羅 源，周 揚，張 林，魯怡婷，陳慧淋，蔣 鳳，袁 鑫，宋思夢

（四川民族學院農學院/橫斷山區(qū)生態(tài)修復與特色產業(yè)培育研究中心，四川康定 626001）

飼用水土保持牧草是兼具飼用價值和水土保持能力的草本植物，在做畜牧業(yè)主要飼料的同時還具有改善草場生態(tài)環(huán)境、防治草原功能退化、固土保墑等作用，可高效低成本地提高草地產草量，促進畜牧業(yè)經濟可持續(xù)發(fā)展。飼用水土保持牧草一方面可為牦牛、藏系綿羊等高原特有物種提供優(yōu)質蛋白質、必需氨基酸、礦物質元素、維生素等；另一方面，發(fā)達的根系又可固結土壤，增大原始摩擦力，提高根系抗拔出破壞能力和淺層土壤抗剪能力[1]，豐富地下生物量，降低風蝕、水蝕作用效果。此外，一些牧草還可作為藥用植物、蜜源植物、工業(yè)用植物以及保護和改善環(huán)境用植物資源，如威提特東非狼尾草和納羅克非洲狗尾草莖葉部分能提取藥用成分、纖維物質等，巨菌草地上部分可做食（藥）用菌栽培優(yōu)質菌料、生物質能源等[2]。研究飼用水土保持牧草的利用價值，對推動地區(qū)經濟發(fā)展及區(qū)域生態(tài)文明建設有重要意義。

甘孜州是我國川西北牧區(qū)的核心部分，是四川省高原畜牧業(yè)的重要發(fā)展中心，也是我國西部生態(tài)保護與建設的關鍵區(qū)域[3]。但目前甘孜州草場“三化”（草地板結化、鼠蟲害化、荒漠化）現象愈發(fā)嚴重，草地生態(tài)系統受損；加之受風力、水力、凍融等侵蝕[4]，土壤結構被進一步破壞，草地表層土壤流失加重、土壤肥力減退，從而導致現有牧草面臨極大的生存挑戰(zhàn)，難以滿足甘孜州特色畜牧業(yè)的發(fā)展和水土流失防治的需求。前人有關牧草的研究大多集中在西藏、新疆、青海等地區(qū)，且研究內容多與牧草地區(qū)適應性、優(yōu)質牧草選育和豐產技術、牧草產業(yè)及青貯飼料加工等方面有關，而對甘孜州水土保持牧草的研究相對較少，尤其是深入探討州內飼用水土保持草本植物引種措施的研究更為缺乏。因此，為進一步了解甘孜州主要牧草的種類及其在飼用養(yǎng)分與水土保持功能上的共性特征，防止青藏高原東南緣草場繼續(xù)惡化，解決冬季牧草供應不足等生態(tài)安全問題，本研究查閱大量文獻、整理調研數據后，擬探討以下科學問題：①甘孜州主要牧草品種及現狀；②此類牧草的飼用價值及水土保持功能；③篩選同類別優(yōu)質飼用水土保持牧草，為甘孜州水土保持草本植物引種提供思路，并為促進川西北牧區(qū)牧草業(yè)穩(wěn)定與畜牧業(yè)發(fā)展、維護長江上游生態(tài)安全和青藏高原生態(tài)屏障、筑牢甘孜州在我國成渝雙城經濟圈建設中的重要保障提供參考依據。

1 研究區(qū)域與調查方法

1.1 研究區(qū)域概況

甘孜州位于四川省西北部，青藏高原東南緣（97°22′～102°29′E，27°58′～34°20′N），平均海拔3500m，主要為青藏高原氣候，具有垂直空間及水平空間各異的地域性小氣候特征。年均氣溫4.1～12.5℃，干燥少雨，年均降水量325～920 mm，雨季在6－9 月，日照長，晝夜溫差大[5-7]，常年日照時數1900～2600h（大部分地區(qū)超過2000h），為全省太陽能高值區(qū)之一，歷年平均霜日180～228d，年均風速2～3m/s。甘孜州山勢高大嚴峻，其西北地區(qū)高于東南地區(qū)，起伏十分顯著，水網較密集，主要的河流有大渡河、金沙江、雅礱江。該地區(qū)土壤類型主要有高原草甸土、黃褐土、山地褐色土、山地灰棕壤等，植被覆蓋率較高，主要由針葉林和闊葉林組成，并擁有大量藥用植物和食用菌。

