多维度跨时域饲草丰产技术推动我国草牧业产能提升

文│师尚礼 曹文侠

“优质牛羊，源自优质饲草”。我国食物结构深刻变化带来的粮食安全潜在威胁主要体现为饲料粮压力的上升，传统农业势将难以应对。中国工程院院士任继周教授于2014年就提出，我国饲草料需求将是口粮需求的2.5倍。改革开放40年来，我国居民的人均牛羊肉消费分别增加了15倍和20倍。而牛羊作为食草性动物，主要依靠高产优质的绿色饲草营养体供应。随着牛羊肉消费的逐年增加，饲草料的有效供给与安全保障，将直接影响国家粮食安全。作为饲料，饲草营养体无论以能量计还是以蛋白营养计，其产量均数倍于作物籽实生产。因此，我国的食物安全保障应在保证口粮安全的基础上，大力发展饲草种植，促进草食家畜产业的发展，在不断优化我国食物结构的同时，实现我国农业的健康发展。

随着农业供给侧结构性改革的推进，传统畜牧业按照“稳猪、增牛羊”的思路加快生产结构调整，以牛羊为主的草食畜牧业比例逐步提高，草食畜牧业发展带动了饲草产业的发展。充足的优质饲草供应是促进草食畜牧业快速发展的基础。近年来，我国饲草生产在规模和技术水平上均取得了较大发展，但与养殖业的发展需求相比仍有较大缺口，每年还需进口大量草产品以满足奶牛等优质高产家畜养殖对优质饲草的需求。2020年，我国草产品进口总量达172.2万吨，同比增加6%，国内牧草产品供给缺口仍存在不断扩大的趋势。为缩小我国对优质饲草供给缺口，开发优质粗饲料资源已成为当前迫切需要解决的问题。2019年农业农村部应时启动了“优质青粗饲料资源开发利用示范”项目，欲通过项目带动大力提升优质粗饲料产能，并改变单一作物种植系统为粮食—饲草—畜禽要素完整的复合农业系统，有效解决优质饲草短缺、土壤系统退化和农产品结构失衡等矛盾，保障畜产品供给和粮食安全。同时，通过项目的实施，探讨有效解决当前草产品产能与效能低，饲草资源利用率低、产品单一等问题，破解我国饲草生产与家畜养殖对优质饲草需求在时间与空间上的割裂及规模化养殖所导致的环境问题，实现饲草生产充足、草畜转化高效、畜产品优质和环境安全的目标。

我国饲草产能不足的问题，主要源于没能根据各生态区气候资源禀赋差异，开发饲草、作物种植配置及耕地土壤改良与养分循环利用技术。因此，建立并优化粮草、草—草耦合的种植模式与轮作技术势在必行。我国饲草资源存在利用率低、产品单一等问题，主要表现在优质饲草高品质青贮限制因子破除和不良气候条件下干草调制关键技术缺乏。另外，饲草纤维高效降解、生物安全型青贮发酵和干草调制添加剂开发，以及适宜反刍家畜成型发酵TMR牧草产品、单胃家畜牧草型液态饲料及多元化草产品创制的研究与示范不够。

针对我国草产业与养殖业关联度低、饲草转化率低和产业效益低下的问题，重点建设规模型饲草基地和高效养殖区，通过资源优化配置，发展适度规模化草畜种养循环模式，创新草—畜系统耦合及生态种养生产要素配置及循环模式，破解饲草供给与家畜养殖需求在时间与空间上的割裂，形成多维度跨时域的草畜一体化高效发展技术或模式，不断提升草牧业综合效益。

草畜系统效能提升，必须提升饲草种植技术、饲草加工技术、提升草畜结合水平和饲草转化率的技术路线，构建作物—饲草—家畜要素完整的复合农业系统和配置技术。多年来，我国围绕优质饲草生产和种草养畜中亟待解决的问题，在优质饲草新品种选育，草田轮作栽培，饲草生产、加工、转化利用，草畜禽生态种养循环等领域开展了大量研究与技术创新，解决了草食家畜营养不平衡问题。此外，还研究提高土壤质量的轮作模式，研发了干草、青贮草、牧草型液态饲料及饲草TMR等草产品的提质加工关键技术，分析了草产品在牛、羊、猪、鸡等动物饲粮中的应用效果及其畜产品品质调控技术，建立饲草种植—家畜养殖—粪污发酵—沼液还田等区域高效粮草耦合模式、牛羊猪禽等种养和环保一体化循环模式及生态种养循环利用模式，为多维度跨时域饲草丰产技术的突破打下了坚实的基础。

但是，由于我国地域辽阔、气候多样，不同饲草、作物在时间、空间尺度上的科学配置及耕地土壤改良与养分生态循环利用方面差异巨大。在规模化饲草种植区、规模化种养结合区及草原牧草生产区，优化并建立粮—草耦合、草—草协同的种植模式与轮作系统，明确饲草营养体生物量增产，优质饲草高品质青贮限制因子、限制技术与破除技术需求，研发饲草高水分、低温等不良发酵条件下发酵原理及有氧稳定性技术，以及不良气候条件下饲草高品质干草调制中的水分散失技术及营养损失减少技术，建立畜禽饲草型日粮配置与转化机制，解决规模化饲草基地建设和高效养殖区资源优化配置机制的差异。

