適宜修復(fù)礦山的多年生牧草品種

包海龍，張健，楊紅艷，金凈，宋曉輝，阿拉塔

［蒙草生態(tài)環(huán)境（集團(tuán)）股份有限公司草原生態(tài)系統(tǒng)研究院，內(nèi)蒙古呼和浩特 010030］

通過對礦區(qū)不同立地條件下適宜鄉(xiāng)土物種的選擇，結(jié)合礦區(qū)當(dāng)?shù)貧夂蚝退疅釛l件，選擇具有耐貧瘠、耐旱、抗寒、抗風(fēng)沙及抗病蟲害等適應(yīng)性強、生長繁殖能力強的鄉(xiāng)土植物搭配種植，并輔以一定量肥料改善土壤，最終達(dá)到礦區(qū)植被復(fù)綠，植被系統(tǒng)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的目的。

本試驗分兩個區(qū)域開展，其一位于鄂爾多斯市東勝區(qū)銅川鎮(zhèn)的民達(dá)露天礦區(qū)，屬丘陵溝壑地帶，海拔1 269～1 577 m，屬于溫帶大陸性季風(fēng)氣候，年均降雨量維持在300 mm 左右。 其特點是冬長夏短，四季分明，夏季溫?zé)?，秋季短促不定、氣溫下降快，冬季寒冷干燥、降水少；其二位于烏海市海南區(qū)駱駝山煤礦，烏蘭布和沙漠的東南緣，為賀蘭山山脈的北端余脈，屬于典型的大陸性氣候，年均降雨量為150 mm左右，其氣候特征是冬季少雪，春季干旱，夏季炎熱高溫，秋季氣溫劇降。

兩地均處于我國西北干旱半干旱區(qū)，且境內(nèi)礦產(chǎn)資源豐富， 資源開采的同時產(chǎn)生了大量的廢棄礦山、矸石山和堆填場，對周邊環(huán)境造成了破壞。 為打造祖國北疆生態(tài)屏障，秉持“綠水青山就是金山銀山”的理念， 筆者選擇適宜的鄉(xiāng)土牧草草種進(jìn)行搭配種植，對礦山進(jìn)行生態(tài)修復(fù)。

針對試驗地的氣候及立地條件，采取草種混播和灌木移栽結(jié)合的方式對礦山邊坡和坡頂平臺實施生態(tài)修復(fù)。播種時間為6 月上旬，播種深度以2～3 cm 為宜。灌木栽植可在春秋兩季進(jìn)行，春季4 月初，秋季10月下旬。 栽植株行距為60 cm （120 cm）×120 cm。1 hm2需要苗木9 000～18 000 株。

1 豆科牧草

1.1 沙打旺（Astragalus laxmannii Jacquin）

沙打旺學(xué)名斜莖黃芪，豆科黃芪屬多年生中旱生草本植物，適應(yīng)性強，抗旱、耐鹽堿且抗風(fēng)沙，是適宜礦山修復(fù)的優(yōu)良牧草之一。 植株叢生，植株高1～1.5 m，枝葉茂盛。 主根粗壯發(fā)達(dá)，入土1～2 m，側(cè)根旺盛，分布在土層30～40 cm 內(nèi)，種子在15～20 ℃時，5～6 d 可發(fā)芽出苗，在pH 值為6～8 的沙壤土中生長最好。播種期為早春，夏季雨季亦可播種，不論何時播種，土壤含水量以15%～20%為宜， 不應(yīng)低于11%。 播種量為3.75 kg/hm2，播種方法以條播、撒播和點播均可，因種子小，頂土能力弱，宜淺播，播后覆土1～2 cm。 播種當(dāng)年，幼苗生長4 片真葉時，可在-30 ℃條件下安全越冬，成株能在-37 ℃的地區(qū)安全越冬，第2 年返青早，生長快[1]。沙打旺是生態(tài)修復(fù)的優(yōu)良牧草之一，營養(yǎng)價值高，調(diào)制干草后，各類牲畜均喜食。 沙打旺是礦山修復(fù)最佳的混播草種之一， 可與禾本科牧草如蒙古冰草、披堿草等混播。

1.2 草木樨[Melilotus officinalis （L.）Desr.]

