内蒙古沙生灌木资源饲料化利用的生态和经济效应

王 超，金 海，李长青，李九月，田 丰，王 利，张海鹰，乌日勒格，薛树媛

（内蒙古自治区农牧业科学院，内蒙古 呼和浩特 010031）

内蒙古地区居全国五大牧区之首， 内蒙古地区的奶、肉、羊毛、羊绒的产量连续几年均位居全国之首， 畜牧业经济在内蒙古国民经济中占有重要地位。 因此，内蒙古畜牧业的稳定发展，不仅关系到内蒙古地区的经济发展， 还关系到全国畜产品的稳定供应［1］。

长期以来， 内蒙古的畜牧业很大程度依赖草原，形成草原畜牧业的发展模式。草原资源属于可再生资源，科学合理利用草原资源，不仅可以增加资源总量，充分发挥它的生态保护功能，还可以获得经济收益。但是，内蒙古的草原资源由于自然和人为的各种因素，如降雨量少、草原超载、过度放牧造成草原退化沙化问题严重， 出现草原牧草资源产量下降， 越来越难以满足草原畜牧业的发展要求。 同时，随着人民生活水平的提高，畜产品的需求量又在逐年递增， 这就促使畜牧业要快速发展，满足人民生活要求。在这种形势下，保护草原、恢复草原生态与发展畜牧业成为一对矛盾， 针对如何解决这一矛盾，既要发展畜牧业，又要恢复草原生态，备受大家的关注。 开发和利用价格便宜、来源广泛的粗饲料资源对解决当前草畜不平衡的矛盾具有重要作用。

1 内蒙古荒漠化、 沙漠化土地资源情况及治理措施

1.1 内蒙古荒漠化、沙漠化土地资源情况

内蒙古自治区土地面积118.3 万km2，由于气候原因、自然灾害、人为活动等造成土地荒漠化、沙漠化严重。 根据第五次全国荒漠化和沙漠化监测结果，截至2014 年底，内蒙古荒漠化土地面积60.92 万km2，占全区面积的51.50%，分布于12 个盟（市）的80 个旗（县、市、区），其中，极重度荒漠化面积7.75 万km2，重度荒漠化面积5.52 万km2，中度荒漠化面积16.74 万km2， 轻度荒漠化面积30.91 万km2。 沙漠化土地总面积40.79 万km2，占全区总面积的34.48%，分布于全区12 个盟（市）的91 个旗（县、市、区），其中，极重度沙漠化土地面积13.40 万km2， 重度沙漠化面积7.81 万km2，中度沙漠化面积9.09 万km2， 轻度沙漠化面积10.49 万km2。沙漠化土地主要分布在阿拉善盟、锡林郭勒盟、鄂尔多斯市、巴彦淖尔市、通辽市和赤峰市，6 个盟（市）沙漠化土地面积达37.16 万km2，占全区沙漠化土地总面积的91.10%，阿拉善盟沙漠化土地面积最大，为19.87 万km2［2］。

土地荒漠化与沙漠化对社会、 经济以及生态环境造成较大的影响， 成为制约国民经济和社会可持续发展的重要因素。 土地荒漠化与沙漠化的有效治理， 对于推进内蒙古地区经济建设和社会发展具有重要的现实意义。

1.2 土地荒漠化、沙漠化的治理措施

为防止土地的进一步荒漠化、沙漠化，从20世纪80 年代开始，我国开始“三北防护林”的种植工程。工程覆盖我国的西北、华北、东北地区，包括新疆、青海、甘肃、宁夏、陕西、山西、河北、内蒙古、辽宁、吉林、黑龙江、北京、天津13 个省、市、自治区。 内蒙古地区土壤以干旱、半干旱区为主，年降水量基本处于150～350 mm，由于乔木在生长过程中消耗水分远大于灌木， 如果在荒漠化地区种植乔木，会导致土壤含水量和地下水位降低，使得周边土壤更加干旱，因此，在内蒙古的沙漠化地区不适宜种植乔木，只有种植大量的沙生灌木，才能发挥防风固沙、保持水土的功效。

