趙曉登 李玉帥 陳騰達(dá)

摘要 ? ?巨菌草具有適應(yīng)性廣、抗逆性強(qiáng)、根系發(fā)達(dá)、營(yíng)養(yǎng)含量豐富、產(chǎn)量高等特點(diǎn)，近年來(lái)在動(dòng)物飼養(yǎng)和生態(tài)改善領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。本文綜述了近年來(lái)巨菌草在動(dòng)物飼養(yǎng)和生態(tài)改善領(lǐng)域的最新研究應(yīng)用進(jìn)展，對(duì)其存在的問(wèn)題進(jìn)行討論，并對(duì)其發(fā)展前景提出了建議，以期為巨菌草的開(kāi)發(fā)利用提供參考。

關(guān)鍵詞 ? ?巨菌草;動(dòng)物飼養(yǎng);生態(tài)改善;應(yīng)用

中圖分類(lèi)號(hào) ? ?S543+.9 ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 ? ?A

文章編號(hào) ? 1007-5739（2020）13-0197-03 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 開(kāi)放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）

Abstract ? ?Pennisetum giganteum has the characteristics of wide adaptability，strong resistance， developed root， rich nutrient content， high yield， etc.， has been widely applied in the field of animal husbandry and ecological improvement in recent years. This article summarized the latest research and application progress of P. giganteum in animal breeding and ecological improvement in recent years， discussed its existing problems， and proposed its development prospects， so as to provide a reference for the development and utilization of P. giganteum.

Key words ? ?Pennisetum giganteum; animal feeding; ecological improvement; application

巨菌草（Pennisetum giganteum）為多年生禾本科直立叢生植物，生長(zhǎng)快、產(chǎn)量高、光合作用效率高，根系發(fā)達(dá)，抗逆性強(qiáng)[1-4]，具有較強(qiáng)的分蘗能力，莖粗可達(dá)3.5 cm，株高最高可達(dá)7.08 m，可以減輕土壤侵蝕，有效改善土壤物理性質(zhì)，增加土壤中有機(jī)物和微生物的含量，防治土地荒漠化，減小土壤風(fēng)蝕[5-6]。巨菌草地上生物量巨大，南方種植的巨菌草地上生物量可達(dá)300～500 t/hm2，植株葉片光合速率高，為50～70 mg CO2/（dm2·h）[7-8]，并且蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)、維生素等營(yíng)養(yǎng)成分含量豐富，是一種高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的新型牧草[9]。

巨菌草對(duì)重金屬具有較好的富集能力，對(duì)于土壤性質(zhì)的改善具有良好的效果[10-12]。同時(shí)，巨菌草的引種和標(biāo)準(zhǔn)化種植對(duì)于促進(jìn)飼養(yǎng)業(yè)發(fā)展以及環(huán)境改善具有較大作用[13-14]。本文對(duì)巨菌草在動(dòng)物飼養(yǎng)和生態(tài)治理改善的相關(guān)研究及應(yīng)用進(jìn)行綜述，對(duì)目前存在的一些問(wèn)題進(jìn)行討論，并對(duì)其發(fā)展前景進(jìn)行展望。

1 ? ?動(dòng)物飼養(yǎng)

1.1 ? ?營(yíng)養(yǎng)成分

營(yíng)養(yǎng)成分、消化率、自由采食量和抗?fàn)I養(yǎng)因子等性狀是衡量飼草品質(zhì)的重要指標(biāo)[15]。單寧通常被認(rèn)為是牧草中的抗?fàn)I養(yǎng)因子，一方面是因?yàn)閱螌幙梢院湍敛葜械牡鞍踪|(zhì)、維生素等進(jìn)行絡(luò)合，最終導(dǎo)致這些營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)利用效率下降;另一方面因?yàn)閱螌幨怯绊懩敛葸m口性的決定因素，牧草中的單寧含量若達(dá)到1%以上時(shí)牧草會(huì)出現(xiàn)苦澀味，減少畜禽食量;若牧草中的單寧含量達(dá)到2%，則會(huì)直接導(dǎo)致畜禽出現(xiàn)停食現(xiàn)象，因而一般認(rèn)為優(yōu)質(zhì)牧草的粗蛋白、粗脂肪、粗纖維、無(wú)氮浸出物灰分等營(yíng)養(yǎng)成分含量相對(duì)較高，而單寧等抗?fàn)I養(yǎng)因子的含量相對(duì)較低[16-21]。

