河西走廊綠洲區(qū)草畜粗蛋白質(zhì)和能量的供需分析

河西走廊綠洲區(qū)草畜粗蛋白質(zhì)和能量的供需分析

綠洲是河西走廊山地沙漠復(fù)合系統(tǒng)的中心和核心，也是人類活動最激烈的地區(qū)。在游牧與屯田嬗變的過程中,生活在這片土地上的人們創(chuàng)造了甘肅商品糧基地的繁榮,也目睹著下游綠洲畏縮,河流與湖泊干涸,荒漠化、鹽漬化迅速擴(kuò)展,局部地區(qū)出現(xiàn)“生態(tài)難民”等災(zāi)難性生態(tài)后果。因此,綠洲的可持續(xù)發(fā)展是整個河西走廊持續(xù)生存的關(guān)鍵所在。河西走廊不同地段的綠洲分別處于不同內(nèi)陸河流域,并且其景觀基質(zhì)為荒漠,在內(nèi)陸干旱的條件下,內(nèi)陸河的水資源是綠洲持續(xù)生存和發(fā)展的限制因子。因此綠洲的可持續(xù)發(fā)展與內(nèi)陸河水資源的合理利用息息相關(guān)。水資源在流域內(nèi)的合理分配是實現(xiàn)全流域共同發(fā)展的基礎(chǔ)。由于河西走廊糧食生產(chǎn)已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了糧食安全線400kg/(a·人),所以實現(xiàn)水資源合理利用的一條重要途徑就是控制中上游耕地的擴(kuò)張,藏糧于草,減少灌溉面積,中上游節(jié)約用水,退耕種草,恢復(fù)植被,發(fā)展草畜產(chǎn)業(yè)。而發(fā)展草畜產(chǎn)業(yè)的前提是對現(xiàn)有草畜供求狀況進(jìn)行客觀評價,在此基礎(chǔ)上,制訂草畜產(chǎn)業(yè)發(fā)展的科學(xué)規(guī)劃,才能實現(xiàn)保護(hù)綠洲,調(diào)節(jié)內(nèi)陸河徑流量,維持區(qū)域生態(tài)平衡,實現(xiàn)山地-綠洲-荒漠復(fù)合系統(tǒng)耦合。而粗蛋白質(zhì)和能量是實現(xiàn)區(qū)域草畜供求平衡的主要內(nèi)容,對制訂正確的草畜產(chǎn)業(yè)規(guī)劃具有重要的現(xiàn)實意義。臨澤縣位于河西走廊的中部和內(nèi)陸河黑河的中游,從整個走廊和內(nèi)陸河流域,均具有一定的代表性和廣延性。植被稀疏,生物種類少,飼用價值較大的植物約20～30種,覆蓋率低,經(jīng)過長期的自然選擇,形成了適應(yīng)性較強(qiáng)的耐旱荒漠生物群落,草地類型主要有鹽漬草地、干旱荒漠草地和山地荒漠草地三類。本研究通過分析臨澤縣草畜間粗蛋白質(zhì)和能量供求關(guān)系后,從區(qū)域角度出發(fā),闡明在土地資源約束下,通過調(diào)整農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu),實現(xiàn)粗蛋白質(zhì)和能量補(bǔ)給平衡,從而為實現(xiàn)山地-綠洲-荒漠復(fù)合系統(tǒng)耦合和區(qū)域草畜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供依據(jù)和基礎(chǔ)。1材料和方法1.1農(nóng)業(yè)文化和農(nóng)耕文化交替臨澤綠洲位于99°51′～100°30′E,38°57′～39°42′N,屬大陸性荒漠草原氣候,日照長,太陽輻射強(qiáng),降雨量少且集中,蒸發(fā)量大,年均蒸發(fā)量2337mm,極端最高溫度為39.1℃,最低溫度-27.3℃。在畜牧文化和農(nóng)耕文化交替的過程中,最終農(nóng)耕文化盤踞一尊,大面積綠洲被開墾為耕地,林地和草地逐漸畏縮,農(nóng)田灌溉需水量逐年增加。土地總面積27.55萬hm2,其中,耕地25.33萬hm2,占9.2%;林地1.42萬hm2,占5.2%;草地7.17萬hm2,占26.0%,可利用草地5.74萬hm2,占草地面積的80.1%,草地屬鹽漬和荒漠草地,生產(chǎn)能力很低;戈壁和沙漠10.95萬hm2,占39.8%;可開發(fā)利用的荒地5.48萬hm2,占19.8%。只要水源和水利工程措施能夠解決,則具有較大的開發(fā)潛力。1.2飼料補(bǔ)給措施研究以臨澤縣為研究對象,根據(jù)2000年甘肅省農(nóng)村統(tǒng)計年鑒資料,臨澤縣畜牧局和土地局提供的資料,運(yùn)用定量的方法分析了臨澤縣2000年家畜、天然草地和飼料之間的粗蛋白質(zhì)和能量的供求關(guān)系,并結(jié)合生態(tài)環(huán)境建設(shè)的要求,提出了飼料補(bǔ)給措施。