祁連山北麓荒漠草原不同牧草品種的適應(yīng)性研究

李淳玥 甘輝林 馬埡杰 顧新民

摘要 ［目的］篩選適宜的牧草品種和優(yōu)良的混播類(lèi)型，為退化草地的生態(tài)恢復(fù)提供科學(xué)依據(jù)。［方法］在祁連山北麓溫性荒漠草原開(kāi)展了無(wú)芒隱子草（Cleistogenes songorica）、駝絨黎（Krascheninnikovia ceratoides）、沙蒿（Artemisia desertorum）、沙米（Agriophyllum squarrosum）、梭梭（Haloxylon ammodendron）、絹蒿（Seriphidium nitrosum ）、木地膚（Kochia prostrata）、霸王（ Sarcozygium xanthoxylon）和草木樨（Melilotus suaveolens）共9個(gè)品種的補(bǔ)播及混播適應(yīng)性研究，調(diào)查記錄了各品種及不同品種混播組合的生長(zhǎng)高度、覆蓋度、產(chǎn)草量等指標(biāo)。［結(jié)果］無(wú)芒隱子草、沙蒿、沙米的生長(zhǎng)發(fā)育表現(xiàn)優(yōu)于其他品種，草產(chǎn)量較高，分別為6 880.5、5 329.5、5 259.0 kg/hm2，具有較強(qiáng)的區(qū)域適應(yīng)性。沙米+駝絨黎+無(wú)芒隱子草+草木樨的混播組合和無(wú)芒隱子草+沙蒿+駝絨黎+絹蒿的混播組合可以顯著提高草產(chǎn)量，是退化荒漠草地恢復(fù)的最佳混播類(lèi)型。［結(jié)論］無(wú)芒隱子草、沙蒿、沙米的適應(yīng)性好、產(chǎn)量較高，可以作為荒漠草原改良的適宜草種。

關(guān)鍵詞 荒漠草原；牧草；草產(chǎn)量；適應(yīng)性；祁連山

中圖分類(lèi)號(hào) S812? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A

文章編號(hào) 0517-6611（2024）10-0137-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.10.029

Study on Adaptability of Different Forage Species in Desert Steppe of North Foot of Qilian Mountains

LI Chun-yue1，GAN Hui-lin2，MA Ya-jie2? et al

（1.Zhuzhou Forestry Research Institute，Zhuzhou，Hunan 412000;2.Zhangye Grassland Workstation，Zhangye，Gansu 734000）

Abstract ［Objective］In order to screen out the most suitable forage species and the best mixed sowing type，to provide scientific basis for ecological restoration of degraded grassland.［Method］The adaptability research of reseeding and mixed sowing of the 9 species of Cleistogenes songorica，Krascheninnikovia ceratoides，Artemisia desertorum，Agriophyllum squarrosum，Haloxylon ammodendron，Seriphidium nitrosum，Kochia prostrata，Sarcozygium xanthoxylon and Melilotus suaveolens in the temperate desert steppe at the northern foot of Qilian Mountains was conducted.The indexes of growth height，coverage and yield of different varieties and different mixed sowing combinations were investigated and recorded.［Result］The results showed that：the growth and development performance of Cleistogenes songorica，Artemisia desertorum and Agriophyllum squarrosum were better than other varieties，and the grass yield was higher，were 6 680.5，5 329.5 and 5 259.0 kg/hm2，respectively，with strong regional adaptability.Agriophyllum squarrosum + Krascheninnikovia ceratoides + Cleistogenes songorica + Melilotus suaveolens mixture and Cleistogenes songorica+Artemisia desertorum + Krascheninnikovia ceratoides+ Seriphidium nitrosum mixture，could significantly increase the yield of grassland，and were the best type of mixed sowing for the restoration in degraded desert grassland.［Conclusion］The adaptability and yield of the Cleistogenes songorica，Artemisia desertorum and Agriophyllum squarrosum were good，so they could be used as the suitable grass species for desert steppe improvement.

