張雷一，張 耀，張靜茹，向仰州，劉 方，姚 斌

(1.中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院荒漠化研究所，北京 100091； 2.貴州大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院，貴州 貴陽(yáng) 550025；3. 貴州省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院，貴州 貴陽(yáng) 550003)

石漠化旱地施用改良劑對(duì)黑麥草生長(zhǎng)的影響

張雷一1,2，張 耀2，張靜茹1,2，向仰州3，劉 方2，姚 斌1

(1.中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院荒漠化研究所，北京 100091； 2.貴州大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院，貴州 貴陽(yáng) 550025；3. 貴州省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院，貴州 貴陽(yáng) 550003)

為研究石漠化區(qū)旱地施用改良劑對(duì)多年生黑麥草(Loliumperenne)生長(zhǎng)、返青及增產(chǎn)效果的影響，進(jìn)行外源添加牛糞炭、蚯蚓糞、保水劑、長(zhǎng)效有機(jī)復(fù)合肥和秸稈粉等改良劑的盆栽試驗(yàn)。結(jié)果表明，出苗生長(zhǎng)期，與對(duì)照比較，施用蚯蚓糞處理的黑麥草出苗時(shí)間縮短50.00%，出苗率和分蘗數(shù)(60 d)分別提高了46.24%和46.34%，且都優(yōu)于其他改良劑處理。添加復(fù)合肥對(duì)黑麥草的株高和單株鮮重增加量最大。返青恢復(fù)生長(zhǎng)期，添加秸稈粉處理的返青時(shí)間、株高、鮮重和分蘗數(shù)等指標(biāo)表現(xiàn)最好。本研究得出，施用不同改良劑對(duì)黑麥草生長(zhǎng)適應(yīng)性的提高效果為蚯蚓糞>復(fù)合肥、牛糞炭、保水劑>CK>秸稈粉，返青恢復(fù)性為秸稈粉>復(fù)合肥、蚯蚓糞、保水劑>CK>牛糞炭。因此，施加改良劑可促進(jìn)多年生黑麥草生長(zhǎng)。

改良劑；多年生黑麥草；生長(zhǎng)狀況

貴州喀斯特地區(qū)由于地質(zhì)環(huán)境脆弱、敏感度高[1-2]，又面臨人口超載和經(jīng)濟(jì)社會(huì)落后的雙重壓力，致使生態(tài)環(huán)境嚴(yán)重退化，出現(xiàn)了大面積基巖裸露的石漠化問(wèn)題[3]，因而恢復(fù)石漠化生態(tài)環(huán)境，提高人們的生活水平成為當(dāng)前喀斯特石漠化區(qū)亟待解決的重要問(wèn)題[4]。研究證實(shí)，種植牧草是石漠化生態(tài)恢復(fù)的一種有效手段，其對(duì)植被恢復(fù)、生態(tài)環(huán)境綜合整治和改善民生等方面有顯著效果[5-6]。而石漠化地區(qū)兼具季節(jié)性干旱、降雨不均、土層淺薄貧瘠等特點(diǎn)，如何促進(jìn)牧草生長(zhǎng)和增加生物量一直是研究的重點(diǎn)。

近年來(lái)，有關(guān)土壤施加改良劑可促進(jìn)植物生長(zhǎng)的研究已經(jīng)引起廣泛的關(guān)注。研究表明，鹽堿土施加改良劑能夠不同程度地提高作物(牧草)的成活以及促進(jìn)植物生長(zhǎng)和對(duì)水分、養(yǎng)分的吸收[7-8]；紅壤旱地施加改良劑可改良土壤結(jié)構(gòu)，提高土壤有機(jī)質(zhì)含量，促進(jìn)芝麻(Sesamumindicum)生長(zhǎng)[9]，這都說(shuō)明改良劑能對(duì)土壤性能、作物出苗和生長(zhǎng)有一定的促進(jìn)作用[10]。也有研究表明，土壤改良劑可以吸附重金屬、改善土壤微生物和酶活性[11-12]。

