吳曉彬，宋思?jí)?，譚青青，黎 芳，向虹霖，成芳秀

(四川民族學(xué)院 橫斷山區(qū)生態(tài)修復(fù)與特色產(chǎn)業(yè)培育研究中心，四川 康定 626001)

1 引言

巨菌草(Pennisetumsp.) 也稱巨能草、太陽(yáng)草、巨象草、甘蔗草、菌草，(隸屬)為一年種、多年生禾本科狼尾草屬植物[1]，由二倍體美洲狼尾草(又稱御谷、珍珠谷)作母本與四倍體象草(又稱紫狼尾草)雜交選育而成，故又稱雜交狼尾草，屬三倍體C4植物[2]。巨菌草原產(chǎn)非洲，是由福建農(nóng)林大學(xué)菌草研究所從南非引進(jìn)的一種多年生禾本科狼尾草屬直立叢生型植物[3]，因其生長(zhǎng)旺盛，產(chǎn)量高，適口性好、抗逆性強(qiáng)、適應(yīng)性廣、根系發(fā)達(dá)、極耐干旱貧瘠、極耐鹽堿性、粗蛋白和粗脂肪(補(bǔ)充百分比)含量高[4]；既可以作為食用菌和藥用菌的生產(chǎn)原料，又可作為動(dòng)物飼料，且整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程無(wú)病蟲害發(fā)生，不施任何農(nóng)藥，生產(chǎn)的草飼料綠色安全，故種植該項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)、生態(tài)和社會(huì)效益顯著[5]。在新疆、西藏、甘肅等地荒漠化、沙漠化地區(qū)種植巨菌草，既能提高土地利用率、改善生態(tài)環(huán)境，增加土地綠色覆蓋率，吸收二氧化碳[6，7]，又能為畜牧業(yè)發(fā)展提供優(yōu)質(zhì)綠色安全的草飼料、利于牧民定居、促進(jìn)高寒冷涼地區(qū)畜牧業(yè)發(fā)展，具有巨大產(chǎn)業(yè)前景發(fā)展效益[8]。

甘孜州位于四川省西部，康藏高原東南，地處中國(guó)云貴高原和四川盆地過(guò)渡地帶，屬橫斷山系北段川西高山高原區(qū)，平均海拔3500 m[9]。

境內(nèi)地勢(shì)復(fù)雜，相對(duì)高差懸殊，有雅礱江、金沙江和大渡河三大河流縱貫?zāi)媳保俏覈?guó)重要林區(qū)和牧區(qū)之一，也是長(zhǎng)江上游的生態(tài)屏障，在整個(gè)長(zhǎng)江流域和國(guó)家生態(tài)安全格局中占舉足輕重地位。其屬于典型的生態(tài)脆弱區(qū)[10]，氣候復(fù)雜及土壤退化引起地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)、水土流失嚴(yán)重、經(jīng)濟(jì)發(fā)展滯后[11]，因此，甘孜州需要引種適應(yīng)性強(qiáng)，具有水土保持效益的飼用草本植物來(lái)保護(hù)草原生態(tài)環(huán)境、修復(fù)退化生態(tài)系統(tǒng)、發(fā)展畜牧經(jīng)濟(jì)，提升當(dāng)?shù)剞r(nóng)牧民收入。