1.2 調查方法

調研采用資料搜集、實地觀察和訪問調查相結合進行。通過《中國植物志》《四川植物志》等資料了解研究區(qū)自然條件和草地分布等基本情況；查閱中國科學院成都生物研究所標本館、四川大學植物標本館、甘孜州林業(yè)科學研究所標本室及四川省甘孜食品藥品檢驗所標本室等單位相關牧草信息；掌握《甘孜州高等植物》《甘孜州志（1991－2005）》等地方植物分類書籍及中國林業(yè)信息網、四川省林草局公開數據所列的甘孜州草本種類等基礎資料。在2020 年4－12 月，分別前往康定、瀘定、巴塘、理塘、道孚和雅江，調研了甘孜州草原退化現狀與牧草品種類型、繁育技術、人工管理及產后銷路等牧草種植業(yè)相關情況，詳細了解了牧草的作用、生長環(huán)境、生長發(fā)育規(guī)律等，野外記錄生境信息，觀察測定其生物學特征，并采集了部分土壤及牧草樣品帶回實驗室制作標本等。

2 甘孜州草原現狀及主要牧草

2.1 甘孜州草原現狀

甘孜州天然草場占地面積廣，可利用草原面積為82700km2，主要位于海拔3500～4500m 處。甘孜州常見牧草有76 科464 屬1256 種，牧草資源豐富，在康定、九龍等地有紫花苜蓿（Medicago sativa）、蕪菁（Brassica rapa）、高丹草（Sorghum hybrid）等；在丹巴、瀘定等地有鴨茅（Dactylis glomerata）、紅豆草（Onobrychis viciifolia）、黑麥草（Lolium perenne）等；在甘孜、稻城等地有莜麥（Avena chinensis）、康巴老芒麥（Elymus sibiricus）、康巴垂穗披堿草（ElymLls nutans）等。常見牧草為甘孜州畜牧業(yè)提供大量飼養(yǎng)來源，但畜牧業(yè)牧草供應還是受到草地退化的嚴重制約。近年來，甘孜州草地退化程度日漸加深，退化面積約為70000 km2，輕度以上退化面積約占87%（表1）。究其退化原因：一是該地區(qū)草地植物生長季節(jié)變短，草地生態(tài)先天脆弱，加上牧民缺乏對草原的保護意識，過度放牧使得草原生態(tài)遭到破壞，草地生產力下降；二是由于惡劣的自然生態(tài)環(huán)境和嚴重的鼠蟲病害，加上一些外來物種的入侵，導致本地優(yōu)良牧草品種退化，生存困難；三是牧草生產力下降，進而降低草場的覆蓋面積，導致了嚴重的水土流失問題，使得該地區(qū)生態(tài)系統日益脆弱。為推動甘孜州草地生態(tài)恢復與重建，引種馴化牧草并恢復甘孜州畜牧業(yè)發(fā)展已刻不容緩。

表1 不同退化程度下的甘孜州高寒草地植物群落特征比較

2.2 甘孜州主要牧草

2.2.1 康巴垂穗披堿草。又名鉤頭草，禾本科披堿草屬多年生冷季型牧草（表2），在甘孜州道孚縣八美鎮(zhèn)選育出康巴垂穗披堿草原種，并于2005 年登記為國審品種[8]?？蛋痛顾肱麎A草在青藏高原披堿草中是優(yōu)勢種，在甘孜州雅江、理塘等地海拔2100～4600m 的林內、灌叢、草地、河溝或流石灘均有自然分布，在道孚、康定等地有人工種植（表3）?？蛋痛顾肱麎A草株高可達120cm，根系分布深廣，可入土深至1m，分蘗旺盛，當年實生苗分蘗數少，生長第2 年可高達30 個以上，再生性能好、性狀較穩(wěn)定，少部分植株可在播種當年獲得少量種子。

