甘孜州主要牧草饲用价值及水土保持能力

罗 源，周 扬，张 林，鲁怡婷，陈慧淋，蒋 凤，袁 鑫，宋思梦

（四川民族学院农学院/横断山区生态修复与特色产业培育研究中心，四川康定 626001）

饲用水土保持牧草是兼具饲用价值和水土保持能力的草本植物，在做畜牧业主要饲料的同时还具有改善草场生态环境、防治草原功能退化、固土保墒等作用，可高效低成本地提高草地产草量，促进畜牧业经济可持续发展。饲用水土保持牧草一方面可为牦牛、藏系绵羊等高原特有物种提供优质蛋白质、必需氨基酸、矿物质元素、维生素等；另一方面，发达的根系又可固结土壤，增大原始摩擦力，提高根系抗拔出破坏能力和浅层土壤抗剪能力[1]，丰富地下生物量，降低风蚀、水蚀作用效果。此外，一些牧草还可作为药用植物、蜜源植物、工业用植物以及保护和改善环境用植物资源，如威提特东非狼尾草和纳罗克非洲狗尾草茎叶部分能提取药用成分、纤维物质等，巨菌草地上部分可做食（药）用菌栽培优质菌料、生物质能源等[2]。研究饲用水土保持牧草的利用价值，对推动地区经济发展及区域生态文明建设有重要意义。

甘孜州是我国川西北牧区的核心部分，是四川省高原畜牧业的重要发展中心，也是我国西部生态保护与建设的关键区域[3]。但目前甘孜州草场“三化”（草地板结化、鼠虫害化、荒漠化）现象愈发严重，草地生态系统受损；加之受风力、水力、冻融等侵蚀[4]，土壤结构被进一步破坏，草地表层土壤流失加重、土壤肥力减退，从而导致现有牧草面临极大的生存挑战，难以满足甘孜州特色畜牧业的发展和水土流失防治的需求。前人有关牧草的研究大多集中在西藏、新疆、青海等地区，且研究内容多与牧草地区适应性、优质牧草选育和丰产技术、牧草产业及青贮饲料加工等方面有关，而对甘孜州水土保持牧草的研究相对较少，尤其是深入探讨州内饲用水土保持草本植物引种措施的研究更为缺乏。因此，为进一步了解甘孜州主要牧草的种类及其在饲用养分与水土保持功能上的共性特征，防止青藏高原东南缘草场继续恶化，解决冬季牧草供应不足等生态安全问题，本研究查阅大量文献、整理调研数据后，拟探讨以下科学问题：①甘孜州主要牧草品种及现状；②此类牧草的饲用价值及水土保持功能；③筛选同类别优质饲用水土保持牧草，为甘孜州水土保持草本植物引种提供思路，并为促进川西北牧区牧草业稳定与畜牧业发展、维护长江上游生态安全和青藏高原生态屏障、筑牢甘孜州在我国成渝双城经济圈建设中的重要保障提供参考依据。

1 研究区域与调查方法

1.1 研究区域概况

甘孜州位于四川省西北部，青藏高原东南缘（97°22′～102°29′E，27°58′～34°20′N），平均海拔3500m，主要为青藏高原气候，具有垂直空间及水平空间各异的地域性小气候特征。年均气温4.1～12.5℃，干燥少雨，年均降水量325～920 mm，雨季在6－9 月，日照长，昼夜温差大[5-7]，常年日照时数1900～2600h（大部分地区超过2000h），为全省太阳能高值区之一，历年平均霜日180～228d，年均风速2～3m/s。甘孜州山势高大严峻，其西北地区高于东南地区，起伏十分显著，水网较密集，主要的河流有大渡河、金沙江、雅砻江。该地区土壤类型主要有高原草甸土、黄褐土、山地褐色土、山地灰棕壤等，植被覆盖率较高，主要由针叶林和阔叶林组成，并拥有大量药用植物和食用菌。

1.2 调查方法

调研采用资料搜集、实地观察和访问调查相结合进行。通过《中国植物志》《四川植物志》等资料了解研究区自然条件和草地分布等基本情况；查阅中国科学院成都生物研究所标本馆、四川大学植物标本馆、甘孜州林业科学研究所标本室及四川省甘孜食品药品检验所标本室等单位相关牧草信息；掌握《甘孜州高等植物》《甘孜州志（1991－2005）》等地方植物分类书籍及中国林业信息网、四川省林草局公开数据所列的甘孜州草本种类等基础资料。在2020 年4－12 月，分别前往康定、泸定、巴塘、理塘、道孚和雅江，调研了甘孜州草原退化现状与牧草品种类型、繁育技术、人工管理及产后销路等牧草种植业相关情况，详细了解了牧草的作用、生长环境、生长发育规律等，野外记录生境信息，观察测定其生物学特征，并采集了部分土壤及牧草样品带回实验室制作标本等。

