內(nèi)蒙古沙生灌木資源飼料化利用的生態(tài)和經(jīng)濟(jì)效應(yīng)

王 超，金 海，李長青，李九月，田 豐，王 利，張海鷹，烏日勒格，薛樹媛

（內(nèi)蒙古自治區(qū)農(nóng)牧業(yè)科學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010031）

內(nèi)蒙古地區(qū)居全國五大牧區(qū)之首， 內(nèi)蒙古地區(qū)的奶、肉、羊毛、羊絨的產(chǎn)量連續(xù)幾年均位居全國之首， 畜牧業(yè)經(jīng)濟(jì)在內(nèi)蒙古國民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位。 因此，內(nèi)蒙古畜牧業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展，不僅關(guān)系到內(nèi)蒙古地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展， 還關(guān)系到全國畜產(chǎn)品的穩(wěn)定供應(yīng)［1］。

長期以來， 內(nèi)蒙古的畜牧業(yè)很大程度依賴草原，形成草原畜牧業(yè)的發(fā)展模式。草原資源屬于可再生資源，科學(xué)合理利用草原資源，不僅可以增加資源總量，充分發(fā)揮它的生態(tài)保護(hù)功能，還可以獲得經(jīng)濟(jì)收益。但是，內(nèi)蒙古的草原資源由于自然和人為的各種因素，如降雨量少、草原超載、過度放牧造成草原退化沙化問題嚴(yán)重， 出現(xiàn)草原牧草資源產(chǎn)量下降， 越來越難以滿足草原畜牧業(yè)的發(fā)展要求。 同時，隨著人民生活水平的提高，畜產(chǎn)品的需求量又在逐年遞增， 這就促使畜牧業(yè)要快速發(fā)展，滿足人民生活要求。在這種形勢下，保護(hù)草原、恢復(fù)草原生態(tài)與發(fā)展畜牧業(yè)成為一對矛盾， 針對如何解決這一矛盾，既要發(fā)展畜牧業(yè)，又要恢復(fù)草原生態(tài)，備受大家的關(guān)注。 開發(fā)和利用價(jià)格便宜、來源廣泛的粗飼料資源對解決當(dāng)前草畜不平衡的矛盾具有重要作用。

1 內(nèi)蒙古荒漠化、 沙漠化土地資源情況及治理措施

1.1 內(nèi)蒙古荒漠化、沙漠化土地資源情況

內(nèi)蒙古自治區(qū)土地面積118.3 萬km2，由于氣候原因、自然災(zāi)害、人為活動等造成土地荒漠化、沙漠化嚴(yán)重。 根據(jù)第五次全國荒漠化和沙漠化監(jiān)測結(jié)果，截至2014 年底，內(nèi)蒙古荒漠化土地面積60.92 萬km2，占全區(qū)面積的51.50%，分布于12 個盟（市）的80 個旗（縣、市、區(qū)），其中，極重度荒漠化面積7.75 萬km2，重度荒漠化面積5.52 萬km2，中度荒漠化面積16.74 萬km2， 輕度荒漠化面積30.91 萬km2。 沙漠化土地總面積40.79 萬km2，占全區(qū)總面積的34.48%，分布于全區(qū)12 個盟（市）的91 個旗（縣、市、區(qū)），其中，極重度沙漠化土地面積13.40 萬km2， 重度沙漠化面積7.81 萬km2，中度沙漠化面積9.09 萬km2， 輕度沙漠化面積10.49 萬km2。沙漠化土地主要分布在阿拉善盟、錫林郭勒盟、鄂爾多斯市、巴彥淖爾市、通遼市和赤峰市，6 個盟（市）沙漠化土地面積達(dá)37.16 萬km2，占全區(qū)沙漠化土地總面積的91.10%，阿拉善盟沙漠化土地面積最大，為19.87 萬km2［2］。

土地荒漠化與沙漠化對社會、 經(jīng)濟(jì)以及生態(tài)環(huán)境造成較大的影響， 成為制約國民經(jīng)濟(jì)和社會可持續(xù)發(fā)展的重要因素。 土地荒漠化與沙漠化的有效治理， 對于推進(jìn)內(nèi)蒙古地區(qū)經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1.2 土地荒漠化、沙漠化的治理措施