Key words Desert steppe;Forage grass;Forage yield;Adaptation;Qilian Mountains

基金項(xiàng)目 甘肅省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（20YF8FG150）。

作者簡(jiǎn)介 李淳玥（1998—），女，甘肅張掖人，助理工程師，碩士，從事草原生態(tài)保護(hù)與修復(fù)研究。*通信作者，高級(jí)畜牧師，從事草原生態(tài)保護(hù)與草業(yè)技術(shù)推廣研究。

收稿日期 2023-06-19；修回日期 2023-08-07

祁連山是我國(guó)重要的生態(tài)安全屏障，素有“高原冰原水庫(kù)”和“生命之源”之稱(chēng)，同時(shí)也是我國(guó)西北地區(qū)“江河源”、河西走廊水資源安全的戰(zhàn)略基地［1］。祁連山草地資源豐富，不僅為河西走廊的農(nóng)業(yè)和畜牧業(yè)發(fā)展提供了物質(zhì)基礎(chǔ)和能量來(lái)源，更在水源涵養(yǎng)、水土保持、生物多樣性保育等方面發(fā)揮著重要的生態(tài)服務(wù)作用［2-3］。近年來(lái)，受全球氣候變化、草原鼠害危害及人工干擾等的影響，祁連山冰川和雪線不斷退縮，天然林和草原植被均出現(xiàn)了不同程度的退化，不僅嚴(yán)重影響了西北地區(qū)的經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展，并且對(duì)河西走廊的生態(tài)安全有著嚴(yán)重的影響和威脅［4-5］，明確草地生態(tài)系統(tǒng)退化的原因，集成與應(yīng)用草地恢復(fù)與重建技術(shù)，遏制天然草地的退化趨勢(shì)，改善和恢復(fù)草地質(zhì)量已成為當(dāng)前草地生態(tài)恢復(fù)和重建的重要任務(wù)［6］；應(yīng)利用農(nóng)業(yè)改良措施（如補(bǔ)播、松土、輕耙、淺耕）促進(jìn)天然草原的恢復(fù)［7］。但是，目前缺乏適宜當(dāng)?shù)氐膬?yōu)質(zhì)補(bǔ)播牧草，已成為制約天然草原生態(tài)恢復(fù)及畜牧業(yè)發(fā)展的主要因素［4］。因此，筆者在祁連山溫性荒漠草原開(kāi)展9種牧草品種栽培試驗(yàn)，篩選適宜在祁連山區(qū)種植的優(yōu)良牧草資源，以期為祁連山荒漠草原退化草地恢復(fù)與重建、天然草原改良及人工草地的建立提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)自然概況

研究區(qū)位于甘肅省張掖市高臺(tái)縣合黎鎮(zhèn)北山溫性荒漠草原，草原類(lèi)型為沙米+合頭草型，地理坐標(biāo)為39°24′39.39″N，99°52′52.281″E，海拔1 321 m，溫帶大陸氣候，多年平均氣溫7.6 ℃，極端最低氣溫-31.0 ℃（1980年2月4日），極端最高氣溫38.5 ℃（2010年7月16日）。無(wú)霜期年平均175 d，生長(zhǎng)期年平均190 d，年日照時(shí)數(shù)3 088 h，年降雨量104.4 mm。土壤質(zhì)地為沙質(zhì)，主要植被為沙米（Agriophyllum squarrosum）、霸王（Zygophyllum xanthoxylon）、糙葉黃芪（Astragalus pseudoscaberrimus）、中亞紫菀木（Asterothamnus centraliasiaticus）等，植被蓋度為40%。蝗蟲(chóng)輕度危害，為中度退化（沙化）草原，草原利用方式為全年禁牧。

1.2 供試材料

無(wú)芒隱子草（Cleistogenes songorica ）、駝絨黎（Krascheninnikovia ceratoides）、沙蒿（Artemisia desertorum）、沙米（Agriophyllum squarrosum）、梭梭（Haloxylon ammodendron）、絹蒿（Seriphidium nitrosum ）、木地膚（Kochia prostrata）、霸王（Sarcozygium xanthoxylon）和草木樨（Melilotus suaveolens）9個(gè)牧草品種，均采購(gòu)自甘肅華豐草牧業(yè)有限公司。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.3.1 單一牧草品種適應(yīng)性試驗(yàn)。

采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3次重復(fù)，試驗(yàn)小區(qū)面積15 m2（5 m× 3 m），條播，條播間距30 cm，小區(qū)間距50 cm，各重復(fù)間距1 cm，播種深度3～5 cm，于2020年7月10—12日進(jìn)行播種。不同品種的播種量分別為無(wú)芒隱子草22.5 kg/hm2，沙蒿22.5 kg/hm2，沙米22.5 kg/hn2，梭梭15.0 kg/hm2，絹蒿30.0 kg/hm2，木地膚15.0 kg/hm2，駝絨黎15.0 kg/hm2，霸王15.0 kg/hm2，草木樨30.0 kg/hm2。試驗(yàn)區(qū)播種前進(jìn)行生物滅鼠，并設(shè)圍欄保護(hù)。

