种植密度与施肥对巨菌草农艺性状和生产性能的影响

林兴生， 林 辉， 林冬梅， 罗海凌， 胡应平， 林占熺

(福建农林大学国家菌草工程技术研究中心， 福建 福州 350002)

1986年福建农林大学发明了菌草技术，经过30多年的发展，该技术已传播到105个国家，已在我国31个省、市的496个县(市)应用。2017年，菌草技术被联合国列为中国-联合国和平与发展基金重点推进项目，向全球推广。巨菌草系与南非开展菌草技术合作期间引进，因在当地生长时植株特别高大，故暂定名为巨菌草(Pennisetumspp.)。巨菌草隶属禾本科狼尾草属，多年生，适宜在热带、亚热带、温带生长和人工栽培。影响植物生长的因素很多，最主要的栽培因素是密度与施肥。适宜的种植密度可以获得高产，并且能够减少用种量，节约成本，养分资源影响植物生长及生物量分配，养分适度增加利于植物生长[2]。前人对高丹草(Sorghumvulgare)[3]、甜高粱(Sorghumdochna)[4]、羊草(Leymuschinensis)[5]等草类在种植密度和施肥方面进行了研究，结果存在一定差异。本试验旨在探索巨菌草高产栽培技术，为生产上大面积推广应用提供依据。

1 材料与方法

1.1 供试菌草

巨菌草由福建农林大学国家菌草工程技术研究中心菌草种质资源圃保存并提供。

1.2 试验方法

1.2.1试验地概况 试验地在福建省三明市中村乡杜水村(117°6′ E，26°23′ N)，气候温和，雨量充沛，属中亚热带气候，年平均气温19.2℃，年平均降雨量1 700 mm，无霜期300 d。土壤为水稻土，pH 4.61，有机质21.4 mg·kg-1，碱解氮91.30 mg·kg-1，有效磷7.80 mg·kg-1，速效钾104.30 mg·kg-1，全氮1.63 mg·kg-1，全磷0.73 mg·kg-1，全钾19.65 mg·kg-1。

1.2.2种植方法 扦插，选择生长良好、芽饱满、茎段均匀的巨菌草茎杆截成段，每段2个节(双芽)，双节斜插(45°将其中一个节埋于土中、另一节露于土面)。4月中旬种植，生长20天后，进行查苗补苗，10月中旬收割，生长期6个月。

1.2.3种植密度试验 设6种不同种植密度：株行距120 cm×160 cm(5 208丛·hm-2)，120 cm×80 cm(10 417 丛·hm-2)，80 cm×60 cm (20 833 丛·hm-2)，60 cm×40 cm(41 667 丛·hm-2)，40 cm×30 cm(83 333 丛·hm-2)，20 cm×20 cm(250 000 丛·hm-2)，按照随机区组设计，每小区面积60 m2，每组3个重复。

1.2.4施肥试验 基肥采用有机肥和菌草栽培平菇(配方为五节芒78%、麸皮20%、轻质碳酸钙2%)的废菌料(粗蛋白8.67%，粗纤维23.85%，粗脂肪3.04%，粗灰分9.24%)，有机肥为福建瑞丰现代农业生物技术有限公司生产的瑞丰有机肥(有效含量为氮、磷、钾6%，有机质≥45%)。有机肥、废菌料设三个处理：1 500，3 000，4 500 kg·hm-2，在种植时施用。追肥用尿素和复合肥：在施用有机肥或废菌料3 000 kg·hm-2基肥的基础上追肥，尿素为玉屏县农资公司化肥厂生产的双酶尿素(总氮含量≥46.2%)，复合肥为俄罗斯进口的氯化钾复合肥(总养分含量≥48%，总氮含量≥14%，有效磷含量≥14%)，分别在种植后45 d和75 d追肥，设三个处理：375，750，1 125 kg·hm-2，按随机区组设计，每小区面积60 m2，每组3个重复，种植密度为株行距80 cm×60 cm。

1.3 农艺性状与生产性能测定

在巨菌草收割时，测定不同处理的株高、分蘖数、茎粗和鲜草产量。

1.4 数据分析

采用Excel 2007和SPSS 19.0软件进行数据分析，采用LSD法进行多重比较和显著性检验。

2 结果与分析

2.1 密度对巨菌草农艺性状和生产性能的影响

随着种植密度增大，巨菌草分蘖数、茎粗减小，株高、鲜草产量先升后降。种植密度株行距20 cm×20 cm (250 000 丛·hm-2)时鲜草产量最低；种植密度株行距80 cm×60 cm(20 833 丛·hm-2)时鲜草产量最高198.1 t·hm-2，与10 417 丛·hm-2(株行距120 cm×80 cm)差异不显著，与其他差异显著，分别比株行距20 cm×20 cm(250 000 丛·hm-2)产量高28.9%和24.2%。结果表明巨菌草最适宜的种植密度为株行距80 cm×60 cm，其株高299.4 cm，丛分蘖数11.1个(表1)。

