草甸草原區退耕地的牧草-水分-氮肥耦合機制

李達，方華軍，王笛，徐麗君，唐雪娟，辛曉平，聶瑩瑩，烏仁其其格

草甸草原區退耕地的牧草-水分-氮肥耦合機制

李達1，方華軍2，王笛1，徐麗君3，唐雪娟3，辛曉平3，聶瑩瑩3，烏仁其其格4

（1白城市畜牧科學研究院/呼倫貝爾草原生態系統國家野外科學觀測研究站/國家牧草產業技術體系白城站，吉林白城 137000；2中國科學院地理 科學與資源研究所生態系統觀測與模擬重點實驗室，北京 100101；3中國農業科學院農業資源與農業區劃研究所/呼倫貝爾草原生態系統國家 野外科學觀測研究站，北京 100081；4呼倫貝爾學院/內蒙古自治區草甸草原生態系統與全球變化重點實驗室，內蒙古呼倫貝爾 021800）

【】通過在呼倫貝爾建植不同種植模式的人工草地，研究補水、施氮和牧草類型3個因素對人工草地群落生物量、植物營養成分和土壤質量的影響，旨在揭示呼倫貝爾地區退耕地人工草地的水肥耦合機制，篩選建植管理的最優模式。試驗在呼倫貝爾草原生態系統國家野外科學觀測研究站進行，2016年6月6日試驗開始，設置3個因素試驗，即牧草類型（Pasture）、施氮水平（Nitrogen）和補水處理（Irrigation）。牧草類型設紫花苜蓿單播（P1）、無芒雀麥單播（P2）、紫花苜蓿無芒雀麥1﹕1混播（P3）3個處理；施氮水平設不施氮（N0）、低氮（N1：75 kgN·hm-2·a-1）和高氮（N2：150 kgN·hm-2·a-1）3個水平，每年追施氮肥（化學純尿素）兩次分別于成苗（返青）期和分蘗期撒施；補水設不補水（I0）和補水（I1）兩個水平，每年6、7、8月補水3次，補水20 mm·m-2。重復4次，共計72個試驗小區，每個試驗小區面積7 m×10 m，行距1 m。在2016、2017年測定草地生物量、營養成分（植物粗蛋白、中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維）以及土壤養分（土壤全氮、有機碳和pH）。（1）播種當年（2016年）的產量對（N）、（I）、（P）和（P×I）等試驗因素的響應均達到顯著水平（＜0.05），2017年兩次測定的產量對（N）、（P）、（P×I）、（P×N）、（N×I×P）等試驗因素的響應均達到顯著水平（＜0.05），并且混播（P3）在不補水（I0）條件下低氮（N1）處理的產量顯著高于其余處理組（＜0.05），平均達到17 801.19 kg·hm-2。（2）2016年和2017年的粗蛋白（CP）含量均表現為P1處理＞P3處理＞P2處理，2016年P1、P2和P3處理在補水條件相同時均表現為CP含量隨著氮水平增加而增加，其中P1N2I0顯著高于P1N0I0、P1N1I0、P1N1I1（＜0.05），達到最大（19.08%）；2017年P3在I0條件下N1水平的粗蛋白（CP）含量（15.12%）顯著高于N0（＜0.05）。（3）施氮和補水均傾向于促使土壤有機碳（SOC）含量負增長，全氮（TN）含量正增長，pH值負增長，其中表層土壤SOC增長量苜蓿和無芒雀麥顯著高于混播（＜0.05），表層土壤全氮（TN）增長量苜蓿顯著高于無芒雀麥和混播（＜0.05）。2016年表層和亞表層的土壤碳氮比（C/N）均高于2017年，表層平均高出17.39%，亞表層平均高出15.18%，表層土壤碳氮比的變化更為明顯，其中表層土壤碳氮比2016年P1N0I1處理最高，為8.15，2017年P1N2I0處理最高，為5.67，亞表層土壤碳氮比2016年P1N2I1處理最高，為6.36，2017年P3N2I1處理最高，為5.67。在呼倫貝爾退耕人工草地在播種第二年，牧草-水分-氮肥的耦合作用對草地生物量具有顯著影響，水氮耦合具有一定促進牧草的養分積累的協同效應，其中建植豆-禾混播草地最有利于提高牧草的生物量與營養品質。人工草地的建植會導致C/N降低，土壤品質下降，在不同牧草類型、補水及施氮水平下均會表現出0-20 cm土層SOC含量、pH值的降低以及土壤TN含量的上升，表明土壤出現酸化現象，豆-禾混播土壤pH值降低幅度小于單播，而高氮和補水會明顯加劇土壤pH值的降低。

