克氏针茅典型草原区建植人工草地的探索

大连民族大学%报Journal of Dalian Minzu University

V〇1.20,N〇. 1

文章编号:2096 -1=83(2018)01 -0012 -05

克氏针茅典型草原区建植人工草地的探索

宋彦涛，乌云娜，沙远川，霍光伟，张凤杰，王晓光

(

大连民族大学环境与资源学院，辽宁大连116605)

摘要:发展优质高产的人工草地是有效解决草畜矛盾的途径之一。以羊草、披碱草、冰草、紫花苜蓿为 实验材料，在呼伦贝尔市新巴尔虎右旗克氏针茅草原区开展人工草地实验。结果表明'建植当年，四种牧 草都有较好的出苗率。建植第二年，羊草、披碱草和冰草的株丛数之间无显著差异，显著高于紫花苜蓿的 株丛数\"羊草和冰草的返青率高于=0_，显著大于披碱草的返青率，紫花苜蓿的返青率最低，低于2%，显 著小于披碱草的返青率;羊草、披碱草和冰草三种禾草之间的叶氮和叶绿素含量差异均不显著，紫花苜蓿 叶片氮和叶绿素含量高于三种禾草;羊草、披碱草和冰草的植株高度为=0 ~ 40 cm，差异不显著，紫花苜蓿 的植株高度最低，为21.6 cm，显著低于其他三种禾草的植株高度;紫花苜蓿地上生物量显著低于三种禾 草。受该区域冬季寒冷和生长季干旱的气候，需要综合评价确立该区域建植人工草地的可行性。 关键词:人工草地;禾草;豆科牧草;草地生产力 中图分类号:Q948.15

文献标志码:A

SONG Yan - tao，Wuyunna，SHA Yuan - chuan，HUO Guang - wei，

ZHANG Feng - jie，WANG Xiao - guang

(School of Environment and Resources，Dalian Minzu University，Dalian Liaoning 116605，China)

Exploration on Artificitil Pasture in Stij)a krylovii Steppe

Abstract ； Development of high quality and high yield of artificial pasture is an 4fective way to

solve the contradiction between grassland and livestock. The experiment of artificial pasture wasconducted in Stipa kr-ylovii steppe

in Xin Barag Right

Banner， Hulunbuir city. Four

forages

Leyrnus chinensis，Elymus dahurwus，Agro〇yron cristatum and Medicago sativa were planted in

the artificial pasture. The results showed that the four forages had high seedling emergence in planting year. In the second year，there was no significant difference in clump numbers between

L. chinensis，A. critatum and E. dahuricus，which was much higher than that of M. sativa.The reviving rate of L. chinensi and A. cristatum was over 30%

，which is significantly higher

，which is significantly

diference in

leaf nitrogen

and

than that of E. dahurrus. The reviving rate of M. sativa was below 2%lower than that of E. dahuricus. There were

no

significant

phyl content among L. chinensis，E. dahuricus and A. crrtatum. The leaf nitrogen and the chlorophyll content of M. sativa were higher than those of the otlier three grass forages. The plant height of L. chinensis，E. dahurius and A. cittm was 30 〜40 cm and there was no significant difference in plant

height

among the

three

grass forages.

The

plant

height

of M. w

is about 21.6 cm sativa was the lowest. The aboveground biomass of M. sativa was lower than

收稿日期:2017 -11 -20;最后修回日期:2017 -12 -06

基金项目：国家自然科学基金项目（31670455,31500366);人力资源和社会保障部留学人员科技活动择优资助项目 (2015);高校基本科研业务费专项资金资助项目（DC201501070101，DC201501070402)。作者简介:宋彦涛（1982 -)，男，河南许昌人，副教授，博士，主要从事环境生态学研究。

作者简介:乌云娜（1968 -)，女，蒙古族，内蒙古通辽人，教授，博士，主要从事恢复生态学研究，E -maiwuyunnamdl-nu.edu.cn。

第1期

that of tlie

three

宋彦涛，等:克氏针茅典型草原区建植人工草地的探索

grass forages.

