叢 慧,楊知建,肖 靜,趙志麗
(湖南農業大學草業生態研究所,長沙410128)
隨著經濟社會的發展和城市化建設的加快,我國食物構成和糧食需求正在發生變化。據測算,從1989到2003年人均口糧下降了63 kg,14年來口糧消費量共下降0.45億噸,可供2.7億新增人口需要。而同期我國實際新增人口數量只有1.65億,每年節余的口糧大大高于每年新增人口對口糧的需要量。新增人口不構成糧食壓力,而同期動物性食品逐年上升,其上升幅度與口糧下降幅度大體相對應,約為人均增加63 kg。隨著動物性食物消費的不斷增加,至2020年口糧需求為2億噸,飼料糧消費則增加到5億噸。因此,飼料用糧已成為糧食消費增長的主要推動力,任繼周院士提出“2+5”模式是我國食物構成的新趨勢[1]。提高糧食生產、確保糧食安全一直是我國農業的重要任務,也是解決三農問題的重要前提。我國要有效解決糧食安全問題,必須改變傳統的農業生產方式而向草地農業轉變[2]。
草地農業是一種生態型農業,將牧草引入傳統耕地農業,在保證谷物生產水平的基礎上,充分利用光、熱、水、土等資源,提高第一性生產的生產效率,同時為第二性生產提供優質、充足、廉價的飼料資源[3],符合節約、高效、生產和生態兼顧、可持續發展等現代化農業的特征。我國南方氣候溫暖濕潤,年降水量1 000~2 000 mm,年均溫12~22℃,光能輻射總量3 600~6 300 MJ/m2·a,無霜期長,自然條件十分優越[4]。另外,南方草地面積很大,總面積約為7 958萬公頃,占土地總面積的30.5%,有較廣的草山草坡、果園、冬閑田、疏林草地等,可以發展不同類型的草地農業模式。
南方地區地形多樣,其中70%以上的土地為丘陵和山地[5],其余為平原地區。丘陵山地多為草地、疏林地和旱作農業,平原地區大多為水稻種植區,不同垂直帶生態條件有差異,發展草地農業的模式則明顯的不同。本文將對南方地區草地農業的發展模式予以討論,并分析了南方草地農業的發展對策,以期對南方草地農業的進一步發展有所啟示。
南方低海拔平原地區,多為水稻產區,一年兩熟或三熟收獲后主要種植油菜等作物,但經濟效益不高導致水稻農區出現大量冬閑田。據預測,南方有2 000萬公頃的秋冬閑田有待開發利用[6]。草田輪作即根據各種草種和作物的茬口特性,將計劃種植的不同草種和作物按種植時間的先后排成一定順序,在同一塊土地上輪換種植的種植制度,不僅能為家畜提供優質牧草,同時提高農田系統的生產力[7]。從1989年開始在廣東進行黑麥草—水稻草田輪作系統的理論研究及應用推廣工作以來,草田輪作在南方發展十分迅速[8]。
研究表明,南方利用冬閑田發展種草養畜,干草產量可達7.5~15.0 t/hm2,按70%的轉化率計算,再配合草地的開發利用,則可實現0.13~0.33 hm2冬閑田1個羊單位[9]。廣東省冬閑田種植黑麥草,每公頃黑麥草養鵝可節省生產成本33 750元[10]。劉建平等在云南紅河州冬種多花黑麥草飼喂畜禽試驗,平均每公頃產鮮草150 t,一季可獲純收入12 000元[11]。四川省稻田冬季種植多花黑麥草,每公頃干物質產量可達15 000 kg,用于飼養兔、鵝、山羊或奶牛,可增加收入15 000~37 500元[12]。廣西“百萬改良牛養殖技術集成示范”項目組2006~2009年間利用冬閑田種植黑麥草試驗表明,冬閑田種植多花黑麥草平均鮮草量達80~150 t/hm2,為奶水牛提供了豐富的草料,同時種草區土壤容重比休閑區下降了9.4%,土壤有機質增加27.0%,促進了農作物增產[13]。特別是豆科牧草,具很強的固氮能力,冬閑田輪作豆科牧草潛力巨大,紫云英一年可以固氮80 kg/hm2,相當于200 kg尿素[14]。梁海軍等在湘南冬閑田種植紫云英,早、晚稻產量分別提高20.9%和73.4%,年經濟效益達38 637 元/hm2[15]。
