種植密度與施肥對巨菌草農(nóng)藝性狀和生產(chǎn)性能的影響

林興生， 林 輝， 林冬梅， 羅海凌， 胡應(yīng)平， 林占熺

(福建農(nóng)林大學(xué)國家菌草工程技術(shù)研究中心， 福建 福州 350002)

1986年福建農(nóng)林大學(xué)發(fā)明了菌草技術(shù)，經(jīng)過30多年的發(fā)展，該技術(shù)已傳播到105個(gè)國家，已在我國31個(gè)省、市的496個(gè)縣(市)應(yīng)用。2017年，菌草技術(shù)被聯(lián)合國列為中國-聯(lián)合國和平與發(fā)展基金重點(diǎn)推進(jìn)項(xiàng)目，向全球推廣。巨菌草系與南非開展菌草技術(shù)合作期間引進(jìn)，因在當(dāng)?shù)厣L時(shí)植株特別高大，故暫定名為巨菌草(Pennisetumspp.)。巨菌草隸屬禾本科狼尾草屬，多年生，適宜在熱帶、亞熱帶、溫帶生長和人工栽培。影響植物生長的因素很多，最主要的栽培因素是密度與施肥。適宜的種植密度可以獲得高產(chǎn)，并且能夠減少用種量，節(jié)約成本，養(yǎng)分資源影響植物生長及生物量分配，養(yǎng)分適度增加利于植物生長[2]。前人對高丹草(Sorghumvulgare)[3]、甜高粱(Sorghumdochna)[4]、羊草(Leymuschinensis)[5]等草類在種植密度和施肥方面進(jìn)行了研究，結(jié)果存在一定差異。本試驗(yàn)旨在探索巨菌草高產(chǎn)栽培技術(shù)，為生產(chǎn)上大面積推廣應(yīng)用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試菌草

巨菌草由福建農(nóng)林大學(xué)國家菌草工程技術(shù)研究中心菌草種質(zhì)資源圃保存并提供。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1試驗(yàn)地概況 試驗(yàn)地在福建省三明市中村鄉(xiāng)杜水村(117°6′ E，26°23′ N)，氣候溫和，雨量充沛，屬中亞熱帶氣候，年平均氣溫19.2℃，年平均降雨量1 700 mm，無霜期300 d。土壤為水稻土，pH 4.61，有機(jī)質(zhì)21.4 mg·kg-1，堿解氮91.30 mg·kg-1，有效磷7.80 mg·kg-1，速效鉀104.30 mg·kg-1，全氮1.63 mg·kg-1，全磷0.73 mg·kg-1，全鉀19.65 mg·kg-1。

1.2.2種植方法 扦插，選擇生長良好、芽飽滿、莖段均勻的巨菌草莖桿截成段，每段2個(gè)節(jié)(雙芽)，雙節(jié)斜插(45°將其中一個(gè)節(jié)埋于土中、另一節(jié)露于土面)。4月中旬種植，生長20天后，進(jìn)行查苗補(bǔ)苗，10月中旬收割，生長期6個(gè)月。

1.2.3種植密度試驗(yàn) 設(shè)6種不同種植密度：株行距120 cm×160 cm(5 208叢·hm-2)，120 cm×80 cm(10 417 叢·hm-2)，80 cm×60 cm (20 833 叢·hm-2)，60 cm×40 cm(41 667 叢·hm-2)，40 cm×30 cm(83 333 叢·hm-2)，20 cm×20 cm(250 000 叢·hm-2)，按照隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，每小區(qū)面積60 m2，每組3個(gè)重復(fù)。

1.2.4施肥試驗(yàn) 基肥采用有機(jī)肥和菌草栽培平菇(配方為五節(jié)芒78%、麩皮20%、輕質(zhì)碳酸鈣2%)的廢菌料(粗蛋白8.67%，粗纖維23.85%，粗脂肪3.04%，粗灰分9.24%)，有機(jī)肥為福建瑞豐現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生物技術(shù)有限公司生產(chǎn)的瑞豐有機(jī)肥(有效含量為氮、磷、鉀6%，有機(jī)質(zhì)≥45%)。有機(jī)肥、廢菌料設(shè)三個(gè)處理：1 500，3 000，4 500 kg·hm-2，在種植時(shí)施用。追肥用尿素和復(fù)合肥：在施用有機(jī)肥或廢菌料3 000 kg·hm-2基肥的基礎(chǔ)上追肥，尿素為玉屏縣農(nóng)資公司化肥廠生產(chǎn)的雙酶尿素(總氮含量≥46.2%)，復(fù)合肥為俄羅斯進(jìn)口的氯化鉀復(fù)合肥(總養(yǎng)分含量≥48%，總氮含量≥14%，有效磷含量≥14%)，分別在種植后45 d和75 d追肥，設(shè)三個(gè)處理：375，750，1 125 kg·hm-2，按隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，每小區(qū)面積60 m2，每組3個(gè)重復(fù)，種植密度為株行距80 cm×60 cm。

