重度盐碱化草地土壤改良对牧草出苗率的影响

王一帆，阿拉塔，仓木拉，福 英，乌 恩*

(1.内蒙古农业大学生态环境学院，内蒙古 呼和浩特市 010019；2.内蒙古自治区农牧业科学院，内蒙古 呼和浩特市 010031；3.西藏职业技术学院畜牧兽医系 850030)

重度盐碱化草地土壤改良对牧草出苗率的影响

王一帆1，阿拉塔2，仓木拉3，福 英1，乌 恩1*

(1.内蒙古农业大学生态环境学院，内蒙古 呼和浩特市 010019；2.内蒙古自治区农牧业科学院，内蒙古 呼和浩特市 010031；3.西藏职业技术学院畜牧兽医系 850030)

近年来的气候干旱和过度利用导致了内蒙古草原盐碱化加剧，给草原牧区带来了严重的经济和生态问题，盐碱化草地的植被修复已成为内蒙古草原区生态治理的重点和难点。本研究对锡林郭勒盟太仆寺旗贡宝拉格花淖尔重度盐碱化草地进行了土壤改良与牧草播种相结合的植被修复试验。结果表明：(1)在7种土壤改良措施中，DS改良剂3、脱硫石膏和有机肥处理的牧草出苗率较好；(2)4种牧草中，紫花苜蓿的出苗率最高；(3)从出苗率结果看，紫花苜蓿和脱硫石膏组合为最好的植被修复措施。

盐碱化草地；土壤改良；牧草；出苗率

1 引言

草原盐碱化是草原土壤的盐(碱)含量增加到足以阻碍牧草生长，盐(碱)斑面积扩大的草原退化过程。目前，内蒙古已有5%以上的草原盐碱化，并且每年以20万hm2的速度扩展。草原盐碱化的影响程度和持续时间远远超过其他类型的退化，盐碱草地的修复不同于退化沙化草地的修复，不能通过围封、补播等简单的措施修复其植被，而必须通过土壤改良和植被修复相结合的措施才有可能实现。

随着草地盐碱化、草原植被退化现象的日益严重,人们越来越注意二者之间的关系。范亚文等认为草原盐碱化和植被退化往往相伴而生,草原盐碱化的程度越严重的地区,植被退化程度也就越严重〔1〕。草地退化严重，生草土层板结，旱化、盐碱化程度加重，植被稀疏、低矮、多样性下降〔2〕。由于草群的物种多样性指数、植物高度、盖度、产草量下降，造成土壤地表裸露，土壤水分蒸发增加，盐碱随地下水的蒸发积聚地表，形成土壤盐渍化，成为不毛之地。土壤失去植物的固定，造成土壤风失，飞扬的盐碱土又覆盖了附近的正常草原，从而引起更大规模的草原盐碱化。因此草原盐碱化给草原畜牧业带来了很大的危害。

