丁迪云,孫 浩,陳衛東,王 剛,吳林瑛,陳三有,李品紅
(1.廣東省農業科學院動物科學研究所/農業農村部華南動物營養與飼料重點實驗室/廣東省畜禽育種與營養研究重點實驗室,廣東 廣州 510640;2.廣東省畜牧技術推廣總站,廣東 廣州 510500)
牧草作為草食動物飼料的重要組成,可通過草食動物這一能量、蛋白轉換器轉化為人類所需的肉品,能有效解決我國長期存在的人畜爭糧問題。因此對我國牧草飼料資源的合理開發和利用,無論從生態、社會效益還是經濟效益的角度來看,都具有極其重要的意義。我國牧草產業起步較晚,尤其是在以傳統農業為主的熱帶、亞熱帶地區,牧草產業基礎薄弱、發展相對滯后,對牧草種植結構的調整以及優良種植模式的推廣具有十分重要的現實意義。我國應借鑒澳洲先進的農牧業發展經驗,重視發展畜牧業并加強草場建設,大力推動不宜耕作的半山坡等地區發展牧草產業,以促進我國南方畜牧業發展。2015年中央一號文件指出,加快發展草牧業,支持青貯玉米和苜蓿等牧草料種植,開展糧改飼和種養結合結構試點,促進糧食、經濟作物、牧草料三元種植結構協調發展[1-3]。2016年中央一號文件指出,擴大糧改飼試點,加快建設現代牧草產業體系[1-2]。2017年中央一號文件指出,統籌調整糧-經-飼種植結構,飼料作物要擴大種植面積,發展青貯玉米、苜蓿等優質牧草,大力培育現代牧草產業體系[4]。在2015—2017年中央一號文件的助推下,我國傳統的“糧—經”二元種植結構逐漸完成了向“糧—經—飼”三元種植結構的轉變。
傳統種植結構的調整為牧草產業提供了良好的發展契機,但也對傳統的牧草種植模式帶來了挑戰。與北方規模化、集約化的牧草種植模式不同,南方種植牧草的地形地貌較為復雜,單一種植模式不能因地制宜滿足牧草生產的需要。盡管這在一定程度上為傳統畜牧業提供了牧草資源,但囿于牧草種植生境的巨大差異以及傳統種植結構的制約,造成了土地資源的浪費。因此,熱帶牧草種植模式的調整是我國傳統農業結構向糧草兼顧型農業結構調整的一種方式,這對于加快農業轉方式、調結構,構建“糧-經-飼”兼顧、農牧業結合、生態循環發展的種養業體系,推進農業供給側結構性改革,具有十分重要的戰略意義和現實意義。
縱觀我國牧草產業的發展發現,與北方牧草產業相比,南方牧草產業起步較晚,而且牧草資源利用不足,成為制約我國南方草地畜牧業的重要原因。而我國南方地區光、熱、水土資源及牧草種質資源豐富,適宜牧草產業發展,這為發展節糧型畜牧業創造了很好的條件。充分挖掘南方農業資源潛力,發展牧草產業,增加牧草生產供給,這對于緩解北方飼草種植的土地承載壓力,確保我國糧食安全具有重大現實意義。
我國華南地區主要包括廣東、廣西、海南、福建和云南等省(區),該區域地理位置優越,屬熱帶和中、南亞熱帶氣候,氣候溫暖、熱量豐富、降水豐沛,≥10℃年積溫在6 200℃以上,日照時數在1 300~2 600 h[5]。主要種植作物有水稻、旱稻、番薯、木薯、玉米等,經濟作物主要有橡膠、甘蔗、茶等,在我國農業生產中占有突出地位。但作為畜牧業發展重要物資儲備的牧草產業并未受到廣泛關注和重視,華南地區的牧草產業種植模式的調整及產業的轉型升級是我國南方傳統農業結構向糧草兼顧型農業結構調整轉變的重要一環,這一戰略性調整將會突破傳統種植結構和單一種植結構的瓶頸,從而獲得更高收益。研究發現,南方地區在種植業和養殖業發展過程中,綜合考慮區域氣候、土地資源和社會需求等方面因素,傳統的農業種植制度逐漸改變,形成了現有不同牧草種植模式。草田輪作系統在其中扮演了重要角色,如水稻-黑麥草輪作系統已在廣東、四川以及長江中下游地區得到了大面積推廣,而玉米-光葉紫花苕輪作模式也在四川山區以及半農半牧區得到了推廣種植[6-7]。