丛 慧,杨知建,肖 静,赵志丽
(湖南农业大学草业生态研究所,长沙410128)
随着经济社会的发展和城市化建设的加快,我国食物构成和粮食需求正在发生变化。据测算,从1989到2003年人均口粮下降了63 kg,14年来口粮消费量共下降0.45亿吨,可供2.7亿新增人口需要。而同期我国实际新增人口数量只有1.65亿,每年节余的口粮大大高于每年新增人口对口粮的需要量。新增人口不构成粮食压力,而同期动物性食品逐年上升,其上升幅度与口粮下降幅度大体相对应,约为人均增加63 kg。随着动物性食物消费的不断增加,至2020年口粮需求为2亿吨,饲料粮消费则增加到5亿吨。因此,饲料用粮已成为粮食消费增长的主要推动力,任继周院士提出“2+5”模式是我国食物构成的新趋势[1]。提高粮食生产、确保粮食安全一直是我国农业的重要任务,也是解决三农问题的重要前提。我国要有效解决粮食安全问题,必须改变传统的农业生产方式而向草地农业转变[2]。
草地农业是一种生态型农业,将牧草引入传统耕地农业,在保证谷物生产水平的基础上,充分利用光、热、水、土等资源,提高第一性生产的生产效率,同时为第二性生产提供优质、充足、廉价的饲料资源[3],符合节约、高效、生产和生态兼顾、可持续发展等现代化农业的特征。我国南方气候温暖湿润,年降水量1 000~2 000 mm,年均温12~22℃,光能辐射总量3 600~6 300 MJ/m2·a,无霜期长,自然条件十分优越[4]。另外,南方草地面积很大,总面积约为7 958万公顷,占土地总面积的30.5%,有较广的草山草坡、果园、冬闲田、疏林草地等,可以发展不同类型的草地农业模式。
南方地区地形多样,其中70%以上的土地为丘陵和山地[5],其余为平原地区。丘陵山地多为草地、疏林地和旱作农业,平原地区大多为水稻种植区,不同垂直带生态条件有差异,发展草地农业的模式则明显的不同。本文将对南方地区草地农业的发展模式予以讨论,并分析了南方草地农业的发展对策,以期对南方草地农业的进一步发展有所启示。
南方低海拔平原地区,多为水稻产区,一年两熟或三熟收获后主要种植油菜等作物,但经济效益不高导致水稻农区出现大量冬闲田。据预测,南方有2 000万公顷的秋冬闲田有待开发利用[6]。草田轮作即根据各种草种和作物的茬口特性,将计划种植的不同草种和作物按种植时间的先后排成一定顺序,在同一块土地上轮换种植的种植制度,不仅能为家畜提供优质牧草,同时提高农田系统的生产力[7]。从1989年开始在广东进行黑麦草—水稻草田轮作系统的理论研究及应用推广工作以来,草田轮作在南方发展十分迅速[8]。
研究表明,南方利用冬闲田发展种草养畜,干草产量可达7.5~15.0 t/hm2,按70%的转化率计算,再配合草地的开发利用,则可实现0.13~0.33 hm2冬闲田1个羊单位[9]。广东省冬闲田种植黑麦草,每公顷黑麦草养鹅可节省生产成本33 750元[10]。刘建平等在云南红河州冬种多花黑麦草饲喂畜禽试验,平均每公顷产鲜草150 t,一季可获纯收入12 000元[11]。四川省稻田冬季种植多花黑麦草,每公顷干物质产量可达15 000 kg,用于饲养兔、鹅、山羊或奶牛,可增加收入15 000~37 500元[12]。广西“百万改良牛养殖技术集成示范”项目组2006~2009年间利用冬闲田种植黑麦草试验表明,冬闲田种植多花黑麦草平均鲜草量达80~150 t/hm2,为奶水牛提供了丰富的草料,同时种草区土壤容重比休闲区下降了9.4%,土壤有机质增加27.0%,促进了农作物增产[13]。特别是豆科牧草,具很强的固氮能力,冬闲田轮作豆科牧草潜力巨大,紫云英一年可以固氮80 kg/hm2,相当于200 kg尿素[14]。梁海军等在湘南冬闲田种植紫云英,早、晚稻产量分别提高20.9%和73.4%,年经济效益达38 637 元/hm2[15]。
