蹄耕法改良山地退化草地技术应用研究

依明·斯迪克，李学森，穆尼热·买买提，加纳提，米克什，姜润潇

(新疆畜牧科学院 草业研究所，新疆 乌鲁木齐 830000)

新疆是我国主要的天然草地分布区域之一，拥有草地面积5.77×107hm2，占全区土地面积的30%，其中，山地草地占58%。草地在新疆生态环境保护和建设中显得尤为重要。而且草地是广大农牧民的重要资源，是畜牧业的基础[1-4]。目前，由于气温上升、盲目开垦、过度放牧、滥挖滥垦、乱占乱建等因素导致草地资源遭到严重破坏，草地生产力下降，水土流失，进而导致整体生态环境恶化[5-9]。

退化草地改良利用是当前草地畜牧业持续发展面临的重要问题之一。目前，国内对平原地带退化草地进行围栏、松土改良、机械补播等措施，草地恢复重建的理论与实践已取得一些成就[10,11]，但对于坡度较陡的中山带和亚高山带修复退化草地植被、补播改良技术措施较少。

蹄耕法在国外用于山地陡坡植被修复、补播改良是比较成功[12，13]，因此，运用蹄耕法来提高新疆山地退化草地生产性能，推动草原生态环境保护，为新疆山地草地畜牧业的可持续发展提供良好的草地资源具有重要意义。

1 材料和方法

1.1 试验地概况

试验在乌鲁木齐县甘沟乡山区进行，海拔1 500～1 800 m，天山北坡中山带，草地类型为山地草甸和山地草甸草原，土壤为山地黑钙土、栗钙土。原生植被以草地早熟禾(Poapratensis)、草地老鹳草(Geraniumpretense)、羽衣草(Alchemillajaponica)、草地糙苏(Phlomispratenses)、羊茅(Festucaovina)、苔草(Carexsp.)、针茅(Stipacapillata)等为主要植物种。由于利用过度，植被严重退化，覆盖度为40%～50%，鲜产草量960～18 000 kg/hm2。试验区地形陡，坡度10 °～30 °，水热条件好。年降水量为380～500 mm，年均温度2.1～3.3 ℃，年蒸发量1 283.3 mm，全年无霜期89～130 d，牧草生长期150 d。

1.2 试验设计与方法

1.2.1 试验设计 试验地选在天山北坡甘沟乡退化比较严重的山地草甸和山地草甸草原作为项目实施地点，总试验面积2 hm2，划分为4个样地，各样地面积为111 m×45 m，每个样地又划分为15个小区，用于人工撒播、背播、喂播、混播，各设3个重复，未进行蹄耕作为对照，每个小区面积37 m×9 m，实行圈围。600只羊/hm2为标准进行放牧蹄耕，时间2 h。

1.2.2 试验方法 播种前按种子的外壳软硬先浸种24～48 h， 1∶1比例种子与当地土的拌种裹土。早春人工播种并放牧蹄耕后测定单位面积的田间出苗率。

表1 播种当年生长季0～20 cm土壤含水量Table 1 Soil moisture within 0 to 20 cm in the sowing year %

(1)混播：红豆草+新麦草+冰草+无芒雀麦，按红豆草(Onobrychisviciaefolia)40%，新麦草(Psathyrostachysjuncea)20%，冰草(Agropyroncristatum)20%,无芒雀麦(Bromusinermis)20%比例混合后人工撒播结合放牧蹄耕。

(2)喂播：硬实率较高红豆草种子，早、晚每只羊饲喂150 g/d，家畜采食牧草种子后，通过排粪将携带的牧草种子踩埋在土中。

(3)背播：红豆草种子与有机肥按1∶2或种子与化肥1∶1比例混合，装袋后搭在家畜的背上，种子随放牧而撒落在地上，又被畜群踏埋在土中。

(4)撒播：人工撒播红豆草种子后，通过放牧让羊群踩埋在土中。

4种播种方法各设3个重复。8月下旬测定鲜草产量、高度、盖度、优良牧草比率。

补播时期 ①早春播种为3月下旬～4月初积雪刚消融时期进行补播；②晚春播种为4月下旬～6月中旬下雨高峰期雨前雨后及时进行补播；③秋播为10月下旬～11月上旬临冻前进行补播。

1.2.3 试验地管理 苗期对缺苗率超过20%的草地及时进行补苗，播种当年生长期利用雨季追施化肥180 kg/hm2。补播后围栏保护，严禁放牧，第2年可以分段适当放牧。

