湖南省农作物秸秆产量及草食动物对其利用现状

陈 东，黄胥莱，唐启源

（1.湖南农业大学动物科学技术学院，湖南长沙 410128；2.湖南农业大学农学院，湖南长沙 410128）

中国作为世界第一产粮大国，具有十分丰富的农作物秸秆资源。据资料统计，我国每年可生产约10 亿t 秸秆[1]。作为农业生产中的副产物，秸秆来源广泛、数量巨大，富含氮、磷和钾等微量元素，是一项可供开发利用的农业资源[2-3]。湖南省是我国农业大省，2017 年湖南省种植业和畜牧业产值分别占到农业产值的49.82%和28.88%，种植作物主要由水稻、油菜、玉米秸秆构成[4-5]，每年产生大量秸秆。近年来，我国秸秆资源的处理方式主要以焚烧为主，不仅造成了严重的资源浪费，而且破坏了生态环境，综合利用效率很低[6-7]。合理有效地利用秸秆资源，不仅可以减轻环境压力，同时也能够为草食动物提供粗饲料原料。本文就近几年湖南省几种主要秸秆产量、草食动物养殖现状及草食动物秸秆利用潜力等内容进行综述，旨在为湖南省草食动物对秸秆的开发利用提供参考依据。

1 湖南省主要秸秆产量

本文采用草谷比法[8-9]统计2013—2017 年湖南省主要秸秆产量，通过农作物产量与草谷比系数计算而得。其中，草谷比系数表示农作物单位面积秸秆产量与籽粒产量的比值，其可能随地理条件、作物种类、播种季节等的不同而改变[10]。湖南省主要农作物草谷比系数见表1。

2013—2017 年湖南省主要作物播种面积、作物产量和秸秆产量如表2～4 所示。2013—2017 年湖南省主要秸秆产量与主要作物产量变化趋势一致。就播种面积、作物产量与秸秆产量而言，水稻、油菜与玉米秸秆是湖南省最丰富的3 种秸秆资源。以2017 年为例，当年湖南省主要秸秆产量为4 558.87 万t，其中水稻秸秆3 507.65 万t，占秸秆总量的76.94%；油菜秸秆产量401.19 万t，占秸秆总量的8.80%；玉米秸秆产量408.30 万t，占秸秆总量的8.95%，这3 种主要秸秆资源量占全省秸秆资源总量的94.69%。

2 湖南省主要草食动物的养殖现状

当前，发达国家牛肉产量占肉类比例达50%以上，而我国仅占10%；发达国家牛肉人均占有量在50 kg 以上，世界人均水平为10 kg，而我国牛肉人均占有量不足6 kg。随着社会经济的发展和收入水平的提高，人们在肉类食品上的消费已逐渐向草食性肉类食品转变。草食动物具有发达的瘤胃或盲肠，日粮中粗纤维比例可高达50%（干物质基础）以上，然而，南方的草食动物主要以散养为主，限制规模养殖场发展的主要因素是粗饲料供应不足。湖南秸秆资源丰富，但单胃动物对秸秆型结构性碳水化合物利用有限，如能利用秸秆来发展草食动物养殖，可满足人们对肉奶日益增长的需求。

湖南省2017 年草食动物生产情况如表5 所示。2017 年，湖南省牛出栏量为147 万头，年末存栏量为379.37 万头，占到全国牛存栏量的4.20%。山羊出栏量为901.80 万头，比上年增加24.30%；年末出栏量为661.71 万头，比上年增加25.04%，其中2017 年湖南省年末山羊存栏量占全国山羊存栏总量的4.79%。马、驴与骡的年末存栏量分别为1.41、0.13、0.11 万头，与上年相比下降趋势明显，分别比上年降低72.46%、82.89%与50.00%。从统计数据可知，牛和山羊是湖南省最主要的两种草食动物，其年末总存栏量约占湖南省主要草食动物总量的99.84%，同时，在全国牛羊存栏量中也占据了较大的份额，说明养殖基础较好。

3 湖南省草食动物对秸秆的利用现状和前景

3.1 湖南省草食动物对秸秆的利用量 以湖南省湘中地区1 个规模化肉牛养殖场为例，该养殖场常年存栏肉牛1 000 头左右，种植牧草200 余亩①：1 亩=1/15 hm2（以象草和桂牧一号为主，冬季种植少量多花黑麦草），由于牧草种植地块不平整，人工成本高，该牛场还需从外收购大量稻草、花生秧、玉米等秸秆作为粗饲料。以2018 年粗饲料消耗量来计算，该牛场牧草产量2 000 t（鲜重），从周边收购稻草秸秆100 t 左右，到场价格是550 元/t，异地收购稻草秸秆（从湖北购买到场900 元/t）和花生秧（从河南购买1000 元/t）400 余t。由此可见，湖南省本地秸秆作为粗饲料利用率低，从外地收购大大增加了养殖成本，如何提高本地秸秆的收获、运输和储藏效率，是制约秸秆利用的关键环节。

