李錦華,余成群,喬國華,苗小林
(1.中國農(nóng)業(yè)科學院蘭州畜牧與獸藥研究所,蘭州 730050;2.中國科學院地理科學與自然資源研究所)
西藏“一江兩河”地區(qū)(雅魯藏布江、拉薩河、年楚河的中部流域地區(qū))東起山南桑日,西至日喀則拉孜,南接喜馬拉雅山脈北麓高原湖盆地,北至岡底斯山—念青唐古拉山脈,包括拉薩、山南和日喀則3地(市)的18個縣(市、區(qū)),總面積達 22 480 hm2。海拔 3 500~4 500 m,平均氣溫0~4℃,≥0℃積溫2 800~3 200℃,≥10℃積溫2 100~2 500℃,最暖月均溫10~15℃,年均降水量400 mm左右[1]。該區(qū)是藏南谷地的主體部分,水資源豐富,灌溉方便,土層深厚,日照充足,適宜多種作物生長,為西藏高原最主要的農(nóng)業(yè)區(qū),80%的西藏耕地分布于此。西藏作為我國的五大牧區(qū)之一,畜牧業(yè)是支柱產(chǎn)業(yè),其中“一江兩河”地區(qū)是農(nóng)區(qū)畜牧業(yè)和城郊畜牧業(yè)的發(fā)展基地,也是高寒牧區(qū)抗災保畜的飼草料資源的生產(chǎn)供給基地。
苜蓿(Medicago sativa)是“一江兩河”地區(qū)主要種植的多年生牧草之一,在西藏農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著愈來愈重要的作用。本文在經(jīng)過兩年多試驗研究的基礎(chǔ)上,針對當?shù)剀俎7N子不能本土化生產(chǎn)或種子產(chǎn)量達不到經(jīng)濟收獲量,種植苜蓿主要從區(qū)外購種造成的一系列問題的現(xiàn)狀,研究分析了影響苜蓿種子生產(chǎn)的主要原因,探討了通過解決苜蓿種子生產(chǎn)本土化問題以促進苜蓿區(qū)域化和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的前景。
在高寒地區(qū)草地畜牧業(yè)生產(chǎn)中,蛋白質(zhì)飼草資源的缺乏是長期存在且難以從根本上解決的問題。在甘肅、青海等地高海拔的半農(nóng)半牧區(qū),種植多年生豆科牧草具有一定局限性,所以普遍種植箭舌豌豆(Vicia sativa)、白花豌豆(Pisum sativum)、紫花豌豆(Pisum arvense)等一年生作物,部分滿足了當?shù)貙Φ鞍踪|(zhì)飼草資源的需求。問題是一年生飼草的種植費時、費工,勞動力和燃料費的成本高,糧草爭地矛盾突出,生態(tài)脆弱地區(qū)土壤的不斷翻耕及季節(jié)性裸露對生態(tài)環(huán)境的影響也不容忽視。
西藏自然生態(tài)條件多樣,豆科作物資源豐富,分布范圍十分廣泛,從低海拔到高海拔都有適宜種植的不同類型的豆科植物。據(jù)中國科學院青藏高原綜合科學考察隊考察,已查明的豆科植物有52個屬,250多種,但作為大面積栽培利用的種類很少。種植的一年生豆科作物主要有蠶豆(V.faba)、豌豆、雪莎(T.tibetana)、大豆(T.soia)、豇豆(Vigna sinensis)、小扁豆(Syaygium jambos)、箭舌豌豆、毛苕子(Vicia villosa)等。雖然這些作物對西藏的氣候、土壤條件有較強的適應能力,形成了自身特定的根瘤菌群,對用地養(yǎng)地以及促進自身的生長都起了積極的作用[2],但從解決家畜蛋白質(zhì)營養(yǎng)的角度看,西藏種植一年生作物同樣存在類似地區(qū)所存在的主要問題。
