王雪萌， 張 涵， 宋 瑞， 劉 備， 張鐵軍， 毛培勝， 賈善剛*

(1.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院， 北京 100193； 2.北京林業(yè)大學(xué)草業(yè)與草原學(xué)院， 北京 100083)

美國(guó)是世界上草種業(yè)最為發(fā)達(dá)的國(guó)家之一[9-10]，在牧草種子生產(chǎn)、銷(xiāo)售、產(chǎn)業(yè)化和地域性方面走在國(guó)際前列。隨著世界經(jīng)濟(jì)一體化步伐推進(jìn)，我國(guó)草種業(yè)發(fā)展應(yīng)與包括美國(guó)在內(nèi)的國(guó)際牧草種子生產(chǎn)先進(jìn)國(guó)家迅速接軌。本文基于我國(guó)牧草種子統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，并結(jié)合美國(guó)的數(shù)據(jù)，比較分析了中美兩國(guó)在牧草種子生產(chǎn)方面的差異和我國(guó)的發(fā)展?jié)摿?，包括牧草種子生產(chǎn)種類(lèi)和規(guī)模、專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)的地域性、新品種選育、產(chǎn)業(yè)化與機(jī)械化、生產(chǎn)技術(shù)研究等方面，以期借鑒美國(guó)經(jīng)驗(yàn)，為我國(guó)草種業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展提供參考。

1 牧草種子生產(chǎn)規(guī)模及我國(guó)進(jìn)口種子概況

1.1 牧草種子生產(chǎn)種類(lèi)和規(guī)模情況

中國(guó)草原面積約為4×108hm2，占國(guó)土面積的41%，相當(dāng)于耕地面積的3倍，林地面積的4倍，主要分布在西藏、內(nèi)蒙古、新疆、青海、四川、甘肅等省區(qū)[11-12]。20世紀(jì)50年代中國(guó)建立了20余個(gè)草籽繁殖場(chǎng)，但是種子產(chǎn)量極低；20世紀(jì)80年代，中國(guó)牧草種子生產(chǎn)開(kāi)始快速發(fā)展，特別是種子質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)體系的建設(shè)，大大推動(dòng)了草種業(yè)的現(xiàn)代化和標(biāo)準(zhǔn)化[13]。進(jìn)入21世紀(jì)之后，政府對(duì)草業(yè)的發(fā)展更加重視，牧草種子生產(chǎn)在種類(lèi)和規(guī)模上得到全面提升。“十二五”期間，全國(guó)共建設(shè)牧草種子繁育基地100個(gè)，其中包括苜蓿(Medicago)種子繁育基地48個(gè)。牧草種子產(chǎn)量從1989年的25 000 t增長(zhǎng)到2017年的84 000 t[14-15]。數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，牧草種子田種植面積呈下降趨勢(shì)，但牧草種子總產(chǎn)量相對(duì)穩(wěn)定，單產(chǎn)在2013年獲得了很大的提升，從615 kg·hm-2上升到947 kg·hm-2，隨后略有下降(圖1)。

圖1 中國(guó)牧草種子種植面積和種子產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)(2010—2017)Fig.1 Statistics on planting area and seed yield of forage seed in China (2010 to 2017)注：數(shù)據(jù)來(lái)源于全國(guó)畜牧總站編著的2010—2017年《中國(guó)草業(yè)統(tǒng)計(jì)》Note：Data from China Grassland Statistics (2010 to 2017) compiled by National Animal Husbandry General Station

中國(guó)牧草種子生產(chǎn)田面積較大的主要是紫花苜蓿(Medicagosativa)、燕麥(Avenasativa)、披堿草(Elymusdahuricus)、蘇丹草(Sorghumsudanense)、老芒麥(Elymussibiricus)、多花黑麥草(Loliummultiflorum)和羊草(Leymuschinensis)。其中，紫花苜蓿種植面積(38 233 hm2)最大，單產(chǎn)為320 kg·hm-2；燕麥單產(chǎn)最高，達(dá)到了2 241 kg·hm-2；羊草種植面積最小，單產(chǎn)也最低，只有173 kg·hm-2[15](圖2A)；美國(guó)牧草種子生產(chǎn)田面積排名靠前的主要是黑麥草(Loliumperenne)、羊茅(Festucaovina)、紫花苜蓿等。其中，黑麥草種植面積(93 943 hm2)最大，單產(chǎn)為1 711 kg·hm-2；而雀麥(Bromusjaponicus)的單產(chǎn)最高，為5 438 kg·hm-2[16-17](圖2B)。

