中國草田耕作制度研究進展

第第頁中國草田耕作制度研究進展摘要：隨畜牧業(yè)發(fā)展，草田耕作制度在中國北方和南方發(fā)展迅速，我國南方逐步形成柱花草和一年生黑麥草為主的種植模式，我國北方呈現(xiàn)紫花苜蓿、黑麥草及沙打旺為主的種植模式。草田耕作具有提高土壤有機質(zhì)、增加氮素供給、改善土壤物理特性、維持土壤養(yǎng)分平衡和防止土壤侵蝕等作用。草田耕作對合理利用土地資源和實現(xiàn)農(nóng)牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。草田耕作使用地和養(yǎng)地結(jié)合，實現(xiàn)由傳統(tǒng)糧食/經(jīng)濟作物二元結(jié)構(gòu)向糧食/牧草/經(jīng)濟作物三元結(jié)構(gòu)過渡，有利于提高光、熱、水和土地資源利用，提高系統(tǒng)生產(chǎn)力，達到既提高糧食產(chǎn)量，又提供蛋白質(zhì)飼料，同時改善生態(tài)環(huán)境。同時，兩種作物或牧草間作或混作可產(chǎn)生互補作用。

關(guān)鍵詞：草田耕作；研究；進展

中圖分類號：S812；S344.1文獻標(biāo)識碼：A文章編號：10095500（2012）06006205

根據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組織定義，草田耕作制是介于休閑制與常年耕作制之間的一種粗放耕作制，在地廣人稀的土地上進行的一種牧草和作物輪作、混作和間作、休閑等種植方式。草田耕作制度主要形式包括草田輪作、草田間作和草田混作等內(nèi)容。草田輪作是將牧草和農(nóng)作物在1塊田地上在一定年限內(nèi)根據(jù)一定輪作順序進行輪換種植的一種種植方式。草田間作是將2種或2種以上生育季節(jié)相近的作物或牧草，在同1塊田地上成行或成帶（多行）間隔種植的一種種植方式。草田混作是指2個或2個以上不同種類和生物學(xué)類群的牧草或作物品種同時在同1塊地上混合播種的一種種植方式。

草田輪作形式主要有傳統(tǒng)草田輪作，密集草田輪作和草田混種輪作。傳統(tǒng)草田輪作是1種通過耕地的休閑、輪歇、壓青等恢復(fù)地力再種植作物的輪換形式，該輪作方式歷史悠久，是現(xiàn)代草田輪作的雛形。傳統(tǒng)草田輪作的主要優(yōu)點是恢復(fù)地力、省力、容易管理、操作簡單、年限短、周期快等，主要缺點是收益低和管理粗放。密集草田輪作是一種通過對牧草與作物間、套、復(fù)等耕作，充分利用時間和水熱條件，達到用地和養(yǎng)地結(jié)合，同時增加經(jīng)濟收入的輪作形式?；旆N輪作是將2種以上的牧草或作物的種子按比例均勻地摻合在一起，一定年限內(nèi)根據(jù)一定輪作順序進行同時播種的耕作方式，有一年生牧草、二年生牧草和多年生牧草與作物的混種。

1我國草田耕作主要形式

1.1我國南方草田耕作主要形式

我國南方草田耕作以草田輪作為主，黑麥草-水稻輪作是我國南方草田輪作采用較廣泛的模式。南方常見草田輪作模式有紫云英-玉米、紫云英-水稻、黑麥-雜交狼尾草、小麥-雜交狼尾草、水稻-黑麥草、水稻-紫云英、水稻-光葉紫花苕等。此外還有糧草套種、果草套種和林草套種等模式，還有意大利黑麥草和紫云英混播-水稻、意大利黑麥草和南苜?；觳?水稻、意大利黑麥草和白三葉草混播-水稻等。江漢平原地區(qū)一種新型的草田種植模式為蘇丹草-黑麥草輪作[1，2]。

1.2我國北方草田耕作主要形式

我國東北農(nóng)牧交錯區(qū)有玉米/紫花苜蓿間作，松嫩平原有小麥與草木樨混播-大豆，河南省有紫花苜蓿/花生、白三葉/花生和葦狀羊茅/花生等間作套種模式。甘肅省納入糧草輪作的牧草品種主要有紫花苜蓿、紅豆草、沙打旺等多年生豆科牧草和白花草木樨、毛苕子和箭豌豆等越年生或一年生豆科牧草。在甘肅河西綠洲生態(tài)條件下草田輪作主要模式有玉米/草木樨、玉米/箭豌豆、玉米/毛苕子等間作模式。甘肅省黃土丘陵溝壑區(qū)有紫花苜蓿/馬鈴薯間輪作模式。內(nèi)蒙古地區(qū)利用箭豌豆、草木樨和毛苕子與當(dāng)?shù)刂饕r(nóng)作物進行輪作培肥土壤，從而提高農(nóng)作物及牧草產(chǎn)量。西藏利用冬青稞和早熟冬小麥等作物收獲后，在7月底至8月上旬復(fù)種箭豌豆、雪莎和油菜等綠肥和飼料作物以增加牲畜飼料。西藏地區(qū)海拔較高，氣候冷涼，無霜期短，參與輪作的豆科牧草主要有豌豆、草木樨、毛苕子等。新疆比較成功輪作模式有紫花苜蓿-紫花苜蓿-冬小麥-冬小麥和綠肥混播-玉米-王米-水稻-春小麥和紫花苜?；觳?，這種輪作模式增加水旱輪作、有利于維持土壤中養(yǎng)分平衡。

