全 文 ：第 7 卷
V o l
.
7
第 2 期
N o
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2
草 地 学 报
A C T A A G R E S T IA S IN ICA 糕年 6 月1 9 9 9
蒙吉陕三省半干旱区退化草原改良配套技术研究 ’
马志广 陈敏 聂素梅 王育青 l习志坚 安渊 杨志伟
(中国农业科学院草原研究所 , 呼和浩特 0 1 0 0 1 0)
摘要 : 本课题在内蒙古 、吉林和陕西三省区八个试验点 , 经三十年的试验研究 , 总结出一套
退化草原改良技术 。 试验结果表明 , 在干旱及半干旱草原地区影响牧草产量的最基本因素是土
壤水份的缺乏 。 基于上述生态学原理 , 东北西部及 内蒙古东部地区 , 在以根茎禾草为主的退化草
原用浅耕翻法改良 ;在内蒙古高原中部以丛生禾草为主的典型草原用松土法改良; 在内蒙古西
部和陕北黄土高原撂荒地用补播法改良 。 新研制的 g S S B 一 1 . 75 型和 g S F 一 2 . 45 型两种草原松
土补播机以及在 “八五 ”期间研制的草原改良多用机均可在天 然草原作业 , 使开沟 、松土 、播种 、
施肥和镇压一次完成 , 使用稀土 、根瘤菌 、保水剂研制成的种子丸衣均可提高保苗率 。 目前推广
面积 1 5 . 5 万公顷 。 1 9 9 5 年国家科委批准为国家级科技成果重点推广项目(96 1 4 0 6 0l A ) 。
关扭词 : 草原改良 ; 松土 ; 补播 ; 浅耕翻
1 前言
据美国家畜管理局 1 9 7 5 年调查 , 美国的退化草场已达 3 % 。 所 以美国农业研究 局
(A R S) 1 9 9 2一 19 9 8 年农业研究执行计划中植物生产力项 目的研究重点是 “建立干旱和半干
旱地区有效水份利用的生产系统模型 ” (中国农科院科研管理部 1 9 4 ) 。 不难看出 , 发达国家
的草地改 良技术同样是以有效利用天然降水为核心 , 结合各地 区土壤 、气候 、植被组成等特
点 , 选择和培育适宜干旱地区补播和建立人工草地的草种 , 加强保护 , 适度开发利用 , 建立各
种利用模型 , 以保持草地畜牧业的可持续发展 。
由于过度放牧 、垦荒 、挖药材及采矿业 、旅游业的发展 , 我国退化草原面积 已达 8 7 0 0 万
公顷 , 占全国草原面积的 21 % , 与六十年代相比 , 产草量下降 30 ~ 50 % , 植被盖度降低 , 生态
环境恶化 。 1 9 9 4 ~ 1 9 9 8 年在我国中西部地区包括甘肃 、宁夏和内蒙古阿拉善盟出现三次沙
尘暴 (1 9 9 4 年 4 月 6 日 、 1 9 9 5 年 5 月 1 6 日和 1 9 9 8 年 4 月 2 0 日 ) , 1 9 9 5 年风力 8一 1 1 级 , 风
速 20 ~ 31 米 /秒 。 刮走饲草 70 万千克 , 埋没供水井 6 59 眼 , 6 0 0 0 株大树被刮倒 , 死亡和失踪
牲畜 12 万头只 (许奇 , 1 9 9 7 年 ) , 直接经济损失达 5 6 3 0 万元 。
草原退化 、荒漠化是一个大趋势 , 各国政府和科学家都在探索退化草地改良的理论和方
法 。 前苏联于 1 9 8 5 年在西伯利亚黑钙土地带用浅翻 (S ha U o w c ul ti va ti o n) 方法改 良根茎禾
草无芒雀麦为主的草场收到 良好的效果 。 美 国土壤保持 局 1 9 7 5 年在怀俄明州东部用松土
(c ou nt
e : fa r o w ing )方法改 良草场 。 新西兰 、澳大利亚和 日本一些大学和研究机构也在探索
补播改良退化草场技术 。 任继周 (1 9 5马年 )利用划破草皮改良高山草甸取得了明显效果 。 目
前中国农科院草原所还在与美国农业部自然资源保护局开展“中美牧草种质资源联合评价 ”
本研究为农业部重点研究项 目 , 已获农业部科技进步奖 , “九五 ”期间在内蒙古草地绵羊 、肉牛持续高效综合发展
技术研究专题中已获得新进 展 。 孟宪松 、昊立带和林小泉同志对本项 目给予的指导表示诚挚的谢意
草 地 学 报 19 9 9 年
的研究 , 通过两国牧草种质资源的联合评价 , 筛选出适合中国和美国半干旱区天然放牧地的
保护 , 盐渍荒地的改良利用提供互补优 良草种 (谷安琳 , 1 9 8 ) 。
2 材料与方法
2
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1 自然概况
试验区东起海拔 5 0 m 的松辽平原 , 向西经海拔 1 2 0 0 m 的蒙古高原到海拔 1 5 0 o m 的黄
土高原 。 地处北纬 38 。~ 5 1 “ , 东经 1 1 0 ~ 1 2 30 之间 。 属欧亚草原的一部分 。 年均气温 5 ~ S C ,
) lo C 积温 2 6 0 0 一 3 1 0 0 C , 年均降水量 2 0 0一 so o m m , 湿润度 0 . 3一 0 . 5 , 属温带半干旱至半
湿润气候区 。
2. 2 试验地点
本研究设试验点八处 , 东起松辽平原的 白城地区 , 向西依次为赤峰市 巴林右旗 、锡林郭
勒东乌旗 、阿巴哈纳尔旗 、阿巴嘎旗 、乌盟和林格尔县 、达茂旗以及陕西榆林地 区 。
2
,
3 试验设计
2
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3
.
1 浅耕翻改 良草原试验主要在吉林省白城地 区羊草杂类草草甸草原和赤峰市短角牛
场河漫滩羊草+ 芦苇 + 无芒雀麦草甸草原 。
2
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3
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2 松土试验在内蒙古高原大针茅草原和短花针茅荒漠化草原进行 。
2
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3
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3 补播试验主要在内蒙古乌盟和林格尔县及陕西 省榆林地区黄土高原风蚀沙地进行 。
2
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4 草原改 良机具的选择
2
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4
.
