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1.香根草农业应用

  •         1988年引入中国南方红壤开发区试种的香根草不足一年,其所表现的广泛适应性、速生性等“神奇”特性就显现在人们面前而引起普遍关注,农业官员、农业科技人员及部分农民以极大的热情投入对其试验研究及应用推广中去。15年来,香根草系统在农业上的应用可归纳为:应用于果、茶、旱作坡地水土保持,确保持续农业发展;应用其茎叶覆盖防旱保墒改善田间生态环境;应用茎叶施入土壤培肥改土增加作物产量;应用农区风沙地挡风固沙保护环境;应用嫩稍嫩叶喂养牛、羊等发展畜牧业;应用其干草培养木耳等食用菌促进农村经济发展。

    一、用于果、茶、旱作坡地水土保持,确保持续农业发展

            将香根草系统应用于果、茶园、农地,尤其是斜坡耕地的水土保持是香根草系统在农业上应用的主要方面。首先由江西、福建两省的红壤一期开发项目县种植、示范—1989年春,江西红壤项目办引进1万kg种苗在红壤开发项目区内的6县(贵溪、金溪、临川、东乡、祟仁、进贤)1所(江西省红壤研究所)种植,保护面积200余ha;福建省红壤项目区的7县29个茶、果场栽种3万kg香根草苗,所保护的面积也在130ha以上。所有种植都按“绿皮书”(又称香根草田间手册)的技术规程,一般二米等高距在果、茶、农作物行间等高种植一行或二行,成带状,还有不少农户绕地四周再种一圈,以保护各自果园、农地。由于种苗量有限,一般丛距20厘米,每丛种植2-3株,并施于少量磷肥或复合肥,经一年生长都长成封行达75%的草蓠,第二年多长成紧密草蓠,发挥拦截地表径流和泥沙,促水渗入土壤的显着保持水土效果。据江西、广东等省设置的标准径流场试验表明(表3-1)其拦截径流效果在32.7%—59.7%。防止土壤侵蚀效果63.8%—92.7%,四川农牧厅土肥处在仁寿县坡地种植试验,用埋桩定点观测,种植当年香根草蓠前拦土2cm高,第二年淤高至5cm,而未种植的地段则产生明显水蚀小沟,也表明香根草的保土防冲效果显着。另一方面,香根草蓠在雨季可使0—20厘米与20—40厘米土层的含水量分别提高20.3%和4.1%,旱季则分别增大到42.1%和13.3%(表3-2)

            1993年起,此项技术进一步在赣、闽、湘、浙、桂等五省区南方二期红壤开发项目县、市及“中国南方水土保持项目”区推广开来。以江西为例,红壤(二期)开发项目涉及19个县、场的43条小流域全面实施了等高香根草蓠,累计面积达2万ha,为控制红壤垦殖初期的水土流失发挥了重要作用。1998年在中国香根草网络的推动下,使香根草系统扩展到中国南方16省、区,面积估计超过20万ha。仅中科院南京土壤所徐礼煜教授主持的“中国香根草与复合农林业技术项目”在大别山的安微省岳西县与湖北省的英山县于2002-2003年在坡地板粟、茶、桑园中实施香根草系统近80ha,随着香根草蓠的长成,其保土蓄水(土壤水)、促进果、茶等作物持续高产的效果将日益展现在人们的面前。

    表3-1 香根草蓠保持水土效果

    径流场地点
    年降雨量(mm)
    处理
    地表径流(mm)
    土壤侵蚀量(kg/m2)
    总量
    减少量
    减少%
    总量
    减少量
    减少%
    广东省兴宁市永和镇
    1931.8
    对照区
    1015.8
    0
    0
    14.53
    0
    0
    香根草蓠区
    409.1
    606.7
    59.7
    1.06
    13.47
    92.7
    江西省祟仁县寺下小流域
    1766.0
    对照区
    223
    0
    0
    3.36
    0
    0
    香根草蓠区
    151
    72
    32.7
    1.22
    2.14
    63.7
    水平梯地
    170
    53
    23.8
    1.67
    1.69
    50.3