為防止土地的進(jìn)一步荒漠化、沙漠化，從20世紀(jì)80 年代開始，我國開始“三北防護(hù)林”的種植工程。工程覆蓋我國的西北、華北、東北地區(qū)，包括新疆、青海、甘肅、寧夏、陜西、山西、河北、內(nèi)蒙古、遼寧、吉林、黑龍江、北京、天津13 個省、市、自治區(qū)。 內(nèi)蒙古地區(qū)土壤以干旱、半干旱區(qū)為主，年降水量基本處于150～350 mm，由于喬木在生長過程中消耗水分遠(yuǎn)大于灌木， 如果在荒漠化地區(qū)種植喬木，會導(dǎo)致土壤含水量和地下水位降低，使得周邊土壤更加干旱，因此，在內(nèi)蒙古的沙漠化地區(qū)不適宜種植喬木，只有種植大量的沙生灌木，才能發(fā)揮防風(fēng)固沙、保持水土的功效。

經(jīng)過林業(yè)工作者不斷引種育苗以及固沙造林試驗(yàn)， 先后篩選出適合沙區(qū)生長的一批優(yōu)良固沙灌木，主要有梭梭柴、白梭梭、小葉錦雞兒、檸條、沙拐棗、花棒、羊柴、沙柳、胡枝子［3］。 引種該類固沙灌木，對于緩解土地荒漠化、沙漠化起到積極的作用，但是由于沙生灌木的生理特性，需要定期平茬，刺激根系的蘗生，從而長出新的灌木林，持續(xù)發(fā)揮防風(fēng)固沙、保持水土的功效，因此，沙生灌木的平茬利用又成為一個課題。

2 沙生灌木的飼料化開發(fā)以及飼喂效果

長期以來，灌木平茬后的植株，一部分作為燃料被當(dāng)?shù)鼐用窭茫?一部分用來造紙或者壓制刨花板、中密度板。 在人煙稀少的沙區(qū)地帶，由于無法實(shí)現(xiàn)定期平茬而成片枯死， 灌木資源的開發(fā)利用，促進(jìn)其平茬，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展已經(jīng)成為一個迫在眉睫的問題。

2.1 沙生灌木的營養(yǎng)成分和飼用價(jià)值

對多種類的灌木進(jìn)行營養(yǎng)含量和飼用價(jià)值評定發(fā)現(xiàn)，該類資源具有較高的營養(yǎng)成分（見表1）［4］和飼用價(jià)值（見表2）［4］。

由表2 可知，除中間錦雞兒外，其余灌木的粗蛋白都低于紫花苜蓿；除了駝絨藜外，其余灌木的粗脂肪平均含量高于紫花苜蓿； 紫花苜蓿的NDF和ADF 含量最低。 通過體外培養(yǎng)法對灌木植物飼用價(jià)值的評定結(jié)果，可以得出這幾種灌木植物的產(chǎn)氣量、瘤胃液pH 值、氨態(tài)氮濃度均接近紫花苜蓿，干物質(zhì)降解率高于紫花苜蓿，菌體蛋白含量和TVFA 濃度低于紫花苜蓿［4］。 紫花苜蓿是優(yōu)質(zhì)的粗飼料資源，廣泛應(yīng)用于家畜飼料生產(chǎn)。 但是，國產(chǎn)苜蓿產(chǎn)量較難滿足我國畜牧業(yè)發(fā)展需要，仍然需要依靠進(jìn)口，造成價(jià)格高昂，普通的養(yǎng)殖場使用量非常有限。 由于反芻動物具有體積巨大的瘤胃和網(wǎng)胃， 采食的食物可以在胃內(nèi)長時間停留，利于營養(yǎng)含量較低的物質(zhì)在瘤胃內(nèi)充分消化吸收［5］，而且，反芻動物需要采食纖維含量較高的飼料，刺激瘤胃蠕動，發(fā)揮其生理作用。 因此，基于反芻動物特殊的生理結(jié)構(gòu)以及營養(yǎng)學(xué)理論，將該類既有營養(yǎng)價(jià)值又有飼用價(jià)值的木本植物經(jīng)過適當(dāng)處理，作為反芻家畜飼料使用。