南方水稻区冬闲田是重要的草地农业资源,充分利用冬闲水稻田种草,可提高土地利用率,同时粮食作物输出的秸秆和牧草,作为家畜的饲料,可有效缓解饲料资源不足的问题。另外,对于提高土壤有机质含量,促进土壤理化性质的改善,增加水土保持能力,减少环境污染,改善生态条件有重大意义,可实现生态和经济效益最大化。今后草田轮作的推广研究应围绕以下几个方面展开:1)适宜轮作的农作物及牧草品种选育;2)具有地域代表性的轮作模式及管理技术示范;3)草产业链模式构建与示范[16]。
南方丘陵区有许多果园,可以用于种草养畜。在果园套种优质牧草,适时收割牧草饲养家畜,发展无公害畜牧业,家畜的排泄物,为果园提供有机肥,同时建立沼气池处理废弃物,沼液渣可直接用于果园或栽培菌类,生产的沼气可提供生活燃料,形成果-草-牧-沼的良性循环。该模式充分利用果园生态系统内的光、温、水、气、养分及生物资源等,减少化肥农药用量对环境的污染,减少水土流失,增加土壤有机质,改善园区小气候,生态和经济效益显著[17]。
翁伯奇等对闽北丘陵山地生态果园套种牧草提供青饲料研究表明,约0.7~0.8 hm2套种牧草量可满足1头奶牛饲草需求,每年可节约成本762元[18]。李国怀等对在南方果园覆盖百喜草进行了研究,柑橘园种植百喜草后,土壤容重由1.30 g/cm3下降到1.17 g/cm3,土壤有机质质量分数由0.98%提高到1.42%,土壤碱解 N、速效 P、K、Fe、Zn等养分含量均有所提高[19]。赖德芳等对闽东南低丘台地实施果-草-牧-菌-沼生态农业模式进行了研究,结果表明果园种草农民年均纯收入达37 758.3元/hm2,且提高土壤含水量8.80% ~20.07%,增加土壤有机质含量6.86%,夏、秋季地表温度降低11.3~19.6 e[20]。在三峡库区柑橘园发展果草牧沼生态模式研究表明,柑橘园种草养畜可减少橘园80%以上的药肥投资,是实行生态经济农业的可行途径[21]。浙江金华的农户在柑橘园连续套种紫云英4 a,柑橘品质提高,产量达21 210 kg/hm2,比未套种时增产46%,同时养殖鸡、鹅、羊、兔等又增加一大笔收入[22]。福建省实施的“果-草-牧-沼”生态果园示范推广项目,在坎下果场建立示范基地16.67 hm2,经济效益明显,两年果场产量增加10万kg,利润增加21.6万元,节约化肥、农药等生产成本13.1万元,出栏生猪6 000头,建设沼气池600 m3,村民节省电气薪材成本19.44万元[23]。
在南方丘陵地区利用果园空隙种植牧草,发展复合型生态农业具有巨大潜力,同时也存在一定的风险,这与放牧家畜的种类和载畜量、放牧时期和果园的种类等有关,果园的牧草尽量采用刈割的方式,家畜的喂养利用舍饲管理。
南方丘陵地区小流域是重要的农业生产基地[24],水热条件丰富,在保护其生态环境的前提下,充分利用山塘周边的一切空地、荒地和农田广种高产优质的青绿饲料如苏丹草、黑麦草、象草、紫云英等以种草养鱼为主[25],并进行果园、林地的开发,综合草、果、林、鱼、禽养殖,可以防止水土流失,减少山区水库泥沙淤积,成本低,效益高,对农村经济持续发展和生态保护意义重大。
据研究,人工种植黑麦草养鱼,每增重1 kg需黑麦草17~23 kg,而养肉牛每增重1 kg需黑麦草71 kg。1994年江西长安园艺场在水库沿岸进行猪、渔、沼、果复合生态果园试验,果园行间种百喜草,山下建渔池,4年果园产果200 t,鱼3万kg,总产值150万元,获利50万元[26]。李科云对长沙县百倍冲水库内的果、林地和附近荒山种植牧草养鱼进行了研究,库内鲜鱼产量提高7~8倍,泥沙淤积量每年减少5 160 m3,经济和生态效益明显[27]。目前南方地区种草养鱼研究较少,有待进一步开发、应用。
