江淮地區(qū)冬閑田豆禾牧草混播生產(chǎn)模式的發(fā)展前景

周雅欣，樂(lè)祥鵬，魏臻武，江 舟，閆天芳

（1. 蘭州大學(xué)草地農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 / 蘭州大學(xué)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部草牧業(yè)創(chuàng)新重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 / 蘭州大學(xué)草地農(nóng)業(yè)教育部工程研究中心 / 蘭州大學(xué)草地農(nóng)業(yè)科技學(xué)院，甘肅 蘭州 730020；2. 揚(yáng)州大學(xué)動(dòng)物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 / 揚(yáng)州大學(xué)草業(yè)科學(xué)研究所，江蘇 揚(yáng)州 225009）

近些年來(lái)，我國(guó)社會(huì)的動(dòng)物性食品需求迅速上升[1]，畜產(chǎn)品結(jié)構(gòu)也正由耗糧型畜牧業(yè)向節(jié)糧型畜牧業(yè)轉(zhuǎn)變，“糧食安全”問(wèn)題的本質(zhì)已演變成現(xiàn)有農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)無(wú)法滿(mǎn)足優(yōu)質(zhì)飼料糧的需求[2]。農(nóng)業(yè)部通過(guò)“糧改飼”政策的實(shí)施推動(dòng)農(nóng)區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，促進(jìn)草食畜牧業(yè)快速發(fā)展。我國(guó)江淮地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以糧食作物為主，存在冬季土地資源利用不足、稻田復(fù)種指數(shù)持續(xù)下降、化肥農(nóng)藥過(guò)施、經(jīng)濟(jì)效益低下等問(wèn)題[3]。利用冬閑田種草可有效提高優(yōu)質(zhì)飼草產(chǎn)量，拓展江淮地區(qū)草食畜牧業(yè)發(fā)展空間，是滿(mǎn)足飼料糧需求和實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變的重要措施。禾本科與豆科牧草混播，能有效提高牧草產(chǎn)量，改善牧草品質(zhì)，其中豆科牧草根瘤菌的生物固氮作用還能增強(qiáng)土壤肥力，減少化肥施用，促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)向生態(tài)、環(huán)保、綠色、高效的方向轉(zhuǎn)型[4]，豆禾混播的高效生產(chǎn)模式可為江淮地區(qū)冬閑田的合理利用及家畜優(yōu)質(zhì)飼草的供應(yīng)提供途徑。為此，本研究結(jié)合江淮地區(qū)冬閑田飼草種植的發(fā)展前景和現(xiàn)狀，分析在江淮地區(qū)施行豆禾牧草混播生產(chǎn)模式的優(yōu)勢(shì)，探討優(yōu)質(zhì)豆禾牧草混播模式及其生態(tài)經(jīng)濟(jì)效益，以期為江淮地區(qū)及類(lèi)似地區(qū)的冬閑田牧草種植發(fā)展提供參考。

1 江淮地區(qū)冬閑田飼草種植的發(fā)展前景

1.1 畜產(chǎn)品需求增長(zhǎng)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和居民消費(fèi)水平的不斷提高，人們對(duì)肉、奶、禽、蛋等畜禽產(chǎn)品的消費(fèi)量持續(xù)增加[5-6]。預(yù)計(jì)2020 年全國(guó)畜產(chǎn)品產(chǎn)量將達(dá)到24 341 ×104t，人均占有量將達(dá)到172.1 kg[5]。近年來(lái)，我國(guó)江淮地區(qū)的畜牧業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)逐漸從以豬禽生產(chǎn)為主向穩(wěn)生豬、促牛羊的方向調(diào)整，豬肉生產(chǎn)比重降低，牛羊肉、奶制品生產(chǎn)比重穩(wěn)步上升[7]。畜產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變，意味著以耗糧型畜牧業(yè)向節(jié)糧型畜牧業(yè)發(fā)展。對(duì)于節(jié)糧型草食家畜而言，營(yíng)養(yǎng)全面、適口性好、消化率高的優(yōu)質(zhì)飼草作為日糧，能夠確保家畜的健康養(yǎng)殖，提高生產(chǎn)效率，降低飼喂成本[8]。在我國(guó)江淮地帶分布著多家大型奶牛養(yǎng)殖企業(yè)，根據(jù)科學(xué)的飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)，每頭奶牛每年平均消耗干草2 t 左右，大多數(shù)牧場(chǎng)所種植的牧草遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，只能外調(diào)，優(yōu)質(zhì)飼草匱乏是制約其牛奶品質(zhì)及產(chǎn)量的一個(gè)重要因素。隨著我國(guó)畜產(chǎn)品需求的不斷增長(zhǎng)，勢(shì)必會(huì)促進(jìn)江淮地區(qū)畜產(chǎn)品的大規(guī)模生產(chǎn)，從而進(jìn)一步增大飼草料的需求，大力發(fā)展飼草種植業(yè)對(duì)于促進(jìn)江淮地區(qū)優(yōu)化畜禽的飼料結(jié)構(gòu)、調(diào)整畜禽的飼養(yǎng)方式、保障江淮地區(qū)畜牧業(yè)健康發(fā)展有著重要意義。

