短期羊粪归还对荒漠草地土壤质量的影响

Effects of short-term sheep manure return on soil quality of desert steppe

摘要

放牧家畜的粪便归还在草地土壤养分循环和物理性质改善等方面具有重要作用，但短期家畜粪便归还对荒漠草地土壤质量的影响仍缺乏关注。本研究以宁夏盐池荒漠草地为对象，模拟不同放牧强度下的羊粪蓄积量，探究了4种不同水平的羊粪蓄积量（MN：0 kg·hm^-2 ；ML：4000 kg·hm^-2 ；MM：8000 kg·hm^-2 ；MH：16000 kg·hm^-2）对土壤质量的影响。结果表明：1）羊粪归还2年后，土壤温度随着羊粪蓄积量的增加而升高，但土壤平均温度仅MH显著高于MN、ML和MM（P<0.05）；土壤平均含水量也仅MH显著高于ML和MM（P<0.05）。2）随着羊粪蓄积量的增加，pH值呈降低趋势，但土壤胞外酶活性呈增加趋势。3）羊粪归还促进了土壤大团聚体的形成，而降低了微团聚体的数量，说明土壤团聚体稳定性随着羊粪蓄积量的增加而增强。4）与MN相比，ML、MM和MH显著增加了土壤质量指数（P<0.05）；相关性分析和结构方程模型进一步表明，羊粪归还改善了土壤水热状况，激发了土壤碳氮循环相关酶活性，从而增加了土壤养分的输入及大团聚体的数量，并最终改善了土壤质量。总之，低、中和高羊粪归还量均能够有效改善土壤质量状况，可为退化草地土壤的恢复提供理论依据和实践参考。

Abstract

The return of livestock manure through grazing plays a significant role in grassland soil nutrient cycling and improvement of physical properties. However， the impact of short-term livestock manure return on soil quality in desert steppes remains understudied. This research simulated sheep manure accumulation under different grazing intensities to explore the effects of four manure accumulation levels （MN， 0 kg·ha^-1； ML， 4000 kg·ha^-1； MM， 8000 kg·ha^-1； MH， 16000 kg·ha^-1） on soil quality of a desert steppe in Yanchi， Ningxia. The results demonstrated： 1） After two years of manure application， soil temperature tended to increase with increased manure accumulation level， although the average soil temperature differed significantly only in MH compared to MN， ML and MM （P<0.05）. Similarly， average soil moisture content was significantly higher in MH than in ML and MM （P<0.05）. 2） Soil pH decreased while extracellular enzyme activity increased with increased manure accumulation. 3） Manure return promoted the formation of soil macro-aggregates while reducing the proportion of micro-aggregates quantities， and the soil stability increased with increased accumulation of sheep manure. 4） Compared to MN， ML， MM and MH also significantly enhanced the soil quality index （P<0.05）. Correlation analysis and structural equation modelling further revealed that manure return improved soil hydrothermal conditions， and stimulated enzyme activities related to carbon and nitrogen cycling， thereby increasing nutrient inputs and macro-aggregate formation， and ultimately enhancing soil quality. In conclusion， low， medium and high levels of manure application effectively improved soil quality， providing both a theoretical foundation and practical guidance for restoring degraded grassland soils.

Graphical abstract

关键词

荒漠草原 / 羊粪蓄积 / 胞外酶 / 土壤养分 / 团聚体 / 土壤质量

Key words

desert steppe / sheep manure accumulation / extracellular enzymes / soil nutrients / aggregates / soil quality

草地作为我国主要的植被类型之一，其覆盖面积约达国土面积的40%，在畜牧业生产及陆地生态系统的功能与服务方面，具有重要的作用^［1］。然而，受自然因素与人为因素的双重干扰，草地退化现象日益严重，已然成为我国严峻的环境挑战之一^［2］。过度放牧是造成草地退化的主要因素之一，尤其在干旱半干旱地区，过度放牧使得植被盖度下降，土壤结构破坏，最终造成土壤状况的持续恶化^［3］。然而，通过适当的放牧方式，家畜的粪便沉积和分解可以在草地土壤养分循环和草地恢复中发挥积极作用^［4］。也有研究表明，返还或施用家畜粪便可有效提高草地土壤肥力和生产力^［5］。此外，家畜粪便由于含有高浓度的易分解碳和氮化合物，可为土壤微生物和一些土壤动物提供易于获取的营养物质^［6-8］。因此，放牧过程中家畜排泄物的地表蓄积是一种天然的施肥过程，在土壤质量改善及退化草地修复方面具有重要的意义。