2 结果与分析

2.1 种子处理对田间出苗率的影响

供试种子中，3种禾本科牧草室内发芽率达90%以上，红豆草发芽率75%(表2)，经浸种裹土处理红豆草田间出苗植株达32株/m2，比未处理种子出苗率提高16倍，其次，为无芒雀麦、冰草、新麦草，分别是9、7、5株/m2，比未处理的种子出苗数分别提高28.6%，16.7%和25%。

表2 早春放牧蹄耕田间出苗数Table 2 Field sprouting rate in early spring

2.2 山地草甸

2.2.1 坡度>20°半阳坡 秋播:用4种补播方法结合放牧蹄耕效果最好。人工播，背播，喂播和混播的鲜草产量分别比对照区提高3.77，2.95，2.30和1.97倍。草地盖度分别提高30%，25%，15%，10%。优良牧草比重分别提高20%，20%，10%，10%(表3)。

早春播：用4种补播方法结合放牧蹄耕效果良好，人工播，背播，喂播和混播时鲜草产量比对照区分别提高3.56，2.63，2.25，2.35倍。草地盖度分别提高25%，20%，20%，20%。优良牧草比重分别为15%，10%，10%，10%。

晚春播：用4种补播方法结合放牧蹄耕效果较好，人工播，背播，喂播和混播时鲜草产量比对照区分别提高2.95，2.27，1.60，1.84倍。草地盖度分别提高20%，15%，15%，10%。优良牧草比重分别提高10%，10%，10%，10%(表3)。

2.2.2 坡度<20°半阴坡 秋播：用4种补播方法结合放牧蹄耕效果最好。人工播，背播，喂播和混播时鲜草产量比对照区分别提高4.02，2.73，2.63，2.44倍。草地盖度分别提高20%，10%，10%，10%。优良牧草比重分别提高20%，15%，10%，10%(表4)。

早春播：用4种补播方法结合放牧蹄耕效果良好。人工播，背播，喂播和混播时鲜草产量比对照区分别提高3.68，2.80，2.72，2.53倍。草地盖度分别提高25%，15%，15%，10%。优良牧草比重分别提高20%，15%，15%，10%。

晚春播：用4种补播方法结合放牧蹄耕效果较好。

表3 山地草甸不同坡度放牧蹄耕下的盖度、鲜草量、优良牧草比率Table 3 Coverage,fresh yield and proportion of high quality grasses of mountain meadow after improvement

人工播，背播，喂播和混播时鲜草产量比对照区分别提高2.95，2.55，2.41，2.01倍。草地盖度分别提高15%，15%，10%，10%。优良牧草比重提高20%，10%，10%，10%。

2.3 山地草甸草原

2.3.1 坡度>20°阳坡 山地草甸草原早春用4种方法进行补播后，结合放牧蹄耕效果最好，人工播，背播，喂播和混播时鲜草产量比对照区分别高了2.77，2.69，2.49，2.13倍。盖度分别提高20%，20%，15%，10%。优良牧草比重提高25%，20%，20%，20%。

秋播：用4种方法补播后，结合放牧蹄耕。人工播，背播，喂播和混播的鲜草产量比对照区分别高2.72，2.57，2.22，1.42倍。草地盖度分别提高20%，15%，10%，10%。优良牧草比重提高20%，20%，15%，10%。

晚春播：用4种方法进行补播后结合放牧蹄耕效果较好。人工播，背播，喂播和混播时鲜草产量比对照区分别提高1.49，1.36，1.35，1.34倍。盖度分别提高10%，5%，5%，5%。优良牧草比重提高10%，5%，5%，5%。

2.3.2 坡度<20°半阴坡 早春：用4种方法进行补播后，结合放牧蹄耕效果最好。人工播，背播，喂播和混播时鲜草产量比对照区分别高4.23，2.75，1.79，1.73倍。盖度分别提高35%，30%，20%，15%。优良牧草比率提高25%，20%，10%，10%(表4)。

秋播：用4种方法进行补播后，采取放牧蹄耕效果良好。人工播，背播，喂播和混播时鲜草产量比对照区分别提高3.13，2.14，1.48，1.53倍。盖度提高35%，20%，15%，15%。优良牧草比重提高25%，20%，10%，10%。

表4 山地草甸草原不同坡度放牧蹄耕对盖度、鲜草产量、优良牧草比率的影响Table 4 Coverage,fresh yield and proportion of high quality grasses of mountain meadow steppe after improvement