陳碧成等[22]通過(guò)測(cè)定巨菌草生長(zhǎng)到90、130、170、210 d時(shí)的常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分及氨基酸含量發(fā)現(xiàn)，粗蛋白含量在90 d時(shí)最高，并隨著生長(zhǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)而下降;粗纖維、中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維含量均隨著生長(zhǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)而增加;總氨基酸含量隨著生長(zhǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)而下降，在90 d時(shí)總氨基酸含量最高;總氨基酸/粗蛋白、總必需氨基酸/總氨基酸均呈現(xiàn)高—低—高的變化趨勢(shì)，與常規(guī)牧草相似[23-24]。丁 ?銘等[4]通過(guò)刈割不同生長(zhǎng)期的巨菌草來(lái)測(cè)定巨菌草在不同生長(zhǎng)期的蛋白質(zhì)、脂肪、纖維、灰分、維生素等指標(biāo)含量，并與黑麥草、高粱草、甜高粱等常規(guī)牧草進(jìn)行對(duì)比，最終發(fā)現(xiàn)，巨菌草的營(yíng)養(yǎng)成分含量與其他牧草接近，但產(chǎn)量遠(yuǎn)高于其他牧草。

謝焰鋒等[16]利用林酚-比色法測(cè)定生長(zhǎng)到1、2、3個(gè)月巨菌草葉片的單寧含量。結(jié)果表明，生長(zhǎng)1、2、3 個(gè)月巨菌草葉片的單寧含量分別為8%、10%和13%，與其他牧草相比處于中間水平，單寧含量隨著生長(zhǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)而增加。據(jù)報(bào)道，對(duì)于肉豬和禽類(lèi)而言，飼草中單寧含量以1.0%以下為最佳;但對(duì)于反芻動(dòng)物而言，由于其對(duì)單寧的耐受性較高，飼草中單寧含量在5%以下即可[19-20]。綜上所述，巨菌草適口性較好，可用于飼喂牛、羊、豬、兔、鵝、鴨等草食畜禽。而在生產(chǎn)中一般巨菌草生長(zhǎng)1個(gè)月較嫩的時(shí)候用來(lái)喂養(yǎng)豬、兔和鵝等畜禽，在2～3個(gè)月時(shí)由于生物量變大而單寧含量稍高，適宜喂養(yǎng)牛、羊等牲畜[16]。

1.2 ? ?飼養(yǎng)效果

由于巨菌草適口性好，植株內(nèi)脂肪、蛋白質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量高，并且地上生物量巨大，作為優(yōu)質(zhì)飼草在動(dòng)物飼養(yǎng)領(lǐng)域的研究應(yīng)用愈加廣泛[25-26]。

杜森有等[27]通過(guò)應(yīng)用玉米秸稈青貯、帶穗玉米青貯和巨菌草青貯對(duì)夏秦雜交牛進(jìn)行飼喂來(lái)探索巨菌草對(duì)肉牛的增重效果。結(jié)果表明，巨菌草是目前陜北地區(qū)的優(yōu)質(zhì)飼牛牧草，用巨菌草飼喂肉牛，效果頗佳，牛采食后毛色亮澤，肉質(zhì)緊實(shí)，與喂養(yǎng)玉米秸稈青貯、帶穗玉米青貯相比，巨菌草飼喂的增重效果極其明顯。因此，在生產(chǎn)中推廣應(yīng)用巨菌草可提高肉牛生產(chǎn)性能，降低生產(chǎn)成本，增加養(yǎng)牛經(jīng)濟(jì)效益，適于農(nóng)區(qū)推廣應(yīng)用。