荒漠草地是一种脆弱的生态系统类型，极易受到气候变化及人类活动的影响而发生退化，而土壤养分和水分匮乏是制约其恢复的主要限制性因素之一^［9］。许多学者就荒漠草地的恢复进行了大量研究，如张茹等^［10］发现柠条（Caragana korshinskii）枝条覆盖能显著改善荒漠草地的土壤水热条件，为牧草生长提供良好的环境；南万璐等^［11］证明了围栏封育有利于退化荒漠草地的恢复；苏洁琼等^［12］证实施用化肥对荒漠化草原草本植物的种群密度和生物量亦具有显著的促进作用。此外，一些学者针对家畜粪便归还草地也做了相关研究，包括家畜粪便归还可以提高高寒草地^［13］、典型草地^［14］等不同草地类型的土壤肥力及植被生产力。然而，家畜粪便归还对荒漠草地影响的研究相对缺乏，特别是短期的放牧家畜粪便归还对退化荒漠草地土壤理化性质的影响尚不明确。此外，土壤质量指数（soil quality index， SQI）是将各种土壤属性整合的综合性指标，被广泛应用于评估不同土地管理实践下的土壤质量。目前，大多数评估土壤质量的研究集中于土地利用^［15］ 、土地管理^［16］和植被重建^［17］的影响上，但评估羊粪归还对荒漠草原土壤质量影响的研究较少。有研究表明，土壤质量指数作为评估土壤功能和健康状况的有效诊断指标，可以用来较好地评价退化草地的恢复状况，尤其是荒漠草地对养分添加更加敏感^［18］。因此，本研究设置了4种水平的羊粪蓄积量来探究羊粪归还对荒漠草地土壤质量指数的影响，为退化荒漠草地恢复与可持续管理提供借鉴意义。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

试验区位于宁夏盐池县北部（106°03′-107°47′ E， 37°04′-38°10′ N），草地类型为荒漠草地，海拔为1380~1600 m。研究区是典型的温带大陆性气候，日照充足，但常年干旱少雨，年均降水量250~350 mm，年均气温8.1 ℃，极端最高温度为37 ℃，极端最低温度为-27.1 ℃。土壤质地为砂质壤土，灰钙土。试验样地的主要植物种为牛枝子（Lespedeza potaninii）、蒙古冰草（Agropyron mongolicum）、刺沙蓬（Salsola tragus）、猪毛蒿（Artemisia scoparia）、短花针茅（Stipa breviflora）等。

1.2 样地设置

2020年9月本研究选择了地势平坦且退化程度一致的草地开展试验，采用随机区组试验设计，共设计以下4个处理：1）无羊粪蓄积（0 kg·hm^-2， MN）为对照组，2）低羊粪蓄积量（4000 kg·hm^-2， ML），3）中羊粪蓄积量（8000 kg·hm^-2， MM）和4）高羊粪蓄积量（16000 kg·hm^-2， MH）。其中16000 kg·hm^-2接近于本研究区长期放牧草地在最大放牧强度下的地表羊粪蓄积量15816.8 kg·hm^-2［19］，也接近于国内其他学者所添加的最大羊粪施用量15000 kg·hm^{-2［13-14］}。因此，本试验以16000 kg·hm^-2来模拟重度放牧强度下的羊粪蓄积量，以4000和8000 kg·hm^-2模拟当地轻度和中度放牧强度下的羊粪蓄积量。所施羊粪的有机碳含量为198.55 g·kg^-1，全氮含量为12.27 g·kg^-1。所有试验小区羊粪在2020年9月一次性施入，后期再无额外羊粪施入。以上每个处理4次重复，小区面积为5 m×5 m，每两个小区间距2 m。样地布置完后设置围栏以防止大型草食动物啃食草地对样地造成破坏。

1.3 土壤样品采集及指标测定

2022年7月采集土壤样品。考虑到短期羊粪归还对土壤的影响主要集中于表层，因此每个处理小区按3点法取样，采集0~10 cm深度的土壤样品用于检测。将土壤样品装入自封袋排完气体后，放入装有冰袋的保温箱内，尽快运至实验室。采回的新鲜土样混匀后过2 mm筛，去除石粒、根系等杂质，分成2部分，一部分自然阴干用于土壤的化学性质测定；另一部分暂时储存在 4 ℃ 冰箱内，用于测定土壤胞外酶活性。

