全 文 ：第 7 卷
V o l
.
7
第 1 期
N o
.
l
草 地 学 报
A C T A A G R E S T IA S IN IC A
1 9 9 9 年
M
a re h
.
3 月
1 9 9 9
放牧强度对新麦草人工草地氮素在牧草
与土壤中的分配和动态的影响 ’
白可喻 王 培 韩建国
(中国农业大学草地研究所 , 北京 1 0 0 0 9 4 )
孙瑞 臣
(承德市鱼儿山牧场 , 鱼儿山镇 0 6 8 3 5 9 )
摘要 : 本文研究放牧强度对新麦草草地氮素在牧草和土壤中的分配与季节动态 。 结果表
明 , 草地氮素贮量在 。~ 3 0C m 土层为每平方米 6 63 . 5一 938 . 49 , 其中 70 %集中于 o ~ 20C m 。 土壤
氮素随着时间的变化没有显著差异 。 中度放牧可提高牧草对氮素的利用率 。随着土层的加深 , 氮
素呈 “T ”型分布 , 其中以中度放牧最为明显 。 随着放牧强度的增加 , 表层氮素的积累增多 , 以对
照区土壤氮素的含量最高 , 重牧区次之 , 中牧区最低 (P< 0 . 0 5 ) 。 对照区植物活体中氮素的比例
高于放牧区 。 放牧区根系氮素的比例高于对照区 。
关镇词 : 放牧强度 ; 氮素贮量 ; 氮素分配 比例 ; 氮素百分含量 ; 新麦草人工草地
1 前言
氮素是生命活动的重要基础元素之一 , 氮素循环是生态系统重要的物质循环 。氮素循环
是否保持平衡 , 对草地生态系统而言 , 将直接影响到植物生长发育和生物量的形成与积累 ,
关系到“土一草一畜”一系列的生产流程 , 而最终决定着畜产品的质和量 。 放牧家畜通过采
食 、践踏以及对营养物质的分散和再分布影响着草地养分的周转 , 土壤养分的积累量也随之
发生变化 , 从而使植物的生长发育受到影响 。 因而 , 认识不同放牧制度下牧草一土壤氮素的
分配是制定合理放牧制度和草地生态系统 良性循环的理论基础 。
有关放牧对氮素分布与循环的研究 , 国外学者的研究指 出 , 土壤氮素随着放牧强度的增
加而增加 (W a lla e e 等 , 1 9 9 5 ; M ite he ll等 , 1 9 9 4 ; D o r m a a r 等 , 1 9 9 4 ; ) 。 Jo h n s to n 等(1 9 7 1 )和
D or m a r 等 (1 9 7 7) 的研究指出 , 放牧改变着植被的组成和土壤性质 , 但对全氮和可矿化氮的
影响不明显 。不 同放牧强度影响着植物地上部和根系的生长 以及氮素在植物体中的分布 。不
同放牧强度影 响着植物一土壤 系统的氮素分配 , 放牧减少了根的生长和生物量 (Cou g h-
n o u r , 1 9 8 5 ; R ie ha r d s
,
1 9 8 4 ; C h a s in 等 , 1 9 7 9 ; Ja m e s o n , 1 9 6 3 ) ,增加了叶片含氮量 (Ja r a m illo
等 , 1 98 8 ; C o p poc k 等 , 1 9 83 ) 。 国内学者呼天明等 (1 9 8 7) 的研究指出 , 土壤是氮素的巨大贮藏
库 , 其贮量占羊草群落的 98 % , 羊草根系是氮素的主要贮藏器官 。 氮素在羊草中的贮量随着根系
的深度成对数或指数下降。张淑艳(1 9 9 4) 在内蒙古荒漠草原封育和轮牧区进行氮素循环的比较 ,
。 指出封育可恢复草群 , 土壤氮有所提高 , 但氮的周转率则下降。 本项研究旨在探讨放牧对人工草
地氮素在牧草一土壤中分配的影响 , 为高效合理地利用放牧人工草地提供理论依据 。
国家 96 一 0 16 一 01 一 04 科技攻关专题研究内容
第 1 期 白可喻等 : 放牧强度对新麦草人工草地氮素在牧草与土壤中的分配和动态的影响
2 材料与方法
2
.
1 自然概况
试验地设在河北省承德地区鱼儿山牧场 , 地处河北省丰宁满族 自治县西北部坝上草原 ,
位于东经 148 04 6 ’ , 北纬 4 1 0 4 ’ 。 西部和西北部与张家 口地 区固源县和内蒙古 自治区多伦县
接壤 。 属冷温地带 , 半干旱大陆季风性气候 。 春季干旱少雨 , 风沙较大 , 夏季短促而温和 , 昼
夜温差较大 。 海拔 1 4 5 0 米 。 无霜期 80 ~ 90 天 。 年均气温 。‘C , 最高气温 28 ℃ ,最低达一32 ‘C 。
年均降水量 3 30 ~ 41 0 毫米 。 年均刮风 日 60 ~ 80 天 , 风力达 5 ~ 8 级 。 该地区属半干旱草原 、
草甸草原 。 土壤属栗钙土类 。
2
.
2 试验地选择
试验地为六年生新麦草人工草地 , 海拔 1 4 60 米选择其中土壤肥力较均匀 , 地势平坦 , 地
形起伏较小的地段进行 。
2
.