我国盐碱草地改良措施一般分为几大类，物理措施、化学措施、工程措施以及生物生态措施。主要利用围栏封育、松土、铺沙、灌溉、施枯草、施石膏、施肥、补播、刈割等改良措施来改良盐碱化草地。近年来由于国家大力推行“退耕还草”、“围栏封育”与“禁牧舍饲”等草地保护与限制利用措施，很大程度的限制了草原地区的家畜放牧，大面积草原的退化现象有所遏制〔3〕。张文海、曲鲁平等〔3，4〕认为物理改良措施中的“沙压碱”的方法对盐碱化草地的物理结构和化学性质有明显改变，沙土和碱土混合后可以使土壤含水率增加，pH值和电导率下降，营造出植物生长的良好环境。但物理改良措施短期内见效慢，不单独使用，一般作为其他改良方法的前期处理措施。另外，Novikova认为通过大量牧草的生物量积累,可以带走土壤表层大量的盐分〔5〕。因此种植牧草可以降低土壤盐分,改良土壤结构,提高草原土壤中有机质和全氮的含量,改善盐碱化草地的理化性质〔6〕。这种改良方式不需要灌溉水，是水资源匮乏的草原地区首选的植被修复措施。在实际改良中，有用单一措施进行改良的，有同时用几种措施改良的。但单一的改良措施改良效果往往不明显或效果缓慢，因此近年来，在治理和改良盐碱化草地的过程中多采用复杂、综合的措施用于实践。结合物理、化学改良措施、生物改良的措施等,共同改善土壤物理性状及增加土壤营养,提高盐碱化草地改良效果〔7〕。近年来的气候干旱和过度利用导致内蒙古大面积草原盐碱化，给草原区带来了严重的经济和生态问题。仅锡林郭勒盟太仆寺旗贡宝力格苏木重度盐碱化草地近0.2万hm2，不仅没有利用价值，盐碱飞扬覆盖临近草地使其盐碱化，需要尽快治理。为此，本研究在太仆寺旗贡宝拉格苏木花淖尔重度盐碱化草地进行土壤改良与牧草播种相结合的植被修复试验，探索适用于该盐碱草地的植被修复措施。

2 材料与方法

2.1试验地概况

试验在内蒙古锡林郭勒盟太仆寺旗贡宝拉格苏木花淖尔重度盐碱化草地进行。该地区地处阴山北麓，浑善达克沙地南缘，东经119°14′-125°57′，北纬43°50′-45°50′，海拔1300-1800m，地貌形态以低山、平原、漫岗为主。气候属寒温带大陆性气候，年平均气温为-2.4℃，年降水量为300-450mm，无霜期为113d。

试验草地大面积裸露，局部只有零散生长的星星草、白刺和赖草。土壤为盐化碱土或碱土。

2.2试验材料

土壤改良材料：有机肥为当地农家肥、脱硫石膏和改良剂DS(盐碱地专用改良剂是日本秋田县立大学教授日高伸博士于1996年研制开发的一种化学改良材料，具有降低盐碱地土壤酸碱度，改善根系生长环境，平衡土壤养分等效果)。

植物材料：中苜1号紫花苜蓿(MedicagosativaL.)、碱茅(Puccinelliadistans)、老芒麦(ElymussibiricusLinn)和苦豆子(SophoraalopecuroidesL.)种子。

2.3试验的设计与实施

(1)设计：对土壤作7种处理，即施用有机肥、石膏、改良剂DS、有机肥+石膏、改良剂DS+石膏、堆高床和对照(土壤不处理)。每个土壤处理与4种耐盐碱牧草，即紫花苜蓿、碱茅、老芒麦、苦豆子均衡搭配，构成28个处理组合，每个处理组合播种3个小区(重复3次)，每小区2m×4m=8m2，采用随机区组设计。

(2)实施：2011年7月14日划分试验小区，进行土壤处理，具体做法是：有机肥处理每小区表施农家肥45kg，石膏处理每小区表施石膏15kg，改良剂DS处理每小区表施DS1.8kg，有机肥+石膏处理每小区表施农家肥45kg、石膏15kg，改良剂DS+石膏处理每小区表施DS1.8kg、石膏15kg。然后将改良材料与0-20cm土层均匀混合。高床处理为堆出高约20cm的垄，其上播种牧草，对照为不作任何处理。15日播种牧草，每种牧草播4行，行距30cm，每小区播量：紫花苜蓿15g，碱茅25g，老芒麦25g，苦豆子20g，播深：紫花苜蓿为2cm，碱茅为1cm，老芒麦为3cm，苦豆子为2cm，覆土轻轻镇压。

(3)田间管理：在种植后第二年所有试验小区清除杂草1次。

(4)出苗率统计：2013年10月8日统计出苗率。按照每种牧草每行播种量和千粒重数据计算每行播种粒数，再折算出每1m行长的播种粒数，田间计数每行1m行长的实际出苗数，实际苗数除以播种粒数得出出苗率。

