王一帆，阿拉塔，倉(cāng)木拉，福 英，烏 恩*

(1.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)生態(tài)環(huán)境學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特市 010019；2.內(nèi)蒙古自治區(qū)農(nóng)牧業(yè)科學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特市 010031；3.西藏職業(yè)技術(shù)學(xué)院畜牧獸醫(yī)系 850030)

重度鹽堿化草地土壤改良對(duì)牧草出苗率的影響

王一帆1，阿拉塔2，倉(cāng)木拉3，福 英1，烏 恩1*

(1.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)生態(tài)環(huán)境學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特市 010019；2.內(nèi)蒙古自治區(qū)農(nóng)牧業(yè)科學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特市 010031；3.西藏職業(yè)技術(shù)學(xué)院畜牧獸醫(yī)系 850030)

近年來(lái)的氣候干旱和過(guò)度利用導(dǎo)致了內(nèi)蒙古草原鹽堿化加劇，給草原牧區(qū)帶來(lái)了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)和生態(tài)問(wèn)題，鹽堿化草地的植被修復(fù)已成為內(nèi)蒙古草原區(qū)生態(tài)治理的重點(diǎn)和難點(diǎn)。本研究對(duì)錫林郭勒盟太仆寺旗貢寶拉格花淖爾重度鹽堿化草地進(jìn)行了土壤改良與牧草播種相結(jié)合的植被修復(fù)試驗(yàn)。結(jié)果表明：(1)在7種土壤改良措施中，DS改良劑3、脫硫石膏和有機(jī)肥處理的牧草出苗率較好；(2)4種牧草中，紫花苜蓿的出苗率最高；(3)從出苗率結(jié)果看，紫花苜蓿和脫硫石膏組合為最好的植被修復(fù)措施。

鹽堿化草地；土壤改良；牧草；出苗率

1 引言

草原鹽堿化是草原土壤的鹽(堿)含量增加到足以阻礙牧草生長(zhǎng)，鹽(堿)斑面積擴(kuò)大的草原退化過(guò)程。目前，內(nèi)蒙古已有5%以上的草原鹽堿化，并且每年以20萬(wàn)hm2的速度擴(kuò)展。草原鹽堿化的影響程度和持續(xù)時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)其他類型的退化，鹽堿草地的修復(fù)不同于退化沙化草地的修復(fù)，不能通過(guò)圍封、補(bǔ)播等簡(jiǎn)單的措施修復(fù)其植被，而必須通過(guò)土壤改良和植被修復(fù)相結(jié)合的措施才有可能實(shí)現(xiàn)。

隨著草地鹽堿化、草原植被退化現(xiàn)象的日益嚴(yán)重,人們?cè)絹?lái)越注意二者之間的關(guān)系。范亞文等認(rèn)為草原鹽堿化和植被退化往往相伴而生,草原鹽堿化的程度越嚴(yán)重的地區(qū),植被退化程度也就越嚴(yán)重〔1〕。草地退化嚴(yán)重，生草土層板結(jié)，旱化、鹽堿化程度加重，植被稀疏、低矮、多樣性下降〔2〕。由于草群的物種多樣性指數(shù)、植物高度、蓋度、產(chǎn)草量下降，造成土壤地表裸露，土壤水分蒸發(fā)增加，鹽堿隨地下水的蒸發(fā)積聚地表，形成土壤鹽漬化，成為不毛之地。土壤失去植物的固定，造成土壤風(fēng)失，飛揚(yáng)的鹽堿土又覆蓋了附近的正常草原，從而引起更大規(guī)模的草原鹽堿化。因此草原鹽堿化給草原畜牧業(yè)帶來(lái)了很大的危害。

