巨菌草在沿黄河包头地区的引种与推广研究*

2023-08-02李钢铁闫建国张丽丽郭丽娜袁海涛

南方农机 2023年16期

郝魁，李钢铁，吴娟，闫建国，张丽丽，牛峰，杨阳，郭丽娜，，袁海涛，5

（1.包头职业技术学院，内蒙古包头 014035；2.内蒙古农业大学，内蒙古呼和浩特 010010；3.福建农林大学，福建福州 350002；4.包头市农牧科学技术研究所，内蒙古包头 014017；5.固阳县下湿壕镇人民政府，内蒙古包头 014208）

由福建农林大学国家菌草工程技术研究中心的林占熺教授团队培育的巨菌草[1]，是一种高产牧草，作为菌草品种中的优质高产牧草品种，其亩产量大，在南方地区可以达到亩产30 t。当最低温度在0℃～10 ℃以上时，可以实现多年生。巨菌草的营养价值高、抗逆性强、适应性广，且巨菌草植株中含有糖分，揉丝处理后可饲养牛羊，适口性好且牛羊消化吸收率很高[2]。通过在沿黄河包头地区开展巨菌草的引种试种，对比当地种植的玉米草、苏丹草等牧草，巨菌草的产量在所选试验地——固阳下湿壕镇地区的亩产量达到7 t，巨菌草亩产鲜草是当地种植的其他牧草的2～4 倍，且用水量和当地牧草相当。因此，2022 年在包头固阳地区推广种植巨菌草的试验成功，极大地提高了当地牧草种植的单位面积产量，也为大面积推广种植巨菌草提供了基础，有效地解决了当地牲畜在冬春季节草料短缺的现实问题。通过菌草技术的推广应用，助力包头固阳地区乡村产业振兴。

1 巨菌草在沿黄河包头地区种植的可行性

本次巨菌草种植试验地选在沿黄河包头市固阳县下湿壕镇前黑沙村地区。包头市固阳县属中温带大陆性干旱半干旱季风气候，气温偏低、降水少、光照充足，温差大是其最明显的气候特征，其特点是四季变化明显，春季干旱多风，夏季炎热多雨，秋季凉爽温差大，冬季严寒漫长。全年无霜期为69～177 天；年平均降水量为291.1 mm，降水主要集中在7—8月，占年降水量的64%；年平均气温5.5 ℃，极端最高气温38.6 ℃，极端最低气温-36.1 ℃；年平均日照时数2 989 h；年平均蒸发量1 941.4 mm。自然灾害主要有干旱、风沙、洪水、冰雹、霜冻、干热风、病虫害等，整体呈现干旱为重的趋势。

在张建玲等[3]的《固阳县耕地不同土壤类型养分状况》中，了解到固阳县属于低山丘陵区，耕地的主要土壤类型为栗钙土、灰褐土、草甸土这3 类。其中，栗钙土面积最大，占耕地面积的74.6%；其次是灰褐土，占耕地面积的23.1%；草甸土面积较小。经过测验，固阳县栗钙土中的有机质、全氮、有效磷、速效钾等成分的平均含量相对其他土类均较低。结合试验地周边实际耕种情况，试验地土壤情况整体处于正常偏低水平。

固阳县受到气候和水源条件的限制和影响，种植的农作物产量低、种类少、效益差。当地做养殖的农民，每年到冬春季节，饲草饲料缺乏。因此，引种巨菌草这种适应性强、抗病虫性好、经济效益高的高产牧草，能够有效提高当地农业种植的效益，降低农民养殖牛羊的成本，提高耕地利用率，是乡村产业振兴的一种新选择。

但是固阳地区灌溉水量并不充足，试验地采用地下水，通过喷灌设施进行喷灌。所选试验地处于山陵开荒地，试验地有10°～15°的角度倾斜，因此在喷灌过程中，巨菌草所接受的水会流到下方。所以后期对巨菌草生长过程的观察，也发现试验地下方的长势优于上方。试验地种植巨菌草的129 天内，共喷灌浇透试验地三次。所以，在巨菌草的种植模式中，都采用了铺膜的方式，起到保墒的作用。

巨菌草是多年生的禾本科直立丛生型植物，生长阶段主要分为出苗期、分蘖期、拔节期[4-5]。当沿黄河包头地区进入七八月份的雨季，巨菌草从分蘖期进入拔节期后，迅速生长，日均生长高度为4 cm～6 cm，生长速度很快，并且每穴植株从之前分蘖期的分散状态，逐渐集中向上快速生长进入拔节期，茎秆逐渐增粗，植株快速拔高。