人工草地；施氮；補水；豆-禾牧草混播；群落生物量；土壤養分；呼倫貝爾

0 引言

【研究意義】長期以來，我國由于受到社會生產水平和農業生產效率的雙重制約，盲目進行毀林毀草開墾耕種，造成了嚴重的水土流失和草原沙化、荒漠化等生態安全問題。1999年退耕還林（草）工程開展，旨在將水土流失、沙化、鹽堿化、石漠化嚴重的耕地以及糧食產量低而不穩的耕地，停止耕種，因地制宜地造林種草，達到保持水土、改善生態環境的目的[1]。但是退耕后不恰當的植被建設會影響植物群落演替及土壤性質[2]。研究表明[3]，退耕種草是最佳生態方式，特別是在草原地區。同時隨著天然草場的退化，加上人們對動物產品的需求迅速增長，天然牧場的壓力加重[4]。因此為了畜牧業的健康發展，加強對天然草地的保護，解決優良牧草的短缺，退耕地建植人工草地應運而生[5-9]。水肥是牧草生長的主要限制因子[10-11]，水分和養分對作物生長功能不同，影響機理也不同，兩者之間不能互相取代[12]。但是通過水肥及作物管理，以肥調水，以水促肥，可以利用其間存在的協同效應，提高作物生產力和水肥利用效率[13]，從而生產出高產、優質的產品。【前人研究進展】牧草混播能充分的利用土、肥、水、光等自然資源，提高草地的生產力和生態穩定性，從而延長草地利用年限[7]。目前我國生產上利用較多的飼用作物多為優質高產的豆科牧草和禾本科牧草[9]。利用豆-禾混播建立高效穩定的人工草地生態系統，再輔以高效的水分施肥等管理措施，已經成為退耕地重建人工草地研究的主要方向[14]。研究表明，混播豆科牧草，可以提高草地生態系統的可持續性和草地資源利用效率[15-16]。適當施用氮肥可以提高草地生物量和粗蛋白含量[8,17]，但過多的施氮不利于植物生長，還會增加對環境的污染[18-20]。水分短缺是影響植物生長發育的重要因素，大量研究表明，補水可提高植物生物量，并影響土壤深層植株根系分布，從而提高植物利用較深土壤層養分的能力[14,21-23]。有學者致力于水肥耦合對作物生長發育影響的研究[24]。DOKOOHAKI等[25]、孫永健等[26]、侯俊等[27]、溫超等[28]分別對玉米、秈稻、苜蓿、羊草的水肥耦合做了相關研究，但對牧草-水分-氮肥耦合機制鮮有報道。【本研究切入點】呼倫貝爾作為我國重要的畜牧業基地之一，位于我國高緯度地區[29-30]。本研究在呼倫貝爾地區退耕地通過對牧草-水分-氮肥的耦合機制進行研究分析，以期獲得更高的牧草生物量和營養品質，同時減少對土壤養分的損耗。【擬解決的關鍵問題】通過在呼倫貝爾建植不同種植模式的人工草地，研究補水、施氮和牧草類型3個因素對人工草地生物量、植物營養成分和土壤養分的影響，旨在揭示呼倫貝爾地區退耕地人工草地的牧草-水分-氮肥耦合機制，篩選建植管理的最優模式，為呼倫貝爾地區人工草地適宜的種植模式以及優化管理的制定提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗區概況