3 试验处理
试验为单因子设计 (放牧频率相同 , 时间相同 ) , 设四个水平的放牧强度 : 不放牧 (CK ) 、
轻度放牧(LG ) 、中度放牧 (M G )和重度放牧 (H G ) 。
2. 3. 1 放牧时间自 1 9 9 7 年 6 月 6 日到 9 月 15 日 。 三个放牧区设铁丝围栏实行轮牧 , 各划
分为七个面积相同的小区(4 8 x 24 m , ) , 共 2 个小区 (含对照区 ) , 放牧面积 2 . 4l hm Z , 各处
理为 0 . 8 h m , 。 每小区放牧四天 。 采用全天制放牧 , 夜间露宿草地 。
2
.
3
.
2 轻度 、中度 、重度的放牧利用率分别为地上生物量的 35 % 、“% 、和 80 % 。 供试家畜
为 4 月龄小尾寒羊与河北细毛羊杂种公羔 , 分组体重分别为 : 轻牧 16k g , 中牧 1 6 . 3k g , 重牧
16
.
sk g
, 健康状况良好 。
2
.
3
.
3 随着羊体重和采食量的增加 , 放牧强度作适当调整 , 6 月初至 7 月中 , 轻牧 、中牧 、重
牧区的放牧强度分别为 0 . 1 34 公顷/羊 、 0 . 08 公顷/羊和 0 . 0 67 公顷/羊 。 7 月中至 9 月中分
别为 0 . 2 公顷 /羊 、 0 . 1 14 公顷 /羊和 0 . 0 72 公顷 /羊 。
2
.
4 沮.J定项 目
2
.
4
.
1 土壤全氮测定 牧后 5一 7 天 , 在 。~ 10 c m 土层用蛇行法取样 15 个点 , 重复 3 次 。将
土 样混合后装入纸袋风 干 , 分别过筛 (lm m ) , 用 于测 定土壤全氮量 , 方法为凯氏定氮法
(K jeld a h l)
, 用 10 3 0 全 自动定氮仪测定 。
2
.
4
.
2 植物含氮量测定 牧后 5一 7 天 , 各小区用 1 x lm Z 的样方测试地上生物量 , 重复 5
次 。 分离植物活体(绿色部分 ) 、立枯物和分桑节 。 地下生物量在各样方中用土坑法取样 , 深
O~ 4 0c m
, 重复 5 次 。 根用水冲净 。 将地上和地下样品分别置于鼓风干燥箱 (70 ‘C )烘干 , 磨
碎 。 用凯氏定氮法测定样品全 N 含量 。
3 结果与分析
在不同放牧强度下 , 新麦草氮素的分配与季节变化各异 , 对该规律的分析研究 , 是探讨
和认识放牧生态系统草地氮素循环的基础 。
3
.
1 氮素在收草和土壤中的分配
3
.
1
.
1 结果表明 , 新麦草土壤氮素的 9 %以上分布于 。一 3 0c m 的土层 。轻牧 、中牧 、重牧与
对照区地上部氮素的分配比例分别为 0 . 3 % 、 0 . 31 % 、 0 . 25 %和 0 . 29 % (见表 1 ) 。 其中轻牧
草 地 学 报 1 9 99 年
表 1 断班草土城和牧草中的氮素分配
T a ble l 压s tr ib u tio n o f n itr o g e n in R u s s ia n w ild r ye g ra s s 一5 0 11 s ys te m a s in flu e n e e d b y g ra z in g
放牧强度
G r a z in g
In t e n s ity
上坡
3 〕11
牧草地上部
Abo
v e g r o u n d p a r ts
牧草地下部
U nd
e r g r o u n d Pa r t s
层次 贮氮量 占总量的肠
So il N (g / m
Z) Pe r e e n ta g e
L ay e r s (e m ) o f N
部分 贮氮量 占总量的%
Pa rt s N (g / m z ) P e r e e n ta g e
o f t o t a l
部分 贮氮量 占总量的%
Pa
r ts N (g / m Z ) Pe r ee n t a g e
o f t o ta l
轻牧
L G
0 ~ 1 0 2 6 1
.
2 0 3 5
.
8 2
0 ~ 2 0 5 1 5
.
2 0 7 0
.
6 5
0 ~ 3 0 7 2 6
.
8 0 9 9
.
6 7
中牧
M G
0 ~ 1 0 2 6 0
.
2 0 3 6
.
8 6
0 ~ 2 0 5 1 2
.
7 0 7 2
.
6 3
0 ~ 3 0 7 0 3
.
9 0 9 9
.
7 0
重牧
H G
0 ~ 1 0 3 0 6 2 0 3 4
。
0 6
0 ~ 2 0 6 0 2
.
9 0 6 7
.
0 6
0 ~ 3 0 8 9 6
.
7 0 9 9
.
7 5
对照
C K
0 ~ 1 0 2 7 8
.
3 0 3 3
.
2 7
0 ~ 2 0 5 53
.
7 0 6 6
.
2 0
0 ~ 3 0 8 34
.
0 0 9 9
.
