張風承　史印濤　李洪影　王明君　崔國文

摘要：在東北三江平原放牧季6月中旬～9月中旬，設置3個放牧強度即輕度（0.87頭牛/hm2），中度（1.42頭牛/hm2）和重度（1.94頭牛/hm2），以不放牧作為對照，觀測不同放牧強度對小葉章草地土壤物理性狀和速效養(yǎng)分變化的影響。2010年放牧結果表明：放牧對土壤淺層物理性狀產(chǎn)生影響，對土壤深層性狀影響微弱。重度放牧強度下土壤含水量0～10 cm最低，為42.84%，并與其他放牧處理產(chǎn)生差異（P<0.05）；放牧對土壤容重的影響主要體現(xiàn)在0～5 cm的土層，與對照相比放牧處理對土壤容重略有增加趨勢，放牧對土壤深層容重不能產(chǎn)生顯著影響（P>0.05）；家畜對土壤有夯實作用，土壤孔隙度隨放牧強度增加而降低，重度放牧土壤孔隙度最低，與對照相比降10.8%并與其產(chǎn)生顯著差異（P<0.05）。放牧對土壤速效養(yǎng)分的影響表現(xiàn)在，重度放牧降低0～10 cm的土層速效氮含量，其他放牧強度對小葉章草地土壤速效氮的影響微弱，各放牧處理間差異不顯著（P>0.05）；不同放牧強度與對照相比對速效磷含量影響微弱；土壤速效鉀含量隨放牧強度增加而降低，輕度、中度、重度分別較對照下降1.72%，3.8%和8.2%，但差異不顯著（P>0.05），表明放牧對小葉章草地土壤速效養(yǎng)分含量影響微弱。

關鍵詞：三江平原；小葉章草地；物理性狀；速效養(yǎng)分

中圖分類號：S 812.8 文獻標識碼：A 文章編號：10095500（2013）01000506

草地作為生態(tài)系統(tǒng)有機組成部分，可以起到涵養(yǎng)水源、調(diào)節(jié)氣候、保持水土、防止土地退化等作用，而且，在改良和培養(yǎng)土壤等方面發(fā)揮著重要作用，同時是人類賴以生存的畜牧業(yè)生產(chǎn)基地＼[1＼]。三江平原＼[2，3＼]位于黑龍江省東北部，包括完達山以北的松花江、黑龍江和烏蘇里江沖積形成的低地平原和完達山以南的烏蘇里江支流沖積與興凱湖的湖積形成的廣袤的低濕平原。目前，國內(nèi)外對三江平原小葉章草地的研究集中在草地植被形態(tài)和土壤性狀在自然條件下變化＼[4-8＼]等方面，系統(tǒng)的研究放牧制度對三江平原小葉章濕地土壤性狀的影響相關報道較少。

土壤是承載草地資源的物質(zhì)基礎，在草地生態(tài)系統(tǒng)中，土壤的狀態(tài)又能預示和維系整個放牧生態(tài)系統(tǒng)的長期發(fā)展＼[9-11＼]。所以，為了確保該體系結構的完整以及功能的發(fā)揮，必須遵循生態(tài)學的基本規(guī)律才能保持該系統(tǒng)處于可持續(xù)的、相對穩(wěn)定的動態(tài)平衡，所以在三江平原小葉章草地進行土壤理化性狀的研究，對三江平原小葉章草地利用非常必要。

1 材料和方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于黑龍江省雙鴨山市寶清縣東升濕地，地理位置N 45°47′8″～N 46°35′55″N、E 131°14′16″～D 133°29′48″。放牧試驗時間為2010年6月15～9月15日。試驗地年平均氣溫為2.3～2.4 ℃，年平均降水量為551.5 mm。試驗區(qū)域為小葉章草甸，植被絕對優(yōu)勢種為小葉章（Deyeuxia angustifolia），伴生種為小薊（Cirsium setosum），苣荬菜（Sonchus brachyotus），垂梗繁縷（Stellaria radians），大葉章（Deyeuxia langsdorff），苔草（Carex tristachya），蒲公英（Taraxacum officinale），平車前（Plantago depressa），旋復花（Inula britannica），水蒿（Artemisia selengensis）等近30余種植物。小葉章草地土壤相對肥沃，土壤類型為黑土、黑鈣土和草甸土，呈微酸性。