经过林业工作者不断引种育苗以及固沙造林试验， 先后筛选出适合沙区生长的一批优良固沙灌木，主要有梭梭柴、白梭梭、小叶锦鸡儿、柠条、沙拐枣、花棒、羊柴、沙柳、胡枝子［3］。 引种该类固沙灌木，对于缓解土地荒漠化、沙漠化起到积极的作用，但是由于沙生灌木的生理特性，需要定期平茬，刺激根系的蘖生，从而长出新的灌木林，持续发挥防风固沙、保持水土的功效，因此，沙生灌木的平茬利用又成为一个课题。

2 沙生灌木的饲料化开发以及饲喂效果

长期以来，灌木平茬后的植株，一部分作为燃料被当地居民利用， 一部分用来造纸或者压制刨花板、中密度板。 在人烟稀少的沙区地带，由于无法实现定期平茬而成片枯死， 灌木资源的开发利用，促进其平茬，实现可持续发展已经成为一个迫在眉睫的问题。

2.1 沙生灌木的营养成分和饲用价值

对多种类的灌木进行营养含量和饲用价值评定发现，该类资源具有较高的营养成分（见表1）［4］和饲用价值（见表2）［4］。

由表2 可知，除中间锦鸡儿外，其余灌木的粗蛋白都低于紫花苜蓿；除了驼绒藜外，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。 通过体外培养法对灌木植物饲用价值的评定结果，可以得出这几种灌木植物的产气量、瘤胃液pH 值、氨态氮浓度均接近紫花苜蓿，干物质降解率高于紫花苜蓿，菌体蛋白含量和TVFA 浓度低于紫花苜蓿［4］。 紫花苜蓿是优质的粗饲料资源，广泛应用于家畜饲料生产。 但是，国产苜蓿产量较难满足我国畜牧业发展需要，仍然需要依靠进口，造成价格高昂，普通的养殖场使用量非常有限。 由于反刍动物具有体积巨大的瘤胃和网胃， 采食的食物可以在胃内长时间停留，利于营养含量较低的物质在瘤胃内充分消化吸收［5］，而且，反刍动物需要采食纤维含量较高的饲料，刺激瘤胃蠕动，发挥其生理作用。 因此，基于反刍动物特殊的生理结构以及营养学理论，将该类既有营养价值又有饲用价值的木本植物经过适当处理，作为反刍家畜饲料使用。

表2 部分沙生灌木和紫花苜蓿体外培养产气量、干物质消化率以及瘤胃发酵参数［4］

2.2 沙生灌木的饲喂效果

关于灌木植物饲料的饲喂效果，很多科学家也做了研究报告。钟坚［6］研究发现，在红苞茅草中添加克拉豆可以提高草料的吸收率，将克拉豆作为主要的蛋白质资源饲养奶牛，可以得到用鸡肉粉饲养同样的奶质。 Sanchez 等［7］研究发现，在中低质量饲料中添加克拉豆干物质，可以提高家畜对饲料的吸收率和粗蛋白的消化率，并且在不影响牛奶组成的情况下提高牛奶的产量。Kingkamkono 等［8］的 研 究 表 明，朱 樱 花 的 适 口 性好，将朱樱花加入饲料中饲喂奶牛，奶牛的产奶量平均每天增加1.5 L，奶质也因牛奶含水量减少和口味增强有所提高。Lefroy［9］对多育金雀花的研究发现， 在该种植园中自由放牧的牛能获得高产。 Shelton［10］在对银合欢的研究中发现，银合欢草放牧系统能够提供可持续性的高生产力，家畜在银合欢草放牧系统中放牧100 d 以上， 体重平均每天增长1.26 kg。郭建军等［11］在20～24 月龄西门塔尔牛与本地牛杂交的公牛育肥精料中分别添加桑叶粉10%和20%，牛平均日增重分别提高16.10%和9.10%， 养殖效益分别增加405.00 和229.50 元。 郭建军等［12］在奶牛精料中分别添加桑叶粉3%、5%和10%， 结果3%和5%水平添加组奶牛的乳脂率和乳中干物质含量显著提高，3 个水平添加组奶牛乳中的VE 含量极显著升高，而体细胞含量极显著降低。 严冰等［13］研究发现，桑叶在瘤胃内的消化性较好，48 h 干物质消化率高达62%。 芦文珺［14］在小尾寒羊的基础日粮中添加0.25、0.50 和0.75 kg 的榆树叶粉， 均可显著提高小尾寒羊的日增重，降低料重比。

