1、农学学报2023,13(3):76-81Journal ofAgriculture0 引言近几年，随着国内经济的快速发展，人们的生活水平显著提高，对家畜产品的需求量急剧增加，反刍家畜的饲养量也急剧增加，反刍家畜饲养成为畜牧业的主要研究方向。由于天然牧草的产量低，而农副秸秆中的营养含量低、产量低、适口性差，远远达不到食草家畜每日的营养需求；有些地区主要依赖精饲料玉米，存在成本较高、粗蛋白含量偏低等问题，这些都成为限制畜牧业快速和高质量发展的因素。菌草是由国家菌草工程技术研究中心首席科学巨菌草的饲用价值及生态功能研究进展王靖宇1,2，王 崴1，高欣梅1，徐兴健1，福 英1，李乌日吉木斯1，王英杰1
2、，乌日力格1，郭龙玉1，张淑艳2（1兴安盟农牧科学研究所，内蒙古兴安盟 137400；2内蒙古民族大学，内蒙古通辽 028000）摘 要：文章归纳了巨菌草生物学与营养特性、饲用价值方面、生态治理与修复等技术与应用方面的研究现状，总结了巨菌草在畜牧业中的价值优势以及在科尔沁沙地治理中的应用潜力，并分析了当前巨菌草研究已存在的问题。科尔沁沙地退化严重，生态脆弱。巨菌草对沙化土壤、退化土壤、贫瘠土壤有良好修复作用，对科尔沁沙地生态改善有较好的利用价值。巨菌草具有产量高、品质优良、抗逆性强、根系发达与应用广泛等特点，应加快菌草产业与现代农业经济相融合，改善居民生态环境，助力乡村振兴。关键词：巨菌草；饲
3、用价值；营养特性；科尔沁沙地；生态功能中图分类号：S543.9文献标志码：A论文编号：cjas2022-0010Forage Value and Ecological Function of Pennietum sp.:Research ProgressWANG Jingyu1,2,WANG Wei1,GAO Xinmei1,XU Xingjian1,FU Ying1,LI Wurijimusi1,WANG Yingjie1,WU Rilige1,GUO Longyu1,ZHANG Shuyan2(1Xingan League Institute of Agriculture and Anim
4、al Husbandry,Xingan League 137400,Inner Mongolia,China;2Inner Mongolia University for Nationalities,Tongliao 028000,Inner Mongolia,China)Abstract:This paper summarizes the research status of Pennietum sp.from the biological and nutritionalcharacteristics,feeding value,and ecological management and r
5、estoration effect,sums up the value advantagesof Pennietum sp.in animal husbandry as well as its application potential in Horqin sandy land treatment,andanalyzes the existing problems in the current research of Pennietum sp.According to the results,thedegradation of Horqin sandy land is serious and
6、the ecology is fragile.Pennietum sp.has not only a goodrestoration effect on sandy soil,degraded soil and barren soil,but also a good utilization value for the ecologicalimprovement of Horqin sandy land.According to the characteristics of high yield,excellent quality,strongstress resistance,develope
7、d roots and wide application of Pennietum sp.,it is necessary to accelerate theintegration of fungus grass industry and modern agricultural economy,so as to improve the ecologicalenvironment and contribute to the rural revitalization.Keywords:Pennietum sp.;forage value;nutritional characteristics;Ho
8、rqin sandy land;ecological function基金项目：财政部和农业农村部国家现代农业产业技术体系(CARS-07)。第一作者简介：王靖宇，男，1993年出生，内蒙古赤峰人，研究实习员，硕士，研究方向：作物育种与栽培。通信地址：137400 内蒙古自治区兴安盟乌兰浩特市乌察路农研巷9号 兴安盟农牧科学研究所，E-mail：。通信作者：高欣梅，女，1968年出生，内蒙古乌兰浩特人，研究员，学士，研究方向：作物育种与栽培。通信地址：137400 内蒙古自治区兴安盟乌兰浩特市乌察路农研巷9号 兴安盟农牧科学研究所，E-mail：。收稿日期：2022-02-14，修回日期：20