表1 不同种植密度对巨菌草农艺性状和生产性能的影响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处理间差异显著(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 施肥对巨菌草农艺性状和生产性能的影响

2.2.1不同基肥对农艺性状和生产性能的影响 随着有机肥、废菌料施肥量的增大，巨菌草株高、分蘖数、茎粗、鲜草产量增加，且与对照(CK)差异显著，但施肥量3 000 kg·hm-2与4 500 kg·hm-2差异不显著，这表明，随着施肥量进一步增大，肥料报酬率下降，适宜的施肥量为3 000 kg·hm-2。有机肥施肥量为3 000 kg·hm-2时，株高、分蘖数、茎粗、鲜草产量分别比对照高29.5%，38.7%，28.3%，39.0%，废菌料施肥量为3 000 kg·hm-2时，株高、分蘖数、茎粗、鲜草产量分别比对照高27.6%，35.1%，27.1%，37.3%，废菌料与有机肥对巨菌草农艺性状及鲜草产量影响差异不显著(表2)。

表2 不同基肥对巨菌草农艺性状和生产性能的影响Table 2 The effect of different basic fertilizers on the agronomic traits and production performance of Pennisetum spp.

2.2.2追肥对农艺性状和生产性能的影响 有机肥为基肥基础上进行追肥对农艺性状和生产性能的影响结果表明：随着尿素、复合肥追肥量的增大，巨菌草株高、分蘖数、茎粗、鲜草产量增加，且与对照(CK)差异显著，但追肥量为750 kg·hm-2与1 125 kg·hm-2差异不显著，这表明随着追肥量进一步增大，肥料报酬率下降，适宜的追肥量750 kg·hm-2。尿素追肥量为750 kg·hm-2时，株高、分蘖数、茎粗、鲜草产量分别比对照高23.4%，61.7%，12.2%，45.5%，复合肥追肥量为750 kg·hm-2时，株高、分蘖数、茎粗、鲜草产量分别比对照高24.7%，26.9%，14.1%，48.5%，尿素与复合肥对巨菌草农艺性状及鲜草产量影响差异不显著(表3)。

表3 有机肥为基肥基础上进行追肥对巨菌草农艺性状和生产性能的影响Table 3 The effect of topdressing base on organic fertilizer as basic fertilizer on the agronomic traits and production performance of Pennisetum spp.

废菌料为基肥基础上进行追肥对农艺性状和生产性能的影响结果表明：随着尿素、复合肥追肥量的增大，巨菌草株高、分蘖数、茎粗、鲜草产量增加，且与对照(CK)差异显著，但追肥量750 kg·hm-2与1 125 kg·hm-2差异不显著，这表明，随着追肥量进一步增大，肥料报酬率下降，适宜的追肥量750 kg·hm-2。尿素追肥量为750 kg·hm-2时，株高、分蘖数、茎粗、鲜草产量分别比对照高29.5%，38.7%，28.3%，44.9%，复合肥追肥量为750 kg·hm-2时，株高、分蘖数、茎粗、鲜草产量分别比对照高27.6%， 35.1%，27.1%，47.4%，尿素与复合肥对巨菌草农艺性状及鲜草产量影响差异不显著(表4)。

表4 废菌料为基肥基础上进行追肥对巨菌草农艺性状和生产性能的影响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 讨论与结论

种植密度对产量影响明显，随着种植密度的增加，贵草1号(LoliummultiflorumGuicao No.1)[6]、杂交狼尾草(PennisetumamericanumxP.purpureum)[7]产量呈先增加后趋于平稳的变化趋势，饲用玉米株高增加，杂交狼尾草的有效分蘖数减小，茎变细。本研究结果也表明随种植密度增加，巨菌草鲜草产量呈先增后降趋势，分蘖数减少、茎粗变细，但株高先增后降，这主要是因为种植密度影响植株个体间相互作用，进而影响植物对资源的分配、利用及其与邻体间的关系，密度增加初期，个体间生长相互促进，密度增加到一定程度后植物个体竞争加剧,从而影响了种群中单株生长量和生物量。巨菌草适宜的种植密度为株行距80 cm×60 cm，比株行距20 cm×20 cm的鲜草产量高28.9%。

施肥能大大提高牧草产量[8]。本试验表明，基肥和追肥均能显著提高巨菌草鲜草产量，增加分蘖、植株高度和茎粗度。与未施肥(CK)比较，有机肥、废菌料作基肥施肥的增产效果分别为39.0%和37.3%，有机肥为基肥基础上进行尿素、复合肥追肥的增产效果分别为45.5%和 48.5%，有机肥为废菌料的基础上进行尿素、复合肥追肥的增产效果分别为44.9%和47.4%，根据作物报酬递减律之原理，适宜的施肥量为基肥3 000 kg·hm-2，追肥750 kg·hm-2。

巨菌草要获得高产，相比较而言种植密度相对较低，这与巨菌草植株高大，分蘖力强，生长快，需要充分的空间和充足的养分一致，适宜的温度和充足的光照也是获得高产的重要条件。此外，由于巨菌草含有内生菌[9]，因此可节约用肥。