施肥对科尔沁地区退化打草场的影响

郑丽娜，邢 旗，樊俊梅，刘亚玲，张 健，王瑞珍，王瑞峰

(内蒙古蒙草生态环境(集团)股份有限公司，内蒙古 呼和浩特 010030)

退化草地的恢复主要是对土壤肥力的恢复，草地施肥一直被认为是增加草地土壤肥力的主要方式之一〔1〕，能改善草群质量，提高群落地上生物量〔2〕。施肥对群落结构的影响主要表现在植物的盖度、高度、密度和群落多样性等方面，可促进了羊草的快速生长，能有效提高羊草干草产量和蛋白质总量〔3-6〕。张铜会等〔7〕通过对科尔沁沙地的研究发现，施肥对沙地退化草地的植物生物量有着明显的促进作用。

天然草地牧草是牧民放牧家畜的主要营养物质来源，是发展畜牧业的重要物质基础。科尔沁草原是半干旱天然打草场的重要分布区，是内蒙古重要的草地资源之一，具有不可忽视的生态作用，科尔沁草原脆弱而敏感，不合理的利用方式极易导致草原退化、沙化。目前，该区域的天然打草场由于利用不合理，植被与土壤都出现了不同程度的退化〔8〕。本项目以科尔沁草原退化的天然打草场为研究对象，以提高天然打草场牧草的产量和质量，实现打草场的可持续发展为目标，旨在为退化、沙化天然打草场的恢复，以及相关决策和管理措施的制定提供依据和实践指导。

1 试验地概况

试验区选择在通辽市扎鲁特旗道老杜苏木胡鲁斯台嘎查。地理坐标为N44.38336°～44.41232°，E121.26382°～121.31149°，海拔211m-236m，气候属中温带大陆性季风气候类型，年均温6.6℃，≥10℃积温2600℃～3600℃；年均降水量382.5mm，5～9月份降水占全年降水量的94%，2016年降水量高于2017年；无霜期130-147天，年均蒸发量1800mm以上，年均风速2.7米/秒。打草场原生植被有糙隐子草(Cleistogenessquarrosa)、达乌里胡枝子(Lespedezadavurica)、草麻黄(EphedrasinicaStapf)、甘草(GlycyrrhizauralensisFisch.)、野韭(Alliumramosum)、茵陈蒿(Artemisiacapillaris)、大麻(CannabissativaL.)、狗尾草(Setariaviridis(L.) Beauv.)等。

图1 扎鲁特旗2016-2017年降水量

1.1 试验方案

打草场培育试验示范面积400亩，全部围封，分为4个处理(表1)，分别为Ⅰ，对照(未施肥)；Ⅱ，施肥5kg/亩；Ⅲ，施肥10kg/亩，Ⅳ；施肥15kg/亩。2016年6月18日、2017年6月15日进行免耕施肥。施肥深度为2～3cm，行距20cm。

所施肥料为质量合格的复合肥，N-P2O5-K2O=15∶15∶15。

表1 不同处理打草场培育面积

1.2 观测指标

每个试验小区布设3个样方，每个样方为1m2，测定植物种类、高度、盖度，齐地面刈割地上部分，风干后称量干重。

1.3 试验方法

水溶性氮测定方法采用碱解扩散法；

速效磷测定方法采用钼锑抗比色法；

速效钾测定方法采用火焰光度计法；

有机质测定方法采用重铬酸钾-硫酸亚铁滴定法。

1.4 数据处理

使用Excel软件进行原始数据整理，用Gensat软件进行显著性差异分析。

2 结果与分析

2.1 施肥前植被情况

2014年6月对退化打草场进行本底调查，打草场施肥前，各处理草群自然高度9.7cm～14.7cm，盖度28%～35%；各处理的草群自然高度和盖度无显著变化(P>0.05)。

