmildly
基本不缺乏
Nondeficient
丰富
Abundant
极丰富
Abundantextremely
有效BAvailableB <0.2 0.2~0.5 0.5~1.0 1.0~2.0 >2.0
有效 MnAvailableMn <1.0 1.0~5.0 5.0~15.0 15.0~30.0 >30.0
有效CuAvailableCu <0.1 0.1~0.2 0.2~1.0 1.0~1.8 >1.8
有效ZnAvailableZn <0.3 0.3~0.5 0.5~1.0 1.0~3.0 >3.0
有效 MoAvailableMo <0.1 0.1~0.15 0.15~0.2 0.2~0.3 >0.3
有效FeAvailableFe <2.5 2.5~4.5 4.5~10.0 10.0~20.0 >20.0
04 ACTAPRATACULTURAESINICA(2013) Vol.22,No.5
2.4 土壤pH值、有机质与营养元素含量的相关性
土壤pH值、有机质与营养元素有效态含量的相关性分析见表6。数据显示出土壤营养元素有效量不同程
度受土壤pH值的影响,N、P和Ca元素有效量与土壤pH呈显著负相关,而 Mn和Cu元素有效量与土壤pH呈
极显著负相关。土壤有机质含量也显著影响营养元素有效量,土壤N、P、Ca、S、Fe、Mn和Cu元素有效量与土壤
有机质呈极显著正相关。
表6 土壤狆犎值、有机质与营养元素含量的相关性
犜犪犫犾犲6 犆狅狉狉犲犾犪狋犻狅狀犫犲狋狑犲犲狀狊狅犻犾狆犎狏犪犾狌犲,狅狉犵犪狀犻犮犿犪狋狋犲狉犪狀犱狋犺犲犮狅狀狋犲狀狋狊狅犳狀狌狋狉犻犲狀狋狊
相关系数Correlationcoefficient N P K Ca Mg S
pH (狀=40) -0.324 -0.358 -0.252 -0.347 -0.174 -0.123
有机质Organicmatter(狀=40) 0.900 0.485 0.688 0.526 0.214 0.406
相关系数Correlationcoefficient Fe Mn Cu Zn B Mo
pH (狀=40) -0.257 -0.411 -0.404 -0.232 0.136 -0.017
有机质 Organicmatter(狀=40) 0.613 0.783 0.492 0.140 0.242 0.278
注:相关系数临界值,犪=0.05时,狉=0.3120,犪=0.01时,狉=0.4026;极显著相关,显著相关。
Note:standsforextremelysignificantcorrelation;standsforsignificantcorrelation.
3 讨论
土壤养分是气候、植被、地形及土壤因素等自然条件的综合反映[12]。苏尼特右旗地处干旱,半荒漠条件下,
降水量少,蒸发量大,风大频度高,在这种条件下形成的土壤为草原土。其特点是腐殖质积累量与钙积化过程。
该旗从整体来看可分为南北两个地带性土壤,即栗钙土和棕钙土,同时在浑善达克沙地和北部与二连接壤的平缓
沙地分布有风沙土。土壤属性不同直接影响区域内植被种类、分布以及盖度,同时3种土壤对保水和保肥的差异
性也导致区域内的各种要素分布的不均匀性[13]。研究区域内栗钙土、棕钙土和风砂土3种类型土壤的母质、发
育情况及保水能力的差异导致土壤性质不同,养分和营养元素有效态含量亦不同[14,15]。
河泛地、湖盆低地盐生草甸草场类主要分布在丘间低地,干河道和湖盆洼地上。土体湿润,丛生禾草生长较
密,植物种类较多,且草群高度和盖度均明显优于其他种类草场,放牧载畜量较高,因此每年能提供较多植物残
体,大量凋落物回归土壤有利于有机质的积累[16]。因而有机质,养分有效态含量明显高于其他草场类。由“小针
茅+无芒隐子草+葱属”植被型为最具有代表性的荒漠草原草场区,由于其气候干旱,植被稀疏低矮,加之过度放
牧造成植物的生物量、盖度和枯落物都很低,土壤中有机质的平均含量不到10%,全氮0.052%,除了钾丰富外,
其他养分都比较贫乏。风沙土为非地带性土壤,是干旱半干旱生境下由风积沙母质上发育的幼年土壤,植被稀
少,肥力低。该旗沙丘植被草场类,土壤为风沙土和沙壤土,多年生荒漠植物分布较少,植被生产力和土壤养分含
量主要受沙米,虫实等一年生植被影响,积累现象较小。随着土壤不断粗粒化,草场有机质和全N含量逐渐降
低[17]。该草场土壤有机质含量为0.32%,全氮为0.01%,其他营养元素有效态含量也显著低于其他草场类,且
