祁连山北麓荒漠草原不同牧草品种的适应性研究

李淳玥 甘辉林 马垭杰 顾新民

摘要 ［目的］篩选适宜的牧草品种和优良的混播类型，为退化草地的生态恢复提供科学依据。［方法］在祁连山北麓温性荒漠草原开展了无芒隐子草（Cleistogenes songorica）、驼绒黎（Krascheninnikovia ceratoides）、沙蒿（Artemisia desertorum）、沙米（Agriophyllum squarrosum）、梭梭（Haloxylon ammodendron）、绢蒿（Seriphidium nitrosum ）、木地肤（Kochia prostrata）、霸王（ Sarcozygium xanthoxylon）和草木樨（Melilotus suaveolens）共9个品种的补播及混播适应性研究，调查记录了各品种及不同品种混播组合的生长高度、覆盖度、产草量等指标。［结果］无芒隐子草、沙蒿、沙米的生长发育表现优于其他品种，草产量较高，分别为6 880.5、5 329.5、5 259.0 kg/hm2，具有较强的区域适应性。沙米+驼绒黎+无芒隐子草+草木樨的混播组合和无芒隐子草+沙蒿+驼绒黎+绢蒿的混播组合可以显著提高草产量，是退化荒漠草地恢复的最佳混播类型。［结论］无芒隐子草、沙蒿、沙米的适应性好、产量较高，可以作为荒漠草原改良的适宜草种。

关键词 荒漠草原；牧草；草产量；适应性；祁连山

中图分类号 S812  文献标识码 A

文章编号 0517-6611（2024）10-0137-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.10.029

Study on Adaptability of Different Forage Species in Desert Steppe of North Foot of Qilian Mountains

LI Chun-yue1，GAN Hui-lin2，MA Ya-jie2  et al

（1.Zhuzhou Forestry Research Institute，Zhuzhou，Hunan 412000;2.Zhangye Grassland Workstation，Zhangye，Gansu 734000）

Abstract ［Objective］In order to screen out the most suitable forage species and the best mixed sowing type，to provide scientific basis for ecological restoration of degraded grassland.［Method］The adaptability research of reseeding and mixed sowing of the 9 species of Cleistogenes songorica，Krascheninnikovia ceratoides，Artemisia desertorum，Agriophyllum squarrosum，Haloxylon ammodendron，Seriphidium nitrosum，Kochia prostrata，Sarcozygium xanthoxylon and Melilotus suaveolens in the temperate desert steppe at the northern foot of Qilian Mountains was conducted.The indexes of growth height，coverage and yield of different varieties and different mixed sowing combinations were investigated and recorded.［Result］The results showed that：the growth and development performance of Cleistogenes songorica，Artemisia desertorum and Agriophyllum squarrosum were better than other varieties，and the grass yield was higher，were 6 680.5，5 329.5 and 5 259.0 kg/hm2，respectively，with strong regional adaptability.Agriophyllum squarrosum + Krascheninnikovia ceratoides + Cleistogenes songorica + Melilotus suaveolens mixture and Cleistogenes songorica+Artemisia desertorum + Krascheninnikovia ceratoides+ Seriphidium nitrosum mixture，could significantly increase the yield of grassland，and were the best type of mixed sowing for the restoration in degraded desert grassland.［Conclusion］The adaptability and yield of the Cleistogenes songorica，Artemisia desertorum and Agriophyllum squarrosum were good，so they could be used as the suitable grass species for desert steppe improvement.

Key words Desert steppe;Forage grass;Forage yield;Adaptation;Qilian Mountains

基金项目 甘肃省重点研发计划项目（20YF8FG150）。

作者简介 李淳玥（1998—），女，甘肃张掖人，助理工程师，硕士，从事草原生态保护与修复研究。*通信作者，高级畜牧师，从事草原生态保护与草业技术推广研究。

收稿日期 2023-06-19；修回日期 2023-08-07

祁连山是我国重要的生态安全屏障，素有“高原冰原水库”和“生命之源”之称，同时也是我国西北地区“江河源”、河西走廊水资源安全的战略基地［1］。祁连山草地资源丰富，不仅为河西走廊的农业和畜牧业发展提供了物质基础和能量来源，更在水源涵养、水土保持、生物多样性保育等方面发挥着重要的生态服务作用［2-3］。近年来，受全球气候变化、草原鼠害危害及人工干扰等的影响，祁连山冰川和雪线不断退缩，天然林和草原植被均出现了不同程度的退化，不仅严重影响了西北地区的经济社会可持续发展，并且对河西走廊的生态安全有着严重的影响和威胁［4-5］，明确草地生态系统退化的原因，集成与应用草地恢复与重建技术，遏制天然草地的退化趋势，改善和恢复草地质量已成为当前草地生态恢复和重建的重要任务［6］；应利用农业改良措施（如补播、松土、轻耙、浅耕）促进天然草原的恢复［7］。但是，目前缺乏适宜当地的优质补播牧草，已成为制约天然草原生态恢复及畜牧业发展的主要因素［4］。因此，笔者在祁连山温性荒漠草原开展9种牧草品种栽培试验，筛选适宜在祁连山区种植的优良牧草资源，以期为祁连山荒漠草原退化草地恢复与重建、天然草原改良及人工草地的建立提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1 研究区自然概况