試驗地選在地處N 47°05′—53°20′，E 115°32′—126°04′，呼倫貝爾草原生態系統國家野外試驗站（內蒙古自治區呼倫貝爾市海拉爾市謝爾塔拉鎮）栽培草地試驗區，屬于溫帶大陸季風性氣候，2016—2017年氣象條件見圖1。呼倫貝爾位于內蒙古自治區東北部，研究區域內水熱條件較好，海拉爾河與伊敏河交匯于此，自東南向西北遞增，10℃以上活動積溫1 700—2 300℃，無霜期85—155 d；年降水量250—400 mm，濕潤度 0.5—0.7，降水量季節性分配不均，約80%集中在6—9月，自東北向西南遞減，年蒸發量為降水的 2—7倍，夏季良好的水熱條件為多年生、旱生草本植物創造了良好的生長條件[31]。

1.2 試驗設計

2016年6月6日試驗開始，設置3個因素試驗，即牧草類型（Pasture）、施氮水平（Nitrogen）和補水處理（Irrigation）。牧草類型設紫花苜蓿單播（P1）、無芒雀麥單播（P2）、紫花苜蓿無芒雀麥1﹕1混播（P3）3個處理；施氮設不施氮（N0）、低氮（N1：75 kg N·hm-2·a-1）和高氮（N2：150 kg N·hm-2·a-1）3個水平，每年追施氮肥（化學純尿素）兩次，分別于成苗（返青）期和分蘗期撒施；補水設不補水（I0）和補水（I1）兩個水平，每年6、7、8月補水3次，補水20 mm·m-2，見表1。重復4次，共計72個試驗小區，每個試驗小區面積7 m×10 m，行距1 m。

圖1 2016—2017年氣象條件溫度和降雨變化趨勢

表1 試驗設計

1.3 測定項目與方法

1.3.1 牧草生物量 分別在2016年8月6日、2017年6月19日和2017年8月23日于每個小區內按蛇行法隨機設置3個1 m×1 m的樣方，利用稱量法測定地上生物量，留茬5 cm，單播、混播小區均將樣方內植株混合，放入75℃烘箱內烘至恒重，稱重。

1.3.2 牧草營養成分 每次生物量稱量后保留樣品進行草地群落營養成分測定，粗蛋白（CP）采用凱氏定氮法，中性洗滌纖維（NDF）和酸性洗滌纖維（ADF）按Van Soest方法，相對飼喂價值（RFV）采用美國牧草草地理事會飼草分析小組委員會提出的粗飼料相對值來比較干草的飼用品質[12]。

RFV=DMI×DDM/1.29

式中，DMI（dry matter intake）為粗飼料干物質采食量；DDM（digestible dry matter）為可消化的干物質，DMI與DDM的預測模型分別為：

DMI =120/NDF

DDM = 88.9-0.779×ADF

1.3.3 土壤養分 在72個試驗小區采集土壤樣品，利用土鉆（直徑2 cm）分別于0—10 cm、10—20 cm土層深度采集土壤樣品，每小區5點重復混為一份樣品，采樣頻率為每次測產后。采集后所有樣品立即利用2 mm篩網過篩，保留細質的土壤樣品，利用凱氏定氮儀測定土壤全氮（TN），利用重鉻酸鉀容量法測定土壤有機碳（SOC），pH采用電位法。

1.4 數據處理與統計方法

不同指標利用SPSS 20.0進行方差分析，不同處理間顯著性為0.05水平Duncan檢驗。用Origin Pro 2018及Excel 2016進行圖表制作。

2 結果

2.1 不同處理對牧草生物量的影響

表2方差分析結果顯示，播種當年（2016年）不同處理間，產量對3個因素及其交互作用的響應均未達到顯著水平（＞0.05）；2017年兩次測產的總產量對牧草類型（P）、牧草類型和補水（I）及牧草類型和施氮水平（N）間的交互作用的響應達到極顯著水平（＜0.01），對N和N×I×P交互作用的響應達到顯著水平（＜0.05）。