微量元素有效态含量明显低于土壤缺素临界值,处于严重缺乏状态。在不同地区不同演替阶段的群落特征和土
壤特征关系的研究中,均得出土壤与植被之间存在不同的互动关系[1820]。本研究中也得出类似的结果,即区域内
植被在一定程度上影响土壤养分的积累。
土壤酸碱性是土壤的一个重要属性,也是影响肥力的因素之一。它直接影响土壤养分的存在状态、转化和有
效性。土壤有机质是土壤的重要组成部分,它是指存在于土壤中的所有含碳的有机化合物,包括土壤中各种动、
植物残体,微生物体以及分解或合成的各种有机物[21]。大量研究表明,土壤pH显著影响土壤养分的存在形态
和溶解性或有效性;有机质则对营养元素有效态有积累作用和保持作用[2226]。研究区土壤pH 偏高,均为碱性土
壤。该区土壤pH值偏高是导致多种营养元素有效态含量偏低的主要因素[15]。研究表明土壤中许多有效态元
素如F、Fe、Mn、Cu、Zn、Co等随土壤pH下降而活性增加[27,28]。本研究区,土壤N、P、Ca、Mn和Cu元素有效量
14第22卷第5期 草业学报2013年
与土壤pH呈显著负相关。但因该区域内土壤pH值变化不大,不同草场类土壤间营养元素有效态含量的差异
主要是受有机质影响。有效态微量元素主要存在于生物活体、植物残体和土壤有机质中,有机质含量高的土壤
Fe、Mn、Zn、Cu含量也较高,土壤有机质含量的差异是微量元素含量不同的一个重要控制因素[2931]。本研究区,
土壤N、P、Ca、S、Fe、Mn和Cu元素有效量与土壤有机质呈极显著正相关,由此说明增加土壤有机质是提高营养
元素有效态含量的重要措施。
4 结论
内蒙古苏尼特右旗天然草场,研究区土壤pH(8.84±0.23),均为碱性土壤;土壤有机质含量与全N含量均
较低,平均分别为(9.92±4.65)g/kg和(0.46±0.25)g/kg。综合研究结果,随着植被类型和土壤属性的变化,
营养元素有效态含量在0~30cm土层中积累的顺序为:河泛地、湖盆低地盐生草甸草场类>荒漠草原草场区“小
针茅+无芒隐子草+葱属”植被型>沙丘植被草场类。具体表现为:河泛地、湖盆低地盐生草甸草场类土壤有效
P、速效K、水溶性 Ca、水溶性 Mg、有效S和有效 Fe、Mn、Cu、Zn、B含量分别为(13.54±1.21)mg/kg,
(344.98±59.25)mg/kg,(98.60±22.98)mg/kg,(28.67±2.00)mg/kg,(12.06±1.76)mg/kg和(14.71±
4.32)mg/kg,(10.88±1.06)mg/kg,(1.78±0.48)mg/kg,(1.08±0.31)mg/kg,(0.88±0.15)mg/kg,显著
高于其他草场类;“小针茅+无芒隐子草+葱属”植被型土壤矿质元素含量分布较均匀,上述元素平均含量分别为
(3.44±0.47)mg/kg,(155.23±14.83)mg/kg,(84.54±17.13)mg/kg,(20.72±3.70)mg/kg,(5.47±1.91)
mg/kg和(4.18±0.66)mg/kg,(4.34±1.33)mg/kg,(0.57±0.11)mg/kg,(1.12±1.07)mg/kg,(0.35±
0.29)mg/kg;而沙丘植被草场类土壤中矿质元素有效态积累最低,分别为(4.07±1.36)mg/kg,(102.73±
23.74)mg/kg,(56.60±16.35)mg/kg,(23.30±8.66)mg/kg,(2.97±0.64)mg/kg和(3.47±1.01)mg/kg,
(2.76±0.63)mg/kg,(0.40±0.33)mg/kg,(0.21±0.08)mg/kg,(0.19±0.06)mg/kg。
内蒙古苏尼特右旗天然草场,土壤中K元素很丰富,同时B和 Mo处于严重缺乏状态,应该予以关注。除了
河泛地、湖盆低地盐生草甸草场类土壤中不缺乏Fe、Mn、Cu和Zn等微量元素以外,其他草场类微量元素含量均
处于轻度缺乏或缺乏状态。微量元素的缺乏与土壤有机质含量较低有关。
在内蒙古苏尼特右旗荒漠生态系统脆弱的生态环境中,土壤pH与土壤N、P、Ca、Mn和Cu元素有效量存在
显著负相关性的关系;土壤有机质则与土壤N、P、Ca、S、Fe、Mn和Cu元素有效量存在极显著正相关性关系。
参考文献:
[1] 辛国省,龙瑞军,尚占环,等.青藏高原东北缘放牧草地土壤矿物元素含量及分布特征[J].草业学报,2012,21(2):817.