上述研究结果显示， 反刍家畜日粮中添加灌木资源饲料，既可以减少常规饲料资源的用量，又可以提高家畜的生产性能， 还可以改善畜产品的品质。灌木资源饲料化利用，对于扩大粗饲料来源具有重要意义。

3 木本植物饲料化利用措施

饲料是发展畜牧业的物质基础。 在常规饲料的基础上，开发一些来源广泛、价格较低的非常规饲料资源越来越被人们重视。

在“三北防护林”的种植过程中，内蒙古地区种植了大量沙柳、柠条、沙棘、梭梭等沙生灌木，经过营养成分和饲用价值评定， 该类资源具有良好的饲用效果，作为反刍动物饲料具有利用价值。但是，由于沙生灌木类植物随着生长时间的延长，木质化程度变高，营养含量和适口性都变差，另外，该类植物还有一个比较显著的特点是植物单宁含量较高， 长期以来一直认为单宁类物质有苦涩味并能和蛋白质、碳水化合物、重金属盐、维生素、无机金属离子等结合生成复合物， 会降低动物的采食量以及某些营养元素的生物利用率，而且，其本身和代谢产物能对动物产生一定的毒害作用，被认为是抗营养因子［15］。因此，在灌木类饲料化利用过程中，如何改善其适口性、提高采食量以及降低单宁对家畜的影响等问题越来越受到科研工作者的重视。经过不断地研究与试验发现，灌木资源发酵处理或者颗粒加工处理后可以改善其适口性和单宁的含量， 对于灌木资源饲料化利用具有重要意义。

3.1 灌木发酵饲料加工以及特点

按照平茬计划对灌木林进行平茬， 将平茬的枝条揉丝粉碎为2～3 cm 的细丝，根据饲料配方添加其他牧草、玉米粉、麸皮、糖蜜、矿物质以及菌制剂，调节饲料的含水量为40%～50%，装入青贮窖或青贮专用袋进行密封贮存， 也可利用专用的裹包机械加工成裹包青贮，待完全发酵之后饲喂。

灌木资源经过发酵处理， 其饲料具有以下的优点：①能够长期保存，可以规模化生产，也可以让农民在饲养现场进行调制； ②通过发酵增加饲料的柔软性和膨胀度，使粗硬饲料变软，并具有香味，刺激家畜的食欲，从而提高家畜的采食量；③通过发酵饲料的加工， 添加其他原料不仅有效稀释木本植物中单宁含量， 而且发酵过程可以将饲料中的一些抗营养因子分解和转化， 产生能被家畜采食、消化、吸收，养分更高且无毒害作用的饲料，从而提高饲料的适口性和安全性；④饲喂发酵饲料能促进动物生长，增强家畜抗病力，去除粪便恶臭，改善生态环境；⑤发酵饲料加工过程中，需要添加一些牧草类、土豆淀粉渣、豆腐渣、糖蜜等食品工业的副产物，实现了该类资源的再生利用，为非常规饲料资源的开发利用开辟了新途径。

3.2 灌木颗粒饲料的加工以及特点

将灌木林平茬后， 先利用粉碎机粉碎为3～10 cm， 进行干燥处理， 水分含量控制在15%～17%，按照饲料配方添加苜蓿、玉米秸秆、玉米面、葵花皮等搅拌后进行细粉碎， 粉碎细度以能通过12 mm 的筛子为宜， 利用专业制粒机将粉碎后的原料进行压制颗粒，根据饲喂家畜的生长时期、饲喂目的搭配其他粗饲料、精饲料等进行饲喂。

灌木资源加工成颗粒饲料后，具有如下优点：①改善其适口性，提高采食量；②颗粒化加工，使营养物质得到压缩处理， 可以有效提升牛羊等家畜干物质采食量；③颗粒化加工过程中，灌木资源要经过粉碎处理，可以改变纤维结构，在瘤胃中能够增大饲料、瘤胃液与微生物的接触面积，从而提高消化利用率；④加入灌木资源缺乏的营养物质，有效提升营养价值， 为饲料化利用奠定了基础；⑤可以扩大饲料的运输半径，实现灌木资源饲料的广泛流通；⑥为了加工出完整的颗粒，在加工过程中添加其他牧草、精饲料等，既保证颗粒的完整，又可以减少灌木资源中单宁含量，提高饲料安全性。

