新疆兵團九師退化天然草地補播改良效果分析

張強強，景亞平，楊 雪，蔣烈戈，李路成，潘永斌

（1.新疆兵團九師畜牧科學研究所，新疆 額敏 834601；2.新疆兵團九師170團畜牧中心，新疆 額敏 834615）

新疆兵團九師是新疆著名的邊境草原區(qū)，草原主要分布在山區(qū)161團、165團、170團。草地類型多樣，草地物種資源豐富，是重要的畜牧業(yè)生產基地和邊境生態(tài)屏障區(qū)，但受當?shù)亍爸厣a、輕保護”思想影響，對草地生產管理粗放，草地退化嚴重［1－4］。近年，國家對生態(tài)文明建設日益重視，通過實施退牧還草、退耕還草、草原生態(tài)補償?shù)确绞?，探索草原生態(tài)修復之道。目前，新疆兵團九師在退化草地修復方面經(jīng)驗不足，尤其利用補播改良退化草地更需改進，依托草原生態(tài)補獎政策，以草地補播改良為切入點，選擇不同類型退化天然草地分布的典型區(qū)域開展試驗，分析補播對不同類型退化草地產量、牧草種類比例、群落特征的影響效應，探討適宜九師退化草地修復的補播改良技術，為實現(xiàn)草地持續(xù)利用提供依據(jù)。

1 試驗區(qū)概況

試驗區(qū)地處新疆塔城地區(qū)，地理位置E 82°20′～84°44′、N45°30′～47°03′，海撥435～1 400m。屬北溫帶大陸性氣候，年均溫3.6～6.1℃，年降水量252.2～458.2mm，無霜期119～135d，年日照2 457～2 981 h，蒸發(fā)量1 626～1 995mm。自然災害有干旱、大風、凍害等。天然草原斑片狀分布在準葛爾西部諸山地，除個別山峰在3 000m 以外，多為1 000m～2 200m的中山、低山及山間谷地，山地多有不同高度的準平原面［5－6］。草地類型多樣，但由于開墾、濫挖、超載等不合理利用退化嚴重，草地覆蓋度稀疏，優(yōu)良牧草減少，毒害草蔓延，特別是山前灘地、緩坡、各季節(jié)牧場窩點，退化尤為嚴重［7］。試驗地分別設在161團十一連原分群圈處，由雜類草＋鴨茅組成山地草甸草地型，海拔1 659m；165團4連巴依木扎山間谷地平原，由針茅＋羊茅組成溫性草原草地型，海拔1 460m；170團廟爾溝二連山間小谷底平攤，由羊茅 ＋冷蒿組成溫性草原草地型，海拔1 495m。3個試驗地蓋度25%～35%，地勢相對平坦。補播面積各2hm2，方式采用拖拉機牽引圓盤耙劃破草皮，深6～8cm，寬5～6cm，人工撒播種子后覆土。

2 材料和方法

2.1 補播時期和牧草品種

161團試驗區(qū)地處巴爾魯克山北坡最西端的中山帶，土壤為草甸土。氣溫低、溫差大，降水多，冬雪厚，春季融雪對牧草生長有利，補播時間在2012年4月23日，選用阿爾岡金紫花苜蓿（Medicagosativa）、紅豆草（Onobrychisviciaefolia）、貓尾草（Phleumpratense）、鴨茅混播；165團試驗區(qū)地處谷地平原，淡粟鈣土。夏涼冬冷，降水稍偏少，但水系網(wǎng)分布均勻，補播時間在2012年4月25日，選用甘農三號紫花苜蓿、針茅、披堿草（Elymusdahuricus）、草地早熟禾混播；170團試驗區(qū)地處低山區(qū)，土壤為淡粟鈣土。氣候干旱，降水多集中在夏季，地處風口全年多風，冬雪厚，補播時間2012年4月19日，選用紫花苜蓿（甘農三號）、針茅、沙生冰草（Agropyrondesertorum）、羊茅混播。豆科牧草按照45kg／hm2播種，禾本科按67.5kg／hm2播種。對補播區(qū)域實現(xiàn)圍欄管理，以未補播退化天然草地為對照。

2.2 試驗方法

采用100m樣線法測定出苗和返青。于2013年8月中旬，分別在每個試驗區(qū)隨機選取50cm×50cm的樣方6個，測定每個樣方的種類組成、干草產量、高度、蓋度、密度。各樣方中每種植物隨機選10株，測其自然高度，測算群落平均高度；數(shù)出每個樣方中每種植物植株數(shù)（以樣方內各種群的構件數(shù)計）；用目測法估算群落蓋度；將樣方中的草分種齊地面剪割，剔除雜物，分種稱鮮重，室內陰干后稱干重，然后換算成產量［8］。