1 浅耕翻 用铁牛 5 马力拖拉机悬挂三桦犁作业 , 选择在以根茎性禾草为主的草原
进行 , 雨季作业 , 耕深 15 一 20 o m 。
2
.
4
.
2 松土 用白城地区农机所研制的 gS F一 2 . 45 型松土机在根茎禾草或丛生禾草草原
进行 。
2
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4
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3 补播 用草原所研制的 g SS B 一 1 . 75 型补播机在半荒漠和黄土高原风蚀沙地进行 。
2
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5 测试项 目
,
, 、 _。 且 。 , 湿土重 (g )一干土重 (g ) 、 , , 八 八 。 /2. 5 · ‘ 土壤含水量% 一~ 畏惫重帷护~ X ‘0 0 %
2
.
5
.
2 土壤容重 ~ 干土重 (g )土壤体积 (e m 3 )
2
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5
.
3 土壤孔隙度% - x 1 0 0 % (土壤比重取 2 . 6 5)重一容一比
2. 5. 4 土壤紧实度 由农业部农机鉴定站测定
2
.
5
.
5 土壤 N 、 P 、 K 、有机质由本所分析化验室分别用氮自动分析仪 、紫外分光光度计和火
焰光度计 (上海 6 4 0 0 型 )测定 。 有机质按常规法测定 。
, : 、一 一 H , + C ‘十 D , + W ‘
2
.
5
.
6 优势度 ~—~ 一 ~ 一 ~ 。。 , 咨 ~ 4H ‘为相对高度 , 即在样方 内该种的平均高度 (3 一 5 株 )与最高植物的高度之 比 。D ‘为相对密度 , 即该种在样方内的个体数与样方内全部植物的个体数之比 。C ‘为相对盖度 , 即该种在样方内的盖度与样方内群落总盖度之比 。W ‘为相对生物量 , 即该种在样方内的生物量与样方内群落总生物量之比 。
2
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6 草原浅耕翻改良试验于 1 9 7 2 年开始 。 补播和松土改良试验于 1 9 7 9一 1 9 8 8 年进行 。 每
第 2 期 马 志广等 : 蒙吉陕三 省半干旱区退化草原改 良配套技术研 究
年 8 月 15 日进行野外调查测产和室内样品分析 。
3 结果与分析
3
.
1 草原浅耕翻改 良试验
羊草江勺。us ch ine ns 钻 )草原是欧亚东部特有的一个群落 , 广泛分布于前苏联外 贝加
尔 、蒙古人民共和国东部及我国东北三省和内蒙古高原东部 , 面积约 42 万 k m , , 在我国约 21
万平方公里 。 羊草群落的建群种和优势种主要有 : 贝加尔针茅 (S tiP 。 b。ica len sl : ) 、大针茅
(5
.
g ra n d is )
、冰草 (A g r o Pyro n c r is ta tu m ) 、 蓓草 (K o e le r ia c r ista ta )和隐子草 (Cl e is to g e n e s
so n g or ic 。 )等 。 据李博等 1 9 7 9 年在呼伦贝尔牧业四旗调查 , 过度放牧草原的羊草几乎消失 ,
取而代之的是马蔺和寸草苔 (C a re x d u ri us cu la )等牧草 。 1 9 5 7 年测定时鲜草产量 6 0 o o k g /
h m
Z , 1 9 9 4 年为 1 1 2 5 k g / hm Z , 2 0 年间产草量下降了四倍 。
3
.
1
.
1 浅耕翻后土壤养分及物理状况变化 退化羊草草原土壤紧实 (3 . 7 9 /c m , ) , 孔隙度
小 , 含水量低 。 通过测定 , 草原耕翻后第二年土壤含水量比未耕翻者增加 8 . 6 ~ 1 98 . 0 % ; 孔
隙度增加 19 . 5 % 。 据吉林省镇贵县试验测定 , 浅耕翻草原土壤有机质比对照增加 4 . 2 % , 速
效养分 N 、P 、K 分别增加 2 1 . 4 4 % 、 9 . 8 5 %和 8 . 3 1 % 。
3
.
1
.
2 群落组成及优势度变化 从表 1 可以看出 , 耕翻前 为丛生禾草羊草杂类草草原 , 羊
草在群落中占第 4 位 , 而耕翻后则演变为羊草杂类草草原 , 根茎型羊草上升到第一位 , 而且
群落中还出现小叶锦鸡儿 (Ca r a g a n a m icroP 勺lla ) 、阿尔泰狗娃花 (H e t eroP aP u : 。zt。 ic u : ) 、
达乌里芯芭 (伪m ba r ia c a h u r ic a ) 、木地肤 (K o e hia Pro s tra t a ) 、麻黄 (EP h e d ra s in ic a )等 , 更丰
富了群落组成成分 。
表 1 群落物种优势度比较
T a ble 1 T h e eo m p a r a tio n o f d o m in a n e e a m o n g s p e e ie s in e o m m u n it y
植物名称
P la n t n am e
天然草原 浅耕翻草原
T illa g e d n a t u r a l g r a s s la n d
优势度
DO m i
n a n e e d e g r e e
顺序
O r d e r
优势度
D o m in a n e e d e g r e e
顺序
O r d e r
糙隐子草
大针茅
冷 篙
羊 草
知 母
花首偕
葱 属
冰 草
寸草苔
Cl
亡is to g 亡n e s s q u a r ro s a
S t动a g r a
A
r t召m is ia
n
d is
fr 嘴td a
Z为n , u s 。人; n o n si、
A 冷 e n Za r r人e n a u sP人o d e lo id 尸s
材亡d 矛c a g o r Z‘t力e n 之e a
A ll
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A g 八尽。 rt) n c r 矛s za t之之n z
C “ r e了 d u r 尹1‘万‘z￡la
3 0
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5
9 6
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IQ白,’†…j月1CO门
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3
.