2結(jié)果與分析2.1臨澤洲區(qū)單位的草地與草前營養(yǎng)的互動關(guān)系臨澤縣現(xiàn)有家畜種類包括牛、馬、騾、驢、駝、羊、豬等(表1),合計約50.16萬個羊單位。這些家畜分別分布在天然草地和農(nóng)區(qū)。三類天然草地產(chǎn)草量差異很大,家畜的理論載畜量也隨之變化(表2)。一般而言,草地中可食性牧草占77%～81%,草地利用率45%～60%。濕地草甸草地,可利用面積為7642.86hm2,可食干草產(chǎn)量約為1920kg/hm2,貯草量為14687.93t/a,理論載畜量為10060羊單位;干荒漠草地類,可利用面積為48536.2hm2,可食干草產(chǎn)量約為367.5kg/hm2,貯草量為17869.1t/a,理論載畜量為12239羊單位;山地荒漠草地,可利用面積為1235.13hm2,可食干草產(chǎn)量約為780kg/hm2,貯草量為963.4t/a,理論載畜量為660羊單位。天然草地的理論載畜量約為22959羊單位,而實際載畜量為82118羊單位,是理論載畜量的4倍。除在草地上放牧的家畜,剩余419482羊單位的家畜全部在農(nóng)區(qū)舍飼,主要依靠農(nóng)業(yè)生產(chǎn)剩余物,即現(xiàn)在該縣農(nóng)民喂牲畜所用秸稈,統(tǒng)稱為飼料。從臨澤綠洲區(qū)家畜的分布看,84%的家畜飼養(yǎng)在農(nóng)區(qū),是草畜供求平衡的重點。而草地放牧的家畜僅占16%左右(圖1),但仍然超載59159羊單位。在嚴(yán)重超載的條件下,草地退化十分嚴(yán)重,退化面積達(dá)36349hm2,而目前合理利用的草地面積為35345hm2,即約有50%的草地處于正在退化的狀態(tài)。因此,臨澤綠洲區(qū)家畜飼養(yǎng)要合理分布,天然草地只能承載其理論載畜量,約為全區(qū)家畜總量的4.5%,95.5%的家畜要在農(nóng)區(qū)飼養(yǎng)(圖1),這需要從天然草地向農(nóng)區(qū)轉(zhuǎn)移59159個羊單位的家畜。況且這些家畜在各個鄉(xiāng)、村分布不均,且經(jīng)常處于變化之中。因此,以村或農(nóng)戶為單位很難模擬出營養(yǎng)物質(zhì)的總需求量,這里從區(qū)域發(fā)展的角度出發(fā),以臨澤縣為單位,計算和分析家畜與草地和飼料在營養(yǎng)供求上的平衡關(guān)系,從總體趨勢調(diào)控家畜的存欄量和出欄量,是可行的,也是促進(jìn)水資源合理利用和區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的需要。臨澤縣天然草地以禾本科牧草為主,種類較少,這里運(yùn)用成若琳等對甘肅天然草地飼用植物營養(yǎng)價值評價的結(jié)果,計算臨澤縣天然草地粗蛋白質(zhì)和能量供給量,以反映出草地的營養(yǎng)狀況,臨澤縣全縣天然草地1年可提供可利用牧草15084.19t(按45%的牧草利用率折算所得),粗蛋白質(zhì)為1915.69t,能量為222.19TJ。農(nóng)區(qū)的主要飼料是農(nóng)作物秸稈及甜菜、飼草(表3)。除蠶豆和部分飼草為豆科牧草外,其余均為能量飼料。這些飼料全年可提供可用各類飼料共計約為255010t,含能量為3804.01TJ,含粗蛋白質(zhì)為14564.09t。2.3情況1:焦?fàn)t蛋白質(zhì)和能量家畜全年所需要的飼料,蛋白質(zhì)和能量因家畜種類和飼養(yǎng)目的而異(表4),每頭只維持生存所需的能量和蛋白質(zhì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于家畜生產(chǎn)時所需。臨澤縣2000年家畜總量為50.16萬羊單位,經(jīng)計算,家畜需飼草量為299290.54t,家畜維持生存所需的蛋白質(zhì)和能量分別是3581.75TJ和6988.78t;家畜生產(chǎn)所需的蛋白質(zhì)和能量分別是4752.37TJ和38438.29t。2.4粗蛋白質(zhì)保持和提高草養(yǎng)質(zhì)量的關(guān)系從全縣分析,飼草的需求量為299290.54t,供給量為270094.30t(圖2),表現(xiàn)為供不應(yīng)求,匱缺9.76%。