Due

to

the climate limitation

13

of winter coldn^s

and

son drought，it is necessary to comprehensively evaluate the feasibility of developing the artificial pasture in this area.

Key words ： artificial pasture; grass; legume; grassland productivity

草地生态系统组成了近一半的地球陆地表 面[1-2)，为人类提供着多样的生态系统服务[3]。 然而，世界上大多数草地都面临着植被退化，导致 生态系统服务功能降低[4]。呼伦贝尔草地是中国 草地生产力潜力最大的区域之一，也是重要的畜 牧业生产基地，同时也具有重要的生态屏障功 能[5]。近年来，由于气候变化和人类过度放牧、盲 目开垦、乱挖药材等活动的影响，草地退化形势日

益严峻，草畜矛盾日渐突出[6]。缓解草畜矛盾的 关键之一就是提高草地生产力，选择高产、抗逆性 强的牧草建植优质高产的人工草地，以减缓天然 草地退化趋势，增加畜牧业产量[7]。

人工草地的种植规模和生产水平标志着一个 国家或地区畜牧业的发达程度[8]，人工草地的生 态系统服务功能越来越受到人们的重视[A]。新西 兰、英国、加拿大、美国等畜牧业发达的国家人工 草地所占草地总面积都在10%以上，但中国人工 草地面积所占比例尚不足3_ [ $\"]。因此需要进一 步加大人工草地建设，充分发挥人工草地的生产 和生态功能，保障国家的生态安全和粮食安 全[11]。

呼伦贝尔市新巴尔虎右旗克氏针茅草原以传 统的放牧利用方式为主，受冬季寒冷、生长季干旱 的气候条件，同样也面临着过度放牧和草地 退化的生态问题[12]，草畜矛盾越来越突出。为 此，选取羊草（)、披减草（

)

、冰草（

)

、紫花首=

(

#

7

—)

四种牧草为实验材料，在该区域

开展人工草地建植实验，以期为典型草原区人工 草地建设提供科学依据。1

材料与方法1.1

实验地概况

实验地点位于内蒙古自治区呼伦贝尔市西部

中俄蒙三国交界处（43。05'：，141。201)，属于新 巴尔虎右旗境内克鲁伦河流域的中温型典型草原 区。该区属于半干旱温带性气候，年平均气 温为1.1 °C，年降水量为243 mm。植物群落主要 优势种为克氏针茅（

：;<

—)

、羊草（

2

c4iree\"se )

、糖隐子草（

sgirrcw )

等，土壤

类型主要为栗钙土。

1.2实验设计与取样方法

实验采用中国北方常见的四种牧草为供试材 料，见表1。播种前对牧草种子进行室内发芽实验， 发芽率指标符合播种标准再实施种植。称量羊草、 披碱草、冰草和紫花苜蓿种子千粒重，5次测量平均 值分别为 22.5 g、7.37 g、3.68 g 和 4.05 g。

根据计算公式:理论播种量（kg • hm_2)=田 间合理密度〇千粒重• 1〇-6，获得羊草、披碱草、 冰草和紫花苜蓿种子播种量分别为108 ~135 g •

m_2、40.5 ~ g • m_2、27 ~32.4 g • m_2、13.5 ~ 27 g • m

_2。

表1

供试牧草的种子来源

牧草

种子来源

羊草（Leymus chir^nsis ) 大庆德安草业有限公司披碱草（A<,2

呼伦贝尔盟新陈巴尔虎右旗草原站冰草(+ro=yron c;77m)呼伦贝尔盟新陈巴尔虎右旗草原站 紫花苜蓿(CeB5a?= s7m)