“一江兩河”地區(qū)種植苜蓿的重要性,首先體現(xiàn)在世界范圍內(nèi)傳統(tǒng)種植業(yè)結(jié)構(gòu)和畜牧業(yè)生產(chǎn)中苜蓿的作用和地位,其次是“一江兩河”地區(qū)在西藏社會經(jīng)濟發(fā)展中的區(qū)位優(yōu)勢所展現(xiàn)的發(fā)展苜蓿產(chǎn)業(yè)的廣闊前景。
苜蓿是世界上栽培最廣泛最重要的多年生豆科牧草,分布范圍大致限于亞熱帶到溫帶,即北緯30~60°,南緯 20~45°;平均氣溫冬季-12~10℃,夏季 16~27℃;降水250~1 000 mm的地帶內(nèi)。例如,美國苜蓿的種植范圍已達各州,種植面積占到全國耕地的1/3,僅次于玉米、小麥和大豆,成為廣泛種植的4種主要作物之一。美國苜蓿的干草平均產(chǎn)量7.5 t/hm2,是我國的2倍,年產(chǎn)值達81億美元[3]。我國苜蓿栽培面積約133萬hm2,傳統(tǒng)栽培區(qū)西起新疆,東到江蘇北部,以西北和華北地區(qū)面積最大。苜蓿的用途首先是制備優(yōu)質(zhì)飼草。若按能量計算,苜蓿干草替代糧食利用率為1.6∶1,即1.6 kg苜蓿干草相當于1 kg糧食的能量;如按能量和蛋白質(zhì)綜合效能計算,苜蓿的代糧率可達1.2∶1[4]。苜蓿還可作為蔬菜、食品和蜜源植物利用,也是其它農(nóng)作物良好的前茬和水土保持作物。
西藏適于河灘種植的多年生或越年生豆科牧草除苜蓿外,其它還有紅豆草(Onobry chissativ)、沙打旺(Astragalus adsurgens)、草木樨(Melilotus suaveolens)、三葉草(Trifolium hybridum)等。從生態(tài)適應性、產(chǎn)量和質(zhì)量、生長年限、營養(yǎng)價值等方面綜合比較,苜蓿均優(yōu)于其它牧草。“一江兩河”地區(qū)盡管海拔在3 500 m以上,但位于北緯30°的地理位置決定了局部地區(qū)和主要生長季節(jié)具有良好的熱量條件,同時高原氣候晝夜溫差的較大變化有利于牧草干物質(zhì)的積累,所以苜蓿在當?shù)鼐哂休^高的生產(chǎn)能力。當?shù)厮Y源豐富,有后備耕地資源2.56萬hm2,是現(xiàn)有耕地面積的11.7%[1],具有發(fā)展苜蓿產(chǎn)業(yè)的資源和空間。
根據(jù)西藏農(nóng)牧廳有關(guān)部門的分析,有4個方面的原因決定了西藏人工草地建設的發(fā)展趨勢:①畜牧業(yè)持續(xù)增長推動對優(yōu)質(zhì)飼草的需求;②減輕天然草原面臨的生態(tài)壓力促進人工草地的發(fā)展;③種植業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整展現(xiàn)出季節(jié)性人工草地種植的廣闊發(fā)展前景;④草地生態(tài)項目的實施等。“一江兩河”地區(qū)是西藏社會、經(jīng)濟和文化發(fā)展中心,信息發(fā)達,交通便利,自然條件相對優(yōu)越,發(fā)展苜蓿產(chǎn)業(yè)可有效帶動周邊甚至邊遠牧區(qū)的畜牧業(yè)發(fā)展。例如,苜蓿在山南地區(qū)人工種草面積中占70%以上,是黃牛改良和短期育肥工作的物質(zhì)基礎(chǔ),也是其它養(yǎng)殖業(yè)的主要飼草品種,又是抗災飼草的來源之一。