表2 方差分析評估氮水平、補水、牧草類型及其相互作用對牧草生物量的影響

方差分析結果中n.s.表示差異不顯著，*表示顯著性＜0.05，**表示顯著性＜0.01

Results of ANOVA, n.s. not significant,*Significant at＜0.05, **Significant at＜0.01

表3中，2016年測產中苜蓿單播（P1）補水（I1）條件下不施氮（N0）和高氮（N2）產量高于不補水（I0），但差異不顯著（＞0.05）；無芒雀麥單播（P2）的產量表現則與P1相反；苜蓿和無芒雀麥混播（P3）I1條件下產量對比I0條件下N0和N1處理的產量同樣有所提高。2017年總產量P1在I1條件下隨著N增加產量有增加的趨勢但并不顯著（＞0.05），I1施氮的產量高于I0處理；P2表現出N2條件下抑制產量的情況，顯著低于N0和N1（＜0.05）；P3在I0條件下N1的產量顯著高于其余處理組（＜0.05），平均達到17 801.19 kg·hm-2，除I1N2處理外P3的產量高于P1和P2。

2.2 不同處理對牧草營養成分的影響

不同牧草類型下牧草的營養成份有著較大差異，表4中2017年營養成分平均值中粗蛋白（CP）含量表現為苜蓿單播（P1）處理＞苜蓿和無芒雀麥混播（P3）處理＞無芒雀麥單播（P2）處理，但有不正常的偏低現象，2016年CP含量不同牧草類型間差距較小；2016 年NDF和ADF的含量低于2017年，因此2016年的RFV高于2017年RFV（表4）。

表3 各處理之間牧草生物量的比較

數據表示為每種牧草種植模式下的平均值±標準誤差。同列不同小寫字母表示同一時間、同一牧草類型下，不同播種管理模式之間差異顯著，＜0.05

Data are presented by M±SE. Different lowercase letters in the same column indicate that there are significant differences among different sowing management modes at the same time and under the same grassland type,＜0.05

2016年，P1、P2和P3在補水（I）條件相同時均表現為CP含量隨著氮水平增加而增加，其中P1N2I0顯著高于P1N0I0、P1N1I0、P1N1I1（＜0.05），達到最大（19.08%）；2017年P3在I0條件下N1水平CP含量（15.12%）顯著高于N0（＜0.05）。

2.3 不同處理對草地土壤養分的影響

土壤SOC、TN及pH變化量如圖2所示，施氮傾向于促使土壤SOC含量負增長，TN含量正增長，pH值負增長，而隨著氮水平的增加，表層（0—10 cm）土壤SOC減少量逐漸縮減，亞表層（10—20 cm）土壤SOC減少量先升高后降低（圖2-a）。表層土壤TN增長量逐漸降低，亞表層土壤TN增長量先降低后升高（圖2-d）。表層土壤pH增長量逐漸降低，亞表層土壤pH增長量先升高后降低（圖2-g）。牧草類型的改變導致土壤SOC、TN及pH的變化則與施氮效應并不完全一致，其中無芒雀麥單播時傾向于增加土壤SOC含量，增加pH值，表層土壤SOC增長量苜蓿和無芒雀麥單播顯著高于混播（＜0.05）（圖2-b），表層土壤TN增長量苜蓿單播處理顯著高于無芒雀麥單播和混播（＜0.05）（圖2-e）；補水效應傾向于降低土壤SOC含量，提高TN含量，對于pH值表現為不補水時土壤表層增加，亞表層降低，補水時土壤表層的TN和pH值的變化量表層土壤顯著高于亞表層土壤。

如圖3所示，2016年表層和亞表層的土壤碳氮比（C/N）均高于2017年，表層平均高出17.39%，亞表層平均高出15.18%，表層土壤碳氮比的變化更為明顯，其中表層土壤碳氮比2016年P1I1N0最高為8.15，2017年P1I0N2最高為5.67，亞表層土壤碳氮比2016年P1I1N2最高為6.36，2017年P3I1N2最高為5.67。