北京正道生态科技有限公司

人工草地田间实验采用随机区组实验设计，4 次重复，小区面积为4 m 〇5

m，小区间的缓冲带

0.5 m。采用条播方式，播种行间距0.2m

，种子覆

土深度2 ~ 3 cm。2015年7月播种，8月末进行出 苗调查，测量株丛数;2016年

5

月末进行返青调

查，测量株丛数;8月测定叶绿素、叶氮含量、植株 高度、株丛数和地上生物量。每个小区平行于条 播方向，随机设置4条1 m长样线进行株丛数统 计;每个小区选取10株植株测定株高；叶绿素含 量（SPAD)用SPAD502叶绿素测定仪测定，叶氮 含量用N - Pen掌上叶氮测量仪测定。地上生物 量采用收获法，齐地面收割，80 C

烘干至恒重获

取地上生物量。1.3数据分析

返青率为牧草返青株丛数与建植株丛数的比 值，将牧草种类和区组作为固定因子进行一般线 性模型分析，牧草之间进行多重比较（Tukey检 验）。数据分析采用 SPSS 19.0

(2010, IBM SPSS14

大

连民族大学学报

第20卷

Statistics，USA) ，0.05

平显著性检验，Excel

2013做图表。

2

实验结果

2.1

的

和返青情况

一般线

型结果显示： 牧草之间建植

当年 苗 和第二年返青 之间 显著的差异（P<0.01)。2015年建植当年，四种牧草

高的建植株丛数，披草和紫花苜蓿的建

植株丛数 300株* m_2,显著高于羊草和冰草建植株丛数，羊草和冰草的建植株丛数 显著差异，如图1a。2016年返青 结果显示，羊草、披草和冰草的株丛数之间无显著差异，在50 株.m_2左右;三种牧草的返青株丛数显著高于紫 花苜蓿的株丛数，如图1S(相 写字母表示处

理间差异不显著，以下同）。

羊草

披喊草 冰草紫花苜蓿

(a)出苗

羊草

披喊草 冰草紫花苜蓿

(b)返青

图i

四种牧草出苗、返青情况

2.2

的 率

牧草间的牧草返青 显著的差异

(P<0.01)。羊草和冰草的返青率高于30_，显 著大于披碱草的返青率;紫花苜蓿的返青率最低，

2_，如图2。

29

收获期 群

种牧草之间 、 素

之间有显

著差异（P<0. 05)。紫花苜蓿

显著

咼于冰草，而与羊草和披肩草 之间没显著差异，冰草 最低，如图3+。紫花苜蓿

素

在四种牧草中

最高，显著

高于披碱草

素

，且与羊草和冰草叶

素

之间

显著差异，如图3S。羊

草、披草和冰草三种禾草之间

和叶绿素

均差异不显著。

羊草

披碱草 冰草紫花苜蓿

00叶氮

4o

3 o 2o 1o

图3四种牧草的叶氮和叶绿素含量

牧草间植株高度和 物量均有显著

差异（P<0. 05)。羊草、披碱草和冰草的植株高 度为30 ~40 cm,且它们之间

显著

异性，

紫花苜蓿的植株高度最低，为21. 6 cm,显著

'

冰草的植株高度如图4+。四种牧草中，羊草和冰 草

物

高，分别 86g.m—2和74g-m_!;紫花苜蓿 物量最低，为

10 g . m_2;

，紫花苜蓿 物量显著

羊草和冰草

物量，如图4S。

图4

四种牧草的

和地上生物量

第1期宋彦涛，等:克氏针茅典型草原区建植人工草地的探索

15

3讨论

随着社会经济的发展和人民生活水平的不断

牧业发展[14]。新巴尔虎右旗克氏针茅草原是呼 伦贝尔草原的重要组成部分，本项研究是区域人 工草地建设的初步尝试。

羊草、披碱草、冰草、紫花苜蓿是中国北方人 工草地建植广泛应用的牧草。羊草、披碱草和冰 草为多年生禾草，具有发达的根系，抗逆性强;紫 花苜蓿为多年生豆科牧草，不仅产量高，且营养

价值含量高，四种牧草的具体品质参数见表2。 本研究结果显示，三种禾草的产量均高于紫花苜 蓿。由于紫花苜蓿的越冬率较低，导致其产量偏 低，表明紫花苜蓿不适宜在该区域用于建植人工 草。

