刈割次數(shù)對(duì)天祝高寒草甸醉馬草的影響

景媛媛，魚小軍，徐長(zhǎng)林，金一師，陳陸軍，張建文，楊海磊，肖 紅

（甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 草業(yè)學(xué)院／草業(yè)生態(tài)系統(tǒng)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室／甘肅省草業(yè)工程實(shí)驗(yàn)室／中－美草地畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展研究中心，甘肅 蘭州 730070）

醉馬草（Achnatheruminebrians）為禾本科芨芨草屬多年生草本植物，是我國北方天然草原主要毒草之一。目前，醉馬草在我國北方退化草地中蔓延范圍日益增大，尤其在放牧過重的亞高山及高山草原，分布著大面積的醉馬草群落。由于醉馬草的滋生蔓延使草地面積退化，可利用面積減小，直接影響了草地的質(zhì)量和載畜量［1］。

目前，對(duì)天然草地中雜草－醉馬草的防治手段，主要包括藥物化學(xué)防除、生物生態(tài)防治、人工挖除醉馬草同時(shí)補(bǔ)播牧草和春季焚燒等［2－4］，也有結(jié)籽前刈割的報(bào)道［4］。合理的刈割頻度能促進(jìn)牧草的再生，提高植株地上部分的生物量和質(zhì)量［5，6］；高頻度刈割能夠抑制牧草地上部分［5］和根系的生長(zhǎng)［7］。在刈割過程中，刈割時(shí)間若早于植物種子成熟和落種之前，土壤中得不到成熟種子的補(bǔ)償，長(zhǎng)期刈割可能導(dǎo)致許多草種喪失有性繁殖能力［8］。刈割能夠改變禾草的生長(zhǎng)平衡，改變其競(jìng)爭(zhēng)能力，不同時(shí)期刈割產(chǎn)生效果不同［5］。研究了刈割頻次對(duì)醉馬草植株高度、生殖枝、穗長(zhǎng)、莖重、葉重和冠幅的影響，為高寒草甸醉馬草的防除提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地設(shè)在甘肅省天?？h抓喜秀龍鄉(xiāng)境內(nèi)天色草，甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)天祝高山草原試驗(yàn)站周圍，地理位置為N 37°11′48′′，E 102°47′10′′，海拔2 960m。海拔高、氣溫低而寒冷，晝夜溫差大，日照強(qiáng)烈，水熱同期。年均氣溫－0.3～0℃，最冷月1月－12.2℃，最熱月7月11.3℃，≥0℃年積溫為1 300℃；年降水量416 mm，多集中在生長(zhǎng)期；年蒸發(fā)量1 590mm，約為年降水量的4倍。試驗(yàn)地的草地優(yōu)勢(shì)種為醉馬草，可食性牧草主要以垂穗披堿草（Elymusnutans）、西北針茅（Stipa sareptana）、冷地早熟禾（Poarymophila））、矮生嵩草（Kobresiahumilis）、陰山扁蓿豆（Medicagorutheniavar.inschanica）、賴草（Leymussecalinus）為主。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)天祝高山草原試驗(yàn)站選取具有代表性的地段進(jìn)行了試驗(yàn)，研究樣地面積為50m×50 m，取樣面積為2m×2m。處理設(shè)刈割1次／年（2013年7月12日，抽穗期）、刈割2次／年（首次：2013年7月12日，抽穗期；第2次：2013年8月15日），以不刈割為對(duì)照，每個(gè)處理3次重復(fù)。

1.3 測(cè)定指標(biāo)

株高測(cè)定：在樣區(qū)內(nèi)隨機(jī)選取20株醉馬草植株，用鋼卷尺測(cè)量從地面到植株自然高度的最高點(diǎn)，3次重復(fù)，求平均值。

穗長(zhǎng)測(cè)定：在樣區(qū)內(nèi)隨機(jī)選取20株醉馬草小穗，用鋼卷尺測(cè)量穗長(zhǎng)，3次重復(fù)，求平均值。

生殖枝測(cè)定：在2m×2m樣區(qū)內(nèi)統(tǒng)計(jì)醉馬草生殖枝數(shù)，3次重復(fù)，求平均值。

叢徑冠幅測(cè)定：在2m×2m樣區(qū)內(nèi)用鋼卷尺測(cè)量醉馬草叢徑冠幅大小，3次重復(fù)，求平均值。

草產(chǎn)量測(cè)定：取樣面積2m×2m，3次重復(fù)，齊地面刈割，稱鮮重；同樣的方法測(cè)定可食牧草的產(chǎn)量。

蓋度測(cè)定：采用1m×1m樣方框，用針刺法測(cè)定樣方內(nèi)植物的蓋度，3次重復(fù)。

各項(xiàng)指標(biāo)在植物生長(zhǎng)季末2013年10月5日進(jìn)行測(cè)定。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Spss 13.0 軟件進(jìn)行方差分析，Excel 2003制作圖表。