1
.
3 群落生物量变化 从表 2 可以看出 , 典型草原浅耕翻后增产 6 4 . 4 % 一 9 . 8 % , 草甸
草原增产 90 . 2 % 。 吉林省白城地区盐湿草甸草原因过度放牧利用 , 退化严重 , 产草量很低 ,
浅耕翻后增产 1 47 . 1 % , 增产幅度较大 。
9 8 草 地 学 报 1 9 9 9 年
表 2 不同草原类型耕翻后产草t 动态 (l , 72 ~ l , 87)
T a ble 2 T h e e ffe e t o f s h a llo w
一 tilla g e o n fo r a g e y ie ld a m o n g d iffe r e n t g r a s s la n d typ e s (19 7 2 ~ 1 9 8 7 )
试验地点 草原类型
S it e fo r e x Pe r im e n t G r a s sla n d tyPe
测产年限
Y e a r s te s t e d fo r
fo r a g e yield
对照
e k
(k g / hm Z )
耕翻草原
Plo w
增产%
In e r e a s ed
b y Plo w
东乌旗
1沁 n g w u
锡林浩特
X ilin ho t
短角牛场
Sho r t ho r n fa rm
白城地区
W h it e eiry
典 型草原大针茅(S tiP a g , a n d is ) + 羊草
(肠 , m a s c h i, , n s i, ) S t e PPe
典型草原大针茅 (St 小“ g ra , d is ) + 羊草
(众夕m u s c h i” e , 5 15 ) S te p p e
草甸草原
M e a d o w
盐湿草甸草原
Sa l
t m e ad o w
90 5
.
0
6 6 1
.
5
1 1 70
.
0
1 3 2 1
.
5
64
.
4
9 9
.
8
2 3 0 2
.
5 4 4 5 8
.
0 9 0
.
2
4 1 7
.
0 10 3 0
.
5 14 7
.
1
3
.
1
.
4 浅耕翻后草原产草量年际动态变化 东乌旗宝力格苏木羊草大针茅草原于 1 9 7 2 年
耕翻 , 1 9 8 5 年测产时 (第 14 年 )比未耕翻者增产 15 写 , 仍维持较高的增产幅度 , 说明浅耕翻
改 良草原的效果至少要持续 14 ~ 15 年 (表 3 ) 。
裹 3 东乌旗草原浅耕后产草t 年际变化 (k g /h m Z )
T a b le 3 Fo r a g e yie ld d yn a m ie s o f plo w e d n a t u r a l g ra ss la n d in
Do
n g w u q i b a n n e r d u r in g te s te d ye a r s (k g / hm
, )
处理
T r e a tm e n t s
年限 Y e a r
F ir s t
3
T hir d F ift h Se
v e n th
l l
E le
v e n th
l2
T w elth
l 3
T hir t e e n th
l 4
F o u r t e e n th
平均
M e a n
浅耕翻
F a llo w p lo w in g
对照
e k
增产%
In e r e a s e d yie ld
98 8
.
5 1 6 2 6
.
0 1 05 4
.
5 1 1 2 2
.
0 1 0 14
.
0 10 2 4
.
0 1 1 1 9
.
0 5 9 9
.
0 11 7 0
.
0
66 6
.
0 7 8 4
.
5 7 84 5 7 8 4
.
5 4 3 9
.
5 6 19
.
5 7 8 4
.
5 5 0 2
.
5 6 7 0
。
0
4 8
.
5 1 0 7
.
2 4 5
.
9 4 2
.
9 1 30
.
3 73
.
2 4 1
.
3
3
.
1
.
5 草原浅耕翻产草量预测模型 草原产草量的高低 , 除外界因子的巨大作用外 , 在很
大程度上受当地气象因子的制约 。 笔者选择与生物量积累关系较密切的气象因子 : 降水量
x , 、蒸发量 x Z旧 照时数 x 3 、年均气温 x 。作为自变量 , 产草量 Y 作为因变量 , 用多元逐步回归
法分析上述诸因素与产草量的关 系 , 从而推出产草量预测模型 (表 4 , 表 5 ) 。
裹 4 东乌旗草原气象因子与产草t 相关矩阵分析
T a b le 4 M
a t r ix a n a lys is b e tw e e n fo r a g e ye ild a n d e lim a tie d a ta o f Do
n g w u q i g r a s s la n d
因 子 降水量 蒸发量 日照时数 年均气温
Fa e t o r s P re e ip ita t io n E v a p o r a t io n e a Pa e it y D u r a t io n o f S u n s hin e M e a n a n n u al a ir t e m p e ra t u r e
X 1 X Z X 3 X 弓
降水量 x1
P r e e iPit a t io n
t
0
.
7 9 8 4 0
.
2 0 7 5 0
.
4 4 5 4 0
.
2 56 7
燕发量 x2
E v aPo r a tio n e aPa eity
日照时数 x3
D u r a tio n o f s u n sh in e
年均气温 x4
M e a n a n n u a l a ir t em Pe r a t u r e
一 0 . 6 6 2 8 0 . 5 7 7 4 0 . 19 75 一 0 . 32 7 4
一 0 . 2 7 9 5 一 0 . 4 3 7 8 0 . 8 3 5 1 一 0 0 8 9 7
一 0 . 8 0 6 2 0 20 8 0 0 . 0 5 22 0 。 5 4 7 1
第 2 期 马志广等 :蒙吉陕三省半干旱区退化草原改良配套技术研究
经多元 、高次及交互逐步回归 , 浅耕翻草原产草量与各因子的关 系模型是 :
Y = 1 6
.
5 9 5 8 x
2
+ 3 6
.
6 9 7 7 x
3一 6 5 . 9 9 2 x ; 一 0 . 0 0 8 5 x l一 0 . 0 0 5 x ; 一 0 . 0 0 6 5x 盖+
4
.
5 3 9 4 x :一 0 . 0 14 4 x , x ; + 0 . 3 7 0 5 x lx ; 一 0 . 1 0 3 lx 3 x ; 一 2 0 3 3 2 . 2
r = o
·
9 9 lo t = 2 3
.