灌木资源经过加工处理， 可以成为优质粗饲料资源， 对于缓解内蒙古地区粗饲料资源不足具有重要意义。

4 灌木资源饲料化利用的生态以及经济效应

当前， 草原生态环境脆弱， 草原牧草产量下降，饲草资源缺乏，遏制了畜牧业的发展。 内蒙古具有大面积饲用价值的沙柳、柠条、沙棘等灌木林地，该类资源能够饲料化利用，可以有效减少畜牧业对草原牧草的需求量，让草原生态得到恢复。

沙柳、 柠条、 沙棘具有一个共同的生物学特性，生长一定时间后就会出现生长缓慢、枯枝等衰退现象，病虫害现象加重，使它的经济效应、生态效应不断下降［16］。最有效的解决手段就是平茬，即通过平茬刺激， 释放积累在根部的大量水分和养料，促进植物迅速生长。为了使沙生灌木资源得到可持续利用，进行合理的平茬作业，不仅可以满足生产需要，还能促进灌木丛再生、复壮和生物量积累，防止林木自然衰退、枯死，对于维护区域生态环境和可持续发展具有重要的现实意义［17］。 从植物的生理角度来看，植物在刈割后，顶端分生组织移去，生长素含量下降，与之对应的细胞分裂素水平上升，刺激侧芽组织的分生，增加枝条数和分蘖枝数，从而形成新的灌木丛［18］。 资料显示，沙柳造林或平茬后头3 年生长较快，以后渐缓，因此，在造林后3 年进行第1 次平茬， 以后每隔3～5 年平茬1 次［19］。张岑等［20］研究表明，沙柳随着平茬次数的增加，生物量增加，沙柳丛高、冠幅呈增长趋势。张立欣等［21］对估算灌木林对沙漠微生物与土壤养分特征的研究中表明，与流动沙地相比，人工固沙灌木林的土壤有机质、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数量、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质量。 第1 批“三北防护林”的种植开始至今已经有40 年了， 该部分灌木已经进入必须平茬时期， 做好灌木资源饲料化的开发利用，可以促进周边农牧民、 饲料加工厂不断平茬，通过平茬刺激根系蘖生，生长出新的灌木林，恢复灌木林的活力，持续发挥其防风固沙、保持水土的生态效应。

2018 年内蒙古第八次森林资源清查结果显示，全区有林地面积45 万km2，灌木林地面积8.96万km2［2］。 每平方千米灌木林可以产生出4 500～7 500 t 灌木枝条，按照每3 年平茬一次计算，每年可利用灌木资源有13 443 万～22 400 万t。 内蒙古沙生灌木资源储量非常丰富， 作为饲料开发利用或者替代一部分牧草，将产生巨大的经济价值。由于木本植物属于地源性饲料， 生长过程中也不需要过多的人为干预， 而且都是就地取材就地使用。 根据当地饲料加工企业（2019 年）的报价：灌木发酵饲料900 元/t， 灌木颗粒饲料1 100 元/t，羊草1 300 元/t，苜蓿2 000 元/t，灌木饲料价格低于羊草、苜蓿等粗饲料，实现灌木饲料替代一部分羊草或者苜蓿，可以降低养殖业成本，提高农牧民养殖效益，促进当地养殖业的发展。

灌木资源饲料化利用能够产生较大的生态和经济效应。通过灌木资源饲料化开发利用，可以促进该类资源的平茬，持续发挥保持水土、防风固沙的生态效应；减少畜牧业对草原牧草的需求量，减轻草原的压力，让草原得到休养生息；有效缓解该地区粗饲料资源不足的问题， 降低养殖业的饲料成本，实现草原畜牧业的可持续发展，为内蒙古补奖机制转入舍饲的家畜提供饲料来源， 保障补奖机制和生态恢复的顺利进行， 也是解决当前草畜矛盾和恢复草原生态的有效途径。