2 結(jié)果與分析

2.1 刈割次數(shù)對(duì)醉馬草的影響

2.1.1 刈割對(duì)醉馬草株高的影響 刈割對(duì)醉馬草的株高具有明顯的抑制作用。刈割1次／年的醉馬草高度為21.4cm，顯著低于不刈割的醉馬草高度（89.0 cm）（P＜0.05）；刈割2次／年醉馬草的高度為7.3 cm，顯著低于刈割1次／年和不刈割處理（圖1）。刈割2次／年處理的醉馬草高度比刈割1次／年和不刈割處理分別降低了91.8%和76.0%。

圖1 不同刈割次數(shù)下醉馬草高度Fig.1 Height under cutting times of Achnatherum inebrians

2.1.2 刈割對(duì)醉馬草穗長(zhǎng)的影響 刈割能夠顯著降低醉馬草的穗長(zhǎng)（圖2）。刈割1次／年醉馬草的穗長(zhǎng)為8.7cm，顯著低于不刈割醉馬草的穗長(zhǎng)（14.5cm）（P＜0.05）；刈割2次／年的醉馬草沒有花序形成。1次／年的穗長(zhǎng)較對(duì)照縮短了40%。所以刈割可以使醉馬草不再發(fā)育小穗，抑制其種子繁殖蔓延。

2.1.3 刈割對(duì)醉馬草株叢面積的影響 刈割對(duì)醉馬草株叢面積有顯著的影響（圖3）。刈割1次／年醉馬草株叢顯著低于不刈割處理（P＜0.05）；刈割2次／年醉馬草的株叢面積顯著低于刈割1次／年和不刈割處理（P＜0.05）。2次／年和1次／年的刈割處理使醉馬草株叢面積分別較對(duì)照減小了62.2%和18.1%。

圖2 不同刈割次數(shù)下醉馬草穗長(zhǎng)Fig.2 Length of ear under cutting times of Achnatherum inebrians

圖3 不同刈割次數(shù)下醉馬草株叢面積Fig.3 Turf size under cutting times of Achnatherum inebrians

2.1.4 刈割對(duì)醉馬草生殖枝密度的影響 刈割能夠使醉馬草的生殖枝密度顯著降低（圖4）。1次／年的刈割處理下的醉馬草的生殖枝密度為4.8個(gè)／m2，較對(duì)照降低了96.3%，顯著低于不刈割處理（131.6個(gè)／m2）（P＜0.05），2次／年刈割處理下的醉馬草生殖枝密度為0個(gè)／m2。

圖4 不同刈割次數(shù)下醉馬草生殖枝密度Fig.4 Density of reproductive branch under cutting times of Achnatherum inebrians

2.1.5 刈割對(duì)醉馬草蓋度的影響 刈割能夠明顯的降低醉馬草的蓋度（圖5）。刈割1次醉馬草的蓋度為48%，顯著低于不刈割處理的醉馬草蓋度（70%）（P＜0.05），刈割2次醉馬草蓋度顯著低于刈割1次和不刈割處理。刈割1次醉馬草的蓋度較對(duì)照降低了31%，2次刈割醉馬草蓋度較對(duì)照降低了42%。

圖5 不同刈割次數(shù)下醉馬草蓋度Fig.5 Cover under cutting times of Achnatherum inebrians

2.1.6 刈割對(duì)醉馬草地上生物量的影響 刈割顯著影響了醉馬草的地上生物量（圖6），刈割1次／年醉馬草的地上生物量為121.04g／m2，顯著低于不刈割的醉馬草產(chǎn)量（259.26g／m2）（P＜0.05），刈割2次／年處理的醉馬草地上生物量顯著低于刈割1次和不刈割處理（P＜0.05）。

2.2 刈割醉馬草對(duì)可食牧草的影響

2.2.1 刈割醉馬草對(duì)可食牧草鮮草產(chǎn)量的影響 刈割醉馬草使可食牧草鮮草產(chǎn)量明顯地增加（圖7），刈割1次／年處理下的醉馬草可食牧草產(chǎn)量顯著增加（P＜0.05），增幅為45.1%；醉馬草刈割2次／年處理下的可食牧草產(chǎn)量繼續(xù)增加，與不刈割的相比，增幅為47.7%，差異顯著（P＜0.05），但與刈割1次／年處理差異不顯著（P＞0.05）。