表2 部分沙生灌木和紫花苜蓿體外培養(yǎng)產(chǎn)氣量、干物質(zhì)消化率以及瘤胃發(fā)酵參數(shù)［4］

2.2 沙生灌木的飼喂效果

關(guān)于灌木植物飼料的飼喂效果，很多科學(xué)家也做了研究報(bào)告。鐘堅(jiān)［6］研究發(fā)現(xiàn)，在紅苞茅草中添加克拉豆可以提高草料的吸收率，將克拉豆作為主要的蛋白質(zhì)資源飼養(yǎng)奶牛，可以得到用雞肉粉飼養(yǎng)同樣的奶質(zhì)。 Sanchez 等［7］研究發(fā)現(xiàn)，在中低質(zhì)量飼料中添加克拉豆干物質(zhì)，可以提高家畜對飼料的吸收率和粗蛋白的消化率，并且在不影響牛奶組成的情況下提高牛奶的產(chǎn)量。Kingkamkono 等［8］的 研 究 表 明，朱 櫻 花 的 適 口 性好，將朱櫻花加入飼料中飼喂奶牛，奶牛的產(chǎn)奶量平均每天增加1.5 L，奶質(zhì)也因牛奶含水量減少和口味增強(qiáng)有所提高。Lefroy［9］對多育金雀花的研究發(fā)現(xiàn)， 在該種植園中自由放牧的牛能獲得高產(chǎn)。 Shelton［10］在對銀合歡的研究中發(fā)現(xiàn)，銀合歡草放牧系統(tǒng)能夠提供可持續(xù)性的高生產(chǎn)力，家畜在銀合歡草放牧系統(tǒng)中放牧100 d 以上， 體重平均每天增長1.26 kg。郭建軍等［11］在20～24 月齡西門塔爾牛與本地牛雜交的公牛育肥精料中分別添加桑葉粉10%和20%，牛平均日增重分別提高16.10%和9.10%， 養(yǎng)殖效益分別增加405.00 和229.50 元。 郭建軍等［12］在奶牛精料中分別添加桑葉粉3%、5%和10%， 結(jié)果3%和5%水平添加組奶牛的乳脂率和乳中干物質(zhì)含量顯著提高，3 個水平添加組奶牛乳中的VE 含量極顯著升高，而體細(xì)胞含量極顯著降低。 嚴(yán)冰等［13］研究發(fā)現(xiàn)，桑葉在瘤胃內(nèi)的消化性較好，48 h 干物質(zhì)消化率高達(dá)62%。 蘆文珺［14］在小尾寒羊的基礎(chǔ)日糧中添加0.25、0.50 和0.75 kg 的榆樹葉粉， 均可顯著提高小尾寒羊的日增重，降低料重比。

上述研究結(jié)果顯示， 反芻家畜日糧中添加灌木資源飼料，既可以減少常規(guī)飼料資源的用量，又可以提高家畜的生產(chǎn)性能， 還可以改善畜產(chǎn)品的品質(zhì)。灌木資源飼料化利用，對于擴(kuò)大粗飼料來源具有重要意義。

3 木本植物飼料化利用措施

飼料是發(fā)展畜牧業(yè)的物質(zhì)基礎(chǔ)。 在常規(guī)飼料的基礎(chǔ)上，開發(fā)一些來源廣泛、價(jià)格較低的非常規(guī)飼料資源越來越被人們重視。

在“三北防護(hù)林”的種植過程中，內(nèi)蒙古地區(qū)種植了大量沙柳、檸條、沙棘、梭梭等沙生灌木，經(jīng)過營養(yǎng)成分和飼用價(jià)值評定， 該類資源具有良好的飼用效果，作為反芻動物飼料具有利用價(jià)值。但是，由于沙生灌木類植物隨著生長時間的延長，木質(zhì)化程度變高，營養(yǎng)含量和適口性都變差，另外，該類植物還有一個比較顯著的特點(diǎn)是植物單寧含量較高， 長期以來一直認(rèn)為單寧類物質(zhì)有苦澀味并能和蛋白質(zhì)、碳水化合物、重金屬鹽、維生素、無機(jī)金屬離子等結(jié)合生成復(fù)合物， 會降低動物的采食量以及某些營養(yǎng)元素的生物利用率，而且，其本身和代謝產(chǎn)物能對動物產(chǎn)生一定的毒害作用，被認(rèn)為是抗?fàn)I養(yǎng)因子［15］。因此，在灌木類飼料化利用過程中，如何改善其適口性、提高采食量以及降低單寧對家畜的影響等問題越來越受到科研工作者的重視。經(jīng)過不斷地研究與試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，灌木資源發(fā)酵處理或者顆粒加工處理后可以改善其適口性和單寧的含量， 對于灌木資源飼料化利用具有重要意義。

3.1 灌木發(fā)酵飼料加工以及特點(diǎn)

