湖南省農(nóng)作物秸稈產(chǎn)量及草食動物對其利用現(xiàn)狀

陳 東，黃胥萊，唐啟源

（1.湖南農(nóng)業(yè)大學動物科學技術學院，湖南長沙 410128；2.湖南農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學院，湖南長沙 410128）

中國作為世界第一產(chǎn)糧大國，具有十分豐富的農(nóng)作物秸稈資源。據(jù)資料統(tǒng)計，我國每年可生產(chǎn)約10 億t 秸稈[1]。作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的副產(chǎn)物，秸稈來源廣泛、數(shù)量巨大，富含氮、磷和鉀等微量元素，是一項可供開發(fā)利用的農(nóng)業(yè)資源[2-3]。湖南省是我國農(nóng)業(yè)大省，2017 年湖南省種植業(yè)和畜牧業(yè)產(chǎn)值分別占到農(nóng)業(yè)產(chǎn)值的49.82%和28.88%，種植作物主要由水稻、油菜、玉米秸稈構成[4-5]，每年產(chǎn)生大量秸稈。近年來，我國秸稈資源的處理方式主要以焚燒為主，不僅造成了嚴重的資源浪費，而且破壞了生態(tài)環(huán)境，綜合利用效率很低[6-7]。合理有效地利用秸稈資源，不僅可以減輕環(huán)境壓力，同時也能夠為草食動物提供粗飼料原料。本文就近幾年湖南省幾種主要秸稈產(chǎn)量、草食動物養(yǎng)殖現(xiàn)狀及草食動物秸稈利用潛力等內(nèi)容進行綜述，旨在為湖南省草食動物對秸稈的開發(fā)利用提供參考依據(jù)。

1 湖南省主要秸稈產(chǎn)量

本文采用草谷比法[8-9]統(tǒng)計2013—2017 年湖南省主要秸稈產(chǎn)量，通過農(nóng)作物產(chǎn)量與草谷比系數(shù)計算而得。其中，草谷比系數(shù)表示農(nóng)作物單位面積秸稈產(chǎn)量與籽粒產(chǎn)量的比值，其可能隨地理條件、作物種類、播種季節(jié)等的不同而改變[10]。湖南省主要農(nóng)作物草谷比系數(shù)見表1。

2013—2017 年湖南省主要作物播種面積、作物產(chǎn)量和秸稈產(chǎn)量如表2～4 所示。2013—2017 年湖南省主要秸稈產(chǎn)量與主要作物產(chǎn)量變化趨勢一致。就播種面積、作物產(chǎn)量與秸稈產(chǎn)量而言，水稻、油菜與玉米秸稈是湖南省最豐富的3 種秸稈資源。以2017 年為例，當年湖南省主要秸稈產(chǎn)量為4 558.87 萬t，其中水稻秸稈3 507.65 萬t，占秸稈總量的76.94%；油菜秸稈產(chǎn)量401.19 萬t，占秸稈總量的8.80%；玉米秸稈產(chǎn)量408.30 萬t，占秸稈總量的8.95%，這3 種主要秸稈資源量占全省秸稈資源總量的94.69%。

2 湖南省主要草食動物的養(yǎng)殖現(xiàn)狀

當前，發(fā)達國家牛肉產(chǎn)量占肉類比例達50%以上，而我國僅占10%；發(fā)達國家牛肉人均占有量在50 kg 以上，世界人均水平為10 kg，而我國牛肉人均占有量不足6 kg。隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展和收入水平的提高，人們在肉類食品上的消費已逐漸向草食性肉類食品轉變。草食動物具有發(fā)達的瘤胃或盲腸，日糧中粗纖維比例可高達50%（干物質(zhì)基礎）以上，然而，南方的草食動物主要以散養(yǎng)為主，限制規(guī)模養(yǎng)殖場發(fā)展的主要因素是粗飼料供應不足。湖南秸稈資源豐富，但單胃動物對秸稈型結構性碳水化合物利用有限，如能利用秸稈來發(fā)展草食動物養(yǎng)殖，可滿足人們對肉奶日益增長的需求。

湖南省2017 年草食動物生產(chǎn)情況如表5 所示。2017 年，湖南省牛出欄量為147 萬頭，年末存欄量為379.37 萬頭，占到全國牛存欄量的4.20%。山羊出欄量為901.80 萬頭，比上年增加24.30%；年末出欄量為661.71 萬頭，比上年增加25.04%，其中2017 年湖南省年末山羊存欄量占全國山羊存欄總量的4.79%。馬、驢與騾的年末存欄量分別為1.41、0.13、0.11 萬頭，與上年相比下降趨勢明顯，分別比上年降低72.46%、82.89%與50.00%。從統(tǒng)計數(shù)據(jù)可知，牛和山羊是湖南省最主要的兩種草食動物，其年末總存欄量約占湖南省主要草食動物總量的99.84%，同時，在全國牛羊存欄量中也占據(jù)了較大的份額，說明養(yǎng)殖基礎較好。

3 湖南省草食動物對秸稈的利用現(xiàn)狀和前景

3.1 湖南省草食動物對秸稈的利用量 以湖南省湘中地區(qū)1 個規(guī)?；馀ｐB(yǎng)殖場為例，該養(yǎng)殖場常年存欄肉牛1 000 頭左右，種植牧草200 余畝①：1 畝=1/15 hm2（以象草和桂牧一號為主，冬季種植少量多花黑麥草），由于牧草種植地塊不平整，人工成本高，該牛場還需從外收購大量稻草、花生秧、玉米等秸稈作為粗飼料。以2018 年粗飼料消耗量來計算，該牛場牧草產(chǎn)量2 000 t（鮮重），從周邊收購稻草秸稈100 t 左右，到場價格是550 元/t，異地收購稻草秸稈（從湖北購買到場900 元/t）和花生秧（從河南購買1000 元/t）400 余t。由此可見，湖南省本地秸稈作為粗飼料利用率低，從外地收購大大增加了養(yǎng)殖成本，如何提高本地秸稈的收獲、運輸和儲藏效率，是制約秸稈利用的關鍵環(huán)節(jié)。