1.2 飼草需求增長(zhǎng)

我國(guó)優(yōu)質(zhì)飼草的需求量呈逐年上漲趨勢(shì)，其中江淮地區(qū)全年草食家畜飼草料需求量為2 397 × 104t，約占全國(guó)飼草總需求量的4.7%[9]。據(jù)海關(guān)統(tǒng)計(jì)[10]，2014 年我國(guó)進(jìn)口干草累計(jì)100.49 × 104t，進(jìn)口金額3.82 億美元，其中進(jìn)口苜蓿(Medicago sativa) 88.40 ×104t，占干草進(jìn)口量87.97%，燕麥(Avena sativa)干草12.11 × 104t，占干草總進(jìn)口量12.05%；此后每年我國(guó)進(jìn)口干草同比增長(zhǎng)8%～35.82%，至2018 年我國(guó)進(jìn)口干草累計(jì)167.76 × 104t，同比下降7.75%，進(jìn)口金額5.26 億美元，其中進(jìn)口苜蓿138.37 × 104t，占干草進(jìn)口量82.48%，但進(jìn)口燕麥草29.36 × 104t，占干草總進(jìn)口量比例增加至17.5%；2019 年，我國(guó)進(jìn)口干草累計(jì)159.74 × 104t，同比下降4.78%，進(jìn)口金額5.46 億美元，其中進(jìn)口苜蓿135.6 × 104t，占干草進(jìn)口量84.92%，進(jìn)口燕麥24.09 × 104t，占干草進(jìn)口量15.08% (圖1)。

圖1 2014?2019 年我國(guó)干草進(jìn)口總量與進(jìn)口金額Figure 1 Import of forage hay and its quantity in China from 2014 to 2019

可見(jiàn)，在我國(guó)畜牧業(yè)快速發(fā)展的過(guò)程中，牧草的消費(fèi)需求成倍增長(zhǎng)，其中對(duì)于苜蓿、燕麥等優(yōu)質(zhì)飼草的需求更是不斷增加。雖然近年受到全球性牧草減產(chǎn)和中美貿(mào)易戰(zhàn)的影響，進(jìn)口干草量呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，但干草價(jià)格持續(xù)上漲，飼草的需求量仍然較大，燕麥等飼草料對(duì)畜牧業(yè)尤其是奶牛業(yè)的重要作用逐漸被認(rèn)識(shí)。目前國(guó)內(nèi)飼草生產(chǎn)商業(yè)化和產(chǎn)業(yè)化水平較低，國(guó)產(chǎn)牧草產(chǎn)品自給率不高[11]，優(yōu)質(zhì)飼草仍需從澳大利亞、美國(guó)等國(guó)家與地區(qū)進(jìn)口，因此發(fā)展高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)飼草種植業(yè)具有廣闊的市場(chǎng)前景，未來(lái)苜蓿、燕麥等一些優(yōu)質(zhì)飼草的生產(chǎn)將成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重點(diǎn)。結(jié)合江淮地區(qū)良好的氣候條件、豐富的水土資源及冬季閑田的生產(chǎn)潛力，在江淮地區(qū)生產(chǎn)短期優(yōu)質(zhì)飼草，將減輕該地區(qū)對(duì)飼草進(jìn)口的依賴(lài)，有效推動(dòng)江淮地區(qū)畜牧業(yè)的發(fā)展，帶動(dòng)江淮地區(qū)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)步上升。

