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荒漠化草原以赖草为优势种草场改良技术研究



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收稿日期:2012-11-22;修回日期:2012-12-19
基金项目:宁夏回族自治区科技攻关计划项目(2011ZYN051)
作者简介:彭文栋(1965 -),男,高级畜牧师,本科,研究方向
为荒漠化草地改良与合理利用、草地生态资源与环境,nxspwd
@ 163. com.
荒漠化草原以赖草为优势种草场改良技术研究
彭文栋1,朱建宁2,王 川2,龚晓德3,陈 斌4
(1.盐池县农牧科学研究所,宁夏 吴忠 751500;2.宁夏农林科学院,银川 750002;
3.盐池县气象局,宁夏 盐池 751500 ;4.银川市金凤区农牧水务局,银川 750002 )
中图分类号:S812. 3 文献标识码:B 文章编号:1004-7034(2013)12 - 0094 - 04
关键词:荒漠化草场;赖草;深翻改良;生物量
摘 要:为了提高荒漠化草原中以赖草为优势种的草场等级,试验采用春旋耕、春深翻和夏深翻改良
草场,以未改良草场作为对照,测定地上生物量、地下生物量、盖度、频率、植被组成等以及与其相对应
的土壤含水量。结果表明:春深翻措施能够使原生植被产量提高 82%,但植被组成更加单一化;夏深
翻措施使原生植被总盖度下降 73. 0%,尤其是根茎型牧草赖草和白草盖度下降 84. 0%,土壤含水量
提高 2. 34 倍;补播新品种的成活率达到 75. 6%。说明在荒漠化草原中以赖草为优势种的草场,采取
春深翻可以“提纯复壮”,实现草产量的进一步提高;采用夏深翻能实现此类草场类型的改变,实现提
高草场等级的目的。
宁夏盐池县地处干旱半干旱农牧交错带,是宁夏
唯一被国家农业部确定的牧区县,草地畜牧业发达。
盐池县荒漠化草场有占总面积 12%左右的以赖草为
优势种的天然草原,采取怎样的改良措施提高产量、
提高草场等级是发展该县草地畜牧业的关键。通过
采用春旋耕、春深翻和夏深翻,以未改良草场作为对
照,测定地上生物量、地下生物量、盖度、频度、植被组
成等以及与其相对应的土壤含水量,为盐池县草地畜
牧业发展提供物质基础和科学依据,现报道如下。
1 研究区自然概况
盐池县位于宁夏回族自治区东部、毛乌素沙地西
南缘,处于鄂尔多斯台地向黄土高原过渡地带。该区
地貌类型复杂,地形起伏较大,土地类型以滩地、平
地、缓坡地、丘陵地、沙丘地为主。由于远离海洋,气
候干燥,降水量少,年平均降水量仅为 296. 5 mm,年
际变化幅度高达 30% 以上,且降水多分布在 7—9 月
份,此时期降水量占全年的 65 % 以上;蒸发量为降
水量的 5 ~ 7 倍;无霜期为 124 d 左右,≥10 ℃年有效
积温为 2 945 ℃左右,年日照时数为 2 867. 3 h,全年
太阳辐射总量为 140 kJ /cm2。盐池地区最主要的气
候特点是风多而大,常出现沙尘暴,最大风力可达 11
级,多集中在 11 月份和翌年 4 月份,主要风向为西北
风,最常见风速为 8 ~ 9 m /s(高处),起沙风速为
4. 83 m /s(高处)。
2 材料与方法
2. 1 试验设计
试验地设在盐池县花马池镇小栋梁村,为天然草
原,海拔 1 375 m。试验设 3 个处理、1 个对照。3 个
处理分别为春旋耕、春深翻、夏深翻,以未改良草场为
对照。
在盐池县旺四滩,在以赖草为优势种的草场采取
夏深翻进行改良,改良方法以垂直西北风的主风带每
50 m为一大带(补播带宽 5 m)、10 m为一小带(补播
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Heilongjiang Animal Science
and Veterinary Medicine № 12 2013
DOI:10.13881/j.cnki.hljxmsy.2013.23.041
2013 年 12 月(上)
带宽 2. 5 m)补播灌木(柠条、杨柴)、高大草本(沙打
旺)和草本(沙芦草、冰草)。
2. 2 测定项目
