斷根施肥對吉林西部退化羊草草原改良效果的研究

才源吳海英曹揚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有限公司，吉林 長春 130117)

引言

吉林省西部地區是一個地域遼闊、自然資源豐富的農牧結合區，位于我國溫帶半濕潤與半干旱氣候區的過渡地帶，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，地表徑流大，白色堿斑隨處可見[2,3]。草地生態系統整體功能受到嚴重破壞，阻礙草地畜牧業生產的持續、穩定、協調發展[4,5]。

針對吉林西部地區草原的退化問題，本實驗組采取深松、斷根的方法，配合有機肥與無機肥混施的方法，在打破土壤板結，增加根系透氣的基礎上，使土壤肥力和有機質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草原土壤退化問題及草原改良提供科學依據 。

1 材料與方法

1.1 試驗區自然情況

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

1.2 試驗設計

在吉林省乾安縣渭字村附近選擇一塊退化羊草草地進行深松切根加施肥的一體化試驗。施肥采用有機和無機相結合的試驗方法，無機肥使用N-P-K含量為17%-17%-17%的復合肥，有機肥在當地有機肥生產企業購買，所購買的有機肥符合國家對有機肥生產標準的要求，其中有機質含量≥45%，N-P-K總含量不低于5%。

試驗為隨機區組試驗，設計不深松切根、不施肥的處理為對照，既CK，設計深松切根加無機肥加有機肥的處理(按照不同施肥量，分別用SRC1O1、SRC1O2、SRC1O3等表示，具體內容詳見表1)共有 16個處理，每個處理重復3次，共48個小區，每小區總面積為333m2(10m×33.3m)。

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

表1 試驗設計

續表 試驗設計

1.3 統計分析

采用Excel和SPSS數據處理系統進行單因素方差分析，對各處理的樣本進行了平均數和標準差的計算，并進行了顯著性分析。

2 結果與分析

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2+有機2)土壤容重下降得最多，比CK下降了7.4%。同時，每一個無機水平上的有機2處理土壤容重均最低，隨著有機質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，已經嚴重影響了植物在該地區的正常生長。全部15個處理的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2+有機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 土壤有機質變化情況

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

圖3 不同處理土壤有機質的變化情況

2.4 產草量變化情況

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

圖4 不同處理產草量的變化情況

2.5 產種量變化情況

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

圖5 不同處理產種量的變化情況

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

粗蛋白含量是評價牧草品質好壞的重要指標之一。從圖6中可以看出，15個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%，遠遠高于CK的8.3%，有9個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2+有機5)，達到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

粗纖維含量也是評價牧草品質好壞的重要指標之一。從圖7中可以看出，15個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1+有機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個處理的株高均高于CK，15個處理的整體株高的平均值為61.3cm，比對照高出了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，需要進一步研究。

3 結果與分析

3.1 土壤理化性質的變化

從數據上來看，土壤的有機質含量是隨著有機肥投入量的增加而增加的，pH值的變化雖然規律不太明顯，但是處理SRC1O5(即無機1+有機5)、處理SRC2O5(即無機2+有機5)、處理SRC3O5(即無機3+有機5)均在各自無機水平組中，呈現明顯的下降趨勢，雖然不同的無機組中pH的變化規律略有不同，但是當達到有機肥的最大施入量時，pH值均有明顯的下降。

3.2 羊草產量的變化

處理SRC2O2(即無機2+有機2)和處理SRC3O2(即無機3+有機2)羊草產量提高得最多，分別達到4.23t/hm2和4.27t/hm2，雖然處理SRC3O2提高的產量最高，但是處理SRC3O2和處理SRC2O2的產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肥施入量的增大，蛋白含量逐步提高，在無機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

綜合產量、羊草品質、投入成本等諸多因素，本試驗的最佳的處理是處理SRC2O2(即無機2+有機2)，產草量達到4.23t/hm2，粗蛋白含量為15.1%，粗纖維含量為31.3%，土壤有機質含量增加93.9%，土壤pH降低0.5。