王晓光,史桂清,刘春阁,吴 鹏,王荣焕,陕 红,冯培煜,成广雷
(1北京市农林科学院玉米研究所/玉米DNA指纹及分子育种北京市重点实验室,北京 100097;2北京顺鑫农科种业科技有限公司,北京 100097;3中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所,北京 100081)
玉米是中国主要的农作物,中国是世界第二大玉米生产国和消费国,玉米按收获物和用途可分籽粒玉米、青贮玉米和鲜食玉米三类,其中青贮玉米被称为“饲料之王”[1-3]。
青贮玉米是指对不同阶段的果穗和茎叶进行加工贮藏后,用作饲料的一类玉米[4]。青贮玉米是重要的饲草作物,与一般普通玉米相比,具有生物产量高、纤维品质好、持绿性好、抗性强、摄入量高、消化率高、营养物质含量高、适宜用厌氧发酵的方法进行封闭青贮的特点[5-6]。青贮玉米根据收获器官的不同可以分为青贮专用型、粮饲兼用型和粮饲通用型[7]。青贮专用型玉米指在乳熟期至蜡熟期期间,收获包括玉米果穗的整株玉米,是只适合青贮的玉米品种;粮饲兼用型指玉米在成熟期先收获籽粒用于粮食或饲料,然后再采割青绿的茎叶青贮;粮饲通用型玉米指既可用作普通玉米品种也可用作青贮玉米品种。由于青贮玉米高度的机械化,常年喂用,集中调制,以致饲料的成本大幅降低,因此是畜牧业价格低廉和最为优质的粗饲料来源[8]。随着畜牧业的兴起和发展,青贮玉米必然成为畜牧业的主流。
青贮玉米是世界上发达国家重要的饲料来源,已经进行了大面积的推广种植,据统计,2016 年,美国和欧洲青贮玉米种植面积分别为266.67 万hm2和614.47 万hm2,共占玉米总种植面积的49%[9]。2017年,中国青贮玉米种植面积仅有146.67万hm2,不足玉米总种植面积的4%[10],与欧美国家相比差距巨大。在中国65%~70%的玉米产量用于饲料加工[11],据研究,每公顷青贮玉米可产6750个饲料单位[12],为了大力发展青贮玉米,调整农业的种植结构,发展玉米的不同用途,在农业农村部主导的“粮改饲”政策下,全株青贮玉米成为种养业结合的重要一环,并成为“粮改饲”的主流作物,极大地促进了中国粗饲料产业和畜牧养殖业的发展[13-14]。
与欧美等乳畜业发达国家相比,中国还处于青贮玉米的启蒙时期,对青贮玉米的认识水平较低,利用率低,青贮玉米产业起点更低、起步时间更晚,青贮玉米品种少,全国绝大多数地区均以普通玉米种植为主,在收获玉米果穗后对剩余秸秆部分进行青贮处理,仅少数乳制品企业、大型家畜养殖厂等需要大量青贮的周边地区种植青贮玉米,因而青贮产业规模不够。
另一方面,国内不同地区的青贮产业规模各异,空间分布不均衡。在黑龙江、内蒙古、河北、新疆等地区奶牛养殖业起步早且发展基础好,对青贮饲料的需求量大,从而带动当地青贮玉米产业的发展,促使青贮玉米产业逐渐聚集在东北、华北和西北地区。另外,不同纬度下的青贮玉米的生长发育受气候因子的影响,研究表明:全生育期有效积温是影响青贮玉米的鲜重、干重与雌穗重的主要因素,降水量是影响青贮玉米干重的主要负因子[15]。
根据中国种子协会青贮玉米分会调研结果,当前推广面积较大的青贮玉米品种有:‘京科青贮516’、‘豫青贮23’、‘北农青贮208’、‘雅玉青贮8号’、‘北农青贮356’、‘郑青贮1 号’、‘金岭青贮10 号’、‘京科968、‘桂青贮1号’、‘曲辰9号’等。
产量、抗倒伏性和营养品质是青贮玉米品种审定的重要指标[16]。2002—2020 年,全国累计审定青贮玉米品种333个(国审与各省级区域审定品种综合数目),如图1所示,2002—2007年审定数量达到顶峰,之后逐年下降。2012年到达最低值。随后几年间维持在相对稳定的状态。2016年之后青贮玉米审定品种数量呈现爆发式增长,并于2019年到达峰值50个。这与玉米结构调整和国家粮改饲政策的推行密切相关。
图1 2002—2020年间青贮玉米品种审定数量