豆科草木樨屬二年生草本植物，高1～2 m，枝葉茂盛。 具有抗旱、耐寒、耐鹽堿及適應(yīng)能力強等特點。土壤含鹽量為0.4%～0.5%、pH 值為7.5～9.0 時適宜生長。不宜在酸性土壤和低洼積水地種植。耐寒能力強，種子在3～6 ℃時能發(fā)芽， 發(fā)芽最適宜溫度為15～20 ℃，能耐-30 ℃的嚴(yán)寒，并可安全越冬。 抗旱能力強，根系發(fā)達(dá)，根深入土2 m 多，根部含有大量根瘤菌，豐富了土壤肥力。 種子發(fā)芽所需土壤含水率以15%最為適宜。 草木樨種子硬實率高，春、夏及秋季均可播種。 播前要進(jìn)行種子處理，可單播，也可以混播，播種方法以條播、撒播均可，播種量為7.5～11.25 kg/hm2。 據(jù)礦山修復(fù)試驗結(jié)果看，沙打旺與草木樨和冰草混播組合效果最佳。

1.3 檸條錦雞兒（Caragana korshinskii Kom.）

豆科錦雞兒屬強旱生、沙生落葉灌木。 多生于荒漠、荒漠草原地帶的固定和半固定沙地，覆沙戈壁或丘間谷地、干河床邊亦有生長[2]。 叢高1.5～3 m，樹皮呈金黃色，株叢直徑為60～100 cm，枝葉茂密，可以很好地覆蓋地表。 根系發(fā)達(dá)，入土深達(dá)1～5 m，具有根瘤。 檸條錦雞兒抗旱、耐寒且耐高溫，在年降雨量為200 mm 地區(qū)種植能正常生長，冬季-35 ℃低溫的地區(qū)能安全越冬，夏季地表溫度達(dá)55 ℃左右，未發(fā)現(xiàn)日灼現(xiàn)象。 對土壤要求不高，在水土沖刷嚴(yán)重的石質(zhì)山地、黃土丘陵、沙地、荒漠草原、退耕地和礦山修復(fù)等地均能種植。 在巴彥淖爾市烏拉特中旗巴音哈太荒漠草原試驗站種植的檸條錦雞兒， 當(dāng)年株高可達(dá)50～80 cm，地徑0.5～0.6 cm，生長到第3 年平均株高達(dá)2 m。 檸條錦雞兒春季、夏季及秋季均可直播，要求土壤含水率不低于10%。一般在6—7 月雨季搶播，此時水分充足，地溫、氣溫均高，種子出土快，生長亦快。 條播行距1～2 m，播深3～4 cm，播種量為15～22.5 kg/hm2，穴播下種2～25 粒，播后鎮(zhèn)壓即可。

1.4 小葉錦雞兒（Caragana microphylla Lam）

豆科錦雞兒屬旱生植物，高40～70 cm,最高可達(dá)1 m,樹皮呈灰黃色或黃白色；小枝呈黃白色至黃褐色。 根系發(fā)達(dá)，一般入土深度為4 m 左右，側(cè)根發(fā)達(dá)。極耐干旱、耐酷熱、耐寒及抗逆性強。 耐沙埋的能力很強，根系被風(fēng)蝕裸露后一般也能正常生長。 再生力強，對土壤要求不嚴(yán)。生態(tài)修復(fù)播種量為15～22.5 kg/hm2，穴播下種2～25 粒，播后鎮(zhèn)壓即可?；ㄆ跒?—6 月，果期為7—8 月。 多生于草原地帶的沙質(zhì)地、半固定和固定沙丘，以及山坡等處，是修復(fù)治理礦山及退化草地的良好灌木之一。