表1 湖南省主要农作物草谷比系数[12-13]

表2 2013—2017 年湖南省主要作物播种面积 万hm2

表3 2013—2017 年湖南省主要作物产量 万t

表4 2013—2017 年湖南省主要秸秆产量 万t

表5 湖南省2016—2017 年草食动物生产情况

3.2 限制秸秆利用的原因及解决策略 湖南省秸秆资源丰富，一直以来秸秆主要以干草直接利用为主，秸秆粗纤维含量一般在30%～40%[11]，反刍动物对秸秆有机物的消化率较低，仅为40%～50%，然而秸秆青绿时营养素消化率高于其风干后消化率的10%～20%[12]。因此，降低秸秆中纤维素含量是提高秸秆消化率的关键[13]。近些年来，为提高秸秆可消化养分比例、适口性和营养价值等，湖南省大力推广秸秆的“三贮一化”技术[14-15]，即秸秆氨化、黄贮、青贮及微贮技术。氨化处理属于化学处理方法，以液氨、尿素和碳氨作为氨源，利用氨、尿素等破坏秸秆中木质素、纤维素和半纤维素的结合状态和细胞壁中的致密结构，促使秸秆角质层外层酯类化合物分解，从而降低其碳氮比，提高秸秆的适口性、消化率与采食量[16-17]，同时，外源氨提供的氮素可被瘤胃微生物利用合成微生物蛋白为动物提供优质蛋白，秸秆饲料含氮量增加1 倍，粗蛋白含量、采食量和养分消化率均有提高[18]。青贮是目前常用的生物处理方法，秸秆青贮技术是将新鲜多汁的原料填入密闭窖内或密封包膜，经乳酸菌发酵作用产生酸性环境，抑制或杀灭各种微生物的繁衍，实现长期保存青绿饲料的目的。然而在雨水丰沛的南方，由于青贮过程天气、场地有限、机械化作业程度低等原因，对青贮的制作、储存以及成本有一定影响，需要进一步研究开发合适的秸秆青贮技术与利用途径。随着微生物菌剂的开发利用，在秸秆黄贮的过程中，外源添加有益微生物（乳酸菌[19-20]、片球菌[21]、枯草芽孢杆菌[22]、酵母菌[23]等）可将秸秆中部分结构性大分子纤维素和木质素等难以直接被家畜消化利用的部分分解并转化为糖类，进一步发酵转化为乙酸、丙酸和乳酸等易被消化利用的小分子化合物，提高秸秆适口性[24]，与普通秸秆相比经微贮后的秸秆，其pH 降低[25]，储藏时间延长[26]。由于秸秆中粗纤维木质素的复合结构被打破，粗纤维的利用率增加，有益微生物利用秸秆中碳源和氮源，合成微生物蛋白，提高了秸秆中的真蛋白含量[27]。同时，经微生物发酵的秸秆，还可以改善动物肠道的微生物菌群和动物的消化性能[28]，提高机体免疫力[29-30]。目前，黄贮/青贮结合微贮在养殖户中接受度较高。

3.3 湖南省秸秆在草食动物中的利用前景 按牛单位[31]（每头牛需要2 008 kg 饲草/年，干物质基础）来统计草食动物年消耗饲草量，其他草食动物数量折换标准按5.6 只羊≈1 个牛单位、1.3 头驴或骡≈1 个牛单位、1 匹马≈1 个牛单位来计算。2017 年，湖南省主要草食动物年末存栏量约为488.28 万牛单位，湖南省主要秸秆总量为4 558.87 万t，据计算，全省养殖空间可达2 270.35 万牛单位，相当于2017 总年末存栏量的4.55 倍。

5 小 结

水稻、油菜与玉米秸秆是湖南省最丰富的3 种秸秆资源。2017 年，湖南省主要作物总播种面积为635.20 万公顷，主要作物总产量为3301.83 万t，主要作物秸秆总产量高达4558.87 万t，牛总养殖空间高达2.27 千万头或羊总养殖空间高达1.27 亿只羊。可见，湖南省秸秆饲料化利用潜能大，推动湖南省秸秆饲料化的开发，需结合湖南省秸秆综合利用政策和农机补贴项目，解决秸秆收储运难题，合理利用秸秆“三贮一化”加工技术，打造以县级为单位的秸秆饲料化利用体系，对于减轻环境污染、发展湖南省草食动物产业，提高种植环节和养殖环节的经济效益具有重要研究意义。