我國(guó)鹽堿草地改良措施一般分為幾大類，物理措施、化學(xué)措施、工程措施以及生物生態(tài)措施。主要利用圍欄封育、松土、鋪沙、灌溉、施枯草、施石膏、施肥、補(bǔ)播、刈割等改良措施來(lái)改良鹽堿化草地。近年來(lái)由于國(guó)家大力推行“退耕還草”、“圍欄封育”與“禁牧舍飼”等草地保護(hù)與限制利用措施，很大程度的限制了草原地區(qū)的家畜放牧，大面積草原的退化現(xiàn)象有所遏制〔3〕。張文海、曲魯平等〔3，4〕認(rèn)為物理改良措施中的“沙壓堿”的方法對(duì)鹽堿化草地的物理結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)有明顯改變，沙土和堿土混合后可以使土壤含水率增加，pH值和電導(dǎo)率下降，營(yíng)造出植物生長(zhǎng)的良好環(huán)境。但物理改良措施短期內(nèi)見(jiàn)效慢，不單獨(dú)使用，一般作為其他改良方法的前期處理措施。另外，Novikova認(rèn)為通過(guò)大量牧草的生物量積累,可以帶走土壤表層大量的鹽分〔5〕。因此種植牧草可以降低土壤鹽分,改良土壤結(jié)構(gòu),提高草原土壤中有機(jī)質(zhì)和全氮的含量,改善鹽堿化草地的理化性質(zhì)〔6〕。這種改良方式不需要灌溉水，是水資源匱乏的草原地區(qū)首選的植被修復(fù)措施。在實(shí)際改良中，有用單一措施進(jìn)行改良的，有同時(shí)用幾種措施改良的。但單一的改良措施改良效果往往不明顯或效果緩慢，因此近年來(lái)，在治理和改良鹽堿化草地的過(guò)程中多采用復(fù)雜、綜合的措施用于實(shí)踐。結(jié)合物理、化學(xué)改良措施、生物改良的措施等,共同改善土壤物理性狀及增加土壤營(yíng)養(yǎng),提高鹽堿化草地改良效果〔7〕。近年來(lái)的氣候干旱和過(guò)度利用導(dǎo)致內(nèi)蒙古大面積草原鹽堿化，給草原區(qū)帶來(lái)了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)和生態(tài)問(wèn)題。僅錫林郭勒盟太仆寺旗貢寶力格蘇木重度鹽堿化草地近0.2萬(wàn)hm2，不僅沒(méi)有利用價(jià)值，鹽堿飛揚(yáng)覆蓋臨近草地使其鹽堿化，需要盡快治理。為此，本研究在太仆寺旗貢寶拉格蘇木花淖爾重度鹽堿化草地進(jìn)行土壤改良與牧草播種相結(jié)合的植被修復(fù)試驗(yàn)，探索適用于該鹽堿草地的植被修復(fù)措施。

2 材料與方法

2.1試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)在內(nèi)蒙古錫林郭勒盟太仆寺旗貢寶拉格蘇木花淖爾重度鹽堿化草地進(jìn)行。該地區(qū)地處陰山北麓，渾善達(dá)克沙地南緣，東經(jīng)119°14′-125°57′，北緯43°50′-45°50′，海拔1300-1800m，地貌形態(tài)以低山、平原、漫崗為主。氣候?qū)俸疁貛Т箨懶詺夂?，年平均氣溫?2.4℃，年降水量為300-450mm，無(wú)霜期為113d。

試驗(yàn)草地大面積裸露，局部只有零散生長(zhǎng)的星星草、白刺和賴草。土壤為鹽化堿土或堿土。

2.2試驗(yàn)材料

土壤改良材料：有機(jī)肥為當(dāng)?shù)剞r(nóng)家肥、脫硫石膏和改良劑DS(鹽堿地專用改良劑是日本秋田縣立大學(xué)教授日高伸博士于1996年研制開(kāi)發(fā)的一種化學(xué)改良材料，具有降低鹽堿地土壤酸堿度，改善根系生長(zhǎng)環(huán)境，平衡土壤養(yǎng)分等效果)。

植物材料：中苜1號(hào)紫花苜蓿(MedicagosativaL.)、堿茅(Puccinelliadistans)、老芒麥(ElymussibiricusLinn)和苦豆子(SophoraalopecuroidesL.)種子。

2.3試驗(yàn)的設(shè)計(jì)與實(shí)施

(1)設(shè)計(jì)：對(duì)土壤作7種處理，即施用有機(jī)肥、石膏、改良劑DS、有機(jī)肥+石膏、改良劑DS+石膏、堆高床和對(duì)照(土壤不處理)。每個(gè)土壤處理與4種耐鹽堿牧草，即紫花苜蓿、堿茅、老芒麥、苦豆子均衡搭配，構(gòu)成28個(gè)處理組合，每個(gè)處理組合播種3個(gè)小區(qū)(重復(fù)3次)，每小區(qū)2m×4m=8m2，采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)。

