轉(zhuǎn)種種植食用稻的生態(tài)經(jīng)濟(jì)效益分析

轉(zhuǎn)種種植食用稻的生態(tài)經(jīng)濟(jì)效益分析

水稻是世界上最重要的糧食之一，種植面積僅次于小麥。中國水稻種植面積約占世界水稻總面積的1.4%，占全國糧食種植面積的1.3%。到目前為止,種植水稻主要是為人類直接食用,人類直接食用的部分是穎果的胚乳(大米),其副產(chǎn)物如稻草、粗糠等也部分用作飼料,但利用率不是很高。近年來,隨著各國生活水平的提高,肉、奶等動(dòng)物產(chǎn)品消費(fèi)量增加,糧食消費(fèi)量不斷減少,一些以水稻為主要糧食作物種植的國家和地區(qū)出現(xiàn)大米生產(chǎn)過剩,影響了稻米的順暢生產(chǎn)和流通,也為貯藏多余的稻米耗費(fèi)了巨大的財(cái)力、物力和人力。因此,如何有效利用水田,充分發(fā)揮水稻的優(yōu)勢成了不少研究者和管理者的關(guān)注對象,提出了水稻用于動(dòng)物生產(chǎn)的思路并開始了廣泛的研究和生產(chǎn)利用。為充分利用冬閑田,我國對冬閑田種植黑麥草(Lolium)作為飼料也已作了大量的研究。本研究就國內(nèi)外對水稻用于動(dòng)物生產(chǎn)方面的研究與利用進(jìn)行了分析、論述,以期對我國的飼料稻生產(chǎn)與利用提供指導(dǎo)與參考。1飼料稻的分類及特點(diǎn)飼料稻(foragerice),簡單地說就是專用作動(dòng)物飼料的水稻。一般的食用稻也可以作為飼料利用,但由于產(chǎn)量低、農(nóng)藝性狀和營養(yǎng)成分等對動(dòng)物利用不一定很理想,嚴(yán)格來說不能稱作飼料稻。飼料稻應(yīng)該是以動(dòng)物利用為目的,以飼料價(jià)值相關(guān)的指標(biāo)為選擇對象而培育的水稻品種。飼料稻按利用部位可分為2類,一類是稻米飼用的飼料稻,它主要是利用籽實(shí)——稻米,育種目標(biāo)是以稻米的產(chǎn)量和營養(yǎng)含量為中心,飼喂對象動(dòng)物主要為豬、雞等單胃動(dòng)物;另一類就是全株作為飼料利用的飼料稻,它的育種目標(biāo)不是以稻米產(chǎn)量和營養(yǎng)為主,而是注重包括莖、葉在內(nèi)的全株生物產(chǎn)量和營養(yǎng)含量,與一般的水稻育種不同,它的飼喂對象主要是草食家畜,如反芻動(dòng)物的牛、羊和單胃的馬、兔等,也有作為水產(chǎn)動(dòng)物的飼料。飼料稻根據(jù)其利用部位、目的,對其要求的條件或育種目標(biāo)有所不同。對于各種水稻,抗病、耐蟲等抗逆性強(qiáng)是基本條件,此外稻米飼用的飼料稻,要求稻米產(chǎn)量高(>8250kg/hm2)、糙米粗蛋白質(zhì)含量高(≥12%)和出糙率高(≥80%);全株飼用的飼料稻則要求TDN(總可消化養(yǎng)分)收量高(生物產(chǎn)量×TDN含量),因同時(shí)要利用莖葉,對抗倒伏性要求較高,以免沾污土壤,降低家畜適口性。2水稻飼料2.1人工草地利用低質(zhì)農(nóng)田我國南方15省區(qū)冬閑水田0.087億hm2(1.3億畝),占水田50%,超過66.7萬億hm2(1000萬畝)的有廣東、廣西、江西、湖南等。一般土地冬閑達(dá)5~7個(gè)月,浪費(fèi)全年光照的35%~45%,積溫的25%~35%,降水的30%~60%。