7 1
植物活体 0 . 56
L iv in g ma
t e r ia l
立枯物 0 . 0 8
S t a n d in g d e ad
合计 0 . 6 4
T o ta l
植物活体 。. 58
L iv in g m a t e r ia l
立枯物 0 . 05
S t a n d in g d e ad
合计 0 . 63
T o ta l
植物活体 0 . 63
L iv in g m a te r ial
立枯物 0 . 07
S t a n d in g d e ad
合计 0 . 70
T o ta l
植物活体 0 . 8 9
L iv in g ma t
e r ia l
立枯物 0 . 17
S t a n d in g d e ad
合计 1 . 0 6
T o ta l
分萦节 0 · 5 1
T ille r in g n od
e
根 1 . 2 5
R 。。t
合计 L 76
T o ta l
分菜节 o · 3 9
T ille r in g n司e
根 1 . 1 0
R O o t
合计 1. 49
T o t al
分萦节 O· 5 3
T ille r in g n od
e
根 1 . 10
R o o t
合计 · 1. 53
T o t al
分萦节 o · 5 2
T ille r in g n od
e
根 1 . 1 0
R o o t
合计 1. 35
T o t a l
区偏高 , 重牧区最低 。 地上部分别占 0 . 09 、 0 . 09 、 0 . 08 和 0 . 13 % , 以对照区最高 , 重牧区最
低 。 从总体分析 , 牧草氮素含量占氮素总量的百分比没有超过 0 . 4 % , 可见新麦草对氮素的
利用率是很低的 , 而大量氮素则 以有机态氮的形式存在于土壤或被微生物固结 。 Ja r am il 。
等(1 9 8 8) 指出 , 适度放牧可增加氮素在地上部分的分配 。 本研究结果表明 , 重度放牧使牧草
的再生能力降低 , 使地上部氮素的分配降低 。 从表 1 可以看出 , 重牧区地上部氮素的分配比
例比对照降低 0 . 05 % , 而植物体对氮素的分配 比例降低 0 . 04 写 。 而轻牧与中牧区氮素在植
物体的分配比例则分别比对照提高 0 . 04 %和 0 . 02 % 。
3
.
1
.
2 新麦草是丛生型禾草 , 具有发达的短根茎 , 因此 , 中度放牧有利于再生 , 促使地上部
的吸收量增加 , 提高氮素的利用率 。 地上部的部分氮素通过放牧被家畜有效利用 。 本实验测
定 日采食氮量结果表明 , 轻牧 、中牧 、重牧区分别为 13 . 50 、 13 . 09 和 12 . 9鲍/d , 并以粪尿的
形式归还土壤 , 使土壤可利用氮量增加 , 促进 了放牧生态系统的氮素循环 。 Ri s er 等(19 8 2)
也指出放牧导致更多的可利用氮 (粪尿 )进入土壤 , 增加了氮素的循环率 。
第 1 期 白可喻等 : 放牧强度对新麦草人工草地氮素在牧草与土壤中的分配和动态的影响
表 2 氮素在断麦草各部位的分配比例
T a ble Z 以 str ibu tio n o f n it r o g e n in o rg a n s o f R u ss ia n w ild ry e g ra s s a s in flu e n e ed b y g r a z in g
日期
1〕a te
放牧强度
In te n sity
植物活体
Liv in g m a te r ia l
立枯物
S t a n d in g d e a d
分萦节
T ille r n od
e
根与根茎
R o t + R h i
z o m e
麟)燕麟 )燃 氮含量 少占比例N ‘g ‘m ”二etr:a 咒 氮含量 严占比例N “‘m ”二etr:a 咒6 月 6 日
6一Ju n .
6 月 25 日
2 5一Ju n .
0 3 5 0 0
.
1 0 5 0
.
4 1 2 0 0
.
5 1 2 5
,Jg曰吐几11J:Ct了门迁Ž9†Qd几b叮矛0匀40口‘,JJ任左几几nj九bl‘月性吐”连Ž匕41Ž件月了O,曰尸魂工朽卜†0自连几月h1O“,曰丹bOA0孟,翻SA孟n6匕件亡 」d只’八了厅矛Q.Jg目1几,1011tlo工J内b0LJQD0.L0.2,J六艺,自Q口O甘„.btlCA孟JO‘了011Uq工J弃bdtl宁自Od,J, .19口,臼2工n‘,1111...11一了,do勺J0n6。OJ9目甘Q0.连孟介b内1.Qd‘‘了:J月bJt:l亡O“g工LdA几nj,g口110山.亡,几nU00八曰ŽUtj02154831332052149763n
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“UŽl)‹42067
口U0OOR”,
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7 月 1 4 日
14 一 Ju l.
,口心Uƒ乙11二d‘.工Q”布1八j曰O心Q,l,1六jQ口,‘d19†q,目夕曰0一吕0ƒ匕,.1100自洲nbg曰介.J任QUOd乙孟O公月了哎†二J连几勺丹J吐‘内亡丹b0.0.
8 月 1 1 日
1 1 一 A u g ·
8 月 2 5 日
2 5一A u g .
9 月 8 日
8一 Se P.
对照 CK
轻牧 LG
中牧 MG
重牧 H G
对照 CK
轻牧 L G
中牧 M G
重牧 H G
对照 C K
轻牧 LG
中牧 M G
重牧 H G
对照 CK
轻牧 LG
中牧 M G
重牧 H G
对照 C K
轻牧 LG
中牧 M G
重牧 H G
3
.
2 放牡 强度对氮素在新麦草中分配的影响
3
.
2
.
1 新麦草中的氮素随着放牧强度和季节的变化而有所改变 。 在放牧前 (6 月 6 日前 ) ,
50 %的氮素存在于植物活体 , 其中 20 %在分萦节 , 25 %在根及根茎 , 而立枯物仅占 5 % (见表
2)
。
6 月 2 5 日新麦草氮素分配的顺序为 : 对照> 重牧 > 中牧 > 轻牧 , 分别为 4 、 26 、 24 和
2 0 %
, 氮素在植物活体中的分配比例明显下降 , 以轻牧区最低 。
3
.
2
.