图2 打草场施肥前高度和盖度情况

2.2 不同施肥处理植被盖度变化

对施肥第一年(2016)6月～8月植被盖度监测显示：6月份，施肥与对照相比无显著差异；7月份，施肥15kg/亩的盖度最高，施肥5kg/亩、10kg/亩和15kg/亩处理的盖度均显著高于对照，分别比对照的盖度增加30.8%、55.5%和59.3%(P<0.05)；8月份，施肥15kg/亩盖度最高，比对照的盖度显著增加32.9%，施肥5kg/亩的盖度次之，比对照显著增加27.0%，施肥10kg/亩处理的盖度比对照提高20.9%(P<0.05)。

图3 施肥第一年植被盖度的变化

施肥第二年(2017年)，6月份植被盖度5kg处理较高，但各处理间无显著差异，7月份施肥5kg/亩、10kg/亩和15kg/亩的盖度均显著高于对照(P<0.05)，比对照的盖度提高1倍、1.17倍和1.21倍；8月份施肥15kg/亩的盖度显著高于对照，比对照的盖度提高57.6%(P<0.05)。

图4 施肥第二年植被盖度的变化

2.3 不同施肥处理植被高度变化

施肥第一年(2016)，6月份，对照(未施肥)、施肥5kg/亩、施肥10kg/亩和施肥15kg/亩的草群自然高度17cm～20cm，无显著差异(P>0.05)；7月份，施肥15kg/亩处理草群自然高度比对照显著提高112.7%(P<0.05)，施肥10kg/亩和施肥5kg/亩均比对照的草群自然高度增加27.6%和20.6%，无显著差异(P>0.05)；8月份，施肥5kg/亩、施肥10kg/亩和施肥15kg/亩的草群自然高度均比对照显著增加74.4%、80.7%和102.1%(P<0.05)。

图5 施肥第一年植被高度的变化

施肥第二年6月和7月，施肥5kg/亩、施肥10kg/亩和施肥15kg/亩的草群自然高度均显著高于对照，分别提高101.7%、84.2%、86.4%和64.3%、48.2%、58.4%(P<0.05)；8月份，施肥15kg/亩后草群自然高度比围封显著提高88.7%(P<0.05)。

图6 施肥第二年植被高度的变化

2.4 不同施肥处理草产量变化

打草场培育第二年施肥后干草产量均极显著高于对照(P<0.01)，施肥5kg/亩、10kg/亩和15kg/亩均比对照增加98.1%、118.7%和135.6%。

图7 实施第二年打草场干草产量变化

2.5 不同施肥处理优势植物占比

施肥处理(5kg/亩、10kg/亩、15kg/亩)第二年，优势植物干重比对照增加2.3-4.3倍，差异极显著(P<0.01)；施肥5kg/亩和15kg/亩优势植物占比显著高于对照，比对照高57.4%和48.5%(P<0.05)，施肥10kg/亩优势植物占比比对照提高33.2%。

表2 实施第二年处理间优势植物占比

注：*表示在0.05水平上差异，**表示在0.01水平上显著

2.6 不同施肥处理土壤养分变化

实施第二年土壤营养指标显示：施肥15kg/亩水溶性氮含量比对照显著增加30.7%(P<0.05)；施肥15kg/亩速效钾比对照显著提高66.1%(P<0.05)；各处理间速效磷含量、有机质含量无显著差异，但施肥15kg/亩处理含量最高。

图8 不同处理水溶性氮含量

图9 不同处理速效钾含量

图10 不同处理速效磷含量

图11 不同处理有机质含量

3 结论

3.1 打草场施肥15kg/亩效果最明显，第一年施肥15kg/亩植被盖度显著提高32.9%～59.3%(P<0.05)，第二年施肥15kg/亩植被盖度显著提高57.6%～121.7%(P<0.05)；第一年施肥草群自然高度显著提高102.1%～112.7%(P<0.05)；第二年施肥草群自然高度显著提高58.4%～88.7%(P<0.05)。

3.2 施肥极显著提高干草产量，3个施肥处理(5kg/亩、10kg/亩、15kg/亩)干草产量比对照极显著提高了98.12%、118.7%和135.6%(P<0.01)；优势植物干重比对照极显著增加了2.3-4.3倍(P<0.01)。

3.3 施肥15kg土壤水溶性氮和速效钾比对照显著增加30.7%和66.1%(P<0.05)。