2草田耕作重要意義

2.1草田耕作提高牧草產(chǎn)量

包興國等[3]對豆科和禾本科綠肥作物進行混播，結(jié)果表明，箭豌豆、毛苕子和谷子混播為最佳混播方式，箭豌豆、毛苕子和谷子的播種量分別為75、30和20kg/hm2，在小麥揚花期撒播，收獲期鮮草產(chǎn)量可達36138kg/hm2，混播的鮮草產(chǎn)量較箭豌豆單播、毛苕子單播和谷子單播分別增產(chǎn)34.6%，1.9%和156.3%。楊中藝等[4]研究表明，我國南方水稻冬閑期栽培意大利黑麥草，此模式可生產(chǎn)64～87×103kg/hm2優(yōu)質(zhì)青飼料，次年水稻產(chǎn)量平均提高10%。吳姝菊[5]在黑龍江省采用紫花苜蓿與無芒雀麥混播和紫花苜蓿與扁穗冰草混播，結(jié)果表明，紫花苜蓿與無芒雀麥混播和紫花苜蓿與扁穗冰草混播的草地利用效益比紫花苜蓿單播分別提高12.71%和23.14%，草產(chǎn)量比紫花苜蓿單播分別提高7.27%和15.46%。魯鴻佩和孫愛華[6]在甘肅省臨夏縣進行草田輪作，在施肥和其他田間管理相同條件下，紫花苜蓿―小麥輪作和箭豌豆―小麥輪作的小麥籽粒產(chǎn)量比小麥連作分別增加14%和12%。劉成龍等[7]在內(nèi)蒙古莫力達瓦達斡爾族自治旗進行草田輪作，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，紫花苜蓿―玉米輪作的玉米籽粒產(chǎn)量比小麥―玉米輪作和大豆―玉米輪作提高10%～18%。Jia等[8]通過紫花苜蓿與糜子、豌豆、馬鈴薯、小麥、玉米輪作，結(jié)果表明，紫花苜蓿生長第7年飼草產(chǎn)量達到最大值5740kg/hm2，紫花苜蓿生長第9年干草產(chǎn)量達到最大值4477kg/hm2，紫花苜蓿生長第11年土壤水分利用效率達到最大值，溝壟集雨種植牧草產(chǎn)量和水分利用效率顯著高于傳統(tǒng)耕作。

2.2草田耕作提高光合效率和作物及牧草質(zhì)量

綦大勇和楊長青[9]在四川農(nóng)業(yè)大學(xué)張家坪林學(xué)教學(xué)實習(xí)基地研究不同柳杉林種植密度（2222、1667、1333和1111株/hm2）對多年生黑麥草和葦狀羊茅的凈光合速率，株高及草產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明，多年生黑麥草和葦狀羊茅的凈光合速率、株高和草產(chǎn)量隨柳杉林種植密度降低而上升，在相同柳杉林密度下，葦狀羊茅的凈光合速率顯著大于多年生黑麥草，但多年生黑麥草的株高和草產(chǎn)量顯著高于葦狀羊茅。容維中和吳國芝[10]在甘肅省靜寧縣將紫花苜蓿、冬小麥、馬鈴薯、玉米、紅豆草、百脈根、大麥和蕎麥進行組合輪作，結(jié)果表明，紫花苜蓿輪作、紅豆草輪作和百脈根與作物輪作使后茬作物蛋白質(zhì)產(chǎn)量比連作分別增加14.8%～30.3%、17.0%～25.7%和15.5%～32.8%，等價產(chǎn)量比連作分別增加1.7%～29.5%，7.3%～23.2%和11.9%～32.8%。