表4 不同處理對牧草營養成份的影響

數據表示為每種牧草種植模式下的平均值±標準誤差。同列不同小寫字母表示同一時間、同一牧草類型下，不同播種管理模式之間差異顯著，＜0.05

Data are presented by M±SE. Different lowercase letters in the same column indicate that there are significant differences among different sowing management modes at the same time and under the same grassland type,＜0.05

變化量=現有值-原有值，圖中數據條表示平均值±標準誤差。下同

3 討論

3.1 水氮耦合對牧草生物量的影響

有研究表明，水氮添加對牧草生物量有顯著促進作用[32-33]，本研究結果與前人的結論相似。2017年牧草類型與水、氮的交互及水氮耦合的交互均有顯著（＜0.05）響應，表明不同牧草對水、氮及水氮耦合的響應不盡相同。表3顯示，苜蓿和無芒雀麥混播的產量高于苜蓿、無芒雀麥單播，并且在不補水低氮達到最高，分析其原因為苜蓿單播產量在補水施氮時得到提高，無芒雀麥單播產量在高氮水平下會受到抑制，而當苜蓿和無芒雀麥混播時因無芒雀麥對土壤表面的覆蓋減少了土壤水分的蒸發并且混播時豆科牧草會向禾本科牧草轉移一部分的氮元素，從而促進禾本科牧草生長發育[34-35]表現為混播對水氮需求的降低；2016年水、氮的添加及其耦合作用對牧草生物量的增加不顯著（＞0.05），這與DOKOOHAKI等[25]、孫永健等[26]、侯俊等[27]、溫超等[28]研究的水氮耦合能夠顯著提高作物產量的結果并不一致，其原因之一可能是當年種植時間較短，水、氮的添加沒有充分發揮作用，隨著時間的推移，2017年施氮和牧草類型均對產量有顯著影響，說明牧草產量對水氮添加的響應可能要有一個積累的過程，尤其混播播種方式，受影響更為顯著；原因之二可能是水氮添加對產量的影響同時要受到牧草對環境條件改變后所發生的生長策略調整作用[33]，例如本試驗可能存在天然降雨量和人工補水并未達到牧草本身所需數量的情況，牧草會利用根部獲取水分來維持生長，降低地上生物量[36]。最終通過不同管理措施條件下對草地生產力影響的評估，結果顯示不同生長年份，由于管理措施與氣候因素的影響，牧草-水分-氮肥最佳組合年份間存在一定的差異性，后續還需要進一步系統研究，以期獲得適宜于呼倫貝爾地區退耕地最佳牧草組合方式。

圖3 2016—2017年不同處理組C/N比值變化圖

3.2 水氮耦合對牧草品質的影響

建植人工草地時，選擇合適的牧草品種加以適當的水肥調控管理措施，可以使干草產量品質得到極大的改善，從而提高粗蛋白含量，增加適口性[37-39]。本研究中2016年苜蓿CP含量隨著氮水平增加而顯著增加，說明提高土壤養分可以間接促進牧草的養分積累[40-42]；2017年混播不補水的低氮處理的CP含量顯著高于不補水不施氮處理，表明適當的施氮會顯著提高植物蛋白質的積累，而過多的施氮反而會降低氮肥的利用效率[40]，對牧草和土壤產生負擔[8]，可能出現拮抗作用[14]；本試驗中種植當年3種牧草類型的CP含量未出現顯著差異，這是由于禾本科牧草苗期發育緩慢當苜蓿初花期時無芒雀麥正處于小花分化期至孕蕾期之間此時無芒雀麥CP含量較高[43]，也致使種植當年幼嫩的植株個體NDF、ADF、RFV明顯低于2017年[41]；同時在豆科牧草作用下混播草地提高了禾本科牧草的CP含量，降低了NDF和ADF含量，提高了相對飼喂價值。