自地表起每 10 cm 为 1 层,共计 5 层,测定地下
生物量;每个处理及对照在 7 月份和 8 月 15 日各测
定 1 次土壤水分,测定深度为 1 m,分 10 层,每层
10 cm;在每个处理中,随机布设 1 m ×1 m样方,采用
常规方法测定植被组成、密度、盖度、地上生物量。上
述测定项目全部重复 3 次。深翻深度为 23 ~ 25 cm,
旋耕深度为 13 ~ 15 cm。
3 结果与分析
3. 1 不同改良措施对土壤水分的影响(见图 1)
图 1 不同改良措施对赖草草场土壤水分的影响
水分是干旱、半干旱地区植被建设最重要的生态
因子,是植被恢复的限制性因子[1]。土壤含水量是
决定补播牧草成活的关键因素之一。由图 1 可知,春
深翻、春旋耕和未改良草场的土壤含水量非常相近,
并且从地表至地下 70 cm 土壤含水量在 2. 0%上下
波动,尤其是 10,20 cm土层土壤含水量低于 2. 0%,
而 2. 0%的土壤含水量是植物凋萎含水量。这 3 种
处理土壤旱化层深而且含水量低,说明以赖草为优势
种的天然草场不能采取春旋耕和春深翻措施进行改
良。夏深翻措施的地表至地下 70 cm 土壤平均含水
量是未改良草场的 2. 34 倍,为补播新牧草品种创造
了发芽和生长的土壤水分条件。
3. 2 不同改良措施对植被盖度的影响(见图 2)
图 2 不同改良措施对赖草地上植被盖度的影响
在以沙土或沙壤土为主的荒漠化草原中,土壤水
分散失主要有两个途径,分别是植物蒸腾和地表蒸
发。而在同类型草场中植被盖度越低植物蒸腾越小,
土壤含水量越高。由图 2 可知,未改良草场总盖度为
74%,春深翻植被盖度为 75%,夏深翻后降至 20%。
说明夏深翻在一定程度上降低了植被盖度,也就是降
低了植物蒸腾量,提高了土壤含水量,这与不同处理
对土壤含水量影响结果相符。
从图 2 可以看出,春深翻不但没有抑制根茎型牧
草(赖草和中亚白草)生长,反而使其盖度提高了。
这充分说明对以根茎牧草为优势种的草场要“提纯
复壮”采取深春翻是非常有效的。经计算可知,春旋
耕和夏深翻分别使根茎型牧草盖度下降 22% 和
42%,下降幅度最大的是夏深翻。要想改变此类草
场,抑制根茎型牧草生长,应补播其他牧草,夏季深翻
为其创造了条件。
与未改良草场盖度(24%)相比,采取春深翻、春
旋耕和夏深翻 3 种改良措施使多年生牧草的总盖度
分别下降至 4%、15%、12%,分别下降了83. 3%、
37. 5%、50. 0%。春深翻下降幅度最大,这说明采取
春深翻使其他多年生牧草从原生植被组成中消失,使
牧草的组成结构更加趋于单一化。
综上所述,单从不同改良措施对牧草组成变化影
响的方面分析,春深翻可以“提纯复壮”根茎型草场,
但会使这类草场多样性减少。夏深翻可以通过补播
新的牧草品种改良牧草组成,形成新的草场类型。春
旋耕措施则没有采用价值。
3. 3 不同改良措施对地上生物量的影响(见图 3)
图 3 不同改良措施对赖草草场地上生物量的影响
通过各种技术措施不但要提高改良草场产量
(级),而且还要提高其质量(等)。在此基础上使草
场牧草组成结构优化、稳定,这是最终目的。针对以
赖草(根茎型)为优势种的草场改良来说,春深翻使
其产量提高了 81. 0%(由图 3 数据计算而成),但春
深翻后原有的多年生牧草大部分从群落中消减,几乎
剩下单一的赖草种群。这种改良虽然大幅度提高了
产量,但造成植被组成单一、结构不稳定、群落多样性
下降,这种改良措施有待商榷。
采取夏深翻使原生植被总产量下降了 80. 6%,
赖草产量下降 94. 2%。这种夏深翻改良措施使原生
植被产量大幅度下降,尤其是根茎型牧草产量的下降
为新品种的播种创造了有利条件,这与上述从盖度和
59《黑龙江畜牧兽医》科技版
土壤含水量分析的结果一致。
夏深翻、春旋耕和春深翻多年生牧草产量(不含
根茎型牧草)比未改良草场产量分别下降 56. 3 %、
70. 6 %、100 %。也就是单从产量来衡量,夏深翻对
原生植被中的多年生牧草损伤最小。综上所述,在以
赖草为优势种的草场里新增其他牧草新品种,夏深翻
措施效果最好。
3. 4 不同改良措施对植被组成的影响
1)未改良草场原有植被中伴生有猪毛蒿、苦豆