按照平茬計(jì)劃對灌木林進(jìn)行平茬， 將平茬的枝條揉絲粉碎為2～3 cm 的細(xì)絲，根據(jù)飼料配方添加其他牧草、玉米粉、麩皮、糖蜜、礦物質(zhì)以及菌制劑，調(diào)節(jié)飼料的含水量為40%～50%，裝入青貯窖或青貯專用袋進(jìn)行密封貯存， 也可利用專用的裹包機(jī)械加工成裹包青貯，待完全發(fā)酵之后飼喂。

灌木資源經(jīng)過發(fā)酵處理， 其飼料具有以下的優(yōu)點(diǎn)：①能夠長期保存，可以規(guī)?；a(chǎn)，也可以讓農(nóng)民在飼養(yǎng)現(xiàn)場進(jìn)行調(diào)制； ②通過發(fā)酵增加飼料的柔軟性和膨脹度，使粗硬飼料變軟，并具有香味，刺激家畜的食欲，從而提高家畜的采食量；③通過發(fā)酵飼料的加工， 添加其他原料不僅有效稀釋木本植物中單寧含量， 而且發(fā)酵過程可以將飼料中的一些抗?fàn)I養(yǎng)因子分解和轉(zhuǎn)化， 產(chǎn)生能被家畜采食、消化、吸收，養(yǎng)分更高且無毒害作用的飼料，從而提高飼料的適口性和安全性；④飼喂發(fā)酵飼料能促進(jìn)動物生長，增強(qiáng)家畜抗病力，去除糞便惡臭，改善生態(tài)環(huán)境；⑤發(fā)酵飼料加工過程中，需要添加一些牧草類、土豆淀粉渣、豆腐渣、糖蜜等食品工業(yè)的副產(chǎn)物，實(shí)現(xiàn)了該類資源的再生利用，為非常規(guī)飼料資源的開發(fā)利用開辟了新途徑。

3.2 灌木顆粒飼料的加工以及特點(diǎn)

將灌木林平茬后， 先利用粉碎機(jī)粉碎為3～10 cm， 進(jìn)行干燥處理， 水分含量控制在15%～17%，按照飼料配方添加苜蓿、玉米秸稈、玉米面、葵花皮等攪拌后進(jìn)行細(xì)粉碎， 粉碎細(xì)度以能通過12 mm 的篩子為宜， 利用專業(yè)制粒機(jī)將粉碎后的原料進(jìn)行壓制顆粒，根據(jù)飼喂家畜的生長時期、飼喂目的搭配其他粗飼料、精飼料等進(jìn)行飼喂。

灌木資源加工成顆粒飼料后，具有如下優(yōu)點(diǎn)：①改善其適口性，提高采食量；②顆?；庸?，使?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)得到壓縮處理， 可以有效提升牛羊等家畜干物質(zhì)采食量；③顆?；庸み^程中，灌木資源要經(jīng)過粉碎處理，可以改變纖維結(jié)構(gòu)，在瘤胃中能夠增大飼料、瘤胃液與微生物的接觸面積，從而提高消化利用率；④加入灌木資源缺乏的營養(yǎng)物質(zhì)，有效提升營養(yǎng)價(jià)值， 為飼料化利用奠定了基礎(chǔ)；⑤可以擴(kuò)大飼料的運(yùn)輸半徑，實(shí)現(xiàn)灌木資源飼料的廣泛流通；⑥為了加工出完整的顆粒，在加工過程中添加其他牧草、精飼料等，既保證顆粒的完整，又可以減少灌木資源中單寧含量，提高飼料安全性。

灌木資源經(jīng)過加工處理， 可以成為優(yōu)質(zhì)粗飼料資源， 對于緩解內(nèi)蒙古地區(qū)粗飼料資源不足具有重要意義。

4 灌木資源飼料化利用的生態(tài)以及經(jīng)濟(jì)效應(yīng)

當(dāng)前， 草原生態(tài)環(huán)境脆弱， 草原牧草產(chǎn)量下降，飼草資源缺乏，遏制了畜牧業(yè)的發(fā)展。 內(nèi)蒙古具有大面積飼用價(jià)值的沙柳、檸條、沙棘等灌木林地，該類資源能夠飼料化利用，可以有效減少畜牧業(yè)對草原牧草的需求量，讓草原生態(tài)得到恢復(fù)。

