干热河谷退化山地种植柱花草效应研究

分类：论文范文 发表时间：2021-06-24 10:07

　　摘要：以云南省元谋干热河谷退化山地不同立地条件下种植的柱花草(Stylosanthesguianensis)为供试植物，研究柱花草的物候期、生长速率、生物量及覆盖效应。结果表明，在本区退化山地不同立地条件下，柱花草种植在台地及坡地均能完成其生长周期，有一定的生产力及覆盖效应。总体看，台地与坡地种植样地主要物候相差不大，台地由于保水作用强，能显著提高柱花草样地的整体生产力，草质好，柱花草的生物量、持水能力及生长量高于坡地。在改善小环境效应方面，台地和坡地柱花草种植样地由于作物覆盖地表，有效保持土壤水分，减少蒸发，在台地0～20cm和任何立地20～40cm土层土壤湿度均高于未种植样地，有利于柱花草抗旱及次年的萌发。同时，覆盖效应体现在能够自动调节种植样地地表温度，即在冬季保温方面，无论台地与坡地，植草样地在8：00a.m.和18：00p.m.土壤地表温度均比未种植样地高，有效地提高了土壤表层温度，有利于作物越冬；而在降温方面，台地与坡地上的植草样地在14：00p.m.土壤地表温度均比未种植样地低，有效降低土壤表层温度。从土壤容重看，在台地与坡地的样地上种植柱花草后的土壤容重均比种植前低，有效改善了土壤结构，提高土壤的透气透水性。种植柱花草样地由于固氮及枯枝落叶的腐烂与分解，土壤肥力得到了提高，且土壤微生物数量增多。

　　关键词：柱花草；干热河谷；退化山地；种植效应

　　元谋干热河谷由于高温干旱，气候炎热，水土流失严重，土壤肥力低，草被生物量小，地面覆盖率低，天然草地退化等因素制约了本区生态恢复及畜牧业的发展。有报道指出，柱花草适应本区的自然生态环境条件[1]。柱花草因其根瘤可以固氮，能改良土壤，种植柱花草后，试验地土壤养分均有明显增加。一方面，柱花草在贫瘠的酸性瘦土上也能生长，并能提高种植样地的pH[2]。另一方面，柱花草种植管理粗放，粗蛋白含量高，既可以直接喂养畜禽，也可打制干草粉用于配合饲料，还可与其它经济作物间种、套种或轮作，作为绿肥覆盖种植于林(果)行间。但将柱花草种植在干热河谷退化山地不同立地条件的生育表现及柱花草种群覆盖改土效应少有报道。开展金沙江干热河谷柱花草对中度退化土壤改良效应的研究，旨在为干热河谷区退化山地不同立地条件建立柱花草人工草被、土壤改良及山地畜牧业的发展提供一定的理论依据。

　　1材料与方法

　　1.1材料

　　1.1.1植物材料

　　供试材料为热研2号柱花草(Stylosanthes.gianensiscv.ReyanNo.2)。

　　1.1.2试验地概况

　　研究区域为金沙江元谋干热河谷羊开窝流域(E101°49′54′′-N25°51′09′′，海拔高度为1016m)。试验地以燥红土为主，土壤肥力极低，详见表1。台地和坡地的土壤肥力差异不明显，台地速效钾、有效磷、pH、20～40cm全磷量、20～40cm有机质和容重均高于坡地，其它理化指标均低于坡地，但相差不大。种植时间从2009年6月至2010年9月，试验跨度为2年。试验期间月平均气温23.5°C，极端最高气温35.9°C，极端最低气温6.6°C，平均地表温度27.6°C，最高地表温度63.3°C，最低地表温度4.9°C，日照时数3469.2h，月均相对湿度53.9%，降雨量897.0mm，蒸发量2319.9mm(是降雨量的2.59倍)。

　　1.2方法

　　1.2.1试验设计

　　试验设2个处理：样地一和样地二，面积均为210m2。样地一为台地，幼龄龙眼行间种植柱花草，龙眼株行距5m×6m；样地二为尚未耕作的退化山坡地，耕作后种植柱花草。每处理设3次重复，共6个种植小区(I～VI)，面积为2m×2.5m，各小区有20塘，小区外有柱花草作为种植保护行，两个样地均设置未种植区作为观测土壤湿度及土壤表层的温湿度。柱花草于2009年6月种植，II、III、IV小区用于生物量测定，I、V、VI小区用于观测柱花草物候期、生长量、土壤湿度、地表的温湿度、凋落物量(含部分枯枝)、土壤容重及土壤营养成分。台地与坡地统一种植与管理[3-4]。

