黑麦草应用研究进展及其对石漠化治理的启示

许崇强，吴 强

（贵州师范大学地理与环境科学学院，贵州贵阳550001）

牧草是发展畜牧业的重要物质基础，它是草食动物获取能量和营养物质的主要来源，其饲用价值直接影响动物的营养水平、生理活动以及生产性能［1-2］。近年来，随着我国畜牧业的快速发展，畜禽养殖规模不断扩大，对优质牧草的需求也逐年增加。由于我国牧草产能严重不足且品质得不到保障，需大量进口优质牧草，致使养殖业生产成本增加，成为限制我国畜牧业发展的瓶颈［3］。虽然我国拥有丰富的草地资源，但大都为不经改良的天然草地［4］，这些草地的牧草通常存在产量低、适口性差、利用周期短、营养价值低等问题。因此，高产优质牧草的应用与推广对天然草地改良、人工草地建植和未来畜牧业的可持续发展都具有重要意义。

黑麦草为禾本科（Poaceae）黑麦草属植物，从生长年限来看，有一年生黑麦草和多年生黑麦草两种。一年生黑麦草又称多花黑麦草（Loliummultiflo⁃rumLam.）或意大利黑麦草，多年生黑麦草又称英国黑麦草、宿根黑麦草或黑麦草（Lolium perenneL.），原产于欧洲南部、非洲北部和西南亚，在世界温带和亚热带地区广泛引种栽培，适生于我国长江流域以南的地区［5-6］。黑麦草是一种具有广泛适应性，营养水平高且价值全面的优质牧草，同时存在根系发达、分蘖力强、繁殖力高、抗寒、抗酸、耐盐、耐碱、耐牧等优点，在畜牧生产、生态治理等方面有很高的利用价值。近年来，黑麦草人工草地面积不断增加，研究程度不断加深，应用范围不断扩大，表现出了一定的生态和经济效益［5，7］。本文主要对黑麦草的植物与生物学特性、营养特征及其在畜禽生产中的实际应用研究以及在喀斯特地区生态修复中的应用价值进行综述，为黑麦草在畜牧业生产及喀斯特生态修复中的应用提供借鉴。

1 黑麦草的特征

1.1 植物学特征

一年生黑麦草植株较粗壮，分蘖较少，株高80～120 cm，叶狭长，长22～33 cm，宽0.7～1 cm。同多年生黑麦草的主要区别在于：叶片卷曲，颜色较浅，微芒（长0.2～0.6 cm）；每穗可生小穗10～20个，每个小穗有花10～13朵；千粒重2.0～2.2 g［8-9］。

多年生黑麦草根系发达，须根主要分布在距离地表15 cm以内的浅层土壤中；丛生，分蕖能力强，单播情况下可达250～300株；根茎较短，茎直立，株高80～100 cm，叶长4～12 cm，叶宽0.2～0.4 cm，叶色深绿，幼时呈折叠状，主茎可生长叶10～24片，分蕖叶片较少；异花授粉，花序呈穗状，长10～30 cm，每穗可生小穗15～35个，每个小穗有花5～10朵；种子扁平，浅黄色，无芒，略小，千粒重1.5～2.0 g［10-11］。

表1 黑麦草与常见粗饲料营养成分比较Table 1 Comparison of nutrients between ryegrassand common roughage

1.2 生物学特征

一年生黑麦草是一种喜温湿、不耐严寒与干热的植物。植株抗寒能力弱，植株在12～27℃时生长速度最快；抗旱性能也差，适宜于年降水量1000～1500 mm的地区生长。在高海拔或夏季温凉地区若管理适宜可生长2年，最适于肥沃深厚、pH值为6.0～7.0的壤土或砂壤土［8］进行种植。

多年生黑麦草适生于温凉湿润气候区，喜夏季不太炎热、冬季温和的气候，10～27℃为生长适宜温度，-15℃以下或35℃以上易造成植株死亡，喜肥沃湿润土壤，pH值以6.0～7.0为宜。因此在大部分地区难以越夏，通常仅作一年生牧草利用。因此，多年生黑麦草是一种耐湿、不耐荫、不耐瘠、不耐干旱与寒热的植物［10-11］。

