鴨茅╋白三葉型混播放牧草地肉牛生產系統優化研究

袁福錦,吳文榮,金顯棟,李紅云,楊國榮,鐘聲,薛世明,黃必志

(1.云南省草地動物科學研究院,云南 昆明650212;2.云南省農業信息中心,云南 昆明650225)

我國草地家畜生產系統的研究在西北地區開展的較多,主要涉及草地生態與保護、草地生產性能評價、草地資源與利用、草地放牧利用方式及影響等方面[1-19]。我國南方有豐富的草山草坡資源,水熱條件較好,飼草資源豐富,發展草食家畜的潛能巨大[20-22]。南方天然牧草由于草質差,存在適口性及利用率低的問題,因此對地勢相對平坦,連片面積較大的草地進行改良,建立優質的栽培草地,提高草地生產力成為普遍的做法。近年來在各級政府部門的扶持下,云南省先后改良草地累計面積59.6萬hm2,許多地方建立小型畜牧場,對栽培草地進行圍欄封育管理,開展草食家畜的生產養殖。但在草食家畜養殖過程中存在飼草季節性供應不平衡,養殖管理技術不完善等問題,往往導致養殖效益普遍較低[23-24]。本研究在鴨茅+白三葉型栽培草地肉牛養殖系統內,針對牧場生產的主要技術環節進行系統優化,以期提高牧場系統的生產效益,為相似生產模式的牧場提供合理化建議及指導。

1 材料與方法

1.1 氣候和土壤狀況 試驗牧場位于昆明小哨,103°00′E,25°13′N,海拔 1 960 m,年平均降水量889 mm,年蒸發量1 985 mm,年平均氣溫13.4℃,≥5℃年積溫 4 843℃·d,≥10℃年積溫4 121℃·d,年日照時數2 042 h,無霜期241 d,屬北亞熱帶氣候。草地土壤類型為磚紅壤,試驗前土壤有機質 2.28%,堿解氮 23.10 mg/kg,速效磷 7.58 mg/kg,速效鉀 77 mg/kg,pH 值5.30。

1.2 牧場草地和牛群狀況 牧場草地面積53 hm2。草地建植所用牧草品種及用種量為:海法白三葉(Tri f lium repens cv.Haifa)6 kg/hm2+雷得昆紅三葉(T.pratense cv.Redquin)3 kg/hm2+波特鴨茅(Dactylis glomerata cv.Porto)3 kg/hm2+維多利亞多年生黑麥草(Lolium perenne cv.Victorian)3 kg/hm2+德梅特葦狀羊茅(Festuca arundinacea cv.Demeter)1.5 kg/hm2。草地建成后大部分時間沒有進行有效放牧利用,基本處于半休牧狀態,由于利用不足,草地出現輕度退化現象。試驗開始實施時,混播草地中的紅三葉及多年生黑麥草因持久性差,已基本消失,葦狀羊茅在草地中偶見,草地已基本演化為波特鴨茅+海法白三葉型草地。

供試肉牛為BMY三元雜交牛[1/2婆羅門(Brahman)+1/4墨累灰(Murray Grey)+1/4云南黃牛(Yunnan Yellow Cattle)]85頭,其中固定的基礎繁殖母牛50頭,犢牛35頭。

1.3 牧場管理方法 將草地劃分為6個輪牧小區,采用全日制劃區輪牧,雨季(6-12月)輪牧周期42 d,干季(1-5月)輪牧周期30 d。每月月底進行牛群體質量測定及體況檢查。針對云南地區可能發生的高危傳染病,每年秋季接種牛炭疽、牛出血性敗血癥、牛氣腫疽疫苗各一次,每年春、秋兩季接種?？谔阋咭呙绮⑦M行驅蟲。

依據“以草定畜”的原則,夏秋季豐草期,在原有牛群的基礎上增加草地系統的載畜量,冬春季枯草期,維持原有牛群數量,并進行青貯料補飼。具體方法為:在每年的豐草期(7-10月)分別調入育肥牛30、36和35頭,豐草期后再調出增加牛只,3年草地的平均載畜量為1.4牛單位/hm2[25]。

每年雨季開始時施用維持肥,維持肥的施用種類及用量參照雨季前的土壤樣本測定及上一年草地牧草的組分來確定。第1年的施肥種類和施肥量為:鈣鎂磷肥400 kg/hm2+硫酸鉀90 kg/hm2+尿素150 kg/hm2;第2年的施肥量為鈣鎂磷肥400 kg/hm2;第3年為尿素150 kg/hm2。每年秋初雜草種子成熟落粒前,草地進行一次人工除雜。