當(dāng)前，新型土壤改良劑不斷出現(xiàn)，國(guó)內(nèi)外土壤改良劑在防止水土流失方面的應(yīng)用研究較多[13]，極端環(huán)境下土壤改良劑的施用對(duì)植物的生長(zhǎng)影響研究較少。同時(shí)，新型土壤改良劑不斷出現(xiàn)，其在大田中應(yīng)用時(shí)，對(duì)環(huán)境有無(wú)副作用同樣值得重視。在喀斯特石漠化地區(qū)如何充分利用環(huán)境廢渣、農(nóng)業(yè)廢棄物研制出成本更低、效果更好、更容易被農(nóng)民接受的土壤改良劑是生態(tài)恢復(fù)過(guò)程中亟待解決的關(guān)鍵問(wèn)題之一。本研究以農(nóng)村畜牧業(yè)和農(nóng)業(yè)的廢棄物加工處理制成改良劑，利用盆栽試驗(yàn)研究其對(duì)貴州石漠化旱地多年生黑麥草(Loliumperenne)生長(zhǎng)和返青的影響，進(jìn)而篩選出對(duì)牧草生長(zhǎng)有促進(jìn)作用的改良劑，以期為畜牧、農(nóng)業(yè)廢棄物作為改良劑在石漠化生態(tài)恢復(fù)中的應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

多年生黑麥草(L.perenneEminent)由新西蘭林肯大學(xué)Hong J.Di教授提供；牛糞炭：干牛糞使用馬弗爐(500 ℃)燒制；長(zhǎng)效有機(jī)復(fù)合肥購(gòu)于盛茂生物科技(中國(guó))有限公司；保水劑購(gòu)于珠海農(nóng)神生物科技有限公司；蚯蚓糞：利用貴陽(yáng)市三聯(lián)乳業(yè)黃家壩奶牛養(yǎng)殖場(chǎng)的新鮮牛糞經(jīng)過(guò)脫水，使含水量達(dá)30%～35%后，堆放在有蚯蚓生長(zhǎng)的基質(zhì)旁邊,蚯蚓不斷繁殖及生長(zhǎng)，養(yǎng)殖時(shí)間約60 d，然后取其基質(zhì)即可；秸稈粉：取貴陽(yáng)市周邊農(nóng)田玉米秸稈，實(shí)驗(yàn)室烘干，利用破碎機(jī)制備。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)置6個(gè)處理，即對(duì)照(未施改良劑)(CK)、牛糞炭(5%)(NF)、蚯蚓糞(5%)(QY)、保水劑(1/300)(BS)、秸稈粉(5%)(JG)、長(zhǎng)效有機(jī)復(fù)合肥(5%)(FH)，每個(gè)處理3次重復(fù)。將土壤改良劑在種植多年生黑麥草前一次性均勻施入土壤中。

1.3 試驗(yàn)方法

盆栽試驗(yàn)于2013年11月13日-2014年4月18日在貴州大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院環(huán)境工程實(shí)驗(yàn)室樓頂進(jìn)行。供試土壤采自關(guān)嶺縣花江鎮(zhèn)板貴鄉(xiāng)的旱地耕層土壤，該鄉(xiāng)屬于典型的喀斯特石漠化地區(qū)。土壤的主要理化性質(zhì)：pH值7.95，有機(jī)質(zhì)42.78 g·kg-1，水解氮120.48 mg·kg-1，有效磷1.31 mg·kg-1，速效鉀179.21 mg·kg-1，土壤經(jīng)風(fēng)干后，過(guò)5 mm篩裝于直徑為16 cm、高12 cm的塑料盆，每盆裝不同基質(zhì)1 000 g。每盆分兩個(gè)區(qū)域面積播種，50粒草種均勻播種一小區(qū)域，用于出苗期指標(biāo)測(cè)定；剩余區(qū)域統(tǒng)一播種0.30 g草種，用于后續(xù)生長(zhǎng)指標(biāo)測(cè)定，兩個(gè)區(qū)中間留1 cm空隙以便區(qū)分。播種完畢采用噴霧式澆水器澆水，維持基質(zhì)含水量為最大田間持水量的70%左右，其后視基質(zhì)干濕度澆水，滿足草種發(fā)芽、植株生長(zhǎng)需水。60 d內(nèi)定期觀察種苗生長(zhǎng)現(xiàn)象并作相關(guān)記錄。2014年1月13日-2014年2月16日經(jīng)歷越冬和極端干旱后，所有處理地上部分全都枯死。從2014年2月17日起對(duì)盆栽進(jìn)行定量澆水并管理，觀察其返青及60 d內(nèi)的生長(zhǎng)狀況。

