科學利用鄉土草種的原理與技術

文│陳谷［北京百綠（北京）國際草業有限公司］

提起鄉土草種，人們都說好。但是為何有的鄉土草種在試驗地表現較好，但當補種在草原上的時候卻表現不好，甚至于不發芽呢？殊不知，令“桀驁不馴”的鄉土草種植物變得“馴服”并不是一件易事。其涉及植物的力能學原理和有害生物侵入等復雜的科學問題，也對草原生態的修復起著重要的作用。做得好，事半功倍，做得不好，則適得其反，甚至造成無意性的破壞草原。首先來了解一下什么是鄉土草種。

一、什么是鄉土草種，鄉土草種的內涵是什么

1.鄉土草種。從狹義上講，鄉土草種是指完全出于自然原因而生活在某一地區，沒有人為干預的草種。但從廣義上講，鄉土草種指在特定生態系統中正常生活和茁壯成長的草種，換句話說，就是在當地起源或在當地長期馴化，從而適應當地氣候、土壤等環境特點的草種。可以包括任何與周圍棲息地一起發展的草種，并且可以受到新草種的幫助或影響。

鄉土草種有兩種類型：一種叫原住種（土著種）（indigenous species）。另一種叫地方種（endemic species） 。原住種是在多個地方發現的本地物種，而地方種只在一個特定的地方發現。兩者的區別在于，地方種是被人類引入和馴化的，只能在一個特定的地點找到。

2.引進草種和歸化草種（introduced species and naturalized species）。引進草種一般是指被有意或無意地引入一個地區的草種，是指生活在其本土分布范圍之外的草種，也被稱為外來物種或非本地物種。當引進草種經過多年的生長，并沒有對當地的生態造成危害，就被歸化（naturalized），之后就有可能成為當地的地方性草種。比如分布在我國大江南北的紫花苜蓿和紅豆草是漢朝使者張騫和他的助手從中亞帶回中國的。甘肅省岷縣的貓尾草也是由當時的軍馬場從日本引進的，目前已成為當地生態扶貧的主力草種。還有我國青藏高原用于牧業生產和生態建設的主力草種—披堿草和老芒麥，也是我國科學家從加拿大引入，并成為地方性草種，深受廣大農牧民的歡迎。據估計，我國外來歸化的植物超過600種。

3.入侵草種（Invasive species）。相比之下，人類有意或無意地引入的非本地草種，當這些草種接管自然環境，扼殺本地草種時，就成為入侵草種。入侵草種往往發展迅速，傳播極具侵略性，使本土草種難以與之競爭。比如紫莖澤蘭、薇甘菊、空心蓮子草、豚草、毒麥、互花米草、飛機草等，這些入侵的草種對我國的農業生態造成了較大的負面影響。

并不是所有外來引進的草種都是入侵物種；然而，在一個地方有益的草種，很可能在另一個地方成為討厭的草種。被描述為“引進”的草種不會被認為是對其新環境的威脅，而入侵物種則被認為是有害物種。

從監管的角度來看，將所有非本地物種列為不受歡迎或完全禁止，既不可取也不實際。事實上，我國草原面積大，分布廣，類型多，在不同的類型上生長的“鄉土草種”種類也多達6300多個種。其中，以代表草原是否退化特征的禾本科草種1027種，莎草科532種，能提高草原土壤肥力的豆科草種也有1157種。而當除了禾本科及類似禾本科草的其他草種的數量達到一定程度時，就是草地退化的指示象征，比如狼毒花、“醉馬草”（冰山棘豆）、蒿草、芨芨草等。所有這些草種都是經過科學家認真調查，并經過鑒定的，也就是說，在植物分類學上每個草種都有自己的“位置”，粗俗點講，是“馬”就是“馬”，是“騾子”就是“騾子”。但是，如何把如此豐富的草種的種質資源變成為生態建設的主力軍，則需要更加科學的態度和方法，不能一蹴而就。