2 甘孜州草原现状及主要牧草

2.1 甘孜州草原现状

甘孜州天然草场占地面积广，可利用草原面积为82700km2，主要位于海拔3500～4500m 处。甘孜州常见牧草有76 科464 属1256 种，牧草资源丰富，在康定、九龙等地有紫花苜蓿（Medicago sativa）、芜菁（Brassica rapa）、高丹草（Sorghum hybrid）等；在丹巴、泸定等地有鸭茅（Dactylis glomerata）、红豆草（Onobrychis viciifolia）、黑麦草（Lolium perenne）等；在甘孜、稻城等地有莜麦（Avena chinensis）、康巴老芒麦（Elymus sibiricus）、康巴垂穗披碱草（ElymLls nutans）等。常见牧草为甘孜州畜牧业提供大量饲养来源，但畜牧业牧草供应还是受到草地退化的严重制约。近年来，甘孜州草地退化程度日渐加深，退化面积约为70000 km2，轻度以上退化面积约占87%（表1）。究其退化原因：一是该地区草地植物生长季节变短，草地生态先天脆弱，加上牧民缺乏对草原的保护意识，过度放牧使得草原生态遭到破坏，草地生产力下降；二是由于恶劣的自然生态环境和严重的鼠虫病害，加上一些外来物种的入侵，导致本地优良牧草品种退化，生存困难；三是牧草生产力下降，进而降低草场的覆盖面积，导致了严重的水土流失问题，使得该地区生态系统日益脆弱。为推动甘孜州草地生态恢复与重建，引种驯化牧草并恢复甘孜州畜牧业发展已刻不容缓。

表1 不同退化程度下的甘孜州高寒草地植物群落特征比较

2.2 甘孜州主要牧草

2.2.1 康巴垂穗披碱草。又名钩头草，禾本科披碱草属多年生冷季型牧草（表2），在甘孜州道孚县八美镇选育出康巴垂穗披碱草原种，并于2005 年登记为国审品种[8]。康巴垂穗披碱草在青藏高原披碱草中是优势种，在甘孜州雅江、理塘等地海拔2100～4600m 的林内、灌丛、草地、河沟或流石滩均有自然分布，在道孚、康定等地有人工种植（表3）。康巴垂穗披碱草株高可达120cm，根系分布深广，可入土深至1m，分蘖旺盛，当年实生苗分蘖数少，生长第2 年可高达30 个以上，再生性能好、性状较稳定，少部分植株可在播种当年获得少量种子。

表2 甘孜州主要牧草农艺性状

表3 甘孜州主要牧草分布情况

康巴垂穗披碱草极耐低温，在海拔3900m 以上也能成功越冬，土壤适应性广，锁水能力强，透气性良好的土壤更佳。饲用价值方面，草质柔软，叶多，年刈割数可达2 次以上，干草产量较高，粗蛋白含量为10.3%，氨基酸含量丰富，适口性良好，是优质高产饲料牧草，可在一定程度上减轻冬春季草场压力（表4）。水土保持方面，根系特点使其在水土保持方面具有重要贡献，是进行垂穗披碱草试验研究的重要材料之一。康巴垂穗披碱草增产潜力大，但不是最优种，其形态学性状不优于四川炉霍的一些品种，育种潜力也有所不及[9]。

表4 甘孜州主要牧草营养成分含量 单位：%

2.2.2 芜菁。又称诸葛菜，十字花科芸薹属2 年生冷季型草本植物，原产于地中海北岸。在东北、西北、华北等地均有栽培，在丹巴、稻城、德格等地海拔1200～3800m的农地广泛栽培，集中于甘孜州东部农业区、中部半农半牧区和北部高寒牧业区三区[10]。芜菁茎直立，株高约90cm，肉质根，可抵抗病虫害，延缓叶衰老。

芜菁较耐低温，茎叶在-10℃仍可存活，耐寒能力强于块根。芜菁对土壤要求低，在砂壤土中长势最好。饲用价值方面，生长快，产量高，利用早期劈叶可提高干物质含量。芜菁粗蛋白、水分含量高，可有效促进家畜生长发育、提高产奶量、保障营养均衡，是高寒区域优质块根性作物饲料[11]；在水土保持方面，芜菁是肉质根，根系不发达、侧根少，水土保持能力较差。芜菁饲用价值虽高但所含的高蛋白和低纤维会造成家畜腹泻，需同其他牧草混合饲喂。