1.3.2 不同牧草品種混播試驗(yàn)。

不同牧草品種混播組合及播種量共設(shè)5個(gè)處理，即：處理①無(wú)芒隱子草（14 g）+沙蒿（14 g）+駝絨黎（10 g）+絹蒿（18 g）；處理②沙米（14 g）+梭梭（10 g）+霸王（10 g）+木地膚（10 g）；處理③沙蒿（14 g）+梭梭（10 g）+木地膚（10 g）+草木樨（18 g）；處理④沙米（14 g）+駝絨黎（10 g）+無(wú)芒隱子草（14 g）+草木樨（18 g）；處理⑤絹蒿（18 g）+霸王（10 g）+木地膚（10 g）+草木樨（18 g），另設(shè)1個(gè)空白處理（CK）。播種方式為人工條播，播種深度根據(jù)種子大小為2～4 cm，行距30 cm，播種日期2020年5月16日。

1.4 指標(biāo)調(diào)查測(cè)定方法

齊苗后，選擇1 m長(zhǎng)的樣行，調(diào)查出苗數(shù)，重復(fù) 3次。于生長(zhǎng)第2年，觀測(cè)記錄物候期。連續(xù)觀測(cè)調(diào)查2年，選擇具有代表性的植株，總面積約1 m2，利用目測(cè)法調(diào)查各草種的物候期，判斷標(biāo)準(zhǔn)為50%進(jìn)入物候期為準(zhǔn)，每3 d觀測(cè)記錄1次。在牧草生長(zhǎng)盛期，在每個(gè)小區(qū)隨機(jī)選取3個(gè)1 m×1 m的調(diào)查樣方，隨機(jī)測(cè)量10株牧草高度以及不同牧草品種的蓋度和鮮草產(chǎn)量［8］。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2003 和SPSS 26.0軟件統(tǒng)計(jì)分析，差異顯著性采用 LSD檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同牧草品種物候期

不同品種在試驗(yàn)區(qū)正常生長(zhǎng)，播種當(dāng)年，所有品種的牧草依次出現(xiàn)了出苗期、分蘗期、枯黃期3個(gè)生長(zhǎng)發(fā)育期，只有極少數(shù)品種出現(xiàn)了抽穗期，之后因?yàn)樗獌龆蔹S。翌年所有牧草都能完成生育周期，４月中下旬到5月上旬開(kāi)始返青，不同草種品種物候期不一致（表1），出苗時(shí)間最短的僅需13 d，最長(zhǎng)的需25 d，而大多數(shù)牧草在14～15 d 陸續(xù)出苗；出苗后60～75 d進(jìn)入分蘗期。

翌年所有品種的牧草都可以安全越冬，并從自4月中下旬開(kāi)始進(jìn)入返青期，其中，返青最早的牧草品種為無(wú)芒隱子草（4月10日），草木樨返青最遲（4月23日）；抽穗期和開(kāi)花期差異不大，于6月12日—7月15日進(jìn)入抽穗期，在7月下旬至8月中下旬為開(kāi)花期。供試品種成熟期差異較大，最早進(jìn)入成熟期的為駝絨黎（8月30日），最遲的為霸王（9月23日）（表1）。

2.2 不同牧草品種單播農(nóng)藝性狀

相同管理?xiàng)l件下，不同牧草品種均可正常萌發(fā)生長(zhǎng)，但高度、覆蓋度及鮮草產(chǎn)量均存在顯著差異（表2）。種植第1年（2020年），不同牧草生長(zhǎng)高度為10.4～86.9 cm，其中梭梭的生長(zhǎng)高度最高，為86.9 cm，且顯著高于其他品種，木地膚的生長(zhǎng)高度最低，僅10.4 cm；覆蓋度在20.0%～37.9%，無(wú)芒隱子草的覆蓋度（37.9%）顯著高于其他品種（P<0.05）；無(wú)芒隱子草鮮草產(chǎn)量顯著高于其他牧草品種，為5 032.5? kg/hm2，其次為沙蒿、沙米。

種植第2年（2021年）同一牧草品種的高度、覆蓋度及鮮草產(chǎn)量較種植第1年均有所增加。2021年不同牧草品種高度、覆蓋度及鮮草產(chǎn)量均存在差異，差異性與種植2020年相似。其中，梭梭的生長(zhǎng)高度顯著高于其他品種，高達(dá)104.6 cm，木地膚的生長(zhǎng)高度最低，僅32.7 cm；覆蓋度為20.7%～39.9%，無(wú)芒隱子草的覆蓋度（39.9%）顯著高于其他品種（除沙蒿）（P<0.05）；鮮草產(chǎn)量方面，無(wú)芒隱子草、沙蒿、沙米高于其他牧草品種，分別為6 880.3 ?kg/hm2、5 329.7 kg/hm2、5 259.6 kg/hm2，區(qū)域適應(yīng)性強(qiáng)。

