饲草料优化配比是实现草-畜高效转化的关键

我国的畜牧业主要可以分为牧区畜牧业和农区畜牧业.无论是牧区还是农区畜牧业,饲草料供给缺乏是制约其发展的最主要因素.本文针对上述问题,结合草牧业理论,系统论述了牧区与农区、草与畜的高效配置的途径,探讨了解决牧区与农区饲草短缺的技术瓶颈,并着重指出了通过大力发展人工草地为家畜提供充足的优质牧草是大面积天然草地的恢复与保护的有效保障,提出了高效饲草料配比是草牧业科学养畜的关键、绿色畜产品是生态草牧业发展驱动力的理念.这些理念、技术和建议对推进草牧业理论的实践具有重要的指导意义.     

呼伦贝尔农垦集团草畜平衡状况与粮经饲配置模式

加快生态草牧业建设以提升草原生态承载力、促进草畜动态平衡,是实现农牧场畜牧业增产和牧区可持续发展的重要举措.本文以呼伦贝尔农垦集团24个农牧场为研究区,基于MODIS,Landsat TM/OLI和高分2号等遥感数据和农牧场草牧业年度报表数据,应用遥感解译和草地净初级生产力遥感估算模型,获取了农垦集团24个农牧场草地分布现状和退化状况,测算了各农牧场草地净初级生产力,评价了草地生态承载力和超载状况,进而提出了农牧场生态草牧业建设的粮经饲配置模式.结果表明:呼伦贝尔农垦集团24个农牧场中草地总面积的66.16%出现不同程度的退化,主要表现为草地植被生产力和盖度下降,由草原开垦等导致草地破碎化面积约占草地总面积的1.55%.遥感估算的呼伦贝尔农垦集团24个农牧场平年产草总量约为34.07万t,欠年(2001年)产草总量为27.43万t,丰年(2013年)产草总量为48.89万t.2015年农垦集团24个农牧场实际载畜量为164.19万个羊单位,理论载畜量为86.83万个羊单位,在不考虑青贮草和外购饲草料的情况下,超载率为89%,饲草缺口42.35万t.农垦集团24个农牧场现有耕地面积为3.95×103 km2,基于生态草牧业建设的理念,将其中10%的耕地开展人工草地种植,理论上相当于5.86×103 km2天然草地的产草量,完全可满足整个农垦集团牲畜饲草料需求.推行"粮、经、饲‘三元结构’、草田轮作"的生产模式,适度利用现有耕地开展粮改饲和种养结合模式,提高草地产量、有助于维护草畜平衡,遏制草地退化趋势,提高草原牧区草牧业可持续发展和生态保护能力.     

我国草原牧区可持续发展的科学基础与实践

改革开放以来,我国城乡居民膳食结构发生了重大变化,口粮消费减少,肉蛋奶等动物性食品消费增加,伴随而来的是饲料需求的急剧增加.然而,我国种植结构并没有进行相应调整,导致大量粮食被用作饲料.我国4×10~8 hm~2草地本应在保障国家生态安全和粮食安全方面发挥巨大作用,但由于我国草业长期以来粗放的生产方式和国家对草地畜牧业投入不足,导致生产经营规模小、草地退化严重、生产力水平低下,草产品产量远不能满足畜牧业发展的市场需求.分析表明,发展人工草地是大幅提升我国草地生产功能的有效途径,集约化的人工草地可以使优质饲草产量提高10倍以上.为此,本项目组提出"用小保大"的"草牧业"发展模式,即利用小面积的优质土地(不多于区域面积10%的土地)建立集约化人工草地,大幅提高优质饲草产量;而对大部分天然草地(大于90%的土地)进行保护、恢复与合理利用,提升其生态功能.为践行"草牧业"发展模式,本项目组提出在草原牧区建设"生态草牧业试验区"的构想,即在较大的区域内,进行自然-经济-社会复合系统诸要素的科学配置和调控,形成以人工草地和现代化畜牧业为主,特色生物产业和文化产业为补充的多元产业结构,并大幅提升草地的生态功能.本文还在梳理我国草原牧区发展瓶颈问题的基础上,提出了牧草良种选育、人工草地种植、牧草高效收获、水分有效利用、天然草地保护与适度利用、草地生产和生态功能合理配置、以及牧区系统发展等我国牧区发展应遵循的7个原理.     