劉長(zhǎng)波等[28]通過(guò)肉羊育肥的飼喂試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在相同條件下的精料中添加相同重量的新鮮巨菌草、新鮮飼用玉米以及新鮮甜高粱對(duì)于肉羊增重效果無(wú)差異，而巨菌草的生物產(chǎn)量遠(yuǎn)高于其他2種植物。由此可見(jiàn)，就肉羊的增重效果而言，巨菌草可取代飼用玉米和甜高粱成為新的優(yōu)質(zhì)飼草。

顧麗紅等[29]采用黃炎坤等[30]使用的青綠飼料（主要是聚合草、苜蓿、三葉草、等混合牧草）飼喂青年肉種鴨和繁殖期肉種鴨的方法，比較應(yīng)用巨菌草代替部分飼料飼養(yǎng)生長(zhǎng)期北京鴨與使用精飼料飼喂北京鴨的飼喂效果。結(jié)果表明，前期用巨菌草喂食后，飼肉鴨生長(zhǎng)速度放緩，生長(zhǎng)期延長(zhǎng)，但9周齡體重?zé)o顯著差異。采用巨菌草代替40%的飼料喂養(yǎng)后，鴨肉中脂肪含量明顯降低，更有利于人體健康。此外，有害物質(zhì)測(cè)定結(jié)果顯示，用巨菌草喂食后，北京鴨的有害物質(zhì)含量均達(dá)到國(guó)家食品安全級(jí)別。除此之外，喂食巨菌草后北京鴨的有害物質(zhì)含量降低。

2 ? ?生態(tài)改善

2.1 ? ?鹽漬地改良

鹽漬土是我國(guó)最主要的中低產(chǎn)土壤類(lèi)型之一，主要分布在西北、華北、東北及沿海地區(qū)，總面積約為3.6×107 hm2，占全國(guó)可利用土地面積的4.88%，同時(shí)也占世界鹽漬地總面積的1/10[31-32]。十幾年來(lái)，我國(guó)北部地區(qū)生態(tài)環(huán)境嚴(yán)重惡化，農(nóng)田次生鹽漬化土地面積已達(dá)667萬(wàn)hm2，同時(shí)還有大面積的潛在鹽漬化土地，土壤鹽漬化已成為主要的環(huán)境問(wèn)題之一。因此，改良鹽漬化土地，是擴(kuò)大耕地面積、提高土地利用率、解決現(xiàn)有人口對(duì)土地壓力的有效措施之一[33-34]。

2013年，在內(nèi)蒙古阿拉善盟巴音木仁蘇木查漢套海烏蘭布和沙漠邊緣的鹽漬地進(jìn)行鹽漬地巨菌草種植的技術(shù)試驗(yàn)，通過(guò)對(duì)不同類(lèi)型鹽漬地巨菌草的生物學(xué)特性研究表明，巨菌草在砂質(zhì)化鹽漬地的表現(xiàn)最佳，在土質(zhì)鹽漬地的表現(xiàn)較差，但總的來(lái)看，巨菌草在治理鹽漬地方面具有可行性，尤其是砂化鹽漬地，治理效果突出。此外，巨菌草在鹽漬地的生物量大且根系發(fā)達(dá)，有利于固定土壤，對(duì)土壤改良起到了重要作用[35]。

2.2 ? ?重金屬土壤修復(fù)

土壤是人類(lèi)生存與發(fā)展不可或缺的資源，是人類(lèi)生存環(huán)境的重要組成部分。隨著我國(guó)現(xiàn)代化進(jìn)程的加快，大量重金屬隨著工業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)施肥、不合理灌溉和礦石開(kāi)采等工程技術(shù)進(jìn)入土壤，重金屬進(jìn)入土壤的速度逐漸超過(guò)土壤自?xún)裟芰腿萘?，?dǎo)致不同程度的土壤污染。由于重金屬具有生物毒性強(qiáng)、不可降解性、易遷移性、隱蔽性等特點(diǎn)，并且能通過(guò)食物鏈的富集威脅人類(lèi)的健康和生命，因而對(duì)重金屬污染土壤進(jìn)行修復(fù)也日益成為國(guó)際和國(guó)內(nèi)關(guān)注的熱點(diǎn)[36-37]。