圖2 中美兩國(guó)2017年種植面積前7位的牧草種子生產(chǎn)情況[16,18]Fig.2 The forage seed production of the top 7 planting area in China and U.S.A. in 2017

根據(jù)全國(guó)畜牧總站編著的2010—2017年《中國(guó)草業(yè)統(tǒng)計(jì)》，對(duì)我國(guó)2010—2017年之間牧草種子單產(chǎn)變化趨勢(shì)進(jìn)行分析，可以發(fā)現(xiàn)，2013年和2014年是一個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，全國(guó)牧草種子單產(chǎn)在這2年間得到了巨大的提升(圖1)。比如，2012年紫花苜蓿種子單產(chǎn)為249 kg·hm-2，2014年提升到370 kg·hm-2；2012年老芒麥種子單產(chǎn)為420 kg·hm-2，2014年為600 kg·hm-2；2012年羊草種子單產(chǎn)為145 kg·hm-2，2014年提升到321 kg·hm-2；2012年燕麥種子單產(chǎn)為2 622 kg·hm-2，2014年為3 097 kg·hm-2(圖3)；這些結(jié)果與全國(guó)牧草種子單產(chǎn)的提升(圖1)是相符的。2012年和2017年中國(guó)紫花苜蓿種子的全國(guó)總產(chǎn)量分別為11 559 t和12 217 t，單產(chǎn)分別為249 kg·hm-2和320 kg·hm-2。需要指出的是，我國(guó)新疆建設(shè)兵團(tuán)2017年紫花苜蓿種子單產(chǎn)達(dá)到了1 280 kg·hm-2[15]，遠(yuǎn)高于全國(guó)平均單產(chǎn)水平。雖然目前我國(guó)牧草種子的單產(chǎn)在穩(wěn)步提升，但仍有很大提升空間。

圖3 2010—2017年我國(guó)四種牧草種子單產(chǎn)變化Fig.3 Seed yield per hectare of four forage species in China from 2010 to 2017注：數(shù)據(jù)來(lái)源于全國(guó)畜牧總站編著的2010—2017年《中國(guó)草業(yè)統(tǒng)計(jì)》Note：Data from China Grassland Statistics (2010 to 2017) compiled by National Animal Husbandry General Station

20世紀(jì)40年代美國(guó)的牧草種子生產(chǎn)作為牧草生產(chǎn)的副產(chǎn)品，種子平均產(chǎn)量在150～300 kg·hm-2；之后牧草種子生產(chǎn)水平不斷提高，在1999年時(shí)種子平均單產(chǎn)達(dá)到1 125 kg·hm-2[19-20]。美國(guó)牧草種子生產(chǎn)區(qū)主要分布在加利福尼亞州、俄勒岡州、懷俄明州等，2008年牧草種子田面積為570 000 hm2，年產(chǎn)457 000 t；據(jù)2017年統(tǒng)計(jì)，美國(guó)牧草種子生產(chǎn)田面積排在前面的主要是黑麥草、羊茅、紫花苜蓿、草地早熟禾、紅三葉、狗牙根和鴨茅(圖2B)，而牧草種子生產(chǎn)田面積下降到了307 400 hm2[21]。2019年，單就俄勒岡州的禾本科和豆科牧草種子田而言，面積達(dá)到約200 000 hm2，年產(chǎn)量約330 000 t[22]。

另外，就2017年中美部分牧草的種植情況來(lái)看，我國(guó)草種業(yè)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)與美國(guó)相比還有一定差距(表1、表2)。以黑麥草最為顯著，中國(guó)生產(chǎn)田面積只有440 hm2，而美國(guó)則達(dá)到93 943 hm2。2012年和2017年美國(guó)紫花苜蓿種子的總產(chǎn)量分別為25 826 t和28 980 t，單產(chǎn)分別為684 kg·hm-2和715 kg·hm-2[16]。中美紫花苜蓿種子田面積比較接近，但是由于我國(guó)單產(chǎn)水平幾乎只有美國(guó)的一半(表2)，導(dǎo)致苜蓿種子的總產(chǎn)量不及美國(guó)總產(chǎn)量的一半；更為顯著的是，我國(guó)蘇丹草種子田面積為美國(guó)的2倍，但單產(chǎn)卻不足美國(guó)的三分之一。

表1 2017年中美部分牧草種子田面積比較Table 1 Comparison of field area of selected forage seeds between China and U.S.A. in 2017 單位：hm2

