不同强度短期放牧对高寒草甸土壤理化性质的影响.pdf
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1、高成芬,张永辉,李智燕,等.不同强度短期放牧对高寒草甸土壤理化性质的影响J.中国草食动物科学,2024,44(1):19-24DOI:10.3969/j.issn.2095-3887.2024.00.004不同强度短期放牧对高寒草甸土壤理化性质的影响高成芬1,2,张永辉1,李智燕1,罗亮1,牛建龙1,赵燕1,张德罡2(1.甘肃省草原技术推广总站,兰州730010;2.甘肃农业大学草业学院,兰州730070)摘要:为探索不同强度短期放牧对高寒草甸土壤理化性质的影响,在甘肃省碌曲县加仓村选择禁牧5年的高寒草甸草地作为试验样地,选择体重相近(300 kg,每头按5个羊单位计算)、健康无病的成年牦牛,
2、采用禁牧(G0)、轻度放牧(13个羊单位/hm2,G1)、中度放牧(17.5个羊单位/hm2,G2)和重度放牧(32.5个羊单位/hm2,G3)4种模式放牧120 d。结果表明,放牧均显著降低了草地土壤的有机碳(SOC)和全氮(TN)含量(P 0.05),增加了土壤pH值和土壤硝态氮(NO3-N)含量(P 0.05);随着放牧强度的增加,草地土壤全磷(TP)、铵态氮(NH4+-N)、速效磷(AP)和速效钾(AK)呈先增加后降低趋势,TP、AP和AK含量均在G1放牧时达到最大值,且显著高于其他放牧强度(P 0.05)。综上可以认为,在实际生产中,短期内采用G1放牧强度更适合对草地的可持续利用,且
3、有利于草地土壤发育。关键词:高寒草甸;放牧强度;土壤理化性质中图分类号:S54文献标志码:A文章编号:2095-3887(2024)01-0019-06Effects of Short-term Grazing with Different Intensities on SoilPhysicochemical Properties in Alpine MeadowGAO Chengfen1,2,ZHANG Yonghui1,LI Zhiyan1,LUO Liang1,NIU Jianlong1,ZHAO Yan1,ZHANG Degang2(1.Gansu Grassland Technica
4、l Extension Station,Lanzhou 730010,China;2.College of GrasslandScience,Gansu Agricultural University,Lanzhou 730070,China)Abstract:In order to explore the effects of short-term grazing with different intensities on the physicochemicalproperties of alpine meadow soil,a 5-year grazing-prohibited alpin
5、e meadow grassland was selected as an experimentalplot in Jiacang village,Luqu county,Gansu province.Healthy and disease-free adult yaks with similar weight(300 kg,calculated at 5 sheep units per yak)were selected as experimental animals.Four grazing modes were used such asprohibition grazing(G0),li
6、ght grazing(13 sheep units/hm2,G1),moderate grazing(17.5 sheep units/hm2,G2),andheavy grazing(32.5 sheep units/hm2,G3)for 120 days.The results showed that grazing significantly reduced thecontent of organic carbon(SOC)and total nitrogen(TN)in grassland soil(P 0.05),increased soil pH value andnitrate
7、 nitrogen(NO3-N)content(P 0.05);with the increase of grazing intensity,the total phosphorus(TP),ammonianitrogen(NH4+-N),available phosphorus(AP),and available potassium(AK)in grassland soil showed a trend of firstincreasing and then decreasing,TP,AP,and AK contents all reached their maximum values u
8、nder G1 grazing conditionsand were significantly higher than other grazing intensities(P 0.05).In summary,it can be concluded that in practicalproduction,adopting G1 grazing intensity in the short term is more suitable for sustainable utilization of grasslands andis beneficial for the development of
