國際草田耕作制度研究進展

王 琦，師尚禮，曹文俠

（甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 草業(yè)學(xué)院/草業(yè)生態(tài)系統(tǒng)教育部重點實驗室/甘肅省草業(yè)工程實驗室/中－美草地畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展研究中心，甘肅 蘭州 730070）

根據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組織定義，草田耕作制是介于休閑制與常年耕作制之間的一種粗放耕作制，是在地廣人稀的土地上進行的一種牧草和作物輪作、混作和間作、休閑等種植方式。近些年草田耕作制度主要形式包括草田輪作、草田間作和草田混作等內(nèi)容。澳洲牧草耕作制度主要采取一種綜合性農(nóng)作物種植和草地放牧相互交替的農(nóng)牧制度，是谷物生產(chǎn)與畜牧生產(chǎn)相結(jié)合的制度，同時對噴灌系統(tǒng)、除草劑、硝化抑制劑和石灰的使用相當(dāng)普遍。有機，可持續(xù)畜牧業(yè)和生物多樣性是歐洲國家牧草耕作制度發(fā)展的前沿。發(fā)展非機械化、非現(xiàn)代化和綠色農(nóng)牧業(yè)是近些年美國牧草耕作制度發(fā)展趨勢。保護當(dāng)?shù)刂参锖蜕锒鄻有允欠侵迖夷敛莞髦贫劝l(fā)展前沿，采用政策主要包括植物基因資源的保護和評估、種子篩選、種子生產(chǎn)和種子管理等，同時非洲國家注重豆科牧草研究。亞洲大部分國家人均土地資源較少，將家畜養(yǎng)殖和農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)相結(jié)合，尤其對小規(guī)模生產(chǎn)農(nóng)牧業(yè)家庭，部分地區(qū)干旱，集雨和地膜覆蓋種植牧草相當(dāng)普遍，研究發(fā)現(xiàn)，該游牧方式有利于保持亞洲國家牧草穩(wěn)定性和雜草防除，同時發(fā)現(xiàn)新技術(shù)是提高亞洲牧民生產(chǎn)能力和謀生能力的重要手段。

從國際牧草耕作制度研發(fā)前沿看，豆科牧草與牧草或作物間套作可以提高牧草產(chǎn)量及土地利用率，同時牧草和作物間存在互補作用，從而提高牧草和作物產(chǎn)量和質(zhì)量。選用豆科牧草，如白三葉（Trrifolium repens），與其他牧草和作物間套作能增加豆類牧草含量及牧草產(chǎn)量，同時間套作具有較強抗凍能力和較高營養(yǎng)價值。并且豆科牧草與其他牧草和作物間套作可以緩沖季節(jié)、土壤、昆蟲、病害和管理措施等。

1 國際草田耕作制度主要應(yīng)用技術(shù)

1.1 播種對牧草產(chǎn)量和質(zhì)量的影響

Celebi等［1］在土耳其東部凡城省研究不同紫花苜蓿（Medicago sativa）播種行距（20、30、40、50、60和70 cm）對雜草密度和紫花苜蓿產(chǎn)量的影響，紫花苜蓿播種量20kg/hm2。結(jié)果表明，第1年生，當(dāng)行距為20，30和40cm時，紫花苜蓿干草產(chǎn)量和粗蛋白含量均達到最大值；第2年生，當(dāng)行距為20cm時，紫花苜蓿干草產(chǎn)量和粗蛋白含量達到最大值。Komarek［2］在捷克共和國Jevicko東部草地試驗基地研究播種行距（5、10、15和20cm）和播種深度（5、10、15和20cm）對紅三葉（Trifolium pratense）建植的影響。結(jié)果表明當(dāng)行距為15cm時，在任何播種深度的紅三葉植株數(shù)量達到最大值，植株地上干物質(zhì)量與地下干物質(zhì)量存在正相關(guān)。播種行距對紅三葉建植起關(guān)鍵性作用。播種行距10cm和播種深度5cm為紅三葉建植的最佳組合。Ostrem等［3］在挪威西部菲亞勒Fureneset農(nóng)場研究播種期和冬天霜凍對多年生黑麥草（Lolium perenne）和貓尾草（Phleum pratense）補償性生長的影響。結(jié)果顯示，霜凍可以導(dǎo)致根系和禾本科植物補償性生長，在3～4月，根系生長大于地上部分生長。早期播種（5～6月播種）地上干物質(zhì)量和根系生物量大于后期播種（10月播種），并且后期播種的越冬性較差。如果發(fā)生中等霜凍，從1～3月各個作物發(fā)生補償性生長，貓尾草忍受霜凍最多至4月?？偺妓衔飶?0月份至次年3月一直增長，尤其冬天比較硬的植物總碳水化合物含量最高，然后4月開始下降。