數(shù)據(jù)采用Spss進行方差分析及顯著性檢驗，采用DUNCAN新復極差法進行多重比較分析。

3 結果與分析

3.1 出苗和生長觀測

補播當年6月上旬測定，試驗區(qū)牧草出苗率在85%～90%，越冬前全部完成了分蘗（分枝），紅豆草、苜蓿完成了整個生育期，各補播草種都能安全越冬。

3.2 產量及牧草經(jīng)濟類群比例

補播第2年各牧草返青達80%以上，在4月中下旬。測產發(fā)現(xiàn)，山地草甸類雜類草＋鴨茅型草地（161團）、溫性草原類針茅＋羊茅型草地（165團），溫性草原類羊茅＋冷蒿型草地（170團）補播區(qū)總量分別比對照（未補播）草地干草總產提高了114%，125%和109%，差異都極顯著（P＜0.01）?？梢钥闯?，禾本科和豆科牧草所占總產比例也增加明顯，尤其是溫性草原補播區(qū)（165、170團）禾草所占總產比例相比對照分別增加了19.3%、14.8%。3個試驗區(qū)原群落豆科牧草所占比例很小或沒有豆科牧草，補播后山地草甸補播區(qū)由1%增加至76.3%，溫性草原補播區(qū)（165、170團）分別由無增加至6.8%和12.6%。與此同時，3個試驗區(qū)雜類草相比對照所占比例都有不同程度下降，山地草甸區(qū)（161團）下降最明顯，下降了74.4%?？傮w分析，補播草地相比對照都促進了草產量增加，提升了優(yōu)良牧草比例（表1）。

表1 3個試驗區(qū)域類型補播草地產量、牧草種類及比例Table1 Reseeding grassland productivity and the proportion of forage in different area

3.3 補播第二年草地群落特征

草地補播第2年，3個試驗區(qū)的地上植被高度、蓋度、密度都明顯高于對照，差異極顯著（P＜0.01），說明補播對改善草地群落特征顯著。其中，山地草甸區(qū)（161團）降水量較多、氣候相對涼爽，補播效果最明顯，群落高度比對照提高了34cm、蓋度提高了40.8%、密度增加了265株／m2，（圖1～3），山地草甸區(qū)豆科牧草補播改良效果優(yōu)于禾本科。

圖1 山地草甸（雜類草＋鴨茅型）補播區(qū)地上植被群落特征Fig.1 Above－ground vegetation community characteristics in reseeding area of mountain meadow（forb＋ Dactylis glomeratatype）

圖2 溫性草原（針茅＋羊茅型）補播區(qū)地上植被群落特征Fig.2 Above－ground vegetation community characteristics in reseeding area in temperate steppe（Stipa capillata＋Festuca ovinatype）

圖3 溫性草原（羊茅＋冷蒿型）補播區(qū)地上植被群落特征Fig.3 Above－ground vegetation community characteristics in reseeding area in temperate steppe（Festuca ovina＋ Artemisia frigida）

3.4 補播牧草種分種物量比例

草地補播第2年，山地草甸區(qū)（161團）4種補播牧草占整個草群比例為76.6%，對牧草品質和草群結構影響很大。2種禾本科牧草，占草群禾草的67%，其中，鴨茅占57%，優(yōu)勢最明顯；2種豆科牧草所占比例相當。由于原生植被中豆科牧草較少，故補播后其占到了草群豆科牧草的95%。

溫性草原補播區(qū)（165團）4種補播牧草占整個草群的29.1%，對牧草品質和草群結構影響較大。3種禾草中針茅所占草群禾草比例最大，為15.0%，草地早熟禾和披堿草次之，分別為9.0%和6.0%。由于原生植被中豆科牧草很少見，故補播后草群中豆科牧草基本以播入的甘農三號紫花苜蓿為主，占整個草群的6.8%。

溫性草原補播區(qū)（170團）播入4種牧草占整個草群的28.5%，對牧草品質和草群結構都產生了很大的影響。其中，沙生冰草占草群禾草比例最大，為11%。由于原生植被中豆科牧草很少，故補播后草群中豆科牧草幾乎以播入的甘農三號紫花苜蓿為主，占整個草群的12.6%（表2）。

4 討論與小結

補播試驗中發(fā)現(xiàn)各類牧草出苗、越冬、返青都較好。說明在九師自然、地域條件下，選擇適于補播改良的退化天然草地區(qū)域，在春季積雪剛融化時或雨季進行補播改良可行，但由于九師部分草原分布區(qū)域地處風口而夏季風大、偏干旱，冬季寒冷、積雪厚，所以在選擇補播草種時，要根據(jù)當?shù)卦脖粻顩r及牧草栽培試驗，選擇耐寒、抗旱、適應性強牧草為補播草種，方可取得事半功倍的效果［9－11］。

表2 3個試驗類型補播草地各補播草分種地上生物量比例Table2 Above－ground biomass proportion of every forage in different reseeding area

從補播草地產量、植被群落結構分析，補播草地優(yōu)于對照（未補播），說明補播極大提高了草地產量和牧草品質，這與有關專家學者的研究結果相似［12－15］。同時，補播第2年，由于額敏墾區(qū)（九師）降水量出現(xiàn)了歷史新高，很大程度上也影響了試驗結果。補播使得優(yōu)良牧草比例上升，而雜類草比例下降，草群結構趨于合理化，不但提高了群落穩(wěn)定性，促進了草地生態(tài)平衡，還可逐漸實現(xiàn)從退化天然草地向半人工草地的轉換［16，17］。