作物蛋白質(zhì)含量=蛋白質(zhì)含量×生物量

等價產(chǎn)量=蛋白質(zhì)含量0.38×生物量+脂類含量0.31×生物量+深粉含量0.84×生物量

2.3草田耕作減少作物病蟲草害

大量研究證明，大多數(shù)病蟲草害是通過土壤侵染而感染作物和牧草，將容易感染病蟲草害的作物或牧草與不易感染病蟲草害的作物或牧草實行輪作、間作和混作，可減少該病蟲草害在土壤中的數(shù)量。合理的草田耕作制度是綜合防除病蟲草害的重要途徑，不同草田耕作制度對病蟲草害的抑制和防除效果不同。如密植種植防除疏植種植的病蟲草害，水田與旱田輪作可以防除旱生或水生的病蟲草害，種植高稈作物，如黑麥草，對矮稈雜草有一定抑制作用。牧草與作物輪作打破病蟲草害的生活周期和寄生關(guān)系，從而可以控制病蟲草害，并減少農(nóng)藥和除草劑使用量。魏軍等[11]在西藏采用豆科作物、油菜、箭豌豆等輪作，研究發(fā)現(xiàn)輪作田的蠐螬和地老虎比麥類連作田降低12.6%～18.0%，輪作田的寡食性害蟲和甘藍夜蛾比同類作物連作降低79.1%和73.6%，種植豆科作物與青稞連作的條紋病發(fā)病率比青稞連作降低21.0%～29.0%，豆科作物與青稞連作的黑穗病發(fā)病率比青稞連作降低17.0%～38.0%。

2.4草田耕作改善土壤物理性狀，提高土壤肥力

魯鴻佩等[6]在甘肅省臨夏縣進行草田輪作試驗，結(jié)果表明，紫花苜蓿―小麥輪作的有機質(zhì)、全氮、土壤水分、土壤孔隙度和土壤團聚體比小麥連作分別增加0.217%、0.012%、1.0%、9.9%和7.0%，紫花苜蓿―小麥輪作的土壤容重比小麥連作降低0.263mg/cm3。草田耕作將不同作物和牧草進行輪換組合栽培，從而改善土壤物化特性和病蟲草害特性，不同作物和牧草根系分布于不同土壤層次，進而促進土壤的通氣性和活化微生物。魏軍等[11]在西藏進行草田輪作，結(jié)果顯示，與連作相比，草田一個輪作周期可以提高土壤有機質(zhì)23%～24%，種植綠肥0～20cm耕層有機質(zhì)含量增加0.56%，全氮增加0.03%，速效氮增加13～41mg/kg。包興國等[12]對豆科和禾本科綠肥作物進行混播，結(jié)果表明，混播區(qū)土壤有機質(zhì)、全氮、堿解氮、速效磷含量和土壤孔隙度比單播區(qū)分別提高0.15～0.43g/kg、-0.04～0.11g/kg、2.1mg/kg、1mg/kg和0.33%～0.66%，土壤全磷基本保持平衡，土壤容重減輕0.01～0.02g/cm3。黨廷輝等[12]研究表明，與小麥連作相比，小麥―箭豌豆輪作的土壤有機質(zhì)增加15.7%，小麥―紫花苜蓿輪作的土壤全氮和堿解氮分別增加21.7%和19.3%。辛國榮等[13，14]研究表明，冬復(fù)種黑麥草使土壤容重比原來下降9.4%，土壤有機質(zhì)含量比原來提高66%，土壤全氮、全磷、有效氮和有效磷含量比原來分別提高26%、32%、67%和33%。冬復(fù)種黑麥草增加土壤酶活性，使脲酶活性和轉(zhuǎn)化酶活性比原來分別提高275%和92.66%。王旭等[15]研究結(jié)果表明，燕麥與箭豌豆間作和混播種植能提高根際土壤微生物數(shù)量。王華等[16]對稻―稻―草輪作模式研究表明，草田輪作使稻田土壤養(yǎng)分含量增加，物理性狀改善，土壤生物活性提高和土壤動物數(shù)量增加。綜合以上研究顯示，草田耕作改善表層土壤理化性質(zhì)和培肥土壤，兼具一定的經(jīng)濟效益和生態(tài)效益。

2.5草田耕作可以改善系統(tǒng)小氣候特征

沈潔[17]研究顯示，與單作茶相比，茶樹/牧草間作能夠有效降低系統(tǒng)的光照強度，光照強度隨著間作密度增加而降低，同時，在冬季，茶樹/小黑麥間作能夠提高系統(tǒng)氣溫，系統(tǒng)氣溫隨著種植密度增大而上升，在夏季，茶樹/小黑麥間作能夠降低系統(tǒng)氣溫，系統(tǒng)氣溫隨著種植密度增大而下降。茶樹/小黑麥間作能夠提高系統(tǒng)空氣相對濕度。草田間作不僅可以提高復(fù)種指數(shù)，在時間和空間上更好地利用光能，而且改善田間光、CO2、溫度、水、肥等條件，達到提高牧草光合效率和提高草產(chǎn)量的目的。