據(jù)山南草原站統(tǒng)計,山南地區(qū)2007年底各類牲畜存欄頭數(shù)209.88萬頭(只、匹),每年5%的牲畜存欄數(shù)需要補飼,年補飼需求量達261.2萬kg以上。目前山南苜蓿飼草產(chǎn)量遠遠滿足不了家畜的飼養(yǎng)需要,大量的補飼需求主要依賴一年生作物的種植和農(nóng)副產(chǎn)品??梢栽O想“一江兩河”地區(qū)如果大力發(fā)展苜蓿產(chǎn)業(yè),必將實現(xiàn)其在農(nóng)牧結(jié)合中的紐帶作用,在社會經(jīng)濟發(fā)展中也會產(chǎn)生戰(zhàn)略性影響。
鑒于苜蓿在農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中的重要地位,西藏有關(guān)部門對其非常重視,在大面積推廣、種子基地建設、高寒地區(qū)種植技術(shù)研究等方面做了大量工作。近年來西藏苜蓿農(nóng)戶分散種植和集中連片種植的面積增加均較為迅速,甚至阿里地區(qū)有利用塑料薄膜覆蓋種植成功的研究介紹。西藏種植苜蓿已有較長歷史,在管理利用方面積累了一定經(jīng)驗,但由于地域的特殊性,隨著苜蓿種植面積的擴大,一些技術(shù)或非技術(shù)方面的問題影響著苜蓿產(chǎn)業(yè)的良性發(fā)展。
目前種植苜蓿所選擇的土地主要是有可能提供灌溉條件的河漫灘、古河床跡地、風蝕水蝕嚴重的山地等,地表主要是卵石層或礫石層,土壤主要靠外運填充,所以種植成本非常高。有些土地整治后仍然沒有足夠厚的土壤層,易受干旱影響,無法提供高產(chǎn)的營養(yǎng)支持,草地的可利用年限大為縮短。此外,有些新種苜蓿是直接播于翻耕后沒有曬垡的老苜蓿地,受前茬影響往往不易一次性播種成功。
據(jù)調(diào)查,當?shù)胤N植苜蓿的方式以直接撒播為主,密度難以掌握,地表易受極端環(huán)境影響,不易防除雜草。日喀則草原站以一年生作物作為保護作物進行混播,效果良好,但在全自治區(qū)沒有得到普遍推廣。
目前西藏苜蓿種植面積的擴大主要靠國家和地方項目的帶動,新墾或新開發(fā)的土地受項目執(zhí)行期限的影響,沒有經(jīng)過曬垡或熟化立即種植苜蓿,往往極大地影響了播種質(zhì)量,甚至導致種植的失敗。
“一江兩河”流域很多地區(qū)可以種冬小麥,具有較長的生長季和利于植物莖葉生長的熱量變化條件。苜蓿在春、夏、秋3季都有可能播種成功,但早播易受晚霜影響,晚播易受早霜影響,所以春末夏初種植較為普遍。以山南為例,春末夏初種植有兩方面的影響結(jié)果:一是種植期正值旱季,灌溉不足會極大地影響出苗。二是易受雜草影響。當?shù)仉s草成分中闊葉草占很大比例,但影響最大的雜草屬禾本科的白草(Pennisetum flaccidum)。白草具有發(fā)達根莖,初建草地主要利用地下根莖繁殖,不利于機械方法清除,往往形成初建草地雜草叢生的局面。
拉薩、山南等地種植苜蓿面積集中的土地大多為沙質(zhì)土壤,一般多礫石,土層薄,所以土壤層的厚薄和質(zhì)地、土壤母質(zhì)的類型、礫石層的埋藏深度和厚度、水分條件等決定了土壤的質(zhì)量,也決定了播種量。實際播種過程中,大多數(shù)情況下需要較高的播種量,但在沒有經(jīng)驗的情況下,播種量往往失去控制而達30~45 kg/hm2。根據(jù)筆者在不同地區(qū)成功播種的經(jīng)驗,條播方式播種量控制在15 kg/hm2左右為宜。過高的播種量一是造成浪費;二是造成密度過高影響前期產(chǎn)草量,撒播情況下更是如此。