(2)實(shí)施：2011年7月14日劃分試驗(yàn)小區(qū)，進(jìn)行土壤處理，具體做法是：有機(jī)肥處理每小區(qū)表施農(nóng)家肥45kg，石膏處理每小區(qū)表施石膏15kg，改良劑DS處理每小區(qū)表施DS1.8kg，有機(jī)肥+石膏處理每小區(qū)表施農(nóng)家肥45kg、石膏15kg，改良劑DS+石膏處理每小區(qū)表施DS1.8kg、石膏15kg。然后將改良材料與0-20cm土層均勻混合。高床處理為堆出高約20cm的壟，其上播種牧草，對(duì)照為不作任何處理。15日播種牧草，每種牧草播4行，行距30cm，每小區(qū)播量：紫花苜蓿15g，堿茅25g，老芒麥25g，苦豆子20g，播深：紫花苜蓿為2cm，堿茅為1cm，老芒麥為3cm，苦豆子為2cm，覆土輕輕鎮(zhèn)壓。

(3)田間管理：在種植后第二年所有試驗(yàn)小區(qū)清除雜草1次。

(4)出苗率統(tǒng)計(jì)：2013年10月8日統(tǒng)計(jì)出苗率。按照每種牧草每行播種量和千粒重?cái)?shù)據(jù)計(jì)算每行播種粒數(shù)，再折算出每1m行長(zhǎng)的播種粒數(shù)，田間計(jì)數(shù)每行1m行長(zhǎng)的實(shí)際出苗數(shù)，實(shí)際苗數(shù)除以播種粒數(shù)得出出苗率。

2.4數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析

采用Excel軟件做數(shù)據(jù)匯總、制表，采用SAS軟件對(duì)出苗率數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

3 結(jié)果與分析

3.1土壤處理對(duì)牧草出苗率的影響

本試驗(yàn)7種土壤處理下4種牧草平均出苗率見(jiàn)表1。

表1 各處理牧草平均出苗率(%，n=3)

表2 7種處理下牧草平均出苗率顯著性比較

由表1、表2分析可知，本試驗(yàn)的七種土壤處理對(duì)平均出苗率的影響差異顯著。改良劑+石膏、有機(jī)肥和石膏等3個(gè)處理的平均出苗率較好，其中DS改良劑+脫硫石膏的出苗率最好，為24.08%，其次是有機(jī)肥，為21.75%，第三為單獨(dú)施用脫硫石膏，為19.25%。對(duì)照土壤處理和有機(jī)肥+石膏處理之間對(duì)牧草的平均出苗率的影響差異不顯著，牧草平均出苗率均不高，分別為14.58%和14.25%。單施改良劑的牧草平均出苗率較低，為10.9%，高床處理出苗率最低，僅為4.42%。

3.2牧草出苗對(duì)土壤處理的響應(yīng)

通過(guò)表1、表3數(shù)據(jù)的分析可知，紫花苜蓿在脫硫石膏、有機(jī)肥+石膏、有機(jī)肥這三種土壤處理下出苗率較高，分別為45.33%、43.0%和42.33%，與其他土壤處理的出苗率差異顯著。其次是改良劑+石膏的土壤處理，為39.33%。對(duì)照和單獨(dú)施用改良劑的出苗率分別為23.67%、22.67%，差異不大。出苗率最差的土壤處理是高床，僅為13.67%。

表3 紫花苜蓿在7種土壤處理下平均出苗率顯著性比較

由表1、表4分析可知，堿茅平均出苗率最高的土壤處理是有機(jī)肥，為31.67%，其次為對(duì)照處理，出苗率為27.33%，與其他處理相比，差異顯著。在施用脫硫石膏、改良劑+石膏和改良劑的土壤上，堿茅的平均出苗率為20.67%、16%和11.67%。堿茅在高床、有機(jī)肥+石膏土壤處理上的平均出苗率與其他土壤處理相比有顯著差異，為3.33%和2.33%。

表4 堿茅在7種土壤處理下平均出苗率顯著性比較

表5 老芒麥在7種土壤處理下平均出苗率顯著性比較

通過(guò)分析表1、表5可知，老芒麥平均出苗率最高的土壤處理是改良劑+脫硫石膏，為28.33%，與其他處理相比，有顯著差異。在有機(jī)肥、有機(jī)肥+脫硫石膏、單獨(dú)施用石膏和改良劑土壤處理上，老芒麥的平均出苗率沒(méi)有顯著差異，分別為10.33%、10%、9.33%和9%。其次，老芒麥在對(duì)照處理和高床處理上，平均出苗率較低，與其他土壤處理相比差異顯著，僅為6.67%和0.67%。