[2] 王宗元,曹光辛,胡在朝,等.动物矿物质营养代谢与疾病[M].上海:上海科学技术出版社,1995.
[3] 张成霞,南志标.放牧对草地土壤理化特性影响的研究进展[J].草业学报,2010,19(4):204211.
[4] 周立业,蒲秀瑛.青海湖湖东区土-草-普氏原羚羊系统中微量元素含量研究[J].草业学报,2012,21(6):145150.
[5] 赛福丁·阿不拉,斯坎达尔·买合木提,孜库拉.南疆部分地区土壤-牧草-畜体系统中主要微量元素含量的初步调查研
究[J].新疆农业科学,2010,47(3):554558.
[6] 曲亚玲.两种荒漠土壤和牧草矿物元素含量的比较研究[J].草业学报,1999,8(1):6972.
[7] 乌兰,范丽,王海,等.苏尼特右旗草原主要植物矿质营养元素含量特征[J].饲料研究,2010,(2):4143.
[8] 鲁如坤.土壤农业化学分析方法[M].北京:中国农业科技出版社,1999:166186.
[9] 唐启义,冯明光.实用统计分析及其计算机处理平台[M].北京:科学出版社,2002:34130.
[10] 章程,谢运球,吕勇,等.广西弄拉峰丛山区土壤有机质与微量营养元素有效态[J].中国岩溶,2006,25(1):6366.
[11] 沈善敏.中国土壤肥力[M].北京:中国农业出版社,1998:114116,370.
[12] 李天才,曹广民,柳青海,等.青海湖北岸退化与封育草地土壤与优势植物中四种微量元素特征[J].草业学报,2012,
21(5):213221.
[13] 王晶,吕昭智,钱翌,等.新疆准噶尔盆地典型荒漠区不同景观植被对土壤养分的影响[J].中国沙漠,2010,30(6):1367
1373.
[14] 钱一兵,张立运,唐自华,等.古尔班通古特沙漠88°E沿线风沙土理化性状的纵向分异[J].干旱区地理,2006,29(6):
24 ACTAPRATACULTURAESINICA(2013) Vol.22,No.5
785789.
[15] 刘全友,童依平,李继云,等.多伦县土壤营养元素有效态含量的影响因素研究[J].生态学报,2000,20(6):10341037.
[16] 周印东,吴金水,赵世伟,等.子午岭植被演替过程中土壤剖面有机质与持水性能变化[J].西北植物学报,2003,23(6):
895900.
[17] 季方,樊自立,赵贵海.塔克拉玛干沙漠土壤沙化发生条件及对土壤性状影响[J].中国沙漠,1996,16(2):161165.
[18] 王国生,温洪,高占琪,等.不同植物群落对土壤主要营养指标的影响[J].草业科学,2009,26(11):9396.
[19] 姜红梅,李明治,王亲,等.祁连山东段不同植被下土壤养分状况研究[J].水土保持研究,2011,18(5):166170.
[20] 曲国辉,郭继勋.松嫩平原不同演替阶段植物群落和土壤特性的关系[J].草业学报,2003,12(1):1822.
[21] 黄昌勇.土壤学[M].北京:中国农业出版社,2000:3235.