表1 湖南省主要農(nóng)作物草谷比系數(shù)[12-13]

表2 2013—2017 年湖南省主要作物播種面積 萬hm2

表3 2013—2017 年湖南省主要作物產(chǎn)量 萬t

表4 2013—2017 年湖南省主要秸稈產(chǎn)量 萬t

表5 湖南省2016—2017 年草食動物生產(chǎn)情況

3.2 限制秸稈利用的原因及解決策略 湖南省秸稈資源豐富，一直以來秸稈主要以干草直接利用為主，秸稈粗纖維含量一般在30%～40%[11]，反芻動物對秸稈有機物的消化率較低，僅為40%～50%，然而秸稈青綠時營養(yǎng)素消化率高于其風干后消化率的10%～20%[12]。因此，降低秸稈中纖維素含量是提高秸稈消化率的關鍵[13]。近些年來，為提高秸稈可消化養(yǎng)分比例、適口性和營養(yǎng)價值等，湖南省大力推廣秸稈的“三貯一化”技術[14-15]，即秸稈氨化、黃貯、青貯及微貯技術。氨化處理屬于化學處理方法，以液氨、尿素和碳氨作為氨源，利用氨、尿素等破壞秸稈中木質(zhì)素、纖維素和半纖維素的結合狀態(tài)和細胞壁中的致密結構，促使秸稈角質(zhì)層外層酯類化合物分解，從而降低其碳氮比，提高秸稈的適口性、消化率與采食量[16-17]，同時，外源氨提供的氮素可被瘤胃微生物利用合成微生物蛋白為動物提供優(yōu)質(zhì)蛋白，秸稈飼料含氮量增加1 倍，粗蛋白含量、采食量和養(yǎng)分消化率均有提高[18]。青貯是目前常用的生物處理方法，秸稈青貯技術是將新鮮多汁的原料填入密閉窖內(nèi)或密封包膜，經(jīng)乳酸菌發(fā)酵作用產(chǎn)生酸性環(huán)境，抑制或殺滅各種微生物的繁衍，實現(xiàn)長期保存青綠飼料的目的。然而在雨水豐沛的南方，由于青貯過程天氣、場地有限、機械化作業(yè)程度低等原因，對青貯的制作、儲存以及成本有一定影響，需要進一步研究開發(fā)合適的秸稈青貯技術與利用途徑。隨著微生物菌劑的開發(fā)利用，在秸稈黃貯的過程中，外源添加有益微生物（乳酸菌[19-20]、片球菌[21]、枯草芽孢桿菌[22]、酵母菌[23]等）可將秸稈中部分結構性大分子纖維素和木質(zhì)素等難以直接被家畜消化利用的部分分解并轉化為糖類，進一步發(fā)酵轉化為乙酸、丙酸和乳酸等易被消化利用的小分子化合物，提高秸稈適口性[24]，與普通秸稈相比經(jīng)微貯后的秸稈，其pH 降低[25]，儲藏時間延長[26]。由于秸稈中粗纖維木質(zhì)素的復合結構被打破，粗纖維的利用率增加，有益微生物利用秸稈中碳源和氮源，合成微生物蛋白，提高了秸稈中的真蛋白含量[27]。同時，經(jīng)微生物發(fā)酵的秸稈，還可以改善動物腸道的微生物菌群和動物的消化性能[28]，提高機體免疫力[29-30]。目前，黃貯/青貯結合微貯在養(yǎng)殖戶中接受度較高。

3.3 湖南省秸稈在草食動物中的利用前景 按牛單位[31]（每頭牛需要2 008 kg 飼草/年，干物質(zhì)基礎）來統(tǒng)計草食動物年消耗飼草量，其他草食動物數(shù)量折換標準按5.6 只羊≈1 個牛單位、1.3 頭驢或騾≈1 個牛單位、1 匹馬≈1 個牛單位來計算。2017 年，湖南省主要草食動物年末存欄量約為488.28 萬牛單位，湖南省主要秸稈總量為4 558.87 萬t，據(jù)計算，全省養(yǎng)殖空間可達2 270.35 萬牛單位，相當于2017 總年末存欄量的4.55 倍。

5 小 結

水稻、油菜與玉米秸稈是湖南省最豐富的3 種秸稈資源。2017 年，湖南省主要作物總播種面積為635.20 萬公頃，主要作物總產(chǎn)量為3301.83 萬t，主要作物秸稈總產(chǎn)量高達4558.87 萬t，?？傪B(yǎng)殖空間高達2.27 千萬頭或羊總養(yǎng)殖空間高達1.27 億只羊。可見，湖南省秸稈飼料化利用潛能大，推動湖南省秸稈飼料化的開發(fā)，需結合湖南省秸稈綜合利用政策和農(nóng)機補貼項目，解決秸稈收儲運難題，合理利用秸稈“三貯一化”加工技術，打造以縣級為單位的秸稈飼料化利用體系，對于減輕環(huán)境污染、發(fā)展湖南省草食動物產(chǎn)業(yè)，提高種植環(huán)節(jié)和養(yǎng)殖環(huán)節(jié)的經(jīng)濟效益具有重要研究意義。