结合中国种子协会青贮玉米分会调研结果并参阅部分行业及咨询公司数据,2016 年全国青贮玉米的种植面积约为100 万hm2,同比增幅40%以上。2016年主要种植省份,黑龙江省种植面积7万hm2,同比增幅75.00%;内蒙古自治区种植面积46.67 万hm2,同比增幅76.92%;河北省种植面积5 万hm2,同比增幅25%;陕西省种植面积3.67 万hm2,同比增幅83.33%。2018 年全国青贮玉米的种植面积约为166.67万hm2,黑龙江省种植面积11.5万hm2;内蒙古种植面积48.6万hm2;河北省种植面积14.4万hm2;陕西省种植面积7.9万hm2。
玉米的黄金生产带有很多,其温度、雨水、日照等自然条件都符合玉米栽培要求[17]。很多省份被列为青贮玉米优势产区,如辽宁、内蒙古、黑龙江、河北、新疆、宁夏、北京、山西、天津等地区。
根据咨询公司调查数据对青贮产量与产值进行估算,按奶牛养殖规模(1400 万头,45%为规模化养殖)、肉牛养殖量(存栏6000万头、出栏2400多万头)、羊饲养量(存栏约2.8亿只、出栏约2.7亿只)计算,估计目前每年生产各类青贮饲料约2.6亿t,总产值约870亿元,其中青贮玉米产值约260亿元。
目前已经形成青贮玉米种子企业、青贮栽培托管中介、收获加工机械服务合作社、青贮生产企业、青贮消费企业、养殖粪污处理企业等循环产业链,而且还有相关的青贮耗材、添加剂、机械、信息等行业参与。青贮玉米全产业链协同创新、三产融合、农场和养殖场种养一体无缝衔接、种养业良性生态循环有力地推动青贮玉米产业转型升级和高质量发展。为了使青贮玉米产业链条在空间集聚,增加综合效益,需加大对青贮玉米育种、新技术以及专业机械设备的科技投入[18-19]。
青贮玉米饲料绝大多数为养殖企业(养殖场、养殖户)自用,约占98%,商品青贮饲料只占不到2%[20],就奶牛场而言,青贮玉米饲料主要以自有(租赁)土地自种、发展种植基地或就近收购青贮玉米,奶牛场内自己制作并自用为主,直接购买全株玉米青贮或黄贮的奶牛场很少(部分牛场可能由于存贮量不足,从其他牛场购买少量青贮)。
另外,青贮玉米产品的生产形式,以窖式青贮为主,堆贮、膜式捆贮、袋式捆贮为补充,青贮方式有单贮(将青贮玉米秸秆和果穗分开分别进行青贮)和混贮(玉米茎叶和果穗的全株青贮)[21]。
从种植面积及总产量来看,2014—2016年基本呈现逐年上升的趋势;2016年青贮玉米总产量为6000万t以上,同比增幅逾50%;2016年青贮玉米单产量约60 t/hm2,同比增幅达7%左右。青贮玉米在中国的分布比较广,但产区却相对集中;2017—2019年青贮玉米的使用率逐渐提升,大型奶牛养殖场加大了青贮玉米的使用量,全株玉米青贮使用率达90%以上;在过去,肉牛以及肉羊饲养一般黄贮玉米或牧草为主,但近几年使用青贮玉米的比重逐渐增大。
从全国种植成本及利润分析来看,种植青贮玉米的收益非常可观。根据迅达资讯调研数据,2016年不含租地成本种植收益为10067.25 元/hm2,同比增幅达14.16%,含租地成本种植收益为4101.9元/hm2,同比增幅达97.36%。从调研的情况来看,除非遭遇特殊的自然灾害,青贮玉米种植每公顷产量差距不大,但专用青贮玉米品种和普通玉米品种做青贮生物鲜重差距较大,专用青贮玉米品种一般生物鲜重单产在67.5~112.5 t/hm2不等,单产高者甚至能达到120 t/hm2。普通玉米做青贮玉米使用,单产多数在30~52.5 t/hm2,特别高产者能达到67.5 t/hm2以上。
为了获得最佳的青贮玉米种植效益,需要掌握关键的种植技术科学种植,如加强品种选择、施足基肥、适时播种等;需要加强田间管理,如苗期管理、中耕除草、合理施肥等;需要做好病虫害的防治工作[22]。
青贮饲料主要应用于奶牛、肉牛或羊的日粮中,大约占粗饲料的65%、26%、11%。据研究,全株青贮玉米饲喂奶牛能有效提高奶牛的产奶量,能增强奶牛免疫力,提高乳脂率,进而改善乳品[23-25];青贮玉米喂肉牛能明显提高肉牛的生产性能[26-28];青贮玉米喂羊能提高受胎率,喂肉羊较对照组能使日均增重70 g[29]。国家奶牛产业技术体系/中荷奶业发展中心调研了205 家奶牛场,全株玉米青贮使用率达94.8%,基本代表了国内大中规模奶牛场的使用比例,黄贮使用率为24.9%,代表了中小规模奶牛场的使用比例[30]。可以看出,中国规模奶牛场已经实现了从黄贮到全株玉米青贮的转换。全株玉米青贮作为奶牛的主要粗饲料来源,比普通玉米收获指数高约1.8 倍以上[31],已经得到养殖者的重视,但肉牛和肉羊等反刍动物目前主要日粮仍为黄贮。可以预见,小型奶牛场及肉牛、肉羊等青贮玉米饲喂需求将进一步增加,后期市场潜力较大(表1)。