[22] 郭丁,裴世芳,俞斌华,等.阿拉善荒漠草地几种灌木对土壤有效态养分的影响[J].中国沙漠,2009,29(1):95100.
[23] 师刚强,赵艺,施泽明,等.土壤pH值与土壤有效养分关系探讨[J].现代农业科学,2009,16(5):9395.
[24] 程瑞梅,肖文发,王晓荣,等.三峡库区植被不同演替阶段的土壤养分特征[J].林业科学,2010,46(9):16.
[25] 文勇立,李辉,李学伟,等.川西北草原土壤及冷暖季牧草微量元素含量比较[J].生态学报,2007,27(7):28372846.
[26] 寇长林,巨晓棠,高强,等.两种农作体系施肥对土壤质量的影响[J].生态学报,2004,22(11):25482556.
[27] 赵云,陈伟,李春鸣,等.东祁连山不同退化程度高寒草甸土壤有机质含量及其与主要养分的关系[J].草业科学,2009,
26(5):2025.
[28] PatersonJE,KlessaDA,MacPhersonA.Aninvestigationintothemethodsofimprovingthecobaltstatusofsoilherbage
andgrazingruminantsanditsfieldassessment[J].LivestockProductionScience,1991,28(2):139149.
[29] BastaNT,RyanJA,ChaneyRL.Traceelementchemistryinresidualtreatedsoil:keyconceptsandmetalbioavailability[J].Jour
nalofEnvironmentalQuality,2005,34(1):4963.
[30] 曾曙才,谢正生,俞元春,等.北亚热带森林土壤有效微量元素状况研究[J].生态学报,2002,22(12):21412146.
[31] 吴彩霞,傅华,裴世芳,等.不同草地类型土壤有效态微量元素含量特征[J].干旱区研究,2008,25(1):137144.
犃狀犪犾狔狊犻狊狅犳犪狏犪犻犾犪犫犾犲狀狌狋狉犻犲狀狋狊犮狅狀狋犲狀狋狊犻狀犛狌狀犻狋犲狔狅狌犅犪狀狀犲狉狆犪狊狋狌狉犲狊狅犻犾狊
TANa1,2,NARisu1,2,WANGHai1,2,SHITao1,2
(1.GrasslandResearchInstituteofChineseAcademyofAgriculturalScience,Hohhot010010,China;
2.KeyLaboratoryofGrasslandResourcesandEcology,MinistryofAgriculture,the
People’sRepublicofChina,Hohhot010010,China)
犃犫狊狋狉犪犮狋:Thestudyofsurfacesoilavailablenutrients(totalN,P,K,Ca,Mg,S,Fe,Mn,Cu,Zn,Band
Mo)contentsandthecorrelationswithsoilorganicmatterandpHvaluewasconductedin8stylesamongof6
typesofgrasslandfromSuniteyouBanner.Theresultsshowedasfolows,1)Thesoilsfromstudyareabelong
toalkalinesoil,pHwas(8.84±0.23).ThecontentofsoilorganicmatterandtotalNwaslow,averagedin
(9.92±4.65)g/kgand(0.46±0.25)g/kgrespectively.Theaccumulationofsoilavailablenutrientsdisplayed
anorderasRiverpanandlakebasinlowlandssaltmeadowpasture>“犛狋犻狆犪犽犾犲犿犲狀狕犻犻+犆犾犲犻狊狋狅犵犲狀犲狊狊狅狀犵狅狉犻犮犪
+犃犾犾犻狌犿”indesertsteppepasture>Dunevegetationpasture.ThecontentofsoilavailablenutrientsinRiver
panandlakebasinlowlandssaltmeadowpasturewassignificantlyhigherthanthoseinothergrasslandtypes.
2)SoilswererichinKbutlackofBandMoseriously.Soilindifferentgrasslandtypesshowedinlackoftrace
elementsexceptofRiverpanandlakebasinlowlandssaltmeadowpasture.3)SoilpHvaluedisplayedsignifi
cantnegativecorrelationwithavailableN,P,Ca,MnandCu.Onthecontrary,soilorganicmattershowed
significantpositivecorrelationwithavailableN,P,Ca,S,Fe,MnandCu.
犓犲狔狑狅狉犱狊:pasture;soil;availablenutrients
34第22卷第5期 草业学报2013年