土壤水分和温度测定：在2022年4-9月的每月10号进行测定，土壤含水量使用直径为2 cm的土钻采集0~10 cm的土壤样品，立即密封在铝盒中并采用烘干法进行测定^［20］。在测定土壤水分当天的8：00、14：00、18：00分别利用地温计（JZ-TW， 北京九州晟欣）测定0~10 cm的土壤温度并记录。

土壤团聚体测定：采用干筛沙维诺夫法^［21］，首先从土壤自然裂开的纹理处轻轻掰成小块，去掉土壤中残余的石块和植物的根系。然后取500 g左右小土块称重处理，置于套筛上，筛孔大小自上而下的排列顺序为5.00、2.00、0.50、0.25 mm，最后加筛盖和筛底并水平晃动，直至筛上的土块不再下漏为止。土壤筛完后对>5 mm、2~5 mm、0.5~2.0 mm、0.25~0.50 mm、<0.25 mm粒级的团聚体烘干称重并计算各粒级所占重量比例。根据Tisdall等^［22］的分级标准对团聚体进行分级，其中>5 mm、2~5 mm、0.5~2.0 mm、0.25~0.50 mm属于大团聚体，<0.25 mm属于微团聚体。

土壤化学性质测定：土壤有机碳（soil organic carbon， SOC）含量的测定采用重铬酸钾外加热法；土壤全氮（soil total nitrogen， TN）、土壤碱解氮（soil alkali hydrolysable nitrogen， AN）含量采用扩散法测定；土壤全磷（soil total phosphorus， TP）含量采用氢氧化钠碱熔-钼锑抗比色法测定；土壤速效磷（soil available phosphorus， AP）用双酸浸提法测定；土壤 pH采用电位法测定；以上指标的测定方法参照鲍士旦^［23］主编的《土壤农化分析（第三版）》。

土壤胞外酶活性测定：本试验测定了3种与土壤碳循环相关的酶：β-1， 4-葡萄糖苷酶（β-1， 4-glucosidase， GC）、纤维素酶（cellulase， CL）和β-1， 4-木糖苷酶（β-1， 4-xylosidase， XYS），以及3种与土壤氮循环相关的酶：脲酶（urease， UE）、亮氨酸氨基肽酶（leucine aminopeptidase， LAP）和β-1， 4-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶（β-1， 4-N-acetylglucosaminidase， NAG）^［24］。其中纤维素酶活性用比色法测定^［25］；β-1， 4-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶的活性采用比色法通过检测酶水解底物后生成的产物来定量分析^［26］；β-1， 4-葡萄糖苷酶活性测定采用荧光微孔板法，即采用对硝基苯酚-β-D-葡萄糖苷（p-nitrophenyl-β-D-glucopyranoside， pNPG）法^［27］；亮氨酸氨基肽酶活性的测定采用7-氨基-4-甲基香豆素作为底物进行荧光标记^［28］；脲酶活性则采用苯酚钠-次氯酸钠比色法测定^［29］；β-1， 4-木糖苷酶活性测定参考Schmitt等^［30］描述的方法。

1.4 数据分析

采用Excel整理数据，利用SPSS 27.0进行处理间各项指标的单因素方差分析（ANOVA），采用Pearson相关性分析探讨土壤的水热、物理性质、化学性质和胞外酶活性的变化。

土壤团聚体稳定性计算方法如下^［31］：

MWD={\sum }_{i=\mathrm{1}}^n{X}_i{W}_i（1）

GMD=\mathrm{e}\mathrm{x}\mathrm{p}\left[{\sum }_{i=\mathrm{1}}^n\left(W_i\times \mathrm{l}\mathrm{n}{X}_i\right)\right]（2）

式中：MWD（mean weight diameter）为平均重量直径；GMD（geometric mean diameter）为几何平均直径；X_i 为各组分土壤团聚体的平均直径（mm）；W_i 为各组分土壤团聚体所占比例（%）。

土壤质量指数的构建采用如下方法^{［16，32-34］}：首先，选择能够全面反映土壤物理、化学和生物学特性的指标，如土壤养分、酶活性及土壤孔隙度等，这些指标应具有代表性、可测量性、敏感性和相关性^［32］。通过主成分分析和相关性分析，建立最小数据集（minimum data set， MDS），保留解释数据集中至少5.0%方差的特征值>1的主成分（principal component， PC），对于每个选定的主成分，仅选择绝对因子载荷在最大载荷值10%范围内的参数。此外，当在一个PC中保存多个参数时，进行相关性分析以确定其他参数是否冗余。若保留的参数显示出显著的相关性，只有最高加权的参数被保留在PC中。相反，若保留的参数无显著相关性，则所有参数都保留^［33］。然后计算各个指标的权重值，计算方式为各指标公因子方差占所选公因子方差之和的比例^［16］。此外，使用非线性评分函数对土壤指标进行标准化。

