菌草在黄土高原沟壑区生态建设中的作用及发展前景

闫晓玲++贾泽祥++宋静

摘要 从海南引进生长速度快、产草量高、草质鲜嫩的巨菌草和从陕西引进的高丹草、苏丹草等菌草进行引种试验，通过植物物候、生长量、产草量及种植土壤养分、植株营养成分等性能观测分析，結果表明，菌草在黄土高原沟壑区的适应性强，生长速度快、产草量高、草质鲜嫩、适口性好、发展前景看好，可应用推广于西部地区，作为治理水土流失、改善生态环境条件、发展畜牧业、开发食用菌种植业、调整农业结构的优良植物，也可作为沟道地、坝地高效利用的优良草种，为再造一个“山川秀美”的西北地区贡献力量。

关键词 菌草；水土流失；生态环境建设；栽培技术；发展前景；黄土高原沟壑区

中图分类号 S157.1 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2017）19-0234-03

黄土高原是世界上水土流失最为严重的地区之一，水土流失面积达43万km2，每年流失土壤逾40亿t。该区气候及地理环境特殊，适宜林草品种少，制约了区域生态建设和经济发展。实现黄土高原的植被重建，应坚持农牧结合，实行合理指导、合理布局，大力采用引进优良植物品种，加强种植后的管理。从当地生态、经济、社会等多方面综合考虑，引进国内外适应性强、利用价值高的植物，驯化后推广种植，可解决该区栽培植物单一，饲料、种植食用菌基质短缺等实际问题，实现以草代木、一草多用，对治理水土流失、改善生态环境、增加农民收入等都具有十分重要的意义。

1 黄土高原沟壑区水土流失现状

1.1 破碎的陡坡地形和集中降雨加剧了地表剥蚀

黄土高原沟壑区土层疏松，地表支离破碎，剥蚀切割严重。全年降水总量少，但多为暴雨，集中在7—9月，可占全年降水的60%以上。同时，日温差可达10～25 ℃。由于暴雨洪水冲刷，或出现连续降雨，塬面逐年缩减，形成陡坡地形，造成水土流失严重。

1.2 土壤肥力降低，土地退化严重

在水力侵蚀作用下，土壤中有机质大量流失，生产能力降低，越来越贫瘠；在重力侵蚀的作用下，坡地增多，塬面面积减少，降低了土地的持水力、透水性，加之毁林开荒等人类活动，造成土地退化加剧。

1.3 泥沙淤积河道，旱涝灾害不断

区域内大量的泥沙被冲刷至河道，造成每年河道中淤积4亿t泥沙，河床不断抬高，导致洪涝灾害极易发生。同时，由于水土流失严重，降水难以蓄积，造成地下水补充不足，干旱的发生几率升高。

1.4 农田破坏加剧

黄土高原沟壑发展十分迅速，其沟壑密度可高达8 km/km2以上（一般为2～5 km/km2），地面裂度最高可超过65%（一般为20%～50%），切割深度可达200 m以上。沟壑面积越来越大，农田面积被支解得越来越小，农田破坏越来越严重。

1.5 生态系统遭到严重破坏

20世纪50年代以来，通过开展大规模的水土保持工作，使局部环境有所改善，但由于整体治理难度大，其恶化趋势尚未根本遏制。据相关统计表明，黄土高原地区林草措施保存面积不足1/3，且多为幼龄林或低效林。由于土壤水分不足，林木生长受到抑制，人工造林效果不佳。

1.6 气候条件更加恶劣

随着社会经济的发展，煤炭、石油等工矿企业迅速发展，过度开采造成黄土高原沟壑区水土流失的加剧，人类活动造成植被破坏严重，使原本恶劣的气候条件更加严重，而气候条件的恶劣更加剧了水土流失，形成一种恶性循环。

2 黄土高原沟壑区水土流失治理现状

为遏治水土流失，针对黄土高原沟壑区的地貌特点，黄委会西峰水保站科技工作者早在20世纪50年代初期就提出了“保塬固沟”的治理途径，即自上而下在塬、坡、沟的3个部位因害设防、综合治理，称“三道防线”治理模式。“固沟”的“沟”是塬面以下的坡、沟2个部分的通称。20世纪90年代以前，这种治理模式在实施中偏重于治塬和坡，下沟很少，进入21世纪，在对塬和坡治理的同时，推进了沟道治理，骨干坝、水库、拦蓄於地坝、谷坊、植物绿篱等治沟工程在各个水土保持工程中实施。

