藏北高寒草原乡土生态草梭罗草播种量筛选试验研究

A Study of the Seeding Rate Selection of Thunbergii, an Indigenous Ecological Grass in the Alpine Steppe of Northern Xizang

摘要

合理的播种量是天然草地生态修复效果评价和经济投入的前提，为探明乡土生态牧草品种梭罗草在那曲天然草地生态修复中最适宜的播种量。该研究设置播量分别为2 g/m²（A）、3 g/m²（B）、4 g/m²（C）、6 g/m²（D）、7 g/m²（E）和8 g/m²（F），共6种处理。本研究结果表明：不同播种量对梭罗草生长和繁殖均有不同程度的影响。其中，以适宜机械化操作为目标的最佳播种量为4 g/m²，以饲草生产为目标的最佳播种量为7 g/m²，以种籽生产为目标的最佳播种量为6 g/m²。本研究可为那曲高寒草原乡土牧草品种用于天然草地生态修复重建提供基础科学数据支撑。

Abstract

Reasonable sowing amount is the premise of ecological restoration effect evaluation and economic investment of natural grassland, to find out the most suitable sowing amount of Kengyilia thoroldiana, a native ecological forage species in Naqu, northern Xizang, in ecological restoration of natural grassland. In this study, the seeding amounts were set at 2g/m²(A), 3g/m²(B), 4g/m²(C), 6g/m²(D), 7g/m²(E) and 8g/m²(F), and there were 6 treatments. The results of this study showed that different sowing rates had different effects on the growth and reproduction of Kengyilia thoroldiana. From the research results, it was found that the optimal sowing amount for suitable mechanized operation was 4g/m², the optimal sowing amount for aboveground biomass was 7g/m², and the optimal sowing amount for producing grass seeds was 6g/m². This study can provide basic scientific data support for the application of native forage varieties in Naqu alpine grassland in northern Xizang to the ecological restoration and reconstruction of natural grassland.

Graphical abstract

关键词

藏北高寒草原 / 乡土牧草 / 梭罗草 / 播种量 / 生态修复

Key words

Alpine meadows in Northern Xizang / Native forage / Kengyilia thoroldiana / Seeding amounts / Ecological restoration

草原是重要的“水库”“粮库”“碳库”和“钱库”，在维护国家生态安全、食物安全、边疆安全、民族团结、社会稳定和乡村振兴等方面具有基础性、战略性作用^[1]。青藏高原对我国乃至周边国家和地区的生态安全具有重要屏障功能^[2-4]。藏北高原是青藏高原核心区域，海拔平均4 500 m^[5]，拥有草地面积4.2 × 10⁷ hm²，其中可利用面积3.13 × 10⁷ hm²，属湖泊盆地牧区^[6-8]。那曲市高寒草原主要分布于班戈县、尼玛县、双湖县、申扎县以及安多县部分区域，是面积最大的草原生态系统，是该区域牧民赖以生存的基础，随着社会经济不断发展，近些年在气候和人为双重因素的影响下，高寒草原出现不同程度退化，对农牧民生产生活带来了一定的不利影响，也对藏北高原乃至全国生态造成严重威胁^[9]。因此，天然草地生态修复重建是目前重要的研究课题，开展乡土牧草品种挖掘扩繁是天然草地生态修复重建工作中的重中之重。