1.3 豐富的土地資源及良好的水熱條件

隨著農(nóng)村勞動(dòng)力的大量轉(zhuǎn)移和外流，以及經(jīng)濟(jì)作物的種植效益下降，稻田復(fù)種指數(shù)持續(xù)降低，土地資源得不到有效利用[12]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)長(zhǎng)江中下游可用冬閑田面積約為1.37 × 104hm2，其中江淮地區(qū)可開(kāi)發(fā)利用的冬閑田占比30%左右[13]?；觳ツ敛莸姆N植可以利用冬閑田進(jìn)行推廣，同時(shí)不影響下一季度作物的播種，是合理利用土地資源，提高草地生產(chǎn)力，改善牧草營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)，發(fā)展江淮地區(qū)草食畜牧業(yè)的有效途徑之一。受傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)“重農(nóng)輕草”的思想影響，江淮地區(qū)草業(yè)科技的發(fā)展遠(yuǎn)落后于生產(chǎn)的需要，可利用的栽培草地較少，與我國(guó)北方相比，經(jīng)營(yíng)方式、經(jīng)濟(jì)效益、生產(chǎn)規(guī)模方面都有明顯差距[14]，過(guò)去以飼養(yǎng)生豬為主的畜產(chǎn)品結(jié)構(gòu)也致使江淮地區(qū)草地牧業(yè)的發(fā)展不平衡[15]。近年來(lái)，政府在有效推進(jìn)農(nóng)區(qū)種植結(jié)構(gòu)調(diào)整的同時(shí)，對(duì)南方草業(yè)發(fā)展加大了各方面資源的投入，從而推動(dòng)了江淮地區(qū)草業(yè)生產(chǎn)和畜牧業(yè)規(guī)?；ㄔO(shè)，提高了江淮地區(qū)牧草生產(chǎn)的科技化產(chǎn)業(yè)化水平。江淮地區(qū)毗鄰長(zhǎng)三角經(jīng)濟(jì)區(qū)，還擁有便利、高效的運(yùn)輸途徑，可有效減少飼草的運(yùn)輸成本，從而降低畜產(chǎn)品生產(chǎn)成本，使得生產(chǎn)效益最大化。同時(shí)，江淮地區(qū)水熱條件良好，完全適宜冬季牧草的栽培，目前在江蘇、安徽等多地已大面積建植燕麥、苜蓿等飼草生產(chǎn)基地。在未來(lái)江淮地區(qū)草業(yè)和畜牧業(yè)的發(fā)展中，可結(jié)合現(xiàn)有的優(yōu)勢(shì)資源，配合當(dāng)?shù)刈魑锏母髦贫?，發(fā)展特色種植模式，建立優(yōu)質(zhì)飼草生產(chǎn)基地，使江淮地區(qū)豐富的土地資源得到充分的開(kāi)發(fā)與利用。

2 江淮地區(qū)冬閑田飼草種植利用概況

江淮地區(qū)位于長(zhǎng)江與淮河之間，主要包括我國(guó)江蘇省中部(揚(yáng)州、南京、泰州等)、安徽省中部(滁州、合肥、六安等)和河南省南部(信陽(yáng))的一些城市，該地區(qū)具有豐富的牧草資源，并開(kāi)展了大量燕麥[16-18]、紫花苜蓿[19-22]、黑麥草(Lolium perenne)[23]等冷季型牧草的適應(yīng)性評(píng)價(jià)和引種試驗(yàn)，目前主要種植的牧草種類(lèi)有多花黑麥草、紫花苜蓿、紫云英(Astragalus sinicus)、冬牧-70 黑麥(Secale cereale)、甜高粱(Sorghum dochna)、蘇丹草(S. sudancnse)等(表1)。江淮地區(qū)冬閑田可利用時(shí)間大致為當(dāng)年9 月至次年4 月，長(zhǎng)達(dá)200 d 左右，可選用一些生育期相近的牧草品種進(jìn)行種植。