1.2 刈割和加工對牧草產(chǎn)量和質(zhì)量的影響

John等［4］在美國俄克拉荷馬州蒂而曼縣瓦爾納農(nóng)場和珍愛縣紅河農(nóng)場研究刈割對柳枝稷（Panicum virgatum）生物產(chǎn)量及營養(yǎng)成分的影響。結(jié)果表明，收割2茬的植株氮含量和植株吸氮量均是收割1茬的2倍。如果柳枝稷牧草雙重用于牧草和生物能源材料，應(yīng)在柳枝稷營養(yǎng)生長階段（春天－夏天）收割。Tessema等［5］在埃塞俄比亞東部Haramaya大學(xué)研究中心研究去葉頻度（建植后60，90和120d去葉）和修剪高度（地面修剪高度5、10、15、20和25cm）對象草（狼尾草）（Pennisetum alopecuroides）的干物質(zhì)量及營養(yǎng)價值的影響。結(jié)果表明，象草干物質(zhì)量和酸性洗滌纖維隨去葉頻度減少而增加，灰分含量、粗蛋白和半纖維素含量隨去葉頻度增加而增加。修剪高度對象草營養(yǎng)成分不產(chǎn)生顯著性影響。Visser等［6］在突尼斯東南Jeffara海岸平原梅德寧干旱研究所研究刈割頻率（不刈割、早刈割、晚刈割和早晚刈割）對干旱草原建植的影響。研究結(jié)果表明，刈割對針茅（Stipa capillata）種苗存活率和地上干物質(zhì)量影響不顯著。一年生植物種對針茅生長不影響，針茅1年可以忍受大于1次的刈割。

Olorunnisomo和Ayodele［7］在尼日利亞阿多－?；俅髮W(xué)教育和研究實習(xí)農(nóng)場基地，研究牧草加工措施對玉米（Zea mays）和莧屬植物營養(yǎng)價值的影響，研究結(jié)果顯示，自然風(fēng)干玉米、干莧屬植物和玉米混合料（50∶50）、自然風(fēng)干莧屬植物、青貯飼料玉米、青貯莧屬植物和玉米混合飼料（50∶50）和青貯莧屬植物飼料的可消化值分別為0.718、0.607、0.573、0.737、0.553和0.526。