研究区位于甘肃省张掖市高台县合黎镇北山温性荒漠草原，草原类型为沙米+合头草型，地理坐标为39°24′39.39″N，99°52′52.281″E，海拔1 321 m，温带大陆气候，多年平均气温7.6 ℃，极端最低气温-31.0 ℃（1980年2月4日），极端最高气温38.5 ℃（2010年7月16日）。无霜期年平均175 d，生长期年平均190 d，年日照时数3 088 h，年降雨量104.4 mm。土壤质地为沙质，主要植被为沙米（Agriophyllum squarrosum）、霸王（Zygophyllum xanthoxylon）、糙叶黄芪（Astragalus pseudoscaberrimus）、中亚紫菀木（Asterothamnus centraliasiaticus）等，植被盖度为40%。蝗虫轻度危害，为中度退化（沙化）草原，草原利用方式为全年禁牧。

1.2 供试材料

无芒隐子草（Cleistogenes songorica ）、驼绒黎（Krascheninnikovia ceratoides）、沙蒿（Artemisia desertorum）、沙米（Agriophyllum squarrosum）、梭梭（Haloxylon ammodendron）、绢蒿（Seriphidium nitrosum ）、木地肤（Kochia prostrata）、霸王（Sarcozygium xanthoxylon）和草木樨（Melilotus suaveolens）9个牧草品种，均采购自甘肃华丰草牧业有限公司。

1.3 试验设计

1.3.1 单一牧草品种适应性试验。

采用完全随机区组设计，3次重复，试验小区面积15 m2（5 m× 3 m），条播，条播间距30 cm，小区间距50 cm，各重复间距1 cm，播种深度3～5 cm，于2020年7月10—12日进行播种。不同品种的播种量分别为无芒隐子草22.5 kg/hm2，沙蒿22.5 kg/hm2，沙米22.5 kg/hn2，梭梭15.0 kg/hm2，绢蒿30.0 kg/hm2，木地肤15.0 kg/hm2，驼绒黎15.0 kg/hm2，霸王15.0 kg/hm2，草木樨30.0 kg/hm2。试验区播种前进行生物灭鼠，并设围栏保护。

1.3.2 不同牧草品种混播试验。

不同牧草品种混播组合及播种量共设5个处理，即：处理①无芒隐子草（14 g）+沙蒿（14 g）+驼绒黎（10 g）+绢蒿（18 g）；处理②沙米（14 g）+梭梭（10 g）+霸王（10 g）+木地膚（10 g）；处理③沙蒿（14 g）+梭梭（10 g）+木地肤（10 g）+草木樨（18 g）；处理④沙米（14 g）+驼绒黎（10 g）+无芒隐子草（14 g）+草木樨（18 g）；处理⑤绢蒿（18 g）+霸王（10 g）+木地肤（10 g）+草木樨（18 g），另设1个空白处理（CK）。播种方式为人工条播，播种深度根据种子大小为2～4 cm，行距30 cm，播种日期2020年5月16日。

1.4 指标调查测定方法

齐苗后，选择1 m长的样行，调查出苗数，重复 3次。于生长第2年，观测记录物候期。连续观测调查2年，选择具有代表性的植株，总面积约1 m2，利用目测法调查各草种的物候期，判断标准为50%进入物候期为准，每3 d观测记录1次。在牧草生长盛期，在每个小区随机选取3个1 m×1 m的调查样方，随机测量10株牧草高度以及不同牧草品种的盖度和鲜草产量［8］。

1.5 数据处理

采用Excel 2003 和SPSS 26.0软件统计分析，差异显著性采用 LSD检验。

2 结果与分析

2.1 不同牧草品种物候期

不同品种在试验区正常生长，播种当年，所有品种的牧草依次出现了出苗期、分蘖期、枯黄期3个生长发育期，只有极少数品种出现了抽穗期，之后因为霜冻而枯黄。翌年所有牧草都能完成生育周期，４月中下旬到5月上旬开始返青，不同草种品种物候期不一致（表1），出苗时间最短的仅需13 d，最长的需25 d，而大多数牧草在14～15 d 陆续出苗；出苗后60～75 d进入分蘖期。

