孫佳美，劉智全,2，鐘 瑾，王天威，王相權(quán)，孫昌榮，高樹琴,2，潘慶民,2

（1. 中國科學(xué)院植物研究所 植被與環(huán)境變化國家重點實驗室, 北京 100093；2. 中國科學(xué)院生態(tài)草牧業(yè)工程實驗室, 北京 100093；3. 中國科學(xué)院微生物研究所 微生物資源前期開發(fā)國家重點實驗室, 北京 100101；4. 永善縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局, 云南 永善 657300）

近年來，隨著我國社會經(jīng)濟的發(fā)展，居民膳食結(jié)構(gòu)發(fā)生了巨大改變，最顯著的特征是對乳、肉等動物性食品的消費量顯著增加[1]，比20 世紀(jì)80 年代翻了3 倍[2]。目前，我國畜產(chǎn)品的產(chǎn)量和品質(zhì)無法滿足居民日益增長的畜產(chǎn)品消費需求，導(dǎo)致我國乳、肉等畜產(chǎn)品大量依賴進(jìn)口。由于我國是傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)大國，長期的“重農(nóng)輕牧”思想導(dǎo)致我國畜牧業(yè)發(fā)展緩慢[3]。迄今，我國畜牧業(yè)產(chǎn)值在農(nóng)業(yè)中占比與發(fā)達(dá)國家相比仍然很低。為破解這一農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展困局，中國科學(xué)院提出了發(fā)展生態(tài)草牧業(yè)的新理念[4-5]，即通過天然草地管理和人工種草，采用草產(chǎn)品加工技術(shù)，獲取優(yōu)質(zhì)飼草料，進(jìn)行高效畜牧養(yǎng)殖和加工，提供優(yōu)質(zhì)安全的肉、奶等畜產(chǎn)品，提高畜牧業(yè)的產(chǎn)值，是我國農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的重要內(nèi)容和方向[2-3]。我國自2015 年中央一號文件提出“加快發(fā)展草牧業(yè)”的戰(zhàn)略部署[2]，隨后2016 年、2017 年和2018 年中央一號文件均將“發(fā)展草食畜牧業(yè)，推動農(nóng)牧循環(huán)發(fā)展”作為加快轉(zhuǎn)變農(nóng)業(yè)發(fā)展方式的基本任務(wù)，只為深入推進(jìn)農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，提高草牧業(yè)在我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的占比，保障國家大糧食安全。

我國草地以秦嶺淮河為界可以分為北方草地和南方草山草坡?？v觀我國畜牧業(yè)發(fā)展態(tài)勢不難發(fā)現(xiàn)，北方草地作為我國傳統(tǒng)的畜牧業(yè)基地[6]，畜牧業(yè)發(fā)展相對較早也比較成熟。但是，由于北方草地受水熱條件限制，生產(chǎn)功能提升的潛力有限[7-8]。而我國南方地區(qū)光、熱、水、土資源均十分豐富，草山草坡可利用面積約4.7 × 105km2[9]，并且牧草生長期長、生產(chǎn)力高[10-12]，蘊藏著巨大的生態(tài)草牧業(yè)發(fā)展?jié)摿?。因此，在南方草山草坡進(jìn)行生態(tài)草牧業(yè)發(fā)展模式探索，對于我國南方地區(qū)農(nóng)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和整體糧食安全具有重大意義。

目前，我國南方草牧業(yè)處于初始階段，未形成完整的產(chǎn)業(yè)體系和發(fā)展模式。相對于廣袤的北方草地，南方草地以海拔高差大、立體氣候明顯的草山草坡為主，尤其是云貴高原地區(qū)，高海拔地區(qū)氣溫低，分布有連片草地，而低海拔地區(qū)草地面積少，分布零散，土地以農(nóng)田為主。因此，南方地區(qū)發(fā)展草牧業(yè)，不能照搬北方草牧業(yè)發(fā)展模式，而應(yīng)針對草山草坡立體結(jié)構(gòu)進(jìn)行模式探索。目前，南方草牧業(yè)發(fā)展模式仍采用傳統(tǒng)畜牧業(yè)模式，夏季飼喂青貯玉米(Zea mays)，種類較為單一，冬季以精料為主，缺乏先進(jìn)的青貯技術(shù)，整體成本較高，同時牲畜育肥效率低下，無法形成規(guī)?；B(yǎng)殖。為此，本研究以對南方草山草坡頗具代表性的烏蒙山區(qū)云南省永善縣為例，分析其發(fā)展生態(tài)草牧業(yè)的潛力、存在的問題和科技瓶頸，結(jié)合中國科學(xué)院生態(tài)草牧業(yè)團(tuán)隊在該縣開展的生態(tài)草牧業(yè)科技示范工作，探索適合不同海拔的南方草山草坡草牧業(yè)發(fā)展模式，以期為我國南方草山草坡發(fā)展生態(tài)草牧業(yè)提供思路和參考。

