江苏沿海滩涂农牧结合技术体系的构思
2017-03-15崔士友翟彩娇
崔士友,张 蛟,翟彩娇
(江苏沿江地区农科所,江苏南通226541)
·现代大农业·
江苏沿海滩涂农牧结合技术体系的构思
崔士友,张 蛟,翟彩娇
(江苏沿江地区农科所,江苏南通226541)
崔士友,张蛟,翟彩娇.江苏沿海滩涂农牧结合技术体系的构思[J/OL].大麦与谷类科学,2017,34(2):50-53[2017-03-28]. http://www.cnki.net/kcms/detail/32.1769.S.20170328.1725.012.html
江苏省人多地少,沿海滩涂是江苏省农业可持续发展的重要后备资源。本文基于粮-经-饲三元种植结构的优化和发展节粮型畜牧业的思路,对江苏沿海滩涂农牧结合循环农业的技术体系进行了初步的探讨。该技术包括以下几个方面:沿海滩涂秸秆覆盖快速脱盐技术,耐盐饲草品种的筛选及规模化种植技术,饲草青贮技术。最后,对农牧结合循环农业的发展进行初步展望。
沿海滩涂;农牧结合;脱盐;耐盐筛选;青贮
江苏省人口多、耕地少,耕地资源是江苏农业可持续发展的重要制约因素。而江苏省沿海滩涂总面积达68.7万hm2,居全国首位,其中潮上带29.5万hm2,且每年以1 333 hm2速度增长[1]。沿海滩涂盐碱地是江苏省农业可持续发展的重要后备资源。随着国民经济和社会的迅速发展,人口增长与耕地减少的矛盾日益突出,江苏海岸带盐土作为一种重要的土地后备资源,亟待开发、利用和保护。本文基于江苏沿海经济可持续发展的思路,调整“粮-经”二元种植结构为“粮-经-饲”三元种植结构,发展节粮型畜牧业,从而建构江苏沿海滩涂开发之农牧结合的技术体系,并展望农牧结合在江苏沿海地区的发展前景。
1 沿海滩涂秸秆覆盖快速脱盐技术
沿海滩涂资源开发利用(无论是农业还是生态)的关键技术难题是土壤盐分含量过高,降盐是开发利用滩涂资源的先决条件。目前所使用的一些方法如淡水洗盐、暗管排盐等仍存在诸多不足,如成本高、时间长(3~5年),且这些技术对高盐滩涂的降盐效果较差。本项目组通过近几年的研究,初步构建了以秸秆覆盖为核心的滩涂快速降盐技术体系(沙性重盐土快速脱盐的简单方法,专利号ZL 2014 1 069803.9)。该技术根据江苏沿海地区作物秸秆丰富和雨水资源充沛的特点,集成以秸秆覆盖为核心,充分利用每年6—8月的雨季,淋溶盐土表层所集聚的大量盐分,减少水土流失;同时,利用秸秆覆盖抑制盐分的表聚。与滨海盐土裸地相比,通过一定量的秸秆覆盖,明显加快了土壤盐分的淋溶,经过雨季(6-8月)的淋溶,耕层(0~40 cm)土壤盐分下降至1~2 g/kg土,经过11个月0~80 cm土层盐分含量降至3 g/kg土以下,基本可以满足主要作物的生产和滩涂造林绿化的要求。
根据研究所确定的秸秆覆盖沿海滩涂快速脱盐技术的主要技术参数如下:1) 秸秆覆盖量0.7~2 t/667 m2,根据土壤含盐量、脱盐后滩涂所种作物(植物)的耐盐性,脱盐时间及其降雨量等因素决定。2)降雨量。滩涂0~20 cm、0~40 cm耕层脱盐80%所需的降雨量分别为200、400 mm左右,本组的研究结果分别为181.7、351.5 mm。
秸秆覆盖快速脱盐技术还具有良好的可拓展性,如秸秆覆盖低盐土作物高产栽培技术、秸秆覆盖滩涂造林技术等。该技术目前已在江苏沿海滩涂开展规模化示范,具有较好的利用前景。
此外,为稳定秸秆覆盖脱盐效果,应加强沿海滩涂地区防护林的建设,这里可将树木作为构成农业系统的一个有机组成部分。常绿和深根的树种通过蒸腾耗用大量的水分,进而降低地下水位,改善根区的通气性。已有的研究和生产实践均表明,造林地与相邻的农地相比,极大地降低了地下水位,这已有广泛的认识[2]。
2 耐盐饲草品种的筛选及规模化种植
江苏沿海地区发展畜禽饲养业具有得天独厚的优势,广阔的沿海滩涂可实现饲草的规模化种植,其关键技术是所种的饲草具有较好的耐盐性,并与滩涂盐碱地规模化种植技术相配套。
2.1 耐盐牧草
根据沿海滩涂实地引种筛选相关研究,可在我省沿海滩涂规模化种植的耐盐牧草包括禾本科的黑麦草、杂交狼尾草、青贮玉米等,豆科的紫花苜蓿、白三叶、红三叶等以及苦荬菜、籽粒苋、菊苣等,这些植物可耐0.2%~0.3%的土壤盐分,甚至更高。
杂交狼尾草:为美洲狼尾草与象草的杂种一代种,可耐0.3%左右的土壤盐分,且抗旱性强,生物量高,狼尾草的青草产量为10 t/667 m2左右[3]。株型紧凑,滩涂种植条件下株高为2.0~2.5 m,根系发达,分蘖一般11~15个,高者多达20~25个,成穗茎蘖4~5个。茎直立、圆形,直径1.5~2.2 cm;主茎叶片20多片,披针形,长60~70 cm。籽实灰色,米质粳性,可食用,更是优质精料。生育日数130 d,籽实收获后,秸秆仍保持绿色,可调制青贮,或作粗饲料利用。
