晉西北小葉錦雞兒(Caragaa microphylla)人工灌叢營養(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)濟價值。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)濟效益沒有得到充分發(fā)揮。針對上述問題，本研究對晉西北黃土丘陵區(qū)小葉錦雞兒人工灌叢的植物營養(yǎng)特征和土壤肥力狀況進行了系統(tǒng)研究，以揭示小葉錦雞兒灌叢對環(huán)境的響應(yīng)和影響特征，提出對小葉錦雞兒灌叢應(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)營和生態(tài)環(huán)境重建提供理論依據(jù)。
　　1.對小葉錦雞兒灌叢地上部生物

3、量和植株礦質(zhì)養(yǎng)分含量的動態(tài)監(jiān)測研究表明，其生物量和營養(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。小葉錦雞兒生物量（地上部干重）隨生長年限的延長逐漸增大，30年時生物量最大，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。
　　對小葉錦雞兒作為飼料的品質(zhì)研究表明，其營

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，主要營養(yǎng)成分含量逐步增加，呈濃縮型發(fā)展趨勢，有利于家畜利用。隨著生長年限延長體內(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間。
　　2.在小葉錦雞兒灌木林地，土壤的有機質(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，提高土壤各項速效養(yǎng)分的含量。
　　3.營造小葉錦雞兒人工灌叢有利于土壤團粒體形成，可降低土壤容重，改善土壤物理性狀，增強土壤的抗沖蝕能力。隨著小葉錦雞兒灌叢生長年限的延長，0～40cm

6、土壤容重逐漸減小，土壤總孔隙度提高;土壤機械組成中砂粒(＞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。
　　隨生長年限的增加，小葉錦雞兒人工灌叢的土壤全氮、有機質(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;而全磷和全鉀含量則無明顯變化。與此同時，速效養(yǎng)分（尤其是有效磷和速效鉀）則呈逐漸下降趨勢。不同生長年限的小葉錦雞兒灌叢的土壤全氮、有機質(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)。
　　不同生長年限小葉錦雞兒灌叢下各部位土壤有機質(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氧化氫酶活性隨著林齡的增長，酶活性先逐漸提高，20年達到最高，隨后便下降。酶活性同時與土層深度有關(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。其中細菌數(shù)量占微生物總數(shù)的79％以上，尤其是叢心土壤細菌數(shù)達總數(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)合試驗區(qū)較為貧瘠的土壤以及管理粗放等現(xiàn)實情況，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建議:
　　(1)對老齡林進行適當(dāng)

11、刈割、平茬
　　小葉錦雞兒萌蘗力極強，地上部分被破壞后會產(chǎn)生補償或超補償。對30年生以上灌叢，可以采取割條和樵采等方式進行合理利用。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，尤以牧羊為主。由于在幼林內(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