我所“禾豆混播對草地土壤肥力、群落結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)力影響”研究取得新進展
氮肥施加可以提高飼草產(chǎn)量和質(zhì)量，但是，化學(xué)肥料的使用增加了飼草生產(chǎn)的經(jīng)濟投資，增加了肥料生產(chǎn)過程中的環(huán)境污染，且長期或大量施用氮肥有可能導(dǎo)致草地植物多樣性喪失。豆科植物由于高蛋白、低纖維含量的特點，被普遍認作高質(zhì)量飼草。而且，豆科植物能夠聯(lián)合根瘤菌固定大氣氮，并通過直接或間接的轉(zhuǎn)移途徑供給鄰居植物生長。這種氮供應(yīng)對比氮施肥更加緩釋、持久，可以在一定程度上降低群落中高肥力競爭能力物種的優(yōu)勢，有益于物種共存和多樣性維持；此外，許多豆科植物還具有深根系特點，能夠增加水分利用深度和土壤水分固持能力；最后，豆科植物枯落物質(zhì)量高、分解快，能夠加快養(yǎng)分循環(huán)過程、快速提高土壤肥力。基于以上優(yōu)點，將豆科植物混播進入禾草草地有巨大的經(jīng)濟和生態(tài)潛力，替代氮肥在提高草地土壤肥力、增加生產(chǎn)力的同時，有利于維持物種多樣性。
利用混播豆科實現(xiàn)草地土壤培肥，及飼草產(chǎn)量和質(zhì)量提升是國內(nèi)外廣泛采取的草地管理措施，對此，國內(nèi)外科研人員已開展了大量研究。然而，以往的研究中很少對禾-豆混播的方式（包括物種組合、禾豆比例）進行比較研究，同時未有研究評價禾豆混播對草地物種多樣性的影響。為此，我所草地農(nóng)牧業(yè)研究組周道瑋研究團隊以松嫩草地為研究對象，通過長期控制實驗，研究了不同禾豆混播方式（組合：羊草-花苜蓿、羊草-胡枝子、羊草-紫花苜蓿、羊草-黃花苜蓿；禾豆比例：1:0、3:1、1:1、1:3、0:1）對草地土壤氮素、土壤水分、物種多樣性及生產(chǎn)力的影響。研究表明混播的豆科物種及其在群落中的相對豐度通過改變土壤水分、生物固氮顯著影響草地土壤氮、物種多樣性和生產(chǎn)力；綜合考量混播收益，羊草-紫花苜蓿為最佳的禾豆混播組合，1:1是最佳的禾豆混播比例；研究結(jié)論證實天然草地中混播豆科植物能夠在有效提高土壤肥力和生產(chǎn)力的同時、保護草地的物種多樣性。
該項研究工作得到了國家973項目及科學(xué)院先導(dǎo)項目支持。相關(guān)成果發(fā)表在國際農(nóng)業(yè)科學(xué)領(lǐng)域主流學(xué)術(shù)期刊Plant and Soil上。我所李強助理研究員為第一作者，周道瑋研究員為通訊作者。
Li, Q., Song, Y., Li, G., Yu, P., Wang, P., & Zhou, D*. (2015). Grass-legume mixtures impact soil N, species recruitment, and productivity in temperate steppe grassland. Plant and Soil, DOI 10.1007/s11104-015-2525-2
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