2.4数据的统计分析

采用Excel软件做数据汇总、制表，采用SAS软件对出苗率数据进行统计分析。

3 结果与分析

3.1土壤处理对牧草出苗率的影响

本试验7种土壤处理下4种牧草平均出苗率见表1。

表1 各处理牧草平均出苗率(%，n=3)

表2 7种处理下牧草平均出苗率显著性比较

由表1、表2分析可知，本试验的七种土壤处理对平均出苗率的影响差异显著。改良剂+石膏、有机肥和石膏等3个处理的平均出苗率较好，其中DS改良剂+脱硫石膏的出苗率最好，为24.08%，其次是有机肥，为21.75%，第三为单独施用脱硫石膏，为19.25%。对照土壤处理和有机肥+石膏处理之间对牧草的平均出苗率的影响差异不显著，牧草平均出苗率均不高，分别为14.58%和14.25%。单施改良剂的牧草平均出苗率较低，为10.9%，高床处理出苗率最低，仅为4.42%。

3.2牧草出苗对土壤处理的响应

通过表1、表3数据的分析可知，紫花苜蓿在脱硫石膏、有机肥+石膏、有机肥这三种土壤处理下出苗率较高，分别为45.33%、43.0%和42.33%，与其他土壤处理的出苗率差异显著。其次是改良剂+石膏的土壤处理，为39.33%。对照和单独施用改良剂的出苗率分别为23.67%、22.67%，差异不大。出苗率最差的土壤处理是高床，仅为13.67%。

表3 紫花苜蓿在7种土壤处理下平均出苗率显著性比较

由表1、表4分析可知，碱茅平均出苗率最高的土壤处理是有机肥，为31.67%，其次为对照处理，出苗率为27.33%，与其他处理相比，差异显著。在施用脱硫石膏、改良剂+石膏和改良剂的土壤上，碱茅的平均出苗率为20.67%、16%和11.67%。碱茅在高床、有机肥+石膏土壤处理上的平均出苗率与其他土壤处理相比有显著差异，为3.33%和2.33%。

表4 碱茅在7种土壤处理下平均出苗率显著性比较

表5 老芒麦在7种土壤处理下平均出苗率显著性比较

通过分析表1、表5可知，老芒麦平均出苗率最高的土壤处理是改良剂+脱硫石膏，为28.33%，与其他处理相比，有显著差异。在有机肥、有机肥+脱硫石膏、单独施用石膏和改良剂土壤处理上，老芒麦的平均出苗率没有显著差异，分别为10.33%、10%、9.33%和9%。其次，老芒麦在对照处理和高床处理上，平均出苗率较低，与其他土壤处理相比差异显著，仅为6.67%和0.67%。

表6 苦豆子在7种土壤处理下平均出苗率显著性比较

通过分析表6可知，苦豆子在这七种土壤处理上的平均出苗率极低，有的甚至不出苗。苦豆子出苗率最高的土壤处理是改良剂+脱硫石膏，为12.67%，与其他处理相比差异显著。在有机肥土壤处理上的平均出苗率为2.67%。在施用有机肥+石膏和单独施用脱硫石膏的土壤处理上，苦豆子的出苗率相同，同为1.7%。在对照处理和单独施用改良剂的土壤处理上，苦豆子的平均出苗率分别为0.7%和0.3%。而在高床土壤处理上，苦豆子不出苗。