2 黑麦草的营养特征

黑麦草叶多质嫩、适口性好，营养价值高，蛋白质、矿物质及维生素等含量丰富。黑麦草是以提供蛋白质为主的粗饲料，其干物质粗蛋白质含量19.22%、非蛋白氮含量37.82%、不可降解蛋白质含量3.15%［12］，非蛋白氮中的肽、氨基酸、谷氨酰胺、天冬酰胺在动物体内的营养作用同纯蛋白质相似［13］，而不可降解蛋白质不能被反刍动物消化或瘤胃微生物降解［14］，且总氨基酸、必需氨基酸及限制性氨基酸含量较高。如表1所示，黑麦草粗蛋白含量最高，灰分仅次于皇竹草（Pennisetum sineseRoxb.），粗纤维及无氮浸出物出于较低水平，有利于提高动物的消化吸收率。此外，黑麦草中维生素D及钙磷含量丰富，同时还有诸多未知的生长因子，是畜禽物质与能量的良好来源。黑麦草在不同生长期的灰分、粗蛋白、粗脂肪、矿物质、维生素等营养成分含

量与皇竹草、草高粱（SorghumvulgarePers.）等牧草接近，产量略低于皇竹草，但远高于其他常规牧草［11，18-19］。相关研究也表明黑麦草在不同生育期营养成分存在显著差异［20］（表2）。随着生育期的推移，黑麦草的干物质和粗纤维含量逐渐升高，粗蛋白与体外消化率均呈现下降趋势，而可溶性碳水化合物及钙磷含量则呈“低-高-低”走势（抽穗期达最高）［21-23］。因此，生长后期的黑麦草适口性、营养价值及消化吸收率均有所下降，并且品种、播种量、播种期、播种方法、刈割时期、刈割高度、生长地区等影响因子会对其产量、品质及适口性造成一定影响［24-28］。

表2 不同生育期黑麦草营养物质含量（基于干物质）Table 2 Nutrient content of ryegrass at different growth stages（based on dry matter）(w/%)

综上所述，黑麦草中的营养物质含量不亚于常规牧草，产量也远高于大部分常规牧草，且适口性好，适合多种畜禽，可作放牧、青饲、青贮、调制干草或草粉利用。但黑麦草在不同生育期植株内的营养物质含量不同，需根据畜禽生长阶段的营养需求来确定刈割时期。通常，以抽穗期刈割营养物质含量为最佳。

3 黑麦草的栽培种植技术

①整地。选择地势平坦、土壤肥沃、排水及灌溉方便的地方种植，种植应深翻碎土、平整地面、蓄水保墒，为种子萌发和幼苗破土提供优越的土壤条件。翻耕时结合土壤情况施入足量基肥，一般每亩施1000～1500 kg有机肥、钙镁磷肥25～30 kg做底肥，若无有机肥，可施复合肥40～50 kg［29-30］。

②播种。播种期：春、秋两季均可播种，而以秋播为最好。春播以3月份为最佳，秋播则以9月份为宜，亦可迟至11月份［31-32］。播种量：收草单播每亩1.0～1.25 kg，收种可略少，同其他牧草混播时应视利用目的而调整混播比例。播种方式：有条播、点播、撒播三种，且不同播种方法对草地生产力影响显著［33-34］。一般以条播为宜，行距20～30 cm，播幅5 cm，覆土1～2 cm。