2 重牧 、中牧与轻牧区根和根茎中的氮素分别比对照区高 % 、 n 和 9 % , 其中以中牧区
氮素 ( 4 % )最高 。 随着放牧时间的延长 , 该趋势在 7 月 14 日更为明显 , 根和根茎中氮素的分
配 比例增加到 53 % 。 随着放牧强度的增加 , 牧草的分萦数逐渐减少 (Chr is ti a n se 等 , 1 9 8 8 ;
V ei ga
,
1 98 4 )
, 但氮素的分配 比例则逐渐增加 , 在生长中期 , 6一 7 月的月平均值以重牧区最
高 (3 5% ) , 比对照提高 14 % 。 放牧区立枯物的氮素分配比例比对照区少 1 % 。
3
.
2
.
3 8 月以后植物中氮素的顺序为 : 对照> 重牧 > 轻牧 > 中牧 。在8一 9 月生长后期 , 月平
均值分别为 28 、 2 6 、 2 3 和 2 % 。 根与根茎氮素的分配 比例为 : 对照 42 % 、重牧 54 % 、轻牧
57 %
、中牧 62 % 。 结果与 6 月 25 日与 7 月 14 日的规律相同 , 即中牧和轻牧的氮素高于重牧
区 , 以对照区最少 。 8 月 n 日与 9 月 8 日中牧区的氮素最高 , 8 月 25 日则 以重牧区最高 。 分
草 地 学 报 1 9 9 9 年
萦节中氮素的分配比例以对照区最高 , 8 ~ 9 月的月平均值为 2 % , 轻牧和重牧区高于中牧
区 。 立枯物也以对照区最高(8 % ) , 而放牧区仅为 3 % 。
3
.
2
.
4 随着物候期的变化氮素在植物体各部位的分配比例随之而变化 。 9 月后进入枯草
期 , 立枯物的氮素比例有所提高 , 从 7 月 14 日的 2 %提高到 9 月 8 日的 13 % 。 同时 , 在秋季
新麦草为翌年贮备营养物质 , 地上部生长相对缓慢 , 氮素主要流向地下部 , 8 月末与 9 月初
分别占 74 %和 59 % , 而 6 月末和 7 月中仅占 56 %和 54 % 。 放牧区因地上部生长受阻 , 氮素
在根及根茎的分配比例大于对照区 。 随着放牧时间的延长 , 差异越加明显 , 表明新麦草适应
放牧的生物学特点 , 强大的根及根茎用以贮备营养物质供再生利用 。 8一 9 月在牧草生长后
期 , 中牧区根及根茎氮素分配的 比例 (62 % )比对照区 (42 % )高 20 % , 其中中牧和轻牧区的
氮素 (62 %和 57 % )高于重牧区 (54 % ) , 因重牧区根系生长受阻所致 。 Sve jea r 等 (1 9 8 7) 报
道 , 重牧使高加索白羊草根系总量比轻牧少 36 . 5 % , 根长少 39 % 。 9 月以后 , 随着生长季即
将结束 , 分萦节氮素的比例下降 , 以中牧区最低 (n % ) 。氮素流向立枯物的比例增加 , 为立枯
物分解归还土壤氮素创造了条件 。
表 3 土城全氮百分含t
T a b le 3 Pe r e e n ta g e o f to ta lN o f 5 0 11 u n d e r d iffe r e n t g ra z in g in te n s itie s
处理与土层
T r e a tm e n t
a n d la ye r o f 5 0 11
L G 一 10
MG 一 1 0
H G 一 1 0
CK 一 1 0
平均值士标准差
M
e a n 士Sd
F 值 (F v a lu e )
L G 一 2 0
M G 一 2 0
H G 一 2 0
CK 一 2 0
平均值士标准差
M
e a n 士Sd
F 值 (F v a lu e )
L G 一 3 0
M G 一 3 0
H G 一 3 0
C K 一 3 0
平均值士标准差
M
e a n 士Sd
F 值 (F v a lu e )
日 期 Da te
6 月 4 日 7 月 1 4 日 8 月 1 1 日 8 月 25 日 9 月 1 0 日
2 4 一Ju n . 14一Ju l. 1 1一 A u g . 25一 A u g . 10 一 Se p ·
0
.
1 7 2 3b 0
,
2 0 5 9 a 0
.
1 8 4 2 a 0
.
Z 1 5 6 a b 0
.
19 39b
0
.
1 84 9b 0
.
188 7b 0
.
19 4 7b 0
.
1 9 5 1b 0
.
1 9 2 8b
0
。
2 2 0 7a 0
.
2 20 4 a 0
.
2 1 7 6 a 0
.
2 24 8 a 0
.
21 9 5 a
0
.
2 28 2a 0
.
2 1 3 1a 0
.
2 1 4 3 a 0
.
2 20 3 a 0
.
2 1 98a
0
.
2 0 2 6士 0 . 0 3 0 . 2 0 7 0 士 0 . 0 1 0 . 2 0 3 2士 0 . 0 2 0 . 2 1 2 9士 0 . 0 2 0 . 2 0 5 8士 0 . 0 2
平均值士标准差
M
e a n 士Sd
0
.
1 9 4 5士 0 . o lb
0
.
1 9 1 3士 0 . o lb
0
.
22 0 6士 0 . o la
0
.
21 9 2士 0 . o la
1 2
.
8 3
.
7
.
9 5
.
6
.
8 3
.
3
.
9 6二 4 . 7 4 . 2 5 . 6 6 .
0
.
1 7 0 6e
’
0
.