1.5 羊柴（Corethrodendron fruticosum Pall.）

羊柴學(xué)名塔落巖黃芪，豆科山竹子屬多年生半灌木，株高1～1.5 m，根粗壯，入土深2 m，側(cè)根發(fā)達(dá)，主要分布在15～70 cm 土層中， 根莖粗大， 直徑可達(dá)10 cm，叢幅達(dá)3～5 m?？购的芰?，在≥10 ℃的年積溫為2 300～2 800 ℃、年降水量為150～200 mm 的地區(qū)生長良好，夏季沙丘溫度高達(dá)48 ℃時能正常生長。在50 cm 沙層含水量僅有0.72%的條件下， 仍能存活。 成年植株不怕風(fēng)蝕沙埋，抗風(fēng)能力與沙打旺相當(dāng)?？稍诙?35 ℃的地區(qū)安全越冬[3]。 羊柴可以用種子繁殖，也可以無性繁殖，種子硬實率高，發(fā)芽率低，播種前應(yīng)先行去莢，溫水浸泡、擦傷種皮等處理措施可以提高發(fā)芽率。 可在春季和夏季雨季搶播，采用條播、撒播或穴播均可。 播種深度為3～5 cm，播種量為11.25～15 kg/hm2，播后覆沙。 移苗栽植以春季為主，栽植多用1～2 年生苗木，株行距1 m×2 m～2 m×2 m。礦山修復(fù)時和禾本科牧草混播利用效果最佳。

1.6 紫花苜蓿（Medicago sativa L.）

豆科多年生牧草，抗逆性強、適口性好，有“牧草之王”的美稱[4]。 除了可以作為飼草，還可以通過共生固氮來獲取空氣中的氮，增加土壤肥力，提升豆科牧草的產(chǎn)量和營養(yǎng)品質(zhì)。 紫花苜蓿喜溫暖半干半濕氣候，在年降雨量為250～800 mm、無霜期100 d 以上的地區(qū)均可種植， 最適宜的生長溫度為日均15～22 ℃。紫花苜蓿適宜春、夏及秋三季種植，以春、秋播種最好。 紫花苜蓿種子細(xì)小，在播種前，可將處理好的種子按1∶1 的比例加入細(xì)沙土或炒熟的谷子，拌勻后播種，可節(jié)省種子，并使播種均勻。 播種方法一般采用條播。小壟條播行距為30 cm 左右， 植株茂密能夠蔭蔽雜草； 大壟條播行距為40～50 cm， 便于中耕除草和施肥。播種量為15～22.5 kg/hm2，播種后覆土2～3 cm。出苗后可查苗補種，確保適宜的種植密度。

2 禾本科牧草

2.1 蒙古冰草（Agropyron mongolicum Keng）

蒙古冰草學(xué)名沙蘆草，是冰草屬多年生旱生優(yōu)質(zhì)牧草。 植株直立，高20～60 cm，有地下莖，根系發(fā)達(dá)，具有長而密實的須根，具有沙套，根深達(dá)100～150 cm，集中分布于20～60 cm 的土層中[5-6]。 在內(nèi)蒙古西部地區(qū)4 月初返青，5 月底—6 月初出穗開花，7 月下旬—8月初種子成熟，具有抗旱、耐寒及耐風(fēng)沙的特點，生命力強，春季根系被大風(fēng)暴露2/3 的情況下，仍能存活，正常開花結(jié)實。 蒙古冰草在礦區(qū)生態(tài)修復(fù)中具有極強的適應(yīng)性，適宜和豆科牧草混播利用。

2.2 沙生冰草[Agropyron desertorum （Fisch.）Schult.]

禾本科冰草屬多年生草本植物，稈成疏叢，直立，葉片多內(nèi)卷成錐狀。 多生于干燥草原、沙地、丘陵地、山坡及丘間低地，為優(yōu)良牧草，各種家畜均喜食。 在自然年降水量150～400 mm 的地區(qū)正常生長。 可在-40 ℃的低溫下安全越冬，且返青早。 播種期4 月底至8 月初均可，最好在6—7 月雨季播種，可保證抓苗保苗。條播行距30 cm，播種量為30 kg/hm2，播深2～4 cm。沙生冰草屬典型的草原型廣幅旱生植物，具有發(fā)達(dá)的根系，而且根系外有沙套保護(hù)，表現(xiàn)出極強的抗旱、抗寒和固沙能力。 葉片窄小且內(nèi)卷，干旱時氣孔閉合，干旱嚴(yán)重時生長停滯，但葉片仍保持綠色，遇雨水即可迅速恢復(fù)生長。沙生冰草是中國栽培植物中最耐干旱的禾本科牧草之一，是防風(fēng)固沙、保持水土等兼用植物。