1.3 施肥和灌溉對牧草產(chǎn)量和質(zhì)量影響

John等［4］在美國俄克拉荷馬州蒂而曼縣瓦爾納農(nóng)場和珍愛縣紅河農(nóng)場研究施氮量和收獲期對柳枝稷生物產(chǎn)量及營養(yǎng)成分的影響。結(jié)果表明，當(dāng)施氮量從0增加到225kg/hm2，柳枝稷結(jié)實期（10月）、凍霜后期（12月）和孕穗期（次年6月）生物產(chǎn)量從10.4×106，10.8×106和12.2×106kg/hm2增加到13.7×106，14.6×106和21.0×106kg/hm2。Olanite等［8］在尼日利亞Ogun州立大學(xué)農(nóng)業(yè)與教育研究農(nóng)場，研究黑高粱（Sorghum bicolor）的農(nóng)業(yè)栽培措施及其營養(yǎng)價值。試驗結(jié)果表明，當(dāng)施氮量為144～149kg/hm2和株距×行距等于0.5m×0.5m時，黑高粱干物質(zhì)產(chǎn)量能達到最大值（3 500～3 740kg/hm2）。施氮量為51～97kg/hm2和株距行距為1.0m×1.0m 時，黑高粱地上干物質(zhì)產(chǎn)量為3 020～3 240kg/hm2。黑高粱干物質(zhì)粗蛋白含量變化范圍為61～89g/kg，中性洗滌纖維含量變化范圍為700～734g/kg。由于氮肥價格較高和環(huán)境污染等方面考慮，尼日利亞種植黑高粱的推薦施氮量為50～100kg/hm2。Chakwizira等［9］在新西蘭基督城林肯農(nóng)場研究施磷對甘藍型油菜（Brassica napus）生長的影響。結(jié)果表明，當(dāng)施磷量從0增加到60kg/hm2，甘藍型油菜的干物質(zhì)量從3 730 kg/hm2增加到5 000kg/hm2，收獲時葉莖比從22～31下降至10.3。施磷處理的葉面積指數(shù)顯著高于不施磷，施磷處理的截獲的太陽輻射量比不施磷增加8%。Hajek和Polakova［10］在捷克共和國波希米亞南部研究刈割、施石灰和施肥對不同牧草生長特性影響。結(jié)果表明，如果不考慮處理影響，物種豐富度指數(shù)和生物產(chǎn)量隨生長年限增加而增加。苔草屬的蓋度隨生長年限增加而減少，拂子茅屬的蓋度不隨生長年限發(fā)生變化。施石灰和施肥能增加拂子茅屬的株高和蓋度，刈割、施石灰和施肥對研究區(qū)域牧草物種多樣性不產(chǎn)生顯著性影響。Cop等［11］采用裂區(qū)設(shè)計，刈割頻率作為主區(qū)，施肥量作為副區(qū)，在斯洛文尼亞盧布爾雅那濕地草原研究刈割頻率和施肥對禾本科植物組成、產(chǎn)量和營養(yǎng)價值的影響。結(jié)果顯示，施肥對增加牧草產(chǎn)量和植物組成的效應(yīng)大于刈割頻率效應(yīng)，增加肥料能增加大樹的比例和非禾本科植物的比例。同時，刈割頻率和施肥對植物多樣性不產(chǎn)生影響。大多數(shù)牧草的地上生物干物質(zhì)量隨施氮量增加而增加，刈割頻率對多數(shù)牧草地上生物干物質(zhì)量影響較小或不產(chǎn)生影響，禾本科植物營養(yǎng)價值與刈割頻率具有很好相關(guān)性。

Heard等［12］研究表明，澳大利亞25% 牧草生產(chǎn)依靠灌溉，大多數(shù)灌溉系統(tǒng)采用畦灌，近些年部分牧民將畦灌改成噴灌用于牧草生產(chǎn)，10年（2001/2002～2010/2011）研究顯示，噴灌可以獲得干草產(chǎn)量2.8×103kg/hm2，相當(dāng)于840＄/（hm2·a），節(jié)約灌溉水2.0×103m3/hm2，相當(dāng)于500＄/（hm2·a）。噴灌系統(tǒng)安裝是1項值得投資工程，噴灌系統(tǒng)可以生產(chǎn)3×103kg/（hm2·a）紫花苜蓿干草產(chǎn)量，相當(dāng)于 1 200＄/（hm2·a），比畦灌解決30%灌溉水。噴灌系統(tǒng)昂貴的安裝費，限制了噴灌系統(tǒng)在澳大利亞牧草管理中的應(yīng)用，因此，以后研究工作重點是確定潛在多年生牧草和紫花苜蓿干草產(chǎn)量和節(jié)水灌溉技術(shù)。

1.4 硝化抑制劑和除草劑在牧草管理中應(yīng)用

Mcdowell和 Houlbrooke［13］在新西蘭基督城 Timaru農(nóng)場研究雙氰胺對羊尿斑塊和牛尿斑塊硝態(tài)氮損失的影響。結(jié)果表明養(yǎng)牛農(nóng)場收集的硝態(tài)氮淋溶量是養(yǎng)羊農(nóng)場的3倍。與不施加雙氰胺的農(nóng)場相比，使用雙氰胺的養(yǎng)牛農(nóng)場硝態(tài)氮淋溶量減少39%，使用雙氰胺對養(yǎng)羊農(nóng)場硝態(tài)氮淋溶量沒有產(chǎn)生顯著性影響。Paton和Piggot［14］在新西蘭旺格雷Ruakaka農(nóng)場利用甘膦除草劑移除東非狼尾草（Pennisetum clandestinum），從而用黑麥草替代。研究結(jié)果表明，秋季噴灑甘膦除草劑、夏季播種黑麥草和秋季播種多年生牧草效果比較顯著。在播種黑麥草和多年生牧草第1年和第2年，東非狼尾草明顯減少；在播種黑麥草和多年生牧草第3年，東非狼尾草減少60%～70%；在播種黑麥草和多年生牧草第4年，東非狼尾草全部移除。