2.2.3 鸭茅。又名果园草，禾本科鸭茅属，多年生冷季型牧草，原产于欧州等地[12-13]，分布于我国西南、西北等省区，在甘孜州巴塘、乡城等地海拔1500～3600m 的山坡、草地、林内有自然分布。鸭茅直生茎、基部膝曲，株高40～120cm，有着较强遮阴性，根系长且密集，多数位于0～20cm 土层间[14]。草质优良，繁殖力强，抗逆性较强，利用年限长，产草量高，在第3～4 年到达峰值。

鸭茅喜温湿、耐旱、不耐高温、越夏性较差，抗寒性中等，其半致死温度为-7.14℃，栽种前2 年越冬率高，最高可达91%，随后逐渐下降，但不同品种间具有一定差异。鸭茅土壤适应性广，有较强的耐瘠薄能力，在酸性土壤条件下也能生存良好，但耐盐性差，对氮敏感，适宜与豆科类作物混播增加产量。饲用价值方面，草质柔嫩，糖分含量高，粗蛋白、粗脂肪、粗纤维在抽薹期含量分别为12.70%、4.70%、29.50%[15]；水土保持方面，根系发达，具有较快的植被覆盖速度，可有效固定土壤表层土，增强土壤抗侵蚀能力，降低雨水对地表土的冲刷和土壤表面水分的蒸发。鸭茅栽种后随着产量逐渐提升，地表生物量日益丰富，可有效控制土壤表面养分流失，改善土壤三相比，增加土层腐殖质、N、P、K的含量[16]。

2.2.4 康巴老芒麦。又名叶老芒麦，禾本科披碱草属多年生冷季型牧草，中熟品种，是在甘孜州培育出的H048 新品系优质牧草。康巴老芒麦是青藏高原地区人工种植的主要牧草，在甘孜州巴塘、炉霍、德格等地海拔2100～4400m 的林内、灌丛、草地或流石滩有自然分布。康巴老芒麦植株高大，高约1.33m，根系分布深广，根长约1.2m，多数位于30～40cm 土层间，适应力强、长势快、分蘖能力强、利用年限高达6～7 年、返青早、抗压力强、耐践踏。

康巴老芒麦抗寒力强，在-40℃也可存活，对土壤的要求低，能在瘠薄、微碱的土壤中正常生长。饲用价值方面，叶量丰富，草质优良，可制成优质干草，粗脂肪、纤维含量丰富，利于家畜消化吸收，消化率可达80%；水土保持方面，须根系庞大，可塑性强，是高原建造和改善草地的优质牧草[17]。康巴老芒麦是一种优质高产、经济效益高的高原牧草，但需人工合理播种、科学管理才能获得高产。

2.2.5 高丹草。别名杂交甜高粱，禾本科高粱属，1 年生暖季型牧草，由高粱不育系和苏丹草远源杂交而来，在四川、云南、贵州进行了推广种植[18]。高丹草在甘孜州进行优良牧草适应性研究发现，在九龙、丹巴等地海拔1200～3000m 的农区生长旺盛，康定、理塘等地海拔3000m 以上的农区发育受阻，种子的饱满度低[19]。高丹草株高3m，根系发达，根长约为20cm，再生性能好，性状较稳定，分蘖旺盛，可持续整个生季，分蘖数为20～30 个。

高丹草极耐盐碱，土壤适应范围广，在硗薄的土壤也能正常生长[20]。饲用价值方面，生长速度快，叶量丰富，一年可刈割多次，粗蛋白10.40%，粗脂肪2.30%，糖含量较高、HCN 含量低，对昼夜光暗循环格局反应迅速，具有“褐色中脉”特性，对牧草积累有机物质和促进家畜消化起着重要作用，是优良的青贮饲料；水土保持方面，刈割后留下的茬口会减少一定的地表径流量和土壤沙化程度，利于水土保持[18]。因此，高丹草的栽培对牧草植被、土壤沙漠化和生态恢复，特别是在固定土壤和改良土壤结构化等方面（如：对土壤孔隙度、土壤团聚体等指标和抗剪能力的改良）有着显著效益。高丹草在甘孜州低海拔地区（低于3500m）生长良好，对草场植被恢复起着重要作用，但在高海拔地区（高于3500m）长势弱，低产，作用不明显。

