河西走廊绿洲区草畜粗蛋白质和能量的供需分析

河西走廊绿洲区草畜粗蛋白质和能量的供需分析

绿洲是河西走廊山地沙漠复合系统的中心和核心，也是人类活动最激烈的地区。在游牧与屯田嬗变的过程中,生活在这片土地上的人们创造了甘肃商品粮基地的繁荣,也目睹着下游绿洲畏缩,河流与湖泊干涸,荒漠化、盐渍化迅速扩展,局部地区出现“生态难民”等灾难性生态后果。因此,绿洲的可持续发展是整个河西走廊持续生存的关键所在。河西走廊不同地段的绿洲分别处于不同内陆河流域,并且其景观基质为荒漠,在内陆干旱的条件下,内陆河的水资源是绿洲持续生存和发展的限制因子。因此绿洲的可持续发展与内陆河水资源的合理利用息息相关。水资源在流域内的合理分配是实现全流域共同发展的基础。由于河西走廊粮食生产已远远超过了粮食安全线400kg/(a·人),所以实现水资源合理利用的一条重要途径就是控制中上游耕地的扩张,藏粮于草,减少灌溉面积,中上游节约用水,退耕种草,恢复植被,发展草畜产业。而发展草畜产业的前提是对现有草畜供求状况进行客观评价,在此基础上,制订草畜产业发展的科学规划,才能实现保护绿洲,调节内陆河径流量,维持区域生态平衡,实现山地-绿洲-荒漠复合系统耦合。而粗蛋白质和能量是实现区域草畜供求平衡的主要内容,对制订正确的草畜产业规划具有重要的现实意义。临泽县位于河西走廊的中部和内陆河黑河的中游,从整个走廊和内陆河流域,均具有一定的代表性和广延性。植被稀疏,生物种类少,饲用价值较大的植物约20～30种,覆盖率低,经过长期的自然选择,形成了适应性较强的耐旱荒漠生物群落,草地类型主要有盐渍草地、干旱荒漠草地和山地荒漠草地三类。本研究通过分析临泽县草畜间粗蛋白质和能量供求关系后,从区域角度出发,阐明在土地资源约束下,通过调整农业结构,实现粗蛋白质和能量补给平衡,从而为实现山地-绿洲-荒漠复合系统耦合和区域草畜产业的发展提供依据和基础。1材料和方法1.1农业文化和农耕文化交替临泽绿洲位于99°51′～100°30′E,38°57′～39°42′N,属大陆性荒漠草原气候,日照长,太阳辐射强,降雨量少且集中,蒸发量大,年均蒸发量2337mm,极端最高温度为39.1℃,最低温度-27.3℃。在畜牧文化和农耕文化交替的过程中,最终农耕文化盘踞一尊,大面积绿洲被开垦为耕地,林地和草地逐渐畏缩,农田灌溉需水量逐年增加。土地总面积27.55万hm2,其中,耕地25.33万hm2,占9.2%;林地1.42万hm2,占5.2%;草地7.17万hm2,占26.0%,可利用草地5.74万hm2,占草地面积的80.1%,草地属盐渍和荒漠草地,生产能力很低;戈壁和沙漠10.95万hm2,占39.8%;可开发利用的荒地5.48万hm2,占19.8%。只要水源和水利工程措施能够解决,则具有较大的开发潜力。1.2饲料补给措施研究以临泽县为研究对象,根据2000年甘肃省农村统计年鉴资料,临泽县畜牧局和土地局提供的资料,运用定量的方法分析了临泽县2000年家畜、天然草地和饲料之间的粗蛋白质和能量的供求关系,并结合生态环境建设的要求,提出了饲料补给措施。2结果与分析2.1临泽洲区单位的草地与草前营养的互动关系临泽县现有家畜种类包括牛、马、骡、驴、驼、羊、猪等(表1),合计约50.16万个羊单位。这些家畜分别分布在天然草地和农区。三类天然草地产草量差异很大,家畜的理论载畜量也随之变化(表2)。一般而言,草地中可食性牧草占77%～81%,草地利用率45%～60%。湿地草甸草地,可利用面积为7642.86hm2,可食干草产量约为1920kg/hm2,贮草量为14687.93t/a,理论载畜量为10060羊单位;干荒漠草地类,可利用面积为48536.2hm2,可食干草产量约为367.5kg/hm2,贮草量为17869.1t/a,理论载畜量为12239羊单位;山地荒漠草地,可利用面积为1235.13hm2,可食干草产量约为780kg/hm2,贮草量为963.4t/a,理论载畜量为660羊单位。天然草地的理论载畜量约为22959羊单位,而实际载畜量为82118羊单位,是理论载畜量的4倍。除在草地上放牧的家畜,剩余419482羊单位的家畜全部在农区舍饲,主要依靠农业生产剩余物,即现在该县农民喂牲畜所用秸秆,统称为饲料。