19 5 2a b 0
.
18 14b 0
.
2 0 3 7b 0
.
1 8 1 3 a 0
.
1 8 6 3士 0 . 0 2 b
0
.
1 9O5be 0
.
184 7b 0
.
17 7 6b 0
.
18 4 3b 0
.
1 7 6 6 a 0
.
1 8 2 8士 0 . o lb
0
.
Z 1 28a b 0
.
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.
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.
2 0 9 5 a 0
.
21 78a 0
.
2 1 0 7 士 0 . o la
0
.
2 3 0 9a 0
.
2 0 6 6a 0
.
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.
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.
1 7 83 a 0
.
2 0 8 3士 0 . 0 3 a
0
.
2 0 1 0 士 0 . 0 3 0 . 1 9 8 5士 0 . 0 1 0 . 1 9 4 7士 0 . 0 2 0 . 2 0 22士 0 . 0 2 0 . 18 85士 0 . 0 3
6
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0 6 苦 3
.
7 4 资 9
.
6 4 苦 苦 3 。 0 7 釜 1 。 5 9 1 5 9 . 6 6 赞 赞
0
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.
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.
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.
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.
1 2 3 8 b 0
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.
1 2 6 3 b 0
.
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0
.
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.
1 8 7 4 a 0
.
20 20 a 0
.
2 13 0 a 0
.
2 0 9 5 a 0
.
2 0 0 0 士 0 . 0 2 a
0
.
2 1 4 6 a 0
.
1 9 8 6a 0
.
2 0 2 3 a 0
.
2 0 50a 0
.
2 0 2 5 a 0
.
2 0 4 6士 0 . o la
0
.
1 7 3 9 士 0 . 0 4 0 . 1 6 2 7 士 0 . 0 3 0 . 1 6 8 5士 0 . 0 4 0 . 1 8 2 8士 0 . 0 3 0 . 1 7 4 7 士 0 . 0 4
6
.
5 0
.
2 7
.
7 5 赞 关 7
.
6 7 朴 关 2 7 . 4 4 二 1 1 . 6 5 苍 . 5 3 . 5 9 份 .
同列间字母不同者差异 显著 (P < 。. 05 ‘ )或极 显著(P < 0 . 01 二 ) , n s 为差异不显著(P > 0 . 0 5)
In th e s a m e e o lu m n w ith u n lik e le t t e r s d iffe r s ig n ifie a n tly (p < 0
.
0 5
并 o r P( 0
.
0 1 赞 赞 ) ; n s m e a n s n o s ig n ifie a n t d if-
fe r e n e e
第 1 期 白可喻等 : 放牧强度对新麦草人工草地氮素在牧草与土坡中的分配和动态的影响
3
.
3 土峨全氮的贮量动态
3
.
3
.
1 土壤全氮含量方差分析结果表明 , 不同放牧强度对土壤含氮量影响显著 。 从表 3 可
以看出 , 对照区和重牧区土壤含氮量在 6 、 7 、 8 、 9 四个月显著高于轻牧与中牧区 (P < 0 . 05 ) ,
而中牧与轻牧区之间差异不明显 。
3
.
3
.
2 0 ~ 3 0c m 土层含氮量的顺序依次为 : 对照 > 重牧 > 轻牧 > 中牧 , 分别为 0 . 21 07 、
0
.
2 1 0 5
、
0
.
1 7 7 6 和 0 . 1 6 9 3 % , 其间差异达极显著性水平 (P< 0 . 0 1 , * ) 。 由于家畜粪尿多 ,
重牧区土壤氮素含量较高 。 Fra n k 等(1 9 9 5) 曾指出 , 全氮含量在封育区为 (l . 4 4 k g /h m , ) , 高
于中牧和重牧区 (0 . 92 和 1 . o 7 k g / hm Z ) 。 从表 4 可以看出 , 在不同放牧强度下 , 土壤氮素贮
量与土壤氮素含量的变化是一致的 , 重牧与对照区的氮贮量高于轻牧与中牧区 。
3
.
3
.
3 随着放牧强度的增加 , 土壤容重也相应增加 , 因此 , 以重牧区的氮贮量最高 , 中牧区
高于轻牧区 。 O一 30 c m 各处理土层贮氮量达每平方米 6 63 . 5一 9 38 . 4 9 , 其中 60 一 70 %集中于
0 ~ 2 0c m 土层 。在不同放牧强度下 , 土壤全氮量在各层的比例各异 。在放牧区 , 全氮的表层积
累量高于对照区 , 以中牧区最高达 72 . 86 % , 这与家畜排泄物对草地的影响有关 。 土壤全氮
量在年度间未出现高峰 。放牧区在 7 月 14 日出现低谷 , 届时牧草进入旺盛生长期 , 植物体中
蛋白、A T P 、D N A 、各种嗦吟 、喻吮碱基等大量合成 , 其所需氮素均由土壤提供 , 因而土壤含
氮量呈现低谷 。 9 月 10 日对照区牧草处于积累养分阶段 , 土壤含氮量最低 。
表 4 土城全振及其贮t 的变化 (g / m Z )
T a b le 4 C h a n g e s o f n it r o g e n in th e 5 0 11 a s in flu e n e e d b y g r a z in g (g / m
, )
层次
5 0 11
la ye r
(em )
日期 Da te
处理
T re a tm e n t
6 月 2 4 日
24 一 Ju n .
7 月 1 4 日
1 4 一Ju l.
8 月 1 1 日
1 1一A u g ·
8 月 25 日
2 5一A u g ·
9 月 1 0 日
1 0 一Se P.