1.4 測(cè)定指標(biāo)及數(shù)據(jù)處理

計(jì)算并記錄以下指標(biāo)，出苗率=第14天出苗種子數(shù)/供試種子數(shù)×100%；出苗時(shí)間；返青時(shí)間；播種后和返青期間第30、45、60天的株高(隨機(jī)測(cè)量5株植株的株高，求平均值)、分蘗數(shù)(每盆50株，求平均值)；播種和返青后第60天的地上單株生物量和根長(zhǎng)(隨機(jī)測(cè)量5株植株，求平均值)。數(shù)據(jù)分析采用DPS 7.05軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行Duncan新復(fù)極差法方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同基質(zhì)處理對(duì)多年生黑麥草出苗率的影響

6個(gè)處理下，多年生黑麥草的出苗率表現(xiàn)為蚯蚓糞>復(fù)合肥>牛糞炭>保水劑>CK>秸稈粉(圖1)。方差分析顯示，添加改良劑處理的出苗率與對(duì)照之間沒(méi)有顯著差異(P>0.05)。秸稈粉處理的出苗率均低于對(duì)照，而其他各處理的出苗率比對(duì)照有所增加。

圖1 不同處理對(duì)多年生黑麥草出苗的影響Fig.1 Effect of different soil improver treatments on seed germination of L. perenne

注：CK、NF、QY、BS、JG和FH分別為對(duì)照、牛糞炭、蚯蚓糞、保水劑、秸稈粉、復(fù)合肥。不同小寫(xiě)字母表示同一指標(biāo)不同處理間差異顯著(P<0.05)。圖2、6同。Note: CK, NF, QY, BS, JG and FH are control, cattle manure carbon, wormcast, water retaining agent, straw powder and long-term organic compound fertilizer, respectively. Different lower case and capital letters mean significant difference for the same parameter among different soil improver treatments at 0.05 levels, respectively. The same in Fig.2 and Fig.6.

2.2 不同基質(zhì)處理對(duì)多年生黑麥草出苗和返青時(shí)間的影響

多年生黑麥草種子于2013年11月13日播種，11月16日開(kāi)始出苗，到11月23日所有處理種子都已出苗，且生長(zhǎng)正常(圖2)。蚯蚓糞處理第3天開(kāi)始出苗，出苗時(shí)間最短,且與對(duì)照之間存在顯著差異(P<0.05)。復(fù)合肥和保水劑處理第4天開(kāi)始出苗，都與對(duì)照之間存在顯著差異(P<0.05)。牛糞炭處理第5天出苗, 對(duì)照(CK)第6天出苗，秸稈粉處理第7天才開(kāi)始出苗，出苗所需時(shí)間最長(zhǎng)?？梢?jiàn)，添加除秸稈粉外的其他基質(zhì)均能縮短出苗時(shí)間，利于種子的快速出苗，這對(duì)黑麥草的后續(xù)生長(zhǎng)有重要意義。各處理經(jīng)歷越冬和極端干旱，從2014年2月22日-3月3日陸續(xù)返青。牛糞炭處理的返青時(shí)間慢于對(duì)照，而其他處理都快于對(duì)照(圖2)。秸稈粉處理的返青速度最快，澆水后第5天開(kāi)始返青，且與對(duì)照之間存在顯著差異。保水劑、復(fù)合肥和蚯蚓糞及對(duì)照分別在第7天、第8天、第8天、第9天返青；返青最慢的為牛糞炭處理，長(zhǎng)達(dá)11 d。