目前，人們對(duì)甘孜州水土保持飼用草本的引種集中在燕麥、披堿草等[12～15]，對(duì)菌草植物的引種栽培研究鮮有報(bào)道，尤其是近年來(lái)新興的巨菌草研究更為少見(jiàn)，尚缺乏較為詳細(xì)的研究理論，比如在甘孜州的苗期表現(xiàn)及栽培關(guān)鍵技術(shù)。近年來(lái)，巨菌草已在多個(gè)與甘孜氣候相似地區(qū)引種成功，如新疆、西藏攀枝花、金沙江等地區(qū)[16～22]，巨菌草的發(fā)芽率和分蘗數(shù)情況都表明能適應(yīng)當(dāng)?shù)丨h(huán)境，并極大程度上改善環(huán)境、提高經(jīng)濟(jì)效益，故了解發(fā)芽率和分蘗數(shù)情況不僅能了解巨菌草生長(zhǎng)情況，還能判斷巨菌草是否適應(yīng)當(dāng)?shù)丨h(huán)境、適合引種栽培，這為甘孜州的干旱河谷地區(qū)巨菌草的引種栽培提供了一定的參考性和可行性。因此，以川西干旱河谷區(qū)的核心區(qū)域?yàn)檠芯勘尘?，選擇大渡河干旱河谷地區(qū)開(kāi)展巨菌草發(fā)芽率與分蘗數(shù)及栽培關(guān)鍵技術(shù)的種植試驗(yàn)研究，觀測(cè)巨菌草生長(zhǎng)的發(fā)芽率和分蘗數(shù)來(lái)判斷巨菌草在該區(qū)域的生長(zhǎng)適應(yīng)性，同時(shí)總結(jié)栽培關(guān)鍵技術(shù)。擬回答以下科學(xué)問(wèn)題：巨菌草在大渡河干旱河谷地區(qū)發(fā)芽情況；巨菌草在大渡河干旱河谷地區(qū)分蘗情況；巨菌草在大渡河干旱河谷地區(qū)種植的關(guān)鍵技術(shù)，以期為巨菌草在甘孜州的引種與推廣提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)與科學(xué)依據(jù)。

2 試驗(yàn)地概況與試驗(yàn)方法

2.1 試驗(yàn)地概況

甘孜藏族自治州(以下簡(jiǎn)稱“甘孜州”)屬四川省，位于四川西部，地理位置為東經(jīng)97°22′～102°29′，北緯27°58′～34°20′，全州平均海拔3500 m，氣溫隨海拔高低而異，年均溫7.8 ℃，地貌依地勢(shì)高程、河流切割深度和地表特征分為丘狀高原區(qū)、高山原區(qū)、高山峽(深)谷區(qū)三大類型，因地處青藏高原和四川盆地過(guò)渡地帶，地形復(fù)雜，使其成為氣候垂直帶譜與動(dòng)植物資源垂直分布最多地區(qū)之一[16]。試驗(yàn)種植地位于康定市姑咱鎮(zhèn)黑日村農(nóng)耕地，東經(jīng)102°17′，北緯30°12′，平均海拔1400 m，屬于典型的干旱河谷氣候，年均氣溫為14～16 ℃，年均降水量345～820 mm，年均日照時(shí)數(shù)1900～2400 h，年平均無(wú)霜期134～185 d，土壤為黃壤，養(yǎng)分貧瘠[17]。

2.2 試驗(yàn)材料及處理

巨菌草種苗(6月齡以上木質(zhì)化)由福建農(nóng)林大學(xué)國(guó)家菌草工程技術(shù)研究中心菌草種質(zhì)資源圃存儲(chǔ)并提供。種苗運(yùn)送到試驗(yàn)地后立刻垂直切截成10～15 cm種節(jié)，每個(gè)種節(jié)上帶有1～2個(gè)芽。浸水后用報(bào)紙包裹，再進(jìn)行12～24 h的恒溫儲(chǔ)存。此后需分時(shí)間階段進(jìn)行補(bǔ)水，保持報(bào)紙浸濕狀態(tài)，以保證種苗水分充足[23]。

2.3 試驗(yàn)方法

2.3.1 種植前準(zhǔn)備

選擇人為干擾因素較小區(qū)域設(shè)置試驗(yàn)地，考慮地貌、局部地形(坡位、坡度、坡向)、土壤條件等因素，同時(shí)考慮環(huán)境適宜性和經(jīng)濟(jì)劃算原則為基礎(chǔ)。清除試驗(yàn)地土壤表面的雜草、秸稈、殘膜和石塊等雜物；整地從頭到邊使得地面平整且無(wú)溝坎，用農(nóng)具鋤頭松土使得土壤上松下實(shí)、無(wú)板結(jié)、土粒細(xì)碎。