③管理。施肥：黑麦草分蘖多、生长快，水肥供应充足是发挥其生产性能的关键举措，尤以施氮肥效果显著［35］。生长期间适当增施氮肥，可以提高牧草的产量与品质。此外，每次刈割后都要及时追施，每亩施尿素5～10 kg或复合肥10 kg，施肥应在刈割后2～3 d进行，避免灼伤牧草［29］。排灌：黑麦草喜湿不耐涝、对干旱有一定耐力。江淮等广大南方地区雨季应做好排渍工作，使排水通畅；北方湿润半湿润及西北干旱半干旱地区在牧草生育期适时进行灌溉，促进生长，并可降低土温，以利越夏［36］。除草：黑麦草幼苗生长慢、适应性差，应当注意及时中耕除草，避免杂草争抢养分与光照。病虫防治：黑麦草通常不易发生病虫害，极端高温高湿易导致赤霉病与锈病。前者主要引起苗腐、茎基腐、秆腐与穗腐，严重可致植株枯死，可用75%菱锈灵拌种（药种比例为1：400），发病时可喷洒石灰硫酸合剂进行防治。后者主要危害叶片，可用12.5%速保利拌种（药种比例为3：2500），发病时可喷洒粉锈宁、菱锈灵等防治。合理施肥、适时播种、加强排水、及时翻耕，均可减轻病菌危害［37］。

④收获。黑麦草的收获时期受饲喂动物种类及加工方法影响，青刈舍饲猪、兔等非反刍动物宜于拔节至孕穗期刈割，饲喂牛、羊等反刍动物则以孕穗期至抽穗期为佳，青贮应选择抽穗至开花期刈割，调制干草或草粉一般选择开花期刈割。刈割时留茬高度应大于5 cm，以利牧草再生［38］。

4 黑麦草的青贮技术

黑麦草除做放牧和青饲利用外，在牧草生长旺季也可对盈余牧草进行青贮、调制成干草或草粉。既能解决青饲料供给过剩的问题，又缓解了饲草分配的季节性不均。在我国长江流域及以南地区，由于受气候影响，干草调制受到限制，不易制成优质干草，且干草加工成本高，可操作性低，而青贮利用则是较好的方式［38-39］。青贮能在最大程度上保留黑麦草的营养成分，品质与青贮原料相近，能量水平与营养物质含量较高，适口性良好，且反刍动物的采食量、料重比、消化吸收率等与青饲料相似，青贮品质较好［40］。黑麦草青贮时先清除夹带的枯草等杂物，后将植株铡切为3～5 cm的短节，并进行1～2 d的短时间晾晒，含水量保持在65%～70%时便可装袋［41］。青贮袋以密封性、遮光性较好的聚乙烯塑料袋为宜，把低水分的黑麦草逐层装入袋内，压实后密封贮存。贮存场地应具备防雨遮阳的功能，以免阳光直射造成养分损失，同时注意防鼠。经过30 d左右的青贮发酵过程便可开袋取用，取用时应逐层取，取用后及时封袋，以防霉变［42-43］。

5 黑麦草在畜牧生产中的应用

5.1 在反刍动物生产中的应用

黑麦草营养价值全面、均衡，供能充足，生物产量大，适口性较好，并且分布与种植面积广泛，近年来已逐渐替代野生杂草和作物秸秆等普遍应用于牛、羊等反刍动物的生产中去，并取得不错成效。白淑娟等［44］用青贮玉米+野杂草作对照，研究15 d内黑麦草对泌乳奶牛生产性能的影响。研究表明，在基础日粮（10 kg/（头•日））相同条件下，饲喂黑麦草（50 kg/（头•日））的奶牛日产奶量比饲喂青贮玉米（30 kg/（头•日））+野杂草（15 kg/（头•日））的奶牛高0.4 kg，每千克奶牛的生产成本降低0.17元，且有效降低了奶牛乳房炎等疫病的发生率。陈亮等［45］发现，同饲喂玉米秸秆相比，饲喂青贮黑麦草和苜蓿干粉均对肉羊试验末体质量和平均日增重产生显著影响，且二者之间差异不显著。但平均每只经济效益以饲喂青贮黑麦草的肉羊提升显著，即以青贮黑麦草替代苜蓿干粉和玉米秸秆饲喂肉羊，可以节约生产成本，提高养殖收益。虽然黑麦草适生面积广，营养价值高，生产成本低，饲喂效果好，易于广泛推广，但黑麦草在现代规模化、规范化、集约化的养殖中不能完全替代精料及其他粗料，需按照科学的搭配比例，在保证动物健康和效益提高的基础上进行饲喂。何余湧等［46］研究不同配比粗料对肉牛生产性能及经济效益的影响，结果发现，随着黑麦草添加比例的增加，肉牛平均日增重也发生相应变化，每头每天增加0.45～0.87 kg不等，且日粮转化率也逐渐提高。最终实验结果分析表明，在以干稻草为基础日粮（自由采食）的情况下，添加8 g干物质/kg体重•d的黑麦草，肉牛所产生的经济效益最高。陈亮等［47］验证青贮黑麦草添加比例对肉牛育肥效果的影响，在精饲料饲喂量（5 kg/d）一致条件下，将青贮黑麦草按照0.0%、30.0%、52.5%和75.0%的比例添加到肉牛的粗饲料（15 kg/头•日）中进行88 d的饲喂。结果显示，添加4.5 kg/d黑麦草替代其他粗饲料（玉米秸秆黄贮和玉米秸秆）能够显著增加育肥牛的平均日增重，提高育肥效果，相较于对照组头均多盈利544.98元。