1.4 研究內容和方法

1.4.1 草地生產系統監測 對草地肉牛系統的主要生產性能指標進行監測。草地的土壤養分在每年雨季開始前(4-5月)測定,牧草的組分和生長強度、牧草現存量、牧草營養成分、牛群的體質量、日增體質量等指標逐月進行測定[26]。放牧期牧草的生長強度設1 m2的草籠6個進行測定,牧草的組分、現存量在每月中旬取0.5 m2樣方6個測定,并取250 g混合樣3個測定牧草養分。牛群的體質量在每月的月底進行測定。根據草地的監測結果,調整肉牛生產系統的動態載畜量、維持肥施用種類及用量,并制定合理的補飼、畜群結構和出欄等措施。

1.4.2 效益測算 根據草地肉牛放牧系統各項收入和支出,計算系統的經濟效益。系統收入包括兩個方面,一是年終出欄牛收入;二是豐草期系統內新增牛只的體質量增量的經濟增加值,增值=豐草期新增牛群體質量增加總量×當年活牛市場價。

2 結果及分析

2.1 草地牧草生產性能監測

2.1.1 土壤養分 草地的土壤養分主要受施肥和放牧的影響。從逐年的土壤養分測定來看(表1),土壤有機質和pH值基本穩定,與試驗第1年相比,堿解氮和有效鉀在第2年和第3年有大幅上升,有效磷則呈逐漸下降趨勢。從牧草的需求來看,草地并不缺鉀,維持肥施用時可不考慮施用鉀肥,應重點施用氮肥,適量補充磷肥。

表1 草地土壤養分測定

2.1.2 牧草生長強度 牧草的生長強度規律為夏季(6-8月)最高,平均干草產量為53.80 kg/(hm2·d),春季(3-5月)和秋季(9-11月)相對接近,分別為20.10和17.68 kg/(hm2·d),冬季(12月-翌年2月)最低,僅為5.84 kg/(hm2·d)。草地累計產草量第1年、第2年分別為6 702和8 763 kg/hm2,第3年由于雨季來得早,6月初草地又增施了氮肥,6、7月生長迅速,到 7月底,累計產量已達到8 765 kg/hm2,是第2年同期累計產量的174%,全年產量比前2年有大幅提高,3年的平均牧草產量超過8 077 kg/hm2。

表2 牧草3年的平均生長強度和現存量

2.1.3 牧草現存量 通過對牧場現存量的監測,可了解草地牧草儲量的變化情況。4-6月草地牧草的貯量較少(表2),現存量最低值出現在昆明地區最為干旱的5月,為446 kg/hm2;7月至翌年1月草地牧草貯量充足,現存量最高值出現在10月,為2 089 kg/hm2。牧草現存量與牧草生長強度和載畜量密切相關,載畜量可人為控制,但牧草生長強度受氣溫和降水的影響較大。牧草生長強度高,載畜量低,現存量呈上升趨勢,反之,現存量呈下降趨勢。

2.1.4 牧草的組分和養分 夏季草地牧草的組分測定能反映牧草的利用狀況和質量。第1年牧草活體占74%(干物質計算,下同),其中鴨茅、白三葉、雜草所占比例分別為53%、15%和 6%,立枯物占26%(表3)。第2年牧草活體和白三葉的比例大幅提高,分別為99%、39%;立枯物的比例較低,僅占1%。第3年牧草活體占87%,與第2年相比,白三葉的比例有所下降,立枯物的比例有所上升。

表3 草地牧草的組分測定 %

造成年份間牧草組分存在較大差異與放牧強度有關。第1年由于草地多年放牧不足,草地中立枯物所占比例較高,同時,由于禾草沒有被利用,生長較高,影響了豆科的正常生長,豆科比例較低。第2年,由于經過持續放牧,上一年秋冬季干草剩余較少,且草地牧草利用充分,草地立枯物的比例大幅下降。另外,草地第2年只施500 kg/hm2的鈣鎂磷肥作為維持肥,促進了豆科牧草的生長,白三葉比例有較大幅度提高。第3年由于施用了150 kg/hm2的氮肥,促進了禾本科牧草的生長,鴨茅對水肥及光照的競爭抑制了白三葉的生長,白三葉在草地中所占比例有所下降,豆禾比例逐漸趨于合理。