翌年所有品种的牧草都可以安全越冬，并从自4月中下旬开始进入返青期，其中，返青最早的牧草品种为无芒隐子草（4月10日），草木樨返青最迟（4月23日）；抽穗期和开花期差异不大，于6月12日—7月15日进入抽穗期，在7月下旬至8月中下旬为开花期。供试品种成熟期差异较大，最早进入成熟期的为驼绒黎（8月30日），最迟的为霸王（9月23日）（表1）。

2.2 不同牧草品种单播农艺性状

相同管理条件下，不同牧草品种均可正常萌发生长，但高度、覆盖度及鲜草产量均存在显著差异（表2）。种植第1年（2020年），不同牧草生长高度为10.4～86.9 cm，其中梭梭的生长高度最高，为86.9 cm，且显著高于其他品种，木地肤的生长高度最低，仅10.4 cm；覆盖度在20.0%～37.9%，无芒隐子草的覆盖度（37.9%）显著高于其他品种（P<0.05）；无芒隐子草鲜草产量显著高于其他牧草品种，为5 032.5  kg/hm2，其次为沙蒿、沙米。

种植第2年（2021年）同一牧草品种的高度、覆盖度及鲜草产量较种植第1年均有所增加。2021年不同牧草品种高度、覆盖度及鲜草产量均存在差异，差异性与种植2020年相似。其中，梭梭的生长高度显著高于其他品种，高达104.6 cm，木地肤的生长高度最低，仅32.7 cm；覆盖度为20.7%～39.9%，无芒隐子草的覆盖度（39.9%）显著高于其他品种（除沙蒿）（P<0.05）；鲜草产量方面，无芒隐子草、沙蒿、沙米高于其他牧草品种，分别为6 880.3  kg/hm2、5 329.7 kg/hm2、5 259.6 kg/hm2，区域适应性强。

2.3 不同牧草品种混播农艺性状

种植第1年（2020年），各混播处理的牧草平均高度、覆盖度和鲜草产量均显著高于CK（表3）。处理③的平均高度最高，达25.3 cm，这是由于该牧草混播组合中有草木樨；处理④的覆盖度最高（达58.5%），显著高于其他处理（38.2%～54.2%），其鲜草产量显著高于其他处理，为9 633.0 kg/hm2，产量排在其后的为处理①和处理②。

种植第2年（2021年），各牧草品种混播处理的平均高度、覆盖度和鲜草产量相对种植第1年均有所增加，且各混播组合的不同指标均高于CK（表3）。处理④的鲜草产量最大，达11 380.9 kg/hm2，其次分别为处理①和处理②，鲜草产量分别为9 697.2和9 534.8 kg/hm2，说明处理④、处理①和处理②组合的牧草品种具有较强的适应性，适合在当地种植。

3 讨论

通过观测记录物种的物候期，便于了解物种的整个生长发育过程及不同发育期（如萌发、生长、开花、结果及果实成熟等）的发育规律，也可以推断不同物种对新生境的适应性［9］。物候期是评价物种适应性的重要标准之一［10］。该研究结果表明，不同品种在试验区正常生长，完成整个生育周期，满足生产要求。

产草量是衡量和评价牧草品种优劣及其适应性强弱、生产力大小的重要指标［11］，与株高、盖度、分蘖数、生长速度等性状指标密切相关，也是各性状指标的综合体现［12］，是牧草品种适应性评价的主要指标。通过连续2年开展无芒隐子草、驼绒黎、沙米等不同牧草的产草量指标的观测研究，结果显示，无芒隐子草、沙蒿、沙米的生长发育表现及产草量优于其他品种，由此表明，无芒隐子草、沙蒿、沙米在祁连山北麓荒漠草原有较好的生产性能，表现出较好的利用前景。

牧草混播可以发挥牧草间互补效应，增加生物多样性，提高品种质量、抗病性和适应性，提高土壤肥力，混播模式也能提高生态系统的稳定性，改善物种间的竞争关系，充分利用资源提高生产力［13］，牧草产量是评价混播草地基础生产能力的重要指标，明确混播模式下的最佳组合及比例，对退化草地改良具有重要意义［14］。该研究中，混播组合沙米+驼绒黎+无芒隐子草+草木樨和无芒隐子草+沙蒿+驼绒黎+绢蒿的草产量较其他组合和CK差异显著，是退化荒漠草地恢复的最佳混播类型。

4 结论

该研究结果表明，供试的9个牧草品种在祁连山北麓荒漠草原均能正常生长发育，并完成整个生育周期。其中，无芒隐子草、沙蒿、沙米的生长发育表现及产草量优于其他品种，具有较强的区域适应性，可以作为荒漠草原改良的首选草种。混播组合沙米+驼绒黎+无芒隐子草+草木樨和无芒隐子草+沙蒿+驼绒黎+绢蒿的草产量较其他组合和对照差异显著，可以显著提高草产量，是退化荒漠草地恢复的最佳混播类型。

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