2.3 披堿草（Elymus dahuricus Turcz.）

禾本科披堿草屬多年生叢生草本植物， 稈成疏叢，直立，高可達(dá)140 cm，葉鞘光滑無毛；披堿草營養(yǎng)枝條較多，飼用價值中等偏上，各種家畜均喜采食，抽穗期至始花期刈割調(diào)制的青干草，家畜亦喜食。 春、夏及秋三季均可播種。 條播行距為15～30 cm，播種量為15～30 kg/hm2。披堿草苗期不耐雜草，可在分蘗期前后除草1 次。 拔節(jié)期進(jìn)行第1 次中耕，促進(jìn)幼苗迅速生長。 與豆科或其他禾本科草進(jìn)行混播用于放牧。 披堿草是一種很好的護(hù)坡、水土保持和固沙植物，也是山地草甸、草甸草原或河漫灘等天然草地適宜條件下補播的主要草種。

3 藜科牧草

3.1 華北駝絨藜 [Krascheninnikovia arborescens（Losinsk.）]

藜科駝絨藜屬灌木，抗旱、耐寒、耐瘠薄、耐風(fēng)蝕及繁殖能力強， 為我國特有植物。 根系分布在0～40 cm 的土層內(nèi)，以0～20 cm 居多，根長為株高的3～4 倍，地下生物量為地上生物量的2～3 倍。 其主側(cè)根在土層中能形成縱橫的網(wǎng)絡(luò)，可吸收土壤中不同層次的水分和養(yǎng)分。 春季返青早，秋季枯黃晚，生長期長達(dá)180～200 d，8 月初開花，10 月初種子成熟。

駝絨藜播種方法很多，可根據(jù)具體情況因地制宜選擇方法[7]。礦山修復(fù)工程中可以采用條播、撒播及點播等方法。 播種量為30～45 kg/hm2，或采用“育苗栽植”的方法，栽植可在春、秋兩季進(jìn)行，春季4 月初或秋季10 月下旬栽植，當(dāng)年苗高可達(dá)40～60 cm。 栽植株行距為60 cm×120 cm， 通常1 hm2需要苗木15 000～18 000 株。

3.2 木地膚[Kochia prostrata （L.） Schrad.]

藜科地膚屬多年生、超旱生及小半灌木植物。 株高10～60 cm， 莖自基部叢生， 從根莖上分枝20～80條。 具有十分發(fā)達(dá)的根系，主根粗大，側(cè)根發(fā)達(dá)，抗旱、耐寒能力強，返青早，生長期長達(dá)200 多天。7 月開花，9—10 月種子成熟。冬季在-35 ℃仍能安全越冬，夏季土表溫度為67 ℃時，未見植株有燒傷現(xiàn)象。 土層30 cm 內(nèi)、總鹽含量為0.5%以下時生長良好[2]。 在年降水量為150～250 mm 的荒漠草原地區(qū)可在雨季搶播。 20世紀(jì)80 年代在烏拉特中旗巴音哈太荒漠草原試驗站，7 月份降雨不足15 mm 的情況下?lián)尣ィ雒缌己?，秋季苗?～10 cm，能安全越冬。 礦區(qū)修復(fù)可采用直播或植苗移栽的方法。 直播可在7 月雨季搶播，播種方式采用條播和撒播均可，播種量為22.5～30 kg/hm2。植苗移栽多在春季和秋季進(jìn)行，植苗株行距1 m×1.5 m為宜，1 hm2需苗量19 500～21 000 株。

4 菊科植物

沙蒿（Artemisia desertorum Spreng. Syst. Veg.）菊科蒿屬半灌木，植株高30～70 cm。 主根明顯，木質(zhì)或半木質(zhì)化，側(cè)根少數(shù)，主根在0～20 cm 土層生物量最多。莖部生長不定芽，當(dāng)植株被風(fēng)吹倒或沙埋時，靠地面的不定芽可以發(fā)芽生根，繼續(xù)生長。 種子粒小，種皮有一層黏質(zhì)膠體，遇水能與沙粒黏結(jié)成團(tuán)，能夠抵御風(fēng)吹，有利于發(fā)芽。 沙蒿是防風(fēng)固沙先鋒植物種，在礦山修復(fù)中多與檸條錦雞兒混播，可以有效固定土壤和積累養(yǎng)分，同時沙蒿也是中國西北、華北和東北荒漠、半荒漠地區(qū)晚秋和冬春特有的濟(jì)困牧草。