表2 2017年中美部分牧草種子單產(chǎn)比較Table 2 Comparison of seed yield per hectare between China and U.S.A. in 2017 單位：kg·hm-2

中美兩國(guó)牧草種子結(jié)構(gòu)雖然都在不斷調(diào)整，但是通過(guò)比較2012年和2017年部分牧草種子單產(chǎn)的變化幅度(圖4)，發(fā)現(xiàn)中國(guó)牧草種子結(jié)構(gòu)變化劇烈，而美國(guó)則相對(duì)穩(wěn)定，變化幅度在50%范圍內(nèi)。這一數(shù)據(jù)反映出中美牧草種子產(chǎn)業(yè)上的差異，美國(guó)牧草種子生產(chǎn)具有集約化、規(guī)模化及生產(chǎn)地域穩(wěn)定性的特點(diǎn)，從而使其單產(chǎn)可以保持在一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)。

在借鑒國(guó)內(nèi)外流域管理聯(lián)席會(huì)議制度成功經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，提出了漢江流域水資源管理與保護(hù)聯(lián)席會(huì)議制度方案，包括聯(lián)席會(huì)議的成員單位、主要任務(wù)、運(yùn)行機(jī)制等內(nèi)容。初步考慮，聯(lián)席會(huì)議召集單位為長(zhǎng)江水利委員會(huì)，成員單位包括流域內(nèi)各省級(jí)行政區(qū)政府及相關(guān)部門(mén)、重要水利水電工程管理部門(mén)以及電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行管理部門(mén)。

圖4 中美兩國(guó)部分牧草種子單產(chǎn)2017年較2012年的變化幅度統(tǒng)計(jì)Fig.4 Fluctuation of seed yield per hectare of selected forage between China and U.S.A. in 2017 and 2012注：中國(guó)：中國(guó)草業(yè)統(tǒng)計(jì)；美國(guó)：USDANote:China:China Grassland Statistics,U.S.A.:United States Department of Agriculture

1.2 中國(guó)進(jìn)口牧草種子情況

牧草種子是發(fā)展草牧業(yè)的物質(zhì)基礎(chǔ)。近年來(lái)，我國(guó)對(duì)牧草種植地域性、種植人員專(zhuān)業(yè)化、機(jī)械專(zhuān)業(yè)化的重視以及各項(xiàng)政策的實(shí)施，使得草種業(yè)迅猛發(fā)展，但仍然存在一定的限制因素。由于對(duì)牧草種子的需求量不斷加大，國(guó)產(chǎn)牧草種子的供給量?jī)H達(dá)到總需求量的30%[15]，所以對(duì)國(guó)外種子的依賴(lài)狀況在短時(shí)間內(nèi)無(wú)法改變，每年都需要進(jìn)口大量牧草種子。20世紀(jì)90年代以來(lái)，我國(guó)牧草種子的進(jìn)口量呈逐年上升的趨勢(shì)(圖5A)，1999年牧草種子進(jìn)口6 400 t，2019年進(jìn)口51 300 t[23]，2020年達(dá)到了61 100 t[24]，呈持續(xù)增高的趨勢(shì)。我國(guó)優(yōu)良牧草用種約60%依賴(lài)進(jìn)口，草地草坪草用種約95%依賴(lài)進(jìn)口，生態(tài)修復(fù)草用種在國(guó)內(nèi)生產(chǎn)幾乎是空白[25]。據(jù)2020年統(tǒng)計(jì)，我國(guó)紫花苜蓿種子生產(chǎn)只能基本滿足國(guó)內(nèi)的需要，同時(shí)對(duì)黑麥草種子的需求正在增加(圖5B)[15-26]。2000—2020年，苜蓿種子進(jìn)口量增長(zhǎng)了88%，三葉草種子進(jìn)口量增長(zhǎng)了近4倍，黑麥草種子增長(zhǎng)了14倍；我國(guó)牧草種子進(jìn)口的來(lái)源國(guó)比較穩(wěn)定，從美國(guó)進(jìn)口的羊茅種子占81%、黑麥草種子占71%、三葉草種子占15%[23]。美國(guó)進(jìn)口牧草種子的質(zhì)量?jī)?yōu)于國(guó)內(nèi)草種，且價(jià)格較低。雖然進(jìn)口牧草種子對(duì)我國(guó)地域環(huán)境的適應(yīng)性相對(duì)較差、栽培管理要求高，還存在國(guó)外雜草和病原侵入的風(fēng)險(xiǎn)[27-29]，但我國(guó)草種業(yè)在短時(shí)間內(nèi)仍無(wú)法降低對(duì)國(guó)外牧草種子的依賴(lài)。