3.3 牧草類型、施氮及補水對土壤肥力的影響

土壤有機質和全氮是反應土壤肥力的重要指標，它們的關系可以用C/N來表示[44]，本研究中2016年表層和亞表層的土壤C/N平均值6.2高于2017年平均值5.3，屬肥力較為貧瘠地，而C/N的降低會加快微生物的分解和氮的礦化速率，并且3種植物類型下土壤pH值平均值均呈現負增長，特別在高氮或補水條件下土壤pH值的降低尤為明顯，土壤出現酸化現象，這種現象一定程度上有利植物更好的吸收氮素，但也意味著經過一年種植后土壤肥力的降低。本研究中土壤的酸化可能來源于三個方面，一是作物生長時本身酸性物質的分泌，二是外源氮素的添加，三是水分添加導致的淋溶作用。有研究表明[45-46]，氮肥大量的施用通常會引起農田土壤的酸化，從圖2中可以看出施氮和補水會導致土壤SOC含量負增長，TN含量正增長，這一規律說明外源氮素和水分添加通過改變土壤SOC和TN導致土壤酸化，并且在高氮水平和補水條件下pH值降低更為明顯，表明水氮耦合作用下土壤酸化速度加快，其作用機制可能是pH值隨氮素的添加而降低，并在補水條件下有利于尿素的水解和轉化，形成了土壤酸化發生機率最大的外界環境條件[47]。牧草類型的改變對pH值整體表現為苜蓿、無芒雀麥單播酸化現象大于混播，這可能是豆科牧草本身的固氮作用導致其對土壤TN消耗較小，導致TN累積，pH值下降，并且無芒雀麥的種植使土壤中SOC增長減緩了pH值的下降，而混播則表現出的土壤TN上升減緩，與利用豆科、禾本科牧草混播建立人工草地，可以使豆科牧草已固定的氮素通過土壤轉移一部分到相鄰禾本科[21-22]的結論基本相似，這也部分解釋了混播土壤酸化減緩的原因。

4 結論

呼倫貝爾退耕人工草地在播種第二年，牧草-水分-氮肥的耦合作用對草地生物量具有顯著影響，水氮耦合具有一定促進牧草的養分積累的協同效應，其中建植豆-禾混播草地最有利于提高牧草的生物量與營養品質。人工草地的建植會導致C/N降低，土壤肥力下降，在不同牧草類型、補水及施氮水平下均會表現出0—20 cm土層SOC含量、pH值的降低以及土壤TN含量的上升，表明土壤出現酸化現象，豆-禾混播土壤pH值降低幅度小于單播，而高氮和補水會明顯加劇土壤pH值的降低。

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Coupling Mechanism of Herbage-Water-Nitrogen Fertilizer in Abandoned Farmland in Meadow Steppe

LI Da1, FANG HuaJun2, WANG Di1, XU LiJun3, TANG XueJuan3, XIN XiaoPing3, NIE YingYing3, Wurenqiqige4

(1Institute of Animal Husbandry Science of Baicheng/Hulunber Grassland Ecosystem Observation and Research Station/National Forage Industry Technology System Baicheng Station, Baicheng 137000, Jilin;2Key Laboratory of Ecosystem Network Observation and Modeling, Institute of Geographical Sciences and Natural Resources Research, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100101;3Institute of Agricultural Resources and Regional Planning, Chinese Academy of Agricultural Sciences/Hulunber Grassland Ecosystem Observation and Research Station, Beijing 100081;4Hulunber University/Key Laboratory of Meadow Grassland Ecosystem and Global Change in Inner Mongolia Autonomous Region, Hulunber 021800, Inner Mongolia)