2.3.2 種植方法

2020年9月23日采用條溝平埋法播種，開(kāi)溝前先確定好開(kāi)溝位置，然后拉繩子輔助開(kāi)溝，開(kāi)溝時(shí)要確保工具在拉繩的同側(cè)，以保證行距一致，未使用石灰或石膏粉在小區(qū)里劃線輔助開(kāi)溝，避免其對(duì)種子發(fā)芽和幼苗生長(zhǎng)造成影響。播種時(shí)保證行距40 cm，株距15 cm，溝深6～8 cm，在條溝中放置2個(gè)種節(jié)，種節(jié)的腋芽斜45°朝上放置，再覆4～5 cm厚土，栽植后澆水至土壤濕透，種植期間立標(biāo)識(shí)牌，并禁止羊、牛等大型牲畜進(jìn)入試驗(yàn)田間采食或踐踏。

2.3.3 數(shù)據(jù)記錄

巨菌草發(fā)芽后通過(guò)每隔7 d觀測(cè)并記錄巨菌草發(fā)芽情況和分蘗情況。

(1)發(fā)芽數(shù)。在試驗(yàn)地種植的穴位中選擇50株健康正常的植株進(jìn)行定株觀察，巨菌草發(fā)芽的幼苗區(qū)別于其他雜草是接近地面的莖呈現(xiàn)紅色，每7 d觀察1次并記錄發(fā)芽數(shù)。

(2)分蘗數(shù)。在已發(fā)芽的刈割小區(qū)內(nèi)選50株健康正常的植株進(jìn)行定株觀察，巨菌草接近地面的莖部會(huì)發(fā)生分枝，除主莖外其余都為分蘗枝，每隔7 d對(duì)試驗(yàn)點(diǎn)的巨菌草進(jìn)行分蘗觀察并記錄下分蘗枝的數(shù)目。

2.3.4 數(shù)據(jù)分析

采用Excel2010和SPSS2.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

3.1 溫度動(dòng)態(tài)變化及其對(duì)巨菌草萌芽影響

由觀測(cè)結(jié)果(表1)可知，地溫總體呈逐步降低趨勢(shì)，且下降速度較快。在種植7 d后，巨菌草的種節(jié)開(kāi)始萌發(fā)，發(fā)芽數(shù)持續(xù)增加；種植21 d內(nèi)，地溫仍在20 ℃左右及以上，此時(shí)巨菌草種節(jié)開(kāi)始快速發(fā)芽并分蘗；種植28 d后，地溫持續(xù)降低，直接影響了分蘗生長(zhǎng)速度；種植35 d后，突發(fā)降溫，持續(xù)28 d，溫差達(dá)8 ℃，42 d后地溫均低于10 ℃后，在重霜凍氣候下，則巨菌草種苗的腋芽易被凍傷，但莖基部分與地下莖仍然存活，卻也導(dǎo)致種苗生長(zhǎng)緩慢。因此，巨菌草在種植7 d后開(kāi)始出苗，14 d后幼苗發(fā)紫出苗完成，只有第三列種植21 d(地溫≥20 ℃)后出苗完成，28 d后開(kāi)始拔高。