2 巨菌草在沿黄河包头地区试验地种植现状分析

巨菌草在我国经过30 多年的引种培育，已经非常适合我国大部分的气候土壤环境[6]。巨菌草的分蘖能力很强，在沿黄河包头地区的试验地中，通过种植记录，发现巨菌草单穴（种植时放置土中一个健康芽的种节）分蘖数达到了10～20个，最多分蘖数达30个，分蘖数根据种植密度、刈割次数有所不同。经过刈割的巨菌草，其单穴分蘖能力能够提高1.5～2倍，分蘖数为20～40 个。所选试验地按照行距80 cm，株距分别是30 cm 和40 cm 的两种方式种植。经过测算，株距30 cm的平均分蘖数在10个左右，最多分蘖数在20个左右。当株距是40 cm 时，平均分蘖数在15 个左右，最多分蘖数为30多个。因此，巨菌草种植密度会影响到巨菌草的分蘖能力，种植密度越小，分蘖能力越强，所以固阳地区试验地主要种植株距为40 cm。

通过试验记录，发现巨菌草的茎部最粗可以达到3.5 cm，平均为2 cm 左右。其单株叶片数为12～18片，最多有20 片，叶片呈互生方式生长，叶片的长度平均为100 cm～120 cm，叶片最长为135 cm。叶片平均宽度在3.5 cm～6 cm 之间，最宽为7 cm，叶片上有绒毛。

试验地生长120 天的巨菌草，其高度平均为3 m～3.5 m，最高高度为3.9 m。生长120天的巨菌草植株关节处会有枯黄的叶片包裹着芽孢，并且此芽孢可以作为巨菌草无性繁殖的有效种节，可以继续进行生长发育。经过试验记录，巨菌草整株上的关节数平均有10～15 个，其中可以作为第二年继续生长发育的有效关节为10 个左右。

试验地经过120 天生长的巨菌草单株平均重量为0.35 kg～0.7 kg，由于此时的植株下部叶片枯黄，巨菌草单株重量会有所下降，因此要作为菌草青贮饲料，最好在9 月上旬上霜前的时间段，开展巨菌草青贮饲料的收割打包制作。保证巨菌草青贮饲料的含水量在60%～70%之间，避免上霜后，巨菌草的含水量降低，植株被冻枯，从而影响巨菌草青贮饲料的品质和产量。

3 包头固阳地区试验地巨菌草种植模式设计

2022 年5 月9 日，团队在沿黄河包头固阳下湿壕镇前黑沙村开展巨菌草引种试验，试验种植面积是650 m2。种植过程采用四种不同的种植模式，包括模式A80（铺膜扦插，行距80 cm，株距40 cm）、A100（铺膜扦插，行距100 cm，株距40 cm）、B80（铺膜开沟平放，行距80 cm，株距40 cm）、B100（铺膜开沟平放，行距100 cm，株距40 cm）。其中，模式B80、B100种植18行，A80、A100种植16行。

2022 年6 月10 日，团队进行试验地现场数据测录，如图1 所示。在这一个月的生长过程中，对试验地浇水一次。本次测录，主要对种植33 天的巨菌草的每一种种植模式的每一行出苗情况进行测录。其中，模式A80 的出苗成活率为58.9%，模式A100 的出苗成活率为51.9%，模式B80 的出苗成活率为66.1%，模式B100 的出苗成活率为66.3%。因此，A 模式的平均出苗成活率是55.4%，B 模式的平均出苗成活率是66.2%。巨菌草种节出苗成活率如表1 所示。

表1 巨菌草种节出苗成活率

图1 生长33天的巨菌草试验地

根据数据记录进行分析，在本试验地采用开沟平放铺膜的模式，其巨菌草出苗成活率高于扦插铺膜的模式，但是总体巨菌草出苗成活率并不高。

接下来对未出苗穴进行分析，对B 模式下的未出苗情况进行实地分析，抛开地膜和覆盖土壤，发现未出苗的穴内大部分巨菌草种节芽孢未发芽，芽孢发深褐色，部分种节长有须根。对A 模式下未出苗情况进行实地分析，取出扦插的巨菌草种节，发现种节上的芽孢同样发深褐色，且有腐烂迹象，部分种节长有须根，如图2 所示；还有扦插种节已经发芽，且芽呈黄色，在土壤中没能及时出土而无法获取阳光。原因是在种植阶段，没有把控好扦插种植的深度，导致出苗阶段没能及时破土，“憋死”在土壤中。

图2 非健康芽孢导致未出苗

综合以上现象分析，在种植巨菌草时要保证以下两个重要影响因素。第一，对于任何一种种植模式，都要确保所种植巨菌草种节的芽孢质量是饱满健康的，这对于种节出苗成活率是最为关键的影响因素。第二，在进行扦插种植时，一定要确保种节芽孢的扦插深度合理，保证在扦插过程中，芽孢位于覆盖土壤的下方3 cm～5 cm。如果采用铺膜方式，平埋或者扦插的芽孢深度可以控制在土壤下方3 cm；如果不采取铺膜方式，选择开沟平放或扦插，则芽孢位于土壤下方深度控制在5 cm，不能过深，保证巨菌草种节出芽破土成功。