1 永善縣草山草坡發(fā)展生態(tài)草牧業(yè)的潛力

云南是我國草原資源大省，草地類型豐富，分布有各種草地植物199 科1 404 屬4 958 種，也是南方草地的典型代表省份[13]。永善縣隸屬于云南省昭通市，土地總面積2 789 km2，屬中亞熱帶濕潤氣候區(qū)，最高海拔3 199.5 m，最低海拔380 m，海拔高低懸殊，氣候垂直變化顯著。全縣耕地面積5.7 萬hm2，草地面積6.1 萬hm2，水域及水利設(shè)施用地面積3 578.71 hm2，近年來在國家退牧還草、石漠化綜合治理、退耕還草等項目的支持下，栽培草地面積約1.8 萬hm2；可利用天然草原中有萬畝連片草地33 個，面積2.6 萬hm2，土壤有機質(zhì)含量豐富，發(fā)展草牧業(yè)的土地和植物資源優(yōu)勢明顯。

永善縣地處云貴高原北部、四川盆地邊緣，屬亞熱帶、暖溫帶共存的立體氣候，在水平和垂直方向上均差異顯著。年平均氣溫16.6 ℃，年平均日照時數(shù)1 131.2 h，無霜期長，四季不明顯，具有冬無嚴(yán)寒、夏無酷暑的特點，牧草生長周期長，配合管理措施可做到四季常青；多年平均降水量895 mm，降水充沛，氣候適宜，良好的自然條件使其草地具有生長迅速、生產(chǎn)潛力高、生長期長、營養(yǎng)元素全面、利用時間長的特點，發(fā)展草牧業(yè)的水熱資源優(yōu)勢明顯。

調(diào)研顯示，畜牧業(yè)是永善縣的重要支柱產(chǎn)業(yè)，近年來永善縣主要依托半山以上的草地和土地資源優(yōu)勢，大力發(fā)展肉牛、肉羊、半細(xì)毛羊(Ovis aries)等具有地域特色的畜牧業(yè)。全縣2017 年末存欄黃牛4.9 萬頭，出欄黃牛達(dá)1.3 萬頭，擁有肉牛規(guī)模養(yǎng)殖場38 個，凍精改良技術(shù)人員30 人，年完成凍精改良牛1.3 萬頭以上。2017 年末存欄羊15.6 萬只，出欄羊達(dá)10.1 萬只，并擁有自主培育的國家級品種馬楠半細(xì)毛羊，該品種被農(nóng)業(yè)農(nóng)村部審核為農(nóng)產(chǎn)品地理標(biāo)志登記保護(hù)品種，具有重要的推廣應(yīng)用價值。

綜上分析，永善縣發(fā)展生態(tài)草牧業(yè)具有良好的資源稟賦和養(yǎng)畜基礎(chǔ)。根據(jù)其植被和氣候的立體分布特點，通過加強科技的支撐作用，在種草、制草、養(yǎng)畜等草牧業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的各個環(huán)節(jié)，進(jìn)行先進(jìn)技術(shù)的示范與推廣，補齊短板，能夠顯著提高水、熱等自然資源利用率，發(fā)揮南方草山草坡的草牧業(yè)發(fā)展?jié)摿Α?/p>

2 永善縣生態(tài)草牧業(yè)發(fā)展存在的問題

2.1 天然草地退化嚴(yán)重，牧草產(chǎn)量低，優(yōu)質(zhì)牧草比例低

由于自然和人為因素的影響，永善縣天然草地出現(xiàn)大面積退化(圖1)，植被和土壤狀況均發(fā)生了改變，存在優(yōu)質(zhì)牧草種類減少、比例降低，家畜不采食的有毒有害物種擴展蔓延，土壤流失加劇、有機質(zhì)含量降低等問題，導(dǎo)致草地生產(chǎn)力顯著降低，造成草地載畜量下降，嚴(yán)重制約著草地畜牧業(yè)生產(chǎn)。導(dǎo)致該區(qū)域草地退化的原因有自然因素和人為因素。從自然因素來看，南方草地具有坡度陡、土層薄、降水量大的特點，雖然植被覆蓋度大，但易形成疏叢性草原，而非形成深厚結(jié)實的草皮層[14]，對土壤的保護(hù)性較弱，不耐踐踏，因此水土流失現(xiàn)象時有發(fā)生[15]，引起天然草地土壤質(zhì)量的顯著下降。從人為因素來看，牲畜超載過牧也是引起草地退化的重要原因，過度放牧使草地優(yōu)質(zhì)牧草連續(xù)被超量采食，營養(yǎng)繁殖和種子繁殖更新的正常機制被阻斷，生態(tài)調(diào)控功能減弱，地表踐踏過重，土壤保水保肥性能下降，水土流失加劇，進(jìn)而引起草地生態(tài)系統(tǒng)失調(diào)，草地植被退化，優(yōu)質(zhì)牧草比例迅速減少，蒿類、毒草、牛羊不采食的物種逐漸增多，天然草地逐漸退化。

圖1 永善縣馬楠鄉(xiāng)天然草地退化現(xiàn)狀(攝于2020 年6 月)Figure 1 Current natural grassland degradation status in Ma'nan Village, Yongshan County (Taken in June 2020)