20 世紀(jì)六七十年代，我國(guó)南方一般利用冬閑田種植高產(chǎn)型紫云英和苕子(Vicia villosa)等豆科綠肥用以培肥地力，但種植綠肥的直接經(jīng)濟(jì)效益較低，如早期每公頃紫云英的鮮草產(chǎn)量一般為22.5 t，還田作基肥后能節(jié)約尿素150 kg 左右，扣除種子和勞動(dòng)力等費(fèi)用后的直接經(jīng)濟(jì)效益較低；90 年代后各地開(kāi)始真正的引草入田，在冬閑田種植黑麥草等牧草，每公頃每年可生產(chǎn)64～87 t 的優(yōu)質(zhì)飼草[30]，既能在一定程度上實(shí)現(xiàn)用地養(yǎng)地結(jié)合，又能有效緩解秋冬飼草匱乏，提高農(nóng)民的種植收益；“九五”期間，冬閑田種草養(yǎng)畜的模式逐漸被推廣，現(xiàn)如今其中配套的家畜種類(lèi)也從豬、牛、羊擴(kuò)充至鵝、兔、魚(yú)等，例如江蘇揚(yáng)州、儀征等多地區(qū)常利用黑麥草養(yǎng)鵝，每公頃冬閑田可刈割飼草120 t 左右，分批飼喂，可養(yǎng)鵝3 750～4 500 只，其經(jīng)濟(jì)效益是種糧的3 倍左右[31]，冬閑田種草養(yǎng)畜已成為農(nóng)民增收和農(nóng)區(qū)草業(yè)發(fā)展的重要途徑之一。

表1 江淮地區(qū)主要栽培飼草Table 1 Main forage varieties cultivated in Jianghuai region

3 江淮地區(qū)冬閑田豆禾牧草混播生產(chǎn)模式

3.1 豆禾牧草混播生產(chǎn)模式的優(yōu)勢(shì)

1)提高牧草生產(chǎn)力。禾本科牧草與豆科牧草混播由于在形態(tài)學(xué)和生物學(xué)上的互補(bǔ)，更能充分地利用光、水、熱與CO2，是提高飼草產(chǎn)量和品質(zhì)的重要措施。早在1956 年國(guó)外就有研究發(fā)現(xiàn)豆禾混合播種比單播收獲的干物質(zhì)產(chǎn)量和蛋白質(zhì)含量更高[32]。徐長(zhǎng)林等[33]也認(rèn)為在50 ： 50 比例下的燕麥與豌豆(Pisum sativum)能夠獲得比單播草地高24.69%以上的干草產(chǎn)量。林多胡和陳云平[34]發(fā)現(xiàn)黑麥草與紫云英混播所獲的鮮草產(chǎn)量最高可比單播增加46.7%。Lithourgidis 等[35]研究表明，燕麥與箭筈豌豆的混播種植模式提高了牧草總產(chǎn)量的30%。柳茜等[36]認(rèn)為冬閑田種植多花黑麥草和光葉紫花苕較單播多花黑麥草增產(chǎn)14.08%～43.19%，較單播光葉紫花苕增產(chǎn)54.67%～94.15%。杜欣等[37]發(fā)現(xiàn)燕麥與苜蓿的混播能夠收獲比單播增產(chǎn)12.04%～21%的鮮干草產(chǎn)量?？傊?，適宜的混播草地年平均產(chǎn)量可較單播種植提高5%～62.5%[32-37]。

2)改善飼草營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)。禾本科牧草含有較多的糖類(lèi)及其他碳水化合物，豆科牧草則含有較高的蛋白質(zhì)、鈣、磷和多種維生素，混播能提高營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)產(chǎn)量，還能使收獲的飼草營(yíng)養(yǎng)成分含量更加合理和全面[4]。柳茜等[36]認(rèn)為多花黑麥草和光葉紫花苕混播后的粗蛋白產(chǎn)量較單播提高71.18%～90.59%。Hodgson[32]、Helenius[38]、王旭等[39]發(fā)現(xiàn)燕麥和箭筈豌豆混播在不同收獲期收獲的粗蛋白產(chǎn)量能比單播增產(chǎn)52.6%～103.2%，粗蛋白含量介于單播燕麥和箭筈豌豆之間，較單播燕麥提高了4.8%～85.8%，無(wú)氮浸出物含量降低了1.8%～31%。向潔等[40]研究表明，混播后飼草的營(yíng)養(yǎng)成分含量不及豆科單播，但顯著高于禾本科單播，粗蛋白含量上升，粗纖維、中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維含量下降，有利于青飼、調(diào)制干草或制成青貯?？梢?jiàn)，混播改善了飼草整體的營(yíng)養(yǎng)成分，混播牧草單位面積蛋白質(zhì)含量相對(duì)于豆科牧草單播普遍變低，而相對(duì)于禾本科牧草單播普遍上升，最終總養(yǎng)分產(chǎn)量呈增加趨勢(shì)。