要保證苜蓿草地建設的順利實施,首先要保證適宜品種的種源及其高質(zhì)量種子的快速、持續(xù)供應。根據(jù)《西藏農(nóng)業(yè)概論》[2]介紹,西藏苜蓿種子產(chǎn)量為150~300 kg/hm2;據(jù)筆者在山南地區(qū)乃東縣的測定,結(jié)實率較高的品種皇后2000的種子產(chǎn)量最高可達450 kg/hm2,一般在150 kg/hm2以下。我國苜蓿及其種子的主要產(chǎn)區(qū)——甘肅,各類苜蓿品種的種子產(chǎn)量一般為225~900 kg/hm2。較之甘肅,西藏苜蓿種子產(chǎn)量明顯偏低,同時受當?shù)貙︼暡莸木薮笮枨笠约胺N子收獲技術(shù)的限制,收獲種子量明顯達不到經(jīng)濟收獲量。目前西藏種植苜蓿用種主要靠區(qū)外的北方數(shù)省購買,結(jié)果產(chǎn)生了一系列問題:①區(qū)外大量調(diào)運種子需要政府或公司組織,種子和運輸成本高,往往無法保證質(zhì)量而增加了播種量;②品種混雜,無法保證種源的穩(wěn)定,不利于草地生產(chǎn)力的持續(xù)穩(wěn)定和提高,也不利于農(nóng)牧戶分散種植和已有草地更新。③從長遠看,長期從外地調(diào)運種子無法保證種子的絕對安全,如病、蟲、草害的輸入等。
西藏苜蓿種植面積的迅速擴大決定了苜蓿種子本土化生產(chǎn)是發(fā)展的必然。分析本土化生產(chǎn)中所存在的問題,有諸多原因造成了生產(chǎn)與需求的巨大反差。高原獨特的自然環(huán)境特點、傳統(tǒng)種植業(yè)結(jié)構(gòu)、主要依賴放牧生產(chǎn)畜產(chǎn)品的習慣、牧草研究中的忽視等因素,是當?shù)剀俎7N子產(chǎn)業(yè)發(fā)展緩慢的深層次原因。以下僅分析種子生產(chǎn)環(huán)節(jié)的品種要求、環(huán)境要素、種植技術(shù)等方面的主要限制因素。
“一江兩河”地區(qū)雖然是西藏傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)區(qū),但滿足苜蓿種子生產(chǎn)的氣象要素在不同區(qū)域有較大差異,許多地區(qū)不適宜苜蓿種子的生產(chǎn)。在乃東、林周、達孜和曲水等縣苜蓿種植區(qū)的研究和調(diào)查發(fā)現(xiàn),乃東、林周點的苜蓿結(jié)莢率較高,而達孜和曲水點不結(jié)莢或結(jié)莢率極低??赡芡豢h的不同區(qū)域,因光照、溫度和降水的差異,造成苜蓿結(jié)莢率相差較大。
西藏自治區(qū)農(nóng)牧廳在山南乃東縣建立了數(shù)百畝的苜蓿種子生產(chǎn)和試驗基地。乃東縣平均海拔3 560 m,日照強烈、夏季涼爽、冬季嚴寒。常年平均氣溫8.2℃,極端最高溫29℃,極端最低溫-16.5℃。年降水量400 mm左右。從苜蓿結(jié)實對環(huán)境的要求看,乃東縣具有相對較好的條件。事實上當?shù)剀俎i_花較早,甚至在5月份甘肅的蘭州、定西等地的苜蓿尚處于孕蕾期時,乃東縣種子基地的苜蓿已進入了初花期。從開花后的結(jié)實率和成熟性判斷,影響苜蓿種子生產(chǎn)的主要氣象因子是雨季來臨后的集中降水及每次降水后引起的低溫。
