王宇濤,辛國榮,楊中藝,陳三有

（1.中山大學有害生物控制與資源利用國家重點實驗室 中山大學生命科學學院,廣東 廣州 510275；2.廣東省畜牧技術推廣總站,廣東 廣州 510000）

由于氣候、歷史等原因,中國南方農區(qū)的農業(yè)生產以栽種糧食作物和經濟作物為主,畜牧業(yè)以飼養(yǎng)豬、雞等耗糧型畜禽為主。到20世紀80年代,隨著人們對草食性畜禽需求的增加,加上北方過牧、超牧等對當地草原造成的嚴重破壞,一些學者開始把發(fā)展草地畜牧業(yè)的目光投向南方熱帶亞熱帶地區(qū)。在華南地區(qū)發(fā)展草地畜牧業(yè),一個重要的環(huán)節(jié)是在盡量不影響農田糧食生產的前提下解決我國南方優(yōu)質牧草的問題。

楊中藝等[1]經過對我國華南熱帶及亞熱帶地區(qū)飼用物種時空搭配的研究,并在借鑒了國外成功輪作模式的基礎上,于1988年首先在中國提出了“意大利黑麥草Lolium multi florum-水稻Oryza sativa”草田輪作（Italy ryegrass-Rice Rotation,簡稱IRR）系統(tǒng)的概念,通過對IRR系統(tǒng)在中國南方熱帶亞熱帶地區(qū)建立的可行性、方法、適用種質資源等研究的基礎上,進一步對IRR系統(tǒng)的生產、生態(tài)學、高產栽培技術、意大利黑麥草的根際效應、IRR系統(tǒng)綜合效益和稻田冬種黑麥草使后作水稻增產機理等一系列問題進行了深入的研究[2-14]。結果表明,IRR系統(tǒng)不僅在稻田冬閑期可以生產大量優(yōu)質青飼料（64～87 t/hm2）,而且還能夠顯著地改善稻田土壤的理化和生物等性狀,使后作水稻增產7%～14%[7],同時具有明顯的生態(tài)效益[12-13,15]。因此,中國華南大部分省區(qū)已逐步確立了稻田冬種多花黑麥草的草田輪作模式,例如僅廣東省到2000年為止稻田冬種多花黑麥草的面積已超過3.5萬hm2[6]。

1 多花黑麥草在國外的研究和應用現(xiàn)狀

20世紀60-70年代,日本南部逐漸在冬閑水田引入意大利黑麥草,建立了黑麥草和水稻及其他作物的草田輪作系統(tǒng)。到80年代中期,黑麥草已經成為了日本冬季栽培面積最大的牧草[16]。同時還培育出一系列早熟、淺根系的多花黑麥草品種,使之更適宜與其他作物實行輪作[17]。由于多花黑麥草較快的生長速度以及植株中較高的P含量,國外有學者研究了利用“狗牙根Cynodon dactylon-多花黑麥草”種植系統(tǒng)（即在冬季種植多花黑麥草,其他季節(jié)種植狗牙根）通過不斷收獲植物的地上部,來修復由于長時間排放家禽養(yǎng)殖廢水所導致的P污染土壤。通過收獲植物的地上部分,該系統(tǒng)每年去除P的效率能夠達到50 kg/hm2；在不同的田間管理措施下,多花黑麥草對P去除的貢獻率不同,低者15%左右[18-19],高者為64%～70%[20]。

在美國的中西部地區(qū)（lower Midwest）,林牧復合（silvopasture）是一種被廣泛應用的農林生產系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中,最典型的便是將多花黑麥草同黑麥Secale cereale混播于樹林間隙,然后將牧草用于肉牛和奶牛等草食性畜禽的生產[21]。尤其是對于那些在冬季需要高品質牧草的肉牛和奶牛養(yǎng)殖者,多花黑麥草和黑麥混播于樹林間隙很好地滿足了他們在冬春季節(jié)對牧草的需求。Bishop-Hurle等[22]通過分析該模式的經濟效益,發(fā)現(xiàn)在相同的畜禽產出的前提下,多花黑麥草和黑麥混播體系的成本僅為使用青貯牧草的1/4～1/2。在美國的南部地區(qū),冬季肉牛的飼養(yǎng)主要是采用干草補飼精料的方法。從20世紀90年代開始,在冬季種植冷季型一年生牧草的補充飼草體系（supplementary forage system）被廣泛應用；該系統(tǒng)不但增加了肉牛在冬季的營養(yǎng)攝取量,還極大降低了冬季對干草的需求[23-24]；多花黑麥草在這一系統(tǒng)中被廣泛使用。Gunter等[25]比較了肉牛在冬季自由采食狗牙根的條件下分別補充飼喂一年生冬季牧草（小麥Triticum aestivum、黑麥和多花黑麥草）和精飼料的飼喂效果,結果表明,每周自由采食2 d以及3 d牧草的處理中肉牛在體質量、身體狀況等方面完全能夠達到每周3 d補充精飼料的飼喂效果。