1.5 引種對牧草管理的重要性

Mark等［15］在美國華盛頓西部區(qū)域植物引進中心農(nóng)場利用多因子試驗，研究種植密度、種植區(qū)大小和灌溉對4種植物，分別為家稗（Echinochloa frumentacea）、蕎麥（Fagopyrum esculentum）、向日葵（Helianthus annuus）和絳三葉（Trifolium incarnatum）引種的影響，結(jié)果表明，4種植物壽命超過3年，說明引入種子資源經(jīng)常遇到不穩(wěn)定環(huán)境，種植密度越大生產(chǎn)大粒徑種子越多，種植區(qū)域面積對種子生產(chǎn)的影響較小。灌溉能延長引種壽命和生產(chǎn)較大粒徑種子。Nichols等［16］研究發(fā)現(xiàn)過去15年澳大利亞南部主要種植地下三葉草，澳大利亞亞熱帶地區(qū)可供選擇草田耕作豆科牧草非常有限，同時澳大利亞面臨豆科牧草種類和生物多樣性短缺情況。澳大利亞大眾育種研究所選育出58種一年生和壽命短多年生豆科牧草，牧草選育工作要考慮深根性、抗旱性、硬皮種子含量、酸性土壤接根瘤菌能力、抗蟲、抗病、種子收獲和加工成本，同時利用基因資源、根瘤菌學(xué)、牧草生態(tài)學(xué)和農(nóng)學(xué)、植物病理學(xué)、昆蟲學(xué)、植物生化、動物科學(xué)。研究者發(fā)現(xiàn)豆科牧草混播可以緩沖澳大利亞不同季節(jié)、土壤、昆蟲、病害和管理措施等變化。

1.6 新技術(shù)在牧草種植和家畜養(yǎng)殖中應(yīng)用

Joanne和John［17］研究新技術(shù)對提高牧民生產(chǎn)能力和謀生能力的影響，以亞洲經(jīng)濟和農(nóng)業(yè)欠發(fā)達地區(qū)－東南亞老撾牧民、牧草和家畜為例，利用一個簡化學(xué)習(xí)環(huán)境模擬牧民調(diào)整牧草、家畜禽舍和家畜健康，從而適應(yīng)當(dāng)?shù)厣a(chǎn)狀況和達到擴大生產(chǎn)目的。采用跟蹤采訪和隨時監(jiān)控等措施，從而提高資料可靠性。從2004～2009年，牧民人數(shù)、飼養(yǎng)和肥育家畜及禽舍數(shù)量翻了6倍，取得效益的時間比傳統(tǒng)方式減少50%，結(jié)果表明新技術(shù)對提高系統(tǒng)生產(chǎn)能力非常必要，其技術(shù)包括發(fā)現(xiàn)和尋找簡單和容易培養(yǎng)不同環(huán)境牧民的新技術(shù)、技術(shù)對牧民謀生能力影響、培養(yǎng)當(dāng)?shù)馗母矬w制、培養(yǎng)有潛力農(nóng)業(yè)技術(shù)人員、讓新技術(shù)收益的牧民帶領(lǐng)多數(shù)牧民從事新技術(shù)生產(chǎn)、進行新技術(shù)交流和學(xué)習(xí)、研究機構(gòu)和政府部門進行扶持等工作。

1.7 豆科牧草在非洲農(nóng)牧系統(tǒng)遇到挑戰(zhàn)

Sumberg［18］研究表明，豆科牧草在非洲農(nóng)牧系統(tǒng)發(fā)揮非常重要作用，在過去70年豆科牧草篩選在非洲農(nóng)業(yè)成為研究熱點，但現(xiàn)實生活中牧民和養(yǎng)殖戶對篩選的豆科牧草應(yīng)用積極性不高，研究者呼吁牧民和養(yǎng)殖戶關(guān)注豆科牧草研究應(yīng)用，尤其關(guān)注生物物理和社會經(jīng)濟因素制約豆科牧草引進，應(yīng)該把生物物理和社會經(jīng)濟因素看作農(nóng)牧系統(tǒng)財產(chǎn)，并且合并到技術(shù)的設(shè)計說明中，如果忽視該觀點，豆科牧草會一直持續(xù)限制非洲農(nóng)牧業(yè)研究、生產(chǎn)和應(yīng)用。