3.3土壤处理与牧草的搭配问题

各处理组合平均出苗率及其差异显著性见表7。通过对表7数据进行综合分析，可以得出有四组植被修复措施与其他措施有显著性差异，分别是紫花苜蓿和脱硫石膏处理组合、紫花苜蓿和有机肥+脱硫石膏处理组合、紫花苜蓿和有机肥处理组合、紫花苜蓿和改良剂+石膏处理组合，出苗率较高，分别为45.3%、43%、42.3%、39.3%。除了紫花苜蓿同四种土壤处理组合有较高的出苗率之外，碱茅、和老芒麦与不同的土壤处理组合也有较高的出苗率，例如碱茅和有机肥处理组合(出苗率为31.7%)、老芒麦和改良剂加脱硫石膏处理组合(28.3%)、碱茅和对照处理组合(27.3%)。其他牧草和土壤处理组合的平均出苗率差异显著，出苗率低，尤其苦豆子和七种土壤处理组合之间平均出苗率极低，不足3%，有的组合措施甚至不出苗。

表7 各处理组合平均出苗率及其差异显著性

4 讨论

(1)七种土壤处理中改良剂和石膏混合的处理对4种牧草平均出苗率的影响是显著的，这与张海军等〔8〕在呼和浩特市土默特左旗北什轴乡海流村对盐碱土的研究一致。改良效果最差的是高床，出苗率低于对照处理，这与姜世成等〔9〕认为高床能更有效地增加土壤水分，降低土壤容重和土壤盐分，从而对植被恢复更有利的研究不一致。笔者认为一种可能是由于试验地的年降水量小于蒸发量，踮起高床，蒸发量增加，随着水分的蒸发，盐分富集到地表，致使含盐量增加，pH升高，牧草的出苗率降低，这与关法春等〔10〕研究一致，认为内垄沟和垄台的表土层含水量减少，垄台土壤EC,pH均高于垄沟，其土壤表面出现积盐现象，地表出现条带状碱斑。另一种可能是高床土壤干旱更严重，对牧草出苗造成了严重的抑制。

(2)本实验的四种牧草的平均出苗率对土壤处理的响应差异较大，紫花苜蓿和碱茅对盐碱地的适应性较强，其中紫花苜蓿的适应性最强，这与张永峰等〔11〕对盐胁迫对苗期紫花苜蓿生理特性的研究是一致的，认为紫花苜蓿的抗逆性强，耐盐碱、抗旱、耐贫瘠，在栗钙土和盐碱土上均能生长良好。根据郭瑞萍等〔2〕的研究认为碱茅的耐盐碱能力大于苜蓿，但是由于碱茅的种子小，顶土出苗能力弱，且本实验只进行了一年的田间试验，局限性很多，不能仅凭第一年的出苗率就否定碱茅改良盐碱化草地的效果。本试验紫花苜蓿和碱茅的优劣需要进一步观察。抗性最差的是苦豆子，出苗率较差。

(3)本实验牧草与土壤处理组合之间有显著差异。上文讨论到改良剂和脱硫石膏混合的处理组合是最适合试验地的改良措施，牧草中最适合本试验地改良的是紫花苜蓿，但出苗率最好的改良组合是紫花苜蓿和脱硫石膏处理组合。其次是紫花苜蓿和有机肥加石膏处理组合、紫花苜蓿和有机肥处理组合，而紫花苜蓿和改良剂加脱硫石膏处理组合在这两种组合之后。但这四种改良措施的牧草平均出苗率都不低，且没有显著差异，这与杨国伟〔12〕的研究是一致的，认为紫花苜蓿改良盐碱化草地的效果显著，紫花苜蓿与这几种土壤处理之间相互组合的改良措施都能达到改良试验地盐碱化草地的目的。此外，碱茅和有机肥处理组合、老芒麦和改良剂加脱硫石膏处理组合、碱茅和对照处理组合这三组改良措施的平均出苗率差异不显著，平均出苗率不高，笔者认为这是由于盐碱胁迫对牧草的出苗以及幼苗的生长速度有显著影响，这与郝志刚〔13〕等人的研究一致，朱兴运、毛云林〔14〕等人的研究也认为碱茅在苗期的耐盐碱性是其各个生长阶段中最差的时期。国内很多学者及其著作中都表明碱茅改良盐碱地的效果显著，改良前后土壤中含盐量下降显著，但其试验周期通常超过三年，而本实验只进行了一年的大田试验，实验数据并不能完全体现牧草与土壤处理组合改良盐碱化草地的效果，结果具有局限性。碱茅、老芒麦等牧草与土壤处理组合之间的搭配改良措施同样具有改良盐碱化草地的潜力，应该在此试验的基础上继续研究。