2.1 塬地保护

治塬是治理水土流失的主要环节，可以促使流域减沙，防治沟头前进，防止塬面被切，面积减少。近年来，在塬边修建涝池、沿沟缘线修建防护工程等进行沟头防护；同时加强塬面梯田的修建，进行平田整地、建设经济林等，通过引进新技术、新材料、改变耕作措施、调整种植结构及实行地膜覆盖、免耕技术等，建成大面积苹果、桃、杏等果园，是黄土高原沟壑区农民主要经济来源，果园水土保持综合治理就成了塬面治理的主要组成部分。采用了果园覆草、果园生草、果园套种、旱地果园穴贮肥水地膜覆盖、黄土高原旱地果园土壤蓄水保墒技术、地膜覆盖模式及相关技术、AGRI-SC免深耕土壤调理剂的使用及果园集雨节灌技术等，起到了很好的保护塬面作用，同时大大提高了当地农民的经济收入。

2.2 坡面治理

坡面水土流失治理遵循水土保持法，即禁止在25°以上陡坡地开垦种植农作物。在25°以上陡坡地种植经济林，应当科学选择树种，合理确定规模，采取水土保持措施，防止造成水土流失。在25°以下坡段修建水平梯田，实施坡改梯工程，在梯田内建设果园、农作物耕种等；25°以上实行了退耕还林还草工程，采取封山禁牧等，通过修建水平阶、水平沟、鱼鳞坑、反坡梯田等整地工程，采用集水种草、林草混交、乔灌混交等模式进行坡面治理，起到了蓄水保土作用。

沟谷是产沙的主要部位，也是治理后经济和减沙方面可以显著收效的部位。从南小河沟几十年的治理成果看，在进行大型骨干坝、小型淤地坝、谷坊等工程措施建设的同时，修建柳谷坊、造林种草等植物工程措施，针对高含沙水流的易冲、易淤的特性，能显著、快速地减少水土流失，增加经济收入，改善人民生活。

沟谷治理后淤成的坝地、沟谷地土壤含水率高，有机质等养分含量较高，是良好的农业用地。目前部分沟道地、坝地只是种植玉米、小麦等农作物，大部分未被利用，长期闲置，成为杂草丛生的撂荒地。

3 黄土高原沟壑区植被建设的主要途径

3.1 植被建设现状

黄土高原地区沟壑纵横，地形破碎，立地条件差，干旱少雨，土壤贫瘠，适宜种植的植物品种稀少；仅有的植物栽培、布设缺乏科学的规划设计，不能因地制宜地推广植物新品种；加之过度放牧和掠夺式经营，造成有限的林草极度破坏、表土流失严重、裸地、基岩显露，阻碍了生态环境建设。

3.2 植被建设的主要途径

党的十八大提出了“大力推进生态文明建设，加大环境保护力度，推进荒漠化、水土流失等的综合治理”，党和国家十分重视黄土高原的生态环境建设和经济开发问题。尤其在生态环境建设中，黄土高原地区近几年建立了多个植物研发基地，并筛选出许多优良植物，对当地适生植物的发展起到积极作用。但是，仍有许多地区缺少适宜的植物，特别缺乏生态、经济效益俱佳的优良植物，在一定程度上限制了生态环境建设和经济开发工作的进程。为了加快黄土高原的区域治理和经济开发步伐、缩短治理周期，先后从国内外引进多种优良水土保持植物新品种，在消化、吸收的基础上，并积极进行示范、推广，取得了显著的效果。通过近10年启动的国际先进农业科学技术项目“水土保持优良植物引进”、水利部技术示范项目“黄土高原菌草生态工程技术的示范应用”等项目，使这一想法变为现实，并引进、驯化、利用外来植物，加速了黄土高原地区的生态建设，而且作用明显、收效快，增产潜力大，能在短期内获得显著的成效。通过引种途径既可以丰富黄土高原地区的植物资源，又可利用黄土高原地的自然优势，增加多种产品供应。尤其是在自然条件恶劣的地区，根据不同类型区、各种地形地貌选育出适宜性强的植物，为荒沙化地区的治理起到引介作用。实践证明，开展植物引种工作，在黄土高原地区具有广阔的发展前景。

4 菌草在生态建设中的作用

4.1 治理黄土高原严重的生态环境问题

黄土高原是世界上水土流失最为严重的地区之一，水土流失面积达43万km2，每年流失土壤约40亿t。该区气候干燥，地形破碎，土质疏松，林草品种较少，种质退化相对严重。从当地生态、经济、社会等多方面综合考虑，引进国内外水土保持植物，驯化后推广种植，丰富区域内的植物品种、促进生态环境建设、发展当地生产、减少入黄泥沙，减轻下游河道淤积，促进黄河中游地区水土保持工作，具有十分显著的经济和社会效益。菌草的引进栽培对于加快水土流失的防治，改善生态环境，指导这一地区的开发建设和人类活动具有重要的现实意义。