1.8 澳洲主要牧草及種植和管理模式

澳大利亞部分地區(qū)氣候與中國半干旱區(qū)相似，根據(jù)自然條件，澳大利亞逐步形成和發(fā)展一種綜合性農(nóng)作物種植和草地放牧相互交替的農(nóng)牧制度。近年澳大利亞將一年生苜蓿引入種植制度，建立小麥（Triticum aestivum）（或大麥（Hordeum vulgare））一年生苜蓿（或三葉草）草田輪作制。草田輪作改善澳大利亞半干旱區(qū)生態(tài)環(huán)境，同時促進畜牧業(yè)發(fā)展，使農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)進入良性循環(huán)。在澳大利亞和新西蘭將三葉草與其他牧草（紫花苜蓿、黑麥草、濱藜（Atriplex patens）、菊苣（Cichorium intybus）、蝸牛苜蓿）混播、牧草與灌木混播，施石灰和施肥（主要是磷肥）可以增加土壤肥力和牧草產(chǎn)量，同時提高家畜（牛、羊和鹿）生產(chǎn)能力。澳大利亞25% 牧草生產(chǎn)依靠灌溉，為了節(jié)約灌溉水和減少灌溉水引起污染，大部分牧民將畦灌改成噴灌。噴灌系統(tǒng)安裝是1項投資較大工程，但噴灌系統(tǒng)可以生產(chǎn)較多牧草干草產(chǎn)量和節(jié)約灌溉水。由于灌溉和施肥引起地表水和地下水污染，澳大利亞和新西蘭采用硝化抑制劑（DCD）提高氮肥利用效率和減少硝態(tài)氮淋溶。

Lowe［19］在澳大利亞昆士蘭亞熱帶區(qū)（從Rockhampton至Taree）研究澳大利亞亞熱帶區(qū)的溫帶植物分布狀況。結(jié)果表明，溫帶植物和熱帶植物是澳大利亞亞熱區(qū)主要牧草，灌溉是牧草生產(chǎn)的關(guān)鍵因素，施無機氮肥是黑麥草和三葉草生產(chǎn)的關(guān)鍵因素，黑麥草或黑麥草和三葉草混播是澳大利亞亞熱區(qū)主要冷季型牧草。飼用狼尾草是澳大利亞熱帶區(qū)主要牧草，播種前需要較好的基床準(zhǔn)備，播種后進行覆蓋。通過多年生牧草和黑麥草混播，混合草料干草產(chǎn)量為15～21×103kg/hm2，顯著高于當(dāng)?shù)啬撩褚话隳敛莞刹莓a(chǎn)量（7～14×103kg/hm2）。黑麥草對冠柄銹菌抵抗能力高于燕麥。盡管牧民不喜歡種植高羊茅（Festuca arundinacea），但高羊茅和搶救雀麥草既可以刈割，又可以放牧，播種簡單。盡管播種第3年，某些疾病使白三葉草牧草產(chǎn)量降低，但白三葉草是澳大利亞亞熱帶區(qū)抗性較強的牧草。在澳大利亞亞熱帶區(qū)冬天，白三葉草生長穩(wěn)定，并且產(chǎn)量較高，埃及三葉草生長不穩(wěn)定，且產(chǎn)量較低。紫花苜蓿單播或與其他牧草混播，在灌溉和自然降雨條件下其產(chǎn)草量較高，具有較強抗葉冠病抵能力。蟲害在澳大利亞不嚴重，真菌病在澳大利亞相當(dāng)普遍，引起許多牧草減產(chǎn)，需要大量防治。