南方水稻區冬閑田是重要的草地農業資源,充分利用冬閑水稻田種草,可提高土地利用率,同時糧食作物輸出的秸稈和牧草,作為家畜的飼料,可有效緩解飼料資源不足的問題。另外,對于提高土壤有機質含量,促進土壤理化性質的改善,增加水土保持能力,減少環境污染,改善生態條件有重大意義,可實現生態和經濟效益最大化。今后草田輪作的推廣研究應圍繞以下幾個方面展開:1)適宜輪作的農作物及牧草品種選育;2)具有地域代表性的輪作模式及管理技術示范;3)草產業鏈模式構建與示范[16]。
南方丘陵區有許多果園,可以用于種草養畜。在果園套種優質牧草,適時收割牧草飼養家畜,發展無公害畜牧業,家畜的排泄物,為果園提供有機肥,同時建立沼氣池處理廢棄物,沼液渣可直接用于果園或栽培菌類,生產的沼氣可提供生活燃料,形成果-草-牧-沼的良性循環。該模式充分利用果園生態系統內的光、溫、水、氣、養分及生物資源等,減少化肥農藥用量對環境的污染,減少水土流失,增加土壤有機質,改善園區小氣候,生態和經濟效益顯著[17]。
翁伯奇等對閩北丘陵山地生態果園套種牧草提供青飼料研究表明,約0.7~0.8 hm2套種牧草量可滿足1頭奶牛飼草需求,每年可節約成本762元[18]。李國懷等對在南方果園覆蓋百喜草進行了研究,柑橘園種植百喜草后,土壤容重由1.30 g/cm3下降到1.17 g/cm3,土壤有機質質量分數由0.98%提高到1.42%,土壤堿解 N、速效 P、K、Fe、Zn等養分含量均有所提高[19]。賴德芳等對閩東南低丘臺地實施果-草-牧-菌-沼生態農業模式進行了研究,結果表明果園種草農民年均純收入達37 758.3元/hm2,且提高土壤含水量8.80% ~20.07%,增加土壤有機質含量6.86%,夏、秋季地表溫度降低11.3~19.6 e[20]。在三峽庫區柑橘園發展果草牧沼生態模式研究表明,柑橘園種草養畜可減少橘園80%以上的藥肥投資,是實行生態經濟農業的可行途徑[21]。浙江金華的農戶在柑橘園連續套種紫云英4 a,柑橘品質提高,產量達21 210 kg/hm2,比未套種時增產46%,同時養殖雞、鵝、羊、兔等又增加一大筆收入[22]。福建省實施的“果-草-牧-沼”生態果園示范推廣項目,在坎下果場建立示范基地16.67 hm2,經濟效益明顯,兩年果場產量增加10萬kg,利潤增加21.6萬元,節約化肥、農藥等生產成本13.1萬元,出欄生豬6 000頭,建設沼氣池600 m3,村民節省電氣薪材成本19.44萬元[23]。
在南方丘陵地區利用果園空隙種植牧草,發展復合型生態農業具有巨大潛力,同時也存在一定的風險,這與放牧家畜的種類和載畜量、放牧時期和果園的種類等有關,果園的牧草盡量采用刈割的方式,家畜的喂養利用舍飼管理。
南方丘陵地區小流域是重要的農業生產基地[24],水熱條件豐富,在保護其生態環境的前提下,充分利用山塘周邊的一切空地、荒地和農田廣種高產優質的青綠飼料如蘇丹草、黑麥草、象草、紫云英等以種草養魚為主[25],并進行果園、林地的開發,綜合草、果、林、魚、禽養殖,可以防止水土流失,減少山區水庫泥沙淤積,成本低,效益高,對農村經濟持續發展和生態保護意義重大。
據研究,人工種植黑麥草養魚,每增重1 kg需黑麥草17~23 kg,而養肉牛每增重1 kg需黑麥草71 kg。1994年江西長安園藝場在水庫沿岸進行豬、漁、沼、果復合生態果園試驗,果園行間種百喜草,山下建漁池,4年果園產果200 t,魚3萬kg,總產值150萬元,獲利50萬元[26]。李科云對長沙縣百倍沖水庫內的果、林地和附近荒山種植牧草養魚進行了研究,庫內鮮魚產量提高7~8倍,泥沙淤積量每年減少5 160 m3,經濟和生態效益明顯[27]。目前南方地區種草養魚研究較少,有待進一步開發、應用。