菊苣:菊科菊苣属多年生宿根植物,相关试验表明,10%海水处理对菊苣幼苗无明显的抑制作用[4]。王俭珍等对其利用价值和开发潜力做了探讨,作为青鲜牧草饲用,其综合营养价值高,如粗蛋白、粗脂肪、粗纤维、无氮浸出物和粗灰分含量等指标都优于苜蓿[5]。此外,牧草菊苣富含矿物质,适口性好,消化率高,利用期长,并且具有适应性广、产草量高、易于栽培管理等优势,可用于建立高产人工割草场和放牧场。除了作优良牧草利用外,菊苣亦可用作天然产物提取等深加工利用,如在药品、饮料、功能性食品和饲料添加剂等方面具有较大潜力。
豆科牧草所含营养物质丰富而全面,干物质中粗蛋白质占15%~20%,各种必需氨基酸、蛋白质生物学价值高,可弥补谷类饲料蛋白质品质的不足。禾本科牧草富含无氮浸出物,在干物质中粗蛋白的含量为10%~15%。其适口性好,没有不良气味,容易调制干草和保存,耐践踏力和再生能力强,适于放牧和多次刈割利用。
2.2 高生物量青贮玉米与甜高粱
青贮玉米的发展是粮改饲的突破口,沿海滩涂青贮玉米具有广阔的发展前景。目前应侧重于青贮玉米品种耐盐性的鉴定和筛选,以及规模化生产基地的建立。2015年中央一号文件提出要加快发展草牧业,支持青贮玉米和苜蓿等饲草料种植,开展粮改饲和种养结合模式试点,促进粮食、经济作物、饲草料三元种植结构协调发展[6]。近年来随着国内规模化牧场的发展,对全株青贮饲料玉米的需求量很大,目前全国大约有66.7万hm2青贮玉米,随着草食畜牧业发展,未来几年,可能达到100万hm2种植量[7]。欧洲、加拿大和美国广泛使用玉米作为青贮饲料,美国每年收获青贮玉米约293.3万hm2,约占玉米种植面积8%。欧洲每年种植约400万hm2青贮玉米,占玉米种植面积80%[8]。尽管玉米属于盐敏感植物,但在育成品种中筛选耐0.2%~0.3%土壤盐分的玉米还是有可能的[9-11]。
甜高粱是普通高梁的变种,为C4植物。因为生物量高[12-13]、耐逆性(耐盐、耐旱、耐涝、耐瘠薄)好[13]、青贮品质优[14],近年来在江苏省沿海滩涂开发中受到了重视。2013—2015年江苏省种子站组织的沿海滩涂甜高粱品种鉴定试验,认定了中科甜3号、中科甜4号、苏科甜1号、中科甜9号、苏科甜2号5个品种,尽管产量仍有进一步改良挖掘的潜力,但在当前部分低盐滩涂地,甜高粱的示范种植已展示了良好的开发利用前景。
2.3 沿海滩涂耐盐饲草规模化种植
影响滩涂饲草生长的主要限制因素是缺水和因土壤盐分所引起的生理性干旱,而采用适当的栽培技术措施如覆盖栽培可明显缓解缺水的影响,并显著提高牧草的产量水平。因而,滩涂种植饲草除一般的栽培技术外,应重视秸秆覆盖栽培技术的研究与示范应用[15-16]。张文洁等的研究表明,秸秆覆盖条件下甜高粱、高丹草、青贮玉米、墨西哥玉米的鲜草产量较未覆盖的裸地分别增产 42.1%、17.9%、9.1%和6.6%[15]。本项目组研究表明,沿海滩涂盐碱地(含盐量0.2%~0.3%)种植黑麦草和青贮玉米,覆盖种植和裸地种植相比,明显提高了出苗率和鲜草生物量,其中秸秆覆盖条件下青贮玉米收鲜草3.5 t/667 m2,较裸地增产15%左右;黑麦草收鲜草2.5 t/667 m2,较裸地增产30%左右。
3 饲草青贮利用
青贮是利用微生物的发酵作用,长期保存青绿多汁饲料的营养特性,并扩大饲料来源的一种简单有效的方法,是常年均衡供应青绿多汁饲料的有效措施,主要用于喂养反刍动物。随着青贮技术的日趋成熟与完善,青贮饲料在反刍动物生产中的应用比例也越来越高,已经成为反刍动物的基础性饲料[17]。饲草青贮关键在于发酵条件的优化,如武安泉等以干玉米秸秆为试验材料,以乳酸菌为发酵菌,研究了生产优质粗饲料的最佳发酵条件,结果表明在厌氧环境条件下,湿度为70%,温度为20℃,发酵时间为28 d,玉米粉添加量为1%时,发酵产物颜色亮黄、气味酸香,乳酸和蛋白质含量最高,发酵效果最好[18]。
此外,应充分挖掘现有的作物秸秆饲草资源,包括豆秸、玉米秸、花生蔓、甘薯蔓等[19-20],甚至稻麦秸秆资源[21-22],同时应研究豆科饲草(秸秆)与禾本科饲草(秸秆)以及其他饲草、秸秆资源在青贮中配比的优化,提高青贮饲料的营养品质。
4 沿海滩涂农牧结合发展展望