9、 grassland soil.Keywords:alpine meadow;grazing intensity;soil physicochemical properties收稿日期:2023-11-02基金项目:林草科技创新项目(KJCX2021010);省级财政补助林草科技创新与国际合作项目(kjcx2022010)作者简介:高成芬(1992-),女,畜牧师,硕士研究生,主要从事草原生态研究工作通信作者:张德罡(1963-),男,教授,主要从事草原生态研究与教学工作-192024年第44卷第1期中国草食动物科学Vol.44 No.1 2024China Herbivore Science
10、青藏高原草地资源丰富,生态系统比较脆弱,对气候变化和人类活动反应敏感1。甘南碌曲是青藏高原的组成部分,是甘肃省重要的牧区之一,在畜牧业生产和生态安全屏障建设中占有重要地位。长期以来,由于气候因素、过度放牧和植食性小哺乳动物种群爆发,草地退化日益加剧,这对碌曲需要依赖草地植被而发展的畜牧业和社会经济造成了不利影响。可见,要恢复高原草地生态系统,实现草地生态系统可持续发展,需要认识放牧干扰对草地土壤的影响,确定合理的放牧强度。目前,在对甘南碌曲草地的研究中,主要集中在分析退化高寒草甸植被及土壤特性的演化规律2、高原鼠兔对植被特征和土壤养分的影响3-5,评价草地生态系统和草原生态补偿6-10,研究退
11、牧还草工程、草场生态保护对畜牧业发展和牧民生活的影响11-12,探究天然牧草生产特性、营养成分和饲用价值13等方面,而利用不同强度短期放牧对草地土壤理化性质影响的研究较少。因此,开展不同放牧强度下的牦牛放牧试验,通过测定土壤指标,探究放牧对土壤理化性质的影响,以期确定适宜甘南碌曲草地合理利用的放牧强度,做到生态保护与经济发展共同协调,推动草地资源可持续发展和利用。1研究方法1.1试验区概况碌曲县位于青藏高原东北部,属青藏高原气候带高原湿润气候区,高寒阴湿,年均气温2.3,无绝对无霜期,年降水量633782 mm,5月初牧草集中返青,910月枯黄,生长期120 d左右。研究区位于碌曲县加仓村(1
12、013632E,342825N)高寒草甸草地。1.2试验设计在碌曲县加仓村选择 60 hm2高寒草甸草地作为试验样地,采用随机区组试验设计,选用体重相近(300 kg,每头按5个羊单位计算14)、健康无病的成年牦牛,设4个放牧强度,参照柴林荣等15方法设置禁牧(G0)、轻度放牧(13个羊单位/hm2,G1)、中度放牧(17.5个羊单位/hm2,G2)和重度放牧(32.5 个羊单位/hm2,G3),详见表1。小区面积5 hm2(200 m250 m),每个处理设置3个重复,共12个小区。于2019年6月11日开始试验,牦牛白天自由放牧,夜间赶回圈舍,10月10日结束放牧,放牧时长为120 d。1
13、.3样品收集与指标测定于2019年10月中旬开始采样并测量土壤理化指标,利用五点采样法取样,对每个小区进行土壤采集,采样时用土钻取距离地面深度010 cm的土样、过筛,利用四分法将土壤样品混合均匀。用50 mL的离心管收集所采土壤样品,置于冰盒(干冰)中带回实验室风干后进行指标测定。每份混合土样风干后,一部分子样品过2 mm筛,用于测定土壤pH值和速效成分,另一子样品过0.15 mm筛,用于测定土壤有机碳和全氮16。土壤有机碳(SOC)含量测定:参考 土壤农业化学分析方法17中的方法,将0.5 g风干土加入20 mL试管中,然后加入0.1 g的硫酸银加入5 mL 0.8 N重铬酸钾加入5 mL
14、浓硫酸。在185190的石蜡油浴锅中油浴,沸腾5 min,取出待其冷却至室温,将试管中的溶液用蒸馏水洗入250 mL三角瓶中,瓶内总体积60 mL,滴加邻啡罗啉指示剂,用0.2 N硫酸亚铁进行滴定,溶液由黄色经过绿色突变到红棕色,即为终点18。土壤全氮(TN)和全磷(TP)利用浓硫酸消煮法18,使用流动注射分析仪分析19;铵态氮(NH+4-N)和硝态氮(NO-3-N)采用 KCl 浸提法测定20;土壤速效磷(AP)在土壤样品通过NaHCO3浸提后,使用硫酸钼锑抗,采用分光光度法测定21;土壤速效钾(AK)采用火焰光度法测定;土壤 pH 值采用电极法(土水=1 5)测定18。1.4数据分析原始数
15、据使用Excel 2013处理后,采用SPSS 16.0进行单因素方差分析。2结果与分析2.1放牧强度对土壤SOC含量的影响由图1A可知,不同放牧强度对草地土壤SOC含量有显著影响(P 0.05)。随着放牧强度的增加,草地土壤的SOC含量显著降低(P 0.05),土壤SOC含量在G3放牧强度时最小,显著低于其他放牧强度(P 0.05)。2.2不同放牧强度对土壤TN含量的影响由图1B可知,不同放牧强度对草地土壤TN含量有显著影响(P 0.05)。随着放牧强度的增加,草地土表1放牧梯度放牧处理对照(G0)轻度放牧(G1)中度放牧(G2)重度放牧(G3)样地面积/hm5555牦牛头数0131833放
16、牧强度/(羊单位 hm-2)01317.532.5放牧时间/d0120120120-20高成芬,张永辉,李智燕,等.不同强度短期放牧对高寒草甸土壤理化性质的影响J.中国草食动物科学,2024,44(1):19-24壤TN含量显著降低(P 0.05),土壤TN含量在G3放牧强度时最小,显著低于其他放牧强度(P 0.05)。2.3不同放牧强度对土壤TP含量的影响由图1C可知,放牧强度对草地土壤TP含量有显著影响(P 0.05)。草地土壤TP含量随着放牧强度的增加呈先增加后降低的趋势,土壤TP含量在G1放牧强度时达到最大,显著高于G0和G3放牧强度(P 0.05)。2.4不同放牧强度对土壤pH值的影
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