月平均
A v e ra g e
N 量
N eo n te n t
(% ) N 量 (% ) N 量 (% ) N 量
N e o n te n t N eo n te n t
(% ) N 量 (% )
N e o n te n t N e o n te n t
N 量 (% )
N e o n te n t
轻牧
LG
0~ 1 0
0~ 2 0
0~ 3 0
0~ 1 0
0 ~ 2 0
0~ 3 0
0 ~ 1 0
0 ~ 2 0
0 ~ 3 0
0 ~ 1 0
0 ~ 2 0
0 ~ 3 0
22 9
.
6 3 4
.
6 2 6 9
.
6 3 7
.
3 25 1
.
4 3 6
.
3
4 6 7
.
0 7 0
.
4 5 2 9
.
1 7 3
.
1 4 9 8
.
1 7 1
.
9
6 6 3
.
5 1 0 0
.
0 7 2 3
.
6 1 0 0 6 9 2
.
9 1 0 0
2 4 4
.
1 3 4
.
3 2 4 9
.
1 3 7
.
0 26 4
.
9 3 8
.
3
5 0 3
.
2 7 0
.
6 5 0 0
.
3 7 4
.
4 5 0 8
.
2 7 3
.
4
7 1 2
.
5 1 0 0
.
0 6 7 2
.
5 1 0 0 6 9 2
.
3 1 0 0
29 5
.
8 3 4
.
3 29 5
.
3 3 4
.
6 3 0 4
.
6 3 4
.
2
5 9 1
.
6 6 8
.
6 5 8 4
.
2 6 8
.
4 5 9 2
.
6 6 6
.
5
86 2
.
3 1 0 0
.
0 85 4
.
1 1 0 0 8 9 1
.
5 1 0 0
2 8 5
,
2 3 2
.
2 2 6 6
.
4 3 2
.
8 27 2
.
2 3 2
.
8
5 9 2
.
4 6 6
.
8 5 4 1
.
1 6 6
.
5 5 5 2
.
8 6 6
.
6
88 6
.
4 1 0 0
.
0 8 1 3
.
2 1 0 0 8 2 9
.
9 1 0 0
2 9 2
.
0 3 5
6 9
26 3
.
5
5 71
.
8 1 7
.
2 7 3
.
3 5
6 9
2 1 0 0
5 1 1
.
7 3 6
.
6 1 0 0
中牧
MG 5 3 3
.
0
3 7
7 2
重牧
H G
对照
C K
7 3 6
.
3 1 0 0
3 21
.
5 34
.
3
6 2 1
.
0 6 6
.
2
9 3 8
.
4 1 0 0
28 4
.
2 3 3
.
7
5 6 3
.
4 6 6
.
7
8 4 4
.
3 1 0 0
27 0
.
0 3 8
.
3
5 18
.
9 7 3
.
5
7 0 5
.
8 10 0
3 1 3
.
8 3 3
.
5
62 5
.
2 6 6
.
7
9 3 7
.
3 1 0 0
28 3
.
6 3 5
.
6
5 1 8
.
9 6 5
。
2
7 9 6
.
3 1 0 0
2 6 1
.
2 3 5
.
9
5 5 1
.
2 7 1
.
0
7 2 6
.
8 1 0 0
2 6 0
.
2 3 7
.
0
5 1 2
.
7 7 2
.
9
7 0 3
.
9 1 0 0
3 0 6
.
2 34
.
2
6 0 2
.
9 67
.
3
8 9 6
.
7 1 0 0
2 7 8
.
3 3 3
.
4
5 5 3
.
7 6 6
.
4
8 3 4
。
0 1 0 0
3
.
3
.
4 分析土壤全氮贮量的垂直分布可知 , 放牧区土壤全氮贮量随着土层的加深而依次递
减 , 中牧区 。~ 10c m 土层贮氮量月平均为 2 6 0 . 2 49 , 而 10 一 Zo em 、 2 0 一 3 o e m 则分别为每平
方米 2 52 . 48 9 和 1 91 . 1 69 , 表现为 “T ”字型分布 , 而对照区上下层含量差异不明显 。
3
.
3
.
5 在不同放牧强度下 , o~ 30 c m 土层全氮贮量及全氮含量的季节动态的变化趋势相
草 地 学 报 1 9 9 9 年
同 , 从表 3 , 表 4 可以看出 , 处理区季节波动较小 , 轻牧区在 8 月 1 日有所下降 , 中牧与重牧
区略有下降 , 对照区则始终呈下降趋势 。处理区均以 8 月 25 日的含量较高 , 但方差分析结果
差异不明显 (F 一 2 . 02 , P> 0 . 05 ) 。 表明土壤是氮素的巨大贮库 , 不因季节的波动而表现出明
显的消长 。
4 结论与讨论
4
.
1 新麦草草地土壤是氮素的巨大贮库 , 贮量占总量 的 9 % , 其 中 60 ~ 70 写集中于 。~
20
c m 土层 。 中度放牧有利于氮素利用率的提高 。
4
.
2 放牧区土壤全氮贮量随着土层的加深而依次递减 , 以中牧区变化明显 , 表现为 “T ”字
型分布 , 而对照区上下层不明显 。
4
.
3 氮素在新麦草中的分配比例 , 在不同放牧强度和生长季节有所变化 。 放牧区植物活体
氮素的分配比例与对照相比明显下降 , 以轻牧区最低 。 而放牧区根系中的氮素大于对照区 ,
重牧区小于轻牧与对照区 , 立枯物的氮素小于对照区 。
4
.
