廣西石漠化地區適生牧草品種的篩選

鄧素媛 易顯鳳 龐天德

摘要：為篩選出適合廣西石漠化地區種植的牧草品種，試驗引進14個牧草品種在廣西石漠化地區種植，觀察生長適應情況，測量株高、產量以及土壤養分變化。結果表明，紫色象草、合萌、山毛豆、寬葉雀稗、柱花草表現較優，覆蓋度高達80%～100%，與雜草競爭力強;種植當年，紫色象草鮮草產量達15.63 t/667 m2，合萌、寬葉雀稗、柱花草鮮草產量分別為2.01、2.51、1.96 t/667 m2，年可刈割3～4次;對土壤理化性能具有改善作用，尤其是柱花草可以明顯提高土壤有機質含量，與對照相比提高了7.12%，同時土壤的水解氮含量也得到了提高，與對照相比提高了13.68%。山毛豆由于種子硬實，第一年萌發較少，但是第二年的覆蓋度也達到了80%，水土保持能力強。紫色象草、合萌、山毛豆、寬葉雀稗、柱花草適合在廣西石漠化地區種植，對石漠化治理效果較好，同時飼料牧草可用于牛羊養殖，發展石漠化山區畜牧業。

關鍵詞：石漠化地區;牧草;土壤養分;廣西

中圖分類號：S54 ? ? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：0439-8114（2020）15-0104-04

Abstract： In order to screen out the herbage varieties suitable for planting in the harsh ecological environment of Guangxi rocky desertification area and improve the ecological environment， 14 high-yield and high-quality herbage varieties were introduced for planting on the hillside in Guangxi rocky desertification area to observe the growth adaptation and measure the plant height， yield and soil nutrient changes. The results showed that Pennisetum purpureum Schumab cv. Purple， Aeschynomene americana L.， Tephrosia candida DC.， Paspalum wettsteinii Hackel and Stylosanthes guianensis （Aubl.） Sw had a better performance， and their coverage were up to 80%～100%， which were competitive with weeds， the annual output of fresh grass of P. purpureum Schumab cv. Purple was 15.63 t / 667 m2. The output of fresh grass of other varieties of A. americana L.， P. wettsteinii Hackel and S. guianensis （Aubl.） Sw was 2.01， 2.51， 1.96 t /667 m2， which could be cut 3 to 4 times per year. In particular， S. guianensis （Aubl.） Sw could significantly increase the content of soil organic matter by 7.12% compared with the control group. Meanwhile， the content of hydrolyzed nitrogen in the soil was also increased by 13.68% compared with the control group. Tephrosia candida DC. seeds germinated less in the first year because of seeds hard， but the coverage also reached 80% in the second year. Therefore， P. purpureum Schumab cv. Purple， A. americana L.， T. candida DC.， P. wettsteinii Hackel and S. guianensis （Aubl.） Sw were suitable for planting in the rocky desertification area of Guangxi， and the control effect of rocky desertification was better. Meanwile， forage grass can be used for cattle and sheep breeding， developing rocky desertification mountain animal husbandry.

Key words： rocky desertification area; forage grass; soil nutrient; Guangxi

學者對巖溶石漠化普遍定義為：在亞熱帶高溫高濕的自然環境背景下，主要由人類不合經濟社會行為所驅動，致使土壤退化，生產力下降，最終導致巖石裸露等巖溶景觀發生[1]。中國西南地區巖溶面積為45.2萬km2， 主要分布在貴州、廣西、重慶、云南、湖南、湖北等8個南方省（市）[2， 3]。基于調查顯示，石漠化主要由人為因素引起，只有在反復的人為砍伐植被或陡坡開墾等情況下，才使得植被覆蓋層喪失，最終引起石漠化的發生[4]。石漠化地區生態恢復應以治理水土流失為基本出發點，以植被恢復為手段，植被恢復是石漠化土地治理的重要保障和根本措施[5，6]。