【】The study was to investigate the effects of three factors, including water replenishment, nitrogen application, and pasture type, on the biomass, plant nutrient composition and soil quality of artificial grassland communities by planting artificial grassland with different planting patterns of Hulunber, and to reveal the retreat of Hulunbuir area and the water-fertilizer coupling mechanisms of cultivated land artificial grassland, so as to optimize the mode of planting management. 【】 The experiment was carried out at the Hulunber Grassland Ecosystem Observation and Research Station. On June 6, 2016, the experiment began with four blocks, each of which included three test factors pasture types (P) and nitrogen application level (N) and Irrigation (I); forage types included three treatments: alfalfa (P1), awnless brome (P2), and alfalfa and awnless brome 1:1 mixed sowing (P3); nitrogen application levels included no nitrogen (N0), low nitrogen (N1: 75 kgN·hm-2·a-1) and high nitrogen (N2: 150 kgN·hm-2·a-1). The hydration included two levels (I0: no water, I1: hydration). There were 72 test plots, each of which was 7 m×10 m, and the row spacing was 1 m; it replenished the water 3 times every year in June, July and August, and the water per unit area was 20 mm. The nitrogen application (chemical pure urea) was twice in the seedling (returning) and tillering stages, respectively. Grassland biomass, nutrients (plant crude protein, neutral detergent fiber and acid detergent fiber) and soil nutrients (soil total nitrogen, soil organic carbon and soil pH) were measured in 2016 and 2017. 【】(1) The response of (N), (I), (P) and (P×I) to yield in the year of planting (2016) reached a significant level (＜0.05), and two measurements in 2017. The total yield of the production reached a significant level (＜0.05) in response to test factors such as (N), (P), (P×I), (P×N), (N×I×P), and mixed (P3). Under low water (I0) conditions, the yield of low nitrogen (N1) was significantly higher than that of the other treatment groups (＜0.05), with an average of 17 801.19 kg·hm-2. (2) The crude protein content in 2016 and 2017 were P1treatment＞P3treatment＞P2treatment, in 2016. P1, P2and P3treatment showed that the CP content increased with the increase of nitrogen level when the hydration (I) conditions were the same, and P1was not replenished under water (I0) conditions. The crude protein content under P1N2I0was significantly higher than that under P1N0I0, P1N1I0, and P1N1I1(＜0.05), reaching a maximum value of 19.08%; in 2017, under P3at I0conditions, the CP content of the lower N1level (15.12%) was significantly higher than that of N0(＜0.05). (3) Both nitrogen application and water addition promoted the negative growth of soil SOC content, positive TN content, and negative pH growth. The SOC growth of the topsoil and the bromegrass were significantly higher than that of the mixed seeding (＜0.05), and the TN growth of the topsoil was significantly higher than that of the bromegrass and mixed seeding (＜0.05); under the surface and subsurface of 2016, the ratio of soil carbon to nitrogen (C/N) was higher than that of 2017, the average surface layer was 17.39% higher, and the subsurface layer was 15.18% higher. The carbon and nitrogen ratio of surface soil was more obvious. The surface soil carbon and nitrogen ratio was P1N0I1in2016, with the highest value of 8.15; in 2017, the highest value under P1N2I0was 5.67. The carbon and nitrogen in the subsurface soil was 6.36 higher than that under P1N2I1in 2016, and the highest under P3N2I1in 2017 was 5.67. 【】 In the second year of planting in Hulunber, the coupling effect of herbage, water and nitrogen fertilizer had a significant effect on the biomass of the grass. The coupling effect of water and nitrogen fertilizer had a synergistic effect on the nutrient accumulation of the grass. The construction of artificial grassland plant could reduce a C/N and soil quality to drop, and adding in different kinds of grass, and water and nitrogen levels all showed the 0-20 cm soil SOC content and pH value were lower and soil TN content increased, indicating that soil acidification occurs, bean-grain mixed soil pH lower amplitude was less than unicast, and high nitrogen and filling water could be reduced to a significantly increased the soil pH value.

artificial grassland; nitrogen application; adding water; mixed sowing of bean-grass; community biomass; soil nutrients; Hulunber

10.3864/j.issn.0578-1752.2020.13.017

2019-09-22；

2019-12-26

國家重點研發計劃（2016YFC0500603，2018YFF0213405）、國家自然科學基金項目（417018）、國家現代農業產業技術體系建設專項（Cars-34）

李達，E-mail：547273612@qq.com。通信作者徐麗君，E-mail：xulijun@caas.cn

（責任編輯 林鑒非，李云霞）