张子麒,赵 韦,崔雨萱,周 斌,张 露
(西藏藏草生态科技有限公司,西藏 山南 850800)
青藏高原是我国重要的草原畜牧业基地之一〔1〕,全区天然草地类型归结为高山草甸草地类、高山灌丛草甸草地类、亚高山疏林灌木草甸草地类、高山草原草地类、高山山地荒漠草地类、高寒沼泽草地类、山地灌丛草地类和高山稀疏及垫状草地类八类。高山高寒草地是分布最广、面积最大的草地类型〔2〕。由于近年来过度放牧,草地的生产力严重下降,毒杂草比例上升,近90%的天然草场出现不同程度退化和沙化,遏制草地的退化趋势,恢复和改善草地质量成为当地生态建设的重要任务〔3-4〕;同时,牧草供应不足,优质补播牧草的短缺,导致乡土野生植物被破坏,是该地区畜牧业发展面临的突出问题〔5〕。因此,选用适合不同自然条件、产量高、品质好的牧草已成为建植人工草地、发展畜牧业的关键所在〔6〕。
近年来,我国有关栽培牧草研究较多,但由于青藏高原特定的环境条件,草地类型多、牧草品种单一的独特草地类型,再加之高寒生态环境条件的特殊,目前从国内外引进的牧草草种都很难适应或者适应性较差而未取得进一步研究。山南地区无霜期仅57-130天,故在所有优质牧草中,多年生禾本科、豆科、莎草科的一些牧草可作为本地草地资源发展的主要优势种。推广种植优质牧草是发展草地畜牧业的关键,选择优良牧草品种是建立人工牧草生产基地及各种饲草料生产基地的基础〔7〕。由于几乎没有见到过牧草在山南地区的引种试验,因此本实验的前期暨在试验的前期引种试验基础上,在山南市扎囊县阿扎乡引种51种优质牧草品种进行试验,筛选出适宜西藏山南地区种植的优质多年生禾本科、豆科、莎草科牧草品种,为西藏山南地区人工牧草地建立,退化草地治理和天然草地改良提供科学依据。
试验地位于西藏自治区山南市扎囊县阿扎乡章达村冬春草地,91°29′E,29°31′N,海拔3640m。试验地建植前的景观为沙质退化草地,优势种群为砂生槐(Sophoramoorcroftiana(Benth.) Baker)、蒺藜(TribulusterrestrisL.)、毛瓣棘豆(OxytropissericopetalaPrain1ex C. E. C. Fisch.)、白草(Pennisetumcentrasiaticum)。
试验区气候属高原亚寒带半干旱气候,年均降水小于450ml,雨季多集中在6至9月。日照时间为2950小时,年均气温6.5℃;最高气温31℃,最低气温-37℃。年均风速在3m/s,最大风速为17m/s,风期主要集中在12月至次年3月〔8〕。
1.2.1 试验材料 结合前期试验结果,选择由西南民族大学青藏高原研究院提供的已登记草样品和正在驯化选育的218个多年生禾本科、豆科、莎草科草种作为试验材料。其中,雀麦属2种,披碱草属8种,鹅观草属13种,冰草属2种,虉草属1种,早熟禾属9种,仲彬草属3种,羊茅属6种,碱茅属1种,三蕊草属1种,赖草属1种,发草属2种,洽草属1种,苜蓿属1种。
表1 供试牧草播种量
1.2.2 试验方法 试验采用完全随机区组设计,3次重复,试验小区面积为15m2(3m×5m),播种方式为条播,条播间距为30cm,小区间间距为50cm,播深3~5cm。
1.2.3 田间管理 试验区建植前大面积灭鼠,试验区建植后围栏保护,两个月进行一次人工除草。
1.2.4 测定指标 测定项目包括物候期、株高、分蘖数、盖度、鲜草产量和单穗产量。
1.2.5 数据处理 实验数据采用WPS Office 2019软件进行统计分析。