3)減輕雜草和病蟲(chóng)危害。江淮地區(qū)氣候高溫高濕，雜草叢生，病蟲(chóng)害的現(xiàn)象也較為普遍。燕麥對(duì)于水肥條件的要求較高，且適應(yīng)性和競(jìng)爭(zhēng)能力強(qiáng)，可有效抑制周邊雜草的生長(zhǎng)發(fā)育。由于在形態(tài)學(xué)上的互補(bǔ)，混播草地形成了稠密的草叢，使得遺留在土壤中的雜草種子沒(méi)有充足的陽(yáng)光及適宜的肥力條件而無(wú)法生長(zhǎng)，即使出苗也會(huì)因?yàn)楦鞣N因素“饑餓而死”。李果等[41]研究發(fā)現(xiàn)，黑麥草與白三葉、紫云英或紫花苜?；觳?duì)冬閑田雜草的種類(lèi)和危害程度影響不同，其中混播70%紫云英的雜草危害程度最低。此外，南志標(biāo)[42]在1986 年提出了混播治理牧草病害，牧草按不同比例混播可大幅度降低4 種病害的發(fā)病率與病情指數(shù)。紫花苜蓿與禾草混播是苜蓿褐斑病生態(tài)防治的有效途徑[43]。因此，在實(shí)際生產(chǎn)中，可選用不同牧草進(jìn)行混播，通過(guò)改善田間小氣候，降低濕度，提高溫、光、水肥的利用率，同時(shí)降低發(fā)病率和侵染率[44]。不同牧草品種抑制雜草及抗病蟲(chóng)害的能力不同，禾本科牧草普遍比豆科牧草強(qiáng)，混播群落的密度、混播的組分和穩(wěn)定性也會(huì)影響到牧草混播地雜草的生長(zhǎng)及病蟲(chóng)害的防御，當(dāng)豆禾牧草進(jìn)行混播時(shí)可有效減少雜草及病蟲(chóng)的發(fā)生。

4)增加土壤肥力，改善土壤結(jié)構(gòu)。燕麥對(duì)于氮肥的要求較高，而豆科牧草的根瘤菌具有很強(qiáng)的生物固氮作用，可固定氮素供燕麥利用，混播能夠有效提高土壤速效磷和速效鉀含量，從而提高土壤養(yǎng)分利用效率[45]，還能在增加土壤肥力的基礎(chǔ)上改善土壤結(jié)構(gòu)[46]。江淮地區(qū)部分臨海區(qū)域土壤鹽堿性嚴(yán)重，土壤理化性質(zhì)變差，導(dǎo)致植物生長(zhǎng)發(fā)育受到抑制甚至死亡，而在混播情況下，燕麥須根的扦插和粗纖維包裹作用增強(qiáng)，促進(jìn)土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成，增大土壤孔隙度，改善耕層土壤中的通透性，有助于土壤礦質(zhì)元素作用的充分發(fā)揮[47]。研究發(fā)現(xiàn)紫花苜蓿和禾本科牧草混播，可大大改善鹽堿化土壤的理化性質(zhì)，顯著降低鹽堿化土層的含水量、容重、pH 和全鹽含量，混播后土壤養(yǎng)分含量是鹽堿化草地的1～1.5 倍，種植年限越長(zhǎng)增量越多[46]。混播草地改良土壤鹽堿化效果顯著，使土壤環(huán)境向著利于植物生長(zhǎng)方向轉(zhuǎn)化。