2.3 不同基質(zhì)處理對(duì)多年生黑麥草不同時(shí)期平均株高的影響

在宏觀上，株高是反映植株生長(zhǎng)快慢和強(qiáng)弱的重要指標(biāo)。出苗期多年生黑麥草株高呈現(xiàn)整體逐漸增高趨勢(shì)，但在30-60 d變化不大(圖3)。30 d時(shí)各處理生長(zhǎng)狀況良好，復(fù)合肥、蚯蚓糞、保水劑、牛糞炭處理的株高分別為9.84、9.18、9.76、8.94 cm；對(duì)照和秸稈粉處理的生長(zhǎng)相對(duì)較慢，株高分別為8.20和7.92 cm。蚯蚓糞、牛糞炭和保水劑和復(fù)合肥處理的株高與對(duì)照差異顯著(P<0.05)；而秸稈粉處理與對(duì)照無(wú)顯著差異(P>0.05)。45 d時(shí)，蚯蚓糞、牛糞炭、保水劑和復(fù)合肥處理的株高與對(duì)照差異顯著，秸稈粉處理與對(duì)照沒(méi)有顯著差異。此階段蚯蚓糞、保水劑和牛糞炭處理的葉尖部分變黃。60 d的株高表現(xiàn)為復(fù)合肥>牛糞炭>保水劑>蚯蚓糞>秸稈粉>對(duì)照。這時(shí)各處理株高差異的顯著性情況與45 d相同，但大部分植株出現(xiàn)葉尖發(fā)黃現(xiàn)象。總體而言，在旱地上施用不同改良劑后多年生黑麥草的株高出現(xiàn)明顯的增加，其中以復(fù)合肥處理的生長(zhǎng)狀況最好。添加秸稈粉處理的株高最差。

多年生黑麥草各處理返青生長(zhǎng)期內(nèi)的株高呈均勻增高趨勢(shì)(圖4)。返青期30 d，黑麥草株高的變化規(guī)律為秸稈粉>復(fù)合肥>保水劑>蚯蚓糞>CK>牛糞炭，各處理生長(zhǎng)狀況良好，但植株細(xì)長(zhǎng)，不如出苗生長(zhǎng)期的植株粗壯；秸稈粉、牛糞炭、保水劑和復(fù)合肥處理的株高與對(duì)照之間存在顯著差異(P<0.05)。45 d時(shí)，黑麥草的整體長(zhǎng)勢(shì)良好，除秸稈粉處理，其他處理的植株都有少許葉尖發(fā)黃癥狀，表明此階段各處理開(kāi)始出現(xiàn)養(yǎng)分供應(yīng)不足現(xiàn)象。這一時(shí)期的秸稈粉、牛糞炭、保水劑和復(fù)合肥處理株高與對(duì)照差異顯著(P<0.05)，60 d時(shí)，蚯蚓糞處理株高高于保水劑處理，其他各處理株高排序與30 d一致；蚯蚓糞處理多年生黑麥草的株高在3個(gè)時(shí)段與對(duì)照均無(wú)顯著性差異(P>0.05)。所有處理開(kāi)始出現(xiàn)養(yǎng)分缺乏狀況，植株葉尖發(fā)黃。從上可知，整體上越冬抗旱過(guò)后添加不同改良劑對(duì)黑麥草的恢復(fù)生長(zhǎng)有促進(jìn)作用，但明顯不如出苗生長(zhǎng)期的促進(jìn)作用顯著。

圖2 不同土壤改良劑處理多年生黑麥草的出苗和返青時(shí)間Fig.2 Seedling emergence and turning green time of L. perenne under different soil improver treatments

圖3 不同土壤改良劑處理對(duì)多年生黑麥草出苗生長(zhǎng)期株高的影響Fig.3 Plant height of L. perenne in seedling emergence growth period with different soil improver treatments

圖4 不同土壤改良劑處理對(duì)多年生黑麥草返青生長(zhǎng)期株高的影響Fig.4 Plant height of L. perenne in turning green growth period with different soil improver treatments