在2018年,由于受到播种条件的限制,于6月下旬进行播种;受高寒气候影响,种植当年所有牧草均以营养生长为主,至10月上旬寒露时节开始停止生长。播种当年部分披碱草属、鹅观草属试验样品在25~30d出苗,梭罗草、披碱草等样品比其他样品早3~5d;部分披碱草属、鹅观草属、雀麦属、仲彬草属、冰草属样品在45d出苗,仲彬草属样品比其他样品晚5d左右,出苗率也低于50%;部分披碱草属、鹅观草属、雀麦属、仲彬草属、冰草属样品在70d出苗,其中部分老芒麦、鹅观草出苗率大于90%。发草属、洽草属、苜蓿属、三蕊草属、碱茅属、早熟禾属、虉草属及大部分羊茅属种子并未出苗,第二年进行重新播种,若还未出苗,则淘汰上述种子。
在2019年,对218个试验样品进行返青期和抽穗期的统计,共有146个实验样品成功返青,返青时间集中在3月下旬至4月下旬,结穗时间集中在7月下旬至8月下旬,其中披碱草属1个试验样品于7月上旬接穗、4个样品于7月中旬接穗。具体各属试验样品返青及结穗情况如表2所示。
表2 2019年146个试验样品返青期、抽穗期统计情况
植株高度既是衡量其生长发育情况的重要指标,也是反映牧草生产能力的生产指标〔9〕。牧草分蘖数是对单株牧草产量最直接的判断依据。对51个牧草品种116个试验样品2018年株高进行统计如表3所示。
表3 2018年116个试验样品株高、分蘖数统计情况
A-80鹅观草属梭罗草平均株高为23.5cm,优于其他样品,B-2-6无芒雀麦平均株高为3.00cm;A-97短颈披碱草的平均分蘖数为12个,优于其他样品,A-80鹅观草属梭罗草的平均分蘖数为3.8个。羊茅属只有一个试验样品出苗,不具代表性,第二年进行持续观测。将上述株高与分蘖数进行对比可以发现披碱草属与鹅观草属平均株高、平均分蘖数相差不大,并长势良好,可以初步确定为西藏山南地区的优势种。仲彬草属、雀麦属、冰草属的平均株高与平均分蘖数相对较好,可以适应西藏山南地区的生态环境,赖草属和羊茅属的牧草,出苗情况较差,第二年进行重新播种及进一步的观察。
对51个牧草品种146个试验样品2019年株高进行统计如表4所示。
表4 2019年146个试验样品株高、分蘖数统计情况
B-3-11鹅观草属中华鹅观草平均株高为74.82cm,优于其他样品,B-2-11无芒雀麦平均株高为10.41cm;B-13-1-3垂穗披碱草的平均分蘖数为18.4个,优于其他样品,A-114羊茅属同德紫羊茅的平均分蘖数为4.2个。将上述株高与分蘖数进行对比可以发现披碱草属>鹅观草属>雀麦属>早熟禾属>仲彬草属>冰草属,披碱草属、鹅观草属、雀麦属、早熟禾属、仲彬草属、冰草属试验样品可确定为山南地区优势种,羊茅属、赖草属、虉草属试验样品较少,只能初步判读为适应西藏山南地区,是否为优势种还需进一步观察,扩大试验样品数量,两年观测期间,未出苗的试验样品可淘汰。
盖度分为投影盖度和基部盖度,盖度的大小决定于植物的生物学特性。本试验所测的是基部盖度,又称为纯盖度,是指植物基部实际占地面积。对2018年116个试验样品和2019年146个试验样品的盖度、盖度等级观测如下图1、图2所示。
盖度分为裸地、低覆盖、中低覆盖、中覆盖、高覆盖五个等级,裸地:<10%,低覆盖:10%~30%,中低覆盖30%~45%,中覆盖45%~60%,高覆盖>60%。
在2018年观测的116个试验样品中达到高盖度的试验样品有30个,披碱草属有22个,鹅观草属有8个,其余属无试验样品属于高覆盖,故通过盖度等级研究,披碱草属>鹅观草属>其他。
