陜北風(fēng)沙寒冷地區(qū)巨菌草栽培關(guān)鍵技術(shù)研究

馬三保

(黃河水利委員會(huì) 綏德水土保持科學(xué)試驗(yàn)站，陜西 榆林 719000)

陜北風(fēng)沙寒冷地區(qū)地處農(nóng)牧交錯(cuò)地帶中心，畜牧業(yè)一直是當(dāng)?shù)氐膫鹘y(tǒng)優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)。該區(qū)域土地遼闊，南北跨度從陜西榆林至內(nèi)蒙古達(dá)拉特旗，東西跨度從內(nèi)蒙古準(zhǔn)格爾旗至寧夏吳忠市黃河以西地區(qū)，面積達(dá)8.9萬(wàn)多km2，荒漠化程度較高，土壤類(lèi)型主要有沙質(zhì)土壤、沙質(zhì)鹽堿土壤和半沙半土質(zhì)土壤。

巨菌草(Pennisetumsp.)原產(chǎn)于非洲，隸屬于被子植物門(mén)單子葉植物綱禾本科狼尾草屬，適宜在熱帶、亞熱帶生長(zhǎng)[1]，是典型的C4植物，太陽(yáng)能利用率極高，生物轉(zhuǎn)化率是闊葉樹(shù)的4～7.5倍。巨菌草抗逆性強(qiáng)、根系發(fā)達(dá)、植株高大、直立叢生、分蘗能力強(qiáng)，株高一般為3～5 m，最高達(dá)7.08 m，年產(chǎn)鮮草200～400 t/hm2，粗蛋白含量高(種植4周達(dá)10.8%)[2]，具有治理水土流失、增加土壤微生物多樣性、提高土壤肥力等作用，并在修復(fù)Cu、Cd污染土壤上有一定的潛力[3-4]，且植株幼嫩期營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高、適口性好，可作為牛、羊、鹿、兔、鵝、魚(yú)的飼料[5]。陜西榆林試種后將其與紫花苜蓿營(yíng)養(yǎng)成分進(jìn)行比較，巨菌草地上部分生物產(chǎn)量是紫花苜蓿的9.9倍，營(yíng)養(yǎng)成分除粗蛋白是紫花苜蓿的74.3%以外，粗纖維、灰分、木質(zhì)素、酸性洗滌纖維、中性洗滌纖維、相對(duì)飼養(yǎng)價(jià)值均優(yōu)于紫花苜蓿[6]。巨菌草已在我國(guó)南方地區(qū)廣泛種植，近年來(lái)北方地區(qū)包括新疆、陜西北部、內(nèi)蒙古阿拉善等地也均有試種成功的報(bào)道。

鑒于以上原因，筆者以陜北風(fēng)沙寒冷地區(qū)的核心區(qū)域?yàn)檠芯勘尘?，選擇在沙質(zhì)土壤、半沙半土質(zhì)土壤、沙質(zhì)鹽堿土壤3種典型土壤上開(kāi)展巨菌草試驗(yàn)種植，觀(guān)測(cè)土壤水分、地溫、土壤類(lèi)型等對(duì)巨菌草種苗發(fā)芽、生長(zhǎng)的影響，旨在為該地區(qū)快速發(fā)展巨菌草提供科學(xué)依據(jù)。

1 試驗(yàn)地概況與研究方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地選擇在能代表3種典型土壤的陜西省神木市大柳塔哈拉溝沙質(zhì)梁峁地(A樣地，沙質(zhì)土壤)、內(nèi)蒙古準(zhǔn)格爾旗黑岱溝半沙半土質(zhì)梁峁臺(tái)地(B樣地，半沙半土質(zhì)土壤)和陜西省定邊縣梁鎮(zhèn)堆子梁村重度沙質(zhì)鹽堿地(C樣地，沙質(zhì)鹽堿土壤)上。A、B、C樣地海拔分別為1 250、1 295、1 187 m，均為半干旱大陸性季風(fēng)氣候，均呈現(xiàn)干燥、風(fēng)沙頻繁、晝夜溫差大的氣候特征，年平均氣溫均不足8 ℃，6月初3個(gè)樣地地溫均不到12 ℃，年均降水量均不足400 mm且降水均集中在7—9月份。