　　1.2.2生物学特性观测

　　物候期：对柱花草的营养生长期、分枝期、现蕾期、开花期、结荚期及种子成熟期等进行调查[5]。时间从2009年7月20日至2009年12月，每隔7d观察一次。

　　2结果与分析

　　2.1物候期观测

　　柱花草适应本区退化山地种植，无论种植在台地或坡地均能完成整个生育期，其生殖生长期相近，其营养期为6月至10月初，10月初进入生殖生长期，成熟期11月底至12月初。台地可能因土壤水分比坡地高，分枝期提前。详见表2。

　　2.2柱花草生长动态

　　柱花草种植在台地生长速率(10d的株高增长量)与坡地差异显著，证明不同立地条件会影响柱花草的生长，其生长量相差极大，但柱花草无论种植在台地或坡地均有一定生长量(表3)。

　　3结论与讨论

　　3.1结论

　　研究结果表明，在本区退化山地不同立地条件下种植柱花草均能开花、结荚及种子成熟，生殖生长期相差较小。从生长量、生物量及持水能力看，种植在台地的柱花草与坡地种植差异显著，具有一定的生产力及覆盖效应。从柱花草改善小环境效应看，在台地，柱花草种植样地土壤湿度与未种植样地差异显著；而在坡地，柱花草种植样地在20～40cm的深层土壤湿度与未种植样地差异极显著。其次，台地柱花草种植样地在8：00a.m.和18：00p.m.地表温度与未种植样地差异显著，而坡地没有差异；不同立地条件下，柱花草种植样地在14：00p.m.地表湿度与未种植样地差异极显著。总体看，在台地和坡地种植柱花草前后土壤全氮、全磷、全钾、有效磷、速效钾、有机质的差异不显著，但种植柱花草样地后土壤的有机质、土壤微生物中的细菌、全氮量及土壤pH有上升趋势，而且样地种植柱花草后的土壤容重比种植前有降低趋势。

　　3.2讨论

　　从生长发育及物候期观测方面看，由于柱花草种植的台地和坡地相近，其气候及土壤养分相差较小，因此，其生殖生长物候期相近，而且能完成整个生育期，与龙会英等[2]的研究一致。由于台地具有较好的保水性，种植在台地的柱花草生长量、干草产量、根系量、凋落物量高于坡地，其茎叶及凋落物量的持水量也相应高于坡地，与周自纬等[9]的研究一致。退化山地种植柱花草后，由于茎叶及枯落物覆盖，有效截留雨水，保持土壤水分，除坡地由于样地裸露和5月雨季来临，0～20cm种植柱花草样地土壤湿度低于未种植样地外，其它不同立地条件种植柱花草样地土壤湿度高于未种植样地。同时可以自动调节样地地表温度，当大气气温升高时(14：00p.m.)种植区地表温度低于裸地，有利柱花草抵御此时的高温；当大气气温较低时种植区地表温度(8：00a.m.和18：00p.m.)高于裸地，可避免柱花草受到寒害，有效改善种植样地小气候，与李会科、谷艳蓉和LongHuiying等[10-12]的研究一致。在改良土壤方面，不同立地条件种植柱花草后，由于柱花草固氮及枯枝落叶落物的腐烂与分解，种植柱花草样地后土壤的有机质、土壤微生物中的细菌、全氮量及根瘤菌的作用导致土层pH有上升趋势[13]。但台地种植柱花草后由于柱花草生长旺盛，在固氮过程中消耗了土壤部分磷，因此土壤的全磷含量及有效磷有减少的趋势；而坡地由于生长量和根量小，固氮也相应弱，所消耗磷也相应少，因此样地种植后有效磷未减少。台地种植柱花草后由于生长量及生物量大，吸收了土壤内的钾量，样地种植柱花草后土壤的全钾含量及有效钾量有减少的趋势；坡地柱花草生长量及生物量小吸收土壤内的钾量也小。同时，坡地种植柱花草后20～40cm土层容重可能因为柱花草根量少，根系的穿插作用较弱使种植柱花草后的容重未降低外，其它土壤层因植物根系、根际分泌物和根系的穿插作用，使土壤变得疏松，土壤结构得到改善，容重降低。表明退化山地种植豆科牧草柱花草，具有保持水土，改善土壤结构，增进土壤肥力等作用，与陈奇伯[14]、奎嘉祥[15]和龙会英[16]等人的研究较一致。

　　参考文献

　　[1]龙会英，沙毓沧，张映翠，等.元谋干热河谷区热带优良牧草柱花草引种试验[J].云南农业大学学报，2006(3)：376-382.

　　[2]龙会英，沙毓沧，朱红业，等.8份圭亚那柱花草在元谋干热河谷的引种研究[J].西南农业学报，2007(5)：1078-1084.

　　[3]刘国道.热研2号柱花草.海南饲用植物志[M].北京：中国农业大学出版社，1999，218-227.[4]龙会英，张映翠，朱宏业，等.热研2号柱花草在元谋干热河谷区的栽培技术[J].中国草地，2003(6)：21-23.

　　①龙会英1)②张德1)金杰1)何光熊1)王永林2)保海坤2)史亮涛1)张明忠1)

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