4 差异极显著 。
上述模型说明 , 草原浅耕翻后产草量与当地蒸发量和 日照时数呈正相关 , 其次为降水
量
经回归分析 , 尚可找出不同耕翻年限与产草量的关系 , 其模型是 :
Y = 2 3
.
7 5 9 + 1 6
.
3 7 4 1t一 1 . 1 3 2 7 2 t2
r = o
·
9 6 3 0
, 经 t (t = 9 . 4 5 4 )检验 , 差异极显著 。
衰 5 浅轿翻草原产草. 实侧值与预测值
T a ble 5 T h e a e tu a l fo r ag e yie ld a n d p r e die ta ble fo r a g e y ie ld o f s h a llo w tilla g e o f t yp ie a l s te p p e
顺 序 实测值 预测值 似合差 , _ (里土当Y
o r d e r
A e t u al fo r a g e
yield (k g / hm Z )
(Y )
Pr e d ie t a b le
fo r a g e yield (k g / h m Z )
(Y )
以 ffe r e n e e s
(Y 一Y )
48507629398.4..679.
::
1 3 1
.
7
1 5 9
。
l
2 1 6
.
7
1 7 4
.
7
15 2
.
6
14 9
。
5
13 8
.
4
23 9
。
6
13 5
.
2
14 3
.
2
1 49
.
2
7 7
.
2
1 3 3
.
7 1
1 4 9
.
0 7
2 1 5
.
40
1 8 0
.
40
1 5 4
.
7 3
1 4 3
.
3 4
1 4 1
.
3 6
2 3 6
。
7 0
13 1
.
6 4
1 3 1
.
6 4
1 49
.
8 0
9 6
。
9 5
一 2 . 0 0 5 0 8
10 0 3 1 5 0
1
.
2 9 5 7 0
一 5 . 7 0 0 3 9
一 2。 13 0 4 6
一 2 . 16 0 1 6
一 2 95 74 3
2
。
8 9 2 9 7
3
.
5 6 1 3 3
3
.
5 6 1 3 3
一 0 . 6 0 0 7 8
0
.
2 5 2 7 3
3
.
1
.
6 草原浅耕翻后植被演替规律 从群落中不同生活型植物所占比例的变化可以看出 ,
在浅耕翻后羊草 、大针茅草原的演替规律大致可分为四个阶段 , 即一 、二年生杂类草阶段 、根
茎禾草阶段 、丛生禾草阶段 , 最后由于长期放牧或XlJ 割利用 , 出现小半灌木冷篙等 , 即小半灌
木 、杂类草阶段 。
3
.
2 草原松土改 良试验
3
.
2
.
1 松土后草原土壤物理性状的变化 松土时间和松土深度因草原类型而异 。羊草草甸
草原宜在每年雨季之后进行 ,深 20 一 3 0c m 。 而典型草原宜在雨后进行 , 深度 15 ~ 20 c m 。大针
茅 + 羊草草原的松土效果见表 6 。 土壤含水量的变化随着松土年限的延长而逐年减少 。 如松
土后第一年 、第三年和第七年 , 15 ~ 3 0c m 土层含水量分别增加 16 . 5 % 、 7. 7 %和 5 . 2 % 。 随着
年限的增长 , 土壤逐渐变紧实 , 蓄水能力减弱 。 从表 6 可以看出 , 土壤容重在 。一 10c m 、 n ~
2 0c m 土层 内 , 分别减少 5 . 2 %和 6 . 9 % , 孔隙度分别增加 7 . 3 %和 1 0 . 5 % , 含水量增加 2 . 2 %
和 n . 1 % 。 上述测试结果表明 , 松土后土壤向着有利于植物生长的良性方向发展 。
1 0 0 草 地 学 报 1 9 9 9 年
表 6
T a b le 6 T h e e ha n g e s
处 理
T r e a tm e n t
s
草原松土后土城物理状况变化 (1 , 84 年 8 月 )
o f 5 0 11 e o n d itio n a fte r t illa g e o f ty p ie a l s te p p e (A u g u st
,
1 9 84 )
容重 (g / e m 3 )
B u lk d e n
s
ity
孔隙度 (% )
P o r o s it y
含水量 (% )
W a te r e o n te n t
0 ~ 1 0 1 1 ~ 2 0 0 ~ 1 0 11 ~ 2 0 0 ~ 1 0 1 1 ~ 2 0
对照
e k
4 1
.
5 1 3 9
.
6 2 1 4
.
8 2 1 3
.
9 1
松土
T
一
1la g e
增减 %
In e
r e a s e d o r d e e r e a s e d (% )
4 4
.
5 3 4 3
.
7 7 1 5
.
1 4 1 5
.
4 6
一 5 . 2 一 6 . 9 + 7 . 3 一 1 0 . 5 + 2 . 2 + 1 1 . 1
3
.
2
.
2 草原松土后优势度的变化 大针茅草原松土后 , 羊草由松土前的第四位上升到第一
位 , 丛生禾草优势度下降 ,冷篙优势度则变化不大 (表 7 ) 。
表 7 大针茅草原松土后植物优势度变化 (1 , 84 年 8 月)
T a ble 7 T he e h a n g e o f d o m in a n t d e g r e e o f p la n t s p e eie s u n d e r tilla g e typ ie a l s t e p p e (A u g u s t
,
1 9 8 4 )
牧草名称
P la n t n a m e
未松土草原
N o n t llla g e s te p p e
耕作草原
T illa g e s t e pp e
顺序变化
O r d e r
大针茅
5
.
g ra
n
d i
s
羊草
L
.
c h i月尸刀 51‘
糙隐子草
C
.
q 之一a r r o s u
冷篙
A
.
fr 心id u
知母
A
.
a sPh
o
d 尸lo id 尸‘
7 6
.
0
3 7
.
0
4 6
.
5
2 4
.
1
8 4
.
0
8 0
.
3 2 ~ 2
8 3
.
0 4 ~ 1
4 9
.
8 3 ~ 4
30 8 5 ~ 5
5 1
.