另外還有大面積的荒廢濕地和低質(zhì)水田,生產(chǎn)食用稻產(chǎn)量不高或米質(zhì)不佳,利用效率不高或完全沒有利用。通過種植飼料水稻,可以大大提高水田利用效率,增加農(nóng)民經(jīng)濟(jì)收入。2.2飼料水稻的種植對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及工程的影響在大米生產(chǎn)過?；蚴找嫖⒈⌒枰D(zhuǎn)種的地區(qū),種植飼料稻是一個(gè)良好的選擇,因?yàn)樗臼亲钸m合濕地生長的作物。種植蔬菜或其他作物,由于濕害耐性差,常常造成收成不穩(wěn)、產(chǎn)量不高,農(nóng)民需要更換作業(yè)工具、機(jī)械,并且需要重新學(xué)習(xí)掌握種植技術(shù),嚴(yán)重影響農(nóng)民種植的積極性。另外,飼料水稻的種植還可以保住水田,減少熱島效應(yīng)和防止洪害、減少徑流,這是水田具有的重要生態(tài)意義。據(jù)日本學(xué)術(shù)會(huì)議(2001)估計(jì),日本的水田每年洪水防止機(jī)能約3.5兆日元,安定河川機(jī)能約1.5兆日元,兩者合并每年可為國家節(jié)約防洪固河費(fèi)用約5兆日元?？梢?水田除其本身的生產(chǎn)機(jī)能外,生態(tài)機(jī)能也非常重要,與其他作物相比,只有種植飼料稻可以達(dá)到二者兼?zhèn)?。再則,當(dāng)國家急需糧食時(shí),種植飼料稻的水田可以馬上恢復(fù)利用,可保證國家的糧食安全。2.3改變糧食、飼料資源等單一結(jié)構(gòu),打造“糧食-法理-飼料作物”三元結(jié)構(gòu)模型隨著各國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,生活水平的提高,肉、奶、蛋等動(dòng)物性食品消費(fèi)比例不斷上升、畜禽飼養(yǎng)數(shù)量不斷增加,優(yōu)質(zhì)飼料供給不足日趨明顯,我國南方地區(qū)這一問題顯得更為突出。利用水田種植飼料稻,既可解決飼料資源不足,降低飼料成本,又可達(dá)到稻畜有機(jī)結(jié)合,促進(jìn)農(nóng)牧業(yè)循環(huán)發(fā)展。在盧良恕院士主編的“中國農(nóng)業(yè)發(fā)展理論與實(shí)踐”一書中,提出我國食物安全保障的第一個(gè)措施就是將種植業(yè)由二元結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)槿Y(jié)構(gòu),逐步建立專業(yè)化的飼料產(chǎn)業(yè)。他們認(rèn)為,我國的糧食問題主要是飼料糧問題,為解決這一制約因素,就要建立“糧食作物-經(jīng)濟(jì)作物-飼料作物”三元結(jié)構(gòu),大力發(fā)展草食動(dòng)物。在水田較多的地區(qū),飼料稻是實(shí)現(xiàn)該地種植業(yè)向三元結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變的一個(gè)有效途徑。2.4提高土地和水資源的利用效率，減少資源浪費(fèi)飼料稻比食用稻產(chǎn)量高,對土地和水肥資源的利用效率高,另外全株飼料稻籽實(shí)與莖葉同時(shí)得到利用,減少了生物資源的浪費(fèi)。3燃燒、自然還田到目前為止,稻草作為飼料利用的國家和地區(qū)較多,但利用率普遍較低,其余多數(shù)燃燒或自然還田。