我國南方農區草山草坡總面積有近8 000萬公頃,其中適宜建立人工草地發展草食畜禽的約占總面積的80%,能較易開發為人工草地的約占總面積的30%,可開發利用的面積很大[28]。20世紀80年代以來,農業部先后在南方實施了30多個草地畜牧業開發項目,證明經改良的草地0.067~0.133 hm2可養1只優質綿羊,生產力是北方草地的6~10倍[29]。據江西省資料,通過農牧結合建設人工草場對草山草坡進行綜合開發1~3年后,水土流失得到有效控制,土壤中有機質、全氮、速效氮、速效磷、速效鉀含量分別達24.88,1.43,91.2,17.0和58.8 mg/kg,均比開發前有了較大幅度的增加,土壤的理化性狀得到了明顯改善[30]。
人工草地是現代化畜牧業生產體系中一個關鍵組成部分,可以彌補天然草地產草量不足的問題,同時為家畜提供質優、量多的牧草。此外,人工草地還具有防風固沙、保持水土、改良土壤、調節小氣候等多方面的生態作用。人工草地較陡坡地、裸地減少土壤侵蝕量90%以上,比坡地農田減少80% ~90%,比坡地天然草地減少70%左右[31]。經濟效益上就單位面積人工草地來看,建設投入1 900元/hm2左右,建成后年收益在4 500元/hm2左右[32]。20世紀80年代以來,我國南方人工草地的建植、管理等一系列配套技術已趨于成熟。特別是南方巖溶地區建植人工草地水熱條件優越,如1988年建立的云貴高原人工草地養畜試驗區,僅兩年經營草地畜牧業總產值達70多萬元,牧場“內六戶”人均純收入達1 690.65元,是威寧縣農民人均純收入的8倍以上[33];云貴高原的禾本科—豆科人工草地,產草量可提高5~8倍,粗蛋白提高8~10倍,1 hm2可養奶牛1頭,年產奶3 000~3 500 kg,0.66 hm2可養肉牛1頭,指標已接近新西蘭人工草地的生產水平[34]。因此,在南方山區特別是生態脆弱的喀斯特地區,人工草地有重要的生態意義[35]。
南方草地畜牧業發展緩慢,草產品供應不足,建立一個完善的草地畜牧業研究體系成為當務之急。政府應在資金、政策、科學技術上給予大力支持,建立草業管理體制,積極探索適合南方農區種植的牧草品種及生產模式,草產品深加工及相關產業的發展技術[36]。同時加強對農民的技術培訓,以科技為支撐,推動南方農區草業的高效轉變。
國家對畜牧業發展十分重視,提出應合理開發南方草山草坡,同時隨著我國農業結構調整和人們食物消費結構的變化,發展農草畜耦合的產業體系成為必然趨勢。農牧耦合將牧草種植、動物飼養、生產加工和能源開發結合起來,物質循環、能量流動互惠互利,逐步建立成現代化草地農業的產業鏈,并配套發展畜牧業加工及相關產業的設備、科研服務,形成草地畜牧業的第一性生產力[37]。目前國內農牧系統耦合生產的關鍵技術有草田輪作技術、農田作物秸稈再利用技術、家畜宿營技術和全日制放牧技術[14]。
我國南方水熱資源豐富,但光照量相對不足,由于自然條件的限制,尤其冬季不適宜作物生長。南方農區主要以水稻為經濟作物,冬季水稻收割后仍有大量冬閑田未充分利用,以湖南省為例,冬閑田面積達113.6萬公頃[38]。因此可利用冬季閑田種植優質牧草,推動畜牧業發展的轉型,將單一的耕地農業轉變為草地農業。農區有豐富的作物秸稈等農副產品,可以通過氨化、青貯技術將其轉化為飼料,實現資源的高效持續利用,節約生產成本,解決畜牧業飼料不足問題。同時為適應市場需求變化,必須調整畜牧產業結構,充分利用非糧型飼料資源發展草食家畜生產。
南方有大面積的山地有待開發,草地農業是現代化農業的發展趨勢。通過對南方水熱條件較好的草地進行農牧耦合,發展人工草地和現代化畜牧業形成產業鏈,減少對糧食的依賴,提高抵御自然災害的能力。我國草地畜牧業主要以天然草地放牧為主,同時長期低投入和過度利用,草地發生不同程度退化,嚴重制約著畜牧業發展。因此要逐步減少天然草地放牧,建立高產優質的人工草地,積極發展集約化、生態友好型的畜牧業生產,使天然草地以放牧為主的生產功能逐漸轉變為生態服務功能。
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