在墨西哥中部（central Mexico）的高山丘陵地帶,當地農場主通過將多年生黑麥草L.perenne和白三葉Tri folium repens混播,或者種植多花黑麥草這2種策略來降低飼喂成本。研究人員[26]從產草量、牧草飼喂效果等方面比較了這2種策略的優(yōu)劣,結果表明,種植多花黑麥草的凈牧草積累量（net herbage accumulation）（8 222 kg/hm2）顯著（P＜0.01）高于多年生黑麥草和白三葉混播系統(tǒng)（5 915 kg/hm2）,但是種植多花黑麥草投入的勞動量大于后者；動物飼喂試驗表明,在載畜量相同的前提下,2個處理奶牛的產奶量、體質量均沒有明顯差異（P＞0.05）。飼喂多花黑麥草處理中牛奶的奶蛋白和奶脂的平均含量高于飼喂多年生黑麥草和白三葉處理的,但是差異不顯著（P＞0.05）。Anaya-Ortega等[27]比較了墨西哥中部的丘陵地區(qū)小型奶牛場（少于20頭奶牛的奶牛場）中用青貯玉米Zea mays和青貯多花黑麥草作為青飼料的經濟效益,發(fā)現(xiàn)2個處理中牛奶脂肪含量、蛋白質含量、奶牛身體情況方面均無明顯差異,飼喂青貯玉米的奶牛組產奶量高于利用青貯多花黑麥草的奶牛組（P＜0.09）,而飼喂多花黑麥草的奶牛的體質量顯著高于玉米組（P＜0.01）；大量種植多花黑麥草能夠減少精飼料的使用量,降低飼養(yǎng)成本,從而獲得很好的經濟效益。

2 多花黑麥草在國內的應用現(xiàn)狀

2.1“水稻-黑麥草-奶?！蹦Ｊ健八?黑麥草-奶牛”模式是各種黑麥草養(yǎng)畜子系統(tǒng)中應用最廣泛、發(fā)展最成熟的一個模式。多花黑麥草的產量相對較高,產草期集中,并且具有較高的蛋白質和較低的纖維素含量,使之非常適宜作為奶牛的青飼料。有調查表明,我國華南地區(qū)的奶牛場普遍存在冬季缺乏優(yōu)質牧草的問題[28],利用冬閑田種植黑麥草可以很好地解決這一難題,并在不影響水稻生產的前提下創(chuàng)造較高的經濟效益。

白淑娟等[29]利用多花黑麥草進行奶牛飼喂試驗,在保證供試奶牛的日糧水平基本一致的條件下,青飼料采用多花黑麥草全部或部分代替青貯玉米；在15 d的試驗期中,對照組全部用青貯玉米和野草飼喂,發(fā)現(xiàn)奶牛試驗末期的牛奶產量比試驗前平均減少了8%；用1/3的多花黑麥草代替青貯玉米的試驗組平均只下降了1%；用多花黑麥草完全代替青貯玉米和野草飼喂的試驗組,其牛奶的產量平均上升了10.5%；用黑麥草部分或全部代替青貯玉米和野草的試驗組牛奶中的干物質和蛋白質含量有明顯地提高。該結果同王宇濤等[28]的研究結果一致,他們在利用多花黑麥草代替野草飼喂奶牛的試驗中發(fā)現(xiàn),采用部分或者全部黑麥草代替野生雜草作為奶牛的青飼料能夠顯著提高奶牛的日產奶量,延長奶牛的泌乳高峰期（P＜0.05）,并顯著提高牛奶中蛋白質的含量（P＜0.05）。白淑娟等[29]通過經濟效益計算,得出全部利用黑麥草飼喂比飼喂混合草組（黑麥草+青貯玉米+野草）每生產1 kg牛奶可節(jié)約0.1元,比全部用青貯玉米和野草飼喂節(jié)省0.2元。許多利用冬閑稻田種植的多花黑麥草飼喂奶牛的研究[28,30-31]也均表明,利用冬閑田種植多花黑麥草養(yǎng)奶牛能夠獲得很好的經濟效益。值得注意的是,在有的研究中發(fā)現(xiàn),當全部用黑麥草作為青飼料飼喂奶牛時,由于其較低的纖維素含量,奶牛容易拉??；而每隔4～5 d給每頭奶牛飼喂2～3 kg的干草可以有效地解決這一問題[28]。