表2 甘孜州主要牧草農藝性狀

表3 甘孜州主要牧草分布情況

康巴垂穗披堿草極耐低溫，在海拔3900m 以上也能成功越冬，土壤適應性廣，鎖水能力強，透氣性良好的土壤更佳。飼用價值方面，草質柔軟，葉多，年刈割數可達2 次以上，干草產量較高，粗蛋白含量為10.3%，氨基酸含量豐富，適口性良好，是優(yōu)質高產飼料牧草，可在一定程度上減輕冬春季草場壓力（表4）。水土保持方面，根系特點使其在水土保持方面具有重要貢獻，是進行垂穗披堿草試驗研究的重要材料之一?？蛋痛顾肱麎A草增產潛力大，但不是最優(yōu)種，其形態(tài)學性狀不優(yōu)于四川爐霍的一些品種，育種潛力也有所不及[9]。

表4 甘孜州主要牧草營養(yǎng)成分含量 單位：%

2.2.2 蕪菁。又稱諸葛菜，十字花科蕓薹屬2 年生冷季型草本植物，原產于地中海北岸。在東北、西北、華北等地均有栽培，在丹巴、稻城、德格等地海拔1200～3800m的農地廣泛栽培，集中于甘孜州東部農業(yè)區(qū)、中部半農半牧區(qū)和北部高寒牧業(yè)區(qū)三區(qū)[10]。蕪菁莖直立，株高約90cm，肉質根，可抵抗病蟲害，延緩葉衰老。

蕪菁較耐低溫，莖葉在-10℃仍可存活，耐寒能力強于塊根。蕪菁對土壤要求低，在砂壤土中長勢最好。飼用價值方面，生長快，產量高，利用早期劈葉可提高干物質含量。蕪菁粗蛋白、水分含量高，可有效促進家畜生長發(fā)育、提高產奶量、保障營養(yǎng)均衡，是高寒區(qū)域優(yōu)質塊根性作物飼料[11]；在水土保持方面，蕪菁是肉質根，根系不發(fā)達、側根少，水土保持能力較差。蕪菁飼用價值雖高但所含的高蛋白和低纖維會造成家畜腹瀉，需同其他牧草混合飼喂。

2.2.3 鴨茅。又名果園草，禾本科鴨茅屬，多年生冷季型牧草，原產于歐州等地[12-13]，分布于我國西南、西北等省區(qū)，在甘孜州巴塘、鄉(xiāng)城等地海拔1500～3600m 的山坡、草地、林內有自然分布。鴨茅直生莖、基部膝曲，株高40～120cm，有著較強遮陰性，根系長且密集，多數位于0～20cm 土層間[14]。草質優(yōu)良，繁殖力強，抗逆性較強，利用年限長，產草量高，在第3～4 年到達峰值。

鴨茅喜溫濕、耐旱、不耐高溫、越夏性較差，抗寒性中等，其半致死溫度為-7.14℃，栽種前2 年越冬率高，最高可達91%，隨后逐漸下降，但不同品種間具有一定差異。鴨茅土壤適應性廣，有較強的耐瘠薄能力，在酸性土壤條件下也能生存良好，但耐鹽性差，對氮敏感，適宜與豆科類作物混播增加產量。飼用價值方面，草質柔嫩，糖分含量高，粗蛋白、粗脂肪、粗纖維在抽薹期含量分別為12.70%、4.70%、29.50%[15]；水土保持方面，根系發(fā)達，具有較快的植被覆蓋速度，可有效固定土壤表層土，增強土壤抗侵蝕能力，降低雨水對地表土的沖刷和土壤表面水分的蒸發(fā)。鴨茅栽種后隨著產量逐漸提升，地表生物量日益豐富，可有效控制土壤表面養(yǎng)分流失，改善土壤三相比，增加土層腐殖質、N、P、K的含量[16]。

2.2.4 康巴老芒麥。又名葉老芒麥，禾本科披堿草屬多年生冷季型牧草，中熟品種，是在甘孜州培育出的H048 新品系優(yōu)質牧草。康巴老芒麥是青藏高原地區(qū)人工種植的主要牧草，在甘孜州巴塘、爐霍、德格等地海拔2100～4400m 的林內、灌叢、草地或流石灘有自然分布?？蛋屠厦Ⅺ溨仓旮叽螅呒s1.33m，根系分布深廣，根長約1.2m，多數位于30～40cm 土層間，適應力強、長勢快、分蘗能力強、利用年限高達6～7 年、返青早、抗壓力強、耐踐踏。