1.9 牧草與作物間套作提高牧草產(chǎn)量和質(zhì)量

Olorunnisomo和 Ayodele［7］在尼日利亞阿多－?；俅髮W(xué)教育和研究實習(xí)農(nóng)場基地，研究間套作和施肥對玉米和莧屬植物產(chǎn)量和營養(yǎng)價值影響。結(jié)果顯示，玉米單作的肥料效應(yīng)大于莧屬草與玉米間套作。2006年莧屬草和玉米干草產(chǎn)量為7.1×103kg/hm2和12.6×103kg/hm2；2007年莧屬草和玉米干草產(chǎn)量分別為6.9×103kg/hm2和11.3×103kg/hm2。玉米干草和莧屬植物干草粗蛋白含量分別為90.0g/kg和227.0g/kg。間套作可以提高牧草產(chǎn)量及土地利用率，但間套作不能提高玉米產(chǎn)量。玉米草的可消化值高于莧屬植物，同時高于玉米和莧屬植物混合料。當(dāng)玉米和莧屬植物間套作，玉米具有較高粗蛋白含量，說明莧屬植物可以補充玉米間作系統(tǒng)，使玉米具有較高粗蛋白。Contreras－Govea等［20］在美國威斯康辛大學(xué)阿林頓農(nóng)業(yè)研究試驗站對庫拉三葉草、草蘆（Phalaris arundinacea）和紫花苜蓿的產(chǎn)量、營養(yǎng)價值及青飼料發(fā)酵進行研究。結(jié)果表明，庫拉三葉草和草蘆間作具有較強抗凍能力和較高營養(yǎng)價值，如果美國北部受到冬天凍害影響，庫拉三葉草和草蘆混播可以作為最佳種植模式，該模式可以代替紫花苜蓿種植。將庫拉三葉草和草蘆的干草產(chǎn)量、營養(yǎng)價值和青貯飼料特性與單作紫花苜蓿進行比較，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，庫拉三葉草和草蘆間作的干草產(chǎn)量比第1年生紫花苜蓿提高23%～57%，與第2生紫花苜蓿的干草產(chǎn)量沒有顯著性差異。第1年生紫花苜蓿青貯料的pH低于庫拉三葉草和草蘆混合青貯料，第2年結(jié)果相反，主要原因是混合草料中庫拉三葉草成熟度和比例不同。庫拉三葉草和草蘆混合青貯料的乳酸濃度低于第1年生和第2年生苜蓿青貯料。紫花苜蓿青貯料比庫拉三葉草和草蘆混合青貯料具有較高粗蛋白含量。

1.10 牧草混作提高牧草產(chǎn)量和質(zhì)量

Annicchiarico和Proietti［21］在意大利北部洛迪通過挑選白三葉，從而提高植物競爭能力，拓寬白三葉和其他牧草的兼容性，增加豆類牧草含量及牧草產(chǎn)量。研究結(jié)果表明，大于30% 白三葉和其他牧草混播可以提高牧草干產(chǎn)草量。白三葉包括研究者自己篩選的白三葉（Giga）和其它來自 Aran、Espanso、Fantastico和Regal的白三葉。牧草包括鴨茅（Dactylis glomerata）、雜種黑麥草、意大利黑麥草（Lolium multiflorum）和高羊茅。研究結(jié)果表明，收獲時，與其他白三葉與牧草混播相比，自己篩選的白三葉與牧草混播具有2倍以上的白三葉比例 （P＜001）和較低雜草比例（P＜001），同時具有較高的干草產(chǎn)量。研究者沒有發(fā)現(xiàn)白三葉與牧草之間的間作效應(yīng) （P＞005）。

1.11 牧草與作物輪作提高牧草產(chǎn)量和質(zhì)量

研究結(jié)果顯示，紫花苜蓿－大麥輪作的大麥籽粒產(chǎn)量比大麥連作提高17.4%～40.4%［22］，紫花苜蓿－小麥輪作的小麥籽粒產(chǎn)量比小麥連作提高18.2%～336.1%［23］，紫花苜蓿－向日葵輪作的向日葵籽粒產(chǎn)量 比 向 日 葵 連 作 提 高 51.3% ～100.1%［24］。Hobbs［25］研究顯示，紫花苜蓿－小麥輪作小麥蛋白質(zhì)含量（14.2%）大于小麥連作（13.4%），紫花苜蓿－高粱輪作高粱蛋白質(zhì)含量（10.8%）大于高粱連作（8.9%）。Lattaa等［26］在澳大利亞西部Jerramungup和Newdegate研究紫花苜蓿和一年生地下三葉草（subterranean clover）與小麥輪作對牧草產(chǎn)量和質(zhì)量的影響，結(jié)果表明，由于紫花苜蓿利用夏季降雨使其牧草生物量 （5～7×103kg/hm2）明顯高于一年生三葉草生物量 （3～4×103kg/hm2），紫花苜蓿與小麥輪作小麥籽粒產(chǎn)量達（2×103kg/hm2）明顯高于一年生三葉草與小麥輪作小麥籽粒產(chǎn)量（1.7×103kg/hm2），與1年生三葉草與小麥輪作相比，紫花苜蓿與小麥輪作具有較高小麥籽粒蛋白質(zhì)含量和較高水分利用效率。