圖5 中國(guó)牧草種子進(jìn)口情況(數(shù)據(jù)來(lái)自中國(guó)海關(guān))Fig.5 The import situation of forage seed in China (Data from China Custom)注：A,2000—2019年中國(guó)草種子進(jìn)口量。B,2000—2019年主要牧草種子進(jìn)口量Note:A,the forage seed imported from 2000 to 2019 in China. B,Major forage seed imported from 2000 to 2019 in China

2 中國(guó)和美國(guó)牧草種子生產(chǎn)的地域性

牧草種子產(chǎn)量和單產(chǎn)的提升，離不開(kāi)地域性生產(chǎn)，中美都高度重視牧草種子專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)的地域性。牧草種子生產(chǎn)需要選擇適宜的生產(chǎn)地域，滿足牧草生長(zhǎng)對(duì)環(huán)境的要求。生產(chǎn)地域的集中能加強(qiáng)牧草種子產(chǎn)業(yè)的集約化和規(guī)?；芾恚M(jìn)而保證牧草種子的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。近年來(lái)，牧草種子地域性生產(chǎn)越來(lái)越成為業(yè)內(nèi)的共識(shí)。

中國(guó)地域遼闊，橫跨熱帶、亞熱帶、溫帶、寒帶等熱量帶，具有多樣的氣候和地勢(shì)[30]。在適合的地域進(jìn)行種子生產(chǎn)是獲得高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的前提條件[31]。我國(guó)牧草種子產(chǎn)地主要集中在北方的內(nèi)蒙古、青海、新疆和甘肅等11個(gè)省，南方的四川、海南和貴州等10個(gè)省，共21個(gè)省市自治區(qū)，產(chǎn)量占全國(guó)的91%[11]。甘肅省日照充分，晝夜溫差較大，雖然降雨稀少，約70%的地區(qū)年降水量少于500 mm，但是灌溉系統(tǒng)發(fā)達(dá)，比較適合牧草種子生產(chǎn)，是中國(guó)紫花苜蓿種子主產(chǎn)區(qū)；與之相比，南方的四川省主要生產(chǎn)毛苕子(Viciavillosa)、箭筈豌豆(Viciasativa)和紫云英(Astragalussinicus)等種子[11]。

紫花苜蓿種子生產(chǎn)區(qū)主要是甘肅河西走廊生產(chǎn)帶、黃河河套生產(chǎn)帶、天山北麓生產(chǎn)帶和新疆和田生產(chǎn)帶(圖6A)。需要指出的是，甘肅省作為最大的紫花苜蓿種子生產(chǎn)省份，單產(chǎn)只有353 kg·hm-2；而寧夏自治區(qū)產(chǎn)量相對(duì)較高，達(dá)到780 kg·hm-2，這與美國(guó)的平均水平(715 kg·hm-2)相當(dāng)[15]。老芒麥種子的主要生產(chǎn)基地有4個(gè)，分別為蒙冀種子生產(chǎn)帶、甘肅河西走廊種子生產(chǎn)帶、青海種子生產(chǎn)帶和川西北高原種子生產(chǎn)帶，均可獲得較高的種子產(chǎn)量[11]；鴨茅主要生產(chǎn)地域?yàn)樾陆退拇ㄅ璧?，其中四川鴨茅種子單產(chǎn)為525 kg·hm-2，新疆為300 kg·hm-2，2017年我國(guó)鴨茅種子單產(chǎn)為304 kg·hm-2；美國(guó)單產(chǎn)則達(dá)到了769 kg·hm-2[11,15-16]；披堿草主要種植在北方蒙冀交界、甘肅河西走廊、新疆天山、青海和川西北高原地區(qū)[11]。

圖6 2017年中美紫花苜蓿種子主要種植區(qū)域及產(chǎn)量Fig.6 Main production area and yield of alfalfa seed in China and U.S.A. in 2017注：A,中國(guó)；B,美國(guó)(中國(guó)：中國(guó)草業(yè)統(tǒng)計(jì)；美國(guó)：USDA)Note:A,China;B,U.S.A. (China:China Grassland Statistics,U.S.A.:United States Department of Agriculture)