4 分析土壤全氮含量可以看出 , 以对照区最高 , 重牧区次之 , 中牧区最低(P < 0 . 01 ) .
4
.
5 各土层全氮贮量生长季动态相同 , 低谷 出现在牧草生长旺盛期的 7 月份 。 土壤氮素随
着时间的变化没有显著差异(P > 0. 05 ) 。
4
.
6 综上所述 , 笔者认为 , 中度放牧能促进新麦草再生 , 提高对氮素的利用率 , 使草地得以
高效合理的利用 。
参 考 文 献
1 姜恕主编 , 1 9 8 6 . 草地生态研究方法 . 北京 : 农业出版社 , 156 ~ 1 72
2 陈文新 , 1 989 . 土壤和环境微生物学 . 北京 :北京农业大学出版社 , 120 ~ 126
3 南京农业大学主编 , 1 986 . 土壤农化分析 . 北京 :农业出版社 , 19 ~ 4
4 呼天明 、祝廷成 , 1 9 8 7 . 氮素在羊草一土壤中的分配及其季节动态的初步研究 . 生态学杂志 , 6 (4 ) , 14 ~
}
1 8
5 张淑艳 , 1 9 9 4 . 短花针茅荒漠草原群落土壤一牧草一家畜之间氮流的初步研究 . 荒漠草原生态系统研
究. 呼和浩特 : 内蒙古人民出版社 , 103 ~ 109
6 C h a s in F
,
St u a r t lll
,
M
a r i sla e k
,
l9 7 9
.
E ffee t o f d e fo lia tio n u p o n r o o t g r o w th
,
ph o s ph a te a b so r p t io n
a n d re s p ira tio n in n u t rie n t一 lim ite d tu n d r a g r a m in o id s . O e c o lo g ia (Be r lin ) , 4 2 : 7 6~ 6 9
7 C h rist ia n se S
,
S v e j
e a r T
,
l9 8 8
.
G r a z in g e ffe e ts o n sh o o t a n d r o o t d y n a m ie s a n d a b o v e 一 a n d 一b e lo w 一
g r o u n d n o n 一 s tr u e t u r a l e a r bo hyd r a te in ea u e a s ia n blu e ste m . G r a s s a n d Fo r a g e S e ie n ee , 4 3 (2 ) 1 1 1 ~ 1 1 9
5 C o pp o e k D L
,
E llis J E
,
De
tlin g J K
,
Dy
e r
M I
,
1 9 8 3
.
Pla n t一 he r b iv o r e in te r a e tio n s in a N o r th A m e r ie a n
m ix e d g r a s s p ra irie d o g s
.
O e e o lo g ia (Be
rlin )
,
5 6
:
1 0 ~ 1 5
9 C o u g h n o u r M B
,
l9 8 5
.
G r a m in o id re s p o n se s t o g ra z in g by la r g e h e r biv o r e s : a d a p t a tio n s
, e x a p t a tio n s
,
a n d in te r a e tin g p r o e e s s e s
.
A n n a ls o f the M i
s so u ri Bo
t a n ie a l G a rd e n
,
7 2 : 8 5 2~ 8 6 3
1 0 Do
r m a a r J F
,
S m o lia jk S
,
1 9 7 7
.
Se
a s o n a l v a ria tio n in e he m ie a l e ha ra e te r is tie s o f 5 0 11 o r g a n ie m a t te r o f
g ra s s la n d
.
J
.
R a n g e M
a n a g e
,
3 0
:
1 9 5 ~ 1 9 8
1 1 伪 rm a a r J F , A d a m s B W , W Illm s B D , 1 9 9 4 . E ffe e ts o f g r a z in g a n d a ba n d o n e d e u ltiv a tio n o n a S tiP a 一
BO
u te lo u a e o m m u n ity
.
J
.
R a n g e M
a n a g e
,
4 7
:
28一 3 2
第 1 期 白可喻等 : 放牧强度对新麦草人工草地氮素在牧草与土城中的分配和动态的影响 53
1 2 F ra n k A B
,
T a n a k a D L
,
H o m a n n L
,
Fo lle tt R F
,
1 9 95
.
50 11
e a rb o n a n d n itr o g e n o f N o r th e r n G r e a t
P la in s g r a ss la n d s a s in flu e n e e d b y lo n g 一 te rm g r a z in g . J. R a n g e M a n g e , 4 8 : 4 7 0 ~ 4 7 4
13 J
a m e so n D A
,
1 9 6 3
.
R e s p o n s e s o f in div id u a l p la n ts to h a r v e s t in g
.
Bo
ta n ie a l R e v ie w s
,
2 9 : 53 2 ~ 5 9 4
14 J
a r a m illo V J
, 块 tlin g J K , 1 9 5 5 . G r a z in g his to r y , d e fo lia tio n a n d e o m p e tit io n : e ffe et s o n s h o r t g r a ss
p rod
u e tio n a n d n itr o g e n a e e u m u la tio n
.
E eo lo g y
,
6 9 : 15 99 ~ 16 0 8
1 5 Jo h n
s to n A
,
De
rm m a r J F
,
S m o lia k S
,
1 9 7 1
.
L o n g 一 te r m g r a z in g e ffe e ts o n fe s e u e g ra ss la n d 5 0 115 . J.
R a g e
.
M
a n a g e
,
24 : 18 5 ~ 1 88
16 M it
eh e ll C A
,
Cu s te r T W
,
Zw a n k P J
,
l9 9 4
.