康巴老芒麥抗寒力強，在-40℃也可存活，對土壤的要求低，能在瘠薄、微堿的土壤中正常生長。飼用價值方面，葉量豐富，草質優(yōu)良，可制成優(yōu)質干草，粗脂肪、纖維含量豐富，利于家畜消化吸收，消化率可達80%；水土保持方面，須根系龐大，可塑性強，是高原建造和改善草地的優(yōu)質牧草[17]?？蛋屠厦Ⅺ準且环N優(yōu)質高產、經濟效益高的高原牧草，但需人工合理播種、科學管理才能獲得高產。

2.2.5 高丹草。別名雜交甜高粱，禾本科高粱屬，1 年生暖季型牧草，由高粱不育系和蘇丹草遠源雜交而來，在四川、云南、貴州進行了推廣種植[18]。高丹草在甘孜州進行優(yōu)良牧草適應性研究發(fā)現，在九龍、丹巴等地海拔1200～3000m 的農區(qū)生長旺盛，康定、理塘等地海拔3000m 以上的農區(qū)發(fā)育受阻，種子的飽滿度低[19]。高丹草株高3m，根系發(fā)達，根長約為20cm，再生性能好，性狀較穩(wěn)定，分蘗旺盛，可持續(xù)整個生季，分蘗數為20～30 個。

高丹草極耐鹽堿，土壤適應范圍廣，在磽薄的土壤也能正常生長[20]。飼用價值方面，生長速度快，葉量豐富，一年可刈割多次，粗蛋白10.40%，粗脂肪2.30%，糖含量較高、HCN 含量低，對晝夜光暗循環(huán)格局反應迅速，具有“褐色中脈”特性，對牧草積累有機物質和促進家畜消化起著重要作用，是優(yōu)良的青貯飼料；水土保持方面，刈割后留下的茬口會減少一定的地表徑流量和土壤沙化程度，利于水土保持[18]。因此，高丹草的栽培對牧草植被、土壤沙漠化和生態(tài)恢復，特別是在固定土壤和改良土壤結構化等方面（如：對土壤孔隙度、土壤團聚體等指標和抗剪能力的改良）有著顯著效益。高丹草在甘孜州低海拔地區(qū)（低于3500m）生長良好，對草場植被恢復起著重要作用，但在高海拔地區(qū)（高于3500m）長勢弱，低產，作用不明顯。

2.2.6 紅豆草。別稱驢食草，豆科紅豆屬多年生冷季型牧草，原產于法國，目前我國內蒙古、新、寧、青等省市地區(qū)種植面積較廣。甘孜州在1986 年引進并成功種植以后便大規(guī)模栽種，如道孚、爐霍、康定、甘孜等，目前栽種面積達到了2700hm2，在海拔1200～3700m 的林內、草地長勢最好[21]，在經濟效益和社會效益方面都有較大貢獻。紅豆草莖直立，高80～120cm，根系旺盛，主根粗2cm 以上，側根多，根系入土最長可達12m[22]，生長速度快。

紅豆草具有抗旱、抗寒和較好的適應性的特點，在輕度鹽堿地和貧瘠地中均可栽種，并且能夠較好地存活，在石灰地中長勢最好[23]。飼用價值方面，含有大量的蛋白質、氨基酸等營養(yǎng)物質，并伴隨芳香，可直接飼用、貯藏，也可制成青干草、配合飼料、草餅、草粉、濃縮蛋白等[24]，含糖量高，家畜喜采食。與其他牧草相比，紅豆草的優(yōu)勢在于牲畜食用后大部分營養(yǎng)物質都會被吸收，而且不會患鼓脹?。凰帘３址矫?，紅豆草根系旺盛，根系入土最長可達12m，并且側根多，能夠起到固定土壤的作用，其根部長有根瘤，可進行生物固氮，達到土壤改良的效果，地上部分蓋度大，能起到防風固沙的作用[23]。但在自然狀態(tài)下，紅豆草結實率低，易發(fā)生連作障礙。