3.2 優(yōu)質(zhì)豆禾牧草混播生產(chǎn)模式

3.2.1 多花黑麥草+紫云英/白三葉/光葉紫花苕

多花黑麥草是一種營(yíng)養(yǎng)價(jià)值較高、適口性較好的一年生禾本科溫帶牧草，是我國(guó)南方農(nóng)區(qū)的主要栽培牧草之一。楊中藝和陳會(huì)智[48]在國(guó)外成功經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上首先提出“黑麥草–水稻”輪作系統(tǒng)(IRR 系統(tǒng))，目前我國(guó)南方冬閑田種植黑麥草的相關(guān)研究已有大量報(bào)道，但單一禾本科牧草輪作系統(tǒng)的化肥用量較大，且往往因根系發(fā)達(dá)而導(dǎo)致土地翻耕難，可以結(jié)合牧草混播體系的優(yōu)勢(shì)，利用黑麥草與紫云英、白三葉、苕子等豆科牧草混播，在保證飼草產(chǎn)量的基礎(chǔ)上培肥土壤，減少化肥施用，該模式已在部分地區(qū)冬閑田的生產(chǎn)中進(jìn)行示范與推廣，還有研究表明在江蘇揚(yáng)州地區(qū)，以全程放牧+全程補(bǔ)飼的方式在黑麥草+苕子(3 ： 1)混播草地中養(yǎng)鵝的育肥效果較好[49]。種植方式一般采用免耕撒播，在9 月底前，晚稻放水曬田時(shí)(收割前15～20 d)，播下草種(拌上細(xì)砂、草木灰或磷肥等)，待水稻(Oryza sativa)收割時(shí)牧草已生長(zhǎng)至一定程度，第1 年和第2 年共可刈割3～5 次，若以養(yǎng)鵝為目的，還可采用草架飼喂，適時(shí)刈割，適度留茬，既有利于牧草再生，還能提高單位面積載禽量。

3.2.2 燕麥+毛葉苕子/金花菜

燕麥作為一種產(chǎn)草量高、品質(zhì)優(yōu)良的禾本科作物，被世界各地廣泛種植，在草食畜牧業(yè)中發(fā)揮著重要作用。根據(jù)近些年國(guó)內(nèi)外研究，燕麥多與箭筈豌豆、毛苕子、豌豆等一年生豆科牧草進(jìn)行混播種植，該模式在北方利用較多，也適宜于南方冬季的氣候條件，在勞動(dòng)力充足的情況下，種植方式一般采用全耕條播，水稻收割后全耕整地，開(kāi)溝條播，第1 年和第2 年總共可刈割3～4 次。據(jù)研究報(bào)道，燕麥+金花菜(Medicago hispida)、燕麥+箭筈豌豆的混播模式在江淮地區(qū)冬閑田種植后所獲干草產(chǎn)量高達(dá)1 2.26～1 5.96 t·hm?2，粗蛋白含量則為13.19%～14.09%[50]，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值較高，可彌補(bǔ)豆科牧草單播所存在的產(chǎn)量較低、營(yíng)養(yǎng)不均衡、不易調(diào)制保存等問(wèn)題，直接飼喂或青貯皆可，是值得推廣的一種冬閑田種植模式。

3.3 優(yōu)質(zhì)豆禾牧草混播生產(chǎn)模式的生態(tài)經(jīng)濟(jì)效益

3.3.1 生態(tài)效益

現(xiàn)有的“糧–經(jīng)”種植體系，保證了江淮地區(qū)乃至我國(guó)的糧食供應(yīng)安全，但“糧–經(jīng)”種植體系高產(chǎn)量的維持需要通過(guò)化肥施補(bǔ)、冬季休耕等方式進(jìn)行，追求糧食增產(chǎn)的同時(shí)往往導(dǎo)致一定程度的土壤污染和水土資源浪費(fèi)，大量施肥還會(huì)減少真菌生物量，破壞叢枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)網(wǎng)絡(luò)，導(dǎo)致土壤氮浸出，對(duì)植物生產(chǎn)力產(chǎn)生負(fù)反饋[51]，農(nóng)業(yè)體系的生態(tài)轉(zhuǎn)型與可持續(xù)發(fā)展離不開(kāi)耕地利用模式的合理轉(zhuǎn)變。研究表明冬閑田種草可改善土壤性狀，增強(qiáng)土壤肥力，并且提高后作水稻的產(chǎn)量(表2)。冬閑田種植黑麥草、燕麥這類(lèi)禾本科牧草對(duì)于土壤中有機(jī)質(zhì)含量的提升更為顯著[52-54]，而種植苜蓿、紫云英、金花菜這類(lèi)豆科牧草對(duì)于土壤氮含量的提升更為顯著[55-56]，種植豆禾混播牧草則能使土壤有機(jī)質(zhì)和氮含量得到更為全面的提高，其中土壤有機(jī)質(zhì)含量提高4.7%～26.3%，全氮提高13.1%～17.3%[56-57]。陳磊[58]還發(fā)現(xiàn)糧改飼種植模式下的土壤有機(jī)碳平均含量為9.94 g·kg?1，遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)糧食種植模式和糧經(jīng)二元種植模式。據(jù)2014 年的《全國(guó)土壤污染狀況調(diào)查公報(bào)》顯示，我國(guó)南方區(qū)域土壤污染較北方區(qū)域更為嚴(yán)重，耕地土壤環(huán)境質(zhì)量堪憂(yōu)，其中化肥、農(nóng)藥的過(guò)施、濫施是一項(xiàng)重要的影響因素。利用豆禾混播的相關(guān)理論和研究，豆科牧草的根瘤菌可固定氮素，有效地增加土壤肥力，供氮肥需求較高的燕麥利用，并且混播還能通過(guò)一定的互作效應(yīng)改善土壤性狀、減輕病蟲(chóng)及雜草危害，從而減少氮肥、農(nóng)藥等化學(xué)品的施用，具有更高的生態(tài)效益，可為化肥、農(nóng)藥過(guò)施等造成的土壤污染問(wèn)題提供一項(xiàng)良好的解決途徑。