2.2 栽培草地建植水平低，品種單一

永善縣通過爭取中央、省、市項目資金投入已完成栽培草地種植1.8 萬hm2，目前，可利用栽培草地面積9 000 hm2，已有的栽培草地主要建植在坡度較大的退耕地以及石漠化治理土地上，因種植條件差，加上種植技術(shù)、管理模式以及收獲加工技術(shù)落后，栽培草地建植水平低，品種單一，產(chǎn)量低。同時，受傳統(tǒng)種植糧食作物觀念的影響，栽培草地在種植和管理模式上均照搬農(nóng)作物生產(chǎn)模式。但是，作物的栽培以收獲籽實為主要目標(biāo)，而牧草的栽培管理以收獲地上營養(yǎng)體為主要目標(biāo)。因此，栽培草地建植在播種技術(shù)、水肥管理、病蟲害防治、收獲技術(shù)等方面與農(nóng)作物管理均存在較大差異，甚至有些技術(shù)措施需要反向調(diào)節(jié)[16-17]。目前，在該區(qū)域建植栽培草地的相關(guān)技術(shù)尚不成熟，缺乏完備的技術(shù)體系。例如，栽培草地建植以三葉草(Trifolium repens)、多年生黑麥草(Lolium perenne)、一年生黑麥草(Lolium multiflorum)、鴨茅(Dactylis glomerata)等牧草的單播為主，沒有考慮物種之間的互作機制和互惠效應(yīng)；種植的青貯飼料主要是當(dāng)?shù)氐淖褜嵭陀衩?Zea mays)，而且品種單一，缺乏多樣化的飼用型作物品種。因此，栽培草地在從品種選擇與配置、田間管理到收獲的各個環(huán)節(jié)，均需要科技的支撐。

2.3 牧草加工環(huán)節(jié)技術(shù)落后，飼草品質(zhì)不佳

目前，永善縣牧草加工技術(shù)仍處于起步階段，科技含量低，具有較大的提升空間。調(diào)研顯示，當(dāng)?shù)啬敛堇枚鄶?shù)是直接粉碎的原始利用方式。部分農(nóng)戶或公司開始青貯飼料(主要是青貯玉米)，但是青貯技術(shù)落后，存在粉碎度和緊實度不足的問題，而且在牧草青貯過程中沒有添加微生物菌劑，造成青貯霉變、牧草營養(yǎng)損失嚴(yán)重。缺乏科技含量高的牧草加工技術(shù)，尤其是系統(tǒng)化、規(guī)模化的青貯飼料加工技術(shù)[18-19]。牧草加工技術(shù)的瓶頸限制導(dǎo)致飼草品質(zhì)不佳，并且飼草在貯運過程中品質(zhì)缺乏保障。而生態(tài)草牧業(yè)，特別強調(diào)“制草”，即草產(chǎn)品加工在產(chǎn)業(yè)鏈條中的橋梁和紐帶作用，目前該區(qū)域的草產(chǎn)品加工水平無法滿足草牧業(yè)的發(fā)展需求，需要根據(jù)該區(qū)域適宜牧草的生育特點和品質(zhì)特性結(jié)合貯藏環(huán)境的特點，來確定最佳的飼料加工方式，保障牧草品質(zhì)和飼養(yǎng)家畜時的轉(zhuǎn)化效率。

2.4 畜牧業(yè)規(guī)?；?、產(chǎn)業(yè)化程度低，經(jīng)濟效益差

龍頭企業(yè)建設(shè)是發(fā)展規(guī)?；?、產(chǎn)業(yè)化畜牧業(yè)的關(guān)鍵，云南深山農(nóng)牧林開發(fā)有限公司(以下簡稱“深山公司”)是永善縣的畜牧業(yè)龍頭企業(yè)，公司在5 年內(nèi)已經(jīng)分兩期投入了千萬資金在溪洛渡鎮(zhèn)新拉村花秋社建設(shè)存欄1 200 頭的肉牛育肥養(yǎng)殖基地1 個，在馬楠鄉(xiāng)馬楠村建設(shè)高山半細(xì)毛羊養(yǎng)殖基地1 個，這些硬件建設(shè)為其畜牧業(yè)發(fā)展提供了良好的基礎(chǔ)條件，但是科技支撐力量相對不足，缺少先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)支撐，因此規(guī)?；a(chǎn)業(yè)化程度仍然較低，經(jīng)濟效益較低，因此要將畜牧業(yè)與先進(jìn)的生態(tài)草牧業(yè)技術(shù)耦合，保證規(guī)?；a(chǎn)中飼養(yǎng)、生產(chǎn)、加工、貯存等一系列過程均注入先進(jìn)配套技術(shù)，將飼草料生產(chǎn)與家畜養(yǎng)殖結(jié)合為統(tǒng)一整體，種養(yǎng)結(jié)合，從而有效推進(jìn)當(dāng)?shù)仄髽I(yè)的規(guī)模化、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，大大提高畜牧業(yè)經(jīng)濟效益。