但在天然草地合理載畜的條件下,這些飼草所提供的能量和蛋白質(zhì)只能維持現(xiàn)有家畜的生存,而要進(jìn)行正常的畜牧業(yè)生產(chǎn),則所提供的能量和蛋白質(zhì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足(圖3),能量缺乏726.17TJ,匱缺15.28%,蛋白質(zhì)缺乏21958.51t,匱缺57.13%。飼草、能量和蛋白質(zhì)匱缺程度依次遞增,說明粗蛋白質(zhì)匱缺是影響草畜營養(yǎng)平衡的關(guān)鍵因子和主導(dǎo)因子。蛋白質(zhì)的匱缺,不但導(dǎo)致牲畜體重減小(山羊的體重只有20.5～25.23kg,比正常體重28～40kg低7.5～15kg),而且導(dǎo)致牲畜數(shù)量變化無序,農(nóng)民收益減少,這是因為為了追求經(jīng)濟(jì)收益,農(nóng)民在夏季大量繁殖家畜或從外地買進(jìn)牲畜,使牲畜越冬困難,到第2年牲畜死亡數(shù)量較大,農(nóng)民的經(jīng)濟(jì)收入不但沒有提高,反而隨之降低。因此,增加家畜蛋白質(zhì)的供應(yīng)量,成為遏制天然草地退化,平衡草畜供求,草畜產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展,增加農(nóng)民收入的焦點。從季節(jié)分布看,盡管粗蛋白質(zhì)全年均處匱缺狀態(tài),但在春季和冬季的匱缺較為嚴(yán)重,影響家畜的生長和發(fā)育。這是因為在農(nóng)區(qū),夏秋有部分青草,可增加蛋白質(zhì)的攝入量,而在春冬季,家畜主要以各類谷物秸稈為飼料,各類秸稈中蛋白質(zhì)的含量較低,因此粗蛋白質(zhì)極度匱乏。在天然草地上,夏秋草地正值牧草生長季,產(chǎn)量高,蛋白質(zhì)含量也高,而在春冬,草地處于牧草枯草期,產(chǎn)量低,蛋白質(zhì)含量低,雖然日食糧較大,獲取的能量也能夠滿足一日的需求,但不能積累,造成體重下降。為此,要建立蛋白質(zhì)飼料調(diào)蓄庫,為冬春季貯備蛋白質(zhì)飼料。2.5開發(fā)草地時要保證糧食的產(chǎn)量和質(zhì)量臨澤縣可利用草地面積57414hm2,占全縣總面積的20.08%,不僅每年提供大量的畜產(chǎn)品,創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)價值,而且具有涵養(yǎng)水源,保持水土,調(diào)節(jié)氣候,改善生態(tài)環(huán)境的功能。保護(hù)和建設(shè)草地,對經(jīng)濟(jì)發(fā)展、民族團(tuán)結(jié)、生態(tài)環(huán)境建設(shè)具有不可忽視的重大作用。其重點在于以草定畜,使其載畜量在22959個羊單位左右,持續(xù)利用草地資源。對于蛋白質(zhì)匱缺部分,從空間分布,可調(diào)整農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu),擴(kuò)大飼料作物種植面積。家畜生產(chǎn)能量的匱乏為726.17TJ,蛋白質(zhì)的缺乏為21958.51t。匱缺的蛋白質(zhì)可通過種植高蛋白飼料解決,以種植優(yōu)質(zhì)牧草紫花苜蓿為例,按高產(chǎn)計算,要獲得21958.51t蛋白質(zhì),應(yīng)退耕種植紫花苜蓿18298.76hm2(紫花苜蓿蛋白質(zhì)含量為16%)。臨澤縣現(xiàn)有的人工草地僅593hm2,而耕地為25301.13hm2,農(nóng)作物耕地與人工草地的比例約為50∶1,即人工草地的面積是耕地的2%左右。退耕種草必須在保證糧食自給的條件下進(jìn)行,按臨澤縣目前132100人,糧食安全線按400kg/(a·人),小麥產(chǎn)量5250kg/hm2計算,需保留10064.76hm2的耕地生產(chǎn)糧食。因此,可用來退耕種草的耕地只有15236.37hm2,這比18298.76hm2的需求量少3062.39hm2。缺少部分可從可開發(fā)利用的荒地上種植,而可開發(fā)利用的荒地,其生產(chǎn)能力較低,因此,實際需要開發(fā)的荒地的面積要比3062.39hm2大的多,具體數(shù)字,應(yīng)按其產(chǎn)量而定。