综上所述，在反刍动物饲粮中添加适宜含量的黑麦草不仅能改善适口性，提高反刍动物采食量，而且有助于降低料重比，改善反刍动物生产性能，进而提高经济收益。此外，其在改善反刍动物免疫功能方面也显示出一定效果。

5.2 在猪生产中的应用

在猪的基础日粮中添加一定比例的黑麦草，能够节约精饲料，降低饲料成本，增加养殖收益，同时对育肥期猪的生长无不良影响，并能在一定程度上有效改善母猪的繁殖性能。张新跃等［48］研究表明，在日粮中添加适量黑麦草可明显降低肉猪的养殖成本，日粮中添加44.04%的多花黑麦草比对照组减少精料消耗30.5%，均只降低饲料成本58元。王进波等［49］以杜洛克×长白×嘉兴黑仔猪为试验对象，研究新鲜黑麦草替代部分精饲料饲喂猪的适宜比例。结果表明，精粗比例为9：1，即用10%新鲜黑麦草替代精饲料时，可以取得较好的收益，与对照组相比均只可多获利10.93元，但该比例只适用于体重30～60 kg阶段，断奶至30 kg阶段替代效果不好。余昌培［50］的研究也表明，以10%黑麦草替代育肥猪的基础日粮，均只可日节约精料0.2 kg，相较于对照组平均日增重及饲料报酬分别提高1.6%、13.0%。虽然添加黑麦草可以降低饲料成本，但黑麦草比例过高会影响粗料与精料的干物质转化率［51］。因而，在实际生产中只有根据猪的生长阶段及时调整精粗料比例，才能取得良好的应用效果。

在“杜洛克×长白×嘉兴黑”三元杂交猪的日粮中分别添加10%、15%和20%的黑麦草，结果表明，黑麦草替代10%～20%的精饲料不仅对育肥猪的生长性能无影响，而且对屠宰指标、肉质指标等也无显著影响［52］。唐盼平等［4］研究表明，日粮中添加15%～25%的多花黑麦草，均可使育肥猪保持较高的生长速度，育肥效果明显，但是从降低成本的目的出发，则以在日粮中添加25%的黑麦草为最佳。目前，关于饲喂黑麦草对育肥猪生长性能产生不良影响的则尚未见报道。此外，相关试验也发现，在长大二元母猪妊娠前期用20%黑麦草（按风干量计）替代基础日粮、妊娠后期用10%黑麦草（按风干量计）替代基础日粮进行饲喂，受胎率与分娩率相较于对照组均提升13.33%，并显著降低了整个妊娠期间的便秘率。这说明饲喂适当比例的黑麦草能在一定程度上提高妊娠母猪的繁殖性能，改善生理机能，这些可能得益于黑麦草含有较多的水分、纤维素、矿物质等［53］。

由上可知，黑麦草作为替代饲料对猪的生长发育无不良影响，而且在降低经济效益、改善生产性能和繁殖性能方面取得了一定效果。但在生产中应根据猪的生长阶段随时调整黑麦草的添加比例，以取得最好的添加效果。