3.2 溫度動(dòng)態(tài)變化及其對(duì)巨菌草分蘗影響

由觀測(cè)結(jié)果可知，甘孜州秋季溫度較低且降溫速度快。數(shù)據(jù)表明:試驗(yàn)期間巨菌草種苗總分蘗數(shù)持續(xù)增加，且在分蘗期間分蘗數(shù)增加迅速，巨菌草的總莖數(shù)增加。但越接近越冬期，隨溫度降低，巨菌草分蘗增長(zhǎng)遲緩。栽植14 d后(10月13日)，溫度25 ℃左右，植株的葉片細(xì)胞光合速率達(dá)到最高，光合產(chǎn)物積累量達(dá)到最大，促進(jìn)了種苗快速分蘗；種植42 d時(shí)，當(dāng)?shù)販囟瘸掷m(xù)下降，種苗在低溫脅迫下，細(xì)胞原生質(zhì)膜易受損傷,細(xì)胞膜的滲透調(diào)節(jié)能力降低，致使細(xì)胞滲透物質(zhì)外流越多、細(xì)胞膜遭到破壞，種苗各種生化反應(yīng)受到影響，分蘗率相應(yīng)也降低。綜上，隨地溫變化種苗分蘗率總體上呈增加趨勢(shì)但增幅卻極為緩慢。

表1 試驗(yàn)地種苗發(fā)芽率與分蘗數(shù)動(dòng)態(tài)變化

3.3 巨菌草發(fā)芽數(shù)、分蘗數(shù)與地溫的相關(guān)性分析

相關(guān)分析結(jié)果表明(表2)，地溫與試驗(yàn)地的巨菌草發(fā)芽數(shù)、分蘗數(shù)存在極顯著的正相關(guān)關(guān)系，顯著性均小于0.01；而發(fā)芽數(shù)與分蘗數(shù)之間也存在顯著的正相關(guān)關(guān)系(p<0.05)。說(shuō)明巨菌草生長(zhǎng)過(guò)程發(fā)芽率與分蘗情況受到地溫的調(diào)控，地溫是影響甘孜地區(qū)巨菌草引種的關(guān)鍵因子，且發(fā)芽與分蘗情況間關(guān)系緊密。

表2 發(fā)芽數(shù)、分蘗數(shù)與地溫的相關(guān)分析

4 討論

4.1 干旱河谷地區(qū)巨菌草發(fā)芽數(shù)與分蘗數(shù)

巨菌草的發(fā)芽率指的是發(fā)芽苗數(shù)占總種植的種苗總數(shù)的百分比，發(fā)芽率越高，巨菌草出苗情況越好[2]；分蘗數(shù)指的是禾本科類植物在地面以下或接近地面處的莖基部所長(zhǎng)出的分枝數(shù)[4]，分蘗數(shù)越多則巨菌草生長(zhǎng)越好；發(fā)芽數(shù)和分蘗數(shù)都是觀測(cè)巨菌草不可缺少的生長(zhǎng)指標(biāo)。試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，雖受干旱河谷區(qū)環(huán)境影響，但綜合來(lái)看大渡河干旱河谷地區(qū)適合引種巨菌草。從試驗(yàn)地發(fā)芽率和分蘗數(shù)可知，在種植21 d內(nèi)，地溫≥20 ℃，此時(shí)根系生長(zhǎng)良好，代謝活躍，發(fā)芽及分蘗情況較好，在21 d后，地溫急劇降低，巨菌草種苗的發(fā)芽率及分蘗情況受到極大影響，總體生長(zhǎng)進(jìn)展緩慢、發(fā)芽率和分蘗率降低。試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，參與試驗(yàn)的巨菌草幼苗在地溫為20 ℃的環(huán)境中可正常發(fā)芽，且分蘗能力較強(qiáng)，低于20 ℃地溫環(huán)境后，其生長(zhǎng)將受到抑制，日生長(zhǎng)量、發(fā)芽數(shù)、分蘗數(shù)仍在增加但速度極緩，低于10 ℃地溫后生長(zhǎng)趨于停滯。因此，若甘孜州地溫達(dá)到20 ℃及以上的季節(jié)(如新疆、甘肅等冷涼地區(qū)通常在5月初播種)[22～24]，采用巨菌草種節(jié)作為種苗種植出苗率可達(dá)到規(guī)?；N植要求。

4.2 干旱河谷地區(qū)巨菌草種植的關(guān)鍵技術(shù)