1.2 試驗設計

試驗設置輕度放牧（LG）、中度放牧（MG）、重度放牧（HG）和對照（ck不放牧） 4個處理，每處理設3個重復。通過對小葉章草地往年產(chǎn)草量的調(diào)查確定，輕度放牧載畜量為0.87頭牛/hm2，中度放牧載畜量為1.42頭牛/hm2，重度放牧載畜量為1.94頭牛/hm2。由于家畜數(shù)量和草地條件的限制，輕度放牧、中度放牧以及重度放牧區(qū)和對照區(qū)的樣地面積分別為3.40 hm2、2.10 hm2、1.50 hm2、0.25 hm2，用放牧小區(qū)的面積確定放牧強度，樣地采用隨機放牧。放牧時間為每天6∶00～18∶00，白天放牧后家畜驅趕出放牧小區(qū)。不同放牧處理隨機取樣，每個放牧小區(qū)6個取樣點，采用土鉆5點取樣法分層取樣（0～10、10～20 cm），環(huán)刀法分層取樣（0～5，5～10 cm），以備測定。

1.3 測定內(nèi)容和方法

將用土鉆和環(huán)切法所取土樣，進行測定。測定內(nèi)容包括土壤容重、土壤含水量、土壤孔隙度，土壤比重，速效養(yǎng)分包括土壤速效N、速效P、速效K含量＼[12＼]。

1.4 數(shù)據(jù)分析

試驗數(shù)據(jù)使用Excel軟件進行初步整理，然后，采用SAS 9.1分析軟件進行統(tǒng)計分析。

2 結果和分析

2.1 放牧對土壤物理性狀的影響

2.1.1 放牧對含水量的影響 放牧對土壤水分的影響，主要集中在0～10 cm的表層土壤，對其他深度土壤水分影響程度（表1）。放牧開始后，各放牧強度對土壤含水量的影響沒有顯著差異（P>0.05），在9月放牧結束時，重度放牧強度下土壤含水量最低，含水量下降9.8%，并與其他放牧處理產(chǎn)生顯著差異（P<0.05），同時輕度放牧下的土壤含水量也低于對照組和中度放牧強度下的含水量，但與之差異不顯著（P>0.05）。在10 cm以下的土壤的含水量，隨季節(jié)的變化范圍很小，各放牧強度處理下差異不顯著（P>0.05）。

注：同一測定時間時，同行不同小寫字母表示差異顯著（P<0.05），同行不同大寫字母表示差異極顯著（P<0.01），下表同2.1.2 放牧強度對土壤容重的影響 小葉章草地土壤容重隨著植物生長，土壤容重降低，原因是植物的生長過程中根系對土壤結構會產(chǎn)生疏松作用，導致土壤容重降低（表2）。放牧對0～5 cm土層容重有影響，中度、重度放牧強度下對土壤容重的降低有減緩作用，放牧強度對5～10 cm土層容重影響作用微弱，放牧強度對2個土層的影響均差異不顯著（P>0.05），并且小葉章草甸表層土壤0～5和5～10 cm 土層間的容重雖有差異，但差異不顯著（P>0.05）。

2.1.3 放牧強度對土壤孔隙度的影響 土壤空隙度隨著土壤深度的增加而降低，并隨著植物的根系對土壤結構的改變而發(fā)生變化，土壤空隙度自然變化的規(guī)律為先增加后減少（表3）。隨著放牧強度的增加，放牧小區(qū)土壤孔隙度含量降低。9月放牧結束時，輕度、中度和重度個處理分別較對照下降4.83%，2.94%和10.8%，重度放牧強度下土壤0～5 cm孔隙度的變化與對照相比較，產(chǎn)生了顯著的差異（P<0.05），其他各月間的土壤空隙度的變化差異不顯著。5～10 cm土層各個月不同處理間土壤孔隙度的變化差異不顯著（P<0.05）。

2.2 放牧對土壤速效養(yǎng)分的影響

2.2.1 放牧對土壤速效氮含量的影響 土壤速效氮的主要形式是堿解氮和銨態(tài)氮，也是植物生長所需的直接氮源，試驗地區(qū)的土壤速效氮含量豐富，平均含量

達到200 mg/kg。小葉章草地土壤速效氮其自然條件下的變化規(guī)律為隨著土壤深度的增加，相同月土壤速效氮的含量呈降低趨勢。并且土壤速效氮的含量隨時間的推移也產(chǎn)生著變化，隨放牧期的延長和植物利用導致速效氮含量降低，這是與植物的生長吸收氮元素有關。試驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析表明，各放牧處理對土壤深層的速效氮含量影響微弱，各放牧處理與對照間沒有產(chǎn)生顯著的差異（P>0.05）。放牧對速效氮的影響是植物吸收和家畜排泄作用共同決定，所以這種影響在數(shù)據(jù)中沒體現(xiàn)出一定的規(guī)律性（表4）。