2.4 不同基質(zhì)處理對(duì)多年生黑麥草不同時(shí)期分蘗數(shù)的影響

出苗后，外源添加的改良劑都能明顯地增加黑麥草的分蘗數(shù)，且呈增加趨勢(shì)(圖5)。60 d，不同處理分蘗數(shù)表現(xiàn)為蚯蚓糞>復(fù)合肥>牛糞炭>保水劑>CK>秸稈粉，其中蚯蚓糞處理分蘗效果最好，而秸稈粉效果最差，其分蘗數(shù)略少于對(duì)照組。返青后黑麥草的分蘗枝數(shù)整體上都多于出苗后；30-45 d分蘗枝數(shù)增加趨勢(shì)較明顯，但在45-60 d間增加趨勢(shì)不明顯，而且總體上添加改良劑處理的分蘗數(shù)較出苗后生長(zhǎng)期有很大的改變。返青后60 d黑麥草分蘗數(shù)表現(xiàn)為秸稈粉>復(fù)合肥>蚯蚓糞>保水劑>CK>牛糞炭，可以看出,在出苗后生長(zhǎng)期分蘗數(shù)最差的秸稈粉處理在返青后生長(zhǎng)期內(nèi)成為效果最好的處理，而牛糞炭處理分蘗數(shù)變?yōu)樽钌佟？傮w而言，外源添加改良劑整體上有助于黑麥草的快速分蘗。

圖5 不同處理不同時(shí)期多年生黑麥的分蘗數(shù)Fig.5 Tiller number of L. perenne in different periods with different soil improver treatments

2.5 不同基質(zhì)處理對(duì)多年生黑麥草不同時(shí)期生物量與根長(zhǎng)的影響

添加改良劑對(duì)多年生黑麥草根長(zhǎng)有一定的影響(圖6)。出苗后，保水劑處理根毛多且根系最長(zhǎng)，達(dá)11.44 cm，與對(duì)照差異顯著(P<0.05)。蚯蚓糞和復(fù)合肥處理根系較長(zhǎng)，兩者相差不大，且復(fù)合肥處理與對(duì)照差異顯著(P<0.05)；牛糞炭和對(duì)照的根長(zhǎng)較短；秸稈粉處理的根系最短，只有7.41 cm，而其余處理與對(duì)照都無(wú)顯著差異(P>0.05)。黑麥草返青后生長(zhǎng)期根長(zhǎng)整體上大于出苗生長(zhǎng)期，除秸稈粉處理外的其他處理增幅不是很大；秸稈粉處理的增幅達(dá)49.06%，根長(zhǎng)達(dá)14.55 cm。其他處理的根長(zhǎng)表現(xiàn)為復(fù)合肥>蚯蚓糞>保水劑>CK>牛糞炭，牛糞炭根長(zhǎng)最短，只有9.90 cm。該時(shí)期秸稈粉和復(fù)合肥處理的根長(zhǎng)與對(duì)照差異顯著(P<0.05)，而其他處理與對(duì)照差異不顯著(P>0.05)，說(shuō)明施加改良劑有利于根部生長(zhǎng)，且基質(zhì)的保水性對(duì)根長(zhǎng)有一定影響。

各處理出苗后生長(zhǎng)期的單株鮮重明顯大于返青后生長(zhǎng)期的單株鮮重(圖6)。出苗生長(zhǎng)期添加改良劑處理的單株鮮重都大于對(duì)照，表明添加改良劑有利于植株生物量的增加，能夠提高牧草產(chǎn)量。多年生黑麥草單株鮮重表現(xiàn)為復(fù)合肥>保水劑>牛糞炭>蚯蚓糞>秸稈粉>CK。牛糞炭、復(fù)合肥和保水劑處理鮮重與對(duì)照之間存在顯著差異(P<0.05)，而添加蚯蚓糞與對(duì)照之間存在顯著差異(P<0.05)，秸稈粉處理與對(duì)照之間無(wú)顯著差異(P>0.05)。返青后生長(zhǎng)期，牛糞炭處理植株長(zhǎng)勢(shì)不好，單株鮮重低于對(duì)照，其他處理的單株鮮重都大于對(duì)照，表明添加改良劑在返青時(shí)期對(duì)牧草的產(chǎn)量有一定的促進(jìn)作用。秸稈粉和復(fù)合肥處理的鮮重與對(duì)照差異顯著，其他處理與對(duì)照沒(méi)有顯著差異。添加改良劑與對(duì)照黑麥草單株鮮重表現(xiàn)為秸稈粉>復(fù)合肥>蚯蚓糞>保水劑>CK>牛糞炭。以上結(jié)果說(shuō)明，在不同時(shí)期添加改良基質(zhì)能夠明顯增加多年生黑麥草的產(chǎn)量。