    表3-2 香根草增加土壤含水量的作用

    试验地点
    观测季节
    处理
    0-20cm土层
    20-40cm土层
    含水量(%)
    增加值
    含水量(%)
    增加值
    广东省兴宁县永和镇
    旱季
    对照区
    15.74
    0
    19.29
    0
    香根草区
    22.37
    6.63(42.1%)
    21.86
    2.57(13.3%)
    雨季
    对照区
    22.47
    0
    25.31
    0
    香根草区
    27.03
    4.56(20.3%)
    26.36
    1.05(4.1%)
    广东省兴宁县水保站
    旱季
    对照区
    16.3
    0
    14.50
    0
    旱季
    香根草区
    22.8
    6.5(39.9%)
    15.60
    1.1(7.6%)

    二、应用茎叶覆盖保墒,改善田间生态环境

            种在果、茶和其他农作物行间的香根草(主要是水土保持草蓠),一般每年2月底对越冬枯萎茎叶刈割,和6月中下旬至9月中旬茎叶刈割3-4次而割下的茎叶就地用作果、茶、旱作物的抗旱(防寒)覆盖材料覆盖在果、茶树盘(或结合施肥埋入土),这是农民普遍采用的一种方式。可获得其夏季降温保墒抗旱,冬季保暖防寒而作物增产的显着效果。例陈凯等在江西临川小华山(116.5oE,28.0oN,海拔50m)红壤岗地桔园试验观测(表3-3),栽种香根草并刈割茎叶覆盖树盘(树冠滴水线以内的树下地面)比未种香根草的同类桔园,树冠中部在高温伏旱期日平均气温降低2.8℃,空气相对湿度提高4.3个百分点,光照强度减弱18.6klx;树盘表土温度日平均、最高值和日较差分别减少5.1℃、19.1℃、20.8℃,其最低值则增高1.7℃;根际土壤日平均温度下降1.7℃,含水率提高2.8个百分点。这说明,栽植香根草对改良红壤坡地桔园小气候环境有明显的效应,尤其在高温伏旱期有良好的降温保湿作用。

    表3-3 栽种香根草对改良红壤坡地桔园小气候环境的效应 (单位:温度℃、湿度、含水量%)

    处理 日均气温 日均空气相对湿度 日均光照强度klx 树盘表土温度 根际土壤
    日均值 最高值 最低值 日较差 日均温 含水率
    对照 29.3 59.2 57.2 33.8 58.6 22.5 36.1 29.2 17.4
    种香根草 26.5 63.5 38.6 28.7 39.5 24.2 15.3 27.5 20.2

    三、应用香根草茎叶培肥改土、促进作物增产

            种在果、茶园和坡耕旱作地的香根草蓠年割3-4次可获得8-15kg/m的鲜草产量,地肥、管理好的可达58-100t/ha、根系24t/ha以上。据江西省红壤研究所测定,每kg香根草茎叶(干)的全量C、N、P2O5、K2O分别为422g、17.4g、0.5g、7.5g,根系依次为402g、2.1g、0.6g、5.8g。因而,用其覆盖或用作肥料施入,其不断腐烂分解能有效改良土壤提高土壤肥力,促进作物增产。

            江西省红壤研究所卢升銮等设立的香根草切碎耕入旱地的培肥改土三年定位试验结果表明,每公顷施入干香根草茎叶4.5t和2.25t,其土壤有机质、总孔隙率、全量N、P2O5与速效N、P2O5均有提高,土壤容重降低(表3-4);供试验作物玉米籽实产量分别为2790kg/ha、2280kg/ha,依次比未施的2070kg/ha增产34.8%与10.1%。

    表3-4 施用香根草对红壤旱地土壤理化性质的影响

    处理 土壤容重(mg/cm3) 总孔隙率(%) 有机碳(g/kg) 全量(g/kg) 速效(g/kg)
    N P2O5 K2O N P2O5 K2O
    香根草※※ –0.03 +1.0 8.24 1.07 0.51 15.13 168 16.8 75.0
    香根草※ -0.04 +1.3 8.26 1.08 0.51 15.12 173 15.3 77.5
    稻草※ -0.09 +3.0 7.67 1.03 0.48 14.86 120 14.1 73.8
    对照 +0.14 -5.0 7.97 1.05 0.50 15.26 163 13.5 75.0