品種的成熟期早晚對種子產(chǎn)量有較大影響。2008—2010年在拉薩和山南定點觀察發(fā)現(xiàn),甘肅的幾個地方品種如天水、隴東等成熟期晚的苜蓿,結(jié)莢率極低或不結(jié)莢,即使結(jié)莢也不能成熟;苜蓿王、皇后、中蘭1號等成熟期早的品種結(jié)莢率較高,在部分試驗點可形成一定種子產(chǎn)量。
苜蓿是異花受粉植物,傳粉主要靠蜂類。西藏野生的授粉蜂類有熊蜂(Bombus)、中蜂(Apis cerana cerana Fabr.)等。春夏之交苜蓿開花初期,由于受高原氣候劇烈變化的影響,幾乎沒有野蜂活動。在達孜和乃東縣均觀察到早期開的苜?;]有受粉直接凋落的現(xiàn)象。西藏的養(yǎng)蜂業(yè)剛剛起步,主要飼養(yǎng)意大利蜂(Apis mellifera ligustica Spin)。山南是西藏養(yǎng)蜂起步較早的地區(qū)之一,乃東縣種子基地受益匪淺,但仍然沒有解決苜蓿開花初期的受粉問題。苜蓿受粉晚則種子成熟度不高。同時,雨季的來臨極大地影響蜂類活動,進而影響昆蟲授粉。
在甘肅中部半干旱地區(qū)數(shù)年對十余個苜蓿品種的種子生產(chǎn)性能調(diào)查發(fā)現(xiàn),苜蓿種子產(chǎn)量的年度變化主要受降水影響。在旱年種子產(chǎn)量較低,這是當?shù)亟?jīng)常發(fā)生的現(xiàn)象;但在降水多的年份,種子產(chǎn)量有時也會降低,這可能是開花期降水多影響了昆蟲授粉或莖葉過度生長所致。西藏高原氣候變化劇烈,種子產(chǎn)量較低或絕收的年份較多,不是技術(shù)措施所能解決,對種子生產(chǎn)的最大影響主要是期望收種的種植者在收草或收種的決策方面發(fā)生困難。特別是種植面積大的單位在飼草緊俏的情況下留種,經(jīng)濟上會蒙受較大損失。
西藏獨特的氣候環(huán)境和栽培條件,決定了種子田的種植和管理中要特別注意兩方面的問題:一是種植密度的控制。較之甘肅主要苜蓿產(chǎn)區(qū),西藏種植苜蓿的結(jié)莢率更易受密度的影響。在“一江兩河”地區(qū)苜蓿種植區(qū)調(diào)查不難發(fā)現(xiàn),同一地塊結(jié)莢率較高的區(qū)域,一般是密度稀疏的地段。二是灌溉問題。當?shù)啬昃邓恐挥?00 mm左右,存在雨季和旱季,同時沙質(zhì)土壤區(qū)保水性差,所以種植苜蓿要獲得高產(chǎn),一般需要灌溉條件,而灌溉在當?shù)貥O易引起莖葉的過度生長進而影響結(jié)實。灌溉量的控制與其說是技術(shù)問題,不如說是經(jīng)驗積累。灌水后苜蓿植株的生長,決定于小區(qū)域氣象因子、土壤基質(zhì)條件、雨季來臨的早晚、降水量、降水的持續(xù)時間等因素,各地只能視具體情況確定。
高寒牧區(qū)解決蛋白質(zhì)飼草缺乏問題以及抗災保畜是長期任務,種植多年生豆科牧草苜蓿是理想的選擇。“一江兩河”地區(qū)具有相對優(yōu)越的光照、熱量條件和土地、灌溉等后備資源潛力,在社會經(jīng)濟發(fā)展中具有產(chǎn)業(yè)輻射帶動的區(qū)位優(yōu)勢,所以大力種植苜蓿形成優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)大有可為。能否以“一江兩河”地區(qū)為中心,在保證糧食安全的同時發(fā)展苜蓿產(chǎn)業(yè),實施“苜蓿戰(zhàn)略”?能否拿出土壤條件良好的耕地或大面積開發(fā)亦農(nóng)荒地種植苜蓿,實現(xiàn)“藏糧于草”的策略?能否從區(qū)外(國外)引資開發(fā)土地種植苜蓿,大力開發(fā)草產(chǎn)品,形成規(guī)模化、集約化經(jīng)營基地?在滿足本地需求的同時,是否能夠建立輻射區(qū)內(nèi)外甚至國內(nèi)外的營銷體系?這些問題有必要進行深入研究。