植物修復(fù)技術(shù)（Phytoremediation）是近年來(lái)興起的一種高效低耗、不易造成二次污染，同時(shí)具有美化景觀作用的綠色生態(tài)技術(shù)，在清除土壤重金屬污染方面有著廣泛的應(yīng)用前景[38]。王麗萍等[39]研究發(fā)現(xiàn)，巨菌草對(duì)Cd具有較好的吸收和富集能力，并且對(duì)Cd污染的土壤具有較強(qiáng)的忍耐性，因而在修復(fù)Cd污染土壤方面具有較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)。徐 ?磊等[12]通過(guò)進(jìn)行植物對(duì)Cu、Cd復(fù)合污染土壤的修復(fù)試驗(yàn)，對(duì)比研究了巨菌草、土著植物金黃狗尾草、香根草、海州香薷對(duì)Cu、Cd復(fù)合污染土壤的修復(fù)效果。最終發(fā)現(xiàn)，與其他3種植物相比，巨菌草對(duì)Cu、Cd的絕對(duì)富集量最大，對(duì)Cu、Cd復(fù)合污染土壤的修復(fù)潛力最好。崔紅標(biāo)等[40]通過(guò)盆栽試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，石灰和磷灰石的添加可以增加巨菌草的生物量，降低巨菌草對(duì)重金屬的吸收，且高劑量的石灰更能有效地通過(guò)巨菌草轉(zhuǎn)移土壤中的重金屬，因而通過(guò)連續(xù)或間斷追施石灰，聯(lián)合具有一定經(jīng)濟(jì)價(jià)值的巨菌草，進(jìn)而達(dá)到對(duì)重金屬污染土壤修復(fù)的目的，還可以獲得一定的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益[41]。張家偉[36]研究發(fā)現(xiàn)，外源添加表面活性劑TX-100、茶皂素、螯合劑EDTA和檸檬酸可以在一定程度上增強(qiáng)巨菌草對(duì)重金屬污染蔬菜基地土壤的修復(fù)能力。

2.3 ? ?防風(fēng)阻沙效益

沙障是一種高效的防風(fēng)固沙措施，目前多采用機(jī)械沙障與生物措施相結(jié)合的方法，不僅可以防風(fēng)固沙，而且還是生態(tài)治理、生態(tài)修復(fù)的重要組成部分[42-43]。此外，沙障還具有調(diào)節(jié)氣候、改良土壤的作用[44]。地表作物留茬可以降低風(fēng)速、減少風(fēng)沙中沙物質(zhì)含量，進(jìn)而達(dá)到保護(hù)地表的目的。在風(fēng)沙活動(dòng)頻繁的地區(qū)，地表作物留茬可以減小風(fēng)力和流沙，起到良好的沙障作用[45-47]。

2015年，在巴彥淖爾市磴口縣劉拐沙頭的烏蘭布和沙漠沿黃段地（東經(jīng)106°9′58.79″，北緯40°9′58.79″）進(jìn)行了巨菌草留茬沙障研究[48]。結(jié)果表明，巨菌草留茬沙障防風(fēng)固沙效果明顯，并且作用效果與沙障高度以及行距有關(guān)，沙障高度相同時(shí)，行數(shù)越多，間距越小，效果越明顯;且留茬沙障具有防止地表風(fēng)蝕作用，高30 cm、行距2 m的3年沙障抗風(fēng)蝕作用效率達(dá)50.79%。巨菌草留茬沙障可增加表層0～20 cm的土壤含水率，降低土壤容度，增加總孔隙度，且分選度較好;設(shè)置3年的巨菌草留茬沙障內(nèi)有灌木及草本植物出現(xiàn)。因此，在干旱地區(qū)進(jìn)行巨菌草留茬沙障推廣時(shí)應(yīng)兼顧生態(tài)和經(jīng)濟(jì)效益，行距2 m、高30 cm時(shí)的模式性?xún)r(jià)比最佳。

