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新疆放牧草地毒害草种属多样性与综合防控措施研究

王军亮  
【摘要】:我国天然草地资源非常丰富,总面积达3.93亿hm2,占国土面积的41.41%,居世界第三位。放牧草地面积为3.31亿hm2,占天然草地资源总量的84.27%,是农田面积的2.2倍,拥有世界上最丰富的草地资源类型。天然草地集中分布在东北、西北和青藏高原区,是我国干旱、半干旱和高原寒带地区,生态系统脆弱。而深居亚欧大陆腹地的新疆,生态环境极其脆弱,植被覆盖率仅为40.4%,其中天然草地面积为5725万hm2,占植被覆盖总面积的85.1%,因而天然草地在维护新疆生态安全中占有主导地位。同时新疆放牧草地4800万hm2,是新疆37个牧业及半牧业县极其重要的物质资源和农牧民增收的主阵地,2019年底存栏食草牲畜4616.9万头(只),出栏4552.3万头(只),新疆的放牧草地是畜牧业持续发展和牧民赖以生存的物质基础,对保障人类生存环境、食品安全、生态安全和新疆社会安定具有重要意义。随着全球气候变化、超载过牧和、人为活动等自然和人为因素的长期干扰甚至掠夺式利用,导致我国放牧草地退化、沙化,养分固持作用减弱,涵养水源能力丢失,生物多样性锐减等生态服务功能衰退。甚至绝大部分放牧草地被毒害草、劣质植物滋生蔓延,鼠虫病害等生物灾害频发多发,导致放牧草地生产力下降、利用率降低,严重影响草原生产功能。近年来,放牧草地毒害草对牧民造成的经济损失越来越严重,这直接影响国家实施生态保护工程的效果及牧民的脱贫致富。因此,本文运用实地调查法和文献资料法相结合的方法,对新疆放牧草地的主要毒害草进行了系统调查,并对危害严重的骆驼蓬、白喉乌头、醉马芨芨草、黄花棘豆和碎米蕨叶马先蒿五种主要毒害草,用传统的植物化学方法,对其生物碱成分进行提取和分析,对后三种毒害草颗粒化替代山羊日粮中粗饲料,进行瘤胃发酵和血液指标的影响试验,目的是为减少新疆放牧草地毒害草危害、发生,为综合防控和利用进行理论和技术上的技术支撑。1.新疆放牧草地毒害草种属多样性及危害调查通过实地调查,新疆放牧草地毒害草主要分布在伊犁州河谷草原、阿勒泰高山草原、阿克苏荒漠草原、乌鲁木齐市天山北坡草原、博州荒漠草原、巴州塔里木河沿岸荒漠草原、哈密荒漠戈壁草原等70多市县的放牧草地。毒害草种群分布中,主要以醉马芨芨草(Achnatherum inebrians)、乌头(Aconitum)、橐吾(ligularia sibirica)、毒芹(Cicuta virosa)、无叶假木贼(Anabasis aphylla)、小花棘豆(Oxytropisglabra)、变异黄芪(Astragalus variabilis)、骆驼蓬(Peganum harmala)和苦豆子(Sophora alopecuroides)等9种毒害草为优势种,其危害面积约占毒害草危害总面积的80%以上。从区域分布来看,新疆东部干旱荒漠草原以醉马芨芨草和变异黄芪分布为主;新疆南部塔里木河、和田河和叶尔羌河流域以小花棘豆危害分布最广,昆仑山北坡高山草甸草原以黄花棘豆分布为主,巴音布鲁克高寒草甸草原以马先蒿、唐松草、橐吾分布为主,天山南坡平原冲积带荒漠戈壁以无叶假木贼、苦豆子分布为主;新疆北部伊犁河谷草原和阿勒泰山高山草原以乌头、橐吾分布为主,天山北坡平原冲积带荒漠戈壁以无叶假木贼、苦豆子分布为主。可见,新疆天山东部、南部和北部地理地貌和气候特点的差异性,导致毒害草种群分布呈现明显的区域性特征。尤其是毒害草种群在海拔1500-2500m垂直范围内分布广,且危害严重。