5 结论

(1)7种土壤处理牧草平均出苗率高低依次为改良剂+脱硫石膏>有机肥>脱硫石膏>对照>有机肥+脱硫石膏>改良剂>高床。

(2)4种牧草的出苗率高低依次为紫花苜蓿>碱茅>老芒麦>苦豆子。

(3)从出苗率结果看，紫花苜蓿和脱硫石膏组合为最适合本试验地的植被修复措施。其次是紫花苜蓿与有机肥加脱硫石膏处理组合，紫花苜蓿与有机肥处理组合，紫花苜蓿与改良剂加脱硫石膏处理组合。此外，碱茅与有机肥处理组合、老芒麦与改良剂加脱硫石膏处理组合也具有较好的潜力。

〔1〕范亚文.种植耐盐碱植物改良盐碱土的研究〔D〕.东北林业大学范亚文学位论文.2001.

〔2〕郭瑞萍,梁广民,沈景林等.不同牧草品种对盐碱化草地改良效果的研究〔J〕.草业与畜牧.2007.8:1-4.

〔3〕张文海,杨韫.草地退化的因素和退化草地的恢复及改良〔J〕.北方环境.2011.23(8):40-44.

〔4〕曲鲁平.黑龙江杜尔伯特重度盐碱化草地改良技术研究〔D〕.东北师范大学曲鲁平学位论文.2011.

〔5〕Novikova A F, GololobovaA V. Reclamation of Solonetzes in the Dark Chestnut subzone of Kustanay Oblast〔J〕. Pochvov edenie,1976,(8):97-106.

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〔14〕朱兴运,毛云林等.碱茅草地盐分动态及碱茅草耐盐度研究〔J〕.中国草业科学(专辑).1988,23-27.

Severesalinizationofgrasslandsoilimprovementeffectonthegrassgerminationrate

WangYifan1,Alata2,CangMula3,FuYing1,WuEn1
(1.InnerMongoliaAgriculturalUniversityEcologyandEnvironmentalScience,Hohhot,010019; 2.InnerMongoliaAcademyofAgricultural&AnimalHusbandrySciences,Hohhot,010031; 3.TibetVocationalTechnicalCollege,850030)

In recent years the climate drought and excessive use of lead in the Inner Mongolia grassland salinization, prairie pastoral areas poses a serious economic and ecological problems, salinization of grassland vegetation restoration has become the emphasis and difficulty in Inner Mongolia grassland ecological governance. In this study proceed improvement and the combination of forage planting vegetation restoration experiment at Taibus banner Gunbolag severe salinization steppe soil in Xilingol league. The results showed that:(1)In 7 kinds of soil improvement treatments, the DS improver, desulfurization gypsum and organic fertilizer processing is better germination rate of forage grass;(2)Emergence rate of alfalfa was the highest in the four kinds of forage grass;(3)The results from seedling emergence, alfalfa and desulfurization gypsum as the best vegetation restoration measures.

Salinization of grassland；soil improvement；steppe；rate of emergence

S812.8

A

2095—5952(2014)02—0043—06

2014-03-10

内蒙古自治区科技厅2013年《农牧业合作与交流——盐碱化草地生态修复研究》项目(20131202)资助。

王一帆(1988-)，女，汉族，天津市人，在读硕士研究生，研究方向为重度盐碱化草地改良。

乌 恩(1961-)，蒙古族，农学博士，畜牧学博士后，副教授，主要从事菌根、草地营养和退化草地植被修复研究，E-mail:wuen2004@163.com.