晉西北小葉錦雞兒(Caragaa microphylla)人工灌叢營(yíng)養(yǎng)特征與土壤肥力狀況研究.pdf

1、小葉錦雞兒（Caragana microphylla Lam.）為錦雞兒屬（Caragana Fabr.）多年生豆科落葉灌木，是錦雞兒屬植物（又統(tǒng)稱檸條）在我國(guó)黃土高原地區(qū)的主要栽培種之一。它既能防風(fēng)固沙、保持水土，又是優(yōu)質(zhì)的灌木飼料植物資源，具有較高的生態(tài)經(jīng)濟(jì)價(jià)值。自20世紀(jì)60年代起，小葉錦雞兒即在晉西北黃土丘陵區(qū)大量種植，成為當(dāng)?shù)赝烁€林、植被恢復(fù)和水土保持的重要灌木樹種之一。但在種植和管理過(guò)程中，一些地方出現(xiàn)了小葉錦雞兒灌叢土壤

2、肥力退化現(xiàn)象，還有部分地區(qū)因?qū)ζ錉I(yíng)養(yǎng)狀況不了解，利用和管理措施不當(dāng)，導(dǎo)致小葉錦雞兒灌叢木質(zhì)化嚴(yán)重、植被退化，使其生態(tài)和經(jīng)濟(jì)效益沒有得到充分發(fā)揮。針對(duì)上述問(wèn)題，本研究對(duì)晉西北黃土丘陵區(qū)小葉錦雞兒人工灌叢的植物營(yíng)養(yǎng)特征和土壤肥力狀況進(jìn)行了系統(tǒng)研究，以揭示小葉錦雞兒灌叢對(duì)環(huán)境的響應(yīng)和影響特征，提出對(duì)小葉錦雞兒灌叢應(yīng)采取的管理措施，為晉西北黃土丘陵區(qū)小葉錦雞兒灌叢的可持續(xù)經(jīng)營(yíng)和生態(tài)環(huán)境重建提供理論依據(jù)。
　　1.對(duì)小葉錦雞兒灌叢地上部生物

3、量和植株礦質(zhì)養(yǎng)分含量的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)研究表明，其生物量和營(yíng)養(yǎng)成分含量呈現(xiàn)隨林齡增大先逐年增大而后逐年降低的態(tài)勢(shì)。小葉錦雞兒生物量（地上部干重）隨生長(zhǎng)年限的延長(zhǎng)逐漸增大，30年時(shí)生物量最大，其后生物量開始減少。就植株不同器官（根、枝、葉）的各種礦質(zhì)養(yǎng)分而言，以葉部的含量最高。與生物量趨勢(shì)相同，小葉錦雞兒不同器官的養(yǎng)分含量基本呈現(xiàn)先逐年(5齡、10齡、20齡)增高而后（30齡以后）有下降的趨勢(shì)。
　　對(duì)小葉錦雞兒作為飼料的品質(zhì)研究表明，其營(yíng)

4、養(yǎng)成分在平茬后隨著生育期（從休眠期到開花期）的變化，主要營(yíng)養(yǎng)成分含量逐步增加，呈濃縮型發(fā)展趨勢(shì)，有利于家畜利用。隨著生長(zhǎng)年限延長(zhǎng)體內(nèi)粗蛋白、粗脂肪逐年下降，粗纖維含量上升，木質(zhì)化程度高，適口性下降。綜合考慮枝條生物量的大小和小葉錦雞兒正常生長(zhǎng)的需求，平茬后第3年應(yīng)是小葉錦雞兒作為飼料的最佳利用時(shí)間。
　　2.在小葉錦雞兒灌木林地，土壤的有機(jī)質(zhì)、全氮、速效鉀在植株根際土中均有一定程度的“富集現(xiàn)象”。由于小葉錦雞兒根系的固氮作用和大量

5、根系分泌物的存在，與土體土相比，根際土壤的全氮、有機(jī)質(zhì)含量提高，pH下降，EC提高，養(yǎng)分有效性提高。
　　在晉西北石灰性土壤上，磷是制約小葉錦雞兒生長(zhǎng)的關(guān)鍵因子。小葉錦雞兒的生物量隨磷肥用量的增加而顯著增加。施磷能顯著降低土壤pH，增加EC值，提高土壤各項(xiàng)速效養(yǎng)分的含量。
　　3.營(yíng)造小葉錦雞兒人工灌叢有利于土壤團(tuán)粒體形成，可降低土壤容重，改善土壤物理性狀，增強(qiáng)土壤的抗沖蝕能力。隨著小葉錦雞兒灌叢生長(zhǎng)年限的延長(zhǎng)，0～40cm

