全 文 ：土味通报 , 2 2 ( 7 ) : 6 一 8 , 19 91
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低丘红壤区桔一草一乳牛
生态系统的综合效益分析
吕 军 陈健 民
(浙江 农业大学 上化系 ) (浙江省衡州市园艺场 )
内容提奥 在桔园套种牧草 , 以牧草喂奶牛 , 牛粪作桔园肥料 , 建立桔一草一奶牛复合生态系统 ,
有利于增加红壤植被 , 减少水土流失 , 增加有机肥料 , 减少化肥投入和喂牛稻草而利于后者还 田 , 具有
多方面的效益 。 本文分析了该系统的能量流和价值流 。
关键词 : 桔一草一奶牛复合生态系统 ; 低丘红壤
浙江省西部丘陵红壤地区土地资源丰富 , 气候资
源充足 , 是本省重要的农业 区 。 四十余年来 , 以生物
和化学方法为主的红壤改良和开发利用取得 了很大的
成就 , 使得以酸 、 粘 、 瘦为特点的红壤 , 成为粮食和
林 、 果生产的重要基地 , 尤其在近几年 , 柑桔生产的
发展十分迅猛 , 仅衙州市种植面积已达四十万亩 , 柑
桔业 已成为该地区农业经济的重要支柱 。 但是 , 在新
的农业产业结构形势下出现 了新的农业生态问题 , 表
现在农业生产中有机肥投入不足而影响土壤肥力的提
高 , 粮食产量多年徘徊不前 ; 养殖业 以耗粮型为主 ,
消耗大量粮食从而限制 了畜牧业的继续发展 , 甚至出
现滑坡 ; 许多地区水土流失严重 , 低丘红壤地带的土
谈侵蚀成为本省仅次于曹娥江流域的 严 重地 区 。 因
此 , 针对低丘红壤地区的新特点 , 从土壤的生物改良
入手 , 进行良性农业生态循环系统的建设 , 实行综合
治理是改善和稳定红壤地区农业生态系统的 重 要 途
径 。
本文在低丘 红壤桔园中垦种高产优质牧草试验和
试建枯一草一奶牛复合生态系统研究的从础上 , 通过
对系统 , l, 的能流和价值流的分析 , 对它的生态效益 、
经济效益 以及社会效益进行初步讨论 , 为进 一 步探索
红壤地 区生态大农业的优化体系提供部分依据 。
一 、 桔草一乳牛复合生态系统 的结构
试验在浙江省衡州市园艺场进行 , 选定由 一户工
人承包的桔园 1 3亩 , 偏养的奶牛 7 头作为桔一草一奶
牛复合生态 系统建设的墓础 。 作为一个农 、 果 、 牧结
合的复合生态系统 , 主要 由柑桔生产 。 牧草生产和奶
牛生产组成 , 整个复合系统可分为三个子系统 :
1
. 土壤子系统 土壤为第四纪红土发育的黄筋
泥土属 ,质地为轻枯土 ,容重 1 . 3笔c/ 饥 , , 有机质含量
9
.