2.2.7 紫花苜蓿。別稱草頭，豆科苜蓿屬，多年生冷季型牧草，原產于土耳其、伊朗等地區(qū)，被全球廣泛應用，號稱“牧草之王”[25]，在甘孜州康定、九龍、雅江及甘孜等地海拔1700～3100m 的灌叢、草地、農地有栽培或自然分布。紫花苜蓿莖直立，株高30～100cm，根系粗大、發(fā)達，利用年限長，可達7～10 年，返青早[26]。

紫花苜?？购O強，秋眠級為5 級，抗寒指數可達1.9，適合在高寒地區(qū)栽種，對土壤要求低，適應大部分土壤類型。飼用價值方面，莖葉柔嫩，草質好，富含粗蛋白、維生素、氨基酸，可顯著提高牲畜產奶量但乳脂率有所降低，無論青貯、青飼、制成干草或是草粉用于混合飼料都獲家畜喜愛[27-28]；水土保持方面，根系入土深度與土壤厚度、特性等有關，土層越厚、土壤理化性質越好，根系入土深度越深，但甘孜州為砂壤土，土層薄，根系入土淺，固土保水能力不強。紫花苜蓿競爭能力弱，心葉長出后需人工管理，根系不耐澇，水淹24h會造成植株死亡。

3 甘孜州主要牧草飼用及水保功能

上述牧草都具高產特性，其中康巴垂穗披堿草分蘗多、再生性好；蕪菁適應范圍廣、生長迅速；鴨茅繁殖能力強；康巴老芒麥適應性強、利用年限長；高丹草長勢快、年刈割數多；紅豆草分布范圍廣、存活能力強；紫花苜蓿返青早。在營養(yǎng)價值方面都富含營養(yǎng)物質，其中康巴垂穗披堿草富含粗蛋白；蕪菁塊根中碳水化合物和礦質元素含量高；鴨茅富含粗脂肪；康巴老芒麥草質優(yōu)良；紫花苜蓿氨基酸含量豐富。這些牧草適口性皆良好，其中紅豆草伴隨著芳香；也均利于家畜消化，其中蕪菁同其他牧草混合飼喂，可避免所含的高蛋白和低纖維造成家畜腹瀉；高丹草對晝夜光暗循環(huán)格局反應迅速，具有“褐色中脈”特性，能有效降低木質素含量，提高飼用價值；家畜飼用紅豆草后不會患鼓脹病。

在水土保持方面，蕪菁根系不發(fā)達、入土較淺，固土保水效果不明顯；紫花苜蓿根系受土壤理化性質影響，由于甘孜州為砂壤土，土層薄，故根系入土淺，固土保水能力不強。康巴垂穗披堿草、鴨茅、康巴老芒麥、高丹草、紅豆草覆蓋面積大，可以截流，降低降水對地面侵蝕，減緩地表徑流量；根系龐大，可對土壤起固結作用。此外，紅豆草根系可進行生物固氮，增加土壤肥力。這些主要牧草通常地下根系發(fā)達盤結、繁殖迅速且能伸入地下水層，葉表角質層能降低蒸騰速率，具有較強的耐牧性、逆境適應性[29-30]。它們可通過地下發(fā)達的根系固定土壤和改善團聚體結構來實現固土保肥[31]，對水分的吸收、蒸騰、層流及草地的滲透儲蓄來實現局域環(huán)境的蓄水調水[32]，植被-土壤動物-微生物間元素循環(huán)與平衡來實現固碳釋氧，促進生態(tài)系統水養(yǎng)物質循環(huán)與能量流動，對甘孜州有著極高的防治水土流失和凈化大氣美化環(huán)境的生態(tài)效益[33-34]。

4 水土保持牧草引種及其功能

4.1 水土保持牧草引種

目前甘孜州草原載畜量嚴重超標，畜群結構不合理，牧草被迫矮化，植被覆蓋率降低，草地“三化”，植食性害蟲嚴重，可持續(xù)載畜量和產草量降低，草畜矛盾增大，經濟、生態(tài)效益受損[35]。上述優(yōu)質牧草飼用價值較高，部分牧草也具有水土保持能力，但對甘孜州土壤改良效果并不明顯，春冬季節(jié)牧草供應仍然不足，難以滿足該地特色畜牧業(yè)發(fā)展和水土保持的需求。因此，可引種一些優(yōu)質高產且水土保持能力更強的牧草，增加草原植物配置，緩解現有牧草生產壓力，防治水土流失，防止草種退化，提高牧民收入，促進甘孜州經濟發(fā)展。

