晋西北小叶锦鸡儿(Caraganamicrophylla)人工灌丛营养特征与土壤肥力状况研究.docVIP

晋西北小叶锦鸡儿（Caragana microphylla）人工灌丛营养特征与土壤肥力状况研究 【摘要】：小叶锦鸡儿(CaraganamicrophyllaLam.)为锦鸡儿属(CaraganaFabr.)多年生豆科落叶灌木,是锦鸡儿属植物(又统称柠条)在我国黄土高原地区的主要栽培种之一。它既能防风固沙、保持水土,又是优质的灌木饲料植物资源,具有较高的生态经济价值。自20世纪60年代起,小叶锦鸡儿即在晋西北黄土丘陵区大量种植,成为当地退耕还林、植被恢复和水土保持的重要灌木树种之一。但在种植和管理过程中,一些地方出现了小叶锦鸡儿灌丛土壤肥力退化现象,还有部分地区因对其营养状况不了解,利用和管理措施不当,导致小叶锦鸡儿灌丛木质化严重、植被退化,使其生态和经济效益没有得到充分发挥。针对上述问题,本研究对晋西北黄土丘陵区小叶锦鸡儿人工灌丛的植物营养特征和土壤肥力状况进行了系统研究,以揭示小叶锦鸡儿灌丛对环境的响应和影响特征,提出对小叶锦鸡儿灌丛应采取的管理措施,为晋西北黄土丘陵区小叶锦鸡儿灌丛的可持续经营和生态环境重建提供理论依据。1.对小叶锦鸡儿灌丛地上部生物量和植株矿质养分含量的动态监测研究表明,其生物量和营养成分含量呈现随林龄增大先逐年增大而后逐年降低的态势。小叶锦鸡儿生物量(地上部干重)随生长年限的延长逐渐增大,30年时生物量最大,其后生物量开始减少。就植株不同器官(根、枝、叶)的各种矿质养分而言,以叶部的含量最高。与生物量趋势相同,小叶锦鸡儿不同器官的养分含量基本呈现先逐年(5龄、10龄、20龄)增高而后(30龄以后)有下降的趋势。对小叶锦鸡儿作为饲料的品质研究表明,其营养成分在平茬后随着生育期(从休眠期到开花期)的变化,主要营养成分含量逐步增加,呈浓缩型发展趋势,有利于家畜利用。随着生长年限延长体内粗蛋白、粗脂肪逐年下降,粗纤维含量上升,木质化程度高,适口性下降。综合考虑枝条生物量的大小和小叶锦鸡儿正常生长的需求,平茬后第3年应是小叶锦鸡儿作为饲料的最佳利用时间。2.在小叶锦鸡儿灌木林地,土壤的有机质、全氮、速效钾在植株根际土中均有一定程度的“富集现象”。由于小叶锦鸡儿根系的固氮作用和大量根系分泌物的存在,与土体土相比,根际土壤的全氮、有机质含量提高,pH下降,EC提高,养分有效性提高。在晋西北石灰性土壤上,磷是制约小叶锦鸡儿生长的关键因子。小叶锦鸡儿的生物量随磷肥用量的增加而显著增加。施磷能显著降低土壤pH,增加EC值,提高土壤各项速效养分的含量。3.营造小叶锦鸡儿人工灌丛有利于土壤团粒体形成,可降低土壤容重,改善土壤物理性状,增强土壤的抗冲蚀能力。随着小叶锦鸡儿灌丛生长年限的延长,0～40cm土壤容重逐渐减小,土壤总孔隙度提高；土壤机械组成中砂粒(0.05mm)比例下降,粉粒(0.002～0.05mm)比例提高,土壤持水性、通气性等物理性状得以改善。随生长年限的增加,小叶锦鸡儿人工灌丛的土壤全氮、有机质和硝态氮含量均呈现先逐渐增大(30年生最大)随后降低的趋势；而全磷和全钾含量则无明显变化。与此同时,速效养分(尤其是有效磷和速效钾)则呈逐渐下降趋势。不同生长年限的小叶锦鸡儿灌丛的土壤全氮、有机质、有效磷和速效钾均具有明显的“表聚效应”,即0～20cm土层土壤养分含量显著大于20～40cm土层土壤。不同土地利用方式对土壤的物理性质影响较大。在0～20cm土层,土壤容重依次为小叶锦鸡儿人工林混交林农田杨树林撂荒地。0～20cm土层的土壤孔隙度则表现为小叶锦鸡儿人工林混交林农田杨树林撂荒地。小叶锦鸡儿杨树混交林的土壤有机质和全N含量最高,小叶锦鸡儿人工林和杨树林次之。在几种利用方式中,农田的有效磷含量最高,小叶锦鸡儿人工林和混交林的有效磷含量次之,而杨树林最低。农田有效磷含量较高与当地农民施磷肥有关。不同生长年限小叶锦鸡儿灌丛下各部位土壤有机质及土壤速效养分含量均呈现明显的“肥岛效应”,即丛心丛中丛边带间。4.小叶锦鸡儿灌丛的土壤碱性磷酸酶和过氧化氢酶活性随着林龄的增长,酶活性先逐渐提高,20年达到最高,随后便下降。酶活性同时与土层深度有关,随土层加深土壤酶活性逐渐降低。根际土壤各种酶活性均高于根外土,但其活性与灌丛生长年限的关系则不明显。土壤磷酸酶活性自丛心、丛中、丛边、到带间依次减小,表现出明显的根际效应。不同土地利用类型之间的土壤(0～20cm)过氧化氢酶活性没有显著差异,但是其碱性磷酸酶活性的差异则很明显,即小叶锦鸡儿人工林混交林杨树林撂荒农田。在灌丛的不同部位,0～20cm土层土壤的微生物总数均大于20～40cm土层土壤。其中细菌数量占微生物总数的79%以上,尤其是丛心土壤细菌数达总数的90%以上。由丛心、丛中、丛边到带间,土壤微生物数量逐渐减少。土壤微生物区系随着距丛心距离的增加,自丛心、丛中、丛边到带间,细菌、