還有研究報道了以多花黑麥草、青貯玉米組成日糧飼喂奶牛的飼養(yǎng)效果,發(fā)現(xiàn)飼喂青貯玉米加多花黑麥草能明顯提高奶牛產奶量,其頭均日產奶量比單獨飼喂多花黑麥草提高0.94%,比單獨飼喂青貯玉米提高3.31%[32]。茍文龍等[33]研究了不同配比的多花黑麥草、青貯玉米以及配合飼料對奶牛的飼喂,結果表明,每頭奶牛在飼喂5 kg配合飼料+40 kg多花黑麥草+自由采食青貯玉米的條件下奶品質最好,經濟效益最高。

2.2“水稻-黑麥草-肉鵝”模式黃光輝等[34]利用冬閑田種植黑麥草養(yǎng)鵝,發(fā)現(xiàn)黑麥草產量大約為105 000 kg/hm2,“水稻-黑麥草-肉鵝”模式經濟效益十分顯著。采文華等[35]對稻田套種多花黑麥草養(yǎng)鵝戶的調查發(fā)現(xiàn),平均每公頃黑麥草可養(yǎng)肉鵝1 800～2 250只；“水稻-黑麥草-肉鵝”模式的經濟效益遠優(yōu)于稻麥輪作模式。蔣小軍等[36]則比較了“水稻-黑麥草-肉鵝”模式以及該地區(qū)傳統(tǒng)的利用冬閑稻田種油菜模式的經濟效益,發(fā)現(xiàn)盡管“水稻-黑麥草-肉鵝”模式生產成本要高于“水稻-油菜”模式,但是生產效益也遠遠高于后者；利用冬閑稻田種植黑麥草養(yǎng)鵝不但能夠明顯地增加直接的經濟效益,而且能顯著提高土壤肥力,有效控制冬季田間雜草,進而大幅度降低除草劑、殺蟲劑的施用量,保護農田生態(tài)環(huán)境,增加水稻產量。

莫興榮等[37]研究了冬種黑麥草飼喂肉鵝代替當地傳統(tǒng)的用青菜飼喂的效果,發(fā)現(xiàn)比單喂青菜、單喂黑麥草不但節(jié)約了成本,而且增量效果更好；“水稻-黑麥草-肉鵝”模式的經濟效益十分顯著。還有研究報道了在廣東地區(qū)傳統(tǒng)的養(yǎng)鵝模式下（僅提供精飼料,不提供青飼料）引入多花黑麥草的經濟效益[38],發(fā)現(xiàn)采用黑麥草作為鵝的青飼料使其平均增量提高了19.2%；在提供足量黑麥草的前提下適當減少鵝的精飼料用量有利于改善鵝的膳食結構,提高黑麥草的增量效應。

多花黑麥草飼喂肉鵝的研究表明,作為肉鵝的青飼料,多花黑麥草適口性好、采食率高、增量及飼料報酬高[39]。但是,由于單只肉鵝對青飼料的消費能力有限,利用冬種黑麥草養(yǎng)鵝只有在達到一定規(guī)模的條件下才能夠充分體現(xiàn)其經濟效益。

2.3“水稻-黑麥草-豬”模式豬能較好地消化多花黑麥草鮮草；在豬日糧中加入25%～44%的多花黑麥草鮮草（以干物質計）對肉豬生長發(fā)育、采食干物質轉化效率等不會產生負面的影響[40]；生長肉豬飼喂一定量的多花黑麥草可明顯降低養(yǎng)豬成本,獲得比較好的經濟效益[40]。王進波等[41-42]研究了黑麥草替代10%～20%的精料對生長肥育豬的生長性能、胴體組成、肉質的影響；發(fā)現(xiàn)用黑麥草替代10%～20%的精料對生長肥育豬的生長性能、各個屠宰指標以及肉質指標均沒有顯著影響；飼喂黑麥草顯著降低了（P＜0.05）豬的肌肉以及背膘中的膽固醇含量,而顯著提高了（P＜0.05）豬肉中肌苷酸的含量；他們還發(fā)現(xiàn),在豬生長前期（斷奶-30 kg）用黑麥草代替精料飼喂效果不好,原因是該階段豬的消化和吸收系統(tǒng)尚未完全發(fā)育成熟,消化纖維和含水量較高的飼料的能力低；而在后期（＞30 kg）,用黑麥草部分替代精料喂豬效果較好,尤其以黑麥草代替10%精料組經濟效益最高。

以長嘉母豬為對象,探討黑麥草替代日糧精料及添加脂肪對母豬產奶量、奶成分的影響[43],發(fā)現(xiàn)在母豬妊娠前期（前 90 d）用黑麥草替代40%～50%精料的情況下母豬奶產量有降低趨勢,但與對照相比差異不顯著（P＞0.05）。