2.6刈割和加工對牧草產(chǎn)量和質(zhì)量影響

單貴蓮等[18]研究結(jié)果顯示，與蕾期相比，結(jié)莢期紫花苜蓿的粗蛋白、粗脂肪和粗灰分含量分別下降37.67%，12.62%和7.08%，但中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量分別增加26.43%和29.84%。與自然曬干相比，烘干后紫花苜蓿的粗蛋白含量提高10.87%，中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量分別降低4.33%和4.72%。與自然曬干相比，壓扁莖稈調(diào)制紫花苜蓿干草的粗蛋白含量提高5.92%，中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量分別降低3.80%和4.09%。丁成龍等[19]結(jié)果表明，與孕穗期刈割相比，多花黑麥草抽穗期刈割的干草產(chǎn)量提高了16.0%～50.2%，干草可溶性碳水化合物、中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量分別提高19.91%～26.60%，26.87%～28.92%和43.54%～50.99%，粗蛋白含量降低11.61%。綜合考慮飼草產(chǎn)量和草質(zhì)量，抽穗期刈割有利于提高多花黑麥草產(chǎn)量和草質(zhì)量。羅世武[20]研究結(jié)果顯示，施氮105kg/hm2、施磷45kg/hm2和行距28.6cm是種植無芒雀麥的最優(yōu)組合。

2.7灌溉和雨水集流對牧草產(chǎn)量和質(zhì)量的影響

張明忠等[21]在旱季對柱花草和堅尼草2種熱帶牧草進行灌溉，后刈割，結(jié)果表明，與沒有灌溉相比，灌溉條件使堅尼草和柱花草的鮮草產(chǎn)量分別增加140%和106%，生長周期分別縮短34%和27%。李鑫等[22]在內(nèi)蒙古四子王旗北部研究干旱牧區(qū)利用雨水集流灌溉種植青貯玉米。在不同坡度上布置產(chǎn)流區(qū)向下方匯水，形成雨水疊加，增加下方土壤儲蓄雨水能力，從而提高雨水資源的利用效率。研究結(jié)果表明，5°坡面和12°坡面徑流區(qū)的集水效率分別為82.5%和87.3%；12°坡面上青貯玉米長勢，產(chǎn)量和水利用效率高于5°坡面，12°坡面和5°坡面上的青貯玉米的平均株高為71.8和34.1cm，產(chǎn)量為18.6×103和0.63×103kg/hm2，水利用效率分別為126.41和44.23kg/（hm2mm）。

3國內(nèi)草田耕作制度發(fā)展方向

紫花苜蓿在中國北方種植和加工水平較高，但紫花苜蓿在中國南方種植面積較小，生產(chǎn)效益較低。隨著我國農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和畜牧業(yè)蓬勃發(fā)展，農(nóng)區(qū)對牧草產(chǎn)品需求日益增加，紫花苜蓿生產(chǎn)潛力正在逐漸顯現(xiàn)。根據(jù)南方農(nóng)區(qū)生態(tài)條件和耕作制度，應(yīng)設(shè)計季節(jié)性紫花苜蓿與糧經(jīng)作物復(fù)種的種植模式，并配套相應(yīng)的高產(chǎn)栽培技術(shù)，充分利用冬閑田和經(jīng)濟林晚秋至春季落葉季節(jié)進行速生栽培利用，從而提高紫花苜蓿生產(chǎn)效益。季節(jié)性栽培將是我國南方農(nóng)區(qū)紫花苜蓿的重要發(fā)展方向之一，雨水集流灌溉和覆蓋種植是中國北方牧草種植的發(fā)展方向之一，牧草根瘤菌接種是牧草栽培發(fā)展方向之一，但該技術(shù)在實驗室應(yīng)用比較多，田間應(yīng)用不廣泛。

4結(jié)論

糧草并重和農(nóng)牧業(yè)結(jié)合是大多數(shù)發(fā)達國家發(fā)展農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)的成功之路[23]。草田耕作是糧食安全生產(chǎn)保障，有利于提高作物和牧草的產(chǎn)量和質(zhì)量，減少病蟲草害和提高土地肥力，是糧、飼和經(jīng)濟作物安全生產(chǎn)的有效措施。同時草田耕作是持續(xù)性農(nóng)業(yè)系統(tǒng)中的一個重要組成部分，尤其在水土流失、干旱、土壤瘠薄和寒冷地區(qū)，草田耕作能充分利用光能、水、肥、氣等環(huán)境條件，達到高效利用和環(huán)境保護的目的。草田耕作使用地和養(yǎng)地結(jié)合，實現(xiàn)由傳統(tǒng)糧食/經(jīng)濟作物二元結(jié)構(gòu)向糧食/牧草/經(jīng)濟作物三元結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化。作物、牧草和家畜是農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的核心，草田耕作是我國生態(tài)環(huán)境保護的迫切需求，同時是我國發(fā)展高效畜牧業(yè)和促進經(jīng)濟發(fā)展的重要內(nèi)容。

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