g4 kg
一 且 、 碱解氮 8哎m g / k g 一 : 速效磷和 速 效钾分别
为 3 . 9不!17 5 . s m g kg 一 兔。 1 9 5 0年 开 垦 , 1 9 8 1年 定植柑
桔 。
2
. 植物子系统 包括两种植物 , 即柑桔树和试
验引入的牧草 。 柑桔品系为碰柑2 16 , 1 9 8 1年春定植 ,
种植密度为 56 株 /亩 ,三年后开始投产 , 1 9 8 9年针洁产
量为 1 4 7 o k g /亩 。 牧草品种为美国俄勒岗黑 麦 印 属
一年生禾本科牧草 , 根系发达 , 生长快 、 分孽 刀 强 ,
可多次割青 , 品质优良 . 拔节前鲜草分析 结 果 为 含
水量 8 5 . 0 7% , 粗 蛋 白 2 . 28 % , 粗 脂 肪 0 . 71 % 粗
纤维 0 . 9 4 % , 粗灰分 1 . 5 % , 其风干物粗蛋 白含 量 达
1 5
。
2 5%
。
按照试验园中柑桔种植密度 , 行间空隙约有洁园
总面积的 1 / 3可 以利用 , 可套种收 一草净 面 积 4 亩 。
试验期间 , 留出 了部分对照地等 , 实际棺草面积 。 亩。
试验的系统观察始于头一年 ( 1 3吕8) 9 月 , 黑麦草 9 月
2 0 日播种 , 按植草净面积计算 , 播种量 为 1 . s k g /亩 ,
牧草基肥施钙镁磷肥 s kg /亩 , 土杂肥 1 0担 / 亩 , 侮次
割青后追施尿素 3 k留亩 , 至次年 5 月 1连只政 后 ` 批
收割完毕 , 牧草实收总产量为 2 5 0 k g广亩。
3
. 动物生产子系统 共有乳牛 7 头 , 其中 喷 头
为成年产乳牛 , 试验前的年产乳量 三拼均为 2通北3 , 示公斤
/头 ( 1 9 88年 ) ; 另外 3头中有 2头小牛 。 乳牛的 粗 伺
料在试验前主要靠干饲料 ( 三卜肠 毕) , 铆头 f于少、 : 游 ;乐
建立复合系统后 , 每 日可供青料 1加一 1托比 , ’创 卜」减
少干草消耗的一半 。
复合生态系统中 , 各子系统之 叫 一存怎着 沂 肖 旧天
的物质流 阳能量 流 。本系统的物质流关 系如日川听乒 。
动翰 子系统
(奶 牛 夕
月绪产出
图 l 桔一草一乳牛复合生态系统物质循环流程图
一在能流分析中 , 各种物质的热值换算关系参见文
献 〔 1 〕和 〔 2 〕。
7 期 低丘 红攘区桔一草一乳牛生 态 系的综合 效益分析
试验前柑桔园与乳牛的生产是两个独立的体系 ,
两者联系较少 , 事实上农户对两者的生产的安排 , 并
不是从 自然资源的利用出发 , 带有很大的偶然性 。 在
原有生产基础上 , 引进牧草种植 , 建设丘陵红壤地 区
果一草一畜生态农业的雏型 , 以强化生产体系的生态
功能 , 提高农业生产的经济和社会效益 。 由于俄勒岗
黑麦草在冬春季生长 , 至初夏结束 , 故本文分析以该
系统在 1 一 6 月份生产为基础 , 柑桔产出 , 取其实际
产量的一半估算 。
二 、 复合系统生态效益分析
农业生产的实质 , 是直接或间接地利 用 太 阳 光
能 , 进行植物 (初级 ) 和动物 (次级 ) 生产 。 因此 ,
农业生态系统功能的强化 , 首先表现在太阳光能利用
率的提高和生产流程 中能量转化率的提高 。 桔一草一
奶牛复合生态系统 , 充分利用柑桔园行间空地 , 种植
高产牧草 , 加张植物群落的立体结构 , 最大限度地利
用太阳能 。 复合系统中植物生产的能量产投情况如图
2 所示 。
牛生产过程的能量产投分析 , 在其投入项目中 , 青何
料占了全部粗饲料能量投入的 2 7 。 15 % , 而这一 部 分
投入的能量 , 完全由本系统解决 。 试验前 , 由于青饲
料来源困难 , 在实际饲养过程中全靠加千精饲料 , 不
仅增加了生产成本 , 而且不利于乳牛产乳 。 为了研究
青饲料对牛乳生产的影响 , 进行了饲用和不饲用青饲
料的对比试验 。 从 5 月 1 日开始 , 断绝青 伺 料 的 饲
喂 , 而象试验前一样 , 全部饲用干精饲料 , 并取断青
料前 5 天的产乳量与断青料第 3 天后 , 连续 5 天的产
乳量进行比较 , 结果如 1表所示 。 表 1表明 , 是否饲喂