%

提高，国民对畜产品的需求日益增加，对草地生态 系统的生态承载力造成巨大压力，致使草地出现 不同程度的退化。近年来国家出台了一系列的政 策用于保护草地生态功能，为此，科学家提出了 “以小保大”的草牧业发展模式，即利用小面积的 优质土地发展人工草地，提高集约化优质饲草产 量，进而缓解草畜矛盾，保护天然草地(13)。2017 年10月12 -14日，在内蒙古自治区呼伦贝尔市 召开了第一届草牧业论坛，以期推进呼伦贝尔草

表2

物种羊草披碱草冰草紫花苜蓿

粗蛋白6.7711.457.6620.40

粗脂肪1.222.523.222.30

四种牧草的品质%15]

无氮浸出物40.4536.68.8328.00

粗灰分6.019.328.2710.70

钙—0.490.552.20

磷—0.200.200.10

粗纤维35.4629.4929.3726.10

植物叶片氮和叶绿素含量是反映植物生长的 重要参数，两者之间有很好的相关性\"植物叶氮和 叶绿素含量越高，表明植株光合能力越强，因此， 叶氮和叶绿素含量通常与植物生物量有显著的正 相关关系[16]。而且可以用便携式叶氮仪和叶绿 素仪在野外条件下，开展原位、无损伤、快速测 定[17]。研究表明四种牧草叶片叶氮和叶绿素之 间有显著的正相关关系（L

= 0. 575，P = 0. 025 )，

草地生产力不高的重要原因。因此，选育耐寒、耐 旱的牧草品种是该区域发展人工草地的关键因素 之一。对于具有固氮、转氮作用且营养价值高的 豆科牧草，选育高产、抗逆新品种尤为重要。

人工草地牧草播种量也是影响草地产量的因 素之一。甘肃河西走廊西端相关试验研究表明， 在盐胁迫条件下，增加紫花苜蓿的播种量，能提高 其地上生物量[19]。美国俄勒冈州退化草地补播 实验研究表明，加大种子的播种量能够提高种子 出苗率、成活率和生物量[4]。因此，在胁迫生境 中，适当提高牧草种子的播种量，能够明显提高牧 草的生产性能[20]。

本文的研究仅是短期研究的结果，涉及人工 草地的其他问题如品种选育、种植技术、人工草地 生产力途径、田间管理、经济效益问题、草地 可持续性问题和草地稳定性问题等，需要更长期 的研究才能获得更丰富的数据，以进行人工草地 综合效益的评价。4

结语

呼伦贝尔草地克鲁伦河流域克氏针茅草原区

畜牧业 主， 建植人 草 草畜矛盾一种有效方式。本实验的四种牧草中，羊草和冰 草表现 逆 和 高 ， 可用 该区域建植人工草地。紫花苜蓿抗寒性较差，不适

但是与地上生物量之间是负相关关系，因为实验 中豆科植物（紫花苜蓿）叶片氮和叶绿素含量高， 但是它的地上生物量低，因此，叶氮和叶绿素与地 上生物量显示负相关关系。这表明植物性状与生 产力的关系在不同环境条件下表现出不一致性， 尤其是在胁迫环境下具有不同的表现。

温度和水分是影响草地生产性能的主要环境 因子。根据新巴尔虎右旗气象站的数据资料显 示[18]，该区域冬季（12、1、2月）30年的平均温度 为-19.0 °C，2015年冬季平均温度为-20.6 °C。 四种牧草受到低温胁迫影响，导致第二年返青率 降低;尤其是紫花苜蓿，相对于其它三种禾草耐寒 性低，故2016年返青率显著低于其它三种牧草。 研究区生长季（4 - 9月）30年平均年降水量为

224. 9 mm，2016年降水量为143. 6 mm,约占年均

降水量的%，6 - 8月降水量更少，这是研究区

16

大连民族大合该区域建植人工草地。该区域受冬季寒冷、生 长季干旱的气候条件，且建植和管理人工草 地需要一定的人力、物力和财力投入，需要综合评 比确立该区域建植人工草地的可行性。

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(责任编辑赵环宇）