2.2.6 红豆草。别称驴食草，豆科红豆属多年生冷季型牧草，原产于法国，目前我国内蒙古、新、宁、青等省市地区种植面积较广。甘孜州在1986 年引进并成功种植以后便大规模栽种，如道孚、炉霍、康定、甘孜等，目前栽种面积达到了2700hm2，在海拔1200～3700m 的林内、草地长势最好[21]，在经济效益和社会效益方面都有较大贡献。红豆草茎直立，高80～120cm，根系旺盛，主根粗2cm 以上，侧根多，根系入土最长可达12m[22]，生长速度快。

红豆草具有抗旱、抗寒和较好的适应性的特点，在轻度盐碱地和贫瘠地中均可栽种，并且能够较好地存活，在石灰地中长势最好[23]。饲用价值方面，含有大量的蛋白质、氨基酸等营养物质，并伴随芳香，可直接饲用、贮藏，也可制成青干草、配合饲料、草饼、草粉、浓缩蛋白等[24]，含糖量高，家畜喜采食。与其他牧草相比，红豆草的优势在于牲畜食用后大部分营养物质都会被吸收，而且不会患鼓胀病；水土保持方面，红豆草根系旺盛，根系入土最长可达12m，并且侧根多，能够起到固定土壤的作用，其根部长有根瘤，可进行生物固氮，达到土壤改良的效果，地上部分盖度大，能起到防风固沙的作用[23]。但在自然状态下，红豆草结实率低，易发生连作障碍。

2.2.7 紫花苜蓿。别称草头，豆科苜蓿属，多年生冷季型牧草，原产于土耳其、伊朗等地区，被全球广泛应用，号称“牧草之王”[25]，在甘孜州康定、九龙、雅江及甘孜等地海拔1700～3100m 的灌丛、草地、农地有栽培或自然分布。紫花苜蓿茎直立，株高30～100cm，根系粗大、发达，利用年限长，可达7～10 年，返青早[26]。

紫花苜蓿抗寒力极强，秋眠级为5 级，抗寒指数可达1.9，适合在高寒地区栽种，对土壤要求低，适应大部分土壤类型。饲用价值方面，茎叶柔嫩，草质好，富含粗蛋白、维生素、氨基酸，可显著提高牲畜产奶量但乳脂率有所降低，无论青贮、青饲、制成干草或是草粉用于混合饲料都获家畜喜爱[27-28]；水土保持方面，根系入土深度与土壤厚度、特性等有关，土层越厚、土壤理化性质越好，根系入土深度越深，但甘孜州为砂壤土，土层薄，根系入土浅，固土保水能力不强。紫花苜蓿竞争能力弱，心叶长出后需人工管理，根系不耐涝，水淹24h会造成植株死亡。

3 甘孜州主要牧草饲用及水保功能

上述牧草都具高产特性，其中康巴垂穗披碱草分蘖多、再生性好；芜菁适应范围广、生长迅速；鸭茅繁殖能力强；康巴老芒麦适应性强、利用年限长；高丹草长势快、年刈割数多；红豆草分布范围广、存活能力强；紫花苜蓿返青早。在营养价值方面都富含营养物质，其中康巴垂穗披碱草富含粗蛋白；芜菁块根中碳水化合物和矿质元素含量高；鸭茅富含粗脂肪；康巴老芒麦草质优良；紫花苜蓿氨基酸含量丰富。这些牧草适口性皆良好，其中红豆草伴随着芳香；也均利于家畜消化，其中芜菁同其他牧草混合饲喂，可避免所含的高蛋白和低纤维造成家畜腹泻；高丹草对昼夜光暗循环格局反应迅速，具有“褐色中脉”特性，能有效降低木质素含量，提高饲用价值；家畜饲用红豆草后不会患鼓胀病。

在水土保持方面，芜菁根系不发达、入土较浅，固土保水效果不明显；紫花苜蓿根系受土壤理化性质影响，由于甘孜州为砂壤土，土层薄，故根系入土浅，固土保水能力不强。康巴垂穗披碱草、鸭茅、康巴老芒麦、高丹草、红豆草覆盖面积大，可以截流，降低降水对地面侵蚀，减缓地表径流量；根系庞大，可对土壤起固结作用。此外，红豆草根系可进行生物固氮，增加土壤肥力。这些主要牧草通常地下根系发达盘结、繁殖迅速且能伸入地下水层，叶表角质层能降低蒸腾速率，具有较强的耐牧性、逆境适应性[29-30]。它们可通过地下发达的根系固定土壤和改善团聚体结构来实现固土保肥[31]，对水分的吸收、蒸腾、层流及草地的渗透储蓄来实现局域环境的蓄水调水[32]，植被-土壤动物-微生物间元素循环与平衡来实现固碳释氧，促进生态系统水养物质循环与能量流动，对甘孜州有着极高的防治水土流失和净化大气美化环境的生态效益[33-34]。

