我所“禾豆混播對(duì)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(jìn)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(jì)投資，增加了肥料生產(chǎn)過程中的環(huán)境污染，且長(zhǎng)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(diǎn)，被普遍認(rèn)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(zhǎng)。這種氮供應(yīng)對(duì)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(jìng)爭(zhēng)能力物種的優(yōu)勢(shì)，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(diǎn)，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(diǎn)，將豆科植物混播進(jìn)入禾草草地有巨大的經(jīng)濟(jì)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(shí)，有利于維持物種多樣性。
利用混播豆科實(shí)現(xiàn)草地土壤培肥，及飼草產(chǎn)量和質(zhì)量提升是國(guó)內(nèi)外廣泛采取的草地管理措施，對(duì)此，國(guó)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(duì)禾-豆混播的方式（包括物種組合、禾豆比例）進(jìn)行比較研究，同時(shí)未有研究評(píng)價(jià)禾豆混播對(duì)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(tuán)隊(duì)以松嫩草地為研究對(duì)象，通過長(zhǎng)期控制實(shí)驗(yàn)，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(duì)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(duì)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(shí)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(shí)、保護(hù)草地的物種多樣性。
該項(xiàng)研究工作得到了國(guó)家973項(xiàng)目及科學(xué)院先導(dǎo)項(xiàng)目支持。相關(guān)成果發(fā)表在國(guó)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(qiáng)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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