植被恢復的植物品種選擇因地勢格局而異，在難以進行人工造林的陡坡、半石山地方，不能進行灌喬木種植，則應選擇人工種草[7]。草地則在整個群落演替中起到了基礎的作用，水土保持能力強，據報道，草地土壤水分蒸騰速率小于玉米和灌叢，地面徑流比糧地減少37%，沖刷量則減少67%。草本植物也是所有植物中種類最多、適應力最強、生長速度較快的植物，能顯著提高植被覆蓋率;人為的豆禾混播則可改善土壤條件，增加土壤肥力[2]。基于上述的明顯優勢，草本植物被當作治理石漠化的先鋒植物。目前所見報道林草恢復模式中，多數是林木種植治理石漠化土地[8-13]，還有少數的藤本植物用于石漠化治理[7]，牧草種植的報道鮮有，僅見有雜交狼尾草在石漠化地區種植措施[14]以及在石漠化地區進行的人工種草、天然草地、坡耕地的各方面指標的比較[15，16]，涉及具體草品種選擇的報道較少見。石漠化治理最終目的不僅要提高地面覆蓋率，還得考慮經濟效益，提高山區居民的收入，種植牧草可收獲大量青飼料，飼養草食動物增加經濟收入。生態環境恢復成功與否關鍵在于適生植物品種的篩選。為此，試驗對南方地區主要種植的14個優良牧草品種進行種植，篩選適合巖溶石漠化地區惡劣環境種植的牧草品種，以期為中國廣大巖溶石漠化地區的綜合治理提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗選取南方地區具有代表性的14個優良牧草品種為試驗材料，分別為豆科的4個牧草品種圓葉舞草、山毛豆、柱花草和合萌，禾本科的10個牧草品種紫色象草、寬葉雀稗、百喜草、鴨茅、狗尾草、狗牙根、貓尾草、高丹草、甜高粱和墨西哥玉米。

1.2 種植方法

1.2.1 墾地種植 每年3月左右完成整地播種。整地原則：清表時不能煉山，梯級化整地并沿等高線播種，避免順坡種植[17]。翻耕土地20～30 cm，土壤連續性較好的地塊采取條狀開墾，對于裸巖率較高的地塊，采取見縫插針打窩，逢石塊較大處沿石頭周圍開穴。

1.2.2 播種 紫色象草采用種莖繁殖，將種莖砍成2節一段，斷口斜45°。行深5～10 cm，依次連續將種莖斜插或橫置于溝內，覆土3～4 cm，露頂1～2 cm，種植后踩緊實。其他13個牧草品種采用種子直播方式種植，播種量比常規大，以保證出苗率，適當鎮壓，然后覆土2～3 cm，有利于種子萌發。

1.2.3 苗期管理 種植后如缺苗要及時補栽。封行前或種植當年3—4月結合中耕除草、施肥，每次刈割后追施尿素15 kg/667 m2，并除雜草。石漠化地區一般缺水較多，可趁下雨天適量追肥，打洞株施肥料20～50 g，禾本科牧草施用尿素或復合肥，豆科牧草由于自身具有固氮作用，一般施用復合肥即可。

1.3 測量方法

種植當年，淘汰掉長勢不好的牧草品種，不收集數據，只對生長情況較好的牧草品種樣地進行數據采集。種植第二年則僅進行覆蓋度觀測。種植當年，當牧草長至接近生育高度時，每個樣地隨機選取5株測量株高，隨機選3個樣方測定生物產量。土壤理化指標測定時，采用S型或梅花型5點等比例混合取土樣1 kg，送農業部甘蔗品質監督檢驗測試中心（南寧），進行pH、有機質、有效磷、水解氮、速效鉀的檢測，所用主要儀器為紫外分光光度計、火焰光度計、原子吸收儀。

1.4 數據處理

采用Excel軟件進行基礎數據分析，用DPS 15.10數據處理系統進行方差分析。

2 結果與分析

2.1 不同品種牧草覆蓋度分析

從表1可以看出，種植當年14個牧草品種中，合萌、柱花草、寬葉雀稗的覆蓋度均達到了100%，紫色象草種植當年和第二年覆蓋度均是90%，種植第二年合萌和柱花草的覆蓋度分別為90%、95%，山毛豆種植第一年覆蓋度僅為10%，但第二年覆蓋度達到80%，可以作為石漠化修復治理牧草品種。其他牧草品種淘汰。