我國(guó)已開(kāi)展許多與巨菌草相關(guān)的種植試驗(yàn)，而巨菌草在甘孜地區(qū)的引種栽培研究極少。通過(guò)甘孜當(dāng)?shù)刈匀粭l件下引種栽培巨菌草的初步試驗(yàn)內(nèi)容，大致總結(jié)在甘孜州大渡河干旱河谷地區(qū)巨菌草引種栽培的關(guān)鍵種植技術(shù)和要求。

(1)規(guī)模化種植巨菌草的地溫條件。適宜的地溫(≥ 20 ℃)是巨菌草萌發(fā)的必要條件，可為巨菌草規(guī)?；N植提供合適環(huán)境，并保證種苗在適宜溫度下正常萌發(fā)生長(zhǎng)。試驗(yàn)結(jié)果表明，低溫低于20 ℃的環(huán)境下巨菌草發(fā)芽與分蘗緩慢，地溫低于10 ℃的環(huán)境下生長(zhǎng)趨于停滯。

(2)規(guī)模化種植對(duì)種苗處理的要求。首先，種苗自身?xiàng)l件是否優(yōu)良是其在種植后能否健康生長(zhǎng)發(fā)育的重要前提。種苗應(yīng)截取6月齡以上，苗稈木質(zhì)化程度需大于80%且腋芽飽滿的成熟優(yōu)質(zhì)植株，種植所需的種苗則取自優(yōu)質(zhì)植株的莖稈種節(jié)，以保證在種苗下土后，其自身的營(yíng)養(yǎng)儲(chǔ)備、含水量都較為充足，利于苗芽的萌發(fā)[25]；其次，是種苗從種源地轉(zhuǎn)運(yùn)到種植地的過(guò)程中會(huì)因用時(shí)過(guò)長(zhǎng)、溫度升高等外部原因?qū)е虑o稈種節(jié)過(guò)度失水，故到達(dá)種植地后需要對(duì)種節(jié)進(jìn)行浸泡處理；在浸泡處理結(jié)束后，及時(shí)對(duì)種節(jié)進(jìn)行短截處理，得到下土所需的種苗[26]。一般短截后的種苗至少2個(gè)莖節(jié)、1個(gè)腋芽，長(zhǎng)度為7～13 cm，切口上端距腋芽3～5 cm，下切口距腋芽3～7 cm，整個(gè)處理過(guò)程中，要保持室內(nèi)環(huán)境偏陰、保濕恒溫，以防止種苗失水萎蔫；最后，在短截處理后注意對(duì)種苗進(jìn)行適當(dāng)澆水，以增加種植后的腋芽發(fā)育需要的水分，促進(jìn)種苗發(fā)芽、出苗。

(3)規(guī)?；N植巨菌草對(duì)種植土壤情況的要求。土壤是植物生長(zhǎng)的基石，優(yōu)良的土壤與植物生長(zhǎng)茂盛息息相關(guān)。首先，要求種植土地平整且無(wú)大型碎石塊、薄膜膠袋殘余、農(nóng)作物殘根等雜物[27]，若土地平整，則便于觀察種苗的萌發(fā)、生長(zhǎng)等過(guò)程并對(duì)其生長(zhǎng)情況進(jìn)行分析；土地高低不平、雜物較多，則會(huì)影響種苗的扎根、發(fā)芽，出苗率大幅度降低。其次，要求種植土地的耕層松軟，用鋤具深耕以保障土壤疏松，種苗根部土壤的孔隙度與透氣性增大，保證巨菌草的根系正常呼吸，促進(jìn)根系良性生長(zhǎng)，而土壤中富含有關(guān)種苗的生長(zhǎng)發(fā)育的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和微量元素，能加速種苗內(nèi)有機(jī)物的積累，提高發(fā)芽率[28]；最后，要求對(duì)種植土地進(jìn)行定期澆水，保持土壤濕潤(rùn)，使得種苗生長(zhǎng)得到充足的水分。