青料影响极大 , 饲用青饲料比不饲用的平均每天每头
增加产乳量 7 . 8 6kg , 增产 1 4 . 4% 。 可见 , 以本系统内
的青饲料代替部分从系统外投入的干饲料 , 既可减少
乳牛生产子系统中的干粗饲料投入和降低成本 , 又可
增加牛乳产量 , 是强化复合生态系统的有效措施 。
表 1 饲喂鲜牧草对乳牛产乳且的影 晌 (单朴 : 、 g)
太阳 光 触
人 1
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人 工
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处理 奶牛编号 四头 每失
总产 平均1 2 3 4
饲 喂鲜牧草 五夭总产 6 6 。 9
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饲喂干稻草 五天总产
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图 2 还表明 , 由于牛乳属于高质量的经济产品 ,
其能量转化率较低 , 为 0 . 2 5左右 , 而作为牛乳生产的
副产品 , 牛粪的能量产出占有很大的 比重 。 在复合系
统中用作桔园的肥料 , 则牛粪为优质有机肥 , 在试验
粗准 1料 人相 光故, 6 3 . , 0 . , J
干粗饲
青饲料
奶 牛叮头 )
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牛兵产出 r - 一 ~ 一 ~ 一 权生产
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圈 2 植物 ( A J 和动物 ( B ) 子系统生产 过 程
能 , 流示愈圈
在 2 图中 , 除柑桔生产的能量投入 、 产出量是 以
全年柑桔生产投入 、 产出量的一半计算外 , 其余全部
为 1 9 89年 1 至 6 月份实际投入 、 产出 值 。 由 图 2 可
见 , 在未种植牧草的桔园中 , 光能利用率为0 . 30 % ,
而套种牧草后 , 光能利用率可提高到 O。 59 % , 光能利
用率增加 96 . 7% 。 这说明在桔园套种牧草可极大地强
化果园生产系统的生产功能 。 其中 , 牧草生产过程中
人工辅助能的转化率相当高 , 能量产投比达 7 . 6 。 这
是因为种植牧草容易管理 , 病虫害较少 , 而且产量较
高 , 净牧草面积亩产为 75 0 0公斤 。 图 2 中的B , 是 乳
妇 抢
减 。 , 悦 一。 ’ . J
夕 0 4 : 门肖
净彻 级 生产队
5 5 3
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次级 生产
投入位 t
牛 奶
2
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枯 一 茸 一 奶牛
复 合 生 怂 系先
圈3 桔一草一乳牛复合生态系统能流分析
台 玉 壤 通 报 2 2卷
中将全部牛粪肥施入桔园 , 节省了化学氮 肥 三 分 之
一 , 相当于节约了从系统外邻投入 化 肥 总 能 量 的
34
。
2%
。
综观整个系统的能流分析 , 桔一草一的乳牛复合
生态系统可充分利用土地 , 提高光能 利用率 , 加强 了
系统内部的能量流通和转换 , 减少系统外部能量的投
入 , 强化复合生态系统的生产功能初步达到优化生态
系统的目的 。 图 3 是整个桔一草一乳牛复合生态系统
能流分解图 。
显然 , 在低丘红壤桔园中引入高产优质牧草的种
植所带来的生态效益 , 还有改良土壤结构 、 提高土壤
肥力 、 保持水土及改善小气候等 , 将另文讨论 。
产乳牛本季产乳分别始于 1 9 8 8年 10 月 7 日 , 1 月 2 8 日 ,
n 月 3 0 日和 1 9 8 9年 3 月 15 日 ) 。 根据青饲料饲用对 比
试验估算 , 种植牧草后 6个月实际增产牛乳 12 2 9 . 8 k g,
合计产值增加 78 7元 (按牛乳单价 0 . 64 元 /gk 计 ) 。
4
。 综合经济效益