H e rb iv o r e o n s h o r tg r a s s b y w in te r in g r e dh e a d s in T e x a s
·
J
o u rn a l o f W ildlife M
a n a g e m e n t
,
5 8 : 1 3 1 ~ 1 4 1
1 7 R ie ha r d s J H
,
1 9 54
.
R o o t g r o w t h re s p o n s e to d e fo lia tio n in tw o a g r o py r o n b u n eh g ra s s e s w ith a n im
-
p r o v e d r o o t p e r is eo p e
.
O e e o lo g ia (Be
r lin )
,
6 4
:
2 1~ 2 5
18 R is se r R G
,
Pa rt o n W J
,
19 82
.
E e o s ys te m a n a ly s is o f t he ta llg r a s s p a r ir e : n it r o g e n e y e le
.
E e o lo g y
,
6 3
(5) 13 4 2 ~ 135 1
1 9 Sve 沁a r T , C hr itia n s e n S , 一9 5 7 . T he in fl u e n e e o f g r a z in g p r e ss u r e o n r o tin g d yn a m ie s o fCa u c a s ia n
b lu es te m
.
J
.
R a n g e M
a n a g e
. ,
4 0 (3 ) : 2 24 ~ 2 27
20 v e ig a J B
,
1 9 54
.
E ffe e t o f g r a z in g m a n a g e m e n t u卯n a d w a r f e le ph a n t g r a s s p a st u r e . 压s s e rt a tio n A b-
s tra e ts
.
In te r n a tio n a l B (Sc i
e n e e a n d E n g in e
r in g )
,
4 5 (2 ) : 1 6 4 2~ 1 6 4 3
2 1 W a ll
a e e L
,
Dy
e r
M l
,
1 9 9 5
.
G ra s s la n d m a n a g e m e n t
.
E e o s y s te m m a in te n a n ee a n d G r a z in g
.
In : J
o e r n T
,
K ee le r K (e d s )
.
T h e e ha n g in g P ra r ie
.
o x fo r d P re s s
,
N e w yo r k
N itro g e n D istr ib u tio n a t G ras s一 5 0 11 Sys te m a n d G r o w in g D yn am ic
o n R u ss ia n W ild r ye g r as s Pas tu r e a s In flu e n e e d b y G r a z in g
Ba i K
ey u W
a n g Pe i H a n Jia n g u o
(In s titu te o f G r a s sland Sc ie n ee
,
C hina A g
rie u ltu ra lU n iv e r sit y
,
Be ijin g 1 0 0 0 9 4 )
S u n R u ie h e n
(C h e n g d e Y u e r s ha n Fa
rm
,
Y u e r s h a n 0 6 8 3 5 9 )
A加t傲t : T h e N d is trib u tio n a t g ra s s 一5 0 11 s ys te m and g r o w in g dy n a m ie u n d e r lig h t g r a z in g (L G 0 . 13 4
h m 之/ sh e e p )
,
me d i
u m g ra z in g (M G O
.
0 8 hm Z /
s he e p )
,
hig h g r a z in g (H G 0
.
0 6 7 h m Z /
s h e e p )
, a n d n o g r a z in g
(CK )w a s e a r rie d o u t o n a p a s tu re e s ta b lis he d u s in g R u s s ia n W ildr ye g
r a ss (尸‘口 t句厂O sta c勺5 ju n c ea (F ish c h )
N如‘ki )d u r in g g r o w in g s e a so n (fr o m Ju n e to Se p te m be r )in l99 7 . T h e t o ta lN e o n e e n tra t io n o f th e p a s tu re
w a s 6 6 3
.
5 ~ 9 3 8
.
4 9 / m
Z , th e m o s t o f w hieh (9 9 % )w
a s p re s e n t in th e 5 0 11
,
le s s th e n l% w
a s p r e s e n t in the
pla n t
.
T h e 5 0 11 la ye r o f o一 20C m e o n ta in e d 60 ~ 7 0 % o f th e to ta l N . T h e r e w e re n o s ig n ifiea n t e h a n g e s in
5 0 11一N o v e r t he g r o w i雌 se a s o n (Ju n e 一 Se p te m be r ) . M e d iu m g r a z in g 15 g o o d to g r a s s N u tiliz e d ra te . T h e
n it r o g e n r e s e r v e in 5 0 11 s h o w ed a “ T ”一 p a tte r n in d is tr ib u tio n a n d d e e r e a s e d e x p o n e n tia lly w ith 5 0 11 d e p th
a n d h ad a te n d e n e y to a ee u m u la te a t 5 0 11 s u rfa e e w ith in e re a s in g o f g r a z in g in te n s ity
,
w h ile th e r e w a s n o
s u e h te n d e n e y a t u n g r a z e d site
.
50 11 N p
e re e n ta g e a t h ig h g r a z in g s ite w a s h ig he s t
, a n d th e o t h e r s 15 r a n k e d
a s C K ) L G > M G
, t he pla n t N a t g r a z e d s ite w a s h ig h e r th a n th a t a t u n g r a z e d s ite
, a n d g ra z in g r e s u lt in
m o r e N a llo e a tio n in r o o ts
, th e a lloc
a tio n o f n it r o g e n in a b o v e g r o u n d w a s lo w e r th a n tha t a t u n g r a z e d s ite
.
K e y wo
rd s
:
G ra z in g in te n s ity ; 阮11 n it r o g e n a llo e a tio n ; N it r o g e n e y e lin g ; N it r o g e n p e r e e n t a g e