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牦牛對牧草采食選擇性非常強(qiáng)，先把喜歡的禾草、莎草等吃完后，才會啃食其它雜草。課題組供圖

■本報記者 李晨陽 實習(xí)生 王東麗

“天蒼蒼，野茫茫，風(fēng)吹草低見牛羊?！睌?shù)以億計的牛羊生存在我國近60億畝的草地上，牛羊與牧草相生相依，那么放牧?xí)χ参镉泻斡绊懩兀?/p>

“放牧導(dǎo)致草場植被受損”——這種說法屢見不鮮。然而，近日一項發(fā)表在《新植物學(xué)家》上的研究指出，適度放牧可以減少某些植物病害，從而間接保護(hù)草地。

草葉上的小斑點(diǎn)是什么？

“我是藏族人，兒時在草地上放牧，經(jīng)常會看到草葉上有很多小斑點(diǎn)，這些小斑點(diǎn)到底是什么？我特別好奇?，F(xiàn)在我知道很多植物病原體的表現(xiàn)都是這樣的小斑點(diǎn)，而病原體和放牧又有怎樣的聯(lián)系呢？”

帶著兒時的好奇和困惑，論文第一作者、西南民族大學(xué)副研究員澤讓東科開啟了放牧和病原體關(guān)系的研究。

“病害的發(fā)生包括病原體、寄主和環(huán)境3個基本要素，也就是所謂的病害三角，我們就是在病害三角的框架下，集中對病原體進(jìn)行追蹤和突破?！闭撐耐ㄓ嵶髡?、蘭州大學(xué)生態(tài)學(xué)研究員劉向?qū)Α吨袊茖W(xué)報》說，病原體根據(jù)其生活史特征，可以分為活體營養(yǎng)型病原體和死體營養(yǎng)型病原體。

“把病原體比喻成‘吸血鬼’，可分為‘吸人血’的活體營養(yǎng)型病原體和‘吸鬼血’的死體營養(yǎng)型病原體?！眲⑾蚪忉屨f，前者只能從宿主的活細(xì)胞中獲取營養(yǎng)，它們生活在活的植物組織內(nèi)，離開活細(xì)胞就會迅速失活，而后者則能從宿主的死細(xì)胞中獲取營養(yǎng)，并可生活在死的植物組織內(nèi)。

病原體的上述生活史特點(diǎn)，直接導(dǎo)致活體營養(yǎng)型病原體的繁殖體往往只能存在于鮮活的植物組織內(nèi)；而死體營養(yǎng)型病原體的繁殖體則在枯枝落葉和土壤中無處不在。

牛吃草能減輕植物病害？

根據(jù)植物病原體的特點(diǎn)，劉向課題組選擇青藏高原東部的典型高寒草甸為研究對象，這里也是1400萬頭牦牛生存的“樂土”?！瓣笈儆诒就廖锓N，數(shù)量多且分布廣泛，對藏區(qū)人民的生產(chǎn)和生活都有著重要意義?！睗勺寲|科說。

劉向課題組利用牦牛長期放牧強(qiáng)度實驗平臺，針對不同的放牧強(qiáng)度，即在每公頃草地上分別飼養(yǎng)0頭、1頭、2頭、3頭48月齡成年牦牛的情況下，在該放牧平臺運(yùn)行的第6個年頭展開植物病害發(fā)生情況調(diào)查。

研究人員發(fā)現(xiàn)，放牧?xí)苯咏档突铙w營養(yǎng)型病原體導(dǎo)致的植物病害，如銹病。“很多人會想當(dāng)然地認(rèn)為放牧就是對草場的破壞，但是牛羊在啃食過程中，順帶把這些活體營養(yǎng)型病原體的孢子堆也一起吃掉了，由此減少了植物病害，間接保護(hù)了草地?！眲⑾蛘f。

此外，他們發(fā)現(xiàn)，放牧對病原體的抑制作用僅限于活體營養(yǎng)型病原體，對死體營養(yǎng)型病原體導(dǎo)致的植物病害則無顯著影響。

“以往有的研究發(fā)現(xiàn)放牧增加了植物病害，有的發(fā)現(xiàn)放牧降低了植物病害，有的發(fā)現(xiàn)沒有影響，出現(xiàn)很多不一致的結(jié)果。我們這個研究最重要的一點(diǎn)就在于把病原體的生活史類型引入進(jìn)來，很好地解釋了為什么放牧?xí)黾右环N病害而對另一種病害沒有影響。”劉向說。