1.3 農(nóng)藝性狀與生產(chǎn)性能測定

在巨菌草收割時(shí)，測定不同處理的株高、分蘗數(shù)、莖粗和鮮草產(chǎn)量。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2007和SPSS 19.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，采用LSD法進(jìn)行多重比較和顯著性檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 密度對巨菌草農(nóng)藝性狀和生產(chǎn)性能的影響

隨著種植密度增大，巨菌草分蘗數(shù)、莖粗減小，株高、鮮草產(chǎn)量先升后降。種植密度株行距20 cm×20 cm (250 000 叢·hm-2)時(shí)鮮草產(chǎn)量最低；種植密度株行距80 cm×60 cm(20 833 叢·hm-2)時(shí)鮮草產(chǎn)量最高198.1 t·hm-2，與10 417 叢·hm-2(株行距120 cm×80 cm)差異不顯著，與其他差異顯著，分別比株行距20 cm×20 cm(250 000 叢·hm-2)產(chǎn)量高28.9%和24.2%。結(jié)果表明巨菌草最適宜的種植密度為株行距80 cm×60 cm，其株高299.4 cm，叢分蘗數(shù)11.1個(gè)(表1)。

表1 不同種植密度對巨菌草農(nóng)藝性狀和生產(chǎn)性能的影響Table 1 The effect of different planting densities on the agronomic traits and production performance of Pennisetum spp.

注：同行不同字母表示不同處理間差異顯著(P<0.05),下同

Note:Different letters in the same row indicate significant differences at the 0.05 level,The same as below

2.2 施肥對巨菌草農(nóng)藝性狀和生產(chǎn)性能的影響

2.2.1不同基肥對農(nóng)藝性狀和生產(chǎn)性能的影響 隨著有機(jī)肥、廢菌料施肥量的增大，巨菌草株高、分蘗數(shù)、莖粗、鮮草產(chǎn)量增加，且與對照(CK)差異顯著，但施肥量3 000 kg·hm-2與4 500 kg·hm-2差異不顯著，這表明，隨著施肥量進(jìn)一步增大，肥料報(bào)酬率下降，適宜的施肥量為3 000 kg·hm-2。有機(jī)肥施肥量為3 000 kg·hm-2時(shí)，株高、分蘗數(shù)、莖粗、鮮草產(chǎn)量分別比對照高29.5%，38.7%，28.3%，39.0%，廢菌料施肥量為3 000 kg·hm-2時(shí)，株高、分蘗數(shù)、莖粗、鮮草產(chǎn)量分別比對照高27.6%，35.1%，27.1%，37.3%，廢菌料與有機(jī)肥對巨菌草農(nóng)藝性狀及鮮草產(chǎn)量影響差異不顯著(表2)。

表2 不同基肥對巨菌草農(nóng)藝性狀和生產(chǎn)性能的影響Table 2 The effect of different basic fertilizers on the agronomic traits and production performance of Pennisetum spp.

2.2.2追肥對農(nóng)藝性狀和生產(chǎn)性能的影響 有機(jī)肥為基肥基礎(chǔ)上進(jìn)行追肥對農(nóng)藝性狀和生產(chǎn)性能的影響結(jié)果表明：隨著尿素、復(fù)合肥追肥量的增大，巨菌草株高、分蘗數(shù)、莖粗、鮮草產(chǎn)量增加，且與對照(CK)差異顯著，但追肥量為750 kg·hm-2與1 125 kg·hm-2差異不顯著，這表明隨著追肥量進(jìn)一步增大，肥料報(bào)酬率下降，適宜的追肥量750 kg·hm-2。尿素追肥量為750 kg·hm-2時(shí)，株高、分蘗數(shù)、莖粗、鮮草產(chǎn)量分別比對照高23.4%，61.7%，12.2%，45.5%，復(fù)合肥追肥量為750 kg·hm-2時(shí)，株高、分蘗數(shù)、莖粗、鮮草產(chǎn)量分別比對照高24.7%，26.9%，14.1%，48.5%，尿素與復(fù)合肥對巨菌草農(nóng)藝性狀及鮮草產(chǎn)量影響差異不顯著(表3)。

表3 有機(jī)肥為基肥基礎(chǔ)上進(jìn)行追肥對巨菌草農(nóng)藝性狀和生產(chǎn)性能的影響Table 3 The effect of topdressing base on organic fertilizer as basic fertilizer on the agronomic traits and production performance of Pennisetum spp.