人工草地生产力和稳定性的调控机理研究:问题、进展与展望

我国拥有草地总面积60亿亩,占国土面积的41.7%.长期以来,我国在畜牧业生产中过度利用草地的生产功能,忽视其生态功能,造成草地大面积退化,草-畜关系失衡.同天然草地相比,建设优质高效人工草地可以使饲草产量提高10~20倍,有望从根本上解决我国肉、奶生产中面临的优质饲草料严重短缺的瓶颈问题,进而遏制过度放牧引起的草地退化,恢复草地生态功能.目前,我国在人工草地建设中仍面临种植规模小、产量低、利用年限短等问题,草产业发展水平远落后于畜牧业发达国家.因此,开展人工草地生产力和稳定性调控机理研究是实现以科技为先导,转变畜牧业生产方式,保障我国生态安全、食物安全、生态文明建设的国家重大战略需求.本文从人工草地生产力和稳定性调控的理论基础、国内外研究现状与进展等方面系统地介绍了近年来该领域取得的最新成果.在此基础上,对人工草地生产力和稳定性调控机理研究中亟待解决的科学问题以及重要生物学和生态学机制进行了展望.     

现代草产品加工原理与技术发展

畜牧业的健康、快速发展是满足人们对畜产品数量和质量需求的重要保障,也是现代草牧业发展的一个重要课题.草产品加工是连接种植业和养殖业的重要中间环节.通过草产品加工可以提高饲草的质量和利用率,调节饲草生产的季节差异、年度丰欠差异,从而达到均衡供应优质饲草饲料,在现代畜牧业发展过程中发挥重要作用.因此,作为支撑畜牧业发展的草产品加工业,被赋予了新的历史使命.现代草产品加工是以有效保存和提高饲草营养价值,减少饲草加工贮藏过程中营养损失为理论依据,运用现代生物学、农业科学、工业科学和动物营养学技术手段,开发草产品加工技术和生产工艺,生产优质草产品.本文从草产品加工的概念、意义和现状、主要原理和技术等方面,较为系统地综合评述了国内外草产品加工原理和技术、研究进展和发展现状,并结合当前草产品加工过程中出现的问题,提出了现代草产品加工的发展方向和建议,具有一定的生产指导意义.     

我国饲用草产品加工技术的现状及展望

近年来,随着人民生活水平的快速提高,我国对畜产品的需求不断增加,同时也引发我国饲草尤其是优质饲草供应不足的问题.饲用草产品加工是整个草牧业链条中连接草种植业和畜养殖业的桥梁,通过对饲草原料加工调制,可以改变原先饲草的体积和理化性质,便于饲草贮藏、运输和动物采食,减少资源浪费,保证饲草均衡供应.先进的饲用草产品加工技术还可进一步提升饲草品质,有力促进现代草牧业的健康快速发展.本文从饲用草产品加工特别是青贮加工技术的概念、加工技术的应用并结合国内外研究现状,系统阐述饲用草产品加工技术的研究进展及未来研究方向,为饲用草产品加工的进一步升级提供理论指导.     

高寒地区苜蓿人工草地建植技术

高寒地区占我国国土面积近1/3,也是我国天然草地的主要分布区和传统的畜牧业基地,由于不合理利用和全球气候变化等因素,导致天然草地退化严重,草地的生产和生态功能低下,草畜矛盾突出.优质人工草地种植规模小和产业化水平低是我国草牧业发展的瓶颈.因此,大力发展优质苜蓿(Medicago sativa L.)人工草地是破解我国目前草牧业可持续发展瓶颈的重要途径和抓手.本文结合国内外苜蓿生产和市场现状,探讨了我国苜蓿种植和产业发展的不足与解决办法.同时,通过文献资料分析和高寒地区调研等,明确高寒地区发展苜蓿人工草地在促进当地环境友好型草牧业发展中的作用.针对我国优质抗寒苜蓿品种少、越冬技术不足等问题,归纳总结出高寒地区品种选择、选地与整地、播种技术、密度控制、根瘤菌(Rhizobium)接种、水肥管理和刈割等一整套技术与相应理论,为我国高寒地区优质苜蓿种植与生产提供技术支撑,更好地推进我国草牧业又快又好的发展.     