3 討論與結(jié)論

在出苗生長(zhǎng)期施用改良劑，石漠化旱地上多年生黑麥草的出苗時(shí)間縮短、出苗率、株高、分蘗數(shù)、根長(zhǎng)及生物量明顯增加。特別是蚯蚓糞處理的多年生黑麥草出苗時(shí)間比對(duì)照平均縮短50.00%，出苗率和分蘗數(shù)(60d)分別比對(duì)照提高46.24%和46.34%。結(jié)果表明,蚯蚓糞能明顯縮短多年生黑麥草種子出苗時(shí)間，提高出苗率，促進(jìn)幼苗的初期生長(zhǎng)，這主要是因?yàn)轵掘炯S具有結(jié)構(gòu)性良好、持水量高和表面積大等特點(diǎn)，可提高土壤通透性、保溫性、保水性和保肥力，為草種的萌發(fā)提供了優(yōu)良的環(huán)境；且富含腐殖酸類物質(zhì)和促進(jìn)生根的赤霉素(GA)、生長(zhǎng)激素(IAA) 等多種植物激素和活性酶[14-16]，對(duì)植物萌發(fā)和生長(zhǎng)有促進(jìn)作用。趙洪濤等[17]在高羊茅(Festucaelata)上也得到了類似的研究結(jié)果。而施用長(zhǎng)效有機(jī)復(fù)合肥處理的株高和生物量除返青后的生物量外都與對(duì)照之間存在顯著差異(P<0.05)，且對(duì)株高和產(chǎn)量增加效果最明顯，這與劉方等[18]與方華舟[19]的研究結(jié)果相似。而出苗后生長(zhǎng)期后期各項(xiàng)指標(biāo)的變化不大以及植株葉尖發(fā)黃，可能是由于添加的基質(zhì)在生長(zhǎng)初期提供了充足的養(yǎng)分和水分，使植株前期長(zhǎng)勢(shì)較快；而隨著養(yǎng)分和水分的逐漸消耗，植株的后期生長(zhǎng)受到一定的限制[20]?？傊诔雒绾笊L(zhǎng)期內(nèi)施用蚯蚓糞和有機(jī)復(fù)合肥能促進(jìn)和提高多年生黑麥草的生長(zhǎng)與產(chǎn)量，有利于生態(tài)的快速恢復(fù)。

圖6 不同處理不同時(shí)期多年生黑麥草的單株鮮重和根長(zhǎng)Fig.6 Plant fresh weight and root length of L. perenne in different periods with different soil improver treatments

除牛糞炭的處理，其他改良劑處理返青生長(zhǎng)期的各項(xiàng)指標(biāo)都呈現(xiàn)明顯的增加趨勢(shì)，且都高于對(duì)照。而在出苗生長(zhǎng)期，牛糞炭處理的各項(xiàng)指標(biāo)都優(yōu)于對(duì)照。這可能是由于前期施加牛糞炭使土壤有效養(yǎng)分和微生物活動(dòng)增加，利于植株生長(zhǎng)，而后期其使土壤有機(jī)質(zhì)生物活性下降，最終導(dǎo)致養(yǎng)分供應(yīng)不足[21-22]，特別是本底土壤有效磷含量(1.31 mg·kg-1)不高，阻礙植株生長(zhǎng)。也可能是由于旱地土壤本身偏堿性，再添加呈堿性的牛糞炭[23]，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的土壤理化反應(yīng)和淋溶等作用，后期土壤堿性增強(qiáng)，不利于多年生黑麥草的生長(zhǎng)。由于生物質(zhì)炭的施用和用量對(duì)土壤理化性質(zhì)變化、有機(jī)質(zhì)和養(yǎng)分積累以及不同土壤類型和作物種類的最佳施炭量范圍與生態(tài)環(huán)境的效應(yīng)尚不明晰[24-25]，相關(guān)機(jī)理還需進(jìn)一步研究。