那這一發(fā)現(xiàn)是僅僅在青藏高原成立，還是放之四海皆準(zhǔn)？

為探究上述發(fā)現(xiàn)是否具有普遍性，劉向課題組基于Web of Science和中國知網(wǎng)數(shù)據(jù)庫，在全球范圍內(nèi)共計獲取了63項有關(guān)放牧影響植物病害的案例研究，而后對數(shù)據(jù)進(jìn)行整合分析。

結(jié)果證實，放牧在降低活體營養(yǎng)型病原體引起的病害的同時，并不會顯著影響死體營養(yǎng)型病原體引起的病害——這種現(xiàn)象在全球普遍存在。

為進(jìn)一步探究其中的潛在機(jī)制，劉向團(tuán)隊選擇了兩種高寒草甸常見植物——薔薇科的釘柱委陵菜和禾本科的異針茅，前者攜帶由活體營養(yǎng)型病原體引起的銹病，后者攜帶由死體營養(yǎng)型病原體引起的葉斑病。人工去除掉部分植物葉片以模擬放牧可能給植物葉片帶來的影響，而后對病害的發(fā)生情況進(jìn)行調(diào)查。

控制實驗證實，活體營養(yǎng)型病原體主要分布在新鮮牧草上，放牧過程中，牲畜啃食牧草，移除了活體營養(yǎng)型病原體的繁殖體，從而達(dá)到控制傳播源的目的。同時，因為死體營養(yǎng)型病原體的繁殖體往往能夠大量存在于枯枝落葉、土壤甚至空氣中，牲畜在啃食過程中，植物產(chǎn)生的傷口可能會促進(jìn)死體營養(yǎng)型病原體的傳播，進(jìn)而引發(fā)病害。

“期望我們的研究對提升放牧情景下植物病害發(fā)生情況的預(yù)測能力起到積極作用，并為制定草原利用和管理措施、開發(fā)草原生物災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)提供重要的理論支撐?！眲⑾蛘f。

牛放養(yǎng)得越多越好？

既然牛羊通過啃食可以減少植物病害，那是不是牛放養(yǎng)越多越好？

“理論上放牧強(qiáng)度控制在每公頃1.5頭到2頭的范圍內(nèi)，對植物病害有一定抑制作用，而且對草場植被不會造成太大損失。”劉向說，如果放牧強(qiáng)度過大，如每公頃草地放3頭牛，那么地面可能會出現(xiàn)裸露斑塊，引起草場退化。

“有的老百姓覺得牛放得越多越好，其實適度放牧下，整體收入減不了多少，而且草場的生態(tài)和畜牧業(yè)收益可以實現(xiàn)很好的平衡?！睗勺寲|科說。遺憾的是，如今很多草場還處于過度放牧狀態(tài)，嚴(yán)重的甚至能引起草地生態(tài)系統(tǒng)崩潰。

更糟糕的是，牦牛不僅貪吃還挑食。“牦牛對牧草采食選擇性非常強(qiáng)，先把喜歡的禾草、莎草等吃完后，沒的吃了，才會啃食其它雜草?！睗勺寲|科說，長此以往，植物群落結(jié)構(gòu)會發(fā)生變化，牦牛不喜歡吃的牧草會逐步占據(jù)那些牛喜食牧草的生態(tài)空間。

“如果剩下的這些不合胃口的草本身帶有活體營養(yǎng)型病原體，那么就會導(dǎo)致病害進(jìn)一步擴(kuò)大?！眲⑾蚪忉屨f，病害發(fā)生既受到病原體本身類型的影響，又受到密度效應(yīng)的制約。一種植物的密度非常高，相互之間容易侵染，進(jìn)而增加病害風(fēng)險，但如果混種幾個品種，就可以通過稀釋效應(yīng)降低病害的發(fā)生。

“放牧可以調(diào)節(jié)植物群落水平進(jìn)而影響病害的發(fā)生，其中的作用原理是我們目前正在研究的內(nèi)容?！眲⑾蛘f。

相關(guān)論文信息：

https://doi.org/10.1111/nph.17324