6、土壤容重逐漸減小，土壤總孔隙度提高;土壤機(jī)械組成中砂粒(＞0.05mm)比例下降，粉粒(0.002～0.05mm)比例提高，土壤持水性、通氣性等物理性狀得以改善。
　　隨生長(zhǎng)年限的增加，小葉錦雞兒人工灌叢的土壤全氮、有機(jī)質(zhì)和硝態(tài)氮含量均呈現(xiàn)先逐漸增大（30年生最大）隨后降低的趨勢(shì);而全磷和全鉀含量則無(wú)明顯變化。與此同時(shí)，速效養(yǎng)分（尤其是有效磷和速效鉀）則呈逐漸下降趨勢(shì)。不同生長(zhǎng)年限的小葉錦雞兒灌叢的土壤全氮、有機(jī)質(zhì)、有效磷和速效鉀

7、均具有明顯的“表聚效應(yīng)”，即0～20cm土層土壤養(yǎng)分含量顯著大于20～40cm土層土壤。
　　不同土地利用方式對(duì)土壤的物理性質(zhì)影響較大。在0～20cm土層，土壤容重依次為小葉錦雞兒人工林＜混交林＜農(nóng)田＜楊樹林＜撂荒地。0～20cm土層的土壤孔隙度則表現(xiàn)為小葉錦雞兒人工林＞混交林＞農(nóng)田＞楊樹林＞撂荒地。小葉錦雞兒楊樹混交林的土壤有機(jī)質(zhì)和全N含量最高，小葉錦雞兒人工林和楊樹林次之。在幾種利用方式中，農(nóng)田的有效磷含量最高，小葉錦雞兒人工

8、林和混交林的有效磷含量次之，而楊樹林最低。農(nóng)田有效磷含量較高與當(dāng)?shù)剞r(nóng)民施磷肥有關(guān)。
　　不同生長(zhǎng)年限小葉錦雞兒灌叢下各部位土壤有機(jī)質(zhì)及土壤速效養(yǎng)分含量均呈現(xiàn)明顯的“肥島效應(yīng)”，即叢心＞叢中＞叢邊＞帶間。
　　4.小葉錦雞兒灌叢的土壤堿性磷酸酶和過(guò)氧化氫酶活性隨著林齡的增長(zhǎng)，酶活性先逐漸提高，20年達(dá)到最高，隨后便下降。酶活性同時(shí)與土層深度有關(guān)，隨土層加深土壤酶活性逐漸降低。
　　根際土壤各種酶活性均高于根外土，但其活性

9、與灌叢生長(zhǎng)年限的關(guān)系則不明顯。土壤磷酸酶活性自叢心、叢中、叢邊、到帶間依次減小，表現(xiàn)出明顯的根際效應(yīng)。
　　不同土地利用類型之間的土壤(0～20cm)過(guò)氧化氫酶活性沒有顯著差異，但是其堿性磷酸酶活性的差異則很明顯，即小葉錦雞兒人工林＞混交林＞楊樹林＞撂荒＞農(nóng)田。
　　在灌叢的不同部位，0～20cm土層土壤的微生物總數(shù)均大于20～40cm土層土壤。其中細(xì)菌數(shù)量占微生物總數(shù)的79％以上，尤其是叢心土壤細(xì)菌數(shù)達(dá)總數(shù)的90％以上。由

10、叢心、叢中、叢邊到帶間，土壤微生物數(shù)量逐漸減少。土壤微生物區(qū)系隨著距叢心距離的增加，自叢心、叢中、叢邊到帶間，細(xì)菌、真菌占總菌數(shù)的比例逐漸下降，放線菌的比例則增加。
　　以上結(jié)果表明，在晉西北黃土丘陵區(qū)，30齡以上的小葉錦雞兒灌叢已出現(xiàn)明顯退化，土壤地力也開始衰退。結(jié)合試驗(yàn)區(qū)較為貧瘠的土壤以及管理粗放等現(xiàn)實(shí)情況，為充分發(fā)揮小葉錦雞兒在退耕還林（草）和生態(tài)建設(shè)中的積極作用，我們初步提出以下幾點(diǎn)建議:
　　(1)對(duì)老齡林進(jìn)行適當(dāng)

11、刈割、平茬
　　小葉錦雞兒萌蘗力極強(qiáng)，地上部分被破壞后會(huì)產(chǎn)生補(bǔ)償或超補(bǔ)償。對(duì)30年生以上灌叢，可以采取割條和樵采等方式進(jìn)行合理利用。這些合理的刈割、平茬有利于老齡植株復(fù)壯更新，是促進(jìn)其地上生物量快速恢復(fù)的有效方式。
　　(2)在林地內(nèi)酌情放牧
　　當(dāng)?shù)匦竽翗I(yè)比較發(fā)達(dá)，尤以牧羊?yàn)橹?。由于在幼林?nèi)放牧?xí)苯佑绊懹琢值陌l(fā)育和郁閉度。建議禁止在幼齡林內(nèi)放牧。在老齡林地內(nèi)，每年開花期后可適當(dāng)放牧。這樣牲畜的啃食不僅能起到局部刈割