除此之外，我國(guó)某些地區(qū)仍然片面地認(rèn)為種植牧草會(huì)大量占用農(nóng)耕地，所以牧草種子田大多是在荒地、退化草地和鹽堿地上發(fā)展，土壤有機(jī)質(zhì)含量低、土地不平整、鹽堿重、灌溉條件差[32]。立地條件的限制造成了牧草出苗難、出苗不齊，在田間管理上漏水漏肥，產(chǎn)量上不去，水肥投入成本高、效果差等。這也是我國(guó)牧草種子單產(chǎn)低的重要原因[33]。

美國(guó)地處北美大陸南部，幅員遼闊，幾乎涵蓋了世界上所有的氣候類(lèi)型，年均降雨量500～1 500 mm。在我國(guó)牧草種子生產(chǎn)還處于起步、摸索階段時(shí)，美國(guó)就對(duì)地域性生產(chǎn)有了一定的認(rèn)識(shí)。以紫花苜蓿種子生產(chǎn)田為例，1974年美國(guó)全國(guó)草種子田種植地域比較分散，單產(chǎn)約為270 kg·hm-2；華盛頓州和內(nèi)布拉斯加州種子田的面積接近，但是單產(chǎn)差異顯著，分別為535 kg·hm-2和85 kg·hm-2[34]。經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，隨著專(zhuān)業(yè)化牧草育種計(jì)劃的實(shí)施以及專(zhuān)業(yè)化種子生產(chǎn)的深入，美國(guó)牧草種子的生產(chǎn)向地域性和專(zhuān)業(yè)化方向轉(zhuǎn)變。1997年牧草種子生產(chǎn)地域主要集中到美國(guó)西北部，基本形成了現(xiàn)在地域性建設(shè)的格局，以美國(guó)西部加利福尼亞州和俄勒岡州最為典型[35]，其中俄勒岡州是最重要的禾本科牧草種子生產(chǎn)區(qū)。

美國(guó)紫花苜蓿種子生產(chǎn)基地一般集中在氣候適宜，灌溉條件完善的西北地區(qū)，如加利福尼亞州、愛(ài)達(dá)荷州、蒙大拿州、華盛頓州和懷俄明州(圖6B)。2017年USDA統(tǒng)計(jì)，加利福尼亞州作為最大的紫花苜蓿種子生產(chǎn)區(qū)單產(chǎn)達(dá)到605 kg·hm-2，愛(ài)達(dá)荷州單產(chǎn)達(dá)到了1 112 kg·hm-2。羊茅種子產(chǎn)區(qū)主要有密蘇里州、俄勒岡州和華盛頓州，其中華盛頓州的單產(chǎn)達(dá)到了2 077 kg·hm-2。多年生黑麥草的主要產(chǎn)區(qū)為俄勒岡州、明尼蘇達(dá)州和賓夕法尼亞州，賓夕法尼亞州的種植面積只有270 hm2，單產(chǎn)能達(dá)到1 501 kg·hm-2；俄勒岡州的單產(chǎn)達(dá)到了1 823 kg·hm-2[16]。

3 牧草品種選育

我國(guó)牧草育種工作主要是以科研單位為主[36]。美國(guó)牧草育種工作主要由公立機(jī)構(gòu)、種子公司以及個(gè)體進(jìn)行，特別是種子公司，其科研育種的工作速度快、規(guī)模大、投入力度大、科技創(chuàng)新能力強(qiáng)、產(chǎn)業(yè)鏈完善[37-38]，美國(guó)2家主要的牧草育種公司為國(guó)際牧草遺傳公司(Forage Genetics International)和杜邦先鋒(Dupont Pioneer)[39]。

截至2019年，我國(guó)審定登記的牧草品種共584個(gè)，其中育成品種217個(gè)，引進(jìn)品種175個(gè)[40]。2020年，我國(guó)審定登記的牧草品種增加20個(gè)，包括10個(gè)育成品種和7個(gè)引進(jìn)品種[41]。美國(guó)每年育成的苜蓿品種達(dá)到30個(gè)以上，2015年單年，美國(guó)審定登記了192個(gè)苜蓿品種，與我國(guó)近30年育成的品種數(shù)量接近[11]。我國(guó)草品種審定登記數(shù)量在持續(xù)增加，平均每年審定通過(guò)17個(gè)，其中育成品種僅為審定登記品種數(shù)量的37%，而引進(jìn)品種則達(dá)到31%[13]。我國(guó)牧草育種工作主要是針對(duì)抗旱、抗寒、耐鹽堿和抗病蟲(chóng)害等抗性問(wèn)題開(kāi)展的[42]。雖然從美國(guó)引入的牧草品種具有較高的質(zhì)量，但引入我國(guó)后仍受當(dāng)?shù)赝寥琅c氣候條件的限制，如從美國(guó)匹克公司引進(jìn)4個(gè)苜蓿品種在吉林進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果表明這4個(gè)苜蓿品種的越冬率、適應(yīng)性均不如我國(guó)的‘公農(nóng)1號(hào)’[43]；在黑龍江進(jìn)行的引種試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，來(lái)自我國(guó)的3個(gè)苜蓿品種綜合表現(xiàn)最好，而從美國(guó)引進(jìn)的9個(gè)品種在各項(xiàng)性能方面表現(xiàn)不一[44]。

