施肥是恢复和提升退化草地生产力的重要措施,但单次施肥在时间尺度上对高寒草地植被和土壤质量的影响仍不明确。旨在探究祁连山高寒区建植20年以上的多年生退化禾草混播草地在单次氮磷施肥后对植被和土壤理化性质的持续影响。采用随机区组试验设计,设置四个氮肥水平(N_(0):0 kg N/hm^(2)、N_(1):50 kg N/hm^(2)、N_(2):100 kg N/hm^(2)、N_(3):200 kg N/hm^(2))和四个磷肥水平(P_(0):0 kg P_(2)O_(5)/hm^(2)、P_(1):65 kg P_(2)O_(5)/hm^(2)、P_(2):117 kg P_(2)O_(5)/hm^(2)、P_(3):210 kg P_(2)O_(5)/hm^(2)),氮磷配施组合共16种处理。评估了施肥当年(2021年)和第三年(2023年)的草地生产力和土壤理化特性。结果显示,2021年,高氮水平(N_(3))显著提高地上生物量(AGB),并增加了土壤有机质(SOM)、速效氮(AN)和速效磷(AP)含量;2023年,高磷水平(P_(2)和P_(3))的AGB显著高于其他处理,并显著提升了AN、AP和全磷(TP)含量。氮肥、磷肥分别于AGB、SOM、AN显著相关;磷肥还与AP和TP显著相关;氮磷交互显著影响SOM和全氮(TN)含量;年际分别与AGB、SOM、AN显著相关。2021年,氮肥和磷肥对所有指标均有促进作用;2023年磷肥对AGB、SOM和TN仍有显著促进作用,而氮肥效果不显著,表明磷肥的遗留效应大于氮肥。结构方程模型显示,氮肥对2021年AGB有直接影响,磷肥显著影响2023年AGB,并通过AP等间接提高地下生物量(BGB)。综上,施肥当年氮肥占主导作用,高氮中磷(200 kg N/hm^(2)和117 kg P_(2)O_(5)/hm^(2))模式效果最佳;施肥第三年磷肥的肥效仍在发挥作用,低氮高磷(50 kg N/hm^(2)与117和210 kg P_(2)O_(5)/hm^(2))配施的持续效果更好。综合生态与经济效益,单次高磷与低氮配施可发挥施肥的增产作用和更稳定持续的遗留效应。本研究结果可为高寒地区退化禾草混播草地培育复壮实践提供重要参考。
为探明刈割与施肥影响河西地区豆禾混播草地稳定性的生态学机理,本研究以‘清水’紫花苜蓿(Medicago sativa)、无芒雀麦(Bromus inermis)和长穗偃麦草(Elytrigia elongata)建植的混播草地为对象,设置3个留茬高度(5 cm(A_(1)),8 cm(A_(2))和11 cm(A_(3)))和6个施肥处理(CK(B_(1)),150 kg P_(2)O_(5)·hm^(-2)(B_(2)),75 kg N·hm^(-2)+225 kg P_(2)O_(5)·hm^(-2)(B_(3)),150 kg N·hm^(-2)+150 kg P_(2)O_(5)·hm^(-2)(B_(4)),150 kg N·hm^(-2)(B_(5)),225 kg N·hm^(-2)+75 kg P_(2)O_(5)·hm^(-2)(B_(6))),并对各草种的生态位特征进行了分析。结果表明:相较于留茬高度,牧草重要值对施肥的响应更敏感,然而提高留茬可增加无芒雀麦重要值并控制过高的紫花苜蓿重要值,其中A_(2)B_(3)处理效果最好;A_(1)可增大各牧草生态位宽度,且均在第3茬的A_(1)B_(4)处理最大;紫花苜蓿与无芒雀麦、紫花苜蓿与长穗偃麦草、无芒雀麦与长穗偃麦草间的生态位重叠分别在第2茬的A_(2)B_(6),A_(2)B_(1)和A_(2)B_(6)处理最小。本研究认为:留茬8 cm,施150 kg N·hm^(-2)+150 kg P_(2)O_(5)·hm^(-2)氮磷肥对实现河西地区豆禾混播草地物种和谐共存及群落结构的长期稳定具有良好效果。