综合各子系统的经济效益 , 整个复合系统的综合
经济效益分析结桌如表 3 所示 。 其中 , 边 际产值 = 产
值增量 /投资增量 , 是增值经济指标 , 追加投资 增 收
率 = 追加投资所获毛利 /追加成本 , 是成本回收 率 指
标 。
表 3 复合生态系统引种牧草所生产的经济效益
综合分析
三 、 系统 的经济效益分析 项 目 蝉、 少L 少 净增值(元 ) 边际产值 迫加投资增收率
柑一草一乳牛复合生态系统的建设 , 关键在于充
分利用土地资源和光能资源 , 通过牧草的种植 , 在提
高生态效益的同时 , 促进整个系统生产的经济效益 。
牧草本身仅仅是加强了系统内部的能流和物流的自给
能力和转化功能 , 因而在牧草种植上所化费的成本 ,
将在柑桔生产和牛乳生产中的盈利所抵偿 。
1
. 牧草成本分析
表 2 牧草生产投入成本
牧草成 本
投入
柑桔成本
节 省
1
一 5 5。
}
+ 48 。
乳 牛成本 {
节 省 }
+ 2 1 5 7
+ 1 51 2
牛乳增产 十 7 8 7
…盈砒】一 5 5 。…一 3 · 9 2…` · 92
人工 * * 抗早 总计
数量 4 . s k g 3 6k g 2 4k g 1 5 0 0k g 1 36 。 5 4 6 。 5 5 5 0
价值 (元 ) 2 7 。 0 4 7 。 0 5 。 O 1 5 。 O 4 0 9
* 尿素肥料价格按当时当地议价价格计算 , 下 同 。
二 由于试验前同样需要人工外出寻割少量青 草 , 此 处人工以减 半计算 。
2
。桔园效益分析
当地柑桔生产 , 1 9 8 8年由于气候原因产量普遍降
低 , 而 1 9 8 7年以前 , 果树尚处于投】产 初 期 , 因此 ,
19 89年产量虽大大高于往年 , 但由于种种 不 可 比 因
素 , 暂不考虑柑桔增产的效益 , 仅从节省桔园化肥用
量的 三分之一计算 , 16 亩 共 节 省 尿 素 3 13 kg , 价 值
4 0 8
。
6 4元 。
3
. 乳牛生产效益
引种牧草后 , 复合系统中主要受益部分为乳牛生
产 , 其效益分别反映在节省干粗饲料的投入和提高产
乳量两个方面 。 饲喂青料后 , 每头乳牛每日实际平均
减少干草用量 l okg , 每个月所有牛节省成本 投 入2 52
元 (干草单价以 1 9 8 8年的 0 . 14 元 /比计 ) , 则 6 个 月总共可节省成本投入 1 5 1 2元 。 在提高产乳量方面 , 在
饲草试验期内 ( 1 9 8 9年 1 至 6 月 ) , 牛乳实际总产量
为 9 7 7 o . o k g , 平均每头牛产乳量为 2 4理2 . s k g ( 4 头
表 3可见 , 复合系统中 , 在桔园中引入牧草种植
的经济效益十分可观 , 略去柑桔生产的增产效益 (因
年度间产量不可比 ) , 仅从乳牛生产效益看 , 复合系
统中产乳增值 1 4 . 4% , 而成本降低 1 6 。 3% , 因而 牛乳
生产过程中的整体经济效益提高了 30 。 7 % 。
这一复合系统的社会效益也是显而易见的 , 尤其
是在当前红壤地区农业生产中有机肥源紧张 , 化肥供
不应求的形势下 , 建立果 (桔 ) 一草一畜的 复 合 生 态
系统 , 以改善饲料结构 , 促进畜牧业发展 , 增加有机
肥料来源具有积极的意义 。 同时 , 果园内套种牧草 ,
增 叮了土壤的绿色覆盖和 光能利用率 , 防止 水 土 流
夕、 , 增加干早季节果园空气湿度 、 降低土温 , 改善了
小气候 , 这对保护和改善红壤地 区的生态环境 , 以保
证农业生产的持续和稳定发展 , 也有重要意义 。
参 考 文 献
1
. 吕军 、 俞劲炎 、 张连佳 . 低丘红壤地 区粮食作物光
能 利用率和农 田 能流分 析 . 生态学杂志 , 1 9 9。 , 9
( 6 )
; 1 1一 15
2
. 王华仁 . 农 业生态系统 中能量 流和物质流的研究 方
法和步骤 。 浙江农业大学学报论丛 , 〔4〕 , 农业 生态
论 文集 (W ) 1 9 8 6 ; 7 0一 7 5
3 。 N o r m a n
,
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3 6 8