S=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{1}+(x/x_{\mathrm{m}}{)}^b}（3）

式中：S是土壤指标得分，范围从0到1；x和x_m分别是每个土壤指标的测量值和平均值；b值遵循“越多越好”的原则，如土壤养分b=-2.5；相反“越少越好”如土壤pH值，则b=2.5^［33］。最后，使用加权求和法计算SQI^［34］。

\mathrm{S}\mathrm{Q}\mathrm{I}={\sum }_{i=\mathrm{1}}^n{W}_i{S}_i（4）

式中：SQI是土壤质量指数，W_i 是指标权重，S_i 是指标得分，n是指标数量。较高的SQI值表明土壤质量较好。

最后采用Origin 2020进行绘图， 并在R 4.4.2软件中，采用“Piecewise SEM”包构建结构方程模型。

2 结果与分析

2.1 短期羊粪归还对土壤水热及土壤胞外酶活性的影响

整体而言，4-9月，土壤温度随着羊粪蓄积量的增加而呈增加趋势；但就平均值而言，与对照（MN）相比，仅高羊粪蓄积量（MH）显著提高了土壤温度（图1a，P<0.05），而MN、ML和MM间的平均土壤温度无显著差异（P>0.05）。4-9月的土壤水分动态变化在处理间变化不显著，仅有MH在7月显著高于其他处理（图1b，P<0.05）。就土壤水分的平均值而言，虽然MH亦显著高于ML和MM，但与MN无显著差异（P>0.05）。

对土壤酶活性的分析结果表明，整体上土壤酶活性随着羊粪添加量的增加而增加，且与未添加（MN）处理相比，3种添加量均显著提高了CL、NAG、GC和UE的活性（图2a， b， d， e；P<0.05）；此外，MH和MM亦提高了土壤LAP和XYS的活性，并以MH处理的值最高（图2c， f）。

2.2 短期羊粪归还对土壤化学性质的影响

土壤SOC、TN、TP和AN含量在处理间呈现出MH>MM>ML>MN的趋势（图3b~e），而AP呈MH>MM=ML>MN的趋势（图3f）。土壤pH在处理间表现为MN>ML>MM>MH的趋势（图3a）。即短期羊粪归还增加了土壤养分，降低了土壤pH，且以高羊粪蓄积量增加养分的效果最佳（P<0.05）。

2.3 短期羊粪归还对土壤团聚体的影响

对土壤团聚体粒级的分析结果显示，相比于对照（MN），3种羊粪蓄积量均显著提高了>5 mm的团聚体数量（P<0.05），而显著降低了0.5~2.0 mm和0.25~0.50 mm团聚体数量（图4a，P<0.05）。此外，与MN相比，MH还显著增加了2~5 mm的团聚体数量（P<0.05），而显著降低了<0.25 mm的团聚体数量（图4a，P<0.05）。然而，处理MH、MM和ML的0.5~2.0 mm团聚体，以及MM、ML和MN的<0.25 mm团聚体数量无统计学差异（图4a，P>0.05）。相比于对照（MN），3种羊粪蓄积量均显著提高了MWD（图4b，P<0.05），同时，与MN相比，仅MM和MH显著提高了GMD，ML与MN间无显著差异（图4c，P>0.05）。

2.4 土壤各理化性质间的相关性分析

相关性分析显示，土壤温度与所有酶活性显著负相关（图5，P<0.05、0.01 或0.001），而土壤水分仅与XYS活性显著正相关（P<0.05）。土壤pH与土壤养分、酶活性和土壤温度显著负相关（图5，P<0.05），而土壤养分指标（SOC、TN、TP、AN和AP）均与土壤酶活性（CL、NAG、GC、UE、LAP和XYS）显著正相关（P<0.05、0.01或0.001）。此外，土壤SOC与SWC（土壤含水量，soil water content）显著正相关（P<0.05）。>5 mm的团聚体与所有测定的土壤养分及酶活性显著正相关（图5，P<0.05、0.01或0.001）。然而0.5~2.0 mm、0.25~0.50 mm和<0.25 mm的土壤团聚体与绝大多数土壤养分和酶活性呈显著负相关（P<0.05、0.01或0.001），而与pH显著正相关（P<0.05、0.01或0.001）。此外，<0.25 mm的土壤团聚体与土壤温度显著负相关（P<0.001）。对于土壤团聚体稳定性指标来说，MWD和GMD与所有测定的土壤养分、土壤温度及酶活性显著正相关（P<0.05、0.01或0.001），与土壤pH值极显著负相关（P<0.001），与0.25~0.50 mm和<0.25 mm的土壤团聚体显著负相关（图5，P<0.05、0.001）。

