断根施肥对吉林西部退化羊草草原改良效果的研究

才源吴海英曹扬于新海张春艳成文革李子勇

(1.吉林省生物研究所，吉林 长春 130112；2.吉林省吉测检测技术有限公司，吉林 长春 130117)

引言

吉林省西部地区是一个地域辽阔、自然资源丰富的农牧结合区，位于我国温带半湿润与半干旱气候区的过渡地带，地处温带半干旱沙地的东部边缘。从1985年开始，吉林省西部地区草地面积以每年2.8%的速度退化，退化面积为109.17万hm2[1]，占西部草地面积的80%，草地覆盖度只有10%～50%，植物低矮，土壤板结，地表径流大，白色碱斑随处可见[2,3]。草地生态系统整体功能受到严重破坏，阻碍草地畜牧业生产的持续、稳定、协调发展[4,5]。

针对吉林西部地区草原的退化问题，本实验组采取深松、断根的方法，配合有机肥与无机肥混施的方法，在打破土壤板结，增加根系透气的基础上，使土壤肥力和有机质含量都得到显著的提高[6-9]，本研究可为解决吉林西部地区草原土壤退化问题及草原改良提供科学依据 。

1 材料与方法

1.1 试验区自然情况

试验地点在乾安县渭字村，地处E124°02′，N45°01′，属于温带大陆性季风气候，年平均气温4.6℃，日照时间2866.6h，无霜期平均145d，年平均降水量420.6mm。

1.2 试验设计

在吉林省乾安县渭字村附近选择一块退化羊草草地进行深松切根加施肥的一体化试验。施肥采用有机和无机相结合的试验方法，无机肥使用N-P-K含量为17%-17%-17%的复合肥，有机肥在当地有机肥生产企业购买，所购买的有机肥符合国家对有机肥生产标准的要求，其中有机质含量≥45%，N-P-K总含量不低于5%。

试验为随机区组试验，设计不深松切根、不施肥的处理为对照，既CK，设计深松切根加无机肥加有机肥的处理(按照不同施肥量，分别用SRC1O1、SRC1O2、SRC1O3等表示，具体内容详见表1)共有 16个处理，每个处理重复3次，共48个小区，每小区总面积为333m2(10m×33.3m)。

深松采用9ST-460型草地振动式间隔松土机，作业深度15cm，切根间距40cm；肥料通过施肥器，在深松的同时施入肥料。

表1 试验设计

续表 试验设计

1.3 统计分析

采用Excel和SPSS数据处理系统进行单因素方差分析，对各处理的样本进行了平均数和标准差的计算，并进行了显著性分析。

2 结果与分析

2.1 土壤容重变化情况

图1 不同处理土壤容重的变化情况

从图1中可以看出，不同处理土壤的容重均有所下降，平均比CK下降了5.2%，其中处理SRC2O2(即无机2+有机2)土壤容重下降得最多，比CK下降了7.4%。同时，每一个无机水平上的有机2处理土壤容重均最低，随着有机质施入量的增加土壤容重逐渐升高。

2.2 土壤pH值变化情况

从图2中可以看出，该退化草原的土壤pH值很高，平均值为9.1，已经严重影响了植物在该地区的正常生长。全部15个处理的pH值均降到9以下，pH值平均降低了0.6，其中处理SRC2O5(即无机2+有机5)的pH值下降得最多，下降了1.14。

图2 不同处理土壤pH值的变化情况

2.3 土壤有机质变化情况

如图3所示，在增施有机肥的情况下，所有处理的有机质含量都有所增加，最低的处理增加12.2%，平均增加75.4%,处理SRC2O5(即无机2+有机5)和处理SRC3O5(即无机3+有机5)增加得最多，为116.6%和119.5%。有机质的增加基本上与有机质的投入量成正比，但是在无机3水平上，略有不同，处理SRC3O3(即无机3+有机3)和处理SRC3O4(即无机3+有机4)略低于处理SRC3O2(即无机3+有机2)，但整体上有机肥的投入量与有机质的增加成正相关。