高大禾本科牧草種植模式,尤其是以象草(Pennisetum purpureum)、高丹草(Sorghum bicolor×Sorghum sudanense)、堅尼草(Panicum maximum)、王草(P.purpureum×P.typhoideum)、狼尾草(P.americanum)等禾本科牧草屬C4植物,植株高大,根系發達,分蘗能力強,耐熱,喜肥水,在我國廣東、廣西、福建、江蘇、海南、四川、重慶等南方多省(市)區均有種植。其中熱研4號王草區域試驗結果表明,南方不同區域種植王草均可以獲得較高的鮮、干草產量[8-9]。此外,在廣西、福建、海南、廣東等地,紫色象草也表現出較強的生產性能(適應性強、干草產量高、營養品質好)[10]。而由于天然草地季節性供需不平衡,導致南方地區草地生產力持續性較差。針對這一現狀,多年生混播種植模式得到了廣泛應用,大大延長了草地的供應能力,解決了牲畜飼糧的供求問題。研究表明,玉米與紫花苜蓿混播可以顯著提高牧草產量和經濟收入,且牧草品質可得到相應的提高。此外,紫花苜蓿將固定的氮素轉移到玉米,改良了土壤肥力并減少了肥料使用,為畜牧業的可持續發展提供了可能[11]。此外,在坡耕地種植玉米是南方傳統的種植模式,而將其籽實利用改為全株利用,并利用冬春季土地和水熱資源等條件種植多花黑麥草,形成飼用玉米和多花黑麥草種植模式(Corn-Italian Ryegrass System, CIS),經過多年的田間試驗,該種植模式在四川省得到了廣泛推廣[12]。而作為南方優質的豆科牧草,柱花草在生物固氮、土壤改良、覆蓋雜草等方面扮演著非常重要的角色,且“果(林)—草”間種模式的應用推廣,既在一定程度上節約了土地資源,又充分利用了果(林)地空間,已經在農業生產中獲得了一定應用[13-14]。研究表明,采用“蓮霧—柱花草”間種模式,可以顯著增加蓮霧果實的可溶性固形物含量、還原糖含量和固酸比,并降低果實中可滴定酸的含量[13]。而在番木瓜—柱花草間種模式下,間種處理可以顯著增加土壤有機質以及堿解氮的含量,并顯著提高土壤微生物的種類和數目,有利于促進番木瓜的生長,提高其單位面積產出[14]。
我國華南地區地形地貌復雜多變,北部為山區丘陵,南部為沿海平原和三角洲,因此,不同地段的牧草種植模式需要結合當地實際、因地制宜選擇(表1)。其中,在各省區地勢較高且較干旱的山坡林果地帶一般采用果(林)草間種模式進行,既節約土地資源,又增加土地單位面積產出。目前常見的種植模式包括:在廣東、廣西及海南地區開展的“蓮霧-柱花草”“芒果-白花扁豆”間種模式,既改善了蓮霧、芒果的品質,又改良了土壤的理化性質[13,15];此外,番木瓜、荔枝、龍眼等在廣東、海南、廣西、云南、福建等省區均有種植,在相關園區開展“番木瓜—柱花草”“荔枝—柱花草”“龍眼—柱花草”以及“橡膠樹—柱花草”等間種模式均在一定程度上可節約土地資源并抑制雜草生長[14]。此外,針對不同的林(果)園而言,牧草品種的選擇要因地制宜。研究表明,葫蘆茶和糙毛假地豆都可套種于林下,但葫蘆茶更適于桉樹林下套種,而糙毛假地豆更適于油茶林下套種[16]。而在地勢一般的山坡平地地帶可以種植優良高產禾本科牧草,尤其是象草、高丹草、王草等高大禾本科牧草,在廣東、廣西、福建、江蘇、海南、四川、重慶等南方多省(市)區均有種植。在華南地區半水田地帶可以種植全株玉米或甜玉米,冬天輪作黑麥草,此外,該地帶也可以種植優良高產禾本科牧草。在坡耕地采用飼用玉米-黑麥草輪作模式,既避免了冬季農田閑置造成的土地資源浪費,又在一定程度上保障了飼草料的全年供給,解決了冬季牧草不足的問題,目前在四川等地得到了一定的推廣種植[12]。在水田地帶則可以利用冬閑田進行黑麥草—早稻—晚稻草田輪作模式。目前,水稻—黑麥草輪作系統已在廣東、四川以及長江中下游地區得到大面積推廣,而玉米—光葉紫花苕輪作模式也在四川山區以及半農半牧區得到了推廣種植。