圖6 不同刈割次數(shù)下醉馬草干重Fig.6 Dry yield under cutting times of Achnatherum inebrians

圖7 不同刈割次數(shù)醉馬草可食牧草鮮草產(chǎn)量Fig.7 Fresh yield of edible forage under cutting times of Achnatherum inebrians

圖8 不同刈割次數(shù)醉馬草可食牧草蓋度Fig.8 Cover of edible forage under cutting times of Achnatherum inebrians

2.2.2 刈割醉馬草對(duì)可食牧草蓋度的影響 刈割醉馬草能明顯的增加可食牧草蓋度（圖8），與對(duì)照不刈割相比，刈割1次／年處理下的可食牧草蓋度顯著增加（P＜0.05）；醉馬草刈割2次／年處理比刈割1次／年的可食牧草蓋度高，差異不顯著（P＞0.05），但顯著高于對(duì)照不刈割（P＜0.05）。

3 討論

隨著草原畜牧業(yè)的不斷發(fā)展，天然草地漸漸退化，再加上草原大面積醉馬草的分布，形成了醉馬草景觀，取代了優(yōu)良的牧草，直接影響了草原畜牧業(yè)的正常生產(chǎn)活動(dòng)［3］。因此，防除醉馬草的呼聲越來越強(qiáng)烈。20世紀(jì)90年代初，主要采用化學(xué)防治醉馬草并有一定的效果，但也會(huì)使草群中的其他可食牧草受到傷害［9］。草地毒草是草地植被長(zhǎng)期逆向演替的產(chǎn)物，具有抗旱、抗寒、抗病蟲害、耐風(fēng)沙、耐貧瘠等特點(diǎn)［10］。由于化學(xué)防治使得草群其他可食牧草減少在所難免，此項(xiàng)措施只適宜在醉馬草覆蓋度大的地方實(shí)施。人工挖除和焚燒的缺點(diǎn)是破壞草地植被，造成草原沙化、退化和水土流失；化學(xué)滅除缺點(diǎn)是對(duì)毒草和其他可食牧草都具有殺滅作用，大面積使用可造成環(huán)境污染。生物防治由于各物種間的關(guān)系錯(cuò)綜復(fù)雜，如果安全性評(píng)價(jià)體系不完善，一旦引入種導(dǎo)致生物入侵，將會(huì)引起難以預(yù)料的后果［10－12］。試驗(yàn)表明，刈割能顯著降低醉馬草的營養(yǎng)生長(zhǎng)和生殖生長(zhǎng)，提高可食牧草的蓋度和地上生物量。

刈割是一種抑制醉馬草生長(zhǎng)的有效可行的方式，1次／年或2次／年刈割能使醉馬草的高度、生殖枝密度、穗長(zhǎng)、莖重、葉重和冠幅顯著降低，防除效果較好，又不會(huì)破壞草皮，造成水土流失。采用人工挖除＋補(bǔ)播牧草的方式防除醉馬草，優(yōu)良牧草覆蓋度當(dāng)年增加25%～30%，優(yōu)良牧草覆蓋度第2年可提高50%～70%，植被結(jié)構(gòu)組成由原來的醉馬草為主變成了以早熟禾、短芒落草及補(bǔ)播的材料為主的草地［3］。這種方法雖然根除了醉馬草，然而此項(xiàng)工作耗力、費(fèi)時(shí)，大面積實(shí)施比較困難，且會(huì)造成牧草不同程度的破壞，在坡陡的地段容易造成水土流失，同時(shí)也破壞了生態(tài)系統(tǒng)的多樣性，因此，選擇刈割方式防除醉馬草則相對(duì)有效可行。

由于家畜的選擇性采食使醉馬草與優(yōu)良牧草在競(jìng)爭(zhēng)中居于優(yōu)勢(shì)，造成適口性好的飼用植物營養(yǎng)繁殖和種子繁殖能力較低，醉馬草產(chǎn)生大量的分蘗和種子，因此，在放牧壓力越大的牧道兩邊，適口性好的飼用植物優(yōu)勢(shì)度越低，醉馬草的優(yōu)勢(shì)越明顯［13］；而人工的刈割干擾作用使得一些葉面積較大的牧草處于優(yōu)勢(shì)競(jìng)爭(zhēng)［14，15］。通過刈割顯著降低了醉馬草的營養(yǎng)生長(zhǎng)和生殖生長(zhǎng)，顯著提高了可食牧草的蓋度和地上生物量，在刈割2次／年的干擾條件下，醉馬草種子不能成熟；同時(shí)，降低了可食的優(yōu)良牧草與醉馬草的競(jìng)爭(zhēng)，使得可食性牧草在競(jìng)爭(zhēng)中趨于優(yōu)勢(shì)，增強(qiáng)可食性牧草的生長(zhǎng)和繁殖。

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