2.4 ? ?增強(qiáng)土壤肥力

林興生等[49]在福建省閩清縣豐達(dá)生態(tài)農(nóng)業(yè)大觀園菌草示范基地（東經(jīng)118°30′～119°01′，北緯25°55′～26°33′）進(jìn)行了荒坡地種植巨菌草對(duì)土壤肥力影響。研究表明，荒坡地上不同生長(zhǎng)年限的巨菌草與未種植巨菌草相比，其土壤pH值、有效磷、堿解氮、速效鉀及有機(jī)質(zhì)含量都處于較高水平，并且荒坡種植巨菌草的土壤有機(jī)質(zhì)含量隨巨菌草生長(zhǎng)年限的增加而先上升后下降，但仍較未種植巨菌草的荒坡土壤含量水平高，與花互米草的研究結(jié)果相同[50]。因此，巨菌草種植可在一定程度上提高土壤肥力。

3 ? ?問(wèn)題

巨菌草作為一種產(chǎn)量高、抗逆性強(qiáng)、應(yīng)用范圍廣的優(yōu)質(zhì)菌草，近年來(lái)已在動(dòng)物飼養(yǎng)和生態(tài)改善領(lǐng)域取得了顯著的成果。大量研究證明[22-25]，無(wú)論是營(yíng)養(yǎng)成分還是產(chǎn)量產(chǎn)能都達(dá)到優(yōu)質(zhì)飼草的標(biāo)準(zhǔn)，并且已逐漸大規(guī)模應(yīng)用于飼養(yǎng)行業(yè);在一些重金屬污染和風(fēng)沙地區(qū)的種植也顯示出了良好的生態(tài)修復(fù)作用[39-42]，特別是利用巨菌草治理生態(tài)脆弱地區(qū)也成為一種新的有效治理模式，具有廣闊的發(fā)展前景[51]。目前也存在著一些不足之處。一是在寒冷地區(qū)種植巨菌草存在難以越冬的問(wèn)題，品種抗寒性差，導(dǎo)致在西部、北部地區(qū)的種植成本極高，產(chǎn)量不高，難以廣泛推廣[52]。二是高產(chǎn)栽培技術(shù)的研究仍處于初始階段，對(duì)其需水量以及低溫的耐受度研究仍舊不足，大多數(shù)地區(qū)的栽培種植沒(méi)有統(tǒng)一的高產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)濟(jì)效益以及生態(tài)效益良莠不齊，這也是導(dǎo)致推廣存在困難的因素之一。三是對(duì)生態(tài)改善的適用條件研究不足，特別是對(duì)重金屬污染土壤的要求和鹽漬地的適應(yīng)范圍尚未明確，研究證據(jù)缺乏，基礎(chǔ)研究相對(duì)薄弱。

4 ? ?建議

總之，今后應(yīng)側(cè)重加強(qiáng)對(duì)巨菌草的品種改良，可以利用植物基因工程等現(xiàn)代育種技術(shù)解決巨菌草的耐寒性、品質(zhì)及產(chǎn)量改良等問(wèn)題，建立品種優(yōu)勢(shì);加強(qiáng)基礎(chǔ)研究，明確巨菌草的生理機(jī)理，同時(shí)也為巨菌草的生物資源利用提供理論基礎(chǔ);在不同氣候區(qū)域建立巨菌草的高產(chǎn)栽培標(biāo)準(zhǔn)，在保障生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益的基礎(chǔ)上向著標(biāo)準(zhǔn)化、產(chǎn)業(yè)化、國(guó)際化方向發(fā)展。

5 ? ?參考文獻(xiàn)

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