在2019年观测的146个试验样品中达到高盖度的试验样品有59个,披碱草属有35个,鹅观草属有21个,雀麦属有1个,冰草属有2个,其余属无试验样品属于高覆盖,故通过盖度等级研究,披碱草属>鹅观草属>冰草属>雀麦属>其他。
通过2018年至2019年两年盖度及盖度等级的变化,可以明显发现经过两年种植的牧草盖度等级方面明显优于一年生,高盖度的数量由30种增长为59种。
图1 2018年116个试验样品盖度等级
图2 2019年146个试验样品盖度及盖度等级
鲜草产量为单位面积草地齐地面剪割的植物(包括可食的与不可食的)地上部一年中累计生长的总质量。本实验所规定的单位面积为1m2,鲜草产量和单穗产量的多少可以有效的决定牧草资源种类在畜牧业中的价值。
2019年对51个品种146个试验样品进行鲜草产量和单穗产量的测定,具体测量结果如表5所示。
表5 2019年146个实验样品鲜草常量及单穗产量
在2018年,实验样品进行地下生长,鲜草产量不具有参考价值,没有试验样品完成完整生育周期,单穗产量无法测定。
在2019年,试验样品进行地上生长。B-14-4-3披碱草的鲜草产量为938.4g,优于其他品种,A-120虉草(川青三号)鲜草常量为17g;B-7-12老芒麦单穗产量为0.4207g,优于其他品种,B-6-6冷地早熟禾单穗产量为0.0093g。将上述试验样品鲜草产量进行对比可以发现披碱草属>鹅观草属>冰草属>仲彬草属>雀麦属>早熟禾属,其中,由于羊茅属、赖草属、虉草属试验样品数量较少,出苗率较低,不具有明显的代表性。披碱草属、鹅观草属、冰草属可以确定为西藏山南地区的优势种,仲彬草属、雀麦属基本适应西藏山南地区,是否为西藏山南地区优势种还需扩大试验样品数量。
本试验所得到的数据均为2018年至2019年监测。在2018年由于受高寒气候限制,种植当年所有牧草均以营养生长为主,至10月上旬寒露世界开始停止生长,温度是高寒地区牧草前期生长发育的主导因素,低温使牧草的生理生化反应变慢、生长发育迟缓,鲜草产量、单穗产量等数据由于时间限制,无法测出。
在2019年,所种植的牧草地上部分生长,共有146个试验样品在春分至谷雨时节完成返青,至10月上旬寒露时节停止生长,并对鲜草产量、单穗产量等数据进行测量。经过两年对51个品种的株高、分蘖数、盖度、盖度等级、鲜草产量、单穗产量等数据的测量,基本筛选出披碱草属、鹅观草属、冰草属、雀麦属可以适应西藏山南地区,仲彬草属、早熟禾属、赖草属、虉草属等需扩大试验样品数量,本试验中未出苗的试验样品淘汰。在条件允许的情况下,对所试验牧草的粗蛋白、粗脂肪、粗纤维和无氮浸出物等营养成分进行检测,后与内地样品进行对比。
在2018年,共有116个试验样品成功出苗,并对其进行物候期、生长特性、盖度三个方面数据的测定,来阐述优质牧草在西藏山南地区的适应性。在实验过程中,披碱草属、鹅观草属所属品种表现优异,可确定为西藏山南地区优势种,其他品种进行继续观测。
在2019年,共有146个试验样品成功返青,并对其进行物候期、生长特性、盖度、盖度等级、鲜草产量、单穗产量六个方面的数据测量,来阐述优质牧草在西藏山南地区的适应性。在实验过程中,披碱草属、鹅观草属、冰草属、雀麦属表现较为优异,可确定披碱草属、鹅观草属可以确定为西藏山南地区的优势种,冰草属、雀麦属适应西藏山南地区生长环境,其他表现一般品种可扩大种植,进行进一步分析。
综上所述,披碱草属、鹅观草属、雀麦属、冰草属牧草试样样品可作为西藏山南地区优势牧草资源,可通过进一步的驯化、扩繁、筛选,广泛应用于西藏山南地区的序幕及生态环境修复工作。