子、披针叶黄花、砂珍棘豆、草木樨状黄芪、细叶山苦
荬、达乌里胡枝子、细叶骆驼蓬、阿尔泰狗娃花;伴生
种中有一个共性就是全部都是轴根型牧草。主要原
因是根茎型牧草地下生物量在各层的根量分布特点
决定的,从地表至地下 20 cm之间的地下根量占总根
量的 82. 1 %。这类草场地下根的分布特点决定了伴
生种必须是从深层土壤吸取水分而得以生存。轴根
型牧草有明显的主根,主根入土深,符合这一要求。
而丛生型牧草地下根的分布特点与茎型相似,都要从
地表至地下 20 cm之间吸取土壤水分,这就形成了矛
盾,导致伴生种没有丛生禾草。在实际补播中不但要
考虑各品种在量方面的科学搭配,更要考虑根的地下
空间分配;因此,干旱、半干旱沙地植被恢复与重建的
成败在很大程度上决定于沙地土壤水分状况和种质
材料的选择[2]。
2)春深翻以赖草为优势种草场的组成发生了明
显的变化。根茎型牧草(如赖草和中亚白草)不但没
有通过春深翻根除,反而生长得更旺盛。赖草在未改
良前密度、盖度和地上生物量分别为 244 株 /m2、
50%、207. 75 g /m2,春深翻后分别为 153 株 /m2、
71%、590. 96 g /m2,形成“一降两升”,即密度下降
37. 3%,盖度提高 42%,产量提高 184. 5%。而原来
伴生的轴根型牧草通过春深翻大部分死亡,尤其是猪
毛蒿在未改良赖草草场的密度、盖度和地上生物量分
别为 198. 5 株 /m2、21. 5%、90. 37 g /m2,春深翻后全
为零。
综上所述,在以赖草和中亚白草为优势种的草场
采用春深翻措施可以大幅度提高草场的产量和盖度;
对轴根型牧草猪毛蒿有清除的效果;对细叶山苦荬、
细叶骆驼蓬、阿尔泰狗娃花和砂珍棘豆都有不同程度
的抑制作用。
3)以赖草为优势种的天然草场采取春旋耕处理
后,15 cm 地下根的重量占根总重量的 70 %以下。
未改良草场植被密度、盖度和地上生物量分别为
198. 5 株 /m2、21. 5%、90. 37 g /m2,而春旋耕后分别
为 43 株 /m2、14. 0%和 25. 92 g /m2,分别下降78. 3%、
34. 8%和 71. 3%。
4)夏深翻使原生植被组成发生了根本性的改
变,主要体现在不论是根茎型还是其他多年生牧草都
大量死亡,有少量的一年生牧草出现。
3. 5 不同改良措施对地下生物量的影响(见图 4)
图 4 不同改良措施对赖草草场地下生物量的影响
植物生长使根层土壤含水量下降,而且由于不同
植物根系分布层不同,在土壤水分利用层次及水量上
也趋于不同[3]。在同一类型草场中地下生物量与地
上生物量呈正相关。
首先,从根的总量来分析,采取春深翻、春旋耕、
夏深翻与未改良草场地表到地下 50 cm 的地下生物
量(鲜重)分别是 2 030. 9,1 476. 2,1 041. 32 ,
1 257. 2 g,分别比与未改良草场提高 61. 5%、
17. 4%、- 17. 8%。春深翻、春旋耕草场地下根总量高
于夏深翻,也高于未改良草场。
其次,不同改良措施地下生物量在层次上进行了
重新分配。从图 4 可以清楚地看出,未改良草场由地
表到地下 10 cm 根量最大。10 cm 以下土层不论采
取哪种改良措施根量都高于未改良草场。春深翻和
春旋耕均使活根重量下移并且总量提高。夏深翻地
表至地下 13 cm根大量死亡,地下生物量低于未改良
草场、春深翻和春旋耕;其他各层生物量均高于未改
良草场,也低于春深翻和春旋耕。
第三,地下 30 cm以下各层 3 类改良措施草场和
未改良草场地下生物量非常接近。这说明无论选择
在什么时间采取什么措施改良,对地下 30 cm以下各
层的生物量影响不大,尤其是春旋耕和夏深翻地下
20 cm以下地下生物量没有多大区别。
综上所述,从地下生物量和各层分布情况可知,
无论采取什么措施改良对草场底层地下生物量影响
较小;而在耕作层无论在什么时间和采取什么措施,
地下根都不同程度地下移;在下移过程中春深翻总量
和 10 cm以下各层地下生物量都是最高的;夏深翻
10 cm以下各层地下生物量在采取改良措施中最低。
以赖草为优势种的草场采取春旋耕、春深翻不能补播
任何新的品种,因地表至地下 20 cm内原生植被根量
很大,从水分角度抑制了补播新品种的发芽和生长。