            注:※号施干草量2.25t/ha,※※号施入量为4.5t/ha。容重、总孔隙率为试验前、后(第三季作物收后)测定值的增减数,余为试验结束的测定值。

    四、应用于风沙地的防风固沙及海、河岸、塘基的稳固

            根据香根草发达深扎的根系及耐旱、耐瘠、适应性强的特性,福建、江西等省将其应用于风沙地及海岸、河岸、池塘基种植,取得快速成蓠,草蓠似风障而防风固沙、固岸护坡及稳定河、海岸及塘基的良好效果。

            福州市水土保持办公室张菁等于1994年3月在平潭县中楼乡大坪村0.44ha的霍霍巴园地风速常年8.4m/s,沙化90%的沙地)与北风(主风向)垂直,按6-8米距离与霍霍巴种植行平行,种植香根草带800多米。当年就形成茎、叶茂密的草蓠,二年生植株高2米以上,香根草蓠已成为密不透风的天然屏障,挡住了风沙,使受其保护的高级油料作物霍霍巴得于正常生长。据测定在草蓠背风面,风力减小明显,且距草蓠越近越显着,距草蓠5米处减小了58.8%而距草蓠2米处却减小了79.4%。

            1995年3月,他们在攀河两岸、流水海边渔池坡岸种植香根草带2000余米,当年草带成蓠发挥固岸护坡效果减少了土壤剥蚀,拦住泥沙不下河、下池。据测定,一年生1米长草蓠一冬季下来拦蓄泥沙达7.5kg,两年生的达17.0kg,同时,香根草发达的网状根系固持了堤岸,使其不受大风大浪的侵袭而崩塌。如1996年7月31日的大台风使这里没有种香根草的堤岸崩塌200多处,而种有香根草的却安然无恙。因而,1997年春,当地渔民自发将1740米长渔池四周全部种上香根草,发挥了很好的效果。

    表3-5 栽植香根草对改良红壤坡地柑桔园土壤理化性状的效应

    处理 土壤容重(mg/cm3) 土壤孔隙率(%) pH 有机质 全N 水解N 速效P 速效K 土壤总氨基酸
    (g/kg) (mg/kg)
    对照 1.35 48.6 4.70 10.30 0.54 47 7.0 24 254.75
    种香根草 1.26 52.4 5.35 14.90 0.83 64 9.4 75 312.19

    表3-5 续表

    处理 Ca Mg Fe Mn Zn Cu B Mo
    (mg/kg)
    对照 252 70.36 14.37 3.85 1.15 0.75 0.10 0.04
    种香根草 526 92.21 32.64 5.44 3.05 1.07 0.14 0.05

    五、应用香根草嫩茎叶喂饲牛羊,发展畜牧业

            四川省农牧厅土肥处及江西省红壤开发总公司对香根草的饲用营养价值的分析化验结果(表3-6)表明,鲜嫩香根草茎叶蛋白质含量比紫花苜蓿、聚合草、三叶草、甘薯藤、稻草高,稍低于紫云英;干草虽比紫花苜蓿等饲草低,但比青储饲料玉米和最常用的牲畜越冬饲料稻草、青稞草都高,蛋白氨酸接近上述饲草,赖氨酸则明显高于上述饲草(表3-7、3-8),表明嫩香根草用作牲畜饲草有利于牲畜生长发育,是牛、羊、猪、兔、鱼等的较好饲料。尤其喂养牛、羊适口性较好,江西省红壤研究所割嫩香根草茎、叶喂牛,半月生的嫩草,牛全部吃光,一个月的嫩草,牛采食率90.9%;投喂鱼群,其半月生、一月生茎、叶摄食率分别为59-71%,44-56%,香根草越嫩喂食效果越好。已拔节的茎、叶开始老化,不能用作饲料。所以,发挥香根草耐瘠、耐旱、速生快长的优势,结合水土保持见缝插针多种植,利用其幼嫩鲜草或将其晒制干草,用作喂养牲畜,有利畜牧业发展。