3 南方草山草坡生態(tài)草牧業(yè)示范模式探索

針對南方山區(qū)復(fù)雜的地形條件，根據(jù)不同海拔高度草地或農(nóng)田的地形地貌、土地類型、氣候條件等分異特征，2019 年開始，本研究在永善縣選擇了3 個具有代表性的不同海拔高度的草地和農(nóng)田，聚焦草牧業(yè)“種草-制草-養(yǎng)畜”3 個核心環(huán)節(jié)，針對各個環(huán)節(jié)的科技瓶頸問題，開展了研究與示范工作，初步探索出適合高、中、低海拔地區(qū)的“馬楠模式”、“花秋模式”和“雪柏模式”，為南方草山草坡發(fā)展生態(tài)草牧業(yè)提供了模式參考。

3.1 高海拔地區(qū)的“馬楠模式”：以放牧為主的草牧業(yè)模式

永善縣海拔高差大，最高海拔可達(dá)3 199.5 m，立體氣候明顯，當(dāng)海拔大于2 500 m，則具有明顯高山山區(qū)小氣候，具體呈現(xiàn)多雨、低溫、潮濕的特點，對甜高粱(Sorghum bicolor)、青貯玉米等籽實作物生長不利，但對牧草的生長影響較小[20]。年霧天超過200 d，空氣濕潤，能夠為牧草提供良好的水分條件，因此成為多種優(yōu)質(zhì)牧草和草食家畜較為適宜的生態(tài)環(huán)境，具有發(fā)展草牧業(yè)的生態(tài)條件。同時位于高海拔的草山草坡遠(yuǎn)離縣城與工業(yè)生產(chǎn)區(qū)域，工業(yè)和農(nóng)藥污染少，適合建立自然放牧模式的生態(tài)牧場，能夠減少舍飼養(yǎng)殖投入，放牧的牛羊也不容易染病，能夠生產(chǎn)出無疫病、無污染和無藥殘的生態(tài)畜產(chǎn)品，可打造具有云貴高原特色的草牧業(yè)產(chǎn)品。因此，本研究認(rèn)為在南方草山草坡高海拔( ＞ 2 500 m)地區(qū)，可以在天然草地改良的基礎(chǔ)上，發(fā)展以放牧為主的生態(tài)草牧業(yè)模式，并在永善縣馬楠彝族苗族自治鄉(xiāng)馬楠村(海拔2 830 m)進(jìn)行了研究與示范工作，初步形成了適合南方草山草坡高海拔( ＞ 2 500 m)地區(qū)的“馬楠模式”。

3.1.1 示范區(qū)概況

該區(qū)域具有連片天然草地，由深山公司租賃，總面積1 000 hm2，平均海拔為2 830 m。深山公司通過土地租賃和雇傭當(dāng)?shù)剞r(nóng)民兩種形式，帶動當(dāng)?shù)刎毨魧崿F(xiàn)脫貧。草地的利用方式主要是放牧牛羊。2019 年草地已經(jīng)嚴(yán)重退化(圖1)，牧草鮮草產(chǎn)量約7 500 kg·hm-2。經(jīng)過考察發(fā)現(xiàn)，限制該區(qū)域草牧業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵問題有3 個：1)牧草生長環(huán)節(jié)。草地嚴(yán)重退化，植被蓋度低，存在大量的地面裸斑，生產(chǎn)力水平低下；草叢群落以劣質(zhì)草為主，優(yōu)質(zhì)牧草缺乏，牧草品質(zhì)差。2)土壤狀況。土壤嚴(yán)重退化，礫石、砂粒較多，土壤養(yǎng)分不足。3)家畜管理環(huán)節(jié)。隨機自由放牧，管理粗放，缺乏規(guī)劃。

3.1.2 示范內(nèi)容

由于草地退化是該示范區(qū)發(fā)展生態(tài)草牧業(yè)的最主要的限制性環(huán)節(jié)，本研究首先開展了退化草地改良技術(shù)示范，主要包括牧草品種選擇與搭配技術(shù)和淺耕翻補播技術(shù)。在牧草品種的選擇與搭配上，依據(jù)生態(tài)位互補原理，采用了“兩禾一豆”模式，即選擇適合當(dāng)?shù)氐膬煞N優(yōu)質(zhì)禾本科牧草和一種豆科牧草進(jìn)行混合補播。其中，禾本科牧草為羊茅(Festuca ovina)和鴨茅，豆科牧草為白三葉。為提高補播牧草的成活率，采用旋耕補播技術(shù)，2020 年4 月25 日，先用旋耕機對退化草地進(jìn)行旋耕，耕層深度20 cm，然后人工撒播混勻的牧草種子于旋耕土壤表面。為解決土壤養(yǎng)分匱乏的問題，在旋耕前人工撒施了氮肥(尿素)和磷肥(過磷酸鈣)，以補充土壤養(yǎng)分，其中，氮肥用量為 150 kg·hm-2；磷肥用量為 150 kg·hm-2。2020 年5 月，補播的牧草出苗良好，7 月，完全覆蓋地表。圖2a和圖2b 分別為改良前(4 月)和改良后(7 月)的田間植被長勢。根據(jù)8 月的產(chǎn)量測定結(jié)果，改良后鮮草產(chǎn)量提高了149.3% (P＜ 0.05)，干草產(chǎn)量提高了69.2% (P＜ 0.05) (圖2c)。自8 月開始，在改良的天然草地上進(jìn)行劃區(qū)輪牧技術(shù)示范(圖2d)，把26.7 hm2改良草地劃分為5 個區(qū)，每區(qū)5.3 hm2，放牧800 只羊，8 d 換一個小區(qū)，40 d 一個輪牧周期。于盛草期，在改良后草地上放牧的羊停喂精料，育肥效果良好。