图3 不同处理土壤有机质的变化情况

2.4 产草量变化情况

如图4所示，施用肥料后各个处理的产草量都有显著提高，产草量最低的处理比对照提高了10.8%，处理SRC2O2(即无机2+有机2)和处理SRC3O2(即无机3+有机2)产量提高得最多，分别提高了166.9%和169.9%。从图中可以看出每个无机水平上，随着有机肥施入的增加，产量呈先增高后降低的变化趋势，这说明提高羊草产量，虽然施肥是有效的方法之一，但并不是施肥量越大产量就越高，在单位施入最佳的肥量才能得到最佳的产量。

图4 不同处理产草量的变化情况

2.5 产种量变化情况

从图5中可以看出，除处理SRC3O2、SRC1O5、SRC2O5、SRC3O1的产种量略低于对照外，其余11个处理的产种量均有所提高，平均比CK提高110.0%，其中处理SRC2O3(即无机2+有机3)的产种量最高，为29.2kg/hm2，比CK提高141.0%，在3个无机水平上，产种量随着有机肥施入量的增加，先升高，后降低。虽然施入肥料产种量有所提高，但是整体产种量依然较低。

图5 不同处理产种量的变化情况

2.6 羊草粗蛋白含量变化情况

图6 不同处理羊草粗蛋白含量的变化情况

粗蛋白含量是评价牧草品质好坏的重要指标之一。从图6中可以看出，15个处理的粗蛋白含量均有显著的提高，粗蛋白的平均含量为14.8%，远远高于CK的8.3%，有9个处理的粗蛋白含量超过15.0%，其中粗蛋白含量最高的是处理SRC2O5(即无机2+有机5)，达到16.0%。

2.7 羊草粗纤维含量变化情况

图7 不同处理羊草粗纤维含量的变化情况

粗纤维含量也是评价牧草品质好坏的重要指标之一。从图7中可以看出，15个处理羊草中粗纤维的含量均有所下降，粗纤维的平均含量为31.4%，比CK的粗纤维含量低1.7%左右。其中处理SRC1O2(即无机1+有机2)的粗纤维含量最低，为29.9%。

2.8 羊草株高变化情况

从图8中可以看出，15个处理的株高均高于CK，15个处理的整体株高的平均值为61.3cm，比对照高出了11.4cm。

图8 不同处理羊草株高的变化情况

2.9 羊草穗高变化情况

图9 不同处理羊草穗高的变化情况

从图9可以看出，各处理的穗高变化不是很明显，有的处理比CK略有提高，有的比CK略有下降，15个处理的平均穗高和CK基本持平，无显著性差异，升高和降低也呈无序性，需要进一步研究。

3 结果与分析

3.1 土壤理化性质的变化

从数据上来看，土壤的有机质含量是随着有机肥投入量的增加而增加的，pH值的变化虽然规律不太明显，但是处理SRC1O5(即无机1+有机5)、处理SRC2O5(即无机2+有机5)、处理SRC3O5(即无机3+有机5)均在各自无机水平组中，呈现明显的下降趋势，虽然不同的无机组中pH的变化规律略有不同，但是当达到有机肥的最大施入量时，pH值均有明显的下降。

3.2 羊草产量的变化

处理SRC2O2(即无机2+有机2)和处理SRC3O2(即无机3+有机2)羊草产量提高得最多，分别达到4.23t/hm2和4.27t/hm2，虽然处理SRC3O2提高的产量最高，但是处理SRC3O2和处理SRC2O2的产量不存在显著性差异。

3.3 羊草粗蛋白与粗纤维含量的变化

所有处理中，羊草的蛋白含量都有显著的提高，整体趋势是随着有机肥施入量的增大，蛋白含量逐步提高，在无机水平上也基本保持这一原则，但是相互之间差异不够显著，粗纤维含量都有明显的降低。

4 总结

综合产量、羊草品质、投入成本等诸多因素，本试验的最佳的处理是处理SRC2O2(即无机2+有机2)，产草量达到4.23t/hm2，粗蛋白含量为15.1%，粗纤维含量为31.3%，土壤有机质含量增加93.9%，土壤pH降低0.5。