【背景】 东北寒地黑土区气候寒冷生长期较短,以往在退化草地或低产田种植紫花苜蓿,为保证安全越冬,一般每年只能刈割三茬;在 “粮改饲”背景下,寒地黑土农区耕地土质相对较肥沃,田间管理较规范。【目的】 通过探究东北寒地黑土农区在合理施肥条件下紫花苜蓿年刈割4茬的可行性,为寒地黑土农区苜蓿种植提供技术支持。【方法】 以种植第二年“东农1号”紫花苜蓿(Medicago sativa L.‘Dongnong No.1’)为试验材料,在苜蓿春季返青前一次性土壤施肥525 kg·hm -2基础上,再于每次刈割前15 d喷施自主研制的寒地黑土农区紫花苜蓿专用叶面肥,进行年刈割4茬和3茬的比较试验,以不施任何肥为对照,观测施肥条件下紫花苜蓿年刈割4茬比传统年刈割3茬在产草量、营养品质及越冬率的变化,并进行经济效益分析,探讨在东北寒地黑土农区合理施肥条件下苜蓿年刈割4茬的可行性。【结果】 施肥可以有效提高苜蓿产草量和质量,在施肥（土壤底肥+叶面肥）条件下,苜蓿年刈割4茬和3茬的总干草产量分别为13 544.44 kg·hm-2、11 935.26 kg·hm-2,比对照（不施肥）分别提高了11.45%、10.77%,平均粗蛋白质含量分别达22.11%、21.68%,比对照分别提高了8.17%、7.59%。施肥（土壤肥+叶面肥）条件下,苜蓿年刈割4茬比年刈割3茬的干草产量提高13.48%,平均粗蛋白质含量提高2%,并对越冬率影响不大,仅降低2个百分点,从96.70%降低为94.84%。苜蓿施肥并年刈割4茬的产值和产投比分别达24 380.01元/hm2和2.05,比不施肥年刈割3茬纯增收4 851.68元/hm2,经济效益明显。【结论】 在东北寒地黑土农区种植紫花苜蓿,在合理施肥条件下年刈割4茬,不但可以获得较高的产草量、牧草质量和经济效益,而且不影响安全越冬。
【背景】 在我国东北寒地黑土区退化草甸人工种植紫花苜蓿,是植被快速恢复和土壤修复的有效手段,而合理施肥是提高苜蓿产草量和品质的有效措施。为了减少施肥过程中机械对土壤和苜蓿植株的碾压破坏,一般宜在早春苜蓿返青前后一次性进行土壤施肥。东北寒地黑土区紫花苜蓿返青期为4月下旬至5月上旬,在农业生产中也常在此时期进行施肥。但是并无研究讨论早春不同时期施肥对紫花苜蓿是否存在影响。【目的】 通过研究早春不同时期施肥对紫花苜蓿生产性能及营养品质的影响,进而确定早春紫花苜蓿最佳施肥时期,为寒地黑土区种植紫花苜蓿修复退化草甸提供技术指导。【方法】 试验以种植第二年苜蓿为试验材料,施肥种类为自主研制苜蓿专用肥（专利号:201810193040.0）,其氮、磷、钾含量分别为14.2%、10.86%、10.47%,设置施肥量为525 kg·hm-2,以施肥时间为处理,处理时间相隔5d,全年收割3茬,观测早春不同时期施肥对紫花苜蓿生产性能及营养品质的影响。【结果】 各个时期施肥均可显著促进各茬次苜蓿的生长,其中早期施肥有提高第一茬株高和全年平均株高趋势,晚期施肥有提高第二茬和第三茬株高趋势,但差异均不显著。各个时期施肥均可显著提高各茬次苜蓿干草产量。施肥可显著提高苜蓿各茬次及全年平均粗蛋白质含量;早期施肥提高第一茬苜蓿粗蛋白质含量,但不同施肥时期对全年平均粗蛋白含量影响不显著。与不施肥相比,不同时期施肥均可显著降低苜蓿各茬次NDF和ADF含量;早期施肥可以显著降低第一茬苜蓿NDF和ADF,较晚施肥较早春施肥对第二茬苜蓿NDF和ADF的降低更为明显;施肥时期对第三茬苜蓿NDF和ADF含量影响不显著。从全年考虑,4月20日（T1）的纤维素含量最低,与4月25日（T2）差异较小,与其他施肥处理组差异明显。【结论】 经综合分析,在寒地黑土区,种植第二年以后的紫花苜蓿,如果每年只进行一次性土壤施肥,以4月25日前后施肥可获得较好的全年干草产量和营养品质。
【目的】 人工草地建设是缓解天然草地放牧压力、促进退化草地恢复的有效方式。开展施氮和补水对呼伦贝尔人工草地土壤有机碳（SOC）组成、土壤微生物群落数量和活性变化的研究,以深入认识不同管理方式对人工草地土壤碳截存及其稳定性的影响及调控机制。【方法】 在3种人工草地种植模式（紫花苜蓿单播、无芒雀麦单播及苜蓿-无芒雀麦混播）下构建施氮（0、150 kg N·hm-2·a-1）和补水（0、60 mm）双因素试验,采集各处理土壤样品,使用SOC物理分组、磷脂脂肪酸（PLFA）分析以及土壤酶活性测定,分析不同水氮处理对SOC组分以及土壤微生物数量、组成和活性的影响,揭示土壤微生物群落组成或活性与SOC组分的耦联关系。【结果】 3年的施氮和补水处理显著影响不同土壤有机碳组分的含量。施氮处理整体上增加了苜蓿单播和苜蓿-无芒雀麦混播草地土壤的颗粒态有机碳（POC）含量,但是降低了矿物结合态有机碳（MAOC）的含量,而旱季补水则显著提高了无芒雀麦单播草地土壤粗颗粒态有机碳的含量。