4 水土保持牧草引种及其功能

4.1 水土保持牧草引种

目前甘孜州草原载畜量严重超标，畜群结构不合理，牧草被迫矮化，植被覆盖率降低，草地“三化”，植食性害虫严重，可持续载畜量和产草量降低，草畜矛盾增大，经济、生态效益受损[35]。上述优质牧草饲用价值较高，部分牧草也具有水土保持能力，但对甘孜州土壤改良效果并不明显，春冬季节牧草供应仍然不足，难以满足该地特色畜牧业发展和水土保持的需求。因此，可引种一些优质高产且水土保持能力更强的牧草，增加草原植物配置，缓解现有牧草生产压力，防治水土流失，防止草种退化，提高牧民收入，促进甘孜州经济发展。

经过查阅大量文献，筛选出威提特东非狼尾草（Pennisetum cladestinum）、海狮苏丹草（Sorghum sudanense）、巨菌草（Pennisetum sinese）、纳罗克非洲狗尾草（Setaria viridis）具有水土保持和饲用功能的草本植物，可考虑在甘孜州低海拔地区进行引种试验研究，通过对生长特性及栽培地区土壤理化特性的测定、分析，为甘孜州饲用水土保持牧草的选择提供数据基础。

威提特东非狼尾草，属狼尾草属多年生暖季型牧草，具有竞争力强、耐瘠薄、耐践踏、适口性好等特性，在云南的大部分地区长势好、产量高。威提特东非狼尾草草层高40cm，根系发达，可长达3m，多数位于0～60cm 土层间，匍匐生长，覆盖速度快，主茎一年可延伸1.0～4.7m；营养丰富，粗蛋白为13.64%、粗纤维20.50%，干物质消化率高达60～70%[36]。

海狮苏丹草，属高粱属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较高的饲用价值，曾在云南干热河谷地区进行推广种植。海狮苏丹草植株高大，高约2.2m，茎粗0.8～2.0cm，根系庞大，须根粗壮，入土深2m，主要分布于75cm 土层间，分蘖旺盛，在生长季内可达58 个；营养物质含量高，粗蛋白为17.64%，低木质素、强褐色中脉，高消化率[37]。

巨菌草，属狼尾草属多年生暖季型牧草，具有优质、丰产、抗逆性强、适应性广等特性，曾在甘肃半干旱地区进行推广种植[38]。巨菌草高约3m，茎粗3.5cm，分蘖旺盛，平均分蘖数5.6 个，根系分布深广，根长3m；含糖量高，适口性好，粗蛋白为19.19，粗纤维为33.27%[2,38]。

纳罗克非洲狗尾草，属狗尾草属多年生暖季型牧草，具有较好的耐牧性、抗逆性，在云南大部分地区广泛栽培。该牧草株高1.5～2.0m，根系分布深广，入土深约1m[39]；营养丰富，含粗蛋白10.16%、粗纤维32.3%[40]。

4.2 引种牧草饲用及水保功能

引种牧草饲用价值和水土保持能力较高，其中狗尾草、狼尾草适口性好、粗蛋白质含量高、叶量丰富，根系生物量庞大，交错盘节，有利于固结土壤，能够较好地起到截流作用，防止土壤被侵蚀。巨菌草茎秆粗壮高大、产量高、分布广、粗纤维含量丰富，在地下形成网络状根系，能起到一定的截流降水和水土保持的作用；海狮苏丹草分蘖数多、干草蛋白质含量高、易被家畜消化，株体生长旺盛、根系发达，其分泌物可促进土壤中细菌、真菌等微生物进行物质转化，可有效降低降水对地面侵蚀和改善土壤团聚体。

甘孜州现主要牧草有康巴垂穗披碱草、芜菁、鸭茅、康巴老芒麦、高丹草、红豆草、紫花苜蓿等，它们具有一定的高粗蛋白含量、优良适口性等饲用价值及截流降水等水土保持能力，但仍不能完全满足甘孜州特色畜牧业发展和生态修复的需求，可见甘孜州的生态建设和畜牧业的可持续发展道路任重而道远。筛选兼具饲喂价值与水土保持能力的高原牧草（威提特东非狼尾草、海狮苏丹草、巨菌草、纳罗克非洲狗尾草）进行引种试验，可为甘孜州生态文明建设和畜牧业可持续发展指明研究方向，保障甘孜州生态环境，提高牧民人均收入，全面推进乡村振兴。