食用稻米作為飼料利用過去也并非沒有,但主要是作為變質(zhì)或質(zhì)量欠佳稻米的一種處理手段,并不是目的,也沒有形成規(guī)模。近些年,以日本為主,包括韓國、越南等亞洲國家對水稻飼用都高度重視。3.1稻米飼用的起源與現(xiàn)狀日本20世紀(jì)60年代,大米達(dá)到了完全自給,那時(shí)水稻的種植面積為317萬hm2,年人均消費(fèi)大米118kg。隨著生活水平的提高和食物結(jié)構(gòu)的變化,人均消費(fèi)大米和水稻種植面積逐年減少,到2003年年人均消費(fèi)大米62kg,水稻種植面積為166萬hm2。從60年代起,大米過剩一直是政府和研究者關(guān)注的課題,最初提出了稻米飼用的方案,但由于種植成本高,生產(chǎn)、流通中飼用米和食用米難以區(qū)分等原因,沒能推廣普及。后來又提出了全株飼用的方案,但由于生產(chǎn)成本比較高,種植管理又比從國外直接購買煩瑣,因此一直徘徊不前。進(jìn)入21世紀(jì),部分國家瘋牛病、口蹄疫等疾病的發(fā)生、擴(kuò)大,引起各界人士對自產(chǎn)質(zhì)優(yōu)、安全飼料的高度重視,又開始了對全株飼料稻的大規(guī)模研究與利用。3.1.1種種是面臨生長的日本現(xiàn)有飼料稻專用品種13個(gè),覆蓋了日本從南到北的所有地區(qū),除一個(gè)品種是1986年育成外,其他都是2002年以后育成的。這些品種的干物質(zhì)產(chǎn)量分別比食用稻高4%~24%,TDN收量高5%~20%,一般比當(dāng)?shù)卮硎秤玫驹缟蛲砩鷶?shù)天甚至1~2周,以免與食用稻的種植爭用勞力和機(jī)具。3.1.2日本飼料稻的利用技術(shù)栽培管理主要集中于降低生產(chǎn)成本和提高營養(yǎng)價(jià)值方面的研究,直播技術(shù),氮、磷、鉀和堆肥施用技術(shù),適宜收割期,多次利用技術(shù)等都有詳盡研究。全株飼料稻在日本幾乎只有青貯利用,它的水分含量比較適宜,但由于可溶性糖和乳酸菌較少,自然發(fā)酵品質(zhì)不佳,通過切短、壓碎、添加物處理等可有效提高青貯發(fā)酵品質(zhì),還開發(fā)出了飼料稻專用乳酸菌添加劑——畜草1號(hào)。另外,為提高收割、青貯作業(yè)效率,開發(fā)出了飼料稻專用收割打捆機(jī)與裹包機(jī)。3.1.3高血壓低表面活性劑的飼量可增加飼數(shù)用繁殖牛、肉牛和奶牛作了大量的飼喂試驗(yàn)和生產(chǎn)性能評價(jià),研究表明,飼料稻的營養(yǎng)價(jià)值與進(jìn)口貓尾草相當(dāng),TDN含量在55%左右,完全可以作為繁殖牛、肉牛和奶牛的飼料,但為了保證營養(yǎng)平衡和生產(chǎn)水平,產(chǎn)奶量在40kg以上的高產(chǎn)奶牛泌乳初期以不超過飼料總干物質(zhì)的25%為宜,泌乳中、后期飼喂總干物質(zhì)的30%對奶量、奶質(zhì)沒有不良影響,其他可增加飼喂比例。飼料稻比一般牧草和稻草含有較多的維生素E,飼喂肉牛后增加肉中維生素E含量,可防止肉退色和氧化,提高肉的保存性。3.2韓國飼料稻的生產(chǎn)和利用現(xiàn)狀20世紀(jì)80年代以后,韓國人均大米年消費(fèi)量和水稻種植面積逐年減少,到2005年大米人均消費(fèi)量由132.4減到80.7kg,水稻種植面積由120.3萬hm2減少到100.1萬hm2。