9、22-09-30。家、菌草技术发明人林占熺教授于1983年由南非引进国内，经20余年的研究已经培育出适宜国内气候土壤环境生长的草种1。巨菌草因植株高大和产量高而得名，是一种高产优质的刈割型牧草2，一年可以刈割多次3、营养价值丰富4、适口性好，是家畜动物喜食的牧草；巨菌草植株高大、分蘖多、抗逆性强，同时在防风固沙、改善生态环境方面也有巨大优势。本研究主要对巨菌草生物学特性、饲用价值方面的研究以及对科尔沁沙地治理的潜力做梳理，以期为巨菌草在畜牧生产及科尔沁沙地治理中的应用提供理论参考。1 巨菌草生物学特性巨菌草隶属禾本科狼尾草属，原产于非洲，是一种适宜在热带、亚热带、温带生长和人工栽培的高产优质菌
10、草5。巨菌草生长最适宜的温度为2535，在温度低于-4时巨菌草无法生存。在国内南方为多年生，而在北方地区冬季气温较低，无法自然越冬，为一年生6。巨菌草植株直立、丛生，根系发达，其植株高大，株高一般为35 m，最高为7.08 m7。巨菌草是一种光能利用率较高的速生草（C4植物），据测定光合速率为5070 mgCO2/(cm2h)8。生长8个月左右的巨菌草节间数最高可达50个，节间长度915 cm，有效分蘖数15个，平均叶片数35片6，在热带、亚热带、温带地区种植，一般每公顷年产鲜草可达300 t以上，在水肥等条件优越的情况下每公顷年产鲜草可达450 t以上9。巨菌草繁靠腋芽繁殖1，生物特性和栽植
11、方式确定了其不具有生物入侵的风险10。研究发现，巨菌草最适宜的生长区域是水热条件良好的低海拔地区11，而它在盐渍地区12以及干旱地区13也能较好地生长。随着巨菌草内生固氮细菌资源的发掘与利用，它在促进植物生长、增强植物抗逆性、提高植物对土壤营养物质的利用率、改善荒漠生态环境等方面的研究价值也被挖掘出来14。林兴生等15研究不同年限巨菌草对群落的影响，结果表明，巨菌草可明显影响群落植物和昆虫多样性。此外，在荒坡地上栽植不同年限的巨菌草均能一定程度上提高土壤综合肥力，增加土壤中微生物群落功能多样性，对小区域生态环境能产生一定的生态正效应4。在水土流失区，利用巨菌草进行丛栽形成绿色围篱，可以有效地缓
12、解水土流失16-17。福建农林大学利用巨菌草建植技术的小流域空间梯层治理模式，在砒砂岩地区栽植巨菌草，有效提高了土壤中有机质和速效钾含量，降低了碱解氮和全钾含量8；同时提高了土壤中微生物的数量和多样性，从而改良土壤，为植物生存提供更好的场所18。在聚乙二醇(PEG-6000)模拟干旱研究中，巨菌草幼苗能在低于200 g/LPEG的胁迫下正常生长19。利用巨菌草生长快、被沙土覆盖后生根快、抗旱能力强的特性，采用丛栽或扦插的方式种植，可以有效地治沙、肥沃土壤和恢复生态植被。利用巨菌草防风固沙已在黄河中游内蒙古阿拉善盟取得效果，用巨菌草设置复合草篱试验时，当复合草篱数量不断增加，接近地表的风速得到有
13、效减缓；当风吹过第一个复合草篱时，在0.5、1、1.5、2 m 处 的 风 速 分 别 较 空 旷 沙 地 降 低72.7%、66.7%、56%、29.3%，经 4 层巨菌草复合草篱的阻挡，近地面风速已呈微风17。此外，徐磊等20研究发现，巨菌草联合石灰对Cu、Cd污染土地有良好的修复作用，何书惠21研究发现巨菌草对镉有较好的耐性和修复潜力。综上，巨菌草因独特的生物特性，在盐渍、干旱、重金属污染地区都具有很强的适应性，在防治水土流失、沙地环境治理以及生态恢复等方面具有巨大的应用潜力。2 巨菌草饲用价值研究现状畜禽养殖离不开饲料的供应，其成本是养殖环节中支出占比最大的，因此降低饲料成本是养殖业获
14、取盈利的关键。随着养殖规模的扩大，国内正面临着饲料缺少的问题，开发出非常规饲料资源是解决这一问题的途径。目前，国内进行了大量非常规饲料资源的开发利用研究，如棉籽粕22、玉米23、木薯渣24，并取得了良好的应用效果。巨菌草的特性决定其能在荒坡地区、荒漠地区和河坝地区等闲置的贫瘠地方种植，不但利用了闲置的土地资源，而且减少了饲料用粮种植面积，栽植的巨菌草可用于饲喂家畜，可有效缓解目前饲草料短缺的现状。2.1 巨菌草的营养特性营养成分和抗营养因子是衡量牧草营养成分的2个至关重要的指标25，而粗蛋白、粗纤维和粗脂肪等营养指标则是评价牧草饲用价值的重要指标。巨菌草在生长初期含有较高的粗蛋白和糖含量，测定
15、结果显示，其粗蛋白质含量为18.64%，精蛋白质含量为16.88%，总糖含量为8.3%1,15。巨菌草营养成分含量随生育时期推迟变化规律同其他牧草基本相同26-27。卜耀军等28在陕西榆林试种成功后将其与紫花苜蓿的产量与营养成分进行比对，发现巨菌草地上生物产量约是紫花苜蓿的9.9倍，营养成分除粗蛋白和粗脂肪是紫花苜蓿的74.1%和68%外，粗纤维和粗灰分等其他营养成分均优于紫花苜蓿。邓振山等29在延安市77研究巨菌草的饲用品质，发现粗蛋白和粗纤维的含量会随生育期的延长有明显的增加，且分别在拔节期和成熟期时含量达到最大值13.85%和58.05%。陈碧成等30在福建农林大学试验基地研究巨菌草不同
16、生长时间下常规营养规律，发现粗蛋白在生长90 d时含量最高(9.19%)，随着生育时期的延长而下降；粗纤维、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维含量均随生育期的延长而增加。中性洗涤纤维能直观地反映出纤维质量好与坏31，其含量与粗纤维呈正相关，也随生育期的延长、碳代谢的增强而增加；酸性洗涤纤维则反映饲草能量的高低，其含量越低饲草的消化率就越高，饲草的饲用价值越大32，家畜喜食度也就越高。单宁通常被认为是牧草的抗营养因子，一是因为单宁与营养物质络合，影响动物吸收营养物质或者利用效率低；二是单宁味道苦涩，影响牧草饲料的适口性33-38；三是会降低反刍动物的摄食率39-40。单宁的收敛性强，牧草中单宁过多会使动物体内的消化酶丧失活性，影响反刍家畜的消化速率，严重时会出现阻食效应41。也有研究表明，当牧草干物质中单宁含量在5%以下不会对家畜产生影响，而达到5%以上时会出现味道苦涩情况，影响牧草的适口性，动物不愿意采食42。谢焰锋等33以生长1、2、3个月的巨菌草叶片为试验材料测定单宁含量，巨菌草在前3个月刈割饲喂反刍动物效果最好。巨菌草因青绿、多汁等特点可制成青贮作为冬季反刍家畜的饲草，以解决冬季饲草饲料