3.3.2 經(jīng)濟(jì)效益

我國(guó)江淮地區(qū)長(zhǎng)期以來(lái)主要以糧食作物作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主體，是我國(guó)糧食作物的主產(chǎn)區(qū)[16]，其輪作模式主要以水稻–小麥(Triticum aestivum)為主，往往導(dǎo)致資源利用不合理，浪費(fèi)嚴(yán)重。谷物與混播草地的輪作種植模式能夠更高效地發(fā)揮江淮地區(qū)資源豐富的自身優(yōu)勢(shì)，提高傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)模式的生產(chǎn)效率。在江淮地區(qū)冬閑田冷季種植一年生混播牧草，若以代謝能為衡量標(biāo)準(zhǔn)，可增加4 000 hm2左右的稻田產(chǎn)能，若以粗蛋白產(chǎn)量為衡量標(biāo)準(zhǔn)，可收獲較小麥種植2.7～5.1 倍的粗蛋白產(chǎn)量。此外，以江淮地區(qū)燕麥與豆科牧草混播草地的研究數(shù)據(jù)為例[50]，參考肉羊飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)(NY/T816)的規(guī)定及相關(guān)計(jì)算方式[59]，可得出每公頃混播草地可滿(mǎn)足72～115 只公羔羊育肥所需干物質(zhì)和粗蛋白的需求量(表3)。

江淮地區(qū)人口眾多，耕地面積緊張，讓有限的耕地資源獲得更好的經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益的協(xié)調(diào)與統(tǒng)一，是農(nóng)戶(hù)增收的基本需求，也是農(nóng)業(yè)發(fā)展的現(xiàn)實(shí)要求。直觀(guān)的經(jīng)濟(jì)效益是生產(chǎn)實(shí)踐中農(nóng)戶(hù)決定是否施行該生產(chǎn)模式的重要影響因素，種田經(jīng)濟(jì)效益低下會(huì)降低農(nóng)戶(hù)種植的積極性。通過(guò)對(duì)江淮地區(qū)小麥及牧草生產(chǎn)現(xiàn)狀的分析發(fā)現(xiàn)，相較于小麥的種植，黑麥草、燕麥、苜蓿等牧草種植的收益普遍高于小麥，同等條件下比小麥更具優(yōu)勢(shì)，農(nóng)戶(hù)種植牧草的經(jīng)濟(jì)效益極其可觀(guān)(表4)，這與在北方的相關(guān)研究結(jié)論一致[61]。還有研究表明，豆科牧草間作混播模式能夠通過(guò)根瘤菌的固氮效應(yīng)向土壤輸送大約240 kg·hm?2的氮素營(yíng)養(yǎng)，從而減少化肥尤其是氮肥的用量，再結(jié)合其他生產(chǎn)要素，可節(jié)約近50%的種植成本，最終在收獲干草方面的凈收益是單播模式下的1.3 倍左右[62]。種植混播牧草還可以通過(guò)后作水稻，提高水稻產(chǎn)量，進(jìn)一步將生態(tài)效益轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)效益，使水稻產(chǎn)量達(dá)到8.3～8.6 t·hm?2，比單播輪作時(shí)的水稻產(chǎn)量提高了6%～7.5%[56-57]。因此，合理的豆禾混播種植模式能在保障土地利用率的基礎(chǔ)上，提高飼草和糧食產(chǎn)量，降低農(nóng)戶(hù)種植成本，增加農(nóng)戶(hù)的收入，創(chuàng)造出更高的經(jīng)濟(jì)效益。