2.3 不同牧草品種混播農(nóng)藝性狀

種植第1年（2020年），各混播處理的牧草平均高度、覆蓋度和鮮草產(chǎn)量均顯著高于CK（表3）。處理③的平均高度最高，達(dá)25.3 cm，這是由于該牧草混播組合中有草木樨；處理④的覆蓋度最高（達(dá)58.5%），顯著高于其他處理（38.2%～54.2%），其鮮草產(chǎn)量顯著高于其他處理，為9 633.0 kg/hm2，產(chǎn)量排在其后的為處理①和處理②。

種植第2年（2021年），各牧草品種混播處理的平均高度、覆蓋度和鮮草產(chǎn)量相對(duì)種植第1年均有所增加，且各混播組合的不同指標(biāo)均高于CK（表3）。處理④的鮮草產(chǎn)量最大，達(dá)11 380.9 kg/hm2，其次分別為處理①和處理②，鮮草產(chǎn)量分別為9 697.2和9 534.8 kg/hm2，說(shuō)明處理④、處理①和處理②組合的牧草品種具有較強(qiáng)的適應(yīng)性，適合在當(dāng)?shù)胤N植。

3 討論

通過(guò)觀測(cè)記錄物種的物候期，便于了解物種的整個(gè)生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程及不同發(fā)育期（如萌發(fā)、生長(zhǎng)、開(kāi)花、結(jié)果及果實(shí)成熟等）的發(fā)育規(guī)律，也可以推斷不同物種對(duì)新生境的適應(yīng)性［9］。物候期是評(píng)價(jià)物種適應(yīng)性的重要標(biāo)準(zhǔn)之一［10］。該研究結(jié)果表明，不同品種在試驗(yàn)區(qū)正常生長(zhǎng)，完成整個(gè)生育周期，滿足生產(chǎn)要求。

產(chǎn)草量是衡量和評(píng)價(jià)牧草品種優(yōu)劣及其適應(yīng)性強(qiáng)弱、生產(chǎn)力大小的重要指標(biāo)［11］，與株高、蓋度、分蘗數(shù)、生長(zhǎng)速度等性狀指標(biāo)密切相關(guān)，也是各性狀指標(biāo)的綜合體現(xiàn)［12］，是牧草品種適應(yīng)性評(píng)價(jià)的主要指標(biāo)。通過(guò)連續(xù)2年開(kāi)展無(wú)芒隱子草、駝絨黎、沙米等不同牧草的產(chǎn)草量指標(biāo)的觀測(cè)研究，結(jié)果顯示，無(wú)芒隱子草、沙蒿、沙米的生長(zhǎng)發(fā)育表現(xiàn)及產(chǎn)草量?jī)?yōu)于其他品種，由此表明，無(wú)芒隱子草、沙蒿、沙米在祁連山北麓荒漠草原有較好的生產(chǎn)性能，表現(xiàn)出較好的利用前景。

牧草混播可以發(fā)揮牧草間互補(bǔ)效應(yīng)，增加生物多樣性，提高品種質(zhì)量、抗病性和適應(yīng)性，提高土壤肥力，混播模式也能提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，改善物種間的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，充分利用資源提高生產(chǎn)力［13］，牧草產(chǎn)量是評(píng)價(jià)混播草地基礎(chǔ)生產(chǎn)能力的重要指標(biāo)，明確混播模式下的最佳組合及比例，對(duì)退化草地改良具有重要意義［14］。該研究中，混播組合沙米+駝絨黎+無(wú)芒隱子草+草木樨和無(wú)芒隱子草+沙蒿+駝絨黎+絹蒿的草產(chǎn)量較其他組合和CK差異顯著，是退化荒漠草地恢復(fù)的最佳混播類(lèi)型。

4 結(jié)論

該研究結(jié)果表明，供試的9個(gè)牧草品種在祁連山北麓荒漠草原均能正常生長(zhǎng)發(fā)育，并完成整個(gè)生育周期。其中，無(wú)芒隱子草、沙蒿、沙米的生長(zhǎng)發(fā)育表現(xiàn)及產(chǎn)草量?jī)?yōu)于其他品種，具有較強(qiáng)的區(qū)域適應(yīng)性，可以作為荒漠草原改良的首選草種。混播組合沙米+駝絨黎+無(wú)芒隱子草+草木樨和無(wú)芒隱子草+沙蒿+駝絨黎+絹蒿的草產(chǎn)量較其他組合和對(duì)照差異顯著，可以顯著提高草產(chǎn)量，是退化荒漠草地恢復(fù)的最佳混播類(lèi)型。

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