3 l ~ 3
3. 2. 3 草原松土后产草量的变化
3
.
2
.
3
.
1 草原松土改 良研究是从我国东北松辽平原向西 , 在四个不同草原类型进行的 。 试
验结果表 明 , 羊草十杂类草草甸草原增产幅度较大 , 为 1 74 . 8 % , 典型草原和荒漠草原增产
幅度在 3 7 . 2 一 5 2 . 1 % (表 8 ) 。
表 8 不同草原类型松土后产草t 变化 (干重 k g / hmZ , 1 9 8 4 年 8 月 )
T a b le 5 T h e he rb a g e yie ld e h a n g e s u n d e r t illa g e in diffe r e n t ty p e s
o f s te p p e (D M k g / hm
Z , A u g u s t
,
1 9 8 4 )
试验地点
T r lal
s
ite
草原类型
T y p e o f
s te p p e
未耕草原
N o n t illa g e (e k )
松土草原
L o o s e n e d Pa s t u r e
增产
In e r e a s e (% )
吉林白城地区
W h
lte e zt y
锡林浩特
X ilin h o t
锡盟阿 巴嘎旗
A b a g a b a n n e r
乌盟达茂旗
D am a o ba n n e r
羊草 + 杂类草草甸草原
M e a d o w
大针茅典型草原
S r ePPe
冷篙典型草原
S t
e p p e
戈壁针茅荒漠草原
1灭 s e r t s te p p e
5 0 4
.
0 1 38 4
.
5 1 74
.
8
8 6 2
.
5 1 18 3
.
5 3 7
.
2
5 9 8
.
5 9 10
.
5
2 4 9
.
0 35 4 0
第 2 期 马志广等 :蒙吉陕三 省半干旱区退化草原改良配套技术研究
3
.
2
.
3
.
2 分析松土后大针茅草原产草量与气象因子的关系 , 可得出如下模型 :
Y = 1 8 9 6 6
.
5 一 1 . 4 4 9 4 4 x l一 2 0 . 5 5 0 6x 5 + 0 . OO5 5 3 3 7 9 x ; + 0 . 0 6 9 6 5 6 4 x ;
R = 0
.
9 9 9 5 = 3
.
9 6 3 F F = 1 3 0
.
7 7 6 P< 0
.
0 1
松土年限 x l (2 一 7 ) , 月降水量 x Z (6 + 7 月) , 年均气温 x 3 , 年均 日照时数 X ; , 年均 蒸发量
x s , 年均湿度 x 。 , 年均产草量 (k g / hm Z ) 。
3
.
2
.
3
.
3 利用以上模型 , 根据松土年限 、年蒸发量和年湿度可预报大针茅草原松土后的产
草量 。
3. 2. 3. 4 冷篙草场产量与月份降水量的回归模型为 :
Y = 1 12
.
0 5 3 + 0
.
3 7 2 2 2 8x : 一 0 . 1 9 0 7 8 6 x {十 0 . OO 6 4 5 3 O lx
R = 0
.
9 9 9 9 5 = 0
.
4 3 3 7 FF = 6 5 7 7
.
0 3 (P < 0
.
0 1 )
5 月(x l ) , 6 月 (x Z ) , 7 月(x 3 ) , 8 月 (x ; ) , 9 月(x s )
年产草量 Y (k g / h m Z )
从上述模型看出 , 冷篙草原松土后产量与六 、七月份降水量相关密切 。
3
.
3 草原补播改良试验
补 播是利 用特制的牧草播种机 , 把牧草种子直接播种在 植被覆盖度 低 (一般小 于
3 0 % )
, 或撂荒多年 , 肥力耗竭的草原 , 借以改变群落组成 , 增加植被复盖度 , 提高草原生产
力 。
该试 验在 内蒙古和林县舍 必崖 乡撂 荒地进 行 。 年均降水量 3 28 . gm m , 年蒸 发量
1 8 5 om m
, 干燥度为 0 . 21 , 无霜期 1 3 天 。 土壤肥力已耗竭 , 有机质为 0 . 48 , 氮 、磷含量较低 。
植被覆盖度小于 30 % , 主要有白草 、东北茵陈篙 (A rt e m ls o ca Pi llo ri 、 ) 、 达乌里胡枝子 (L e *
p e d e z a d a v u ri c a )
、扁蓓豆 (Me d ic a g o r u th e n ie a ) 、棘豆 (o 秒tr o p i: ‘o e r u ze a ) 、 远志 、 萎陵 菜
(p ot e n tilla c hin e n sis )等 , 为典型草原多年开垦后的撂荒地 。
表 , 试验地土坡养分状况
T a b le 9 T he 5 0 11 n u t ritio n o f the e x p e rim e n t a l s it e
土层
(em )
50 11 l
ay e r
全 N
(% )
T o t al N
全 P
(% )
T o t a 1 P
全 K
(% )
T o t a 1 K
速效养分 (m g / k g )
A
v a ila b le n u tr itio n
酸碱度
N P K
有机质
(% )
()r g a n
le m a t te r
,1 .门z乃介”卜.络才巴J月住‘n八ƒ了‘IQ‘内了1UJ9‘几j”nQŽ夕,d, .1nU0 ~ 10
1 0 ~ 20
2 0 ~ 3 0
0
.
0 7 5
0
.
0 7 1
0
.
0 7 9
0
.
0 2 5
0
.
0 2 6
0
.
0 2 8
0
.
4 7
0
.
4 9
0
.
4 8
3
.
3
.
1 适宜补播期的选择 补播期分为春播 ( 5 月 20 日 ) 、夏播 ( 6 月 20 日 )和冬播 ( n 月
2 4 日)于土壤冻结前 。 从当年出苗率和翌年越冬率可以看出 , 夏播的保苗数好于春播 , 而春
播又优于冬播 。
3
.
3
.