1.2 研究方法

2019年5月10日和6月10日，分別從廣西和海南引進(jìn)6月齡以上木質(zhì)化程度大于80%、腋芽飽滿(mǎn)的優(yōu)質(zhì)巨菌草種苗。種苗運(yùn)至試驗(yàn)基地后及時(shí)進(jìn)行浸泡處理，第二天將種苗莖稈截為長(zhǎng)15～20 cm的種苗截稈，每根種苗截稈上確保有2～3個(gè)飽滿(mǎn)芽。在A(yíng)(1 hm2)、B(3.33 hm2)、C(0.33 hm2)3個(gè)典型地塊上分別按照“S”形采樣法采集10個(gè)土樣，進(jìn)行土壤背景值化驗(yàn)。根據(jù)項(xiàng)目組2017年和2018年在陜西綏德縣進(jìn)行的引種栽培試驗(yàn)，土壤含水量在13.5%～15.0%時(shí)最適宜巨菌草發(fā)育和生長(zhǎng)，故本試驗(yàn)不再進(jìn)行水分對(duì)比試驗(yàn)。為了保證種苗栽培墑情，在3個(gè)典型樣地均布設(shè)了澆灌系統(tǒng)，栽培前對(duì)樣地土壤進(jìn)行了微噴灌，栽培后土壤含水量經(jīng)過(guò)測(cè)定均≥13.5%。采用機(jī)械開(kāi)溝，深度為8 cm、行距為80 cm，人工點(diǎn)播株距為60 cm左右，點(diǎn)播后及時(shí)平埋，壓埋厚度7～9 cm。栽培后每5 d觀(guān)測(cè)地溫、土壤含水量和種苗發(fā)芽、出苗、幼苗發(fā)育、分蘗、生長(zhǎng)情況。

2 觀(guān)測(cè)結(jié)果與分析

2.1 地溫動(dòng)態(tài)變化及其對(duì)發(fā)芽、出苗、幼苗發(fā)育的影響

由觀(guān)測(cè)結(jié)果(表1)可知，地溫總體上呈逐步升高趨勢(shì)，但是第一次種植3 d后(5月19日)突發(fā)降溫霜凍，持續(xù)10 d晝夜溫差達(dá)7.5 ℃，導(dǎo)致腋芽被凍死，25 d后3個(gè)樣地出苗率均不足30%，為此進(jìn)行了二次補(bǔ)種。觀(guān)測(cè)發(fā)現(xiàn)，第二次種植后與往年同期比較地溫偏低4～5 ℃且上升速度較慢，除A樣地種植15 d后地溫持續(xù)在18 ℃以上外，其他兩個(gè)樣地地溫均偏低并出現(xiàn)波動(dòng)，直接影響腋芽發(fā)育。根據(jù)觀(guān)測(cè)，第二次種植10 d后腋芽萌動(dòng)，15 d后普遍開(kāi)始發(fā)芽，20 d后開(kāi)始破土，25 d后普遍出苗，截稈在25 d后普遍出現(xiàn)白色幼根，只有C樣地在種植10 d發(fā)生萌動(dòng)后，部分腋芽、截稈出現(xiàn)發(fā)黃現(xiàn)象；30 d后出苗率基本穩(wěn)定，而且幼苗出現(xiàn)分蘗；40 d后出苗完成。

注：觀(guān)測(cè)時(shí)間為每天中午11—12時(shí)，所測(cè)地溫、含水量為地表下10 cm處數(shù)值；5月19日3個(gè)試驗(yàn)區(qū)出現(xiàn)嚴(yán)重霜凍，持續(xù)10 d晝夜溫差達(dá)7.5 ℃，蔬菜苗木多被凍死。

2.2 土壤鹽堿程度對(duì)發(fā)芽、出苗、幼苗發(fā)育的影響

A、B、C樣地土壤全鹽量分別為0.38%、0.62%和0.85%，pH值分別為7.31、8.12和9.15(表2)。根據(jù)觀(guān)測(cè)(表1)，第二次種植10 d后A、B、C樣地種苗普遍出現(xiàn)腋芽萌動(dòng)；15 d后A、B樣地種苗開(kāi)始發(fā)芽，但C樣地部分腋芽、截稈出現(xiàn)發(fā)黃現(xiàn)象；20 d后A、B樣地普遍開(kāi)始破土，而C樣地40%的種苗腋芽出現(xiàn)發(fā)黑、截稈出現(xiàn)干枯現(xiàn)象；25 d后A、B樣地80%左右的種苗出現(xiàn)白色幼根，而C樣地出現(xiàn)幼根的種苗只有40%；40 d后出苗完成，A樣地出苗率為91%、幼苗生長(zhǎng)量為25 cm、分蘗6支，B樣地出苗率為87%、幼苗生長(zhǎng)量為20 cm、分蘗4支，C樣地出苗率只有45%、幼苗生長(zhǎng)量?jī)H為12 cm、分蘗3支。由此可知，3個(gè)樣地出苗率、生長(zhǎng)量、分蘗數(shù)出現(xiàn)分異，均表現(xiàn)為A樣地>B樣地>C樣地，C樣地幼葉發(fā)黃，生長(zhǎng)緩慢，幼苗分蘗能力弱，生長(zhǎng)情況明顯弱于A(yíng)、B樣地。