从临泽绿洲区家畜的分布看,84%的家畜饲养在农区,是草畜供求平衡的重点。而草地放牧的家畜仅占16%左右(图1),但仍然超载59159羊单位。在严重超载的条件下,草地退化十分严重,退化面积达36349hm2,而目前合理利用的草地面积为35345hm2,即约有50%的草地处于正在退化的状态。因此,临泽绿洲区家畜饲养要合理分布,天然草地只能承载其理论载畜量,约为全区家畜总量的4.5%,95.5%的家畜要在农区饲养(图1),这需要从天然草地向农区转移59159个羊单位的家畜。况且这些家畜在各个乡、村分布不均,且经常处于变化之中。因此,以村或农户为单位很难模拟出营养物质的总需求量,这里从区域发展的角度出发,以临泽县为单位,计算和分析家畜与草地和饲料在营养供求上的平衡关系,从总体趋势调控家畜的存栏量和出栏量,是可行的,也是促进水资源合理利用和区域可持续发展的需要。临泽县天然草地以禾本科牧草为主,种类较少,这里运用成若琳等对甘肃天然草地饲用植物营养价值评价的结果,计算临泽县天然草地粗蛋白质和能量供给量,以反映出草地的营养状况,临泽县全县天然草地1年可提供可利用牧草15084.19t(按45%的牧草利用率折算所得),粗蛋白质为1915.69t,能量为222.19TJ。农区的主要饲料是农作物秸秆及甜菜、饲草(表3)。除蚕豆和部分饲草为豆科牧草外,其余均为能量饲料。这些饲料全年可提供可用各类饲料共计约为255010t,含能量为3804.01TJ,含粗蛋白质为14564.09t。2.3情况1:焦炉蛋白质和能量家畜全年所需要的饲料,蛋白质和能量因家畜种类和饲养目的而异(表4),每头只维持生存所需的能量和蛋白质远远低于家畜生产时所需。临泽县2000年家畜总量为50.16万羊单位,经计算,家畜需饲草量为299290.54t,家畜维持生存所需的蛋白质和能量分别是3581.75TJ和6988.78t;家畜生产所需的蛋白质和能量分别是4752.37TJ和38438.29t。2.4粗蛋白质保持和提高草养质量的关系从全县分析,饲草的需求量为299290.54t,供给量为270094.30t(图2),表现为供不应求,匮缺9.76%。但在天然草地合理载畜的条件下,这些饲草所提供的能量和蛋白质只能维持现有家畜的生存,而要进行正常的畜牧业生产,则所提供的能量和蛋白质远远不足(图3),能量缺乏726.17TJ,匮缺15.28%,蛋白质缺乏21958.51t,匮缺57.13%。饲草、能量和蛋白质匮缺程度依次递增,说明粗蛋白质匮缺是影响草畜营养平衡的关键因子和主导因子。蛋白质的匮缺,不但导致牲畜体重减小(山羊的体重只有20.5～25.23kg,比正常体重28～40kg低7.5～15kg),而且导致牲畜数量变化无序,农民收益减少,这是因为为了追求经济收益,农民在夏季大量繁殖家畜或从外地买进牲畜,使牲畜越冬困难,到第2年牲畜死亡数量较大,农民的经济收入不但没有提高,反而随之降低。因此,增加家畜蛋白质的供应量,成为遏制天然草地退化,平衡草畜供求,草畜产业健康发展,增加农民收入的焦点。从季节分布看,尽管粗蛋白质全年均处匮缺状态,但在春季和冬季的匮缺较为严重,影响家畜的生长和发育。这是因为在农区,夏秋有部分青草,可增加蛋白质的摄入量,而在春冬季,家畜主要以各类谷物秸秆为饲料,各类秸秆中蛋白质的含量较低,因此粗蛋白质极度匮乏。在天然草地上,夏秋草地正值牧草生长季,产量高,蛋白质含量也高,而在春冬,草地处于牧草枯草期,产量低,蛋白质含量低,虽然日食粮较大,获取的能量也能够满足一日的需求,但不能积累,造成体重下降。为此,要建立蛋白质饲料调蓄库,为冬春季贮备蛋白质饲料。2.5开发草地时要保证粮食的产量和质量临泽县可利用草地面积57414hm2,占全县总面积的20.08%,不仅每年提供大量的畜产品,创造经济价值,而且具有涵养水源,保持水土,调节气候,改善生态环境的功能。保护和建设草地,对经济发展、民族团结、生态环境建设具有不可忽视的重大作用。其重点在于以草定畜,使其载畜量在22959个羊单位左右,持续利用草地资源。对于蛋白质匮缺部分,从空间分布,可调整农业结构,扩大饲料作物种植面积。