西藏苜蓿種植所需種子主要依賴從區(qū)外購買,要種植什么品種?從什么地方調(diào)種?決定于購種時的市場種子供應量,甚至僅憑種子的質(zhì)量做出決策。由于市場中流通的國內(nèi)外品種繁多,不同期不同地方的品種不同,形成了各種品種競相引進的局面。西藏苜蓿種植區(qū)不同生態(tài)區(qū)域之間的種植條件差異較大,所以進行區(qū)域化引種研究,確定當家品種是當務之急。
苜蓿是世界上研究最多的人工栽培牧草,種植技術(shù)較為成熟。中國科學院地理科學與自然資源研究所在“十一五”期間承擔國家支撐計劃“青藏高原優(yōu)質(zhì)牧草產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)研究與應用示范”項目,集成苜蓿種植技術(shù)進行示范推廣,成效顯著,同時也發(fā)現(xiàn)了具有特殊性的問題。如當?shù)靥厥獾耐恋亻_發(fā)條件和土壤質(zhì)地、變化劇烈的氣候環(huán)境、傳統(tǒng)的種植業(yè)結(jié)構(gòu)和習慣等。這些問題或者屬技術(shù)的,或者屬非技術(shù)的,在苜蓿作為產(chǎn)業(yè)發(fā)展時會有相關(guān)聯(lián)的影響,需要統(tǒng)籌解決。
西藏地區(qū)苜蓿種子收獲量較低或達不到經(jīng)濟收獲量是綜合因素作用的結(jié)果,所以要提高種子產(chǎn)量,需要在綜合分析環(huán)境因子和苜蓿自身生長發(fā)育特性對結(jié)實率影響的基礎(chǔ)上,進行系統(tǒng)的研究。根據(jù)2008—2009年在山南和拉薩的調(diào)查和研究結(jié)果,需要進一步在以下方面開展研究:①種子生產(chǎn)區(qū)域及土壤條件的選擇;②種植的方式、密度、根瘤菌接種等播種技術(shù)研究;③施肥、灌溉、生長調(diào)節(jié)劑應用等田間管理技術(shù)研究;④蜜蜂、切葉蜂授粉技術(shù)研究;⑤收獲技術(shù)研究等。從研究內(nèi)容看,似乎上述技術(shù)較為成熟,其實在高原獨特的地理位置和氣候條件下所要求的不僅是技術(shù)集成,更重要的是創(chuàng)新。
培育新品種是解決苜蓿種子本土化生產(chǎn)的根本途徑。根據(jù)當?shù)貧夂蛱攸c和栽培條件,建議育種目標以3方面的選擇為主:①栽培條件以選擇適于灌溉的品種為主;②發(fā)育特性以早熟品種為主;③生長習性或株型以有限型品種為主。
[1]王玄德,賈小燕,劉秀華,等.西藏一江兩河地區(qū)耕地資源及其開發(fā)前景研究[J].西南農(nóng)業(yè)大學學報,1999(2):14-17.
[2]胡頌杰.西藏農(nóng)業(yè)概論[M].成都:四川科學技術(shù)出版社,1995:449-450.
[3]王堃,陳默君.苜蓿產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)[M].北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,2001.
[4]M E恩斯明格.飼料與營養(yǎng)[M].北京:北京農(nóng)業(yè)出版社,1985.