表1 不同地段熱帶牧草種植模式Table 1 Planting pattern of tropical forage in different locations
根據不同牧草品種的生長習性,適時調整熱帶地區不同時段牧草種植的時間(表2),對于維持草地生產力、避免牧草季節性供應不足具有十分重要的現實意義。
多數優良高產禾本科牧草,如王草、桂牧1號雜交象草、桂閩引象草等,2—10月份適宜播植,2—10月份適宜生長,3—11月份適宜收獲。而冬種牧草川農1號多花黑麥草等,10月至翌年2月份適宜播種,10月至翌年3月份適宜生長,12月至翌年4月份適宜收獲。研究表明,在海南地區,利用水稻農閑田,可種植高丹草、王草以及墨西哥玉米草以減少土壤氮淋洗損失,提高氮素循環利用,并收獲一定的牧草資源[17]。
此外,通過將桂閩引象草分別與扁穗雀麥、多花黑麥草、燕麥3種冷季型牧草開展不同輪作模式研究發現,桂閩引象草+多花黑麥草、桂閩引象草+燕麥2種輪作模式均可以顯著提高牧草產量和經濟效益[18]。
多數優良豆科牧草,如熱研20號圭亞那柱花草、粵研1號柱花草、桂引山毛豆等,3—8月份適宜播植,3—10月份適宜生長,5—11月份適宜收獲。為了平衡夏秋季牧草營養供應,在牧草生產中大多采用“豆科+禾本科”混播模式。研究發現,在南亞熱帶地區, 適宜刈割用的牧草混播組合為圭亞那柱花草+非洲狗尾草。而在中亞熱帶和北亞熱帶地區,對于一年生刈割草地而言,可采用“紫花苜蓿+蘇丹草”混播模式,對于多年生刈割草地來說,非洲狗尾草+紫花苜蓿則適宜混播選擇。在溫帶地區,可在條件好的土壤上種植紫花苜蓿+內農1號蘇丹草,可在土壤肥力低、條件差的地區種植光葉紫花苕、白三葉、多花黑麥草、多年生黑麥草、鴨茅等牧草品種[19-20]。
2.3.1 熱研4號王草(Pennisetum purpureum×P.americanumcv.Reyan No.4) 熱研4號王草,又稱皇竹草,屬禾本科狼尾草屬多年生牧草,由象草(P.purpureum)和美洲狼尾草(P.americanum)雜交而成,以優質、高產著稱,目前在海南、廣東、廣西、湖南、四川、云南等地均有種植[21]。
熱研4號王草主要以營養繁殖為主,其刈割時期的選擇取決于建植地點水肥條件以及飼喂對象。當飼喂牛、羊等反芻家畜時,植株在1.5~2.0 m時進行刈割,每年可刈割5~8次。而飼喂兔、豬、魚等時,要求莖稈細嫩、適口性好,因此選擇植株高度在1.2~1.5 m時進行刈割,每年可刈割6~10次。每次留茬高度以2~3 cm為宜,不能過低,否則影響其再生性[22]。作為一種禾本科牧草,其生產性能優良,適宜在地勢平坦,水肥、光照充足的地區建植,既可采用高大禾草種植模式用于飼喂牛、羊等反芻動物,又可以在稻田輪作中作為農閑田牧草使用,用于生產細嫩青飼料。

表2 熱帶牧草種植時間模式Table 2 Planting pattern of tropical forage in different time
2.3.2 桂牧1號雜交象草(P.durpureumSchum.cv.Guimu No.1) 桂牧1號雜交象草,屬禾本科狼尾草屬多年生牧草,是廣西壯族自治區畜牧研究所于2000年以美國引進的雜交狼尾草為母本、矮象草為父本進行雜交選育而成的新型雜交象草品種。桂牧1號雜交象草適合于熱帶、亞熱帶種植,目前已在廣東、廣西、福建、湖南、云南等地推廣種植[23]。
雜交象草的栽培方式一般分為插植和埋植[24],而對于雜交象草的利用,則主要以刈割為主。為減少雜交象草的資源浪費,刈割后一般用切草機或人工將其切成2~3 cm小段后再飼喂畜禽或制作青貯飼料。作為狼尾草屬家族成員之一,桂牧1號雜交象草可以作為高大禾草種植模式的主栽品種。此外,桂牧1號雜交象草是一種暖季型牧草,其與冷季型牧草進行混播,有利于提高草地生產力以及平衡牧草季節性供應。