補播草種在不同草地類型表現(xiàn)各異，豆、禾混播補播效果良好。也有研究表明根據(jù)不同土壤質地和草地類型，因地制宜利用豆、禾混播組合開展補播，可取得良好的效果［18］，與本文研究結果一致。還有研究報道隨補播年限延長，若不重視后期管理，豆科牧草競爭力相比禾本科牧草會明顯減弱，在草群中所占比例會逐漸較少，將會導致雜類草比例增加，草地逆向演替而出現(xiàn)退化［19，20］。試驗僅開展了兩年，所得結論對當前生產實踐有重要指導意義，但要得出補播改良在九師區(qū)域的長效機制，還有待長期監(jiān)測研究。

對九師草地退化典型區(qū)域開展補播試驗2年，大部分牧草出苗率、越冬率較好，所選草種適宜在九師自然地域條件下生長；補播第2年，各補播區(qū)牧草返青較好，草產量相比對照（未補播）提高明顯。草群中禾本科和豆科牧草所占比例明顯增加而雜類草比例明顯下降，草群結構趨于合理化；各補播草種對不同草地類型區(qū)域適應性不同。山地草甸補播區(qū)（161團）豆科相比禾本科牧草補播改良效果較好；溫性草原補播區(qū)（165團）禾本科改良效果優(yōu)于豆科牧草，尤其是針茅表現(xiàn)最優(yōu)；溫性草原補播區(qū)（170團）禾本科牧草改良效果稍優(yōu)于豆科草，尤其是沙生冰草在沙礫質土壤中的改良效果最好。

［1］ 杜青林.中國草業(yè)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略（地方篇）［M］.中國農業(yè)出版社，2006：1211－1222.

［2］ 于磊，王新忠，朱忠和，等.兵團農九師161團天然草地牧草資源及其飼用評價［J］.石河子大學學報，2000，4（1）：42－48.

［3］ 于磊.農九師廟爾溝種羊場天然草地飼用植物及飼用評價［J］.石河子農學院學報，1993，11（1）：38－43.

［4］ 于磊.兵團農九師165團草地資源及其主要特點［J］.石河子大學學報，1998（3）：209－2163.

［5］ 于磊.新疆塔城—額敏墾區(qū)天然草地資源評價及其開發(fā)利用［J］.中國草地，1999（5）：63－67.

［6］ 于磊.新疆兵團農九師天然草地分類及類型特征［J］.石河子大學學報，2001，5（3）：219－223.

［7］ 張強強，景亞平，楊雪.新疆兵團農九師實施草原生態(tài)補獎政策效益初探［J］.中國畜牧業(yè)，2013（4）：71－73.

［8］ 張強強.昭蘇馬場不同建植年限混播人工草地穩(wěn)定性研究［D］.烏魯木齊：新疆農業(yè)大學，2010：36.

［9］ 賈慎修，賈志海，史德寬.補播是改良退化草地的有效途徑［J］.草業(yè)科學，1989，6（6）：8－11.

［10］ 陳新.新疆天然草地補播改良技術探討［J］.草業(yè)與畜牧，2012（1）：35－38.

［11］ 劉秀梅，張榕，豆衛(wèi)，等.紅豆草和紫花苜蓿在高寒牧區(qū)適應性研究［J］.草原與草坪，2010，30（4）：51－54.

［12］ 張永超，牛得草，韓潼，等.補播對高寒草甸生產力和植物多樣性的影響［J］.草業(yè)學報，2012，21（2）：305－309.

［13］ 陳子萱，田福平，時永杰，等.補播對瑪曲高寒沙化草地物種豐富度和生物量的影響［J］.南方農業(yè)學報，2011，42（6）：635－638.

［14］ 宋春橋，游松財，沈振西，等.藏北地區(qū)草地補播及放牧制度對草地覆蓋影響的遙感監(jiān)測研究［J］.草地學報，2011，19（1）：58－61.

［14］ 張云，武高林，任國華，等.封育后補播“高寒1號”生態(tài)草對瑪曲退化高寒草甸生產力的影響［J］.草業(yè)科學，2009，26（7）：99－104.

［16］ 曹子龍，鄭翠玲，趙延寧，等.補播改良措施對沙化草地植被恢復的作用［J］.水土保持研究，2009，16（1）：91－94.

［17］ 鄭華平，陳子萱，牛俊義，等.補播禾草對瑪曲高寒沙化草地植被多樣性和生產力的影響［J］.草業(yè)學報，2009，18（3）：28－32.

［18］ 侯典超，李向林，萬里強，等.多年生暖季型草地補播多花黑麥草生產系統(tǒng)研究［J］.草地學報，2010，18（6）：781－782.

［19］ 王俊梅，豆衛(wèi)，馮今，等.草原蝗蟲為害對高寒草原生物量影響的研究［J］.草原與草坪，2010，30（5）：59－62.

［20］ 陳明輝，張強強.巴爾魯克山地混播人工草地群落生物量動態(tài)變化研究［J］.草原與草坪，2011，31（5）：37－40.