二、鄉土草種之間也“打架”——植物的力能學原理

1.鄉土草種的種間效應。日常生活或工作中常遇到這種現象：從野地里采集的生長旺盛的草種，當種植在要實施草原修復的場地時，卻一棵苗都長不起來，這是為什么？這就要從植物力能學的種間效應說起。物種之間都存在著相互依存和相互制約的關系，這種關系有的是正面的，而有的則是負面的，可以把這種植物種之間的關系叫做種間效應，這種關系可以歸納為5種，包括互利共生、互補、競爭、偏害、偏利。

（1）互利共生是指對兩個物種都有利的共居關系，在這種關系中，物種之間有直接的物質交流和能量傳遞。這個不難理解，比如豆科牧草和固氮菌的相互作用就是互利共生的例子。

（2）互補是指兩個種群共同生活，彼此都受益，但無直接的物質交流和能量傳遞，例如果園林間種草，林為牧草提供適宜的小生境，牧草固氮又為果林提供了養分。

（3）競爭是指兩種植物爭奪同一資源的相互作用，也就是競爭有限的養分、陽光和生存空間。

（4）偏害是指兩種植物相互作用，其中一種生長受到抑制，而另一種受的影響不大，例如在針葉林下種草，林木分泌的有害物質會抑制牧草的生長，而針葉林受到牧草的影響不大。

（5）偏利是指兩個植物種相互作用，其中一種受益，而另一種無影響，例如白車軸草與鴨茅草的混播，豆科固氮為鴨茅草生長提供養分。

2.鄉土草種的功能類型。按照英國著名生態學家Philip Grime提出的CSR理論，鄉土草種可以分為C、S、R3種功能類型的草種。

C型草種。競爭型植物C（Competitors）；這類植物有利環境中常成為群落的優勢種，不利條件下可通過營養器官的調節來適應生境的變化。

S型草種：耐脅迫植物S（Stress tolerators）；多屬于壽命長，生長慢，營養物質循環慢，開花既不繁多又不規則的植物。

R型草種：雜草型植物R（Ruderals）。以短的壽命、高的相對生長率、高的種子產量為特征，在資源匱乏時，能壓縮營養部分的分配，增加生殖部分的分配，保證大量種子的產生。

3.鄉土草種的分類。鄉土草種按照壽命長短和形態學特征可以簡單進行分類（表1）。

表1 鄉土草種按照壽命長短和形態學特征分類

三、如何利用鄉土草種實施草原生態修復

草原生態修復不同于耕地種植牧草或者人工草地建設。“生態優先”是第一原則。我國草原退化較為嚴重，植物覆蓋度和密度低下。在修復草原時，不可能容忍翻地種植，新建草地，而是要在原有的草原上進行補種。在草原持續退化，并多年演替到目前的“頂級植物”狀態時，鄉土草種是草原強硬的競爭型草種，占據著“主場優勢”。對于新補種的草種來說，具有較大的挑戰性，因為草原地帶的生態容量閾值有限性（是指生態系統所能支持的某些特定種群的限度）和單一草種的局限性，利用草種的種間效應原理，合理搭配草種，進行免耕和包衣集成技術，則是未來我國草原生態修復的方向。

1.組合配比草種時應該遵循的原則。第一，組合配比草種時一定要盡量簡單，但至少要有一種禾本科和一種豆科牧草，建議選用3～4種牧草，選擇每一種牧草都有一定的目的性，而且要容易實現，品種選擇的過多則有可能會影響草地產量。第二，要選擇成熟期一致的品種，比如多年生黑麥草和白車軸草成熟期就相對一致。第三，要注意牧草品種對牲畜的適口性，否則適口性差的品種很快就會在群落中占優勢而影響整個草地的品質。第四，混播的播種量要大于單播，同時要求不同的管理措施和肥料。這里要強調的是，播種量要取決于很多因素，由于牧草在廣泛的地域種植，播種量的變化幅度要比農作物大很多。通常情況下，出苗率也不到1/3，第一年的幼苗成活率又不到一半。因此，農牧民需要專業的技術指導，此外可以利用高科技的包衣種子，因為包衣種子是可以大大提高牧草成苗率，從而降低播種量。