2.2.2 放牧對土壤速效磷含量的影響 土壤速效磷含量是指能夠為當季作物吸收的磷量，可以被植物直接利用，速效磷能通過水分的移動在土壤中迅速的轉移（表5）。0～20 cm土層中土壤速效磷的含量差異較小，無顯著差異（P>0.05）。各放牧處理下土壤表層0～10 cm速效磷的含量差異較?。唤?jīng)過放牧的處理的土壤10～20 cm層土壤速效磷含量均低于對照，但是，各放牧強度處理對土壤速效磷的含量影響不具一致性性，各放牧處理之間的土壤有效磷含量差異不顯著（P>0.05）。

2.2.3 放牧對土壤速效鉀含量的影響 小葉章草地土壤自然條件下土壤0～10 cm層速效鉀的含量隨時間的推移而大幅度增加（表6），土壤0～20 cm層速效鉀含量是隨時間推移而呈降低趨勢。放牧處理對土壤速效鉀含量產(chǎn)生一定影響，土壤速效鉀的含量隨放牧強度的增加而降低，重度放強度下速效鉀含量最少，輕度放牧、中度放牧、重度放牧較對照分別下降1.72%，3.8%和8.2%，各放牧處理間差異不顯著（P>0.05）。

3 討論與結論

（1）放牧使家畜的各種行為對土壤的結構產(chǎn)生影響，有研究報道放牧對土壤物理性狀的影響主要表現(xiàn)在0～10 cm土層，但是不同土壤類型在放牧后物理性狀變化不一致＼[9-13＼]。土壤有機質(zhì)貧瘠，沙礫多的土壤類型，放牧后土壤結構變得疏松，土壤容重降低，空隙度增加，含水量增大。在有機質(zhì)含量多且土壤本身水分含量較多的土壤類型上進行放牧，家畜的牧食活動對土壤是一種夯實作用，土壤容重增加，空隙度含量下降，土壤持水量降低，滲透率下降。土壤含水量跟降雨有重要的關系，降雨前土壤含水量隨放牧強度的增大而降低，降雨后隨放牧強度的增大含水量增加，原因是由于降雨前土壤被家畜踐踏擠壓作用使水分減少，降雨后孔隙度隨放牧強度的增大而降低，導致水分擴散能力減弱，從而導致了雨后的土壤含水量隨放牧強度的增加而減少。在小葉章草地上進行的放牧試驗，放牧對土壤容重的影響只存在0～5 cm土層，對其他土層范圍內(nèi)影響較小。小葉章草地的土壤的孔隙度受小葉章種群根系的影響很大，小葉章是根系橫走行植物，根系的擴散性導致了土壤孔隙含量大，但是家畜踐踏行為影響到了土壤孔隙度含量。放牧雖然影響到了土壤的含水量，但是這種影響不至于嚴重干擾到植物正常生長，只是反應出了放牧條件下小葉章草地土壤的水含量狀況。

（2）土壤的有效肥力是指在植物的生長發(fā)育過程中直接參與植物生長，并能被植物直接利用的土壤N、P、K成分。土壤的速效氮包括硝態(tài)氮和堿解氮等，這2種氮源受外界干擾很大，植被生長、降水、放牧都會影響到其在土壤中的含量變化。有研究表明重度放牧強度下可以提高土壤速效氮含量。在小葉章草地進行放牧研究發(fā)現(xiàn)，由于該地區(qū)速效氮含量豐富，放牧強度對速效氮含量的變化產(chǎn)生的影響較弱。土壤有效磷是指土壤中存在的磷能被作物吸收利用的程度，土壤中有效磷的含量高低，與降水有很大的關系，當田間持水量大時土壤中磷含量相對干旱時降低。放牧對土壤有效磷的影響在不同的土質(zhì)下不同，研究報道＼[14，15＼]，放牧強度增大土壤有效磷含量降低。在小葉章草地放牧研究發(fā)現(xiàn)，放牧對土壤表層0～10 cm的速效磷含量影響不大，但是影響到了土壤深層速效磷含量，產(chǎn)生這種結果的原因是由于土壤水分含量大，當表層的土壤速效磷含量降低時，位于下層土壤的速效磷可以迅速補充到土壤表層，保證了植物被采食后補償生長對速效磷的需要。植物對速效鉀的需求非常大，土壤速效鉀含量易受到溫度、水分、植物吸收的影響。放牧時家畜對土壤的踐踏作用，通過對土壤結構的影響改變了土壤對速效鉀的緩沖能力。另有研究報道＼[16＼]放牧對土壤速效鉀的影響很小，也有研究闡述放牧強度可以增加土壤速效氮含量。通過小葉章濕地放牧試驗，發(fā)現(xiàn)放牧強度對土壤速效鉀含量產(chǎn)生影響，中度放牧、輕度放牧和重度放牧下的土壤速效鉀含量均低于對照組，可見植物被家畜采食后的生長需要大量的鉀來完成自身的補償生長。