2.3.3 桂閩引象草(P.purpureumSchum.‘Gui Min Yin’) 桂閩引象草,俗稱臺灣象草,原品種是狼尾草臺畜草2號,是廣西壯族自治區畜牧研究所1999年從中國臺灣引入,2010年通過全國草品種審定委員會審定。其適于熱帶、亞熱帶地區種植,目前在福建、云南、廣東、廣西等省(區)獲得推廣栽培[25]。
桂閩引象草適應廣,在坡度15°以下的水田或旱坡地、土壤貧瘠、酸性土壤中均可生長,在光照充足、通風良好、土層深厚、肥力中等、水源充足的地方種植效果更好[26]。其利用方式主要以刈割為主,在草層高度為1~1.2 m時進行刈割,可直接飼喂,也可制作青貯料。而草層高度在1.2 m以上時,要切碎飼喂,適口性佳。研究表明,刈割高度為2.0~2.5 m,留茬高度約為3 cm,刈割頻次為2~3次時產量較高,產鮮草可以達到187.5 t/hm2。同屬于象草的不同品種,桂閩引象草與桂牧1號雜交象草生產習性和生產性能較為接近,二者的建植模式也基本相同。
2.3.4 熱研20號圭亞那柱花草(Stylosanthes guianensisAubl.Sw.‘Reyan No.20’) 熱研20號圭亞那柱花草是1996年由熱研2號柱花草種子空間誘變后,經多次單株接種柱花草炭疽病選育而成,原編號2001-38。熱研20號圭亞那柱花草適應性廣,在我國長江以南、年降水量600 mm以上的熱帶、亞熱帶地區均可種植。目前已在海南、廣東、廣西、云南、四川、江西、福建等省(區)進行大面積推廣,生產性能良好。
熱研20號圭亞那柱花草主要采用種子繁殖,種子播前要用80℃熱水處理2~3 min,種子用量為7.50~18.75 kg/hm2,撒播、條播(條播按行距50~60 cm)及穴播(穴播按株行距40 cm×50 cm)均可[27]。作為青飼料生產一年可刈割2~3次,年產干物質15 t/hm2左右。可利用荒山荒地、林果園種植,適作青飼料,曬制干草,制干草粉或放牧各種草食家畜、家禽。耐旱、耐酸瘠土,抗病,但不耐蔭和漬水,可與旗草、堅尼草、非洲狗尾草等禾本科牧草混播,建立人工草地。此外,我國華南地區林(果)地較多,在林(果)地進行 “林(果)-柱花草”間作,既可以改善果實的品質、改良土壤的理化性質,又可以提供一定的牧草資源。
2.3.5 粵研1號柱花草(S.guianensisvar.intermediacv.Oxley Yueyan No.1) 粵研 1號柱花草是廣東省農業科學院動物科學研究所最新培育的耐寒性較強的柱花草新品種(系),是以現有品種中耐寒性能強而產草量低的細莖柱花草(S.guianensisvar.intermediacv.Oxley)和豐產性狀較好但耐寒性弱的格拉姆柱花草(S.guianensiscv.Graham)為育種材料,在細莖柱花草雜交一代幼苗中選育得到符合育種目標的優良品系[28]。研究表明,與熱研20號圭亞那柱花草相比,粵研1號柱花草具有較強的抗寒性,抗寒性的卓越表現使其在廣東中北部地區仍然保持較高的越冬率[29]。
粵研一號柱花草3月中旬即可種植,主要采用無性繁殖以及種子繁殖的方式進行擴繁。粵研1號柱花草一般采用刈割利用的方式,當植株長到80~90 cm時進行刈割,留茬高度為15~20 cm,適作青飼料,曬制干草,制干草粉或放牧草食動物、家禽。粵研1號的主要種植模式與熱研20號圭亞那柱花草大體一致,主要與禾本科牧草混播為主,輔以林(果)地的“林(果)-柱花草”間作模式。
