轉種種植食用稻的生態(tài)經濟效益分析

轉種種植食用稻的生態(tài)經濟效益分析

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、奶等動物產品消費量增加,糧食消費量不斷減少,一些以水稻為主要糧食作物種植的國家和地區(qū)出現大米生產過剩,影響了稻米的順暢生產和流通,也為貯藏多余的稻米耗費了巨大的財力、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注對象,提出了水稻用于動物生產的思路并開始了廣泛的研究和生產利用。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。本研究就國內外對水稻用于動物生產方面的研究與利用進行了分析、論述,以期對我國的飼料稻生產與利用提供指導與參考。1飼料稻的分類及特點飼料稻(foragerice),簡單地說就是專用作動物飼料的水稻。一般的食用稻也可以作為飼料利用,但由于產量低、農藝性狀和營養(yǎng)成分等對動物利用不一定很理想,嚴格來說不能稱作飼料稻。飼料稻應該是以動物利用為目的,以飼料價值相關的指標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——稻米,育種目標是以稻米的產量和營養(yǎng)含量為中心,飼喂對象動物主要為豬、雞等單胃動物;另一類就是全株作為飼料利用的飼料稻,它的育種目標不是以稻米產量和營養(yǎng)為主,而是注重包括莖、葉在內的全株生物產量和營養(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,如反芻動物的牛、羊和單胃的馬、兔等,也有作為水產動物的飼料。飼料稻根據其利用部位、目的,對其要求的條件或育種目標有所不同。對于各種水稻,抗病、耐蟲等抗逆性強是基本條件,此外稻米飼用的飼料稻,要求稻米產量高(>8250kg/hm2)、糙米粗蛋白質含量高(≥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(生物產量×TDN含量),因同時要利用莖葉,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人工草地利用低質農田我國南方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5~7個月,浪費全年光照的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水田,生產食用稻產量不高或米質不佳,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,增加農民經濟收入。2.2飼料水稻的種植對農業(yè)生產及工程的影響在大米生產過?；蚴找嫖⒈⌒枰D種的地區(qū),種植飼料稻是一個良好的選擇,因為水稻是最適合濕地生長的作物。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)、產量不高,農民需要更換作業(yè)工具、機械,并且需要重新學習掌握種植技術,嚴重影響農民種植的積極性。另外,飼料水稻的種植還可以保住水田,減少熱島效應和防止洪害、減少徑流,這是水田具有的重要生態(tài)意義。據日本學術會議(2001)估計,日本的水田每年洪水防止機能約3.5兆日元,安定河川機能約1.5兆日元,兩者合并每年可為國家節(jié)約防洪固河費用約5兆日元?？梢?水田除其本身的生產機能外,生態(tài)機能也非常重要,與其他作物相比,只有種植飼料稻可以達到二者兼?zhèn)?。再則,當國家急需糧食時,種植飼料稻的水田可以馬上恢復利用,可保證國家的糧食安全。2.3改變糧食、飼料資源等單一結構,打造“糧食-法理-飼料作物”三元結構模型隨著各國經濟的發(fā)展,生活水平的提高,肉、奶、蛋等動物性食品消費比例不斷上升、畜禽飼養(yǎng)數量不斷增加,優(yōu)質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,又可達到稻畜有機結合,促進農牧業(yè)循環(huán)發(fā)展。在盧良恕院士主編的“中國農業(yè)發(fā)展理論與實踐”一書中,提出我國食物安全保障的第一個措施就是將種植業(yè)由二元結構轉變?yōu)槿Y構,逐步建立專業(yè)化的飼料產業(yè)。他們認為,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-經濟作物-飼料作物”三元結構,大力發(fā)展草食動物。在水田較多的地區(qū),飼料稻是實現該地種植業(yè)向三元結構轉變的一個有效途徑。2.4提高土地和水資源的利用效率，減少資源浪費飼料稻比食用稻產量高,對土地和水肥資源的利用效率高,另外全株飼料稻籽實與莖葉同時得到利用,減少了生物資源的浪費。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,但主要是作為變質或質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狀日本20世紀60年代,大米達到了完全自給,那時水稻的種植面積為317萬hm2,年人均消費大米118kg。隨著生活水平的提高和食物結構的變化,人均消費大米和水稻種植面積逐年減少,到2003年年人均消費大米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、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。進入21世紀,部分國家瘋牛病、口蹄疫等疾病的發(fā)生、擴大,引起各界人士對自產質優(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有飼料稻專用品種13個,覆蓋了日本從南到北的所有地區(qū),除一個品種是1986年育成外,其他都是2002年以后育成的。這些品種的干物質產量分別比食用稻高4%~24%,TDN收量高5%~20%,一般比當地代表食用稻早生或晚生數天甚至1~2周,以免與食用稻的種植爭用勞力和機具。3.1.2日本飼料稻的利用技術栽培管理主要集中于降低生產成本和提高營養(yǎng)價值方面的研究,直播技術,氮、磷、鉀和堆肥施用技術,適宜收割期,多次利用技術等都有詳盡研究。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,還開發(fā)出了飼料稻專用乳酸菌添加劑——畜草1號。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與裹包機。3.1.3高血壓低表面活性劑的飼量可增加飼數用繁殖牛、肉牛和奶牛作了大量的飼喂試驗和生產性能評價,研究表明,飼料稻的營養(yǎng)價值與進口貓尾草相當,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)平衡和生產水平,產奶量在40kg以上的高產奶牛泌乳初期以不超過飼料總干物質的25%為宜,泌乳中、后期飼喂總干物質的30%對奶量、奶質沒有不良影響,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韓國飼料稻的生產和利用現狀20世紀80年代以后,韓國人均大米年消費量和水稻種植面積逐年減少,到2005年大米人均消費量由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,大米生產過剩和飼料生產嚴重不足的現狀促使韓國于20世紀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年育成一個專用品種——Nokyangbyeo,還選育了幾個很有希望的品系。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)現移植比直播產量稍高,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慣,但一直使用的是以收籽實為主的食用稻品種,而龍蝦池種植的水稻不收籽實,也不進行收割,這些品種不很理想。根據龍蝦池種植的特殊環(huán)境和利用的特殊性,2004年選育出了第一個龍蝦飼用水稻品種——Ecrevisse,它具有生物產量高、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項目,1996年列入九五科技攻關計劃;圍繞三高(高產、高蛋白和高出糙率)相繼育成湘早秈29號、湘早秈24號、湘早秈32號等品種;形成了飼料稻“三高三壯”綜合栽培技術——適度密植,增施N、K肥,適施P肥,以及水稻高蛋白高產栽培綜合技術體系;研制出豬、雞等“糙米型”飼料配方10多個。水稻高蛋白高產栽培綜合技術體系比“三高三壯”綜合栽培技術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”國家科技支撐計劃重大項目——“奶業(yè)發(fā)展重大關鍵技術研究與示范”(2006-2010年)把飼料稻的選育和青貯加工列入了研究內容。在華南農業(yè)大學盧永根院士主持的國家自然基金委-廣東省政府聯(lián)合基金重點項目(2007-2010年)里,把水稻飼用新材料的開發(fā)列為主要研究內容之一。這2個研究項目剛剛啟動近1年,相信在不久的將來會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,它的稻米產量達6000~7500kg/hm2,米質優(yōu)良;稻草蛋白質含量高達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,食物結構的改善,人均大米消費量漸減,而肉