（3）放牧時機的選擇和放牧強度的確定選擇更應考慮到降水量的變化，在春季多雨情況下適當降低放牧強度，減少對土壤的夯實作用，春季少雨可以適當?shù)脑黾硬輬鲚d畜量。放牧強度對土壤0～5 cm土層的土壤容重，0～10 cm土層土壤孔隙度和土壤含水量有影響，放牧強度對土壤深層的物理性狀影響微弱；放牧強度對小葉章草地土壤速效氮、磷、鉀含量的影響程度微弱；當小葉章草地降水量大，土壤土質(zhì)柔軟，與草甸草產(chǎn)量相比土壤結構更易受到放牧的影響，小葉章草地的合理利用更應當考慮到土壤的變化。

參考文獻：

＼[1＼] 侯扶江，楊中藝.放牧對草地的作用＼[J＼].生態(tài)學報，2006，26（1）：244-265.

＼[2＼] 馬學慧，牛煥光.中國的沼澤＼[M＼].北京：科學出版社，1991：14-29.

＼[3＼] 趙魁義.中國沼澤志＼[M＼].北京：科學出版社，1999：20-47.

＼[4＼] 倪紅偉，谷會巖，何力，等.小葉章種群高度的季節(jié)動態(tài)＼[J＼].植物研究，1997，17（2）：119-223.

＼[5＼] 布東方，胡金明，周德民，等.不同水位梯度小葉章葉綠素含量試驗研究＼[J＼].濕地科學，2006，4（3）：227-232.

＼[6＼] 曲永利，苗樹君，時景璐，等.不同生長期小葉章營養(yǎng)含量變化規(guī)律的研究＼[J＼].黑龍江八一農(nóng)墾大學學報，2004，16（4）：61-64.

＼[7＼] 包洪福，李一葳.三江平原濕地的生態(tài)保護與修復＼[J＼].環(huán)境科學與管理，2010，35（5）：157-159.

＼[8＼] 石風善.三江平原草地類型及其利用途徑＼[J＼].草原與草坪，2004（3）：25-28.

＼[9＼] Pier P R.放牧對草地的影響及放牧過程＼[J＼].國外畜牧學—草原與牧草.1985（4）：16-19.

＼[10＼] Hou F J，Chang S H，Yu Y W，et al.A review on trampling by grazed livestock＼[J＼].Acta Ecologica Sinica，2004，24（4）：133-139.

＼[11＼] Manley J T，Schuman G E，Reeder J D，et al.Rangeland soil carbon and nitrogen responses to grazing＼[J＼].Journal of Soil and Water Conservation，1995，50（3）：294-298.

＼[12＼] 龍章富，劉世貴.退化草地土壤農(nóng)化性狀與微生物區(qū)系研究＼[J＼].土壤學報，1996，33（2）：192-200.

＼[13＼] 鄭 陽，徐 柱，錫林圖雅，等.放牧強度對土-草-畜系統(tǒng)的影響研究進展＼[J＼].草原與草坪，2009（5）：72-75.

＼[14＼] 武紅旗，范燕敏，孫宗玖.不同放牧制度對亞高山草甸土理化性質(zhì)的影響＼[J＼].草原與草坪，2010（4）：30-34.

＼[15＼] 王東波，陳麗.放牧對草地生態(tài)系統(tǒng)土壤理化性質(zhì)的影響＼[J＼].科技與經(jīng)濟，2006（10）：104-106.

＼[16＼] Manley J T，Schuman G E，Reeder J D，et al.Rangeland soil carbon and nitrogen responses to grazing＼[J＼].Journal of Soil and Water Conservation，1995，50（3）：294-298.