廢菌料為基肥基礎(chǔ)上進(jìn)行追肥對農(nóng)藝性狀和生產(chǎn)性能的影響結(jié)果表明：隨著尿素、復(fù)合肥追肥量的增大，巨菌草株高、分蘗數(shù)、莖粗、鮮草產(chǎn)量增加，且與對照(CK)差異顯著，但追肥量750 kg·hm-2與1 125 kg·hm-2差異不顯著，這表明，隨著追肥量進(jìn)一步增大，肥料報(bào)酬率下降，適宜的追肥量750 kg·hm-2。尿素追肥量為750 kg·hm-2時(shí)，株高、分蘗數(shù)、莖粗、鮮草產(chǎn)量分別比對照高29.5%，38.7%，28.3%，44.9%，復(fù)合肥追肥量為750 kg·hm-2時(shí)，株高、分蘗數(shù)、莖粗、鮮草產(chǎn)量分別比對照高27.6%， 35.1%，27.1%，47.4%，尿素與復(fù)合肥對巨菌草農(nóng)藝性狀及鮮草產(chǎn)量影響差異不顯著(表4)。

表4 廢菌料為基肥基礎(chǔ)上進(jìn)行追肥對巨菌草農(nóng)藝性狀和生產(chǎn)性能的影響Table 4 The effect of topdressing base on used mushroom substrate as basic fertilizer on the agronomic traits and production performance of Pennisetum spp.

3 討論與結(jié)論

種植密度對產(chǎn)量影響明顯，隨著種植密度的增加，貴草1號(hào)(LoliummultiflorumGuicao No.1)[6]、雜交狼尾草(PennisetumamericanumxP.purpureum)[7]產(chǎn)量呈先增加后趨于平穩(wěn)的變化趨勢，飼用玉米株高增加，雜交狼尾草的有效分蘗數(shù)減小，莖變細(xì)。本研究結(jié)果也表明隨種植密度增加，巨菌草鮮草產(chǎn)量呈先增后降趨勢，分蘗數(shù)減少、莖粗變細(xì)，但株高先增后降，這主要是因?yàn)榉N植密度影響植株個(gè)體間相互作用，進(jìn)而影響植物對資源的分配、利用及其與鄰體間的關(guān)系，密度增加初期，個(gè)體間生長相互促進(jìn)，密度增加到一定程度后植物個(gè)體競爭加劇,從而影響了種群中單株生長量和生物量。巨菌草適宜的種植密度為株行距80 cm×60 cm，比株行距20 cm×20 cm的鮮草產(chǎn)量高28.9%。

施肥能大大提高牧草產(chǎn)量[8]。本試驗(yàn)表明，基肥和追肥均能顯著提高巨菌草鮮草產(chǎn)量，增加分蘗、植株高度和莖粗度。與未施肥(CK)比較，有機(jī)肥、廢菌料作基肥施肥的增產(chǎn)效果分別為39.0%和37.3%，有機(jī)肥為基肥基礎(chǔ)上進(jìn)行尿素、復(fù)合肥追肥的增產(chǎn)效果分別為45.5%和 48.5%，有機(jī)肥為廢菌料的基礎(chǔ)上進(jìn)行尿素、復(fù)合肥追肥的增產(chǎn)效果分別為44.9%和47.4%，根據(jù)作物報(bào)酬遞減律之原理，適宜的施肥量為基肥3 000 kg·hm-2，追肥750 kg·hm-2。

巨菌草要獲得高產(chǎn)，相比較而言種植密度相對較低，這與巨菌草植株高大，分蘗力強(qiáng)，生長快，需要充分的空間和充足的養(yǎng)分一致，適宜的溫度和充足的光照也是獲得高產(chǎn)的重要條件。此外，由于巨菌草含有內(nèi)生菌[9]，因此可節(jié)約用肥。