事實上,為保證粗蛋白質(zhì)的穩(wěn)定供給,建議將54793.33hm2可開發(fā)利用的荒地至少開發(fā)20%用來種草。值得注意的是,這里粗蛋白質(zhì)的補(bǔ)給以紫花苜蓿計算,如果選擇其它牧草品種,需要種草的面積會更大,這與所選擇牧草的粗蛋白質(zhì)含量相關(guān)?，F(xiàn)有的飼料多以能量飼料為主,而蛋白質(zhì)飼料過少,這是造成蛋白質(zhì)匱缺比能量和飼草匱缺嚴(yán)重的直接原因。為此,在種植牧草飼料時,要以豆科牧草或富含蛋白質(zhì)的其它牧草為主。同時在作物種植時,也要擴(kuò)大豆科作物的種植面積,如增種大豆種植面積,以建立蛋白質(zhì)飼料調(diào)蓄庫。為延長青飼料的供應(yīng)期,在作物秋后可復(fù)種牧草,在生長季結(jié)束前,大量青貯青飼料,這部分飼料的蛋白質(zhì)含量較高,可在一定程度上緩解春冬季蛋白質(zhì)匱乏的問題。蛋白飼料青貯量應(yīng)占全年飼料供應(yīng)的40%以上,這樣才能滿足冬春季對蛋白質(zhì)的需求,從而解決飼草飼料供求的季節(jié)不平衡和營養(yǎng)不平衡。臨澤縣畜群結(jié)構(gòu)中適齡母畜比例低,平均為45%,如適齡母羊占羊總數(shù)的55%,改良羊只16%左右,飼養(yǎng)周期長,出欄率低,大量飼料消耗在維持生命上,不能轉(zhuǎn)化為畜產(chǎn)品,畜牧業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益無法提高。因此,在草畜粗蛋白質(zhì)和能量平衡時,還要調(diào)節(jié)畜群結(jié)構(gòu),避免飼料的無效益消耗。調(diào)整畜種結(jié)構(gòu):逐步提高牛、羊等草食家畜在畜種組成中的比例。按草地類型放牧適宜畜種,在鹽漬草地以放牧牛羊為主,在荒漠,半荒漠草地以放牧駱駝為主。引進(jìn)外地優(yōu)良品種,如小尾寒羊、淘賽特、薩?？诵陆?xì)毛羊、灘羊等,改良本地品種,提高畜種個體生產(chǎn)能力和經(jīng)濟(jì)效益。調(diào)整畜群結(jié)構(gòu):提高適齡母畜比例,到2005年母羊比例由目前的55%提高至60%,適齡母牛由40%提高至50%。按照季節(jié)畜牧業(yè)和快速育肥的原理,推行肉牛早期育肥屠宰,羔羊牧區(qū)繁殖,農(nóng)區(qū)育肥屠宰,減輕冬春草地壓力,縮短飼養(yǎng)周期,提高出欄率、商品率。據(jù)甘肅省草原生態(tài)研究所臨澤草地農(nóng)業(yè)試驗站趙銀等研究,在臨澤縣,牛羊的最好出欄時間為10月下旬～12月上旬,其中11月下旬出欄最好。每年堅持有計劃的出欄,嚴(yán)格按照不同草地的理論載畜量控制存欄數(shù)量,提高牛羊等主要商品性家畜的出欄率,提高草畜產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。3草肉食草生態(tài)性差,飼料營養(yǎng)不足,造成了土地退化臨澤縣天然草地分為四季牧地和夏秋牧地。四季牧地的面積為56179.07hm2,理論載畜量和實際載畜量均為22959個羊單位,只要以草定畜,這部分草地上就可以有序的進(jìn)行家畜正常的生產(chǎn)活動。夏秋放牧地的面積為1235.13hm2,理論載畜量為1320羊單位,實際載畜量為59819個羊單位,超載58499個羊單位,主要是由于夏季牧草產(chǎn)量高,農(nóng)民大量繁殖或從外地購買牲畜,草地能夠勉強(qiáng)的維持家畜生存,至越冬時,出欄不及時,大量家畜出現(xiàn)春乏。對草地而言,由于夏季過度利用,沒有充分生長和休憩時間,翌年發(fā)芽所需的營養(yǎng)物質(zhì)不夠,影響翌年草地的產(chǎn)草量,周而復(fù)始,草地嚴(yán)重退化。治理天然退化草地,主要在于合理利用夏秋放牧地,其途徑是將草地理論載畜量以外的家畜向農(nóng)區(qū)轉(zhuǎn)移。農(nóng)區(qū)要飼養(yǎng)全縣95.5%的家畜,因此對農(nóng)區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的調(diào)控顯得格外重要。傳統(tǒng)的系統(tǒng)中,人們在養(yǎng)畜時,采用有啥喂啥的飼養(yǎng)方式,因而造成飼料的供給以能量飼料為主,蛋白質(zhì)飼料較少,導(dǎo)致動物