季节性放牧改变大针茅养分回收和根系养分储存并影响其翌年春季返青生长

秋季养分回收是草地多年生植物保存和高效利用养分的关键机制。放牧对植物养分回收的影响可能改变根系养分储存,进一步影响植物在翌年春季的返青生长。多数研究关注于放牧草地植物养分回收和保存,而其对植物在翌年春季返青生长的影响研究则较少。本研究以半干旱草原多年生优势禾草——大针茅(Stipa grandis)为模式植物,具体评估了4种季节性放牧管理下(不放牧、春季放牧、夏季放牧和秋季放牧)大针茅植株水平的养分回收特征(养分回收度、回收效率和回收通量)、根系养分动态,以及翌年植物返青状况,旨在探究植物养分回收、根系养分储存和翌年返青生长对不同季节放牧的响应。研究结果显示,(i)大针茅氮回收效率为51%–66%、磷回收效率为58%–80%,养分回收通量在秋季放牧下最低,在春季放牧下最高。(ii)大针茅根系养分储存特征在夏季放牧下显著降低,在春季放牧下轻微下降,而在秋季放牧下则无变化。(iii)翌年春季大针茅返青生长状况在早春放牧下最佳,在秋季放牧下最差,这一现象主要受土壤水分的影响,而与根系养分储存无关。本研究为深入了解植物养分循环过程,建立草原保护和合理放牧管理制度提供了理论依据。

去叶时间对半干旱草原植物养分回收和干草生产的影响

养分回收是植物养分保存的重要策略,其对环境和管理变化的响应关系到生态系统的养分循环和生产。去叶(刈割)是影响草地植物养分回收和生产的重要途径,而去叶时间的影响尚不清楚。本研究以内蒙古典型草原生态系统为对象,设置早期去叶(生物量高峰期之前)、峰期去叶(生物量高峰期)、晚期去叶(养分回收开始后)和不去叶(对照)4个处理,探讨了去叶时间对植物养分回收和生产的影响。通过测定植物物种和群落水平氮(N)和磷(P)回收特征,量化了植物N、P回收通量以及凋落物归还通量和干草输出通量,并评估了不同去叶时间处理下割草草地系统干草产量和质量。研究结果显示,峰期和晚期去叶降低植物群落N、P回收度,而早期去叶则对二者无影响;不同去叶时间处理下植物N、P回收效率相对稳定,仅晚期去叶降低N回收效率。峰期和晚期去叶降低植物群落N、P回收通量和凋落物N、P归还通量,而早期去叶并不影响这些参数。去叶时间降低植物群落养分回收通量,但未改变植物根系养分储存,说明根系养分吸收增加可补偿养分回收通量的降低。草地干草产量和质量在峰期去叶处理下最高,晚期去叶处理下最低。本研究结果为割草草地生态系统养分循环提供了新见解,通过调整刈割时间可以平衡草原的保护与生产,在植物生物量高峰期之前割草可实现保护和可持续生产的双重目标。