圖2 在永善縣馬楠鄉(xiāng)高海拔草山草坡進(jìn)行以放牧為主的草牧業(yè)模式示范Figure 2 Demonstration of grazing centered grass-based livestock husbandry mode at high elevation in Ma'nan Village, Yongshan County

3.1.3 效益分析

根據(jù)該高海拔草牧業(yè)模式，經(jīng)過天然草地改良能夠顯著提高草地產(chǎn)量(P＜ 0.05)，平均11.3 t·hm-2(兩茬合計)，每公頃可養(yǎng)半細(xì)毛羊(Ovis aries)羔羊(8 個月出欄) 35～40 只(每只羔羊每天飼喂1～1.5 kg干草)，改良1 000 hm2草地即生產(chǎn)干草約1.1 萬t，可養(yǎng)羊3 萬～4 萬只，每只羊毛利潤500 元，總利潤1 500 萬～2 000 萬元。

3.2 中海拔地區(qū)的“花秋模式”：放牧與舍飼結(jié)合的草牧業(yè)模式

相較于高海拔地區(qū)的小氣候，永善縣中海拔地區(qū)溫度和降水條件均比較適中，有大片的天然草地分布，同時能夠進(jìn)行栽培草地種植，因此適合打造天然草地與栽培草地結(jié)合的生態(tài)草牧業(yè)模式，其內(nèi)涵是通過天然草地恢復(fù)管理和高產(chǎn)栽培草地種植，經(jīng)過草產(chǎn)品加工，獲取優(yōu)質(zhì)高效的飼草料，形成放牧與舍飼結(jié)合的畜牧養(yǎng)殖生產(chǎn)體系，從種草、制草、養(yǎng)畜到產(chǎn)品加工，各個環(huán)節(jié)之間相互關(guān)聯(lián)、相互制約，充分協(xié)調(diào)種植、養(yǎng)殖、草產(chǎn)品加工等環(huán)節(jié)的收益分配，促進(jìn)草牧業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。因此，在南方草山草坡中海拔地區(qū)(1 500～2 500 m)地區(qū)，基于以上生態(tài)草牧業(yè)理念，進(jìn)行天然草地改良與高產(chǎn)栽培草地種植，充分地利用土地資源，結(jié)合先進(jìn)的草產(chǎn)品加工技術(shù)，發(fā)展放牧與舍飼結(jié)合的生態(tài)草牧業(yè)模式，因此在永善縣溪洛渡鎮(zhèn)新拉村花秋四社(海拔1 750 m)進(jìn)行了研究與示范工作，初步形成了適合南方草山草坡中海拔(1 500～2 500 m)地區(qū)的“花秋模式”。

3.2.1 示范區(qū)概況

該區(qū)域具有連片草地，同時也分布有面積較大的栽培草地，由深山公司租賃，總面積80 hm2，平均海拔 1 750 m。草地的利用方式主要是肉牛養(yǎng)殖，公司現(xiàn)已建成牛舍1.56 萬m2，西門塔爾牛存欄511 頭，飼料倉庫2 個(1 096 m2)，青貯窖4 個(5 280 m3)，飼草飼料配送機3 臺，飼料粉碎機3 臺，具有良好的草牧業(yè)配套設(shè)施。經(jīng)考察，發(fā)現(xiàn)限制該區(qū)域草牧業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵問題有4 個：1)天然草地退化嚴(yán)重，植被蓋度較低，生產(chǎn)力水平低，缺乏優(yōu)質(zhì)的豆科和禾本科牧草。2)栽培草地種植品種單一，產(chǎn)量較低，種植成本高。3)草產(chǎn)品加工技術(shù)含量低，現(xiàn)有青貯飼料粉碎程度不夠，有輕微發(fā)霉現(xiàn)象，草產(chǎn)品質(zhì)量低。4)養(yǎng)殖與放牧模式粗放，缺乏科學(xué)合理的輪牧規(guī)劃。

