退耕還（林）草多年生栽培草地土壤養分特征研究

董文斌,馬玉壽,,董全民,孫小弟,施建軍,王彥龍,盛 麗

（1.甘肅農業大學草業學院,甘肅蘭州 730070；2.青海省畜牧獸醫科學院草原研究所,青海西寧 810016）

2000年青海省開始實施退耕還林還草工程,到2005年底,累計完成退耕地造林種草 19萬hm2,荒山造林種草30.8萬hm2,封山育林4.33萬hm2。貴南縣是青海省退耕還林（草）試點縣之一[1-3],是黃河上游及源頭涵養重點治理區和青海湖草地治理區、“三北”風沙綜合防治區,其生態地理位置極其重要,是國家生態環境建設的戰略要地。

土壤是植物生長的基礎,對退耕還（林）草草地土壤進行研究能夠較深入了解草地生態系統受損程度,從而為草地生態系統的保護和恢復提供理論依據[4-6]。在草地生態系統中,土壤環境的好壞,不僅關系到植物的生長,而且更影響著生產力的高低[7-11]。拉元林[12]對貴南縣草原生態環境現狀及草原生產能力進行了調查研究。何建芬[13]研究了貴南縣草地退化現狀及治理對策。劉洪霞[14]從空間信息技術研究了貴南縣草地退化情況。本研究通過對退耕還（林）草多年生栽培草地土壤有機質、全氮、全磷以及速效氮、速效磷營養成分的測定,探尋退耕還（林）草多年生栽培草地土壤中營養成分的變化規律,為當地的草地資源管理與利用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況試驗地位于青藏高原東北部貴南縣過 馬營鎮,地 處 100°13′～ 101°33′E,35°09′～ 36°08′N 。平均海拔 3 500 m,氣候為典型的高原大陸型氣候,四季不明顯,年平均氣溫0.7～2.2℃,氣溫差為12～18℃,無霜期54 d,日照時間較長,太陽輻射強烈,年平均總太陽輻射量在105 018～111 019 kJ/m2,年降水量300～490 mm,農作物、牧草生長期100～160 d。由于自然和人為因素的影響,水土流失、土地沙漠化、草地退化非常嚴重,水土流失面積10.45萬hm2,荒漠化面積40.77萬hm2,草地退化面積16.62萬hm2,分別占國土總面積的15.7%、61.3%和25%。

1.2 樣地設計在過馬營地區,選擇了5種不同類型的退耕還林草草地,以刈割利用的退耕還（林）草草地為樣地,以休閑的退耕還（林）草草地為對照,5個不同類型的樣地分別是2003年建植的多葉老芒麥Elymus sibiricus栽培草地、2002年建植的細莖冰草Agropyron trachycaulumcv.Slender栽培草地、2008年重新用燕麥Avena sativa和垂穗披堿草E.nutans建植的混播栽培草地[原為2003年建植的垂穗披堿草的退耕還（林）草草地]、2003年建植的垂穗披堿草栽培草地、2008年進行劃破草皮施肥改良的垂穗披堿草栽培草地（2001年建植在2008年6月進行劃破草皮施肥,施肥量為尿素75 kg/hm2）。5個不同類型的對照地分別是其對應的休閑的退耕還（林）草草地。

1.3 測試項目于2008年8月22日在5個樣地及其對照區內分別隨機選取3個樣點取土,用土鉆法對各樣地分5層進行取樣,依次為0～10、10～ 20、20～ 30、30～40、40～ 50 cm,相同土層混合裝袋,然后風干、磨細、過篩、混勻、裝瓶,分別進行有機質、全氮、全磷、速效氮、速效磷的測試。有機質用重鉻酸鉀氧化法測定；全氮用定氮儀開氏法測定；全磷用酸溶-鉬銻抗比色法測定；速效氮用堿解蒸餾法測定；速效磷用碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法測定[15-16]。

1.4 數據處理表中數據均為平均值,用Excel和SPSS for windows 17.0軟件進行數據分析,并對各類型樣地與其對照間進行t檢驗分析。

2 結果與分析

2.1 不同類型退耕還（林）草栽培草地土壤有機質含量變化土壤有機質是土壤的重要組成部分,是植物的養分來源和土壤微生物生命活動的能量來源。土壤有機質含量及其動態平衡是反映土壤品質和草地健康的重要指標,直接影響著草地生產力[17-20]。

不同類型退耕還（林）草栽培草地土壤有機質含量見表1,各類型退耕還（林）草栽培草地及其各自的對照區隨著土層的加深,土壤有機質的含量呈現下降的趨勢。各類型栽培草地和其對照區的土壤有機質含量最高值主要集中出現在0～10、10～20 cm,改良披堿草草地和其對照區的土壤有機質含量在0～10、20～30、40～50 cm 土層上呈顯著差異（P＜0.05）。改良燕麥/披堿草草地和其對照區的土壤有機質含量在10～20、30～40、40～50 cm土層上呈顯著差異（P＜0.05）。建植老芒麥草地和其對照區的土壤有機質含量在0～10、10～20、20～30 cm 土層上呈顯著差異（P＜0.05）。建植披堿草草地和其對照區的土壤有機質含量在各個土層上均呈顯著差異（P＜0.05）。建植冰草草地和其對照區的土壤有機質含量在 0～10、10～20 cm土層上呈顯著差異（P＜0.05）。