牧草養分監測顯示(表4),干季枯草期牧草的粗蛋白含量相對較低,其中最低值出現在3月,為9.3%,11月由于白三葉綠期長,組分比例高,草地牧草的整體粗蛋白含量最高,為15.3%。

2.2 牛群的調控及監測

2.2.1 基礎母牛體質量監測 草地系統實施的劃區輪牧及維持肥施用等優化措施,提高了牧草產量和品質,全年飼草供給更趨平衡,供試基礎母牛體質量逐年上升(表5)。從全年來看,基礎母牛體質量最低值3年均出現在枯草季末期5月,平均體質量443 kg/頭;最高值出現在2月,平均體質量503 kg/頭。

2.2.2 生長牛體質量監測 犢牛初生、6月齡、12月齡、18月齡體質量及生長牛日增體質量在項目期內逐年不斷提高(表6)。第3年犢牛的初生體質量、哺乳期的日增體質量顯著高于前兩年(P＜0.05)。這主要是因為飼草品質提高及枯草期青貯補飼,使妊娠母牛的體況逐漸改善,保證了母牛正常泌乳和乳汁的品質,為犢牛快速生長提供了良好的條件。

2.2.3 生長牛各生長階段的日增體質量 根據牛群生長發育的階段性規律,對生長?？焖偕L的3個階段:0-6、6-12、12-18月齡的日增體質量進行了測定(表6)。0-6與12-18月齡階段,由于草地處在豐草期,日增體質量都較高,平均886.2 g/d,同樣是處于生長高峰期的6-12月齡牛,由于處于枯草季節,其日增體質量只有豐草期的1/4～1/3。試驗第3年由于降雨早,牧草返青早,母牛的體況及泌乳較好,犢牛日增體質量達到949.3 g/d。

表4 草地牧草每月的平均營養成分 %

表5 試驗區基礎母牛年度體質量測定 kg/頭

表6 生長牛群各年齡和月齡體質量和日增體質量測定

2.3 經濟效益分析 根據系統各項支出及收入,對試驗期內經濟效益進行了綜合分析(表7)。支出部分為實際支出,收入部分中,牛只增體質量只計7-10月增加的育肥牛增體質量,由于基礎母牛群的增體質量沒有直接產生收益,不計在內。豐草期系統所增加育肥牛的體質量增加部分和出售斷奶牛的價格以試驗期內市場的平均價格計算。系統內支出除常規性開支外,波動較大且費用較高的項目為肥料、補飼(青貯)和除雜費。試驗期內犢牛出欄數年度間變化不大,收入主要受犢牛市場價格的影響。

總體來看,試驗期內草地系統的支出逐漸趨于穩定,收入呈逐漸上升趨勢。3年平均凈收益880元/hm2,第3年達到1 135元/hm2。

表7 放牧系統的經濟效益分析 元

3 討論與結論

載畜量的季節性調控可有效避免豐草期家畜對牧草的利用不足造成浪費,而枯草期補飼量過大導致飼養成本提高的弊端[27-28]。本研究采用豐草期從系統外引進一定數量的牛只進行短期(3～4個月)育肥,年底前出售;在冬春季枯草季節,保持系統的基礎載畜量,并進行適量的補飼。這樣可提高草地的載畜量及牧草的利用率,降低補飼成本,從而有效提高牧場的養殖效益。

在鴨茅+白三葉草地型放牧系統內,牧草的生長強度受季節的影響較大,夏季(6-8月)最高,冬季(12-2月)最低。3年平均牧草累計生長量超過8 077 kg/hm2。牧草的現存量與牧草的生長強度、載畜量密切相關;牧草的組分與季節、載畜量和施肥等放牧管理措施關系密切[29]。牧草養分的季節性變化較大,秋季(9-11月)粗蛋白含量最高,達15.2%,春季(3-5月)最低,為 10.6%。

放牧系統肉牛的體質量受牧草養分的影響發生季節性變化。成年母牛體質量以5月最低;12月最高。3年試驗期內,系統內牛群的體況得到了明顯的改善,成年母牛、犢牛初生、6月齡、12月齡、18月齡體質量都呈上升趨勢。

在牧場實施全日制劃區輪牧、載畜量季節性調控、維持肥施用、草地除雜、枯草期補飼等優化條件下,牧場的草群結構趨于合理,牧場的養殖效益逐年增加,達到1 135元/hm2。在試驗草地載畜量1.4牛單位/hm2條件下,草地可實現持續利用。

[1] 愛東,陳善科,莊光輝,等.內蒙古高原荒漠化治理途徑的探討[J].草業科學,2005,22(1):15-17.