表2 冬閑田種植不同牧草對(duì)土壤養(yǎng)分和后茬作物產(chǎn)量的影響Table 2 Effects of planting different herbage in winter fallow field on soil nutrients and crop yield

表3 冬閑田種植作物和牧草的干物質(zhì)、粗蛋白、代謝能產(chǎn)出及稻田當(dāng)量Table 3 Dry matter, crude protein, metabolizable energy output, and paddy equivalent of crops and forages planted in winter fallow field

表4 冬閑田種植小麥與牧草的經(jīng)濟(jì)效益對(duì)比Table 4 Comparison of economic benefits of wheat, oats, and alfalfa

4 結(jié)論與建議

4.1 結(jié)論

1)隨著我國(guó)南方農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變，冬閑田正逐漸成為重要的農(nóng)業(yè)資源之一。江淮地區(qū)具有豐富的冬閑田資源、良好的水熱條件以及成熟的農(nóng)業(yè)技術(shù)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行冬閑田種草，可有效提高江淮地區(qū)牧草生產(chǎn)力，優(yōu)化土地資源配置。

2)多花黑麥草+紫云英/白三葉/光葉紫花苕、燕麥+毛葉苕子/金花菜等優(yōu)質(zhì)豆禾牧草冬季混播生產(chǎn)模式能夠減少化肥、農(nóng)藥的施用，增加農(nóng)民收入，同時(shí)保障生態(tài)經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)現(xiàn)生態(tài)效益與經(jīng)濟(jì)效益的“雙贏”。

4.2 建議

1)目前江淮地區(qū)冬閑田種草的草種選擇還較為單一，主要以黑麥草、紫云英等為主，若在此基礎(chǔ)上根據(jù)牧草的利用年限，進(jìn)行引種種植試驗(yàn)和新品種培育研究，優(yōu)選適應(yīng)性較好的牧草品種，可以滿(mǎn)足不同地區(qū)大規(guī)模冬閑田種草的需求。此外，還應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)牧草混播技術(shù)的研究，進(jìn)一步探索豆禾混播優(yōu)勢(shì)機(jī)理，選取適宜搭配的草種，深入探索高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的冬閑田豆禾牧草混播生產(chǎn)模式。

2)江淮地區(qū)一些農(nóng)戶(hù)利用冬閑田種植牧草存在種養(yǎng)結(jié)合不緊密、機(jī)械化水平偏低等問(wèn)題，無(wú)法充分發(fā)揮冬閑田種草的效益，冬閑田的飼草種植模式、種植技術(shù)和利用方式還需在生產(chǎn)實(shí)踐中不斷改進(jìn)，可以利用“農(nóng)–草–畜”耦合生產(chǎn)技術(shù)實(shí)行種養(yǎng)結(jié)合，逐步探索“生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)農(nóng)戶(hù)+優(yōu)質(zhì)飼草基地+規(guī)模養(yǎng)殖企業(yè)+科研機(jī)構(gòu)、學(xué)?！钡壬a(chǎn)經(jīng)營(yíng)發(fā)展模式。一方面，散戶(hù)可通過(guò)合作社的方式建立種養(yǎng)結(jié)合型家庭農(nóng)場(chǎng)或者養(yǎng)殖企業(yè)在內(nèi)部設(shè)立配套規(guī)模的飼草生產(chǎn)基地，實(shí)現(xiàn)土肥資源循環(huán)利用，使得草業(yè)能與畜牧業(yè)有機(jī)結(jié)合、系統(tǒng)發(fā)展；另一方面，可依托科研機(jī)構(gòu)、學(xué)校進(jìn)行基礎(chǔ)研究和技術(shù)開(kāi)發(fā)，通過(guò)合作鏈加快科技成果的轉(zhuǎn)化和推廣，發(fā)揮江淮地區(qū)龍頭企業(yè)的優(yōu)勢(shì)，聯(lián)合帶動(dòng)周邊農(nóng)戶(hù)通過(guò)牧草種植及肉羊養(yǎng)殖增加收入，有效促進(jìn)農(nóng)民增收、農(nóng)業(yè)增效，穩(wěn)步推進(jìn)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，進(jìn)一步加快江淮地區(qū)牧草產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。