梭罗草(Kengyilia thoroldiana )为禾本科以礼草属多年生草本，具下伸或横走根茎；秆密丛生，基部倾斜，具1 ~ 2节，高12 cm ~ 15 cm；叶鞘疏松裹茎，平滑无毛；叶片内卷；穗状花序矩圆状卵形，直伸或弯曲；小穗紧密排列而偏于一侧，含3 ~ 6朵小花；颖背面具长柔毛；外稃密生粗长柔毛^[10,11]。其主要分布在高寒草原，据《西藏植物志》记载，藏北高原主要分布在申扎县、双湖县、安多县，根据作者调查，目前梭罗草均为零星分布，其中以安多县较为集中，在申扎县、双湖县、班戈县仅零星分布，主要生长在海拔4 000 m ~ 5 200 m的山坡草地、沙地。植物群落由紫花针茅、粗壮嵩草、沙蒿和根茎苔草等植物组成。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于那曲现代农业产业园区(N:31°26′17.033″，E:92°01′17.126″，海拔4 495 m)；属高原亚寒带季风半湿润气候区，年平均气温-2.9 ℃ ~ 3.4 ℃，年相对湿度为48 % ~ 51%。全年气候干冷，无绝对的无霜期，年蒸发量为1 413.7 mm ~ 2 132.3 mm，年日照时数为2 852.6 h ~ 2 881.7 h^[12]。土壤养分为：全氮2.73 g/kg，全磷1.71 g/kg，全钾24.34 g/kg，碱解氮200 mg/kg，速效磷55.1 mg/kg，速效钾274 mg/kg，有机质43.73 g/kg，pH 7.39。

1.2 供试材料

梭罗草(Kengyilia thoroldiana )，于2018年在产业园区驯化栽培3代种。

1.3 试验设计

试验小区面积4 m×5 m，设6个不同播种量，分别为2 g/m²（A）、3 g/m²（B）、4 g/m²（C）、6 g/m²（D）、7 g/m²（E）和8 g/m²（F），各小区之间间隔1 m，种植采用随机区组排列，区组间距1 m，3次重复，共18个试验小区。施羊粪2 000 kg/667 m²，进行机械深翻25 cm，耙地、平整，于2019年5月13日种植，采用条播，播种后进行镇压，试验观测期间进行除杂，并于每年（2020年和2021年）7月进行追肥，肥料为尿素，每次5 kg/667m²。

1.4 观测指标

植株高度：分别在牧草种植第2年和第3年盛花期每个试验小区随机选取25株，用卷尺量取自然高度。

地上生物量：分别在第2年，第3年在每个试验小区选1 m × 1 m的样方，抽穗期齐地刈割，用电子秤称其鲜重，并将带回实验室放入65 ℃烘箱中24 h后称其干重。

种子草籽产量：分别在第2年，第3年在每个试验小区选1 m×1 m的样方，牧草进入蜡熟期齐地刈割并在自然条件下风干，取种子称重。

1.5 数据分析

采用Excel 2016软件录入数据进行分析并制图。

2 结果与分析

2.1 梭罗草不同播种量对植株高度的影响

通过对种植第1年、第2年和第3年梭罗草进行植株高度测定，梭罗草不同播种量对生长发育影响不同。当播量为4 g/m²时，植株平均高度和年度自然高度均高于其它；栽培第2年不同播种量下，植株高度生长迅速，株高最大增幅达205.1%，播种量在4 g/m²水平下植株高度最高为47.9 m，播种量在6 g/m²水平下最低为32 cm（表1）；随着播种量的增加，植株高度出现先升高后降低的趋势（图1）。

2.2 梭罗草不同播种量对地上生物量的影响

通过对种植第2年、第3年的梭罗草进行地上生物量测定，其地上生物量是衡量牧草生产性能的主要指标之一，地上生物量除牧草本身原因，还受气候条件和管理水平等因素的影响。研究发现：不同播种量对梭罗草地上生物量影响不同，随着播种量的增加地上生物量也随之增大（表2）；随着播种量的增加，梭罗草地上生物量增幅先升高，后期增幅变化不大。（图2），当播种量4 g/m²水平下的地上生物量为152.62 g/m²，播种量6 g/m²水平下地上生物量为193.0 g/m²，增幅26.46%；当播种量7 g/m²水平下地上生物量为202.93 g/m²与播种量6 g/m²相比增幅为5.15%，当播种量8 g/m²水平下地上生物量为206.24 g/m²，与播种量7 g/m²相比增幅为增幅1.63%。