我国南方农区草山草坡总面积有近8 000万公顷,其中适宜建立人工草地发展草食畜禽的约占总面积的80%,能较易开发为人工草地的约占总面积的30%,可开发利用的面积很大[28]。20世纪80年代以来,农业部先后在南方实施了30多个草地畜牧业开发项目,证明经改良的草地0.067~0.133 hm2可养1只优质绵羊,生产力是北方草地的6~10倍[29]。据江西省资料,通过农牧结合建设人工草场对草山草坡进行综合开发1~3年后,水土流失得到有效控制,土壤中有机质、全氮、速效氮、速效磷、速效钾含量分别达24.88,1.43,91.2,17.0和58.8 mg/kg,均比开发前有了较大幅度的增加,土壤的理化性状得到了明显改善[30]。
人工草地是现代化畜牧业生产体系中一个关键组成部分,可以弥补天然草地产草量不足的问题,同时为家畜提供质优、量多的牧草。此外,人工草地还具有防风固沙、保持水土、改良土壤、调节小气候等多方面的生态作用。人工草地较陡坡地、裸地减少土壤侵蚀量90%以上,比坡地农田减少80% ~90%,比坡地天然草地减少70%左右[31]。经济效益上就单位面积人工草地来看,建设投入1 900元/hm2左右,建成后年收益在4 500元/hm2左右[32]。20世纪80年代以来,我国南方人工草地的建植、管理等一系列配套技术已趋于成熟。特别是南方岩溶地区建植人工草地水热条件优越,如1988年建立的云贵高原人工草地养畜试验区,仅两年经营草地畜牧业总产值达70多万元,牧场“内六户”人均纯收入达1 690.65元,是威宁县农民人均纯收入的8倍以上[33];云贵高原的禾本科—豆科人工草地,产草量可提高5~8倍,粗蛋白提高8~10倍,1 hm2可养奶牛1头,年产奶3 000~3 500 kg,0.66 hm2可养肉牛1头,指标已接近新西兰人工草地的生产水平[34]。因此,在南方山区特别是生态脆弱的喀斯特地区,人工草地有重要的生态意义[35]。
南方草地畜牧业发展缓慢,草产品供应不足,建立一个完善的草地畜牧业研究体系成为当务之急。政府应在资金、政策、科学技术上给予大力支持,建立草业管理体制,积极探索适合南方农区种植的牧草品种及生产模式,草产品深加工及相关产业的发展技术[36]。同时加强对农民的技术培训,以科技为支撑,推动南方农区草业的高效转变。
国家对畜牧业发展十分重视,提出应合理开发南方草山草坡,同时随着我国农业结构调整和人们食物消费结构的变化,发展农草畜耦合的产业体系成为必然趋势。农牧耦合将牧草种植、动物饲养、生产加工和能源开发结合起来,物质循环、能量流动互惠互利,逐步建立成现代化草地农业的产业链,并配套发展畜牧业加工及相关产业的设备、科研服务,形成草地畜牧业的第一性生产力[37]。目前国内农牧系统耦合生产的关键技术有草田轮作技术、农田作物秸秆再利用技术、家畜宿营技术和全日制放牧技术[14]。
我国南方水热资源丰富,但光照量相对不足,由于自然条件的限制,尤其冬季不适宜作物生长。南方农区主要以水稻为经济作物,冬季水稻收割后仍有大量冬闲田未充分利用,以湖南省为例,冬闲田面积达113.6万公顷[38]。因此可利用冬季闲田种植优质牧草,推动畜牧业发展的转型,将单一的耕地农业转变为草地农业。农区有丰富的作物秸秆等农副产品,可以通过氨化、青贮技术将其转化为饲料,实现资源的高效持续利用,节约生产成本,解决畜牧业饲料不足问题。同时为适应市场需求变化,必须调整畜牧产业结构,充分利用非粮型饲料资源发展草食家畜生产。
南方有大面积的山地有待开发,草地农业是现代化农业的发展趋势。通过对南方水热条件较好的草地进行农牧耦合,发展人工草地和现代化畜牧业形成产业链,减少对粮食的依赖,提高抵御自然灾害的能力。我国草地畜牧业主要以天然草地放牧为主,同时长期低投入和过度利用,草地发生不同程度退化,严重制约着畜牧业发展。因此要逐步减少天然草地放牧,建立高产优质的人工草地,积极发展集约化、生态友好型的畜牧业生产,使天然草地以放牧为主的生产功能逐渐转变为生态服务功能。
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