所以，我國(guó)草種業(yè)的發(fā)展不能單純依靠國(guó)外進(jìn)口草種，應(yīng)加強(qiáng)在品種選育上的技術(shù)創(chuàng)新、加大優(yōu)良遺傳性狀在牧草上的應(yīng)用力度、構(gòu)建現(xiàn)代化選育機(jī)制、選育適合我國(guó)自然經(jīng)濟(jì)條件的新品種，還可以通過(guò)引進(jìn)國(guó)外優(yōu)良品種，提取優(yōu)良基因，從而縮短育種周期，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)種源的穩(wěn)定發(fā)展[45-46]。

4 牧草種子生產(chǎn)的產(chǎn)業(yè)化和機(jī)械化

美國(guó)是世界上最大的牧草種子生產(chǎn)國(guó)和出口國(guó)，美國(guó)種業(yè)領(lǐng)先世界的原因是其種業(yè)科技實(shí)力強(qiáng)，有完備的基礎(chǔ)研究—技術(shù)開(kāi)發(fā)—商業(yè)化育種體系，在應(yīng)用生物技術(shù)育種方面發(fā)展十分迅速[47]。企業(yè)是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的中堅(jiān)力量，對(duì)整個(gè)產(chǎn)業(yè)的帶動(dòng)和進(jìn)步具有重要促進(jìn)作用，美國(guó)牧草種子生產(chǎn)主要是依靠Syngenta,Monsanto,Corteva和Allied Seed LLC等這些大公司的科研投入來(lái)研發(fā)新產(chǎn)品(表3)。例如，Syngenta是以先進(jìn)的育種和生物技術(shù)創(chuàng)新為基礎(chǔ)的，致力于研究出能夠在惡劣氣候條件下、有挑戰(zhàn)性的土壤上茁壯生長(zhǎng)的品種；Allied Seed LLC作為一家全方位服務(wù)的牧草和草坪草種子公司，在紫花苜蓿、羊茅、一年生黑麥草等的生產(chǎn)和管理上有獨(dú)到的見(jiàn)解和完善的管理技術(shù)。與美國(guó)相比，我國(guó)牧草種子企業(yè)規(guī)模相對(duì)較小，多為地方性的中小規(guī)模公司。而對(duì)于具有一定規(guī)模的牧草種子企業(yè)，其經(jīng)營(yíng)多以“進(jìn)口+銷(xiāo)售”或者“生產(chǎn)+銷(xiāo)售”模式為主，投資進(jìn)行品種選育的意愿不足，還未真正形成集育、繁、推、產(chǎn)、加、銷(xiāo)于一體的產(chǎn)業(yè)化模式，沒(méi)有充裕的資金、人才、設(shè)備從事規(guī)?；姆N子培育、生產(chǎn)和推廣，更缺乏與國(guó)際重量型牧草種子公司競(jìng)爭(zhēng)的實(shí)力，而且，我國(guó)品種培育大多采用的是育種周期長(zhǎng)、培育數(shù)量少的傳統(tǒng)方法[48-51]。

表3 美國(guó)主要的種子公司Table 3 The major seed companies in U.S.A.

美國(guó)在牧草種子生產(chǎn)機(jī)械方面實(shí)力雄厚，擁有幾個(gè)世界馳名且國(guó)際化運(yùn)營(yíng)的農(nóng)業(yè)機(jī)械生產(chǎn)公司，如John Deere,Case IH和New Holland(表4)；這些公司總資產(chǎn)龐大，擁有強(qiáng)大的研發(fā)能力和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)能力。John Deere公司的牧草種子聯(lián)合收割機(jī)S系列和X系列，擁有全自動(dòng)化控制系統(tǒng)，效率高、操作簡(jiǎn)便；Case IH公司收割機(jī)的設(shè)計(jì)與自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)合，旨在實(shí)現(xiàn)高效化收獲及最大化田間生產(chǎn)率。我國(guó)牧草種子機(jī)械研制主要以科研院所為主，比如，“十三五”期間，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院草原研究所研制出的9BS-2.4型苜蓿草種籽播種機(jī)；中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院呼和浩特分院和內(nèi)蒙古大博金田機(jī)械有限公司，研制出的9BQM-3.0型牧草免耕播種機(jī)(草原免耕補(bǔ)播改良機(jī))以及9ZZ-3.0型牧草種子收獲機(jī)，2020年7月在內(nèi)蒙古鄂爾多斯市鄂托克旗進(jìn)行了試驗(yàn)，結(jié)果表明該收獲機(jī)可以按行收獲苜蓿種子，但不適用于收獲行距不清或不分行種植的苜蓿種子。