2.補播用的種子要進行包衣處理。多數草種越是抗旱抗逆，其種子的發芽率和幼苗建植就越困難。這時需要給種子建立一個“生命倉”，就是所謂的種子包衣、引發技術。通過實施該項技術，可以起到保苗、保水、綜合防治苗期病蟲害，促進作物苗期生長、增產和防止播種后鳥啄食、螞蟻和草原老鼠的蠶食，特別適合于免耕播種。

種子包衣的特點：促進種子與土壤充分接觸；緩解原生草種的“化感效應”，降低其“主場優勢”；由于在包衣中添加碳源和營養元素，擴大了種植地的生態容量；有效防止和避免鳥食和螞蟻破壞；減少種子的播種量，節約種子用量20%～40%；改善種子的彈性，較為適用于飛播以及人工撒播等播種方式；改善逆境條件種植牧草，建植方便；降低種子飄移率，特別適合顆粒小及輕的種子的播種；有效防控作物苗期的病蟲害，確保苗齊苗壯，促進幼苗生長，提高產量；包衣、丸化后的種子明顯長勢強、葉片肥大、葉色深綠、百株鮮重高，促進了作物的生長，為作物增產打下了良好的基礎。

總之，種子包衣是發達國家普遍采用的種子處理技術。種子之“包衣”形之于人之“皮膚”，對種子起著非同尋常的保護作用。該項技術是以種衣劑為原料，以良種為載體，以包衣為手段的集農藥、植保、化工、機械等多學科于一體的綜合性配套技術，是種衣劑、包衣機、種子加工、包裝儲藏和播種及栽培等一系列配套技術的集合。

3.補播時要采用免耕播種技術。免耕播種是指在草原上不進行額外耕作，直接將草種種植到地里。免耕播種在固碳方面起著關鍵作用。碳封存是將空氣中的碳儲存到土壤中，使更多的碳進入土壤的一個關鍵作用，是耕作管理。與其他耕作方式（如翻耕、淺耕等）相比， 免耕可以在土壤中儲存更多的碳，這種碳源（有機物）有助于保持土壤的養分，從而不會因徑流、侵蝕和淋洗而流失。如果在一段時間內不受干擾，土壤有機質最終會轉化為長期存在的腐殖質。相反，如果草原土壤被耕作，土壤有機質就會被氧化，由于土壤微生物的活動，碳元素會以二氧化碳的形式流失到大氣中。

草原生態修復中免耕播種的優點：首先，免耕保留了大量的植物殘留物，為土壤提供了大量的有機物。植物殘留在土壤里或在土壤地表會減少表土退化、地表徑流和土壤侵蝕。其次，免耕使土壤團聚物更加穩定，這有助于提高土壤的生物活性，增加了保持水分和養分的能力，并可能帶來更好的生物產量。第三，免耕將顯著增加蚯蚓和生物（特別是真菌）的數量，這有助于提高土壤的物理性質。第四，免耕播種適合的地形地貌更加廣泛，對于山體陡坡容易水土流失的地方可以利用免耕種植建植草地。

總之，免耕種草改善了土壤和空氣質量，最大限度地減少了地表徑流和土壤侵蝕，提高了水質，并減少了溫室氣體效應，特別是對二氧化碳排放的貢獻極其顯著。

免耕播種技術的應用要根據擬修復草原的氣候、土壤質地、原有草植被的組分、密度和高度，選用不同的免耕播種工藝及技術。因地而異，沒有固定不變之法，絕不可一概照搬，否則適得其反。免耕播種的方法通常有撒播、飛播、條播、溝播、穴播、蜂窩播種、踐踏播種、巢穴寄種、霜凍播種、非耕苗帶播種等。