[2] 劉庫,謝應忠,李應科,等.寧夏南部黃土丘陵區生態退化與恢復探析[J].草業科學,2005,22(1):66-68.

[3] 李洪泉,高蘭陽,劉剛,等.草畜優化條件下草地生態載畜量測算方法新探[J].草業學報,2009,15(5):262-265.

[4] 楊汝榮.我國西部草地退化原因及可持續發展分析[J].草業科學,2002,19(1):23-27.

[5] 新疆西部開發辦.新疆天然草原退牧還草工程研究[M].烏魯木齊:新疆大學出版社,2004.

[6] 周篤珺,馬海州,山發壽,等.青海湖流域及周邊地區的草地資源與生態保護[J].資源科學,2006,16(6):59-64.

[7] 周國英,陳桂琛,趙以蓮,等.施肥和圍欄封育對青海湖地區高寒草原影響的比較研究.Ⅱ地上生物量季節動態[J].草業科學,2005,22(1):59-62.

[8] 張玉進,仇保銘.寧夏中部干旱帶沙質荒漠化草地生產力動態監測[J].草業科學,2005,22(1):18-20.

[9] 柴琦,李霞,梁天剛.北疆牧區山地草甸草地生產力動態監測與評價[J].草業科學,2009,26(4):12-15.

[10] 曹明崇,楊學蘭.甘肅牧草種質資源的保護與利用[J].草業科學,2005,22(8):11-13.

[11] 楊珍,李秀珍,高衛東,等.內蒙古牧草種質資源及其保護[J].中國草地,1995(6):66-68.

[12] 郭正剛,梁天剛,劉興元,等.新疆阿勒泰地區草地類型及植被多樣性的研究[J].西北植物學報,2003,23(10):1719-1724.

[13] 陳志宏,李曉芳,贠旭疆,等.我國草種質資源的多樣性及其保護[J].草業科學,2009,26(5):1-6.

[14] 李永宏,陳佐忠,汪詩平,等.草原放牧系統持續管理試驗研究[J].草地學報,1999,7(3):173-182.

[15] 董全民,恰加,趙新全,等.高寒草甸放牧生態系統研究現狀[J].草業科學,2007,24(11):60-65.

[16] 李貴霖,丁連生.家庭牧場優化模式在甘南州的推廣與實踐效果評價[J].草業科學,2006,23(9):65-70.

[17] 王啟基,周立,王發剛,等.放牧率對冬春草場植物群落結構及功能的效應分析[A].高寒草甸生態系統(第4集)[C].北京:科學出版社,1995:353-364.

[18] 高英志,韓興國,汪詩平.放牧對草原土壤的影響[J].生態學報,2004,24(4):790-797.

[19] 劉偉,周立,王溪.不同放牧強度對植物及嚙齒動物作用的研究[J].生態學報,1999(3):378-382.

[20] 中國科學院生物學部.關于開發南方草地資源的建議[J].中國科學院院刊,1997(4):258-260.

[21] 張新時,李博,史培軍.南方草地資源開發利用對策研究[J].自然資源學報,1998,13(1):1-7.

[22] 劉金祥.中國南方牧草[M].北京:化學工業出版社,2004.

[23] 云南省畜牧局.云南草地資源[M].貴州:貴州人民出版社,1989.

[24] 張澤軍.云南省巖溶地區生態修復與草地畜牧業發展的思路[J].草業科學,2008,25(9):87-91.

[25] 任繼周.草業大辭典[M].北京:中國農業出版社,2008:596.

[26] 任繼周.草業科學研究方法[M].北京:中國農業出版社,1998.

[27] 蔣文蘭,劉興元,吳明強,等.人工草地肉牛系統優化生產模式的研究[J].草業學報,1996,5(1):56-66.

[28] 蔣建生.滇東北低山丘陵白三葉-鴨茅混播人工草地肉牛放牧系統優化研究[D].蘭州:甘肅農業大學,2002.

[29] 袁福錦,金顯棟,楊國榮,等.草地牧草養分的季節性變化對BMY肉牛的影響[J].云南畜牧獸醫,2005(4):3-4.