2 國際草田耕作制度發(fā)展方向

澳大利亞逐步形成和發(fā)展一種綜合性農(nóng)作物種植和草地放牧相互交替的農(nóng)牧制度，是谷物生產(chǎn)與畜牧生產(chǎn)相結(jié)合的制度。發(fā)展有機，可持續(xù)和生物多樣性畜牧業(yè)是歐洲聯(lián)盟國家牧草耕作制度發(fā)展的前沿。該政策主要包括有機農(nóng)牧業(yè)系統(tǒng)建立、環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展的農(nóng)牧業(yè)系統(tǒng)測定和鑒定方法、有機農(nóng)牧業(yè)和市場價格相結(jié)合、有機農(nóng)牧業(yè)系統(tǒng)資質(zhì)確認，推進有機農(nóng)牧業(yè)發(fā)展模式和運作機制等。有機農(nóng)牧業(yè)普遍采用低投入和低收入辦法。近些年歐洲國家發(fā)展高自然價值農(nóng)牧業(yè) “High Nature Value farming”，高自然價值農(nóng)牧業(yè)是一個可持續(xù)發(fā)展和低強度農(nóng)牧系統(tǒng)，該系統(tǒng)有利于保護生物多樣性。發(fā)展非機械化和非現(xiàn)代化農(nóng)牧業(yè)是美國牧草耕作制度發(fā)展趨勢，美國部分牧民給動物喂養(yǎng)天然牧草有利于奶、肉、蛋和其他畜牧產(chǎn)品質(zhì)量的提高，甚至不需要存放谷物、干草、稻草的倉庫或家畜禽舍，只需要將木柵欄或防風(fēng)減速帶作為隔離家畜的防護欄，不需要收割牧草，家畜自己可以采食，有利于雜草防除和動物肥料撒播。非洲發(fā)展共同體和糧農(nóng)組織對保護非洲牧草耕作制度和畜牧業(yè)產(chǎn)品銷售、維護當(dāng)?shù)啬撩袷杖牒蜕a(chǎn)積極性具有非常重要作用。由于受生物多樣性和食物資源減少等威脅，獲得和保護植物基因資源，保護當(dāng)?shù)刂参锖蜕锒鄻有允欠侵弈敛莞髦贫劝l(fā)展前沿。為保護非洲當(dāng)?shù)刂参锖蜕锒鄻有院涂沙掷m(xù)發(fā)展農(nóng)牧業(yè)，非洲發(fā)展共同體和糧農(nóng)組織采用的政策包括植物基因資源的保護和評估、種子篩選、種子生產(chǎn)和種子管理等。

在亞洲大部分國家，谷物 （主要小麥和大麥）是當(dāng)?shù)刂饕r(nóng)作物，豆科作物（鷹嘴豆（Cicer arietinum）、扁豆（Lablab purpureus）和蠶豆（Vicia faba））種植面積占耕地面積5%～10%。為了克服大量耕作地閑置和降水經(jīng)常性短缺等因素，將家畜養(yǎng)殖和農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)相結(jié)合，家畜養(yǎng)殖是該地區(qū)農(nóng)牧業(yè)的主要經(jīng)濟收入，尤其對生產(chǎn)規(guī)模較小的農(nóng)牧業(yè)家庭。近些年農(nóng)牧業(yè)發(fā)展主要依靠降水資源的高效利用和農(nóng)牧業(yè)草的基因型發(fā)展研究。同時注重農(nóng)牧業(yè)發(fā)展和管理，比如肥料應(yīng)用、耕作制度提高、雜草控制。地膜覆蓋能減少土壤表面蒸發(fā)和降雨資源利用率，但剩余作物秸稈和地膜容易被家畜采食，因此，政府禁止普通地膜覆蓋，提倡可降解地膜覆蓋。根據(jù)劍橋國際研究項目研究 （Cambridge－based International Research Project）結(jié)果，牧草退化程度隨不同國家的牧草管理不同而不同。比如，由于大面積采用固定式和機械化農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)技術(shù)，俄羅斯和中國的部分地區(qū)牧草出現(xiàn)不同程度的退化，但蒙古國家大部分地區(qū)保持游牧方式，其方式有利于保持牧草穩(wěn)定性和雜草防除。新技術(shù)是提高亞洲牧民生產(chǎn)能力和謀生能力的重要手段，調(diào)整牧草、家畜禽舍和家畜健康狀況，從而使其適應(yīng)當(dāng)?shù)厣a(chǎn)狀況和達到擴大生產(chǎn)的目的，這些技術(shù)包括尋找和發(fā)現(xiàn)簡易培養(yǎng)不同環(huán)境牧民的新技術(shù)、改革當(dāng)?shù)啬敛莞髦贫?、培養(yǎng)有潛力農(nóng)業(yè)技術(shù)人員、讓收益牧民帶動更多牧民從事新技術(shù)生產(chǎn)、進行新技術(shù)交流和學(xué)習(xí)、研究機構(gòu)和政府部門對新技術(shù)扶持等工作。