家畜生产能量的匮乏为726.17TJ,蛋白质的缺乏为21958.51t。匮缺的蛋白质可通过种植高蛋白饲料解决,以种植优质牧草紫花苜蓿为例,按高产计算,要获得21958.51t蛋白质,应退耕种植紫花苜蓿18298.76hm2(紫花苜蓿蛋白质含量为16%)。临泽县现有的人工草地仅593hm2,而耕地为25301.13hm2,农作物耕地与人工草地的比例约为50∶1,即人工草地的面积是耕地的2%左右。退耕种草必须在保证粮食自给的条件下进行,按临泽县目前132100人,粮食安全线按400kg/(a·人),小麦产量5250kg/hm2计算,需保留10064.76hm2的耕地生产粮食。因此,可用来退耕种草的耕地只有15236.37hm2,这比18298.76hm2的需求量少3062.39hm2。缺少部分可从可开发利用的荒地上种植,而可开发利用的荒地,其生产能力较低,因此,实际需要开发的荒地的面积要比3062.39hm2大的多,具体数字,应按其产量而定。事实上,为保证粗蛋白质的稳定供给,建议将54793.33hm2可开发利用的荒地至少开发20%用来种草。值得注意的是,这里粗蛋白质的补给以紫花苜蓿计算,如果选择其它牧草品种,需要种草的面积会更大,这与所选择牧草的粗蛋白质含量相关。现有的饲料多以能量饲料为主,而蛋白质饲料过少,这是造成蛋白质匮缺比能量和饲草匮缺严重的直接原因。为此,在种植牧草饲料时,要以豆科牧草或富含蛋白质的其它牧草为主。同时在作物种植时,也要扩大豆科作物的种植面积,如增种大豆种植面积,以建立蛋白质饲料调蓄库。为延长青饲料的供应期,在作物秋后可复种牧草,在生长季结束前,大量青贮青饲料,这部分饲料的蛋白质含量较高,可在一定程度上缓解春冬季蛋白质匮乏的问题。蛋白饲料青贮量应占全年饲料供应的40%以上,这样才能满足冬春季对蛋白质的需求,从而解决饲草饲料供求的季节不平衡和营养不平衡。临泽县畜群结构中适龄母畜比例低,平均为45%,如适龄母羊占羊总数的55%,改良羊只16%左右,饲养周期长,出栏率低,大量饲料消耗在维持生命上,不能转化为畜产品,畜牧业的经济效益无法提高。因此,在草畜粗蛋白质和能量平衡时,还要调节畜群结构,避免饲料的无效益消耗。调整畜种结构:逐步提高牛、羊等草食家畜在畜种组成中的比例。按草地类型放牧适宜畜种,在盐渍草地以放牧牛羊为主,在荒漠,半荒漠草地以放牧骆驼为主。引进外地优良品种,如小尾寒羊、淘赛特、萨福克新疆细毛羊、滩羊等,改良本地品种,提高畜种个体生产能力和经济效益。调整畜群结构:提高适龄母畜比例,到2005年母羊比例由目前的55%提高至60%,适龄母牛由40%提高至50%。按照季节畜牧业和快速育肥的原理,推行肉牛早期育肥屠宰,羔羊牧区繁殖,农区育肥屠宰,减轻冬春草地压力,缩短饲养周期,提高出栏率、商品率。据甘肃省草原生态研究所临泽草地农业试验站赵银等研究,在临泽县,牛羊的最好出栏时间为10月下旬～12月上旬,其中11月下旬出栏最好。每年坚持有计划的出栏,严格按照不同草地的理论载畜量控制存栏数量,提高牛羊等主要商品性家畜的出栏率,提高草畜产业的经济效益。3草肉食草生态性差,饲料营养不足,造成了土地退化临泽县天然草地分为四季牧地和夏秋牧地。四季牧地的面积为56179.07hm2,理论载畜量和实际载畜量均为22959个羊单位,只要以草定畜,这部分草地上就可以有序的进行家畜正常的生产活动。夏秋放牧地的面积为1235.13hm2,理论载畜量为1320羊单位,实际载畜量为59819个羊单位,超载58499个羊单位,主要是由于夏季牧草产量高,农民大量繁殖或从外地购买牲畜,草地能够勉强的维持家畜生存,至越冬时,出栏不及时,大量家畜出现春乏。对草地而言,由于夏季过度利用,没有充分生长和休憩时间,翌年发芽所需的营养物质不够,影响翌年草地的产草量,周而复始,草地严重退化。治理天然退化草地,主要在于合理利用夏秋放牧地,其途径是将草地理论载畜量以外的家畜向农区转移。农区要饲养全县95.5%的家畜,因此对农区农业生产系统的调控显得格外重要。传统的系统中,人们在养畜时,采用有啥喂啥的饲养方式,因而造成饲料的供给以能量饲料为主,蛋白质饲料较少,导致动物