表6 苦豆子在7種土壤處理下平均出苗率顯著性比較

通過(guò)分析表6可知，苦豆子在這七種土壤處理上的平均出苗率極低，有的甚至不出苗?？喽棺映雒缏首罡叩耐寥捞幚硎歉牧紕?脫硫石膏，為12.67%，與其他處理相比差異顯著。在有機(jī)肥土壤處理上的平均出苗率為2.67%。在施用有機(jī)肥+石膏和單獨(dú)施用脫硫石膏的土壤處理上，苦豆子的出苗率相同，同為1.7%。在對(duì)照處理和單獨(dú)施用改良劑的土壤處理上，苦豆子的平均出苗率分別為0.7%和0.3%。而在高床土壤處理上，苦豆子不出苗。

3.3土壤處理與牧草的搭配問(wèn)題

各處理組合平均出苗率及其差異顯著性見(jiàn)表7。通過(guò)對(duì)表7數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，可以得出有四組植被修復(fù)措施與其他措施有顯著性差異，分別是紫花苜蓿和脫硫石膏處理組合、紫花苜蓿和有機(jī)肥+脫硫石膏處理組合、紫花苜蓿和有機(jī)肥處理組合、紫花苜蓿和改良劑+石膏處理組合，出苗率較高，分別為45.3%、43%、42.3%、39.3%。除了紫花苜蓿同四種土壤處理組合有較高的出苗率之外，堿茅、和老芒麥與不同的土壤處理組合也有較高的出苗率，例如堿茅和有機(jī)肥處理組合(出苗率為31.7%)、老芒麥和改良劑加脫硫石膏處理組合(28.3%)、堿茅和對(duì)照處理組合(27.3%)。其他牧草和土壤處理組合的平均出苗率差異顯著，出苗率低，尤其苦豆子和七種土壤處理組合之間平均出苗率極低，不足3%，有的組合措施甚至不出苗。

表7 各處理組合平均出苗率及其差異顯著性

4 討論

(1)七種土壤處理中改良劑和石膏混合的處理對(duì)4種牧草平均出苗率的影響是顯著的，這與張海軍等〔8〕在呼和浩特市土默特左旗北什軸鄉(xiāng)海流村對(duì)鹽堿土的研究一致。改良效果最差的是高床，出苗率低于對(duì)照處理，這與姜世成等〔9〕認(rèn)為高床能更有效地增加土壤水分，降低土壤容重和土壤鹽分，從而對(duì)植被恢復(fù)更有利的研究不一致。筆者認(rèn)為一種可能是由于試驗(yàn)地的年降水量小于蒸發(fā)量，踮起高床，蒸發(fā)量增加，隨著水分的蒸發(fā)，鹽分富集到地表，致使含鹽量增加，pH升高，牧草的出苗率降低，這與關(guān)法春等〔10〕研究一致，認(rèn)為內(nèi)壟溝和壟臺(tái)的表土層含水量減少，壟臺(tái)土壤EC,pH均高于壟溝，其土壤表面出現(xiàn)積鹽現(xiàn)象，地表出現(xiàn)條帶狀堿斑。另一種可能是高床土壤干旱更嚴(yán)重，對(duì)牧草出苗造成了嚴(yán)重的抑制。

(2)本實(shí)驗(yàn)的四種牧草的平均出苗率對(duì)土壤處理的響應(yīng)差異較大，紫花苜蓿和堿茅對(duì)鹽堿地的適應(yīng)性較強(qiáng)，其中紫花苜蓿的適應(yīng)性最強(qiáng)，這與張永峰等〔11〕對(duì)鹽脅迫對(duì)苗期紫花苜蓿生理特性的研究是一致的，認(rèn)為紫花苜蓿的抗逆性強(qiáng)，耐鹽堿、抗旱、耐貧瘠，在栗鈣土和鹽堿土上均能生長(zhǎng)良好。根據(jù)郭瑞萍等〔2〕的研究認(rèn)為堿茅的耐鹽堿能力大于苜蓿，但是由于堿茅的種子小，頂土出苗能力弱，且本實(shí)驗(yàn)只進(jìn)行了一年的田間試驗(yàn)，局限性很多，不能僅憑第一年的出苗率就否定堿茅改良鹽堿化草地的效果。本試驗(yàn)紫花苜蓿和堿茅的優(yōu)劣需要進(jìn)一步觀察?？剐宰畈畹氖强喽棺樱雒缏瘦^差。