人工草地建设原理与生产范式

人工草地种植规模和生产水平是衡量一个国家畜牧业发达程度的标志.本文阐述了人工草地在未来世界食物生产与维持食物安全中的作用,综述了世界人工草地发展现状,分析并讨论了我国人工草地发展现状与未来趋势,探讨了高效可持续人工草地建设的原理、关键科学问题、关键技术与发展范式.分析表明,目前世界人工草地发展更加依赖于丰富多样的牧草种质资源、先进的生产加工管理技术、高度专业化的生产经营管理、苜蓿带与饲养带高度耦合和政府的高度重视与大力扶持.在我国,人工草地高效发展主要受到水分有效性的极大限制,因此人工草地建设必须在可持续性原理的大框架下开展设计,建立"精细草业"的概念与理论体系,研发出高度人工设计和定向干预的人工草地调控技术,对草地生态系统进行适应性管理;我国人工草地发展需要高度重视人工草地区域布局、人工草地类型选择、人工草地与家畜饲养带耦合、草地与耕地功能置换等战略问题.目前我国人工草地发展技术基本成熟,草牧业发展受到了国家的高度重视,人工草地种植带与饲养带整合的大环境基本具备.     

标准化牧场建设的原理与实践

我国草原建设和草地畜牧业发展目前面临着前所未有的机遇和挑战.草原长期处于超载过牧等不合理利用状态,草原退化等生态问题突出,草地畜牧业生产水平低下,草地畜牧业发展亟待转型和提升.用系统论和可持续发展的思路思考牧区现代草地畜牧业发展模式,标准化牧场是传统放牧草地畜牧业向现代草地畜牧业转变的基础.标准化牧场以单户或联户家庭牧场为载体,将饲草生产、健康养畜、畜产品加工和管理方案等草原生产流程的各个环节以标准化形式固定,草地畜牧业生产遵循统一的技术规范和规程,从而形成一个完善的、系统的草地畜牧业生产标准体系.本文概述了牧区标准化牧场的发展历程、建设的必要性、建设标准,并分析了效益;最后以青藏高原草地畜牧业为例,提出青藏高原标准化示范牧场的战略定位及发展思路,为青藏高原草地畜牧业发展探索出有效的模式,促进高原畜牧业产业化升级转型进程,实现高原畜牧业的可持续发展.     

中国草原的困境及其转型

天然草地是我国最大的陆地生态系统,占国土面积的41.67%,但其畜牧业生产力很低,产值仅为农业产值的5%,约为全国畜牧业产值的1/6.本文根据温性草原的起源和草地畜牧业的5个发展阶段构建了营养级金字塔,通过草原生态系统的不可持续性、草原环境的不可持续性和草原经济系统的不可持续性3个方面论证了当前中国草原面临的困境.因此,中国草原的生产方式亟需转型,由基本上源于一万年前新石器时期的传统、粗放、落后、低生产力和生态不友好的天然草地放牧的畜牧业生产方式,向以优质高产人工草地和草地农业为基础的现代化畜牧业生产方式转型.建议:(ⅰ)在今后30~40年内建设约占天然草原1/10面积的优质高产的集约型人工草地4×10~7hm~2,以人工草地接替天然草地的生产功能并恢复天然草地的生态功能;(ⅱ)在草原带南缘的农牧交错带与农区普遍发展草地农业,即草田轮作制;(ⅲ)把草和畜牧业的元素融入农业系统中,以先进的草基农业系统改造我国传统的粮-经二元农业和原始的天然草地放牧业.在此基础上构建未来的草地金字塔结构,预示在上述生产方式的革命性调整之后,我国的草地畜牧业将进入一个由现代化的草基农业和"返璞归真"的天然草地相结合的可持续发展的新阶段.     

草牧业提质增效转型发展的驱动要素分析

面对不断增长的社会对食物结构的需求以及对生态文明的渴求,如何从根本上解决"三农"和"三牧"问题,传统耕地农业已无以为继,草牧业必将逐渐成为中国农业发展的主流,引领我国农业走出困境.近年来,虽然我国草牧业呈现生机勃勃的发展势头,并取得了一些成绩,但从产业生命周期来看,我国草牧业总体上处于产业形成期,面临着巨大的挑战.依托科技创新驱动、人才建设及社会需求和国家政策的支持,草牧业发展将迎来前所未有的机遇并将快速转型发展.未来,我国草牧业产业发展应重点加快优质饲草生产体系建设、良种繁育推广、天然草原生态保护、不同区域发展模式探索及优化产业发展环境,实现产业提质增效,有效提升产业效益和产业化水平,探索一条产出高效、产品安全、资源节约、环境友好的产业发展道路.     