表4 美國(guó)主要的農(nóng)業(yè)機(jī)械公司Table 4 The major agricultural machinery companies in U.S.A.

根據(jù)農(nóng)業(yè)部牧草種子質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)中心的檢驗(yàn)結(jié)果顯示，我國(guó)牧草種子質(zhì)量較差，牧草種子質(zhì)量合格率只有50%，一級(jí)品率不超過(guò)20%[52]。我國(guó)牧草種子生產(chǎn)的產(chǎn)業(yè)化和機(jī)械化起步晚、發(fā)展慢，不能保障品種真實(shí)性和種子質(zhì)量，品種混雜等問(wèn)題突出，導(dǎo)致我國(guó)牧草種子質(zhì)量參差不齊[53-54]。

5 牧草種子生產(chǎn)技術(shù)專(zhuān)業(yè)化

提高種子產(chǎn)量的措施主要表現(xiàn)在播種、施肥、灌溉、授粉、雜草控制、病蟲(chóng)防治、外源激素調(diào)控、收獲機(jī)械、收獲后田間管理等技術(shù)方面[55-61]，中美2國(guó)都在相關(guān)領(lǐng)域開(kāi)展了專(zhuān)業(yè)研究。

美國(guó)在苜蓿和禾本科牧草混播同期開(kāi)花、聯(lián)合共生固氮控制、切葉蜂授粉輔助生產(chǎn)、根瘤菌接種及雜草控制等技術(shù)上取得重要進(jìn)展[62-63]；同時(shí)，配備先進(jìn)的灌溉控制系統(tǒng)、田間牧草生長(zhǎng)檢測(cè)系統(tǒng)、配套收割打捆等機(jī)械，實(shí)現(xiàn)了牧草種子高效、低損、優(yōu)質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)化的生產(chǎn)。以種子產(chǎn)量低、品質(zhì)差的百喜草(Paspalumnotatum)為例，美國(guó)采用去葉施肥的方法：即在五月份進(jìn)行去葉處理后施氮60 kg·hm-2，可顯著提高種子產(chǎn)量[64]。開(kāi)發(fā)利用化學(xué)引誘劑，在田間施用誘食劑，增加苜蓿切葉蜂(Eutricharaearotundata)在種子生產(chǎn)田的停留時(shí)間，提高苜蓿授粉率，從而增加苜蓿種子產(chǎn)量[65]。在春季施44 kg·hm-2氮肥并在種子萌發(fā)啟動(dòng)階段分施33 kg·hm-2氮肥，可使種子產(chǎn)量大幅提高；若第1次施肥推遲到返青后4周，則會(huì)顯著降低種子產(chǎn)量[66]。

我國(guó)從20世紀(jì)90年代中期開(kāi)始對(duì)牧草種子生產(chǎn)管理技術(shù)進(jìn)行研究。比如，播種行距一般設(shè)置為15，30，45，60，90，120 cm等，具體行距要根據(jù)草種及環(huán)境進(jìn)行確定。鴨茅最適行距為90 cm，草地早熟禾(Poapratensis)為30 cm，高羊茅(Festucaelata)在30～60 cm能夠獲得最佳種子產(chǎn)量[67]。在北疆地區(qū)生產(chǎn)紫花苜蓿的適宜行距是60 cm，種子產(chǎn)量可達(dá)到766 kg·hm-2，行距為100 cm時(shí)種子產(chǎn)量達(dá)到最低值為578 kg·hm-2[68]；在寧夏灌區(qū)，紫花苜蓿的行距為90 cm時(shí)可獲得最佳產(chǎn)量1 560 kg·hm-2[69]。施肥和灌溉均能提高種子的產(chǎn)量水平[70]，尤其是灌溉[71-72]，灌溉可以使苜蓿種子單產(chǎn)達(dá)到1 500 kg·hm-2以上。而最優(yōu)的處理是施肥和灌溉2因素最佳水平的組合，如草地早熟禾前1年秋季1次性施肥與返青期、拔節(jié)孕穗期和抽穗—初花期供水3次相配合，每次供水量為5～8 cm，這種組合情況下小穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重、籽粒產(chǎn)量均顯著提高[73]。在我國(guó)內(nèi)蒙古進(jìn)行的苜蓿切葉蜂試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，放養(yǎng)切葉蜂的增產(chǎn)效果為對(duì)照的5倍[74]。