2.2 不同類型退耕還（林）草栽培草地土壤全量養分含量變化

2.2.1土壤全氮含量的變化 分析了不同類型退耕還（林）草栽培草地及其對照區土壤全氮含量變化（表2）,不同類型的退耕還（林）草栽培草地及其各自的對照區土壤全氮含量最高值多出現在0～10 cm土層。各類型退耕還（林）草栽培草地及其各自的對照區,隨著土層的加深,土壤全氮含量呈現下降的趨勢。其中建植披堿草、建植冰草、建植老芒麥草地及其各自對照區的土壤全氮含量的最高值都出現在0～10 cm。改良披堿草草地的最高值出現0～10 cm,其對照區的出現在10～20 cm。改良燕麥/披堿草草地的最高值出現10～20 cm,對照區的出現在0～10 cm。改良披堿草、改良燕麥/披堿草、建植冰草草地與其各自對照區土壤全氮含量在各土層上均差異顯著（P＜0.05）。建植披堿草草地和其對照區的土壤全氮含量在 20～30、30～40、40～50 cm 土層上呈顯著差異（P＜0.05）。建植老芒麥草地和其對照區的土壤全氮含量只在30～40 cm土層上呈差異不顯著。

表1 不同類型退耕還（林）草栽培草地土壤有機質含量變化 %

表2 不同類型退耕還（林）草栽培草地土壤全氮含量變化%

2.2.2土壤全磷含量的變化 不同類型退耕還（林）草栽培草地及其對照區土壤全磷含量變化見表3,不同類型的退耕還（林）草栽培草地及其各自的對照區土壤全磷含量,在各土層之間雖然有下降趨勢,但變化較小,全磷在土壤剖面中分布較均勻,不同類型的退耕還（林）草栽培草地及其各自的對照區土壤全磷含量最高值也多出現在0～10 cm土層上。退耕還（林）草栽培草地土壤表層的土壤全磷含量為0.060%～0.069%,其對照區土壤表層的土壤全磷含量為0.067%～0.076%。改良披堿草、建植冰草草地與其各自對照區土壤全磷含量在各土層上均差異顯著（P＜0.05）。改良燕麥/披堿草草地與其對照區土壤全磷含量在各土層上均差異不顯著。建植披堿草草地與其對照區土壤全磷含量只在10～20 cm土層上差異不顯著。建植老芒麥草地和其對照區土壤全磷含量在10～20、20～30 cm土層上差異顯著（P＜0.05）。

表3 不同類型退耕還（林）草栽培草地土壤全磷含量變化 %

2.3 不同類型退耕還（林）草栽培草地土壤速效養分含量變化

2.3.1土壤速效氮含量的變化 由表4可知,不同類型退耕還（林）草栽培草地及其對照區土壤速效氮含量,隨著土層的加深,土壤速效氮含量有下降的趨勢,改良披堿草、改良燕麥/披堿草、建植冰草草地的土壤速效氮含量的最高值出現在10～20 cm土層,而其各自的對照區的土壤速效氮含量的最高值出現在0～10 cm土層,建植披堿草和建植老芒麥草地與其各自對照區的土壤速效氮含量的最高值出現在同一層,分別0～10與10～20 cm。改良披堿草、改良燕麥/披堿草草地與其各自對照區土壤速效氮含量在各土層上均差異顯著（P＜0.05）。建植披堿草草地與其各自對照區土壤速效氮含量在 20～30、30～40、40～50 cm 土層上差異顯著（P＜0.05）。建植冰草草地與其各自對照區土壤速效氮含量只在30～40、40～50 cm土層顯著不差異。建植老芒麥草地與其各自對照區土壤速效氮含量在0～10、40～50 cm土層上差異顯著（P＜0.05）。

表4 不同類型退耕還（林）草栽培草地土壤速效氮含量變化 mg/kg

2.3.2土壤速效磷含量的變化 分析了不同類型退耕還（林）草栽培草地及其對照區土壤速效磷含量變化（表5）,各類型栽培草地及其對照區的土壤速效磷含量的最高值都出現在0～10 cm,各類型栽培草地及其對照區的土壤速效磷含量,隨著土層的加深,均呈下降趨勢。改良披堿草、建植披堿草草地與其各自對照區土壤速效磷含量在各土層上均差異顯著（P＜0.05）。改良燕麥/披堿草、建植冰草草地與其各自對照區土壤速效磷含量在0～10、10～ 20、20～30 cm 土層上差異顯著（P＜0.05）。建植老芒麥草地與其對照區土壤速效磷含量只在20～30 cm土層顯著不差異。

表5 不同類型退耕還（林）草栽培草地土壤速效磷含量變化 mg/kg

3 結論

不同類型退耕還（林）草栽培草地隨著土層的加深,土壤有機質的含量、速效氮含量、速效磷含量均呈現下降的趨勢。不同類型的退耕還（林）草栽培草地土壤有機質含量、速效氮、速效磷最高值多出現在0～10、10～20 cm 土層,并且在0～10、10～20 cm土層上不同類型的退耕還（林）草栽培草地高于其對照區,呈顯著差異。

不同類型退耕還（林）草栽培草地的土壤全氮含量和土壤全磷含量,均隨著土層的加深呈下降趨勢,而土壤全磷含量變化較小,在土壤剖面中分布較均勻。其不同類型栽培草地土壤全氮和全磷含量最高值多出現在0～10 cm,并且在0～10 cm土層上不同類型的退耕還（林）草栽培草地高于其對照區,呈顯著差異。

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