2.2 不同品種牧草生產性能比較

種植當年，分別于6月、8月和11月進行測產，山毛豆種植當年種子發芽率比較低，植被覆蓋度僅10%，此時進行生長性能數據收集意義不大，因此僅對篩選出的5個牧草品種中除了山毛豆以外的4個牧草品種進行生長性能測定。由表2可見，4個牧草品種的年生長高度為紫色象草>合萌>柱花草>寬葉雀稗，四者之間差異顯著（P<0.05），紫色象草、合萌、柱花草、寬葉雀稗的平均刈割高度分別為252.9、122.5、104.6、82.6 cm。從表3可以看出，紫色象草鮮草產量較高，達到15.63 t/667 m2;合萌、柱花草、寬葉雀稗年鮮草產量在1.96～2.51 t/667 m2。

2.3 石漠化地區與常規平地種植牧草年可刈割次數與產量比較

由表4可知，4個牧草品種在廣西石漠化地區種植的產量是常規平地種植產量的41%～100%;牧草的年可刈割次數較常規平地種植的少1～2次。主要原因是石漠化地區土壤貧瘠、干旱缺水。

2.4 不同品種牧草養分含量分析

豆科牧草一般開花期營養物質含量相對比較高，此時是刈割利用、飼喂家畜的最佳時期。象草一年可以刈割多次，每年12月為開花期，開花期植株粗纖維含量較高，適口性較差，因此，一般在每次刈割后株高達2.5 m左右進行再次刈割比較合適。從表5可以看出，4個牧草品種的粗纖維含量為31.91%～39.06%;寬葉雀稗和紫色象草粗蛋白質含量較低，分別為7.93%和9.60%，豆科牧草合萌和柱花草蛋白質含量較高，分別為22.59%和15.32%，豆科牧草彌補了禾本科牧草營養含量上的不足，而紫色象草彌補了豆科牧草產量上的不足。總體上，試驗篩選出的這4個牧草品種在飼養草食動物上起到互補的作用。

2.5 牧草種植對石漠化地區土壤養分的影響

表6中，空白地塊為石漠化地區原生樣地。紫色象草由于生長較快，水肥需求多，試驗區管理人員施肥較頻繁，影響土壤養分檢測數據的準確性，因此沒有紫色象草的數據。由表6可以看出，合萌和寬葉雀稗地塊的土壤有機質、水解氮、有效磷、速效鉀均比空白地塊的低，pH由原來的6.9分別上升到7.0和7.1，有使土壤朝堿性變化的趨勢。柱花草種植對土壤養分的影響與合萌和寬葉雀稗基本相反，土壤有機質、有效磷、水解氮比空白地塊分別提高了7.12%、31.82%、13.68%，速效鉀降低了46.24%，pH有所下降，由原來的6.9降低到6.3。土壤養分變化可能與植物生長特性以及根系的根瘤菌固氮作用有關。

3 小結與討論

3.1 從覆蓋度角度討論石漠化地區適生牧草品種篩選

土壤覆蓋度是石漠化地區適生植被品種篩選的一個關鍵指標，要穩定和減少土壤侵蝕，植被覆蓋度要在短時間內得到提高，覆蓋度不應低于50%[18]。試驗中，播種當年覆蓋度達到100%的牧草品種有合萌、柱花草以及寬葉雀稗，紫色象草達到90%。山毛豆屬于灌木品種，大部分種子次年才萌發，第二年覆蓋度達到80%，蔡小艷等[19]在巖溶區種植山毛豆后第一年，植被覆蓋度20%～70%，第二年提高到95%～100%，水土保持能力強，山毛豆可促進石漠化地區土壤和植被的正向恢復。可見，合萌、柱花草、寬葉雀稗、山毛豆和紫色象草這5個牧草品種，耐貧瘠干旱，能在短時間內增加土地覆蓋度，尤其是寬葉雀稗、合萌及柱花草，一旦度過苗期，便能競爭過雜草，長勢迅猛，從而抑制雜草生長。