2 适宜补播草种的筛选 通过对沙打旺 、扁楷豆 、达乌里胡枝子 、柠条 、羊柴 、紫花首蓓
(沁己i c a g o s ta t iv a ) 、杂种首蓓 (肠己i c a g o : a tiv a x M . fa zc a ra ) 、蒙古冰草 ( A g r o仍 尸r u n m o n -
g o li c u m )
、披碱草 ( E ly m u : d a 人u r i c u m ) 、老芒麦 、木地肤和驼绒黎 (价ra t o id 。 za t e n : )等 1 5 个
草种的补播试验 , 筛选出六个适宜内蒙古西部地区撂荒地的补播草种 , 其中豆科牧草五种 :
沙打旺 、扁猎豆 、达乌里胡枝子 、羊柴和柠条 ;禾本科仅为蒙古冰草 。夏播当年生长速度较快 ,
草 地 学 报 1 9 9 9 年
保苗数和越冬率均较高 。
农 10 不同补. 期的保苗率 (株/米 )
T a b le 1 0 N u m be r o f s e e d lin g s a nd
s u r v iv a l r a te in th e fir s t ye a r o f
d iffe r e n t s e a so n (N o
.
o f p la n t / m
,
% )
补播草种
In te r s e ed e d sPe e ie s
春播(5 月 2 0 日) 互播(6 月 2 0 日 ) 冬播 (1 1 月 2 4 日 )
sP
r in 吕 se d in 名(M a y 20 ) su m me r s ee d in g (Ju ne 20 )
_ _
W (鱼丝 旦, , 鱼明(N旦竺 2鱼)
越冬率 留苗数 越冬率 留苗数 越冬率 保苗数
o v e r w in te r ra t e S u r v iv al O v er w in te r r a t e S u r v iva l o v e r w in te r ra t e S u rv iv a l
(N o
.
/ m ) (% ) (N
o
.
/ m ) (% ) (N
o
.
/ m ) (% )
OUC甘,曰ŽOJ工了亡月啥,‘
80106%
沙打旺
A st ra g a lu s a d s“rg 朋s
扁箱豆
人介以ic a g o r ut h e ”ic a
胡枝子
肠sP 亡d e z a b护c o lo r
冰草
A g r oPy ~
c ris ta t u m
羊柴
8 7
64
月亡心 , a阴爪
3. 3. 3 提高补播牧草出苗率的探讨
3
.
3
.
3
.
1 施肥对补播草种的影响 通过使用磷酸二铁对当年播种牧草进行地上和地下生
物量 、株高 、生长速度和保苗数等几项指标测定 , 从表 1 看出 , 每公顷施 3 7. 5 k g , 磷酸二钱
对沙打旺及其它牧草生长和保苗有良好作用 , 地上和地下生物量比对照分别提高 63 . 6 %和
1 2 9
.
1%
, 株高和生长速度分别提高 25 . 5 %和 62 . 5 % , 根长增加 1 3 . 2 % 。
表 1 礴酸二按对补播沙打旺苗期的形响 ( 1 , 85 年 )
T a b l 1 1 T h e in flu e n e e o f d i a m m o n iu m p h o s p ha t e s u lfa t e o n g r o w th o f
in t e r s e e d e d fo r a g e s p e e ie s ( 1 9 85 )
处理
株高
( e m )
H e ig h t
( e m )
单株鲜重
( g )
F r e s h w e ig h t
根长
( e m )
R o t l
e n g t h
( e m )
鲜根重
( g )
F re s h w e ig h t o f ro
t
( g )
保苗数
(株 / m )
N u m b e r o f s e e d lin g
l
生长速度
( e m / 天 )
T r e a t m e n t
R a t e o f g r o w in g
( e m / d a y )
对照
e k
施肥
( N H ) ZH PO 弓
Fe r t iliza t io n
增长 ( % )
I n e re a s e d
2 5
.
5 1 2 9
3
.
3
.
3
.
2 稀土 、保水剂和根瘤菌对补播草种的影响 用稀土浸种 、根瘤菌拌种和保水剂丸
衣在实验室和大田进行试验 , 结果表明 , 三种处理的效果均比未处理效果好 。如果把稀土 、根
瘤菌和保水剂制成 丸衣 , 其效果要 比单一处理效果好 。 通过对不同剂量试验结果表明 , 使用
3 %的保水剂 (种子重量 ) , 60 x lo 一 ‘m ol / L 浓度的稀土浸种和每公斤豆科牧草种子拌 150 克
的根瘤菌制成种子丸衣效果最佳 , 即使播后前期较旱 , 但补播沙打旺 、扁楷豆和羊柴当年保
苗率比对照分别提高 58 % 、 63 写和 13 . 4 % , 结瘤数也分别提高 49 % 、 61 %和 1 04 % , 株高分
别提高 39 纬 、 15 肠和 19 % , 当年产量显著增加 (表 1 2 ) 。
第 2 期 马志广等 :蒙吉陕三省半干旱区退化草原改良配套技术研究 1 0 3
衰 1 2 保水剂 、根 , 菌和稀土对补播牧 , 的形响 (l , 8 5)
T a b le 1 2 T h e in flu e n e e o f w a te r e o n se r v ed e le m e n t
,
N
一
fix a tio n b ae t e ria a n d ra re 一 e a r th
e le m e n ts o n th e g r o w th o f fo r a g e s p e eie s
‘
(1 9 8 5 )
补播草种
In te r s e ed e d T r e a t m e n ts
保苗数
S u r v iv a l n u m be r
o f s e d lin g s
根 瘤
I如 e t e r ial n od u le s
(N o
.
/ 株)
株 高
Pla n t h e ig h t
(e m )
鲜草产量
F r e s h yield
(k g / h m Z )
沙打旺
A st ra ga lu
s 10 9
.
3 7
。
9 1 7
.
1
1 6
.
1
1 4
.
7
14
,
1
13
.
7
12
。
3
1 6 9 2
.
0
a d s u
1 5 7 3 0
13 9 6
.
5
6.7l
保+ 稀+ 根丸衣
B a e te r ia + r a r e
e le m e n t + W
稀土浸种
R a r e e lem e n t
保水剂丸衣
W
保+ 稀丸衣
W + ra r e e le m e n t
79
。
9
7 9
.
8
1 0 7
。
3 16 14
.
0
根瘤菌
B a e te r ia
9 1 3
.