因而采取夏深翻是补播新品种提高草场等级的有效
措施。
3. 6 不同处理补播改良效果
3. 6. 1 不同改良措施对补播出苗、保苗的效果 见
表 1。
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Heilongjiang Animal Science
and Veterinary Medicine № 12 2013
2013 年 12 月(上)
表 1 不同改良措施草场出苗率、保苗率
措施
出苗率 /%
7 月 25 日 7 月 31 日 8 月 20 日
保苗率 /%
未改良 0 0 0 0
春深翻 0 0 0 0
春旋耕 38. 6 32. 2 12. 6 12. 6
夏深翻 45. 6 80. 4 75. 6 75. 6
注:7 月 18 日为播期。
由表 1 可知,在以赖草为优势种的草场中补播新
的牧草品种以提高其草场的等级,采取夏深翻措施
(在 7 月中下旬和 8 月上旬期间采取开沟深翻)是确
保高出苗率和保苗率的最佳措施。
3. 6. 2 带状深翻补播沙打旺后不同年限草产量的变
化 见图 5。
图 5 草场采取带状深翻补播沙打旺后不同
年鲜草产量变化
由图 5 经计算可知,补播第 5 年草场的鲜草产量
是当年未补播的 6. 37 倍,亩(667 m2)产量达到了
382 kg。
4 结论
对以赖草为优势种的荒漠化草原进行“提纯复
壮”改良可以采取春深翻措施,这种改良方式能使此
类草场的牧草产量提高 81. 0 %。但改良后的草场植
物多样性降低,草场牧草组成更加单一。
如果要在此类草场补播新的牧草品种,提高可食
牧草比例,可以采用夏深翻措施。夏深翻后原生植被
总盖度下降 72. 9%,原植被根茎型牧草盖度下降了
84. 0%,土壤含水量提高了 23. 0%,为补播新品种牧
草创造了条件。
采用夏深翻改良草场,补播新牧草品种成活率达
到 75. 6%,比春旋耕提高 63. 0%。
采取夏深翻垂直主风带的隔带补播,补播带品种
搭配原则是以草为主、灌草结合,实现生态与经济双
赢的效果。补播第 5 年补播草场的产量是未补播草
场的 6. 37 倍。
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(010)
收稿日期:2012-10-17;修回日期:2013-09-03
作者简介:韩玉静(1979 -),女(满族),助理研究员,硕士,研
究方向为草业科学研究,byndkjc@ 126. com.
通信作者:杜广明(1963 -),男,教授,博士,硕士生导师,dug-
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msy@ 163. com.
不同 pH值对猫尾草发育和苗期生长的影响
韩玉静,杜广明,田 婧
(黑龙江八一农垦大学,黑龙江 大庆 163319)
中图分类号:S543 + . 1 文献标识码:B 文章编号:1004-7034(2013)12 - 0097 - 03
猫尾草拉丁学名为 Phleum pratense L,又称梯牧
草,是禾本科猫尾草属多年生疏丛型草本植物,一般
生长 6 ~ 7 年,抗寒性较强,在北方冬季 - 30 ℃仍能
顺利越冬,对土壤要求不严,耐碱性较弱[1]。猫尾草
也是湿润地区的优良水土保持植物,还能吸收和沉积
铅、镉、砷、锌、汞等重金属离子。猫尾草原产于欧、亚
洲温带;欧美各国均有栽培,在原苏联被列为重要牧
草[2];中国东北、华北、西北各省区都有种植,但面积
较小[3]。猫尾草可刈制成干草,饲用价值极高,但未
能广泛推广。
随着大庆畜牧业的不断发展,牧草品质成为制约
其发展的关键性问题。大庆处于低海拔地区,无法排
出嫩江带来的盐碱,盐碱化问题日益严重。据资料显
示,猫尾草在微酸性和中性土壤中生长最好[4]。
目前,国内对猫尾草的研究还处在初级阶段,多
是关于猫尾草的引种、种植、对环境的适应性等方面。
试验通过对猫尾草的千粒重、3 种温度下的发芽率、
最适温度下 5 种 pH 值环境发芽率和株高等指标的
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