封面说明

正2015年,中国科学院组织20多个研究所,并联合院外优势力量,在呼伦贝尔开展生态草牧业示范区建设,在草牧业理论完善、关键技术研发和模式探索方面取得了一系列重要成果.在理论方面,丰富和完善了草牧业理论体系,明确了草牧业的概念、内涵和发展应遵循的8个基本原理以及全国发展草牧业的三大类型和应遵循的基本原则.在技术研发方面,围绕种草、制草、养畜的草牧业核心产业,针对关键技术环节,在牧草育种、天然草地改良、人工草地种植、草产品开发、畜牧高效养殖、粪污处     

青藏高原退化高寒草地生态系统恢复和可持续发展探讨

近年来,青藏高原草地生态环境安全引起人们的高度重视,但是其生态环境仍处于不断恶化的状态。本文分析了青藏高原高寒草地生态系统的草地退化现状、退化因素和改良技术研究等,并针对其现状和恢复目标,为高寒草地生态系统和草地畜牧业的可持续发展提出了一些建议:加强高寒草地生态系统的基础研究,建立综合的草地改良和恢复技术体系,加强草地生态系统的管理,建立合理的草地放牧制度体系,并建立高效的饲草供应人工草地,在退化草地上建立集约化的高效社区模式草地畜牧业体系,改变退化草地生态功能,是实现退化高寒草地生态恢复、生物多样性保护和经济可持续发展的最佳措施。     

中国北方草原退化现状与恢复技术

中国北方草原是我国传统的畜牧业基地和绿色生态屏障.近半个世纪以来,由于长期的不合理利用和全球气候变化,我国北方草原面临严峻的生态问题,生产和生态功能均显著降低.本文首先分析了我国草原退化的现状,然后综述了不同的恢复治理技术及其存在的问题,最后针对我国北方草原的恢复与合理利用提出了建议.旨在为提升天然草地的生产和生态功能,促进草牧业的可持续发展提供参考.     

草地生产与生态功能合理配置的理论基础与关键技术

草地生产功能和生态功能的合理配置对于生态草业的可持续发展至关重要.本文总结了国内外草业发展现状,特别是我国草地经营管理中存在的主要问题;介绍了草地生产与生态功能合理配置的6个基础理论:放牧优化假说、中度干扰假说、放牧促进/减缓生态系统养分循环假说、草畜平衡理论和草地农业系统理论.在分析生态草业发展面临的主要技术瓶颈基础上,提出了生态草业建设的核心技术体系,着重介绍了退化草地恢复与培育的4项技术、天然草地保护与合理利用的2项技术,以及人工草地建设与管理的技术.最后介绍了天然草地和人工草地配置的原则,以及人工草地的类型选择与合理布局的技术.所述理论和技术对于指导我国生态草业建设和可持续发展具有重要指导意义.     

基于物联网的草牧业管理决策系统在呼伦贝尔农垦的应用

我国大中型草牧场目前普遍存在三方面的问题:管理粗放,无法科学合理地进行农牧业生产安排;缺乏市场信息指导生产计划,不能适应市场实际需求;市场信息不对称、高品质产品卖不出高价格、无法定向定量生产和销售.本文以呼伦贝尔农垦集团现代草牧业生产过程为案例,设计了基于物联网的现代草牧业精准生产管理指挥决策系统解决方案.该方案由大数据云计算平台、草牧业生产管理决策信息系统、草牧业精准作业技术与装备系统、电子商务和全程追溯系统四部分组成.从优化草牧业种植结构,实施"减施增效"施肥方案,确定产品销售品种与区域,协调调度人员、设备、物资、农机等生产要素等方面指导草牧业生产全过程,从而全面提升呼伦贝尔农垦集团信息化水平,最终助力现代草牧业生产模式转型升级.该管理决策系统对全国草牧业的生产管理均有借鉴作用.     