4.2 促进黄土高原地区各行业生产的蓬勃发展

黃土高原林草种植结构较为单一，建立复合式立体林草种植模式对提高土地利用率、发展林牧业，十分重要。该区土壤瘠薄、粮食产量低下，充分利用巨菌草、绿洲1号、高丹草、苏丹草等菌草生长速度快、产草量高的特性，既能作为牛、羊等家畜的优质饲草，又能作为食用菌、药用菌基质，实现一草多用的目标，同时还能改良土壤。将黄土高原大面积的沟道地和坝地全部利用种植巨菌草、绿洲1号、高丹草、苏丹草等菌草，既可固土保水，又可增加当地农民的收入，在缺期内获得较好的社会、生态和经济效益。

4.3 丰富中国的植物基因资源库

基因资源是当今社会一类十分重要的资源。拥有了种类繁多的基因，就拥有了对生物工程的控制权。从国内外引进不同种类的植物基因，进行异地保存，防止基因资源的丧失，并通过基因资源相互之间的嫁接、拼合、重组等，可为综合开发利用提供丰富的物质资料。

4.4 减少径流，控制水土流失

在水土流失严重的黄土高原沟壑区，土壤瘠薄，种树难，成活率低，即使成林，也常常形成空中绿化，地面缺乏覆被物。而菌草不同，它可以实现当年种植，当年即可全部覆盖地面。一方面由于菌草茎叶的截留作用，可以有效地防止雨滴直接飞溅地面而减少径流；另一方面由于巨菌草、高丹草、苏丹草等分蘖多，呈丛生型生长，可以有效地分散、延缓、减少径流。通过建设减水径流小区长20 m、宽5 m（均为投影值，小区斜长20.71 m，高差5.36 m），坡度15°，机械压实整修进行减水减沙观测试验，巨菌草区、高丹草区、苏丹草区平均含沙量比对比区（裸地区）减少62.64%、68.50%、62.46%；巨菌草区、高丹草区、苏丹草区平均冲刷量比对照区（裸地区）减少55.78%、72.25%、72.57%。这样菌草就构成了保护土壤的防线，因而控制水土流失的效果十分显著，同时也使土壤肥力提高，植物生长的生态环境就可以得到改善，减少入黄泥沙，沙尘暴危害就能得到控制。

4.5 增加土壤有机质，改良土壤

有机质是土壤养分的重要来源，是土壤微生物生命活动的能源，对土壤物理、化学和生物性质都有深刻的影响，被认为是衡量土壤质量的重要指标之一，其组成成分之一的胡敏酸，是形成水稳性团聚体的胶结物质，其对于改善土壤渗透性、增强土壤抗冲力起着重要作用，是形成抗冲性土体构型的物质基础，有机质在团聚体形成过程中具有不可替代的作用，而且形成的多为大粒径的团聚体，丰富的有机质有利于形成良好的土壤理化性质。菌草种植前后土壤养分分析结果表明，巨菌草种植1年后，坡地0～60 cm土层有机质平均含量为9.30 g/kg，比种植前空地（8.36 g/kg）高11.24%；坝地种植后0～20 cm土层有机质含量为9.90 g/kg，比种植前（8.72 g/kg）高13.53%。全磷、全钾种植后比种植前均有所增加；碱解氮和速效钾土壤含量种植巨菌草后均比种植前减少，而有效磷比种植前增加。说明种植巨菌草可增加土壤有机质，改良土壤结构，提高土壤的抗冲能力。

5 菌草引种适宜性及栽培技术

5.1 巨菌草

巨菌草在黄土高原沟壑区播种后，出苗、分蘖期生长较慢，进入拔节期生长迅速，产草量很高[1-2]。无灌溉条件下的沟道地和坝地生长快，分枝众多，形成稠密的草层，植株高度坝地最高达460 cm，平均高度420 cm，沟道地平均高度达375 cm。鲜草产量可达81～109 t/hm2，干草产量可达17.8～24.0 t/hm2。坡地种植需有灌溉条件的地方，若在无灌溉条件的坡地种植，持续40 d无降雨而发生干旱时，测得其0～60 cm土壤平均含水率为6.37%时，植株发黄枯萎。巨菌草生态经济利用价值很高，植株鲜嫩多汁，牲畜适口性好，利用时间长，大型养殖厂鲜草收购价为350元/t，经济收入2.84万～3.84万元/hm2。适生条件：年降水量400～600 mm，年均温4～14 ℃，≥10 ℃积温1 700～4 400 ℃，无霜期110～280 d。

巨菌草春季播种，播种前将巨菌草节芽放入清水中浸泡12 h以上。采用条播方式，行距50 cm，株距20 cm，沟深6～7 cm，覆土厚4～5 cm。要及时清除杂草，做好苗期管理。

