內蒙古沙生灌木資源飼料化利用的生態和經濟效應

王 超，金 海，李長青，李九月，田 豐，王 利，張海鷹，烏日勒格，薛樹媛

（內蒙古自治區農牧業科學院，內蒙古 呼和浩特 010031）

內蒙古地區居全國五大牧區之首， 內蒙古地區的奶、肉、羊毛、羊絨的產量連續幾年均位居全國之首， 畜牧業經濟在內蒙古國民經濟中占有重要地位。 因此，內蒙古畜牧業的穩定發展，不僅關系到內蒙古地區的經濟發展， 還關系到全國畜產品的穩定供應［1］。

長期以來， 內蒙古的畜牧業很大程度依賴草原，形成草原畜牧業的發展模式。草原資源屬于可再生資源，科學合理利用草原資源，不僅可以增加資源總量，充分發揮它的生態保護功能，還可以獲得經濟收益。但是，內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重， 出現草原牧草資源產量下降， 越來越難以滿足草原畜牧業的發展要求。 同時，隨著人民生活水平的提高，畜產品的需求量又在逐年遞增， 這就促使畜牧業要快速發展，滿足人民生活要求。在這種形勢下，保護草原、恢復草原生態與發展畜牧業成為一對矛盾， 針對如何解決這一矛盾，既要發展畜牧業，又要恢復草原生態，備受大家的關注。 開發和利用價格便宜、來源廣泛的粗飼料資源對解決當前草畜不平衡的矛盾具有重要作用。

1 內蒙古荒漠化、 沙漠化土地資源情況及治理措施

1.1 內蒙古荒漠化、沙漠化土地資源情況

內蒙古自治區土地面積118.3 萬km2，由于氣候原因、自然災害、人為活動等造成土地荒漠化、沙漠化嚴重。 根據第五次全國荒漠化和沙漠化監測結果，截至2014 年底，內蒙古荒漠化土地面積60.92 萬km2，占全區面積的51.50%，分布于12 個盟（市）的80 個旗（縣、市、區），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，占全區總面積的34.48%，分布于全區12 個盟（市）的91 個旗（縣、市、區），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37.16 萬km2，占全區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、 經濟以及生態環境造成較大的影響， 成為制約國民經濟和社會可持續發展的重要因素。 土地荒漠化與沙漠化的有效治理， 對于推進內蒙古地區經濟建設和社會發展具有重要的現實意義。

1.2 土地荒漠化、沙漠化的治理措施

為防止土地的進一步荒漠化、沙漠化，從20世紀80 年代開始，我國開始“三北防護林”的種植工程。工程覆蓋我國的西北、華北、東北地區，包括新疆、青海、甘肅、寧夏、陜西、山西、河北、內蒙古、遼寧、吉林、黑龍江、北京、天津13 個省、市、自治區。 內蒙古地區土壤以干旱、半干旱區為主，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大于灌木， 如果在荒漠化地區種植喬木，會導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，在內蒙古的沙漠化地區不適宜種植喬木，只有種植大量的沙生灌木，才能發揮防風固沙、保持水土的功效。

經過林業工作者不斷引種育苗以及固沙造林試驗， 先后篩選出適合沙區生長的一批優良固沙灌木，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，持續發揮防風固沙、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地居民利用， 一部分用來造紙或者壓制刨花板、中密度板。 在人煙稀少的沙區地帶，由于無法實現定期平茬而成片枯死， 灌木資源的開發利用，促進其平茬，實現可持續發展已經成為一個迫在眉睫的問題。

2.1 沙生灌木的營養成分和飼用價值

對多種類的灌木進行營養含量和飼用價值評定發現，該類資源具有較高的營養成分（見表1）［4］和飼用價值（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。 通過體外培養法對灌木植物飼用價值的評定結果，可以得出這幾種灌木植物的產氣量、瘤胃液pH 值、氨態氮濃度均接近紫花苜蓿，干物質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］。 紫花苜蓿是優質的粗飼料資源，廣泛應用于家畜飼料生產。 但是，國產苜蓿產量較難滿足我國畜牧業發展需要，仍然需要依靠進口，造成價格高昂，普通的養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胃， 采食的食物可以在胃內長時間停留，利于營養含量較低的物質在瘤胃內充分消化吸收［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，發揮其生理作用。 因此，基于反芻動物特殊的生理結構以及營養學理論，將該類既有營養價值又有飼用價值的木本植物經過適當處理，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產氣量、干物質消化率以及瘤胃發酵參數［4］

2.2 沙生灌木的飼喂效果

關于灌木植物飼料的飼喂效果，很多科學家也做了研究報告。鐘堅［6］研究發現，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資源飼養奶牛，可以得到用雞肉粉飼養同樣的奶質。 Sanchez 等［7］研究發現，在中低質量飼料中添加克拉豆干物質，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，奶牛的產奶量平均每天增加1.5 L，奶質也因牛奶含水量減少和口味增強有所提高。Lefroy［9］對多育金雀花的研究發現， 在該種植園中自由放牧的牛能獲得高產。 Shelton［10］在對銀合歡的研究中發現，銀合歡草放牧系統能夠提供可持續性的高生產力，家畜在銀合歡草放牧系統中放牧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%， 結果3%和5%水平添加組奶牛的乳脂率和乳中干物質含量顯著提高，3 個水平添加組奶牛乳中的VE 含量極顯著升高，而體細胞含量極顯著降低。 嚴冰等［13］研究發現，桑葉在瘤胃內的消化性較好，48 h 干物質消化率高達62%。 蘆文珺［14］在小尾寒羊的基礎日糧中添加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，既可以減少常規飼料資源的用量，又可以提高家畜的生產性能， 還可以改善畜產品的品質。灌木資源飼料化利用，對于擴大粗飼料來源具有重要意義。