5
R1dl⋯几b一亡」对照
e k
7 5
.
6
6 9
。
0 68 2
.
5
扁楷豆
‘口
go
根 + 保+ 稀土丸衣
Ba
e te r ia 十W
+ r a r e ele m e n t
稀土浸种
R a r e e le me
n t
对照
e k
保 + 稀+ 根丸衣
W + ra r e eleme
n t
+ ba e t e r ia
稀土浸种
R a r e ele me
n t
对照
17 2
。
l 1 1
.
2 7 44
。
0
98
.
0 1 1
.
2 22 2
。
0
10 5
.
6
5
。
0
4
.
2
3
.
1 9
。
7 2 32
.
5
羊柴
4 2
。
3 15
.
3 6 7
.
5
1 7
.
2 13
。
5 2 2
。
5
月矛,二
:
Ž勺二」
c k ~
,
~ ,
‘“” ~ ”
W = W a te r k e e p in g e leme
n t s
3
.
3
.
4 补播对土壤养分的影响 从表 13 看出 , 在土壤肥力耗竭的草场上 , 补播豆科牧草不
但可以改善土壤物理状况 , 增加土壤含水量 n . 1 % , 减少土壤容重 2 . 8 % , 而且使土壤 N 、 P
含量分别增加 32 . 8 %和 31 . 4 % , K 减少 3 . 3 % 。
丧 13 补播对土城物理状况和养分的影响 ( 19 8 5 年 )
T a b le 1 3 T he in flu e n e e o f in te r s e e d in g o n the 5 0 11 e o n d it io n a n d n u t r i e n t s ( 1 9 85 )
处理
T r e a t m e n ts
土层
50 11 l
ay e r
( e m )
含水量
W a t e r e o n t e n t
( % )
容重
B u lk d e n s it y
( g / e m 3 )
全 N
T o t al N
(写 )
全 P
T o t a l P
( % )
全 K
T o t a lK
( % )
对照
e k
0 ~ 2 0 l
。
4 9 0
。
0 6 4 0
.
0 5 1 1
.
8 7
补播沙打 旺
第二年草场
A
.
a ds u乍 e ” 5 t h e s e e d e d
y e a r fr o m s e e o n d y e a r
0 ~ 2 0 1
.
4 5 0
.
08 5 0
.
0 6 7 1
.
8 1
增减
I n e r e a s e d o r d e e r e a s e d ( % )
4
.
4 3
4
.
9 2
1 1
.
1 一 2 . 8 3 2 . 8 3 1 . 4 一 3 . 3
草 地 学 报 1 99 9 年
3
.
3
.
5 补播对草原产草量的影响 通过对不同草原类型补播 (表 14) 效果各异 , 其主要 原
因和草原退化程度 、生态环境等诸因素直接相关 。总之 , 在退化沙地草原 、撂荒地等补播草种
效果明显 , 增产幅度在 5 8 . 4 ~ 39 2 %或更高 。
表 14 补播对草原产草t 的影响(19 87 年)
T a b le 1 4 T h e in flu e n e e o f in te r se e d in g o n the s te p p e h a y yie ld (h a y k g / h m
Z )
试验地点
T r ia l s ite
草场类型
G r a s s la n d
t y p e
补播草种
In te r s e ed e d fo r a g e
未播草场
N o n s e e d lin g
(ek )
补播草场
In te r s e e d e d
s t ePPe
增产
In e r e a s ed fo r a g e
(% )
赤峰短 角牛场
Sho rth o r n fa r m
沙地植被
S a n d yla n d
v e g e t a t lo n
1 14 9
.
0 3 4 0 2
。
0
乌盟和林县
H elin e o u n t y
黄土高原撂荒地
沙打旺 八 . u j s :‘r岁 n s
首 楷 M . sa t iv “
柠 条 C . k o r sh in s k ii
沙打旺 A . a ds “rg 阴 :
柠 条 C . k o o hio s k ii
扁楷豆 M . r ‘一rh e n ic u
蒙古冰草 A . n , o n g o zi c : ‘n ,
沙打旺 A . “d s : ‘研尸, s
首蓓 M . 、u t i: “
胡枝子 L . l;i o lor
4 5 3
.
0 2 2 2 9
.
0
w u 一 Lo e s s p la t e a u
la n eh a b u d is t r ie t a b a n d o n ed field
陕西愉林地 区
Y u lin d is t r ie t
N o r th o f
sh a a n x i Pr o
v
in e e
黄上高原
撂荒地
l o e s s Pla te a u
a ba n d o n e d fie ld
3 9 4 6
.
5 6 2 5 0
.
5 5 8
.
4 讨论与结论
4
.
1 改 良我国北方天然草原旨在改善生态环境 ,提高草原生产力 , 加强草原科学管理 。通过
近三十年的草原改 良研究 , 在干旱和半干旱地区 , 影响草原产草量的最基本因素是缺乏植物
生长期所需的土壤水 。 因此 , 要采用农艺和工程措施 , 截留天然降水 , 提高土壤含水量 , 解决
牧草生长期可利用的土壤水 。
4
.
2 在天然草原实施浅耕翻 、松土和补播等技术是改 良我国北方退化草原最有效的配套技
术措施 。 每公顷改 良草原将为社会新增收益 2 43 . 45 元 (朱稀刚 , 1 9 8 7 ) 。 有关部门应给予高
度重视 ,增加投入使之尽早大面积推广应用 。
4
.