表1 青贮玉米供需平衡表
青贮玉米产业规模小。中国青贮玉米产业发展还处于初级阶段,青贮玉米在玉米总面积中占比小,仅为4%左右,而德国占85%、欧洲28 国高达40%以上。2020 年中国玉米种植面积4120 万hm2,按人均面积核算,发达国家青贮玉米种植占比是中国的十至几十倍。因此,有限的玉米种植面积也在一定程度上限制青贮玉米产业发展。此外,中国青贮玉米产业在空间上一直处于不平衡的状态,东北部地区的青贮玉米产业发展显著高于其他地区的发展水平,有些地区的青贮玉米产业经营模式为单家独户、分散经营,稳定的商品饲草需求难以形成。
目前,中国青贮玉米产业没有形成产业链间企业共赢体系,产业发展功能不健全,缺少青贮玉米示范推广体系,好品种得不到充分利用,无法实现经济、社会、生态效益的最大化;此外,种植者与养殖者利益不统一,种植户看重高产,养殖户重视品质。
当前青贮玉米产业发展需要通过品种创新,进一步选育高产与优质兼顾的优良青贮玉米新品种,不仅能满足家畜冬春季节青粗饲料的需求[5,32],也能缓解天然草场压力[33-34]。欧美国家的相关大学、企业均有专门的青贮玉米研究机构和人员。国内青贮玉米育种专家凤毛麟角,青贮玉米育种机构更是少之又少,且青贮玉米品种是兼育的多,专育的少。目前,适宜品种的玉米经过青贮后作为饲料,消化率达到60%~70%[35],玉米的营养价值得不到充分利用,在玉米收获后,秸秆直接还田或焚烧,浪费现象严重,且对环境造成极大的污染[36];对青贮玉米品种认识和应用还存在误区,如一些养殖企业拒绝使用含“青贮”名字的玉米品种,认为这些品种产量高但品质不好。因此应加大政策宣传,改变人们的思想观念。
青贮玉米产业发展需要专业技术支持。青贮玉米品种大都缺少生产标准和技术规程,农户缺少专业技术支持,因此在选种方面主要选择普通玉米品种进行栽培种植。
针对以上问题,政府应鼓励农户扩大种植,并发放相应的补贴;应增加科研院所及高校的科研投入,鼓励研究人员对现有品种进行改良或研发新品种;应加大青贮玉米新品种的示范力度,建立公共的新品种示范体系;应组织对青贮玉米基础知识的宣传工作;应提供基础技术支持,指导青贮产业快速有效的发展。
根据下游需求不同,养殖畜牧业订单收购型为主的中大型企业大多以青贮专用型玉米品种为主,粮饲通(兼)用型玉米品种则是另外一条重要的发展方向。据报道,青贮玉米比籽粒玉米的营养物质增加2~3倍。粮饲通用型青贮玉米品种可以调节收获的形式和内容,籽粒效益高时收获籽粒,青贮效益高时作为青贮材料,降低玉米的利用风险,提高经济效益[37]。
全株青贮玉米得到青贮养殖企业(户)认可,种植面积将在一定时期内持续增长。从发达国家人均青贮玉米面积看,以最低人均面积核算,估计中国具有1200万hm2以上青贮玉米种植面积的潜力。普通籽粒玉米做全株青贮的数量将逐步减少,专用青贮玉米和粮饲通用型玉米品种将逐步得到市场认可,育种科研投入及推广力度将进一步加强。种子、种植、养殖、机械、添加剂、加工等相关企业与科研单位合作更加紧密,产业链将进一步融合。
青贮玉米市场将进一步细分,青贮产品必须通过养殖饲喂试验开展系统评价,并逐步建立种植者和养殖者关系平衡、适应市场的青贮玉米定价体系。青贮玉米作为可流通交易商品的比重增加,生产、加工型青贮玉米专业化公司数量增多,与养殖企业博弈能力增强。随着青贮玉米面积的进一步扩大,适合中国国情的青贮玉米收贮机械装备及产业技术研发能力增强,青贮玉米收贮加工机械化水平将进一步提高,粮改饲产业化技术将不断完善。
随着国民经济的发展和人民生活水平的不断提高,畜牧业需求不断加大,发展青贮玉米势在必行。青贮玉米是中国粮改饲政策中主要调增对象,青贮玉米产业的发展有利于种植业结构调整,对奶业振兴、草牧业转型升级与供给侧结构性改革具有重要意义。