高寒人工草地土壤可溶性有机氮库和无机氮库动态变化

以青海省高寒区人工草地为研究对象,分析土壤可溶性有机氮库和无机氮库含量及其季节动态变化过程,确定牧草不同发育期土壤供氮能力,为研究高寒区人工牧草吸收土壤氮素提供依据.研究结果表明,（1）青海同德暗栗钙土种植禾本科牧草第1 年土壤以硝态氮为主,占54%-59%,其次为可溶性有机氮,占22%-29%,铵态氮最低,仅占17%.1 年人工草地土壤铵态氮含量随生长季延长逐渐增多,9 月最高;土壤硝态氮在6 月返青期最高,随生长季延长下降显著;土壤可溶性总氮和可溶性有机氮在返青期和枯黄期较高,生长旺盛期较低.（2）青海果洛州退化高寒草甸土种植禾本科牧草的人工草地土壤硝态氮和可溶性有机氮占优势,分别占49%和43%,铵态氮仅占8%.1 年人工草地随生长季土壤铵态氮含量逐渐升高,9 月最高;土壤硝态氮在7 月初期最高,随生长季延长显著下降;土壤可溶性总氮和可溶性有机氮在生长季初期（7 月）最高,随生长季延长而降低.表明高寒区人工草地土壤可溶性有机氮是植物可利用氮的重要组成成分,其含量仅次于硝态氮且远高于铵态氮.（3）与1 年人工草地相比较,同德单播禾本科牧草生长3 年后,土壤中植物可利用氮素迅速下降,尤其是硝态氮含量下降近80%,其次铵态氮下降近67%,可溶性总氮下降近60%2.5 倍,仅可溶性有机氮下降不显著.说明单播模式下人工草地土壤有效养分下降是人工草地生产力难以持续的主要原因.（4）在1 年人工草地种植的不同牧草种类的土壤各类氮素均无显著差异;而在3 年草地,冷地早熟禾（Poa crymophila）和星星草（Puccinellia tenuiflora）单播人工草地土壤表层硝态氮显著高于其他种单播人工草地,星星草和多叶老芒麦（Elymus sibiricus）单播人工草地土壤可溶性总氮显著高于其他种类人工草地.初步推断：种植不同牧草可对不同形态土壤氮素产生影响,暗示不同牧草对不同形态氮素的需求存在-定差异性.

青藏高原人工草地土壤可溶性氮组分与植被生产力动态变化过程

氮作为人工草地最为重要的限制性因子,在时间、空间上分布不均匀,且在形态上存在差异,与种植方式及地上净初级生产力(ANPP)存在相关关系。该研究以青海省同德牧场的无芒雀麦(Bromus inermis)、老芒麦(Elymus sibiricus)、垂穗披碱草(E.nutans)、西北羊茅(Festuca ryloviana)、中华羊茅(F.sinensis)、青海扁茎早熟禾(Poa pratensis var.anceps‘Qinghai’)、冷地早熟禾(P.crymophila)、星星草(Puccinellia tenuiflora)8种牧草单播人工草地为研究对象,分析人工草地土壤可溶性氮库季节和年际动态变化过程及与ANPP之间的相互关系。该人工草地种植于2013年,在2014-2016年(二龄、三龄和四龄)生长季6-9月测定土壤铵态氮(NH_(4)^(+)-N)、硝态氮(NO_(3)^(-)-N)、可溶性有机氮(SON)和可溶性总氮(STN)含量,每年9月初测定ANPP,所有样地没有施肥,每年9月中旬刈割,留茬5 cm。研究发现:(1)8种禾本科牧草的ANPP在329.67-794.67 g·m^(-2)之间,其中垂穗披碱草为794.67 g·m^(-2),显著高于其他牧草。(2)在二至四龄人工草地中,土壤NO_(3)^(-)-N、SON和STN含量均显著下降,但NH_(4)^(+)-N含量却显著增加。(3)土壤可溶性氮以SON为主,占STN的45.11%-88.76%(0-10 cm)和47.75%-88.18%(10-20 cm);其次为NO_(3)^(-)-N,占STN的5.81%-34.85%(0-10 cm)和6.08%-40.42%(10-20 cm);NH_(4)^(+)-N最少仅3.41%-22.18%(0-10 cm)和3.09%-19.56%(10-20 cm)。(4)非度量多维尺度分析(NMDS)结果显示,随种植年限的增加,不同禾本科牧草对0-10 cm土壤可溶性氮影响趋于离散,而对10-20 cm土壤的影响则相反,且牧草对土壤可溶性氮含量的影响程度与土壤深度有关。(5)相关性分析表明,土壤SON、STN含量与人工草地ANPP呈正相关关系,与无机氮(IN)含量呈负相关关系。综上所述,三至四龄人工草地增施氮肥是维持草地生产力的关键因素。以上结果为更深入了解青藏高原人工草地土壤可溶性氮动态变化及维持人工草地生产力和稳定性提供了科学依据。