表2 試驗(yàn)樣地土壤背景值

3 研究結(jié)果

兩次種植試驗(yàn)，第一次受到降溫霜凍影響，3個(gè)試驗(yàn)樣地出苗率均較低；第二次補(bǔ)種以后，地溫升高，A、B樣地出苗率和生長(zhǎng)量較高，C樣地較低。根據(jù)生長(zhǎng)環(huán)境分析，3個(gè)樣地水分基本一致，地溫A樣地稍高，B、C樣地基本一樣，C樣地鹽堿度較高直接影響了巨菌草的出苗和生長(zhǎng)。因此，巨菌草規(guī)?；N植，除滿(mǎn)足土壤水分條件(土壤含水量≥13.5%)外，地溫是關(guān)鍵性因素，地溫≥18 ℃，種苗發(fā)育正常、分蘗能力強(qiáng)、生長(zhǎng)速度快，根據(jù)對(duì)幼苗分蘗期的觀(guān)測(cè)，每天生長(zhǎng)量可達(dá)8 cm以上；同時(shí)，土壤鹽堿度也是重要影響因素，土壤pH值≥9.15、全鹽量≥0.85%時(shí)，采用巨菌草莖稈作為種苗種植出苗率極低，無(wú)法達(dá)到規(guī)?；N植要求。

4 規(guī)?；N植的關(guān)鍵性技術(shù)分析及建議

我國(guó)北方不少地區(qū)開(kāi)展了巨菌草試驗(yàn)種植，并有成功的報(bào)道，但根據(jù)本研究及前期試驗(yàn)觀(guān)測(cè)，在北方寒冷風(fēng)沙地區(qū)種植巨菌草必須滿(mǎn)足其生理需求的關(guān)鍵性條件。

4.1 規(guī)?；N植對(duì)氣溫和土壤環(huán)境的要求

適宜的地溫環(huán)境是巨菌草規(guī)?；N植的先決條件，也是豐產(chǎn)高產(chǎn)的必要條件，根據(jù)本引種試驗(yàn)，栽培巨菌草要求地溫≥18 ℃；同時(shí)土壤含水量必須確保在13.5%以上，小于11.0%時(shí)需要及時(shí)補(bǔ)灌，否則直接影響出苗率和生長(zhǎng)；另外，根據(jù)對(duì)C樣地巨菌草發(fā)芽、出苗和前期的生長(zhǎng)觀(guān)測(cè)，土壤pH值≥9.15、全鹽量≥0.85%時(shí)，不適宜用巨菌草莖稈作為種苗進(jìn)行規(guī)?；N植，帶根的容器苗木栽培有待進(jìn)一步深化研究。

4.2 規(guī)模化種植對(duì)苗木處理的要求

巨菌草規(guī)?；N植首先要選擇好種苗，優(yōu)質(zhì)種苗要求苗稈木質(zhì)化程度大于80%，而且腋芽飽滿(mǎn)，這樣才能確保種苗持水時(shí)間長(zhǎng)、抗逆性強(qiáng)；其次是從種源地拉運(yùn)到種植地后，由于拉運(yùn)過(guò)程中苗稈失水嚴(yán)重，需要浸泡補(bǔ)水，浸泡最佳時(shí)間12～24 h，太短達(dá)不到補(bǔ)水效果，太長(zhǎng)容易造成腋芽脫落或腐爛；再次是要及時(shí)短截處理，如果浸泡后不及時(shí)短截，苗稈堆放容易發(fā)熱變質(zhì)，造成腋芽壞死，且短截要保留雙節(jié)作為一個(gè)完整的種苗，這樣既能保證每個(gè)種苗有兩個(gè)腋芽，又能使苗稈不易失水，延長(zhǎng)種苗種植后腋芽發(fā)育需要的水分和營(yíng)養(yǎng)供給時(shí)間。

4.3 規(guī)?；N植關(guān)鍵技術(shù)要求

規(guī)?；N植作業(yè)面積大，時(shí)效性強(qiáng)，春夏之交起風(fēng)時(shí)間多、風(fēng)速快、土壤墑情差，土壤含水率很難持續(xù)在13.5%以上，而巨菌草種苗發(fā)芽、破土能力弱，種植太深種苗腋芽易因破土力不足而凋萎，種植太淺苗稈失水快也易造成腋芽枯萎而死，因此該區(qū)域種植巨菌草開(kāi)溝和覆土深度保持在7～9 cm為宜。種苗播種方式根據(jù)實(shí)地試驗(yàn)以平埋為最佳。