因此，在后期开展巨菌草的种植推广应用时，必要时要通过技术手段，例如采取育苗移栽的方式，提高巨菌草种植的出苗成活率，有效提高亩产饲草量。

4 分蘖期巨菌草的生长数据测录

巨菌草生长阶段主要分为出苗期、分蘖期、拔节期这三个主要生长时期。在分蘖期，巨菌草植株主要以生长根、叶、分蘖等营养器官为主，是巨菌草一生中根系生长最旺盛且大量发展的时期。

2022 年6 月10 日，团队对生长33 天的巨菌草进行了出苗成活率的测录，如表1 所示，还测录了四种模式下的每行巨菌草植株的高度、分蘖数。在2022年8 月1 日，团队对生长85 天的巨菌草，也进行了植株高度、分蘖数的测录。

对测录的数据进行统计，四种不同模式各抽样10 行，每行记录10 株成活穴，进行对比分析，如表2、3、4、5所示。

表3 模式B100抽样测录

表4 模式A80抽样测录

表5 模式A100抽样测录

根据表2～5 的各项数据综合分析，得到6 月10日、8 月1 日四种模式下抽样组的每穴株高、分蘖数，通过计算分析求出四种模式的平均株高和分蘖数，如表6 所示。可见到8 月1 日，行距为100 cm 的分蘖数大于行距为80 cm 的分蘖数，但行距为80 cm 的种植模式下的巨菌草高度比行距100 cm 的植株要高10 cm左右。

表6 四种模式的平均数据

在6 月10 日至8 月1 日的53 天内，发现每穴巨菌草的分蘖株数增多，分蘖数增长倍数在5 倍左右；巨菌草植株高度增长迅速，日均生长高度在2.2 cm 左右，且开沟平放种植模式的植株高度稍高于扦插种植模式。

5 包头固阳地区试验地亩产试验测录

5.1 整体抽验测录

2022 年9 月18 日，巨菌草种植生长133 天，对试验地进行随机抽样测试。分别对抽样点A、B、C、D、E 穴的分蘖数、高度、重量进行测样。具体数据如表7所示。

表7 试验地抽样调查数据

5.2 分模块抽验测录

2022 年9 月27 日，巨菌草种植生长142 天，对试验地四种不同的种植模式进行随机抽样测试。在四种不同模式的试验地中，随机抽取6 个穴，对单穴内的分蘖数、每穴总重量、平均株重，以及每穴中一株单株的重量、直径、高度、关节数进行记录，如表8、9、10、11 所示。

表8 模式B80抽样测录

表9 模式B100抽样测录

表10 模式A80抽样测录

表11 模式A100抽样测录

从抽样测录结果可以看出，80 cm 行距植株的分蘖数、单穴重量都优于100 cm行距。

5.3 巨菌草种植模式分析及建议

5.3.1 分析

根据测录统计数据表6～11，综合记录其分析数据，形成统计表12。

表12 三次测录下的不同模式数据统计

从表中可知，巨菌草出苗和拔苗阶段的时间在1个月左右；6 月到8 月初是巨菌草的分蘖期，每穴的巨菌草分蘖数从3～6 株增加到16～20 株；8 月到9 月是巨菌草的拔节期，此阶段植株日均生长高度为4 cm～6 cm。整个巨菌草植株生长阶段的日均生长高度为2 cm～3 cm。

从表12可以看出，行距100 cm 的植株，在8月至9 月阶段，其分蘖株数下降，此数据及现象需要进一步的试验研究揭示原因。

5.3.2 建议

采用行距80 cm、株距40 cm 的种植模式，每亩可以种植约1 900 穴；若采用行距100 cm、株距40 cm的种植模式，每亩可以种植约1 500 穴。

其中，不同的行距对于巨菌草植株的高度、分蘖数、重量具有一定影响。同时采用扦插、开沟平放这不同的种植模式，对于巨菌草出苗的成活率的影响较大。采用铺膜开沟平放的平均出苗成活率是66.2%，采用铺膜扦插的平均出苗成活率是55.4%。

综合以上数据测录分析，结合当地土地情况和农户种植操作难易程度、农机具缺乏现状以及种节的购置成本，分析扦插和开沟平放两种种植方法的优劣。由于扦插模式不易控制扦插深度，农民在种植过程中不容易掌握种植深度，有可能导致巨菌草出苗成活率降低，导致饲草产量降低。并且在7～10 天的出苗期间，需要进行扣苗。因此，采取行距100 cm、株距40 cm 的开沟平放铺膜的种植模式，更适合耕地面积少的包头地区。开沟深度在5 cm 左右，覆土3 cm，然后下放健康种节，最后根据情况采取铺膜形式。如果条件允许，可以采取无纺布育苗移栽的方式，如图3所示，能够有效提高巨菌草出苗成活率，从而提高亩产饲草量。