6 我國(guó)牧草種子產(chǎn)業(yè)發(fā)展建議

(1)針對(duì)草種業(yè)科技力量薄弱、產(chǎn)業(yè)鏈條不完整等瓶頸問(wèn)題，我國(guó)西部六省區(qū)的自然資源具備與美國(guó)等草種生產(chǎn)先進(jìn)國(guó)家相似的條件，應(yīng)積極發(fā)揮西部幾個(gè)省區(qū)的資源優(yōu)勢(shì)。盡快建設(shè)國(guó)家草種專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)帶，加強(qiáng)與現(xiàn)代生物技術(shù)的結(jié)合，提高牧草種子的商業(yè)化程度。

(2)針對(duì)不同飼草種類(lèi)、地域特點(diǎn)的專(zhuān)業(yè)化種子擴(kuò)繁技術(shù)體系不完善問(wèn)題，圍繞豆科牧草中紫花苜蓿、白三葉(Trifoliumrepens)、柱花草(Stylosantheshumilis)和白刺花(Sophoraviciifolia)，禾本科牧草中多花黑麥草(Loliummultiflorum)、老芒麥、鴨茅、羊草、無(wú)芒雀麥、堿茅(Puccinelliadistans)、垂穗披堿草(Elymusnutans)和狼尾草(Pennisetumalopecuroides)等重要牧草，在生態(tài)適宜區(qū)設(shè)立牧草種子生產(chǎn)集中區(qū)，建設(shè)若干個(gè)良種繁育基地，實(shí)現(xiàn)牧草種子產(chǎn)業(yè)優(yōu)質(zhì)種源穩(wěn)定發(fā)展。

(3)加快新品種選育。建立良種繁育專(zhuān)項(xiàng)基金，引進(jìn)國(guó)內(nèi)外育種專(zhuān)家，加強(qiáng)多學(xué)科的交流學(xué)習(xí)，解決進(jìn)口牧草種子無(wú)法適應(yīng)國(guó)內(nèi)氣候和環(huán)境的難題，加快牧草種子單產(chǎn)提升的步伐。同時(shí)，及時(shí)將品種優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力，使新品種盡快應(yīng)用于生產(chǎn)。

(4)研發(fā)推廣具有我國(guó)地方特色的牧草種子生產(chǎn)配套機(jī)械，包括播種、中耕除草、施肥和收獲等環(huán)節(jié)的機(jī)械設(shè)備。加強(qiáng)機(jī)械化耕作的關(guān)鍵裝置、機(jī)械化收獲技術(shù)與配套裝置智能控制方面的研究。

(5)在大型牧草種子生產(chǎn)龍頭企業(yè)的培育和扶持方面加大力度，結(jié)合牧草種子專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)的地域性推廣，發(fā)展現(xiàn)代化種子領(lǐng)軍企業(yè)和具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的大型企業(yè)，提高牧草種子的商品化程度以及市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，構(gòu)建完備的草種生產(chǎn)信息體系。樹(shù)立牧草種子生產(chǎn)系統(tǒng)觀，將地域性、產(chǎn)業(yè)化、機(jī)械化和技術(shù)專(zhuān)業(yè)化有機(jī)結(jié)合，積極吸取先進(jìn)國(guó)家的經(jīng)驗(yàn)，最終促進(jìn)牧草種子生產(chǎn)工作的穩(wěn)步推進(jìn)。

總之，在牧草種子生產(chǎn)中建立專(zhuān)業(yè)化良種繁育基地、輸出專(zhuān)業(yè)化人才、深化對(duì)國(guó)內(nèi)地域性的認(rèn)識(shí)、研究適合我國(guó)不同氣候條件的種子田建植與養(yǎng)護(hù)管理技術(shù)、采用專(zhuān)業(yè)化田間管理方法、及時(shí)掌握我國(guó)牧草種子生產(chǎn)動(dòng)態(tài)，這對(duì)推動(dòng)我國(guó)草業(yè)的健康持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。