随着农业生产规模的扩大,农牧业生产的专业化分工打破了农牧业生产的自然关联,一方面规模养殖户一般很少种田,大量的畜禽粪便污水无法通过周边种植业消化;另一方面规模种植户习惯了大量使用化肥和农药。这样的发展所产生的农业面源污染已引起社会的广泛关注[23-25],尤其是畜禽粪便污染与维护生态环境之间的矛盾日益加剧。在规模生产的基础上,重构养殖与种植业农牧结合的新方式已引起广泛的重视[26-27],可推行种养结合、农牧结合、生态养殖等循环模式,如稻鸭共作、放养林间猪、果园养鸡等;推进秸秆、畜禽粪便等农业废弃物综合利用,普及秸秆青、微贮技术及设施建设,推广沼气发酵装置及沼渣、沼液还田技术。江苏沿海滩涂农业生态系统不够完整,极为脆弱,如将传统的农作物生产及工业加工方式直接引入滩涂,将可能产生大量的废弃物,且又未能合理循环利用,最终造成近海大面积的面源污染,并反作用于盐土农业的发展,因此需要走农牧结合的循环农业之路,开发相关技术与装备,以有效地将废弃物资源化,并使得有限的盐土与生物资源得以科学合理地利用,从而获得经济、生态与社会多重效益。
江苏沿海滩涂农牧结合的循环农业既消纳了畜禽排泄物、改良了盐土生态环境,又推进了种植业品质的提升,提高了农民收入,逐步实现了物质与能源的良性循环、养殖与环境的和谐统一。今后,应进一步优化种养业耦合的有关技术参数,增强有关技术的可行性和可操作性,在资源约束及生态环保的压力下实现江苏沿海滩涂农牧结合循环农业的可持续发展的目标。
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A Preliminary Study on the Recycling Agricultural System Integrating Cropping with Animal Husbandry in the Coastal Beach of Jiangsu Province
CUI Shi-you,ZHANGJiao,ZHAI Cai-jiao
(Institute ofAgricultural Sciences Alongthe Yangtze River in Jiangsu,Nantong226541,China)
Coastal beach is an important land reserve resource for sustainable development ofagriculture in Jiangsu Province,which has less arable land per capita.The current research explores a recycling agricultural system that integrates cropping with animal husbandry in Jiangsu coastal beach.This system is aimed to optimize the structure of a comprehensive cropping system consisting of food crops, industrial crops,and forage crops;and to develop feed-saving animal husbandry.This recycling agricultural system adopts the following technologies:(i)rapid desalination bymeans ofstrawmulchingin coastal beach;(ii)screeningofsalt-tolerant feed and forage crop varieties, as well as highlyefficient and large-scale croppingtechniques;and(iii)forage and strawsilage technique.Finally,this studyprospects the development ofthe recyclingagricultural mode with integrated croppingand animal husbandryin the future.
Coastal beach;Integration ofcroppingwith animal husbandry;Desalinization;Screeningofsalt tolerant crops;Silage
S31;S188;[S19]
:B
:1673-6486-20160252
2016-09-04
南通市农业科技创新与产业化项目(HL2014016)。
崔士友(1964—),男,博士,研究员,主要从事沿海滩涂改良与耐盐作物的研究。E-mail:cuisy198@163.com。