與日本一樣,大米生產(chǎn)過剩和飼料生產(chǎn)嚴(yán)重不足的現(xiàn)狀促使韓國于20世紀(jì)初開始了全株飼料稻的研究。由于起步比日本晚,研究還不夠廣泛,但也于2006年育成一個(gè)專用品種——Nokyangbyeo,還選育了幾個(gè)很有希望的品系。韓國的飼料稻也主要是以青貯利用為主,開發(fā)出了飼料稻青貯專用乳酸菌劑——NLRI401。在飼料稻栽培和家畜利用方面也作了一些研究,發(fā)現(xiàn)移植比直播產(chǎn)量稍高,但差異不顯著;發(fā)酵飼料稻配制的TMR(totalmixedration,全日混合日糧)飼喂奶牛比黑麥TMR奶產(chǎn)量提高7%,奶量與青貯玉米TMR的相近。3.3水稻的植物配置在美國,水稻作為牛、羊、豬等的飼料未見報(bào)道,主要用作養(yǎng)殖龍蝦的飼料。路易斯安那州等地區(qū)有在龍蝦池種植水稻的習(xí)慣,但一直使用的是以收籽實(shí)為主的食用稻品種,而龍蝦池種植的水稻不收籽實(shí),也不進(jìn)行收割,這些品種不很理想。根據(jù)龍蝦池種植的特殊環(huán)境和利用的特殊性,2004年選育出了第一個(gè)龍蝦飼用水稻品種——Ecrevisse,它具有生物產(chǎn)量高、生長期長、衰老慢、返青早、耐低溫、耐倒伏、抗病等優(yōu)良特性。4中國飼料水稻研究4.1水稻“三高壯”綜合栽培技術(shù)青先國于1992年提出飼料稻(稻米飼用);1994年列為國家科技攻關(guān)項(xiàng)目,1996年列入九五科技攻關(guān)計(jì)劃;圍繞三高(高產(chǎn)、高蛋白和高出糙率)相繼育成湘早秈29號(hào)、湘早秈24號(hào)、湘早秈32號(hào)等品種;形成了飼料稻“三高三壯”綜合栽培技術(shù)——適度密植,增施N、K肥,適施P肥,以及水稻高蛋白高產(chǎn)栽培綜合技術(shù)體系;研制出豬、雞等“糙米型”飼料配方10多個(gè)。水稻高蛋白高產(chǎn)栽培綜合技術(shù)體系比“三高三壯”綜合栽培技術(shù)更能提高糙米總氨基酸和賴氨酸、蘇氨酸、蛋氨酸等必需氨基酸的含量。4.2國內(nèi)水稻飼用新材料研究全株飼料稻的研究在我國剛剛起步,“十一五”國家科技支撐計(jì)劃重大項(xiàng)目——“奶業(yè)發(fā)展重大關(guān)鍵技術(shù)研究與示范”(2006-2010年)把飼料稻的選育和青貯加工列入了研究內(nèi)容。在華南農(nóng)業(yè)大學(xué)盧永根院士主持的國家自然基金委-廣東省政府聯(lián)合基金重點(diǎn)項(xiàng)目(2007-2010年)里,把水稻飼用新材料的開發(fā)列為主要研究內(nèi)容之一。這2個(gè)研究項(xiàng)目剛剛啟動(dòng)近1年,相信在不久的將來會(huì)選育出我國的專用全株飼料稻品種或營養(yǎng)體利用品種。另外,在水稻青貯方面,吳曉杰和韓魯佳對金優(yōu)402和嘉育948全株進(jìn)行了小型青貯研究。在我國,除了稻米飼用和全株飼用研究外,在谷稈兩用稻的選育、利用方面也取得了豐碩成果。谷稈兩用稻東南201于2004年通過福建省審定,它的稻米產(chǎn)量達(dá)6000~7500kg/hm2,米質(zhì)優(yōu)良;稻草蛋白質(zhì)含量高達(dá)8%~10%,比一般稻草高1倍多,其稻草飼喂奶牛、草魚、白鵝等都比普通稻草效果好。5飼料稻的發(fā)展采取種植物種和種植方式隨著人民生活水平的不斷提高,食物結(jié)構(gòu)的改善,人均大米消費(fèi)量漸減,而肉