调查发现新疆放牧草地毒害草发生面积为682.06万hm2,其中轻度危害469.93万hm2,中度危害126.73万hm2,重度危害89.4万hm2,危害放牧家畜的主要毒害草约有44种。其中,在全疆分布造成危害的毒害草有9种,占毒害草总数的20.5%;北疆有25种;南疆有27种。每年数十万放牧牲畜中毒死亡,直接经济损失3.56亿元。2.南疆放牧草地五种主要毒害草生物碱成分分析在南疆选择引起放牧家畜中毒的骆驼蓬、白喉乌头、醉马芨芨草、黄花棘豆和碎米蕨叶马先蒿五种主要毒害草,分离提取生物碱,并经GC-MS和UPLC-MS/MS联用仪检测分析,共鉴定出18种生物碱(GC-MS鉴定出6种,UPLC-MS/MS鉴定出12种)。骆驼蓬主要含鸭嘴花酮碱、骆驼蓬灵、骆驼蓬碱、6-甲基哈马兰、6-甲基哈尔满、哈尔明碱、促黑激素N-氧化物和野百合碱;白喉乌头主要含天芥菜碱和倒千里光裂碱;醉马芨芨草主要含新乌头碱、天芥菜碱和倒千里光裂碱;黄花棘豆检主要含新乌头碱、天芥菜碱、倒千里光裂碱、次乌头碱、毛果天芥菜碱N氧化物、克氏千里光碱;碎米蕨叶马先蒿主要含3-乙基石松胺、槐果碱、去甲基蝙蝠葛啡碱和9-甲氧基玫瑰碱。表明这些毒害草含有多种生物碱,对动物的毒性作用可能是这些生物碱共同作用的结果。3.毒害草对山羊瘤胃功能和血液指标的影响含毒害草的颗粒饲料饲喂山羊后,其进食量显著高于对照组,但表观消化率差异不显著;与对照相比,添加毒害草制成的颗粒饲料饲喂山羊后可明显提高山羊瘤胃内的乙酸浓度,同时提高山羊的血红蛋白浓度,试验中各处理间山羊血清中的谷氨酰转移酶、葡萄糖、总胆固醇、高密度胆固醇和低密度胆固醇均无显著差异;含10%黄花棘豆的颗粒饲料,饲喂山羊后其血清中的钾、钠、氯、钙、镁和磷均显著低于其他处理,但天冬氨酸转氨酶和丙氨酸转氨酶活性均显著升高。4.新疆放牧草地毒害草综合防控技术与治理策略按照地貌对新疆天然草地的生态功能进行划分,有针对性地提出毒害草的防控对策。对重要放牧地,优先保证畜产品的生产与供应,采用化学防控、轮牧和区域生物防控相结合的方法进行毒害草治理,辅之栽培草地建设;涵养水源地采用栽培草地与生物防控配合的方法实施;有保持水土、防风固沙、沙漠化控制和荒漠化控制功能的生态功能区,对毒害草不进行防控,有条件时要进行科学种植与开发,发挥其生态修复功能;对于有生物多样性保护、生态旅游、畜产品加工和水文调蓄生态功能的毒害草防控主要采取人工与机械的物理防控方法、农牧结合、牧民定居、工业反哺农业、发展第三产业的方式来进行综合性防控。新疆放牧草地毒害草治理的策略要充分认识毒害草的生态价值,针对不同的生态环境采取相应的综合防制和开发利用措施。一是要正确认识毒害草的生态作用,不能简单采取清除或灭除的方法。二是要严格控制载畜量,防止草地超载过牧。三是要大力建设栽培草地,改良天然草场,实现草畜平衡。四是要科学定位毒害草的利与害,挖掘毒害草的潜在利用价值,提升毒害草资源化利用水平。综上所述,该研究比较系统地调查了新疆放牧草地毒害草的种类与分布,明确了主要优势毒害草种群的区域分布特点。通过对五种主要毒害草骆驼蓬、白喉乌头、醉马芨芨草、黄花棘豆和碎米蕨叶马先蒿生物碱成分的提取与分析,初步阐明其所含生物碱成分的种类;研究了毒害草颗粒化替代日粮中粗饲料对山羊瘤胃发酵和血液指标的影响,表明按照10%的比例添加制成的草颗粒对山羊的毒性作用较低。提出了新疆天然草地毒害草综合防控对策,对指导新疆草地毒害草的科学防控和综合利用提供重要理论依据。


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