3 各种改良措施都是在一定草原和一定生态条件下产生的 , 具有局限性 , 各地采用何种
方法应结合当地土壤条件 、气候 、植被组成和生态生物学特性进行综合考虑 , 因地制宜 , 创造
出具有地方实用的改良措施 。
参 考 文 献
中国农科院科研管理部 , 1 9 9 4 . 美国农业研究局 (A R S ) 1 9 9 2一 1 9 9 8 年 , 农业研究执行计划 . 内部资料 ,
2 0
马志广 , 1 979 . 浅耕翻改良草原的研究 . 中国农业科学 , (3 ) : 90 一 93
马志广 , 1 986 . 松土改良冷篙草原的研究 . 中国草原与牧草 , 3 (2 ) : 24 ~ 27
第 2 期 马志广等 :蒙吉陕三省半干旱区退 化草原改 良配套技术研究 1 0 5
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5 许奇 , 19 97 . 内蒙古畜牧大事纪 . 呼和浩特 : 内蒙古人民出版社 , 231 ~ 24
6 许志信 , 19 89 . 草地经营 . 呼和浩特 : 内蒙古大学出版社 , 84 ~ 85
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研究中心 , 科技成果鉴定材料 ,
8 吴征锐主编 , 1 9 8 0 . 中国植被 . 5 19 一 520
9 谷安琳 , 1 9 9 8 . 中美牧草种质资源联合评价试验网中国试验区试验报告 . 草地学报 , 1 : 1一 10
1 0 Fr a n k E B
,
l9 8 7
.
G o fo r th e g o ld
.
J
o u r n a l o f r a n g e m a n a g e m e n t
,
4 0
:
1~ 4
1 1 W
a lke r B H
,
1 9 7 8
.
M
a n a g e m e n t o f s e m i
一a rid e eo s ys te m s
.
() x fo r d
,
N e w Y o r k
,
3一 5
1 2 V a lle n t in e J F
,
1 9 8 9
.
R a n g e d e v e lo p m e n t a n d im p r o v e m e n t s (T h ir d e d itio n )
.
A e a d e m ie Pr e s s
,
3 2 1 一
3 3 2
T he C o m Pr eh e n s iv e S e t o f T e eh n iq u e s fo r th e Im Pr o ve m e n t
D e te r io r a t e d R a n g e la n d in th e S em ia r id R e g io n s o f In n e r
M o n g o lia
,
J ilin a n d Sh a a n x i Pr o v in c e
M a Z h ig u a n g C he n M in N ie Su m e i W
a n g Y u q in g
Y a n Z h ijia n A n Y u a n Y a n g Z h iw e i
(G r a ss la n d R e s e a r e h In s tit u t e
,
C h in e se A e a d e m y o f A g r ie u lt u r a l S e ie n e e s
,
H u h ho t 0 1 0 0 1 0 )
A b str a e t : T he p r o j
e e t o f e o m p r e h e n s iv e s e t t ee h n iq u e s fo r im p r o v e m e n t in a rid a n d s e m ia rid g r a s s la n d
o f In n e r M
o n g o lia
、
Jilin a n d S h a a n x i p r o v in e e w a s e a r ried o u t b y th e g r a s s la n d im p r o v e m e n t g r o u p d u rin g
1 9 7 2 ~ 1 9 8 9
.
T he m a in p rin e ip le fo r g r a s s la n d im p r o v em e n t in a r id a n d s e m ia r id r e g io n 15 m a k in g e v e ry e f
-
fo r ts t o eo n s e r v e p r e e ip ita tio n a n d s im u lta n e o u s ly m a ke it s t o r e d in th e 5 0 11
.
T he r e s u lts o f tho s e e x p e ri
-
m e n ts a r e s h o w in g a s fo llo w
:
T he fir s t 15 th a t s h a llo w tilla g e m a y b e u s e d in m e a d o w g r a ss la n d w h ie h 15
d o m in a te d b y rh iz o m e g r a s se s
, s u c h a s l盛。尸m u s o h i。。n si、 ; T h e se e o n d 15 th a t in te r s e e d in g in s te p p e w h le h 15
d o m in a te d b y tu s so e k g r a s se s
, s u eh a s S riPa s p p
.
; T he thir d 15 in te r se e d in g t ha t in te r s e e din g in a ba n d o n e d
fie ld w it h lo es s e a r th o f w h ie h t he v e g e t a t io n e o v e r m u st b e le ss th a n 1 0 %
.
T he s p e e ie s w hie h w e r e u s e d by
in te r s ee d in g w a s d iffe r e n t in d iffe re n t t yp e s te p p e
, s u e h a s 肠夕m u s c石in e n sis b e u s u a lly u s e d in m e a d o w
g r as s la n d in t he n o r th e as t p a r t o f C h in a
,
R u s sia n w ild rye a n d M砂d io a g o s a liv a a r e u se d in tu s s o c k g r a s s -
la n d w h ie h th e p r ee ip it a tio n s ho u ld b e m o r e tha n 2 5 0 m m
.
A s tra g
u lu 、 u d su馆尸n , 、 H edy sa r u m m o n g o lic u , n 、
Ca ra 卯月a m ic r O P人夕lla 、 C . in te r m e d ia eo m m o n ly be u se d in lo e s s p la te a u fo r in te r se e d in g . T h e m a e h in e s
w h ie h w e u s e d fo r in te r se e d in g e a lle d g S S B一 1 . 7 5 ty p e in te r s ee d e r a n d gSF 一 2 . 9 5 t yp e in te r s e e d e r . t he s e
tw o ty p e s in te r s e e d e r w e r e d e sig n e d a n d p r o d u e ed b y G R I
.
R e ee n t ly the a r e a o f im p r o v e d g r a s s la n d w e r e
1 5 5 th o u sa n d he e t a r e s
.
T h e p r o d u e tiv ity o f im p r o v ed p a st u r e in e r e a se b y 4 0 % t
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by in te r s e e d in g
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m a y be in e r e as e d by 2 t o 7 t im e s e o m p a r e d w it h th e u n 一jm p r o v e d g r a s s la n d . W h e t he r yo u
g e t s u e e e s s in g r a ss la n d im p r o v e m e n t
,
it n o t o n ly d e p e n d s o n t he s e ie n ee a n d te e h n iq u e s
,
b u t a ls o d e p e n d s
o n t he eo m p r e h e n s iv e s k ills in te g r a te d w ith e lim a te
, 5 0 11 a n d v e g e t a t io n ty p e
. e s p e e ia lly th e t im e a n d a
a m o u n t o f r a in fa ll in a y ea r
.
K e y w o rd s
:
R a n g e la n d im p r o v e m e n t ; I o o se n in g ; In t e r se e d in g ; S h a llo w p lo w in g