(4)規(guī)?；N植巨菌草的關(guān)鍵技術(shù)要求。甘孜地區(qū)環(huán)境特點(diǎn)和巨菌草種苗特性決定規(guī)?；N植關(guān)鍵技術(shù)內(nèi)容。甘孜州立體氣候明顯，大渡河干旱河谷地區(qū)起風(fēng)時(shí)間長(zhǎng)、風(fēng)速快，降雨少、早晚溫差大，土壤易干燥失水變得堅(jiān)硬[29]；巨菌草種苗特點(diǎn)是:腋芽破土能力弱。綜上，種植關(guān)鍵技術(shù)：首先，合適的種苗掩埋深度是栽植基本要求。種苗埋土過(guò)深，腋芽沖破土壤的力度不夠使得幼芽無(wú)法伸出地面接觸陽(yáng)光，更無(wú)法進(jìn)行光合作用儲(chǔ)存能量而凋萎；種植過(guò)淺，甘孜州大渡河干旱河谷地區(qū)的環(huán)境造成苗稈失水快致使種苗發(fā)芽率降低甚至不發(fā)芽。試驗(yàn)結(jié)果表明：首先，種植開(kāi)溝和覆土深度保持在7～9 cm為宜，種苗后還需定期進(jìn)行澆水管理；其次，提高載種質(zhì)量，要求合理密植；適宜的空間能有效保障巨菌草幼苗接觸陽(yáng)光、空氣從而生長(zhǎng)壯實(shí)；最后，保障巨菌草生長(zhǎng)發(fā)育，需要定期噴水灌溉幼苗，干旱河谷區(qū)的環(huán)境需要定期澆水以保證萌芽有充足水分，特別是在巨菌草處于開(kāi)始分蘗時(shí)需要大量水分補(bǔ)給。

5 結(jié)語(yǔ)

引種試驗(yàn)表明，巨菌草適宜在甘孜州大渡河干旱河谷地區(qū)生長(zhǎng)。大渡河干旱河谷地區(qū)10～11月份連續(xù)40 d氣溫低下的極端天氣，且外界降水量極少的情況下不僅能正常萌發(fā)，而且發(fā)芽后分蘗數(shù)也較高；地溫對(duì)巨菌草發(fā)芽率與分蘗數(shù)有顯著影響，種苗在地溫高于20 ℃時(shí)發(fā)芽速度快、分蘗數(shù)較多，地溫低于20 ℃后生長(zhǎng)緩慢，地溫低于10 ℃后種節(jié)生長(zhǎng)趨于停滯；巨菌草適合在甘孜州大渡河干旱河谷區(qū)引種栽培，種植后的巨菌草在1～2個(gè)月內(nèi)發(fā)芽并分蘗，10月分蘗數(shù)11.32個(gè)/從，11月分蘗數(shù)21.02個(gè)/從，12月分蘗數(shù)25.28個(gè)/從。綜上，巨菌草適宜在甘孜州地溫高于20 ℃的季節(jié)播種，且要求土壤疏松透氣，覆土不宜過(guò)深，種節(jié)播種前需24 h浸泡處理有利于出苗。

巨菌草在整個(gè)生長(zhǎng)過(guò)程中不引起生物入侵,不易發(fā)生病蟲害,且無(wú)須施加任何農(nóng)藥也可生長(zhǎng)旺盛。大渡河干旱河谷地區(qū)選擇溝道地埋莖栽植巨菌草，其栽培技術(shù)簡(jiǎn)單，發(fā)芽率較高、分蘗能力較強(qiáng)，分蘗數(shù)最多可達(dá)20株，較耐干旱、寒冷，各種牧畜均喜愛(ài)；且根系水土保持發(fā)、抗蝕防沖作用較強(qiáng)、生態(tài)經(jīng)濟(jì)利用價(jià)值較高。巨菌草的草質(zhì)優(yōu)良、適口性好，具備優(yōu)良植物的條件，對(duì)甘孜州的畜牧業(yè)發(fā)展、菌草栽培、水土保持等經(jīng)濟(jì)和生態(tài)方面有廣闊的推廣前景。