經過查閱大量文獻，篩選出威提特東非狼尾草（Pennisetum cladestinum）、海獅蘇丹草（Sorghum sudanense）、巨菌草（Pennisetum sinese）、納羅克非洲狗尾草（Setaria viridis）具有水土保持和飼用功能的草本植物，可考慮在甘孜州低海拔地區(qū)進行引種試驗研究，通過對生長特性及栽培地區(qū)土壤理化特性的測定、分析，為甘孜州飼用水土保持牧草的選擇提供數據基礎。

威提特東非狼尾草，屬狼尾草屬多年生暖季型牧草，具有競爭力強、耐瘠薄、耐踐踏、適口性好等特性，在云南的大部分地區(qū)長勢好、產量高。威提特東非狼尾草草層高40cm，根系發(fā)達，可長達3m，多數位于0～60cm 土層間，匍匐生長，覆蓋速度快，主莖一年可延伸1.0～4.7m；營養(yǎng)豐富，粗蛋白為13.64%、粗纖維20.50%，干物質消化率高達60～70%[36]。

海獅蘇丹草，屬高粱屬1 年生暖季型牧草，有良好的抗逆性和固土保水作用且具有較高的飼用價值，曾在云南干熱河谷地區(qū)進行推廣種植。海獅蘇丹草植株高大，高約2.2m，莖粗0.8～2.0cm，根系龐大，須根粗壯，入土深2m，主要分布于75cm 土層間，分蘗旺盛，在生長季內可達58 個；營養(yǎng)物質含量高，粗蛋白為17.64%，低木質素、強褐色中脈，高消化率[37]。

巨菌草，屬狼尾草屬多年生暖季型牧草，具有優(yōu)質、豐產、抗逆性強、適應性廣等特性，曾在甘肅半干旱地區(qū)進行推廣種植[38]。巨菌草高約3m，莖粗3.5cm，分蘗旺盛，平均分蘗數5.6 個，根系分布深廣，根長3m；含糖量高，適口性好，粗蛋白為19.19，粗纖維為33.27%[2,38]。

納羅克非洲狗尾草，屬狗尾草屬多年生暖季型牧草，具有較好的耐牧性、抗逆性，在云南大部分地區(qū)廣泛栽培。該牧草株高1.5～2.0m，根系分布深廣，入土深約1m[39]；營養(yǎng)豐富，含粗蛋白10.16%、粗纖維32.3%[40]。

4.2 引種牧草飼用及水保功能

引種牧草飼用價值和水土保持能力較高，其中狗尾草、狼尾草適口性好、粗蛋白質含量高、葉量豐富，根系生物量龐大，交錯盤節(jié)，有利于固結土壤，能夠較好地起到截流作用，防止土壤被侵蝕。巨菌草莖稈粗壯高大、產量高、分布廣、粗纖維含量豐富，在地下形成網絡狀根系，能起到一定的截流降水和水土保持的作用；海獅蘇丹草分蘗數多、干草蛋白質含量高、易被家畜消化，株體生長旺盛、根系發(fā)達，其分泌物可促進土壤中細菌、真菌等微生物進行物質轉化，可有效降低降水對地面侵蝕和改善土壤團聚體。

甘孜州現主要牧草有康巴垂穗披堿草、蕪菁、鴨茅、康巴老芒麥、高丹草、紅豆草、紫花苜蓿等，它們具有一定的高粗蛋白含量、優(yōu)良適口性等飼用價值及截流降水等水土保持能力，但仍不能完全滿足甘孜州特色畜牧業(yè)發(fā)展和生態(tài)修復的需求，可見甘孜州的生態(tài)建設和畜牧業(yè)的可持續(xù)發(fā)展道路任重而道遠。篩選兼具飼喂價值與水土保持能力的高原牧草（威提特東非狼尾草、海獅蘇丹草、巨菌草、納羅克非洲狗尾草）進行引種試驗，可為甘孜州生態(tài)文明建設和畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展指明研究方向，保障甘孜州生態(tài)環(huán)境，提高牧民人均收入，全面推進鄉(xiāng)村振興。