5.2 高丹草

高丹草在黄土高原沟壑区播种后，出苗快，生长迅速，产草量较高。无灌溉条件下的沟道地和坝地生长快，分枝众多，形成稠密的草层，植株高度坝地平均高度300 cm，沟道地平均高度达310 cm。鲜草产量可达40.5～51.0 t/hm2，干草产量可达11.3～15.0 t/hm2。坡地种植需有灌溉条件的地方，无灌溉条件的坡地种植，持续40 d无降雨而发生干旱时，测得其0～60 cm土壤平均含水率为6.37%时，植株发黄枯萎。高丹草生态经济利用价值很高，抽穗期植株鲜嫩多汁，牲畜适口性好，利用时间长，大型养殖厂收购鲜草价为350元/t，经济收入2.84万～3.84万元/hm2。适生条件：年降水量400～600 mm，年均温4～14 ℃，≥10 ℃积温1 700～4 400 ℃，无霜期110～280 d。

高丹草春季播种，播種前将种子晾晒2 d，采用条播方式，行距30 cm，沟深3～4 cm，覆土厚2～3 cm。苗期要及时间苗、清除杂草，做好苗期管理工作。

5.3 苏丹草

苏丹草在黄土高原沟壑区播种后，出苗快，生长迅速，产草量较高。无灌溉条件下的沟道地和坝地生长快，分枝众多，形成稠密的草层，植株高度坝地平均高度290 cm，沟道地平均高度达276 cm。鲜草产量可达40.5～60.0 t/hm2，干草产量可达10.5～15.0 t/hm2。坡地种植需有灌溉条件的地方，无灌溉条件的坡地种植，持续40 d无降雨而发生干旱时，测得其0～60 cm土壤平均含水率为6.37%时，植株发黄枯萎。高丹草生态经济利用价值很高，抽穗期植株鲜嫩多汁，牲畜适口性好，利用时间长，大型养殖厂收购鲜草价为350元/t，经济收入2.84万～3.84万元/hm2。适生条件：年降水量400～600 mm，年均温4～14 ℃，≥10 ℃积温1 700～4 400 ℃，无霜期110～280 d。

苏丹草春季播种，播种前将种子晾晒2 d，采用条播方工，行距30 cm，沟深3～4 cm，覆土厚2～3 cm。苗期要及时间苗、清除杂草，做好苗期管理工作。

6 菌草在黄土高原地区的发展前景

菌草的引种成功对丰富区域内的植物品种、促进生态环境建设、发展当地经济、减少入黄泥沙、减轻下游河道淤积、促进黄河上中游地区水土保持工作具有显著的经济和社会效益，对加快水土流失的防治、改善生态环境、指导这一地区的开发建设和人类活动具有重要的现实意义[3-4]。

提高水土流失的防治效果，必须改变传统单一的办法，走综合防治之路。结合生态环境建设和需要，加强生态、新品种引种方面的研究和技术推广。生态治理、环境建设与生态项目建设紧密结合，通过恢复植被，增加植被覆盖度，结合退耕还林、还草工作，利用沟道地、坝地发展人工种草，建植优质人工草地，为畜牧业发展提供优质饲草，为食用菌、药用菌提供基质，减少畜牧业对天然草场的依赖和压力，可从根本上解决牲畜饲草不足、菌类生产基质短缺等问题，逐步实现草地畜牧业的集约化经营。在黄土高原要逐步建立农牧林相结合的生态经济体系，植树造林、种草养畜，实行草、灌、乔相结合，有利于恢复黄土高原生态平衡，使黄土高原实现持续稳定生产，生态环境进一步改善，生产力水平逐步提高[5-6]。

引种成功的巨菌草、高丹草、苏丹草等菌草在黄土高原的适应性强，可提高土壤肥力，形成团粒结构，有助于形成良好的土壤抗蚀性能和渗透性能，确保其水保性能的正常发挥。其发展前途看好，可应用推广于黄土高原地区，作为治理水土流失、生态环境的恢复与重建、改善生态环境条件、改良天然草场的优良草种，为再造一个“山川秀美”的西北地区贡献力量。

7 参考文献

[1] 宋静，程现光，穆胜国，等.黄土高原沟壑区巨菌草引种试验[J].现代农业科技，2017（17）：242-244.

[2] 张家福.浅议菌草在云南种植的社会效益和经济效益[J].农村实用技术，2016（3）：26-27.

[3] “黄土高原菌草生态工程技术示范应用”项目进展顺利[J].中国水土保持，2016（9）：3.

[4] 林兴生，林占熺，林冬梅，等.低温胁迫5种菌草的抗寒性评价[J].草业学报，2013，22（2）：227-234.

[5] 林兴生，林占熺，林冬梅，等.荒坡地种植巨菌草对土壤微生物群落功能多样性及土壤肥力的影响[J].生态学报，2014，34（15）：4304-4312.

[6] 谢长海，王培丹，刘艳玲，等.巨菌草对干旱胁迫的生理响应及相关性分析[J].北方园艺，2015（2）：129-133.