5.3 在兔生产中的应用

肉兔是一种对粗饲料需求量比较大的动物，如何降低养殖成本是整个行业所关心的主要问题之一。大量的饲喂试验表明，在肉兔养殖中以适当比例的黑麦草替代基础日粮可以起到节约精料的作用，并能提高饲料报酬，降低生产成本。李元华等［54］通过饲喂试验发现，在肉兔日粮中添加25.95%～35.89%的多花黑麦草（按风干量计），不会影响肉兔的正常生长，且与对照组相比肉兔每增重1 kg，可以节约精料0.79 kg，均只增加收益1.49元。廖哓朋等［55］研究紫花苜蓿和黑麦草对万载兔生产性能的影响，分别用20%的紫花苜蓿和黑麦草替代基础日粮。试验表明，饲喂紫花苜蓿组与黑麦草组的料重比相较于对照组分别下降6%和11%，且均与对照组差异显著，均只获利较对照组分别提高82.38%和74.62%。肉兔对肠道纤维性物质的消化主要依赖纤维素酶的作用，这些效果可能得益于饲喂黑麦草提高了肉兔空肠蛋白酶及盲肠纤维素酶的活性，在一定程度上增加了粗纤维、中性洗涤纤维及酸性洗涤纤维等营养物质的表观消化率［56］。伍莲等［57］研究几种粗饲料对肉兔生长性能的影响，在基础日粮（0.05 kg/d）中分别加入0.5 kg的多花黑麦草、鸭茅、扁穗牛鞭草及菊苣。结果表明，四种牧草均适合饲喂肉兔，但对日增重、料重比及采食量的影响均以添加黑麦草效果最为显著。王宇涛等［58］对意大利黑麦草对新西兰兔增重及肉品质的影响进行研究，发现同对照组相比，饲喂黑麦草（用50%意大利黑麦草替代精料）能够使新西兰兔的去皮重和胴体重分别提高6%和8%，显著降低肌内脂肪含量。

以上研究结果表明，在肉兔生产中添加适宜比例的黑麦草不仅能够满足规模化生产条件下肉兔对粗饲料的需求量，节约精料、降低养殖成本，而且能够有效提高生产性能、改善肉品质。

5.4 在鹅生产中的应用

鹅为食草型水禽，主要以青粗料饲喂为主，其肌胃构造特殊［59］，盲肠相对发达［60］，益于肠道微生物增值，进而提升对饲草中粗纤维及粗蛋白的消化吸收率。黑麦草不仅含有丰富的粗蛋白，且钙磷及维生素含量较高，是肉鹅的优质青绿饲料之一。因其能节约精料，降低成本，提高肉鹅生长性能，改善肉鹅体况与胴体品质，而普遍应用到肉鹅养殖中。占今舜等［61］用不同比例的黑麦草饲喂肉鹅，结果发现，添加不同比例的黑麦草草粉均能降低料重比，显著提高日增重，并能有效改善血液生化指标，促进器官发育，但以16%的黑麦草草粉替代精料效果最好。陈霈瑶等［62］通过对比苜蓿、黑麦草、燕麦草、花生秧对四川白鹅腿肌品质及营养成分的影响，发现黑麦草组肌肉色度值极显著高于其他组，肌肉含水量也显著高于花生秧组和苜蓿草组，肌肉剪切力值各处理间差异不显著，而氨基酸总量则以苜蓿草组最高。黑麦草对四川白鹅肌肉品质及营养成分的改善仅次于苜蓿。郭保地等［63］研究日粮中黑麦草的不同含量对扬州鹅生长性能、屠宰性能及肉品质的影响，发现育肥期添加适当比例的黑麦草能起到促生长的效果，随着日粮中黑麦草比例的增加，可有效提高屠宰率，降低腹脂，黑麦草与精料比例为3：1时效果最好。此外，黑麦草的添加对肌内蛋白质增加和肌内脂肪沉积也有一定积极作用。

上述研究结果表明，在实际的生产中黑麦草不仅能适宜鹅的消化特点，促进消化道发育，而且能提供肉鹅快速生长期对营养物质的需求，对降低肉鹅养殖成本，改善生产性能和提高产品品质都具有重要意义。