为了保障我国粮食安全和食品安全，有效解决草业科技对产业的支撑，进一步促进草食畜牧业高质量发展，农业农村部实施“优质青粗饲料资源开发利用示范”项目，组织全国饲草种植、加工、草畜转化和畜产品提质增效领域的相关专家，以优质粗饲料产品研发与加工利用技术研发与示范为核心，推动我国草牧业发展提档升级。专家们立足优质青粗饲料产能提升的瓶颈问题，尤其是在我国耕地资源有限的背景下，基于多年技术研究工作积累，重点从农作制度与种植模式及土地综合生产力提升方面，按照任继周院士提出的“时、地、度、法”多维度跨时域的科学观点进行技术创新，助力我国草牧业高质量发展。

依托“优质青粗饲料资源开发利用示范”项目，专家团队发挥草田轮作制度研究之长，经过认真的交流分析，形成了多维度跨时域饲草生产技术创新思路。专家们认为，近年来我国规模化饲草产业的发展多基于单一草种种植与增产增收，没有能够充分利用土地资源、气候资源和不同饲草种间协同共生增产效应，未能实现区域性土地资源和气候资源潜力挖掘和增收效益的最大化。单一的饲草种植生产不仅土地产出效益低，还由于生产者重用地轻养地，造成土壤肥力下降与耕地退化等问题。加之规模化经营草业生产过程中过量施用化肥，加剧土壤团粒结构破坏，导致土壤养分淋溶引发水体污染、农田二氧化碳排放升高等重大生态与环境问题。

基于此，以多样性草种和品种配置为手段，应用农作制度中草田轮作、套作、间作、混作等栽培模式，遵从农业生态系统“时、地、度、法”四维法则，在饲草种或品种多样性配置上响应协同促生的“法”之维，在生产时序上科学安排“时”之维，在土地布局上以水平和垂直空间科学安排“地”之维，在土地生产潜力挖掘上以承载力为前提确定适宜的“度”之维，统筹和集成农业资源，形成饲草多维度跨时域丰产技术，提高土地资源与气候资源利用率，提升饲草生产能力与产量，是优化粮、饲、经济作物结构平衡及家畜安全生产的有效措施。

多维度跨时域饲草丰产技术，以草田轮作、套作、间作、混作配置的植物种或品种间协同促生栽培方式的集成技术作为核心内容，在耕地资源紧缺和土壤肥力日趋下降的情况下，以不断提高有限土地资源的产出效益增加农产品产量。饲草多维度跨时域丰产技术的优势在于全面集成“土、肥、水、种”四大农业资源要素和“密、保、管、工”四大农业技术要素，依据“水、土、气、热”生态环境要素使区域间的农业生产系统耦合，全面提升生产力，增加土地当量比，同时减少化学肥料和农药施用，并增加生物多样性和土地可持续利用。多维度跨时域丰产技术实现草地生态系统与作物生态系统的有效耦合，促进农业种植业结构的优化调整，可实现农牧并举，是解决当前饲草饲料短缺、改善土壤肥力和提高整个农业系统生产效率的重要举措。间作和套作技术被认为在农业生产中提高单位土地面积粮食或饲草饲料产量的有效方式，并使植物减产的风险降到最低，是发展可持续农业生产的有效栽培措施之一。但在选择多维度跨时域丰产技术的轮、套、间、混作草种或品种时，需要充分考虑土壤、气候、饲草种或品种等因素，以减少对生存空间、养分、水分或光照的竞争。而充分利用不同饲草种在生长期的时空交错性、养分利用的互补协同性，达到增产增效的目标，是体现现代可持续发展生态农业理念的技术模式。

畜牧业发达国家在栽培饲草、建立人工草地时，十分重视多样性饲草的混合栽培模式，对于建立放牧地或长期稳定利用的草地意义尤为重大，还解决了许多地区单独种植禾本科饲草或豆科饲草不能充分利用草种和空间资源、草地利用年限等制约草牧业发展的问题。轮、套、间、混作充分利用不同饲草与饲料作物的优点，取长补短、相互促进，不仅能提高饲草的产量，延长草地利用年限，还能改善饲草的营养，提高饲草适口性，利于调制和青贮，成为“优质青粗饲料资源开发利用示范”项目的亮点。

充分利用多维度跨时域饲草丰产种植技术，建立作物—饲草—家畜要素完整的复合农业系统，既是实现饲草种植量质提升、饲草产品多样、饲草转化高效、草畜结合紧密的有效途径，也是保障我国畜产品安全和食品安全的重要措施，还是实现我国农牧区生态、经济和社会可持续发展和农牧民增收、农业可持续发展的必然要求，同时将成为可持续农业与生态环境保护的一项重要制度。