2.5 短期羊粪归还对土壤质量指数的影响

对所测定的14个土壤指标进行主成分分析，提取了前2个主成分，累积解释度为85.943%。最终脲酶和β-1，4-木糖苷酶被纳入土壤质量指数的构建（表1）。结果表明，与MN相比，ML、MH和MM处理显著增加了SQI（图6，P<0.05）。总体而言，土壤质量指数在羊粪归还土壤的过程中呈上升趋势，排序为MH>MM>ML>MN。

结构方程模型进一步表明，SQI主要受到土壤胞外酶的直接正向影响（图7a，P<0.001），而间接受到羊粪添加、土壤温度和土壤含水量的调控。此外，土壤含水量直接负向影响土壤团聚体稳定性。羊粪添加可以直接影响土壤温度和土壤团聚体稳定性，且羊粪添加一方面可以通过直接影响土壤酶活性，从而影响土壤化学性质；另一方面通过直接影响土壤酶活性，进而影响土壤质量。总之，羊粪添加及土壤胞外酶活性在土壤质量改善方面影响较大（图7b）。

3 讨论

3.1 短期羊粪归还对土壤水热和胞外酶活性的影响

土壤水热是影响荒漠草地生态系统健康发展的关键因素，对维持生态平衡、促进植被生长和应对气候变化具有重要影响^［10］。本研究结果显示，地表高羊粪蓄积量显著提高了土壤温度，这是因为羊粪具有热性肥料的特点，覆盖于土壤后，能够吸收更多的太阳辐射热量，且羊粪中含有丰富的纤维素和微生物，在分解过程中会释放热量，从而提高土壤温度^［35］。因此，羊粪蓄积有利于提高土壤保温作用，尤其在沙地土壤中，昼夜温差大，高羊粪蓄积能够缓冲土壤温度的变化，利于植物的生长发育。然而，土壤温度过高也会增加水分蒸发损失。但值得注意的是，在本研究中，高羊粪蓄积在增加土壤温度的同时亦提高了土壤含水量，这可能是因为高羊粪量蓄积在地表形成一层致密的遮挡物，能够有效降低太阳辐射，并大幅抵消因羊粪蓄积引起的温度增加导致的水分蒸发损失。另一方面，羊粪蓄积地表也能增加对降水的拦蓄作用，以促进水分入渗。刘文谨等^［36］在高寒矿区的研究表明，在高施肥量下，土壤含水量最高，本研究的结果与其相似。

酶活性对土壤水分和温度的变化比较敏感，是土壤质量的重要评价指标之一^［37］。本研究测定分析了参与碳循环的酶如β-1，4-葡萄糖苷酶、纤维素酶和β-1，4-木糖苷酶，以及参与土壤氮循环的酶如脲酶，亮氨酸氨基肽酶和β-1，4-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶^［24］。以上这些酶直接参与土壤碳氮的转化过程，并催化植物产生自身可利用的末端单体^［38］，是评价土壤养分循环，土壤质量改善的有效指标。在本研究中，随着地表羊粪蓄积量的增加，土壤中与碳、氮循环相关的酶活性逐渐增强，这是因为羊粪中含有大量有机物质，能显著提高分解酶的活性^［39］，并为土壤微生物提供大量的底物，刺激微生物分泌酶。此外，土壤温度升高也会影响酶的活性，如本研究中土壤温度与酶活性显著正相关，说明土壤温度的升高有利于酶活性的增加。然而，土壤水分对酶活性的影响比较有限，可能与本试验的年限较短以及羊粪本身的特性有关。