2.3.6 桂引山毛豆(Tephrosia candidaDC.‘phrosia’) 山毛豆最早于1965年從非洲引入我國,在20世紀80年代,我國又陸續從菲律賓和坦桑尼亞引入種植,2004年廣西從廣東引入。而桂引山毛豆是廣西壯族自治區畜牧研究所收集保存,并于2009年申報通過審定的引進品種,目前在我國年降水量600 mm以上的熱帶和亞熱帶地區均有推廣種植[30]。
在栽培與利用中,桂引山毛豆主要通過種子繁殖的方式進行,種子用量為11.25~22.5 kg/hm2,主要采用撒播、條播(條播行距60 cm)及穴播(穴播株行距60 cm × 60cm)。為了保證山毛豆的正常萌發,播前需對種子進行80℃熱水處理2~3 min或擦破種皮處理。山毛豆屬于多年生豆科植物,種植當年可以刈割1~2次,次年可刈割3~4次。山毛豆生產性能較高,每年可收獲鮮草產量30~45 t/hm2,干物質產量 12~15 t/hm2。在牧草生產利用中,山毛豆營養豐富,適口性好,開花期干物質中含粗蛋白質21 %、粗脂肪3.75 %、粗纖維24.9 %、無氮浸出物44.01 %、粗灰分6.34 %、鈣0.22 %、磷1.51 %,可用于調制青干草,制作干草粉或者直接放牧[31]。可作為肉牛的安全牧草,也是飼喂兔、羊等小型草食動物的優質蛋白質飼料。山毛豆喜光、高溫及濕潤環境,耐瘠,適應性較強,可利用荒山荒地進行建植。此外,山毛豆屬于灌木狀草本植物,可用于林(果)園進行套種。
2.3.7 川農1號多花黑麥草(Lolium multifoliumLam.‘Chuannong No.1’) 川農1號多花黑麥草是四川農業大學以“贛選l號”多花黑麥草為母本、“牧杰”多花黑麥草為父本,經品種群體間雜交,連續多年混合選育而成的新品種[32]。該品種冬春生長速度快、產量高,適合在長江流域及其以南溫暖濕潤的丘陵、平壩和山地地帶進行種植[33]。
川農1號多花黑麥草屬于禾本科黑麥草屬,是越年生草本植物。莖直立,株高1.2~1.5 m,喜溫暖濕潤的氣候,耐嚴寒,在年降水量1 000~1 500 mm的地區生長良好。宜秋播或早春播種,主要采用條播或撒播的方式進行,行距25~30 cm,播深 1~2 cm,種子用量為 15~22.5 kg/hm2。川農1號多花黑麥草草質柔嫩多汁,適口性好,消化率高,一般直接利用鮮草。干物質含粗蛋白質19.7%~22.5%、氨基酸11.08%、粗脂肪3.83%、無氮浸出物34.1%、粗纖維30.65%、灰分8.92%,而且磷、鈣、鎂、維生素等營養成分含量十分豐富[34]。多花黑麥草屬于冷季型牧草,可與暖季型牧草進行混播,以滿足牲畜冬季對牧草的需求。此外,黑麥草可以與飼用玉米進行輪作,以提高草地的生產力。
我國華南地區存在大量優質的牧草資源,其中禾本科牧草以王草、象草以及黑麥草等為主,豆科牧草以柱花草、山毛豆等為主。為了更好地節約土地資源,更大限度地提高土地利用率和經濟價值,牧草種植模式調整起著舉足輕重的作用。熱帶牧草種植模式的調整,需要因地制宜,結合當地實際,挖掘當地優質牧草資源,有效利用土地資源,為華南地區畜牧業發展提供充足的牧草資源。
綜合不同牧草生活習性、產量、品質以及利用方式等因素,本研究認為,在我國華南地區種植禾本科牧草應采用高大禾草單一種植模式,以王草、桂牧1號雜交象草、桂閩引象草等高大禾草為主,主要在山坡平地地帶和半水田地帶進行建植。其他禾本科牧草,如冬種牧草川農1號多花黑麥草、贛選l號黑麥草等,應結合其他暖季型牧草進行混播建植,或與飼用玉米、水稻進行輪作。其次,在豆科牧草建植中,建議以柱花草(如粵研1號柱花草以及熱研20號圭亞那柱花草)為主,選擇在山坡林(果)地帶采取林(果)草間種模式。而其他豆科牧草,如桂引山毛豆或木豆等品種,可利用草山、草坡進行建植,或者采用林(果)草間種模式。此外,除了傳統牧草種植模式之外,南方熱帶地區還可以種植全株玉米,并充分利用當地甜玉米秸稈、甘蔗尾、花生秧以及稻草(黃貯)等牧草資源。