(3)本實(shí)驗(yàn)?zāi)敛菖c土壤處理組合之間有顯著差異。上文討論到改良劑和脫硫石膏混合的處理組合是最適合試驗(yàn)地的改良措施，牧草中最適合本試驗(yàn)地改良的是紫花苜蓿，但出苗率最好的改良組合是紫花苜蓿和脫硫石膏處理組合。其次是紫花苜蓿和有機(jī)肥加石膏處理組合、紫花苜蓿和有機(jī)肥處理組合，而紫花苜蓿和改良劑加脫硫石膏處理組合在這兩種組合之后。但這四種改良措施的牧草平均出苗率都不低，且沒(méi)有顯著差異，這與楊國(guó)偉〔12〕的研究是一致的，認(rèn)為紫花苜蓿改良鹽堿化草地的效果顯著，紫花苜蓿與這幾種土壤處理之間相互組合的改良措施都能達(dá)到改良試驗(yàn)地鹽堿化草地的目的。此外，堿茅和有機(jī)肥處理組合、老芒麥和改良劑加脫硫石膏處理組合、堿茅和對(duì)照處理組合這三組改良措施的平均出苗率差異不顯著，平均出苗率不高，筆者認(rèn)為這是由于鹽堿脅迫對(duì)牧草的出苗以及幼苗的生長(zhǎng)速度有顯著影響，這與郝志剛〔13〕等人的研究一致，朱興運(yùn)、毛云林〔14〕等人的研究也認(rèn)為堿茅在苗期的耐鹽堿性是其各個(gè)生長(zhǎng)階段中最差的時(shí)期。國(guó)內(nèi)很多學(xué)者及其著作中都表明堿茅改良鹽堿地的效果顯著，改良前后土壤中含鹽量下降顯著，但其試驗(yàn)周期通常超過(guò)三年，而本實(shí)驗(yàn)只進(jìn)行了一年的大田試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并不能完全體現(xiàn)牧草與土壤處理組合改良鹽堿化草地的效果，結(jié)果具有局限性。堿茅、老芒麥等牧草與土壤處理組合之間的搭配改良措施同樣具有改良鹽堿化草地的潛力，應(yīng)該在此試驗(yàn)的基礎(chǔ)上繼續(xù)研究。

5 結(jié)論

(1)7種土壤處理牧草平均出苗率高低依次為改良劑+脫硫石膏>有機(jī)肥>脫硫石膏>對(duì)照>有機(jī)肥+脫硫石膏>改良劑>高床。

(2)4種牧草的出苗率高低依次為紫花苜蓿>堿茅>老芒麥>苦豆子。

(3)從出苗率結(jié)果看，紫花苜蓿和脫硫石膏組合為最適合本試驗(yàn)地的植被修復(fù)措施。其次是紫花苜蓿與有機(jī)肥加脫硫石膏處理組合，紫花苜蓿與有機(jī)肥處理組合，紫花苜蓿與改良劑加脫硫石膏處理組合。此外，堿茅與有機(jī)肥處理組合、老芒麥與改良劑加脫硫石膏處理組合也具有較好的潛力。

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Severesalinizationofgrasslandsoilimprovementeffectonthegrassgerminationrate

WangYifan1,Alata2,CangMula3,FuYing1,WuEn1
(1.InnerMongoliaAgriculturalUniversityEcologyandEnvironmentalScience,Hohhot,010019; 2.InnerMongoliaAcademyofAgricultural&AnimalHusbandrySciences,Hohhot,010031; 3.TibetVocationalTechnicalCollege,850030)

In recent years the climate drought and excessive use of lead in the Inner Mongolia grassland salinization, prairie pastoral areas poses a serious economic and ecological problems, salinization of grassland vegetation restoration has become the emphasis and difficulty in Inner Mongolia grassland ecological governance. In this study proceed improvement and the combination of forage planting vegetation restoration experiment at Taibus banner Gunbolag severe salinization steppe soil in Xilingol league. The results showed that:(1)In 7 kinds of soil improvement treatments, the DS improver, desulfurization gypsum and organic fertilizer processing is better germination rate of forage grass;(2)Emergence rate of alfalfa was the highest in the four kinds of forage grass;(3)The results from seedling emergence, alfalfa and desulfurization gypsum as the best vegetation restoration measures.

Salinization of grassland；soil improvement；steppe；rate of emergence

S812.8

A

2095—5952(2014)02—0043—06

2014-03-10

內(nèi)蒙古自治區(qū)科技廳2013年《農(nóng)牧業(yè)合作與交流——鹽堿化草地生態(tài)修復(fù)研究》項(xiàng)目(20131202)資助。

王一帆(1988-)，女，漢族，天津市人，在讀碩士研究生，研究方向?yàn)橹囟塞}堿化草地改良。

烏 恩(1961-)，蒙古族，農(nóng)學(xué)博士，畜牧學(xué)博士后，副教授，主要從事菌根、草地營(yíng)養(yǎng)和退化草地植被修復(fù)研究，E-mail:wuen2004@163.com.