宁夏荒漠草原撂荒地欧李栽培的饲用价值及对土壤质量影响研究

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宁夏荒漠草原地处重要的农牧交错带,地理位置决定了土地保护的重要性。土地利用方式改变、不合理的开发,城镇化进程加快带来的劳动力迁出等问题,致使原本脆弱的荒漠草原出现大面积土地撂荒,也给该地区带来社会经济和环境保护的双重压力。土壤质量改善和农牧业效益提升显得尤为重要和紧迫。该区域撂荒地生态脆弱、土壤贫瘠、土地改造利用研究基础薄弱、适合种植的优质农林经济植物品种少、效益低。欧李(Cerasus humilis)是蔷薇科樱属小灌木,抗逆性和适应性强,是绿化荒山、治理水土流失的优良生态树种,其茎叶含钙量高、枝条萌发力强、耐刈割,牛羊喜啃食,也是良好的饲用灌木资源。因此,本研究将欧李灌木饲用与撂荒地利用实际需求结合,开展了宁夏荒漠草原撂荒地欧李栽培的饲用价值、与土壤环境的适应性和欧李栽培对撂荒地土壤性质的影响研究,明确了撂荒地栽培欧李具备饲用价值,能够在一定程度上提高撂荒地土壤质量,对促进宁夏荒漠草原撂荒地土壤生态保护和土地效益提升,发挥资源优势,加快欧李灌木饲料资源开发利用具有重要的学术价值和现实意义。主要研究结论如下:(1)宁夏荒漠草原撂荒地栽培的欧李生长适应性强。三个主栽品种叶片SPAD、Pn、Gs、Ci、Tr均为京欧1号>农大5号>农大4号,WUE无显著差异。为了适应撂荒地逆境胁迫,欧李植株体内保护酶活性和抗逆物质对适应性起到了积极作用。农大4号、农大5号、京欧1号饲用性状无显著差异,折合鲜产产量在9.51~10.90t·hm-2,干物质产量5.15~5.74 t·hm2。与欧李生长和饲用性状显著相关的土壤性质有AK、TN、SOC、CEA、PPA、UA、BD、EC、pH。(2)宁夏荒漠草原撂荒地栽培的欧李秋季果实采收后的地上全株干草粉具有饲用价值,三个欧李品种的RFV值较高,农大5号(365.94)>农大4号(279.62)>京欧1号(200.22),CP、EE、NDF、Ca、P等饲用营养物质含量高于玉米、高粱。滩羊瘤胃体外发酵性能稳定,DM、NDF消化率高。Pn、SPAD、WUE和基生枝条高(BH)是影响欧李饲用品质的主要生长因子。与欧李RFV相关性较大的饲用营养物质有CP、Ash。欧李在滩羊瘤胃体外发酵72 h产气量为农大5号>京欧1号>农大4号,产气量随着培养时间的延长而增加,发酵24 h前的产气速率明显高于产气后期。DMD和NDFD说明滩羊瘤胃对农大5号的体外降解率最高,农大4号最低。体外发酵72 h的发酵性能正常。瘤胃发酵液中6个挥发性脂肪酸组分含量及总挥发性脂肪酸、乙酸/丙酸均为农大4号>农大5号>京欧1号。(3)欧李栽培在一定程度上提高了宁夏荒漠草原撂荒地的水土保持能力、生物酶活性和C、N富集能力。欧李林地土壤含水量、pH和BD显著高于长期撂荒地,砂粒含量较低,黏粒增多,土壤SOC、TN、AN、AK等养分含量和UA、CEA、SA、PPA、CA酶活性均较高。与欧李灌丛生长量大,覆盖度高,较浅的根系分布密集有关。(4)宁夏荒漠草原撂荒地栽培欧李林地的土壤质量较高。利用PCA结合Norm值构建了四种土地利用类型土壤质量评价MDS指标有CA、AN、UA、SOC、WC、TN、总孔隙度TPP、砂粒、黏粒。线性L和非线性NL两种评价方法下,SQI均为欧李林地SL>封育草地GL>撂荒地AL>柠条林地FL。TDS和MDS之间的SQI相关系数均是MDS高于TDS,说明基于最小数据集的非线性评分方法计算的SQI变化区间和变异系数相对较大,评价土壤质量更为准确。(5)欧李生长发育改善了土壤微生物环境,影响了土壤细菌、真菌群落组成。与封育草地相比,欧李林地的放线菌门Actinobacteria相对丰度显著高于欧李根际,酸杆菌门Acidobacteria显著高于封育草地,欧李根际的土壤细菌丰富度和多样性均较高。欧李行间H具有最高的真菌属数量,相对丰度>1%的7个真菌属中存在显著差异的有腐质霉属Humicola和Tetracladium。土壤pH、SOC、SA和地上草本层生物量AB-G是调控土壤细菌群落组成的重要环境驱动因子。土壤pH、EC、总孔隙度TP和地上草本层生物量AB-G、J’、H是影响真菌群落组成和多样性的重要限制性因子。撂荒地人工栽培欧李有利于微生物活动,土壤细菌的作用在林地间优于根际和草地,而土壤真菌则是根际优于林地和草地。综上所述,欧李在宁夏荒漠草原撂荒地栽培具有良好的生长适应性且具有较高的饲用价值,可以在该地区与草畜产业结合,作为撂荒地土地利用效率提升、促进撂荒地土壤改良、保护耕地的生态型灌木饲料资源开发利用。
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