晚春播：用4种方法进行补播后放牧蹄耕效果较好。人工播，背播，喂播和混播时鲜草产量比对照区分别提高1.79，1.44，1.19，1.15倍。盖度提高20%，15%，10%，10%。优良牧草分别提高20%，10%，10%，10%。

3 讨论

坡度>20°的山地草甸草原和山地草甸坡度大，羊群沿近等高线行走采食，放牧蹄耕下的种子踩踏不均匀，漏踩较多。海拔1 650 m的山地草甸草原地形较陡,降水量350 mm，阳坡半阳坡，土层较薄，有水土流失现象，表层土容易干影响出苗，播种期选在下雪前或早春为好。海拔1 700 m的山地(森林间)草甸草地降水量400 mm，应搭配好红豆草、无芒雀麦等中旱生牧草。

坡度<20°的山地草甸草原和山地草甸坡度较平缓，蹄耕均匀。海拔1 800 m的山地草甸降水量540 mm，放牧季节可保持一定的土壤湿度，播期应选在秋季或晚春为好，但温度较低，平均2.1 ℃，影响牧草生长。海拔1 700 m的山地草甸草原降水量400 mm，平均温度3.3 ℃，半阳坡，水土流失不严，土壤湿度较好，于早春融雪期或雪前放牧蹄耕效果好。

早春播：早春积雪消融后、地表开始干裂，有2～5 cm的缝隙时及时进行补播效果最好。此时人工撒播的种子大部分种子落在缝隙口中，部分种子放牧时被羊蹄踩埋在土中。此时草地土壤墒情较好，且6～7月的雨季给幼苗生长提供足够的水分促进生长。

晚春播：一定要下雨前后进行补播，然后及时放牧蹄耕，效果较好，5～6月温度上升快，蒸发量加大、使土壤水分大量损失，特别地表5 cm很容易干燥，加之晚春降水量年度间变幅大，出苗率低。

秋播：此时种子在地表或雪中吸水膨胀因温度低不能萌发，早春来临积雪融化，种子能够吸收足够的水分，而迅速发芽。

人工播种：播种均匀，播种量易控制、种子浪费少。

背播：种子落在地表上时，被羊粪和土覆盖，可提高种子发芽率。缺点是种子撒落的不太均匀，特别是家畜停留时间较长的地方落的多。

喂播：40%以上的种子在羊的瘤胃里被消化，随粪便排出的种子，在地表可保持2～3 d的湿度，种子的鞘被软化，容易出苗。缺点是种子浪费的较多。

混播：应搭配好适宜蹄耕的牧草种子和混播比例，选择籽粒大而硬的牧草种子为好。禾本科种子较轻而放牧蹄耕时羊蹄不易踩进土中，不能和土壤紧密接触，影响吸水萌发。红豆草种子大而硬，外围带网状坑，拌种裹土时容易粘上，易于踩埋土中。

蹄耕法适宜的牧草品种为红豆草，其种子外围带网状坑，拌种裹土时容易粘土，种籽大容易踩埋土中，有助于扎根发芽。据报道,红豆草是中旱性牧草，具耐瘠薄土壤，越冬率好，抗旱、寒，耐盐、产草量高，适应性广等特点[14-19]，是治理退化草地首选草种[20]。

4 结论

蹄耕法技术改良最适宜草地类型是山地草甸草原，此类型草地的降水量达400 mm，平均温度3.3 ℃，适合牧草生长发育。

蹄耕法技术改良最佳补播时期：早春补播效果最好，此时土壤墒情好，加上6～7月的雨季给幼苗生长提供足够的水分促进牧草生长，其次为晚秋补播，此时种子在地表或雪中吸水膨胀因温度低不能萌发，早春时积雪融化，种子吸足水分而迅速萌发。

蹄耕法技术改良最适宜坡度：坡度<20°为好，草地坡度较小水土不易流失，放牧蹄耕补播均匀。

蹄耕法技术改良最适宜牧草品种：中旱生牧草红豆草，种子大小和种子外形结构适合放牧蹄耕，硬实率比较高，经过浸种裹土处理后种子田间出苗率提高16倍，达32株/m2。单播红豆草蹄耕法补播改良后，鲜产草量最高达15 240 kg/hm2，比未蹄耕时鲜草产草量高4倍以上。

蹄耕法技术改良最佳补播方法：最好人工撒播后放牧蹄耕补播为好，补播均匀而且易控制播量。

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