摘要
黄土高原地区因丘陵沟壑地貌和干旱气候特征导致畜牧业发展受阻、土壤贫瘠且利用效率低下。在黄土高原地区建植栽培草地能解决冬春季饲草不足问题，提高土壤肥力，且在栽培草地上进行放牧是草地高效利用的一种方式。但目前在该地区，放牧型栽培草地适宜的种植方式和施氮水平尚不明确。因此，本研究于庆阳市环县开展田间试验，以紫花苜蓿（MedicagosativaL.）和无芒雀麦（BromusinermisL.）为试验材料，采用裂区试验设计，主区设置放牧（G）和刈割（M）2种草地利用方式，副区设置紫花苜蓿单播（A）、无芒雀麦单播（B）、紫花苜蓿＋无芒雀麦（AB）混播3种种植模式，再裂区设置0kg·hm-2（N1）；80kg·hm-2（N2）；160kg·hm-2（N3）3种施氮水平，研究利用方式、种植模式和施氮水平对栽培草地牧草产量、土地当量比、土壤理化性质和土壤酶活性的影响，主要研究结果如下： 1.放牧利用下，两年平均总鲜草和总干草产量显著高于刈割，较刈割分别增加76.52%和87.41%。2021年放牧较刈割提高了0~10cm土层土壤水溶性盐含量，降低了土壤pH值，但在2022年同一土层下两种利用方式无显著差异。两年放牧较刈割提高了土壤含水量，显著增加了0~10cm和10~20cm土层土壤硝态氮、有机碳含量以及0~10cm土层土壤铵态氮含量，而土壤全氮和速效磷含量与刈割差异不显著。0~10cm土层，2021和2022年放牧利用下土壤脲酶活性较刈割分别显著增加31.43%和24.07%，而2022年放牧利用下土壤蔗糖酶活性显著低于刈割。两年在放牧利用下同一土层的土壤过氧化氢酶和酸性磷酸酶活性与刈割差异不显著。以上表明，放牧能够提高牧草产量、土壤脲酶活性、土壤含水量以及硝态氮、铵态氮和有机碳含量。 2.2022年混播草地较无芒雀麦单播显著提高了总鲜草和总干草产量，与紫花苜蓿单播无显著差异，但2021年紫花苜蓿单播的总鲜草产量显著高于混播和无芒雀麦单播。两年混播草地的土地当量比均大于1，说明混播草地的资源利用效率高于单播。两年混播草地较单播提高了土壤含水量，显著增加了0~10cm和10~20cm土层土壤有机碳含量，显著降低了土壤pH值、水溶性盐和速效磷含量，而土壤全氮含量显著低于紫花苜蓿单播。2021和2022年混播草地0~10cm土层土壤硝态氮含量较紫花苜蓿单播分别显著降低23.09%和23.44%，而土壤蔗糖酶活性较紫花苜蓿单播分别显著增加32.14%和39.68%。两年混播草地较无芒雀麦单播显著提高了0~10cm和10~20cm土层土壤脲酶活性以及0~10cm土层土壤过氧化氢酶和酸性磷酸酶活性，其中2021年0~10cm土层土壤过氧化氢酶和酸性磷酸酶活性较无芒雀麦单播分别增加23.14%和80.32%，2022年分别增加54.56%和62.58%。以上表明，混播草地能够增加牧草产量和资源利用效率，提高土壤含水量、有机碳含量以及土壤脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶和酸性磷酸酶活性。 3.两年施氮处理较不施氮显著提高了总鲜草和总干草产量，其中2021年施氮80kg·hm-2和160kg·hm-2处理的总干草产量较不施氮分别显著增加42.52%和41.43%，2022年两个施氮处理之间差异不显著。2021年5、6、7、9月份以及2022年5月份，施氮80kg·hm-2处理的土壤含水量显著高于不施氮，而与施氮160kg·hm-2差异不显著。两年各施氮水平下的土壤水溶性盐和铵态氮含量无显著差异，而施氮处理的土壤有机碳含量以及脲酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性显著高于不施氮，且两个施氮处理之间差异不显著。2021和2022年施氮80kg·hm-2处理的0~10cm土层土壤酸性磷酸酶活性较不施氮分别提高21.41%和25.32%，但与施氮160kg·hm-2差异不显著。以上表明，施氮可以提高牧草产量和土壤有机碳含量以及土壤脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶活性，但过量施氮（160kg·hm-2）并不能进一步提高上述指标。 4.结构方程模型（SEM）分析结果表明，牧草产量的77.50%能够被利用方式、施氮水平和土壤酶活性所解释。施氮水平、种植模式直接影响土壤酶活性和土壤理化性质，路径系数分别为0.376、-0.661和0.173、-0.312，土壤酶活性和土壤理化性质相互影响，路径系数为0.705。 综上，放牧利用下紫花苜蓿和无芒雀麦混播草地施氮80kg·hm-2能够提高牧草产量，并改善土壤环境，是一种适宜黄土高原地区栽培草地的管理措施。
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