在牧草非氮礦質(zhì)養(yǎng)分供給穩(wěn)定性研究方面取得進展
牧草中的礦質(zhì)養(yǎng)分是家畜所需養(yǎng)分的重要來源,因此牧草礦質(zhì)養(yǎng)分的穩(wěn)定供給事關(guān)草原畜牧業(yè)生產(chǎn)。氮素補給是恢復退化草原生產(chǎn)功能、提升草地生產(chǎn)力的有效措施。然而,氮素補給在提高牧草產(chǎn)量的同時,也會改變不同牧草體內(nèi)非氮礦質(zhì)元素的含量,并常導致草原群落中植物物種多樣性的下降。目前尚不清楚氮素補給如何影響牧草群落整體水平的非氮礦質(zhì)養(yǎng)分含量及其供給穩(wěn)定性。
中國科學院沈陽應用生態(tài)研究所沙地和退化草地近自然恢復與多功能提升創(chuàng)新組群依托額爾古納站呼倫貝爾草甸草原氮素化合物添加實驗平臺,開展了長達九年(2015–2023年)的野外控制試驗,基于家畜礦質(zhì)養(yǎng)分需求閾值和二分網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性分析方法,系統(tǒng)探究了草甸草原刈割草地中牧草磷、鉀、鈣、鎂、鐵、錳、銅和鋅等非氮礦質(zhì)元素含量及其供給穩(wěn)定性對不同氮素補給量(0、2、5、10、20?和?50 g N·m?2·yr?1)的響應規(guī)律。研究結(jié)果顯示,氮素添加顯著降低了牧草的標準化非氮礦質(zhì)元素的含量及其預期穩(wěn)定性,并且這種負面影響隨時間推移持續(xù)增強(圖1)。沿氮素添加梯度,植物物種豐富度與牧草的非氮礦質(zhì)濃度和供給穩(wěn)定性之間呈現(xiàn)出正向但趨于飽和的關(guān)系(圖2)。氮素補給通過降低植物物種豐富度,削弱了草地非氮礦質(zhì)養(yǎng)分的供給能力,從而導致牧草產(chǎn)量與非氮礦質(zhì)元素所表征的牧草品質(zhì)之間呈現(xiàn)權(quán)衡關(guān)系(圖3)。這一研究說明維持植物多樣性對于保障天然草原礦質(zhì)養(yǎng)分的穩(wěn)定供給至關(guān)重要。該項研究揭示的氮素補給梯度上牧草產(chǎn)量與品質(zhì)之間的權(quán)衡關(guān)系為刈割草地的養(yǎng)分管理提供了重要參考。
研究結(jié)果以“Nitrogen enrichment threatens non-N mineral nutrition and nutritional stability of forage due to biodiversity loss”為題發(fā)表于英國生態(tài)學會期刊Journal of Ecology。博士研究生張效境為第一作者,呂曉濤研究員為通訊作者。該研究得到國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學基金等項目資助。
論文鏈接:https://doi.org/10.1111/1365-2745.70121

圖1?氮素補給梯度上牧草標準化非氮礦質(zhì)養(yǎng)分含量(MC)和預期養(yǎng)分穩(wěn)定性(MS)的時間變化趨勢

圖2?氮素補給梯度上牧草產(chǎn)量和物種豐富度與牧草標準化非氮礦質(zhì)養(yǎng)分含量(a、c)和預期養(yǎng)分穩(wěn)定性(b、d)之間的關(guān)系

圖3?牧草產(chǎn)量、標準化非氮礦質(zhì)養(yǎng)分含量(MC)和預期養(yǎng)分穩(wěn)定性(MS)在氮素補給梯度上的權(quán)衡關(guān)系
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