3.2.2 示范內(nèi)容

該生態(tài)草牧業(yè)模式主要包括三大環(huán)節(jié)：種草、制草和養(yǎng)畜。種草環(huán)節(jié)包括天然草地與栽培草地，首先針對退化天然草地開展了天然草地改良技術(shù)示范，根據(jù)優(yōu)質(zhì)牧草補播技術(shù)，基于生態(tài)位互補原理進(jìn)行優(yōu)質(zhì)牧草物種搭配，采用“兩禾一豆”模式，禾本科牧草選取多年生黑麥草和鴨茅，豆科牧草選取白三葉。牧草補播流程及肥料添加均與“馬楠模式”一致，中海拔地區(qū)示范面積6.7 hm2(圖3a)，實施時間為2020 年5 月8 日，出苗狀況良好，6 月底牧草即可完全覆蓋地表，植被蓋度顯著提高(P＜ 0.05)。隨后在示范區(qū)內(nèi)進(jìn)行肉牛放牧，盛草期放牧的西門塔爾牛可停喂精料，育肥效果良好。其次在該區(qū)域引進(jìn)了科甜系列甜高粱進(jìn)行示范種植，由于示范區(qū)海拔在1 500 m 以上，積溫較低，種植甜高粱等作物需鋪設(shè)地膜，需要大量覆膜、除草等人工操作，不利于企業(yè)的規(guī)模化運營，因此采用企業(yè)與農(nóng)戶協(xié)議收飼料的模式，不僅能夠為企業(yè)提供充足的優(yōu)質(zhì)飼草，同時能夠帶動農(nóng)戶創(chuàng)收；在每年的3 月深山公司根據(jù)當(dāng)年養(yǎng)殖量進(jìn)行青貯飼料需求規(guī)劃，并統(tǒng)一采購科甜系列甜高粱，與農(nóng)戶進(jìn)行交接，種植、收獲均委托農(nóng)戶。農(nóng)戶根據(jù)當(dāng)年氣象條件進(jìn)行收獲，深山公司進(jìn)行回收。制草環(huán)節(jié)主要是青貯飼料規(guī)?；庸?，采用了中國科學(xué)院微生物研究所自主研發(fā)的微生物菌劑青貯草產(chǎn)品加工技術(shù)，根據(jù)示范地飼草理化指標(biāo)與本底微生物篩選了適合當(dāng)?shù)厍噘A的高效微生物菌劑兩種，提出該地區(qū)不同牧草減損保質(zhì)的生產(chǎn)加工技術(shù)體系，在2020 年進(jìn)行了1 000 t 的青貯示范(圖3b)，有效提升了當(dāng)?shù)厍噘A技術(shù)水平，改善了飼草發(fā)酵品質(zhì)，能夠提高青貯飼料適口性及營養(yǎng)水平，抑制二次發(fā)酵，使飼草穩(wěn)定長期高效保存。養(yǎng)畜環(huán)節(jié)包括規(guī)?；犸曫B(yǎng)殖技術(shù)(圖3c)與合理放牧技術(shù)(圖3d)示范，規(guī)?；犸曫B(yǎng)殖技術(shù)主要基于青貯飼料，通過青貯飼料以草定畜，實現(xiàn)飼草周年供應(yīng)；合理放牧技術(shù)示范主要基于改良后的天然草地，規(guī)劃科學(xué)合理的劃區(qū)輪牧。通過本模式的示范，能夠形成“政府引導(dǎo) + 科技支撐 + 企業(yè)帶動 +農(nóng)戶參與”的草牧業(yè)模式，提高當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)草牧業(yè)技術(shù)含量，同時有效帶動當(dāng)?shù)刎毨мr(nóng)牧戶創(chuàng)入，鞏固扶貧成效。

圖3 放牧與舍飼結(jié)合的草牧業(yè)模式在永善縣新拉村中海拔草山草坡的示范Figure 3 Demonstration of grazing and confinement centered grass-based livestock husbandry mode at middle elevation in Xinla village, Yongshan County

3.2.3 效益分析

中海拔地區(qū)缺乏連片草地，因此，在中海拔地區(qū)改良天然草地66.7 hm2，鮮草產(chǎn)量達(dá)37.5 t·hm-2(兩茬累計)，可生產(chǎn)鮮草2 500 t，結(jié)合與牧戶協(xié)議收糧進(jìn)行青貯草產(chǎn)品1 000 t，可養(yǎng)殖育肥牛(10 個月) 500 頭，每頭牛利潤4 000～5 000 元，年利潤200 萬～250 萬元。

3.3 低海拔地區(qū)的“雪柏模式”：以舍飼為主的草牧業(yè)模式

南方草地以草山草坡為主，地形復(fù)雜，地貌多樣，山地多，平地少，海拔落差大，低海拔地區(qū)水熱條件充沛，居住密度高，交通便利，因此低海拔平整土地開發(fā)利用程度較高，大部分開發(fā)為耕地，少見天然草地分布，在發(fā)展畜牧業(yè)時主要以利用邊際土地種植高產(chǎn)栽培草地為主；調(diào)研顯示低海拔地區(qū)土地流轉(zhuǎn)價格較高，缺乏規(guī)?；堫^企業(yè)，大部分為農(nóng)戶自持經(jīng)營家庭式小農(nóng)場，養(yǎng)畜方式以舍飼為主，因此在南方草山草坡低海拔( ＜ 1 500 m)地區(qū)，可以以高產(chǎn)栽培草地種植為基礎(chǔ)，結(jié)合優(yōu)質(zhì)草產(chǎn)品加工技術(shù)，發(fā)展以舍飼為主的生態(tài)草牧業(yè)模式，并在永善縣溪洛渡鎮(zhèn)雪柏村(1 280 m)進(jìn)行研究示范，初步形成了適合南方草山草坡低海拔( ＜ 1 500 m)地區(qū)的“雪柏模式”。

