才源吳海英曹揚(yáng)于新海張春艷成文革李子勇

(1.吉林省生物研究所，吉林 長春 130112；2.吉林省吉測檢測技術(shù)有限公司，吉林 長春 130117)

引言

吉林省西部地區(qū)是一個(gè)地域遼闊、自然資源豐富的農(nóng)牧結(jié)合區(qū)，位于我國溫帶半濕潤與半干旱氣候區(qū)的過渡地帶，地處溫帶半干旱沙地的東部邊緣。從1985年開始，吉林省西部地區(qū)草地面積以每年2.8%的速度退化，退化面積為109.17萬hm2[1]，占西部草地面積的80%，草地覆蓋度只有10%～50%，植物低矮，土壤板結(jié)，地表徑流大，白色堿斑隨處可見[2,3]。草地生態(tài)系統(tǒng)整體功能受到嚴(yán)重破壞，阻礙草地畜牧業(yè)生產(chǎn)的持續(xù)、穩(wěn)定、協(xié)調(diào)發(fā)展[4,5]。

針對(duì)吉林西部地區(qū)草原的退化問題，本實(shí)驗(yàn)組采取深松、斷根的方法，配合有機(jī)肥與無機(jī)肥混施的方法，在打破土壤板結(jié)，增加根系透氣的基礎(chǔ)上，使土壤肥力和有機(jī)質(zhì)含量都得到顯著的提高[6-9]，本研究可為解決吉林西部地區(qū)草原土壤退化問題及草原改良提供科學(xué)依據(jù) 。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)自然情況

試驗(yàn)地點(diǎn)在乾安縣渭字村，地處E124°02′，N45°01′，屬于溫帶大陸性季風(fēng)氣候，年平均氣溫4.6℃，日照時(shí)間2866.6h，無霜期平均145d，年平均降水量420.6mm。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在吉林省乾安縣渭字村附近選擇一塊退化羊草草地進(jìn)行深松切根加施肥的一體化試驗(yàn)。施肥采用有機(jī)和無機(jī)相結(jié)合的試驗(yàn)方法，無機(jī)肥使用N-P-K含量為17%-17%-17%的復(fù)合肥，有機(jī)肥在當(dāng)?shù)赜袡C(jī)肥生產(chǎn)企業(yè)購買，所購買的有機(jī)肥符合國家對(duì)有機(jī)肥生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)的要求，其中有機(jī)質(zhì)含量≥45%，N-P-K總含量不低于5%。

試驗(yàn)為隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)，設(shè)計(jì)不深松切根、不施肥的處理為對(duì)照，既CK，設(shè)計(jì)深松切根加無機(jī)肥加有機(jī)肥的處理(按照不同施肥量，分別用SRC1O1、SRC1O2、SRC1O3等表示，具體內(nèi)容詳見表1)共有 16個(gè)處理，每個(gè)處理重復(fù)3次，共48個(gè)小區(qū)，每小區(qū)總面積為333m2(10m×33.3m)。

深松采用9ST-460型草地振動(dòng)式間隔松土機(jī)，作業(yè)深度15cm，切根間距40cm；肥料通過施肥器，在深松的同時(shí)施入肥料。

表1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

續(xù)表 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.3 統(tǒng)計(jì)分析

采用Excel和SPSS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行單因素方差分析，對(duì)各處理的樣本進(jìn)行了平均數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)差的計(jì)算，并進(jìn)行了顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤容重變化情況

圖1 不同處理土壤容重的變化情況

從圖1中可以看出，不同處理土壤的容重均有所下降，平均比CK下降了5.2%，其中處理SRC2O2(即無機(jī)2+有機(jī)2)土壤容重下降得最多，比CK下降了7.4%。同時(shí)，每一個(gè)無機(jī)水平上的有機(jī)2處理土壤容重均最低，隨著有機(jī)質(zhì)施入量的增加土壤容重逐漸升高。

2.2 土壤pH值變化情況

從圖2中可以看出，該退化草原的土壤pH值很高，平均值為9.1，已經(jīng)嚴(yán)重影響了植物在該地區(qū)的正常生長。全部15個(gè)處理的pH值均降到9以下，pH值平均降低了0.6，其中處理SRC2O5(即無機(jī)2+有機(jī)5)的pH值下降得最多，下降了1.14。

圖2 不同處理土壤pH值的變化情況

2.3 土壤有機(jī)質(zhì)變化情況

如圖3所示，在增施有機(jī)肥的情況下，所有處理的有機(jī)質(zhì)含量都有所增加，最低的處理增加12.2%，平均增加75.4%,處理SRC2O5(即無機(jī)2+有機(jī)5)和處理SRC3O5(即無機(jī)3+有機(jī)5)增加得最多，為116.6%和119.5%。有機(jī)質(zhì)的增加基本上與有機(jī)質(zhì)的投入量成正比，但是在無機(jī)3水平上，略有不同，處理SRC3O3(即無機(jī)3+有機(jī)3)和處理SRC3O4(即無機(jī)3+有機(jī)4)略低于處理SRC3O2(即無機(jī)3+有機(jī)2)，但整體上有機(jī)肥的投入量與有機(jī)質(zhì)的增加成正相關(guān)。