沙柳、 檸條、 沙棘具有一個共同的生物學(xué)特性，生長一定時間后就會出現(xiàn)生長緩慢、枯枝等衰退現(xiàn)象，病蟲害現(xiàn)象加重，使它的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)、生態(tài)效應(yīng)不斷下降［16］。最有效的解決手段就是平茬，即通過平茬刺激， 釋放積累在根部的大量水分和養(yǎng)料，促進(jìn)植物迅速生長。為了使沙生灌木資源得到可持續(xù)利用，進(jìn)行合理的平茬作業(yè)，不僅可以滿足生產(chǎn)需要，還能促進(jìn)灌木叢再生、復(fù)壯和生物量積累，防止林木自然衰退、枯死，對于維護(hù)區(qū)域生態(tài)環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義［17］。 從植物的生理角度來看，植物在刈割后，頂端分生組織移去，生長素含量下降，與之對應(yīng)的細(xì)胞分裂素水平上升，刺激側(cè)芽組織的分生，增加枝條數(shù)和分蘗枝數(shù)，從而形成新的灌木叢［18］。 資料顯示，沙柳造林或平茬后頭3 年生長較快，以后漸緩，因此，在造林后3 年進(jìn)行第1 次平茬， 以后每隔3～5 年平茬1 次［19］。張岑等［20］研究表明，沙柳隨著平茬次數(shù)的增加，生物量增加，沙柳叢高、冠幅呈增長趨勢。張立欣等［21］對估算灌木林對沙漠微生物與土壤養(yǎng)分特征的研究中表明，與流動沙地相比，人工固沙灌木林的土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、速效氮、速效磷含量均有不同程度的提高；人工固沙灌木林土壤微生物數(shù)量、微生物生物量碳和氮均有不同程度的提高；不同人工固沙灌木林的建植均能提高沙漠土壤質(zhì)量。 第1 批“三北防護(hù)林”的種植開始至今已經(jīng)有40 年了， 該部分灌木已經(jīng)進(jìn)入必須平茬時期， 做好灌木資源飼料化的開發(fā)利用，可以促進(jìn)周邊農(nóng)牧民、 飼料加工廠不斷平茬，通過平茬刺激根系蘗生，生長出新的灌木林，恢復(fù)灌木林的活力，持續(xù)發(fā)揮其防風(fēng)固沙、保持水土的生態(tài)效應(yīng)。

2018 年內(nèi)蒙古第八次森林資源清查結(jié)果顯示，全區(qū)有林地面積45 萬km2，灌木林地面積8.96萬km2［2］。 每平方千米灌木林可以產(chǎn)生出4 500～7 500 t 灌木枝條，按照每3 年平茬一次計(jì)算，每年可利用灌木資源有13 443 萬～22 400 萬t。 內(nèi)蒙古沙生灌木資源儲量非常豐富， 作為飼料開發(fā)利用或者替代一部分牧草，將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。由于木本植物屬于地源性飼料， 生長過程中也不需要過多的人為干預(yù)， 而且都是就地取材就地使用。 根據(jù)當(dāng)?shù)仫暳霞庸て髽I(yè)（2019 年）的報(bào)價(jià)：灌木發(fā)酵飼料900 元/t， 灌木顆粒飼料1 100 元/t，羊草1 300 元/t，苜蓿2 000 元/t，灌木飼料價(jià)格低于羊草、苜蓿等粗飼料，實(shí)現(xiàn)灌木飼料替代一部分羊草或者苜蓿，可以降低養(yǎng)殖業(yè)成本，提高農(nóng)牧民養(yǎng)殖效益，促進(jìn)當(dāng)?shù)仞B(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展。

灌木資源飼料化利用能夠產(chǎn)生較大的生態(tài)和經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。通過灌木資源飼料化開發(fā)利用，可以促進(jìn)該類資源的平茬，持續(xù)發(fā)揮保持水土、防風(fēng)固沙的生態(tài)效應(yīng)；減少畜牧業(yè)對草原牧草的需求量，減輕草原的壓力，讓草原得到休養(yǎng)生息；有效緩解該地區(qū)粗飼料資源不足的問題， 降低養(yǎng)殖業(yè)的飼料成本，實(shí)現(xiàn)草原畜牧業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，為內(nèi)蒙古補(bǔ)獎機(jī)制轉(zhuǎn)入舍飼的家畜提供飼料來源， 保障補(bǔ)獎機(jī)制和生態(tài)恢復(fù)的順利進(jìn)行， 也是解決當(dāng)前草畜矛盾和恢復(fù)草原生態(tài)的有效途徑。