利用黑麥草飼喂肉豬的研究表明,黑麥草代替合適比例的精飼料飼喂肉豬可以在不影響豬的生長速度的前提下降低成本,而且能夠提高豬肉的品質。但是對于飼喂肉豬過程中黑麥草和精飼料的合適用量和比例尚不是很明確,需要進一步的研究。

2.4 其他應用方式除以上3種冬種黑麥草的應用模式外,也有少量關于利用黑麥草飼喂肉牛、兔、魚、鴕鳥等的報道。

李正民[44]觀察了江西某養(yǎng)魚場利用黑麥草養(yǎng)殖的效果,發(fā)現(xiàn)用黑麥草喂魚效果顯著,每增長1 kg草魚只需18～21 kg鮮草；而且利用方法簡便：刈割后直接投飼,日投草量為草魚存塘總質量的10%～15%。某鴕鳥場利用黑麥草代替之前的小白菜飼喂鴕鳥,使該場的雛鳥死亡率由之前的20%下降到0.8%以下；僅此一項在當年就避免了經濟損失225萬元[45]。還有人研究了用多花黑麥草代替野生雜草飼喂肉兔的效果,發(fā)現(xiàn)飼喂多花黑麥草的處理中肉兔的增量速度極顯著大于飼喂野生雜草的處理（P＜0.01）[38]。黃建亮等[46]報道在每只兔日均加喂精料80 g的情況下,試驗組平均每兔日均飼喂多花黑麥草500 g,可提高日增量25.04%和飼料轉化率31.76%,經濟效益十分明顯。也有研究表明[47],在肉兔日糧中加入25%～35%的多花黑麥草（以干物質計）對兔的增量無顯著影響,但多花黑麥草的引入明顯減少了精料的使用量,降低了成本。

利用黑麥草飼喂奶牛、肉鵝、肉豬以外的其他畜禽的報道相對較少,但已有的研究證明：作為華南地區(qū)的一種優(yōu)良牧草,多花黑麥草具有很好的應用潛力。

3 冬種多花黑麥草養(yǎng)畜的主要限制因素和解決辦法

首先是冬春收獲黑麥草的加工和貯存問題。已有部分學者研究了多花黑麥草的青貯方式[48-50],但是到目前為止多花黑麥草的青貯技術仍不夠成熟,冬種黑麥草主要是以鮮草的形式即割即用。要進一步提高多花黑麥草的應用前景,必須開發(fā)出能夠在中國華南地區(qū)高溫高濕環(huán)境下安全、簡單且低成本的黑麥草加工和貯存技術。

其次是缺乏對黑麥草養(yǎng)畜的機理性研究。盡管利用黑麥草養(yǎng)畜已經獲得了比較廣泛的應用,并且在這方面開展的研究也不少,但是這些研究往往只涉及到多花黑麥草飼喂畜禽的增量效果這一層面,而很少涉及到對于黑麥草養(yǎng)畜的機理性的研究；飼喂多花黑麥草對畜禽的肉質等生理指標的影響方面的研究極少,因而對多花黑麥草的各種應用方式的優(yōu)化缺乏理論依據。這需要廣大科研工作者加強對這方面的研究。

另外一個限制因素在于,目前國內種植的黑麥草品種在種植過程中對水肥具有比較高的要求,需要投入較多的人力來管理。這是IRR系統(tǒng)很難在中國華南地區(qū)大量閑置的草山草坡推廣應用的一個重要原因。并且由于我國南方畜牧業(yè)的集約化程度不高,很多畜禽的飼喂往往是以家庭為單位的分散模式。在小規(guī)模的情況下,利用冬閑水田接茬種植黑麥草養(yǎng)畜產生的效益畢竟有限,使得IRR系統(tǒng)對分散的農戶的吸引力減少。要解決這一問題,一個重要的方面在于加強對黑麥草優(yōu)良品種育種的研究,將傳統(tǒng)育種和基因工程技術結合,培育出抗旱和耐貧瘠的品種,從而降低其所需的管理成本,擴大多花黑麥草的應用范圍。

4 展望

隨著近年來國內各種類型的土壤、水體污染的日趨嚴重,環(huán)境、食品安全等問題成為了社會關注的焦點。IRR系統(tǒng)作為一種典型的草田輪作系統(tǒng),不但能夠提供大量優(yōu)質牧草,同時在改善稻田土壤生態(tài)環(huán)境[15]、減少水土流失、減輕農業(yè)環(huán)境污染方面具有重要作用[51],它的推廣應用符合國家發(fā)展生態(tài)農業(yè)的要求。進一步在華南地區(qū)推廣IRR系統(tǒng),并開發(fā)出各種滿足不同民眾需求的黑麥草養(yǎng)畜模式既符合國家走可持續(xù)發(fā)展農業(yè)道路的需要,也必然將在我國華南地區(qū)草地畜牧業(yè)的發(fā)展過程中發(fā)揮更加重要的作用。

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