3.2 篩選出的5個牧草品種特點

紫色象草適應能力強，耐旱耐澇[20]。石漠化地區鮮草產量可達15.63 t/667 m2，可作為巖溶石漠化地區高大禾本科牧草品種的優良選擇。種植管理上，建議每次降雨來臨時，微施有機或無機肥料，株高2 m左右進行刈割，年可刈割3～4次，可最大限度地發揮牧草的生產性能。寬葉雀稗桿高90 cm左右，分孽能力強，與雜草競爭力強，耐牧，火燒后恢復快。當年土壤覆蓋度可達100%，年產鮮草2.51 t/667 m2，種子直播或在雨季分蔸種植。合萌和柱花草是優質的豆科牧草，蛋白質含量高達15.32%～22.59%。合萌年產鮮草2.01 t/667 m2，是草食動物的高品質飼草，其苗期生長頑強，不用除雜草便能度過苗期，迅速覆蓋土地，覆蓋度可達100%，種子自然掉落，翌年不用重新播種便能萌芽生長。“北有苜蓿，南有柱花草”，可見柱花草對南方草食畜牧業發展的重要性，柱花草在石漠化山區亦能良好生長，年產鮮草達到1.96 t/667 m2。山毛豆是南方地區優質的飼料灌木，初花期粗蛋白含量達到20.56%[21]，本試驗中，由于其種子硬實，大多數第二年才萌發生長，種植時可用機械摩擦或者溫水、化學處理破除休眠后再播種。

3.3 種植不同品種牧草對石漠化地區土壤養分含量的影響

土壤有機質基本來源是動植物殘體，種植柱花草可以明顯提高土壤有機質，同時土壤的水解氮含量也得到提高。分析原因，一是枯枝敗葉凋落較多，土壤有機質增加使得土壤全氮增加，進而使土壤水解氮含量也得到提高，二是豆科植物與根瘤菌的共生固氮，氮元素會隨著根系分泌物以及根瘤衰老破碎進入土壤。有機質的積累則是一個漫長的過程[7]，寬葉雀稗和合萌第一年有機質、水解氮較對照低，可能是因為寬葉雀稗前期苗期較長，雖然有少量的聯合固氮，但是畢竟固氮的量較少，植物本身生長較快，使土壤養分被快速吸收;合萌生長期內其掉落的枯枝敗葉較少，而且共生根瘤菌從土壤進入根系，固氮供給宿主利用，很少分泌到土壤中，只有在后期收割利用后根瘤潰敗后氮元素才流入土壤，供下一季植物利用，因此試驗生長期內，合萌的土壤水解氮、有機質含量短期內沒有增加。

研究顯示，當pH在6和7之間時，土壤有效磷含量較高，種植寬葉雀稗和合萌的地塊有效磷含量較低，可能與pH均在7.0及以上有關。速效鉀有利于光合作用的發生，加快CO2的同化速率。不同作物吸收鉀的能力差別較大，但是植物枯枝落葉可使鉀元素回歸土壤。3個牧草品種速效鉀含量均比空白低，可能是由于植物吸收固持加速作用較強，可通過微施鉀肥進行調節。

試驗篩選出的5個牧草品種，土壤覆蓋度達到80%～100%，根系盤互交錯，保水固土能力強，尤其是柱花草，對土壤有機質、速效氮、速效磷的積累作用較好，土壤改善作用較明顯;紫色象草鮮草產量15.63 t/667 m2，寬葉雀稗、合萌、柱花草種植當年鮮草產量1.96～2.51 t/667m2。山毛豆種植當年由于種子硬實率較高，萌發較少，第二年種子絕大多數萌發，土壤覆蓋度達到80%，是石漠化地區適宜種植的灌木牧草品種。篩選出的牧草營養品質較好，禾本科蛋白質含量為7.93%～9.60%，豆科牧草蛋白質含量為15.32%～22.59%，牧草適口性好，收獲大量的飼料牧草鮮草，可用于養殖牛羊等草食動物，促進石漠化地區畜牧業的發展。紫色象草、寬葉雀稗、合萌、柱花草、山毛豆這5個牧草品種兼具禾本科與豆科，矮生型與高稈型，多年生與一年生搭配，短時間內覆蓋度高，對石漠化地區山上水土保持效應顯著，鮮草產量較高，迎合了石漠化貧困地區既增加農戶經濟收入又能恢復生態環境的需求，是石漠化地區優良牧草品種的選擇。

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