3 木本植物飼料化利用措施

飼料是發展畜牧業的物質基礎。 在常規飼料的基礎上，開發一些來源廣泛、價格較低的非常規飼料資源越來越被人們重視。

在“三北防護林”的種植過程中，內蒙古地區種植了大量沙柳、檸條、沙棘、梭梭等沙生灌木，經過營養成分和飼用價值評定， 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值。但是，由于沙生灌木類植物隨著生長時間的延長，木質化程度變高，營養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是植物單寧含量較高， 長期以來一直認為單寧類物質有苦澀味并能和蛋白質、碳水化合物、重金屬鹽、維生素、無機金屬離子等結合生成復合物， 會降低動物的采食量以及某些營養元素的生物利用率，而且，其本身和代謝產物能對動物產生一定的毒害作用，被認為是抗營養因子［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。經過不斷地研究與試驗發現，灌木資源發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 灌木發酵飼料加工以及特點

按照平茬計劃對灌木林進行平茬， 將平茬的枝條揉絲粉碎為2～3 cm 的細絲，根據飼料配方添加其他牧草、玉米粉、麩皮、糖蜜、礦物質以及菌制劑，調節飼料的含水量為40%～50%，裝入青貯窖或青貯專用袋進行密封貯存， 也可利用專用的裹包機械加工成裹包青貯，待完全發酵之后飼喂。

灌木資源經過發酵處理， 其飼料具有以下的優點：①能夠長期保存，可以規模化生產，也可以讓農民在飼養現場進行調制； ②通過發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， 而且發酵過程可以將飼料中的一些抗營養因子分解和轉化， 產生能被家畜采食、消化、吸收，養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飼喂發酵飼料能促進動物生長，增強家畜抗病力，去除糞便惡臭，改善生態環境；⑤發酵飼料加工過程中，需要添加一些牧草類、土豆淀粉渣、豆腐渣、糖蜜等食品工業的副產物，實現了該類資源的再生利用，為非常規飼料資源的開發利用開辟了新途徑。

3.2 灌木顆粒飼料的加工以及特點

將灌木林平茬后， 先利用粉碎機粉碎為3～10 cm， 進行干燥處理， 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、葵花皮等攪拌后進行細粉碎， 粉碎細度以能通過12 mm 的篩子為宜， 利用專業制粒機將粉碎后的原料進行壓制顆粒，根據飼喂家畜的生長時期、飼喂目的搭配其他粗飼料、精飼料等進行飼喂。

灌木資源加工成顆粒飼料后，具有如下優點：①改善其適口性，提高采食量；②顆粒化加工，使營養物質得到壓縮處理， 可以有效提升牛羊等家畜干物質采食量；③顆粒化加工過程中，灌木資源要經過粉碎處理，可以改變纖維結構，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物質，有效提升營養價值， 為飼料化利用奠定了基礎；⑤可以擴大飼料的運輸半徑，實現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。

灌木資源經過加工處理， 可以成為優質粗飼料資源， 對于緩解內蒙古地區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以及經濟效應

當前， 草原生態環境脆弱， 草原牧草產量下降，飼草資源缺乏，遏制了畜牧業的發展。 內蒙古具有大面積飼用價值的沙柳、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對草原牧草的需求量，讓草原生態得到恢復。

沙柳、 檸條、 沙棘具有一個共同的生物學特性，生長一定時間后就會出現生長緩慢、枯枝等衰退現象，病蟲害現象加重，使它的經濟效應、生態效應不斷下降［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料，促進植物迅速生長。為了使沙生灌木資源得到可持續利用，進行合理的平茬作業，不僅可以滿足生產需要，還能促進灌木叢再生、復壯和生物量積累，防止林木自然衰退、枯死，對于維護區域生態環境和可持續發展具有重要的現實意義［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，與之對應的細胞分裂素水平上升，刺激側芽組織的分生，增加枝條數和分蘗枝數，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質、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量。 第1 批“三北防護林”的種植開始至今已經有40 年了， 該部分灌木已經進入必須平茬時期， 做好灌木資源飼料化的開發利用，可以促進周邊農牧民、 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，恢復灌木林的活力，持續發揮其防風固沙、保持水土的生態效應。

2018 年內蒙古第八次森林資源清查結果顯示，全區有林地面積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生出4 500～7 500 t 灌木枝條，按照每3 年平茬一次計算，每年可利用灌木資源有13 443 萬～22 400 萬t。 內蒙古沙生灌木資源儲量非常豐富， 作為飼料開發利用或者替代一部分牧草，將產生巨大的經濟價值。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， 而且都是就地取材就地使用。 根據當地飼料加工企業（2019 年）的報價：灌木發酵飼料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，灌木飼料價格低于羊草、苜蓿等粗飼料，實現灌木飼料替代一部分羊草或者苜蓿，可以降低養殖業成本，提高農牧民養殖效益，促進當地養殖業的發展。

灌木資源飼料化利用能夠產生較大的生態和經濟效應。通過灌木資源飼料化開發利用，可以促進該類資源的平茬，持續發揮保持水土、防風固沙的生態效應；減少畜牧業對草原牧草的需求量，減輕草原的壓力，讓草原得到休養生息；有效緩解該地區粗飼料資源不足的問題， 降低養殖業的飼料成本，實現草原畜牧業的可持續發展，為內蒙古補獎機制轉入舍飼的家畜提供飼料來源， 保障補獎機制和生態恢復的順利進行， 也是解決當前草畜矛盾和恢復草原生態的有效途徑。