6 黑麦草在喀斯特地区生态修复中的应用价值

在全球范围内，中国是喀斯特地貌分布最广和最为集中的一个片区，裸露、半裸露碳酸盐岩分布面积占国土面积的13.54%，而以贵州为中心的西南喀斯特是中国集中分布，面积最大，地貌发育最充分、最复杂的喀斯特生态脆弱区［64-65］。同时，喀斯特生态脆弱区也是我国石漠化集中分布的地区，生态和经济问题严峻［66］。石漠化面积的扩大和发育程度的加深不仅导致土地生产力丧失，制约社会经济发展，而且还严重威胁生态系统的稳定性，有效遏制石漠化问题的扩大对促进地区经济发展、社会稳定和生物多样性具有重要意义。

生态畜牧业是喀斯特地区石漠化防治体系的重要组成部分，它通过生态和经济环节与石漠化治理相衔接，是集生态、经济和社会效益于一体的新型产业［67］。人工草地是发展生态畜牧业的物质基础，同时兼顾改良土壤、保持水土、维持生物多样性等生态作用，而对天然草地的保护则是其生态价值的核心［68-69］。畜禽养殖作为生态畜牧业的出口，其经济价值的实现是生态治理取得突破的重要体现，切实关系到区域经济发展和石漠化治理成果的巩固。目前，由于我国喀斯特地区生态畜牧业发展体系尚不健全，饲草加工技术落后，配套设备缺乏，导致夏季饲草资源得不到充分利用，而冬季匮乏，既影响畜体生长发育，又增加了饲料粮的供给需求，不利于区域的可持续发展。冬闲田土地种草是解决这一问题的重要途径，对缓解喀斯特地区冬、春草畜的时空失衡具有重要意义。仅以贵州省为例，其冬闲田土地约有2.13×106hm2，在一个牧草生长周期即可收获5.56×106t优质牧草［1］。黑麦草营养均衡、价值全面、适口性好，加之其生育期与冬季土地闲置时间吻合，因而成为冬闲田利用的首选草种，并在喀斯特生态畜牧业发展中起到重要作用。李梅芳等［70］利用黑麦草对广西来宾市桥巩乡的冬闲田进行了种植示范，结果表明，种植黑麦草有效解决了冬季缺草的问题，且去除促进水稻增产和奶牛生产性能提高带来的经济效益，每公顷鲜草可增收1 1838.5元。利用冬闲田种植黑麦草推动生态畜牧业可持续发展的实践对喀斯特地区石漠化防治具有重要的应用潜力，有利于促进地区经济、生态和社会效益的提升。首先，黑麦草产量大、营养价值高，缓解了生态畜牧业发展中面临的饲草时空分配失衡问题；其次，黑麦草改善了闲置田土壤养分，草田轮作后可以增加农作物产量，且收获鲜草可带来直接经济收益，促进农民增收；最后，黑麦草根系发达，地上部分盖度大，有利于固土保水，可在一定程度上减少耕作区的水土流失。

7 结语与展望

黑麦草作为一种高产抗逆、适口性好、栽培应用范围广泛的禾本科牧草，无论是营养物质还是生产性能均能达到优质青绿饲料的标准。黑麦草应用于反刍动物、猪、兔、鹅等畜禽生产的研究逐渐增多，在喀斯特地区生态畜牧业生产中显示出巨大潜力，但是其应用研究也存在一定的问题。黑麦草喜温暖湿润，在干热地区引种栽培存在难以越夏的问题，不耐干旱与寒热；品种繁多，种植地差异大，无统一的科学栽培技术；现有的研究多涉及黑麦草对畜禽增产效果的探讨，缺乏机理性研究。因此，应加强对黑麦草品种的选育与改良，在常规育种基础上结合生物工程如基因工程、细胞工程等改良其生理缺陷；结合地理气候条件，选择适宜黑麦草品种，并建立区域统一的高产栽培技术体系；广大科研工作者，加强对黑麦草饲喂与畜禽响应关系的机理性研究，进一步发掘其在动物生产、生态环境、国土资源保护与治理等方面的发展潜力。