出苗生長(zhǎng)期秸稈粉處理的除單株鮮重外的各項(xiàng)指標(biāo)均低于對(duì)照且是最低的，但在返青生長(zhǎng)期其各項(xiàng)指標(biāo)均為最高，可能的原因是秸稈粉導(dǎo)致土壤疏松多孔，水分下滲快，保水保肥效果較差[26]，不利于牧草種子的快速萌發(fā)。另一方面，其直接施入到土壤后要先經(jīng)歷腐解和熟化過(guò)程，而該過(guò)程需要消耗部分養(yǎng)分并釋放熱量，且有微生物與作物爭(zhēng)奪氮素的現(xiàn)象，導(dǎo)致碳氮比過(guò)大、養(yǎng)分供應(yīng)不足、持水性較弱[27]，因而影響多年生黑麥草的生長(zhǎng)，但可以與秸稈粉配合氮肥施用，使作物生長(zhǎng)期正常生長(zhǎng)[12]。而在后期，秸稈粉經(jīng)過(guò)一個(gè)生長(zhǎng)和干旱越冬期后已被充分腐解，轉(zhuǎn)化為有機(jī)質(zhì)、有效磷、速效氮等養(yǎng)分，還可以產(chǎn)生水分，補(bǔ)給土壤水分，使土壤的透氣性、保溫性和持水性提高，起到保墑和增墑作用[28]，為多年生黑麥草的快速返青和生長(zhǎng)提供了最佳條件。而其他處理由于經(jīng)過(guò)一個(gè)相對(duì)快速的出苗生長(zhǎng)期，土壤養(yǎng)分(特別是有效磷的含量)和持水性等都不同程度下降，導(dǎo)致返青期各指標(biāo)較秸稈粉處理差。另一方面，本底土壤的有效磷含量不高，可能也是限制各處理長(zhǎng)勢(shì)不同的原因，但是否是主要限制因子，限制程度有多大以及不同改良劑對(duì)有效磷的補(bǔ)充和作用機(jī)制還需進(jìn)一步研究。

出苗后生長(zhǎng)期，石漠化旱地施用長(zhǎng)效有機(jī)復(fù)合肥對(duì)植株生物量增加效果最為顯著，且與對(duì)照之間存在顯著差異(P<0.05)，與湘南紅壤旱地施加復(fù)合肥可增加種植牧草產(chǎn)量的結(jié)果相似[29]，與范海榮等[30]分析城市垃圾對(duì)多年生黑麥草影響的結(jié)果也一致。而黑麥草生物量的增加一方面是由于改良劑的施入直接提高了土壤的養(yǎng)分，另一方面，土壤理化性狀的改善對(duì)其生長(zhǎng)在一定程度上也是有利的[31]。添加保水劑對(duì)黑麥草出苗后的根長(zhǎng)增加量最大，有利于牧草的根系生長(zhǎng)，這是因?yàn)楸Ｋ畡┛蔀楦康陌l(fā)育提供持續(xù)穩(wěn)定的水分，促進(jìn)根部對(duì)水分和養(yǎng)分的充分利用[32-33]。施用秸稈粉對(duì)加快和提高植株抗旱后的返青恢復(fù)速率和生物量最為顯著，與對(duì)照存在顯著差異。施用不同改良劑對(duì)多年生黑麥草生長(zhǎng)適應(yīng)性的提高效果為蚯蚓糞>復(fù)合肥、牛糞炭、保水劑>CK>秸稈粉，返青恢復(fù)性為秸稈粉>復(fù)合肥、蚯蚓糞、保水劑>CK>牛糞炭，所以合理的施用蚯蚓糞、長(zhǎng)效有機(jī)復(fù)合肥和秸稈粉能顯著持續(xù)提高黑麥草產(chǎn)量和質(zhì)量，加快多年生黑麥草的返青恢復(fù)和生長(zhǎng)速率，有利于環(huán)境的快速修復(fù)和牧草的供給。