圖3 不同處理土壤有機(jī)質(zhì)的變化情況

2.4 產(chǎn)草量變化情況

如圖4所示，施用肥料后各個(gè)處理的產(chǎn)草量都有顯著提高，產(chǎn)草量最低的處理比對(duì)照提高了10.8%，處理SRC2O2(即無機(jī)2+有機(jī)2)和處理SRC3O2(即無機(jī)3+有機(jī)2)產(chǎn)量提高得最多，分別提高了166.9%和169.9%。從圖中可以看出每個(gè)無機(jī)水平上，隨著有機(jī)肥施入的增加，產(chǎn)量呈先增高后降低的變化趨勢，這說明提高羊草產(chǎn)量，雖然施肥是有效的方法之一，但并不是施肥量越大產(chǎn)量就越高，在單位施入最佳的肥量才能得到最佳的產(chǎn)量。

圖4 不同處理產(chǎn)草量的變化情況

2.5 產(chǎn)種量變化情況

從圖5中可以看出，除處理SRC3O2、SRC1O5、SRC2O5、SRC3O1的產(chǎn)種量略低于對(duì)照外，其余11個(gè)處理的產(chǎn)種量均有所提高，平均比CK提高110.0%，其中處理SRC2O3(即無機(jī)2+有機(jī)3)的產(chǎn)種量最高，為29.2kg/hm2，比CK提高141.0%，在3個(gè)無機(jī)水平上，產(chǎn)種量隨著有機(jī)肥施入量的增加，先升高，后降低。雖然施入肥料產(chǎn)種量有所提高，但是整體產(chǎn)種量依然較低。

圖5 不同處理產(chǎn)種量的變化情況

2.6 羊草粗蛋白含量變化情況

圖6 不同處理羊草粗蛋白含量的變化情況

粗蛋白含量是評(píng)價(jià)牧草品質(zhì)好壞的重要指標(biāo)之一。從圖6中可以看出，15個(gè)處理的粗蛋白含量均有顯著的提高，粗蛋白的平均含量為14.8%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于CK的8.3%，有9個(gè)處理的粗蛋白含量超過15.0%，其中粗蛋白含量最高的是處理SRC2O5(即無機(jī)2+有機(jī)5)，達(dá)到16.0%。

2.7 羊草粗纖維含量變化情況

圖7 不同處理羊草粗纖維含量的變化情況

粗纖維含量也是評(píng)價(jià)牧草品質(zhì)好壞的重要指標(biāo)之一。從圖7中可以看出，15個(gè)處理羊草中粗纖維的含量均有所下降，粗纖維的平均含量為31.4%，比CK的粗纖維含量低1.7%左右。其中處理SRC1O2(即無機(jī)1+有機(jī)2)的粗纖維含量最低，為29.9%。

2.8 羊草株高變化情況

從圖8中可以看出，15個(gè)處理的株高均高于CK，15個(gè)處理的整體株高的平均值為61.3cm，比對(duì)照高出了11.4cm。

圖8 不同處理羊草株高的變化情況

2.9 羊草穗高變化情況

圖9 不同處理羊草穗高的變化情況

從圖9可以看出，各處理的穗高變化不是很明顯，有的處理比CK略有提高，有的比CK略有下降，15個(gè)處理的平均穗高和CK基本持平，無顯著性差異，升高和降低也呈無序性，需要進(jìn)一步研究。

3 結(jié)果與分析

3.1 土壤理化性質(zhì)的變化

從數(shù)據(jù)上來看，土壤的有機(jī)質(zhì)含量是隨著有機(jī)肥投入量的增加而增加的，pH值的變化雖然規(guī)律不太明顯，但是處理SRC1O5(即無機(jī)1+有機(jī)5)、處理SRC2O5(即無機(jī)2+有機(jī)5)、處理SRC3O5(即無機(jī)3+有機(jī)5)均在各自無機(jī)水平組中，呈現(xiàn)明顯的下降趨勢，雖然不同的無機(jī)組中pH的變化規(guī)律略有不同，但是當(dāng)達(dá)到有機(jī)肥的最大施入量時(shí)，pH值均有明顯的下降。

3.2 羊草產(chǎn)量的變化

處理SRC2O2(即無機(jī)2+有機(jī)2)和處理SRC3O2(即無機(jī)3+有機(jī)2)羊草產(chǎn)量提高得最多，分別達(dá)到4.23t/hm2和4.27t/hm2，雖然處理SRC3O2提高的產(chǎn)量最高，但是處理SRC3O2和處理SRC2O2的產(chǎn)量不存在顯著性差異。

3.3 羊草粗蛋白與粗纖維含量的變化

所有處理中，羊草的蛋白含量都有顯著的提高，整體趨勢是隨著有機(jī)肥施入量的增大，蛋白含量逐步提高，在無機(jī)水平上也基本保持這一原則，但是相互之間差異不夠顯著，粗纖維含量都有明顯的降低。

4 總結(jié)

綜合產(chǎn)量、羊草品質(zhì)、投入成本等諸多因素，本試驗(yàn)的最佳的處理是處理SRC2O2(即無機(jī)2+有機(jī)2)，產(chǎn)草量達(dá)到4.23t/hm2，粗蛋白含量為15.1%，粗纖維含量為31.3%，土壤有機(jī)質(zhì)含量增加93.9%，土壤pH降低0.5。