2.3 梭罗草不同播种量对草种草籽产量的影响

通过对种植的梭罗草种子进行测定，不同播种量对梭罗草草籽产量有一定的影响，梭罗草第2年和第3年草籽平均产量分别为32.78 g/m²、36.95 g/m²、58 g/m²、64.28 g/m²、51.76 g/m²、46.84 g/m²（表3），当播种量为2 g/m²水平下草籽产量最低，当播种量为6 g/m²水平下草籽产量最高；随着播种量不断地增加，牧草草籽量出现先升高后下降的趋势，播重量为6g/m²水平下出现峰值，继续加大播种量牧草产籽量出现下降的趋势（图3）。

3 讨论

牧草的品种因种植区域土壤、水热条件、种植管理措施等因素的差异，致使表现出不同的结果。不同播种量的梭罗草对植株高度总体影响不大，从研究结果看，播种第3年同等条件下植株高度有所下降，这可能与种植年限、田间管理水平、气候条件等因素有关，有待进一步继续研究。种子产量的高低在一定程度反映牧草的生产性能，梭罗草在藏北高寒草原地区均能成熟，由于牧草种子的形成与牧草品种自身的遗传有密切关系^[13]。同时，气候条件和条件管理水平对牧草种子的产量也有着一定的影响。

4 结论

不同播种量对生态草种梭罗草植株高度、地上生物量和草籽产量均有一定的影响，适宜的播种量不仅减少种子成本，还可以节省土地，便于管理，降低投入成本，根据不同建植目标，选择不同的播种量，提供科学依据。

以适宜机械化操作为目标，选择播种量4 g/m²为最佳，梭罗草植株高度从高到低为：4 g/m² ＞ 6 g/m²＞ 7 g/m² ＞ 8 g/m² ＞ 3 g/m² ＞ 2 g/m² 。

以地上生物量为目标，可选择播种量7 g/m²为最佳，梭罗草地上生物量从高到低为：8 g/m² ＞ 7 g/m²＞ 6 g/m² ＞ 3 g/m² ＞ 2 g/m²。

参考文献

[1] 董世魁.退化草原生态修复主要技术模式[M].北京:中国林业出版社,2022.41-53.

[2] 孙鸿烈,郑度,姚檀栋,等.青藏高原国家生态安全屏障保护与建设[J].地理学报,2012,67(1):3-12.

[3] 李文华,赵新全,张宪洲,等.青藏高原主要生态系统变化及其碳源/汇功能作用[J].自然杂志,2013,35(3):172-178.

[4] 钟祥浩,刘淑珍,王小丹,等.西藏高原生态安全研究[J].山地学报,2010,28(1):1-10.

[5] 严俊,旦久罗布,次旦,等.藏北高原那曲草牧业科技示范村典型区域植物多样性研究[J].西藏科技,2022,(5):15-21.

[6] 严俊,旦久罗布,谢文栋,等.藏北高原积极探索人工种草和生态建设协同发展的新路子[J].西藏科技,2020,(3):10-12.

[7] 高清竹,江村旺扎,李玉娥,等.藏北地区草地退化遥感监测与生态功能区划[M].北京:气象出版社,2006.53-61.

[8] 干珠扎布,高清竹,王学霞,等.藏北高寒草地生态系统对气候变化的响应与适应[M].北京:中国农业出版社,2018.17-20.

[9] 水宏伟,干珠扎布,吴红宝,等.禁牧对藏北高原狼毒型退化草地群落特征及生产力的影响[J].草业学报,2020,29(10):14-21.

[10] 吴征镒.西藏植物志[M].北京:科学出版社,1983.89-92.

[11] 旦久罗布,严俊.那曲草地资源图谱[M].北京:中国农业科学出版社,2019.77-83.

[12] 严俊,旦久罗布,谢文栋,等.藏北高原10种燕麦引种栽培试验研究[J].中国农业文摘.农业工程,2020,36(5):12-14.

[13] 金美玲,马玉寿,李世雄,等.大通河上游16种多年生禾草引种试验研究[J].草业学报,2017,26(6):76-88.

基金资助

2023年那曲市科技局重大专项那曲适应性牧草品种筛选及高寒草地提质增效关键技术研究与示范(NQKJ-2023-05)

尼玛县退化草地多年生牧草种植技术研究与示范(NQKJ-2023-05)