施氮和补水对土壤微生物群落数量和组成没有产生显著影响,但是显著影响了4种土壤酶的活性。单施氮处理显著降低β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶（NAG）在苜蓿单播草地土壤中的活性,但是显著提高其在无芒雀麦单播草地土壤中的活性。单补水处理显著降低了苜蓿单播和无芒雀麦单播草地土壤的纤维二糖水解酶（CB）和NAG活性。补水+施氮处理显著降低苜蓿单播草地土壤中β-葡萄糖苷酶（βG）、CB和NAG的活性,但显著提高苜蓿-无芒雀麦混播草地土壤中CB活性。不同水氮处理下土壤总PLFA及各微生物类群PLFA的变化量与POC变化显著正相关,而与MAOC显著负相关。βG和CB活性以及土壤酶C/N比、C/P比的变化量则与POC变化量负相关,并且在补水情况下更为显著。【结论】 在呼伦贝尔半干旱区人工草地,施氮显著促进土壤活性碳组分积累、降低惰性有机碳组分含量,不利于土壤碳库的稳定性。补水和施氮显著影响了土壤微生物群落的活性,并且不同水氮处理下土壤酶化学计量比的变化与土壤有机碳组分变化密切相关。这些结果表明人工草地土壤微生物对碳、氮、磷养分需求的差异是调控活性有机碳组分周转的重要驱动力。
【目的】 通过在呼伦贝尔建植不同种植模式的人工草地,研究补水、施氮和牧草类型3个因素对人工草地群落生物量、植物营养成分和土壤质量的影响,旨在揭示呼伦贝尔地区退耕地人工草地的水肥耦合机制,筛选建植管理的最优模式。【方法】 试验在呼伦贝尔草原生态系统国家野外科学观测研究站进行,2016年6月6日试验开始,设置3个因素试验,即牧草类型（Pasture）、施氮水平（Nitrogen）和补水处理（Irrigation）。牧草类型设紫花苜蓿单播（P1）、无芒雀麦单播（P2）、紫花苜蓿无芒雀麦1﹕1混播（P3）3个处理;施氮水平设不施氮（N0）、低氮（N1:75 kgN·hm-2·a-1）和高氮（N2:150 kgN·hm-2·a-1）3个水平,每年追施氮肥（化学纯尿素）两次分别于成苗（返青）期和分蘖期撒施;补水设不补水（I0）和补水（I1）两个水平,每年6、7、8月补水3次,补水20 mm·m-2。重复4次,共计72个试验小区,每个试验小区面积7 m×10 m,行距1 m。在2016、2017年测定草地生物量、营养成分（植物粗蛋白、中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维）以及土壤养分（土壤全氮、有机碳和pH）。【结果】 （1）播种当年（2016年）的产量对（N）、（I）、（P）和（P×I）等试验因素的响应均达到显著水平（P<0.05）,2017年两次测定的产量对（N）、（P）、（P×I）、（P×N）、（N×I×P）等试验因素的响应均达到显著水平（P<0.05）,并且混播（P3）在不补水（I0）条件下低氮（N1）处理的产量显著高于其余处理组（P<0.05）,平均达到17 801.19 kg·hm-2。（2）2016年和2017年的粗蛋白（CP）含量均表现为P1处理>P3处理>P2处理,2016年P1、P2和P3处理在补水条件相同时均表现为CP含量随着氮水平增加而增加,其中P1N2I0显著高于P1N0I0、P1N1I0 、P1N1I1（P<0.05）,达到最大（19.08%）;2017年P3在I0条件下N1水平的粗蛋白（CP）含量（15.12%）显著高于N0（P<0.05）。（3）施氮和补水均倾向于促使土壤有机碳（SOC）含量负增长,全氮（TN）含量正增长,pH值负增长,其中表层土壤SOC增长量苜蓿和无芒雀麦显著高于混播（P<0.05）,表层土壤全氮（TN）增长量苜蓿显著高于无芒雀麦和混播（P<0.05）。2016年表层和亚表层的土壤碳氮比（C/N）均高于2017年,表层平均高出17.39%,亚表层平均高出15.18%,表层土壤碳氮比的变化更为明显,其中表层土壤碳氮比2016年P1N0I1处理最高,为8.15,2017年P1N2I0处理最高,为5.67,亚表层土壤碳氮比2016年P1N2I1处理最高,为6.36,2017年P3N2I1处理最高,为5.67。【结论】 在呼伦贝尔退耕人工草地在播种第二年,牧草-水分-氮肥的耦合作用对草地生物量具有显著影响,水氮耦合具有一定促进牧草的养分积累的协同效应,其中建植豆-禾混播草地最有利于提高牧草的生物量与营养品质。人工草地的建植会导致C/N降低,土壤品质下降,在不同牧草类型、补水及施氮水平下均会表现出0-20 cm土层SOC含量、pH值的降低以及土壤TN含量的上升,表明土壤出现酸化现象,豆-禾混播土壤pH值降低幅度小于单播,而高氮和补水会明显加剧土壤pH值的降低。