生态草业的特色产业体系与设计:以正蓝旗为例

基于生态学原理的环境友好型生态草业,很少或基本不造成环境污染,并能维持较高的初级生产力,保持初级生产与次级生产的有机链接,同时考虑城市消费市场,提高单位土地面积的经济产出.通过产业调整,可以实现利用少量土地,保护大量天然草原,促进退化草原恢复,并提高牧民收入的目标.本文介绍了草原管理中的生态系统设计理念、特色生态草业及其构成;生态草业的经济与生态效益;并以内蒙古正蓝旗为例,设计了主要特色产业,即草业、肉奶禽业、生物产业、生态旅游业和草-牧-科-工-贸联营体,即"四业一体"生态草业.通过规划调整,使项目区牧业经济效益,在保护前提下,提高50%~70%,最终目的实现草原生态与经济效益双赢,增加中国食物供应能力.     

中国草业科学的发展轨迹与展望

草业科学,即草地农业科学,属农学的一个分支.中国草地农业走过漫长的道路,直到20世纪80年代才具有现代草业的雏形.它参照欧洲、北美和俄罗斯的学术传统,建立了自己的草业科学体系.中国草业科学由3个板块构成,即3类因子群(生物因子群、非生物因子群和社会因子群)、3个界面(植物-地境界面、草地-家畜界面和草畜-市场界面)和4个生产层(前植物生产层、植物生产层、动物生产层和后生物生产层).草业科学的多维结构护持其健康运转.近30年来,随着中国食物结构中谷物性食品比重逐渐下降,动物性食品迅速增加,对饲用作物需求压力增大,草地农业的营养体生产远比耕地农业籽实生产的效益高,而且远比耕地农业更有利于生态健康,它势将逐步取代传统耕地农业而成为中国农业的主流,从而使中国农业走出困境.社会的需求和国家空前的支持,中国现代草业科学将迎来从未有过的机遇并将快速成长.目前有些领域已经进入世界前列,并为世界瞩目.     

羊草种质资源的评价与利用

羊草是欧亚大陆草原区东部草甸草原及典型草原的重要建群种,具有高产、优质、抗逆、耐牧等特点,是我国具有优势的禾本科多年生牧草和生态草.羊草种质资源的系统研究对羊草草原的保护、人工草地建设、退化草原改良、发展草牧业等均具有重要意义.近年来,我国羊草种质资源各方面研究取得了重大的进展,初步建立了"从草原到实验室,再从实验室走向草原"的研发体系,收集评价了上千份野生羊草种质资源,培育出"中科1,2,3号"羊草系列新品种;建立了羊草测序和优异基因资源挖掘平台,并对羊草重要特异基因进行了克隆和功能研究.本文主要对羊草的起源分布、种质资源评价、新品种选育、繁殖及利用等方面进行了系统地综述,对目前羊草种质资源研究中存在的自交不亲和机理等问题进行探讨,提出应根据羊草种质资源现状以及当前生产需求来调整种质资源研究工作的重点,并将现代科学技术应用于羊草种质创新,加快羊草新品种培育及良种的推广利用,推进我国羊草产业化进程及草牧业发展.     

西藏地区草地承载力及其时空变化

在不适合和不能放牧区域划定、满足生态保护需要的牧草生物量估算、草地生产能力修正等的基础上,开展西藏地区县域草地承载力及其时空变化研究,分析农业、林业等补饲对草地承载力的影响机制,以及草地承载力与草地生态状况变化的相互关系.结果表明:(1)西藏地区县域草地载畜量和补饲载畜量呈显著的地域差异,主要影响因素分别为水分条件和热量因素;(2)2011年藏东南、藏西北部分县域草地资源仍有盈余,但是全区及其多数县域草地生态系统处于超载状态且自2000年以来不断加剧,草地承载状况及其动态变化的空间自相关性下降、空间异质性增强;(3)牲畜存栏量增长过快、草地资源供需空间匹配不协调是造成草地超载且不断加剧的主要原因;(4)通过缓解草地资源供需的不平衡性和不协调性,农业、林业等补饲可以改善全区尤其是农业县、半农半牧县草地承载状况,但对草地承载状况变化趋势的影响有限;(5)县域草地生态状况的下降趋势与其草地超载、草地承载率下降具有较强的相关性.因此,适合放牧区域划定、牲畜存栏量控制和畜牧业布局优化是改善西藏地区草地承载状况、减缓其草地生态状况下降趋势的主要途径.