3.3.1 示范區(qū)概況

該區(qū)域主要以種植高產(chǎn)人工草為主，示范工作與永善縣運昌肉牛養(yǎng)殖場進(jìn)行合作，該養(yǎng)殖場為當(dāng)?shù)刎毨мr(nóng)戶自持，運營完全由家庭成員完成，養(yǎng)殖以西門塔爾肉牛為主，存欄48 頭。經(jīng)過考察，發(fā)現(xiàn)限制該家庭養(yǎng)殖場發(fā)展的關(guān)鍵問題有3 個：1)栽培草地種植品種單一，以青貯玉米為主，建植水平低。2)冬閑田利用率低，以種植蘿卜(Scrophularia ningpoensis)苗作為牧草為主要利用方式，產(chǎn)量較低。3)青貯技術(shù)缺乏，周年以直接飼喂人工青草料為主，冬季草地產(chǎn)量低，缺乏優(yōu)質(zhì)青貯飼料。

3.3.2 示范內(nèi)容

針對當(dāng)?shù)卦耘嗖莸胤N植品種單一，引進(jìn)了10 個中國科學(xué)院植物研究所自主研發(fā)的“科甜系列”甜高粱品種，示范面積1.3 hm2(圖4a)，為解決土壤養(yǎng)分匱乏的問題，提高飼草產(chǎn)量，在播種前人工撒施氮肥(尿素)和磷肥(磷酸二銨)，以補充土壤養(yǎng)分，其中，氮肥用量為150 kg·hm-2；磷肥用量為300 kg·hm-2。基于甜高粱高產(chǎn)飼料地種植技術(shù)進(jìn)行種植，2020 年4 月17 日進(jìn)行施肥，然后采用旋耕機進(jìn)行旋耕，耕層深度10 cm，播種密度15 kg·hm-2，于2020 年4 月18 日進(jìn)行行播，行距60 cm，播種深度3～4 cm。播種后長勢良好，產(chǎn)量調(diào)查顯示其產(chǎn)量均高于75 t·hm-2，平均105 t·hm-2(圖4b)，于7 月15 日開始刈割，切碎后進(jìn)行直接飼喂，適口性良好?；诳铺鹣盗刑鸶吡皇斋@與管理技術(shù)于8 月6 日進(jìn)行第1 茬刈割，留茬5～8 cm，第2 茬于10 月20 日進(jìn)行刈割收獲。對于刈割后的飼草結(jié)合微生物菌劑進(jìn)行青貯飼料加工，由于甜高粱含水量較高，因此為降低其含水量利用周邊耕地剩余秸稈，既能充分利用農(nóng)地秸稈，增大青貯量，也能提高青貯飼料質(zhì)量，共進(jìn)行小型青貯袋加工20 t (圖4c)，針對冬閑田引進(jìn)小黑麥(×TriticosecaleWittmack)進(jìn)行種植，進(jìn)行甜高粱→小黑麥輪作，小黑麥產(chǎn)量可達(dá)到60 kg·hm-2，能夠有效提高土地利用率，配套養(yǎng)畜提高農(nóng)戶經(jīng)濟收益。最后養(yǎng)畜產(chǎn)生的有機肥可以直接還田發(fā)酵(圖4d)，用作有機肥進(jìn)行養(yǎng)分補充，從而實現(xiàn)“種草-制草-養(yǎng)畜-糞污處理”的循環(huán)式生態(tài)草牧業(yè)模式。

圖4 以舍飼為主的草牧業(yè)模式在永善縣雪柏村低海拔草山草坡的示范Figure 4 Demonstration of confinement centered grass-based livestock husbandry mode at low elevation grassland in Xuebai village, Yongshan County

3.3.3 效益分析

在該家庭農(nóng)場種植中國科學(xué)院植物研究所育成的科甜系列飼用甜高粱，1.3 hm2土地夏季可產(chǎn)鮮草200 t (割兩茬)，冬季種植小黑麥可產(chǎn)鮮草80 t，可養(yǎng)殖短期(10 個月)育肥牛40 頭，每頭牛毛利潤4 000～5 000 元，年收入16 萬～20 萬元。

4 南方草山草坡生態(tài)草牧業(yè)示范未來工作思考

本研究通過在云南省永善縣的生態(tài)草牧業(yè)示范初步探索了適合云貴高原不同海拔和不同養(yǎng)殖規(guī)模企業(yè)的示范模式，實踐證明南方豐富的水熱資源使草山草坡具有巨大的草牧業(yè)潛力，但是為進(jìn)一步推進(jìn)草牧業(yè)在南方草山草坡的可持續(xù)發(fā)展，仍需要進(jìn)一步關(guān)注以下內(nèi)容。