英国创新核退役工程中心(CINDe)近期在沃金顿(Workington)正式投运。该中心的目标是成为创新和工程服务领导者，为坎布里亚郡西部的核退役工作提供支持。

图3 无纺布育苗移栽的出芽巨菌草种节

关于种植株距，根据2022 年在鄂尔多斯市达拉特旗试验地开展的巨菌草引种试验，当株距提高到50 cm、60 cm 的时候，巨菌草的分蘖能力和单穴植株的重量会有所提高。因此，在今后试验引种的过程中，根据实际情况，可以适当提高株距，以此提高巨菌草出苗成活率，从而增加亩产饲草量。

5.4 试验地的亩产预测

试验地种植133 天的巨菌草，如图4 所示，单穴平均重8.35 kg，其中最重的单穴质量为14.25 kg，最轻的单穴质量为5.5 kg。

图4 生长133天的巨菌草试验地种植效果图

试验地在不同模式下的每亩总穴数为1 500～1 900穴，出苗成活率为55.4%～66.2%。此时，单穴平均重8.35 kg，亩产饲草量为7.4 t～10.5 t。因此，建议接下来通过采取育苗移栽、改进巨菌草种植农机具等方法，进一步提高巨菌草出苗成活率，当出苗成活率提高到90%，巨菌草亩产饲草量能够达到11.3 t～14.3 t。

6 投入成本与经济效益的分析

6.1 投入成本分析

结合当地所种植玉米草、苏丹草的投入成本，与种植巨菌草的投入成本进行投入成本对比分析，如表13所示。

表13 种植投入成本对比分析

6.2 经济效益对比分析

结合玉米草、苏丹草、巨菌草的种植投入成本，综合三种牧草在当地的种植效果，进行经济效益分析，如表14所示。

表14 经济效益对比分析

综合计算分析，种植巨菌草的每亩地产值在3 500元左右，去掉成本，每亩地效益可以达到1 800 元左右（不计土地租金）。以上数据是基于试验地的巨菌草出苗成活率在60%左右的基础上得来的，根据巨菌草在内蒙古其他地区的种植效果，通过技术手段将巨菌草的出苗成活率提高到90%左右，亩产鲜草可以达到10 t 以上，每亩地的产值可以达到5 000 元左右。大面积推广种植后，巨菌草的种苗成本会大幅度下降，并且有大型的种植机械，可有效提高种植效率，降低种植成本，更进一步提高每亩地的经济效益。

6.3 提高耕地利用率

当地生产相同产量的牧草，种植巨菌草所需耕地是其他牧草品种的28%～43%。所以种植巨菌草可提高耕地利用率，为当地节省种植牧草的耕地面积，节省的耕地可以用于种植粮食作物，能有效解决牛羊牲畜与人争地争粮的问题。因此，推广种植巨菌草，能够有效提高耕地利用率。生产10 t鲜草使用的耕地面积对比如表15 所示。

表15 生产10 t鲜草使用的耕地面积对比

7 社会效益

由于包头固阳地区的地形地貌，在种植巨菌草的过程中没有合适的种植农机具。同时，购买回来的种节需要人工按照一芽一节进行处理。因此，在推广种植巨菌草的过程中，按照每5 亩需要3 个劳动力计算，大面积种植过程中可以提供劳动力就业岗位。

由于耕地少、坡地多、农业收入低等原因，固阳地区农民一直以养羊为主要生活来源，导致保护区成立后，禁牧工作难以全面实施。从2018 年5 月下旬开始，为认真贯彻落实有关保护大青山生态环境的指示精神，开展了禁牧专项整治联合行动，禁牧工作越来越严格。在此大环境下，养殖更是需要大量的饲草饲料，来满足牛羊的需求。因此，推广种植高产牧草巨菌草，能够有效解决在禁牧期间养殖户的困难。

8 生态效益

巨菌草是一种耐旱、耐盐碱、耐贫瘠、适应性强、光合作用率高的优质牧草[7]。同时，巨菌草的产量优于当地所种植的传统牧草，而且水肥利用率高，种植一亩巨菌草，相当于当地种植2～3 亩的其他牧草，节省耕地面积30%以上，有效地节约了耕地使用面积，有效地解决了人畜争粮的问题。并且巨菌草抗病虫害能力强，不需要使用农药，不会污染土壤和地下水。同时，巨菌草根系发达，具有固氮作用，能够有效提高土壤有机质含量[8-10]，可以作为当地黄芪种植轮茬的优选植株。