3.2 短期羊粪归还对土壤理化性质的影响

土壤养分是评价土壤健康状况的关键要素，直接影响土壤肥力和生态系统功能^［40］。本研究表明，土壤SOC、TN、TP、AN和AP含量随着羊粪蓄积量增加呈上升趋势。这说明羊粪归还土壤后，能够迅速补充土壤中的碳、氮养分含量。如魏夏新等^［41］和陈源泉等^［42］的研究发现，增施猪粪等有机肥能显著提高土壤全氮和碱解氮含量；陈广娇^［43］研究表明，动物的粪便能增加土壤中碳组分的含量，此外，土壤中的磷素水平也随之升高^［44］。此过程中，酶活性的增强有利于增加对羊粪的分解作用，从而增加土壤养分含量。例如本研究中测定的参与土壤碳氮循环的酶活性与土壤养分含量呈显著正相关关系，而与pH值显著负相关，说明对于偏碱性的荒漠草地而言，羊粪归还于土壤后，其中的微生物能够通过分解代谢活动向土壤释放大量的有机酸类物质以降低土壤的pH值^［35］。并且较低的土壤pH也有利于微生物活性的增强，从而加速SOC等土壤养分的循环^［45］。

此外，羊粪分解过程向土壤输入的SOC等物质与团聚体的形成和稳定密切相关^［46］。在本研究中，羊粪蓄积量的增多显著提高了土壤大团聚体的数量（>5 mm），而降低了微团聚体（<0.25 mm）的数量。尤其是高羊粪蓄积量16000 kg·hm^-2在改善土壤团聚体方面的效果较好，一方面是由于土壤温度升高，酶活性及微生物代谢活动也随之增强，使得短期羊粪归还于土壤能够吸引更多的分解者聚集，并为大团聚体的形成提供胶结物质^［47-48］；另一方面，本研究表明，土壤团聚体稳定性指标（MWD、GMD）随着羊粪蓄积量的增加呈上升趋势，且土壤有机碳与大团聚体显著正相关，而与微团聚体呈显著负相关关系，说明SOC等物质通过与土壤矿质颗粒相结合，形成有机或无机复合体，从而增强土壤颗粒的团聚作用，利于团聚体的形成和稳定^［46］。大团聚体的形成能够提高土壤透气性且加强了对有机碳的物理保护，从而有利于土壤碳的固存。总而言之，地表羊粪蓄积能够增加微生物的代谢活性，促进羊粪的分解及向土壤的养分释放，并且改善团聚体等土壤物理性质，有利于促进退化草地的恢复。

3.3 短期羊粪归还对土壤质量的综合影响

前人研究表明，将土壤物理性质、化学性质和酶活性纳入土壤质量指数的构建能够较为全面地表征土壤质量状况^［32］。在主成分分析中，脲酶、β-1，4-木糖苷酶活性作为SQI强解释力的因子，说明羊粪归还后脲酶对土壤环境的变化极为敏感，其活性的提升能够有效加速氮素从低效形态向高效形态的转化进程，从而显著增加植物可吸收利用氮素的比例，在土壤氮循环与植物营养供给过程中发挥着至关重要的作用^［49］。而对于β-1，4-木糖苷酶来说，其活性的提升促进了土壤碳素循环，进一步证明了荒漠草地的土壤条件得到了有效改善^［24］。本研究发现，低中高羊粪蓄积量均能够显著增强土壤质量。正如结构方程模型显示，羊粪添加一方面可以通过土壤胞外酶直接正向调控土壤质量，另一方面也可以通过影响土壤温度和土壤团聚体稳定性一定程度上间接调控土壤质量。因此，羊粪归还是土壤质量改善的重要措施。尤其对于退化草地的修复而言，较高的羊粪蓄积量能够较好地改善土壤养分匮乏的现状。因此，通过合理的放牧管理措施可以增加牲畜粪便在草地的沉积，且有效补充因动物采食而减少的土壤养分归还。

4 结论

本研究结果表明，短期羊粪归还能够改善土壤温度和水分条件，增加0~10 cm土层土壤胞外酶活性、养分含量、大团聚体的数量、团聚体稳定性以及降低土壤pH值，并最终改善土壤质量。低、中、高羊粪蓄积量（4000，8000和16000 kg·hm^-2）在土壤质量改善方面潜力巨大，可以通过有效改善土壤化学性质和土壤胞外酶活性，促进土壤质量的改善。因此，对于养分匮乏的荒漠草地，应通过合理的放牧管理措施以增加牲畜粪便的输入，同时亦可通过人工添加有机肥的方式来改善土壤质量，以促进退化草地的恢复及提高草地的生产力。本研究只是针对短期羊粪归还探讨了其对表层土壤质量的影响，未来还应继续关注长期家畜粪便归还对深层土壤质量的改善作用，以期为荒漠草地的可持续管理提供理论依据。

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基金资助

宁夏重点研发项目(2021BEG03010)

宁夏重点研发项目(2021BEB04002)

宁夏自然科学基金(2022AAC05013)