4.1 加強南方草山草坡草畜平衡制度的研究，促進(jìn)草地資源可持續(xù)利用

在云南省永善縣的示范研究表明，劃區(qū)輪牧是南方草山草坡高效利用的重要方法，這是由于南方草山草坡環(huán)境復(fù)雜，以丘陵山地為主，機械化刈割水平低，高山草地具有相對封閉的小環(huán)境，霧天較多，空氣濕度大，水資源充沛，形成了相對廣闊的高海拔草地，有適宜進(jìn)行放牧養(yǎng)殖的條件[21]；同時放牧能有效去除牧草頂端優(yōu)勢，改善其疏叢程度，是南方草山草坡有效的利用方法。但是近幾十年來，隨著放牧對草地資源的過度利用，大面積草地發(fā)生了退化，因此急需加強南方草山草坡草畜平衡制度的研究，制定科學(xué)合理的載畜量指標(biāo)，實施科學(xué)的季節(jié)性休牧和劃區(qū)輪牧，發(fā)展小面積優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的栽培草地，穩(wěn)定提供畜牧優(yōu)質(zhì)牧草，草畜聯(lián)動、以草定畜，促進(jìn)退化天然草地的恢復(fù)[22]。從長遠(yuǎn)來講，草畜平衡與畜牧業(yè)的發(fā)展是相輔相成的，草地資源是可再生資源，科學(xué)放牧是草地畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要措施[23]，通過草畜平衡管理合理利用草地資源，能夠?qū)崿F(xiàn)畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

4.2 根據(jù)南方草山草坡特色，研發(fā)生態(tài)草牧業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)

生態(tài)草牧業(yè)是從天然草地恢復(fù)改良、栽培草地種植、草產(chǎn)品加工利用到畜牧養(yǎng)殖和產(chǎn)品加工的全產(chǎn)業(yè)鏈系統(tǒng)，各個環(huán)節(jié)之間既相互聯(lián)系，又相互制約，只有針對南方草山草坡的資源特征，研發(fā)生態(tài)草牧業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈各個環(huán)節(jié)的先進(jìn)技術(shù)[5]，才能促進(jìn)生態(tài)草牧業(yè)的規(guī)?；涂沙掷m(xù)發(fā)展。首先在天然草地方面，針對南方草地的植被和土壤退化特征，研發(fā)高效牧草補播、營養(yǎng)元素平衡、土壤修復(fù)等技術(shù)，結(jié)合科學(xué)合理的智能放牧管理技術(shù)研發(fā)，從而改善草地退化現(xiàn)狀，提高草地生產(chǎn)力；栽培草地建植與草牧業(yè)水平緊密相關(guān)，要加緊研發(fā)針對南方草山草坡生態(tài)環(huán)境的密植、冬閑田輪作、水肥調(diào)控、土壤快速培肥等多種栽培草地豐產(chǎn)栽培技術(shù)，開展高效種植甜高粱、燕麥(Avena sativa)、苜蓿(Medicago sativa)、黑麥草等栽培草地技術(shù)示范[23]。在草產(chǎn)品加工方面，選育適于南方草地優(yōu)質(zhì)牧草草料青貯加工的活力強、產(chǎn)酸高、穩(wěn)定性好、耐低溫、降解纖維素或具益生功能的微生物菌種，研制及生產(chǎn)高效青貯微生物復(fù)合菌劑，促進(jìn)最佳的貯存及青貯加工技術(shù)研發(fā)，應(yīng)用于南方草山草坡高品質(zhì)青貯飼料產(chǎn)品的加工。再次在養(yǎng)殖方面，研發(fā)多種家畜不同生長階段的飼料營養(yǎng)配方，提高飼料轉(zhuǎn)化率，促進(jìn)畜牧高效養(yǎng)殖。最后開展養(yǎng)殖糞污處理技術(shù)研發(fā)，開發(fā)利用有機肥資源，加強有機肥在天然草地改良和栽培草地種植中的利用，改善土壤肥力，提高牧草產(chǎn)量和品質(zhì)，實現(xiàn)資源的有效循環(huán)利用。通過以上生態(tài)草牧業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)在南方草山草坡的技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用，實現(xiàn)南方草牧業(yè)規(guī)?；?、集約化、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

4.3 探索“科技 + 政府 + 企業(yè) + 農(nóng)牧戶”模式，擴大生態(tài)草牧業(yè)輻射面

南方草山草坡未來要依靠中國科學(xué)院的生態(tài)草牧業(yè)技術(shù)力量，由地方政府組織農(nóng)牧戶，選擇當(dāng)?shù)匦竽琉B(yǎng)殖的龍頭企業(yè)，總體規(guī)劃草牧業(yè)發(fā)展方案，進(jìn)行示范，從而探索“科技 + 政府 + 企業(yè) + 牧戶”的生態(tài)草牧業(yè)模式。這種模式能夠借由科技力量補齊南方草山草坡發(fā)展生態(tài)草牧業(yè)的科技短板，提高南方畜牧業(yè)的科技水平。同時通過建立科研人員和政府技術(shù)員到企業(yè)的溝通渠道，進(jìn)而帶動農(nóng)牧戶畜牧科技水平的提升，能夠建立有效的科技推廣通道。鑒于草牧業(yè)在全國范圍的快速發(fā)展，其科技從業(yè)人員和技術(shù)指導(dǎo)人員嚴(yán)重缺乏，通過探索該模式來進(jìn)行南方生態(tài)草牧業(yè)示范，能夠起到良好的科技培訓(xùn)作用，從而有效擴大生態(tài)草牧業(yè)科技的輻射面，推動生態(tài)草牧業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。