蚯蚓糞可用牛糞養(yǎng)殖，長(zhǎng)效有機(jī)復(fù)合肥可用豬糞、牛糞、雞糞等堆制，秸稈粉可利用本地主要的農(nóng)作物玉米的秸稈制備，原材料易取得。將其轉(zhuǎn)化為肥料，不僅有利于牧草的生長(zhǎng)，而且減少了農(nóng)業(yè)畜牧業(yè)的廢棄物排放，直接改善了農(nóng)村環(huán)境面貌。牧草種植過(guò)程中，以上3種基質(zhì)在不同時(shí)期合理利用，不僅能加快牧草的生長(zhǎng)，快速覆蓋石漠化裸地，加快生態(tài)修復(fù)進(jìn)程，而且有利于牧草生物量的增加，為畜牧業(yè)提供充足持續(xù)的飼料，達(dá)到了增產(chǎn)效果，有利于提高人民的收入和生活水平。

由于條件所限，此次試驗(yàn)只進(jìn)行了6種不同處理方式的對(duì)比，且改良劑的添加劑量一定，試驗(yàn)周期有限，加上盆栽試驗(yàn)所得數(shù)據(jù)的局限性，無(wú)法確定使用改良劑量的最佳施用范圍以及不同改良劑之間的最優(yōu)混合配施組合和用量。此外，其改良石漠化區(qū)旱地土壤的有效期以及長(zhǎng)期使用對(duì)土壤理化性質(zhì)、微生物及酶活性等方面的影響有待于進(jìn)一步研究與驗(yàn)證。

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(責(zé)任編輯 武艷培)

Influence of applying improvers on growth of perennial ryegrass in rocky desertification land

ZHANG Lei-yi1,2, ZHANG Yao2, ZHANG Jing-ru1,2, XIANG Yang-zhou3, LIU Fang2, YAO Bin1

(1.Institute of Desertification Studies, Chinese Academy of Forestry, Beijing 100091, China; 2.College of Resource and Environment Engineering, Guizhou University, Guiyang 550025, China; 3.Guizhou Forestry Survey and Planning Institute, Guiyang 550003, China)

In order to explore the influence of soil improvers on the growth, turning green and yield of perennial ryegrass in rocky desertification land, the pot experiment was conducted with exogenous cattle manure carbon, wormcast, water retaining agent, longterm organic compound fertilizer, straw powder， and so on. With application of wormcast, seedling emergence time reduced by 50.00%, seedling emergence rate and tiller number(60 d) increased by 46.24% and 46.34%, respectively, compared with the treatments without using soil improvers. This treatment was better than the treatments with other soil improvers applications. The increase of plant height and fresh weight of perennial ryegrass were the highest with the application of compound fertilizer. The turning green recovery time, plant height, fresh weight and tiller number of the treatment with straw power were the best during the turning green recovery period. In conclusion, the improving effects of different improvers on ryegrass growth decreased in the following order: wormcast>compound fertilizer, cow dung carbon, water retaining agent>CK>straw power. The improving effects of different improvers on turning green recovery decreased in the following order: straw powder>compound fertilizer, wormcast, water-retaining agent>CK>cow dung carbon. These results suggested that the optimum soil improvers can promote the growth of perennial ryegrass.

improver；perennial ryegrass；growth

YAO Bin E-mail:acmn21@caf.ac.cn

10.11829j.issn.1001-0629.2014-0296

2014-06-20 接受日期：2014-10-27

國(guó)家林業(yè)局“948”項(xiàng)目(2013-4-80)；國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(31460133)；林業(yè)公益性行業(yè)科研專項(xiàng)(201104077)

張雷一(1988-)，男，吉林蛟河人，在讀碩士生，主要從事林草復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)研究。E-mail：zhang_leiyi@126.com

姚斌(1973-)，男，貴州貴陽(yáng)人，副研究員，博士，主要從事生態(tài)恢復(fù)及荒漠化防治研究。E-mail：acmn21@caf.ac.cn

S156.92;S543+.6

A

1001-0629(2015)03-0450-08

張雷一,張耀,張靜茹,向仰州,劉方,姚斌.石漠化旱地施用改良劑對(duì)黑麥草生長(zhǎng)的影響[J].草業(yè)科學(xué),2015,32(3):450-457.

ZHANG Lei-yi,ZHANG Yao,ZHANG Jing-ru,XIANG Yang-zhou,LIU Fang,YAO Bin.Influence of applying improvers on growth of perennial ryegrass in rocky desertification land[J].Pratacultural Science，2015,32(3)：450-457.