    表3-6 香根草茎叶蛋白氨基酸含量分析结果(单位:%)

    生育期(天)
    215
    65
    水分
    60.4
    69.7
    木质素(干基)
    9.33
    10.07
    木质素(鲜)
    3.69
    3.05
    粗蛋白(干基)
    8.94
    11.0
    粗蛋白(鲜)
    2.75
    3.33
    门冬氨酸
    0.32
    1.00
    苏氨酸
    0.17
    0.19
    丝氨酸
    0.13
    0.32
    谷氨酸
    0.55
    2.61
    甘氨酸
    0.22
    5.13
    丙氨酸
    0.35
    2.64
    胱氨酸
    0.06
    0.21
    结页氨酸
    0.27
    0.70
    蛋氨酸
    0.04
    0.04
    异亮氨酸
    0.19
    0.27
    亮氨酸
    0.30
    0.73
    酪氨酸
    0.11
    0.06
    苯丙氨酸
    0.21
    0.45
    赖氨酸
    0.22
    0.59
    0.16
    0.17
    组氨酸
    0.07
    0.14
    精氨酸
    0.18
    1.23
    脯氨酸
    0.12
    3.25

    表3-7 香根草与几种常见饲料养分含量比较

    含量 蛋白(鲜)(%) 蛋白(干基)(%) 赖氨酸(%) 蛋氨酸(%)
    饲料
    香根草65天 3.33
    11.0 0.59 0.04
    香根草215天
    2.75 6.94 0.23 0.04
    紫花苜蓿
    3.2 12.0 0.25 0.07
    聚合草(初花期) 3.1 22.3 0.15 0.04
    三叶草 2.3 13.3 0.18 0.06
    甘薯藤
    2.1 18.3 -- --
    紫云英
    3.5 17.0 -- 0.22
    稻草
    2.9 3.4 -- --
    青储玉米杆(成熟期)
    -- 5.31 -- --
    青储玉米杆(腊熟期) -- 6.32 -- --
    青稞草
    -- 4.5 -- --

    表3-8 不同种源及嫩度香根草营养含量表 (单位:%)

    种源 嫩度 水分 粗蛋白 粗脂肪 粗纤维 粗灰分 无氮浸出物
    印度种 3.25 7.31 1.97 34.53 4.76 48.18
    较嫩 3.19 6.00 1.86 35.76 4.79 48.40
    福建种 3.24 6.76 1.28 36.24 4.07 48.41
    较嫩 3.14 5.89 1.19 38.36 3.82 47.60
    稻草 3.25 4.59 1.46 32.37 17.14 41.33

    六、应用茎叶制作草粉培养食用菌,发展农村经济

            福建农业大学菌草研究中心林占熺等试验证明,香根草是一种优质菌草。他们应用香根草茎叶培育出香菇、毛木耳、黑木耳、盾形木耳、平菇、鲍鱼菇、凤尾菇、磨菇、金针菇、灵芝、猴头菇、竹荪、滑菇等食用菌和药用菌。其生物转化率香菇的可达80%左右,平菇、毛木耳可达100%。

            综合各地资料,在中上肥力地纯种香根草,二年生平均每公顷可产干草60-100吨,按80%转化率即可转化 鲜香菇48-80吨,按目前市场价格(4元/kg)计算每公顷产值可达19.2-32万元。同时,栽培食用菌的下脚料(废菌料)富含菌丝体,是一种优质饲料,可用于喂饲畜禽及池鱼等,可谓一草多层利用;即使种在坡地的水土保持草蓠,一年刈割2-3次,既可促进草蓠长得更茂密、又增产草料,用于培养食用菌,种菇后的残菌料用做饲料,也是增加农民收入的新途径,可促进农村经济发展。