3 結(jié)論

澳大利亞部分地區(qū)氣候與中國半干旱區(qū)相似，根據(jù)自然條件，澳大利亞逐步形成和發(fā)展一種綜合性農(nóng)作物種植和草地放牧相互交替的農(nóng)牧制度，是谷物生產(chǎn)與畜牧生產(chǎn)相結(jié)合的制度。近年澳大利亞將一年生苜蓿引入種植制度，建立小麥（或大麥）－一年生苜蓿（或三葉草）草田輪作制。草田輪作改善澳大利亞半干旱區(qū)生態(tài)環(huán)境，同時促進畜牧業(yè)發(fā)展，使農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)進入良性循環(huán)。為了節(jié)約灌溉水和減少灌溉水引起污染，澳大利亞將畦灌改成噴灌，采用硝化抑制劑提高氮肥利用效率和減少硝態(tài)氮淋溶。蟲害在澳大利亞不嚴重，真菌病在澳大利亞相當(dāng)普遍。發(fā)展有機和可持續(xù)發(fā)展畜牧業(yè)和生物多樣性是歐洲聯(lián)盟國家牧草耕作制度發(fā)展的前沿。該政策主要有機農(nóng)牧業(yè)系統(tǒng)建立、環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展的農(nóng)牧業(yè)系統(tǒng)測定和鑒定方法、有機農(nóng)牧業(yè)和市場價格相結(jié)合、有機農(nóng)牧業(yè)系統(tǒng)資質(zhì)確認，推進有機農(nóng)牧業(yè)發(fā)展模式和運作機制等。發(fā)展非機械化和非現(xiàn)代化農(nóng)牧業(yè)是近年美國牧草耕作制度發(fā)展趨勢，主要包括抗生素、激素、化肥、殺蟲劑、除草劑減少使用等。由于受生物多樣性和食物資源減少等威脅，獲得和保護植物基因資源，從而保護當(dāng)?shù)刂参锖蜕锒鄻有允欠侵弈敛莞髦贫劝l(fā)展前沿。同時豆科牧草研究在非洲農(nóng)牧系統(tǒng)發(fā)揮非常重要作用。在部分亞洲國家，將家畜養(yǎng)殖和農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)相結(jié)合，同時注重農(nóng)牧業(yè)發(fā)展和管理，比如肥料應(yīng)用、耕作制度提高、雜草控制。集雨和地膜覆蓋種植牧草相當(dāng)普遍。通過對俄羅斯、中國和蒙古國家游牧方式比較，研究發(fā)現(xiàn)游牧方式有利于保持牧草穩(wěn)定性和雜草防除。新技術(shù)是提高亞洲牧民生產(chǎn)能力和謀生能力重要手段。

從國際牧草耕作制度研發(fā)前沿看，豆科牧草與牧草或作物間套作可以提高牧草產(chǎn)量及土地利用率，同時牧草和作物間存在互補作用，從而提高牧草和作物產(chǎn)量和質(zhì)量。選用豆科牧草，如白三葉，與其他牧草和作物間套作能增加豆類牧草含量及牧草產(chǎn)量，同時間套作具有較強抗凍能力和較高營養(yǎng)價值。并且豆科牧草與其他牧草和作物間套作可以緩沖季節(jié)、土壤、昆蟲、病害和管理措施等變化。

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