呼伦贝尔草甸草原水草畜平衡管理技术与示范

简要信息

　　【获奖类型】中国水科院应用一等奖

　　【任务来源】科技部农业科技成果转化资金项目

　　【课题编号】2008GB23320435

　　【课题起止时间】2008 年5 月~2010 年5 月

　　【完成单位】水利部牧区水利科学研究所、呼伦贝尔市水利局、鄂温克旗水利局

　　【主要完成人】李和平、佟长福、杨燕山、王 军、赵淑银、白巴特尔、韩春 林、吕长宽、敖永贵、洪国华

立项背景

　　项目在呼伦贝尔市鄂温克旗进行，它是我国“三少”民族旗县之一，纯牧业旗县，位于大兴安岭山地向呼伦贝尔草原过渡地段，是典型的草甸草原区。近年来，由于人口剧增和片面地追求经济利益，过度开垦草地等人为破坏性活动加重。同时，干旱等各种自然灾频繁发生以及草场利用管理不合理等原因，导致大面积草场退化、沙化、盐碱化和水土流失，造成草地生态系统管理失控，运转失调，使脆弱的草地生态系统遭到破环，导致草场大面积退化。根据《鄂温克族自治旗退化草场调查专题报告》提供的数据，每年约有10万亩草牧场在退化，退化草场占可利用面积的24%。在全旗退化草场中，以轻度退化草场面积比例最大，约占全部退化草场的67%左右，中度退化草场面积约占24%，重度退化草场约占9%左右。草地退化严重地制约着草地畜牧业生产的进一步发展，成为牧民群众生产发展滞后、生活水平提高缓慢和影响社会安定的不利因素。国家对呼伦贝尔市草地生态环境恶化的现状给予了极大的重视。1998年11月国务院通过《全国生态环境建设规划》，将呼伦贝尔天然草原生态建设列为重点地区的重点工程；1999年12月，国家环保总局批准呼伦贝尔市为全国生态示范区建设第四批试点地区。2000年12月8日温家宝副总理对农业科学家《关于采取紧急措施遏制呼伦贝尔草原沙化的建议》做出批示：“保护呼伦贝尔草原急需采取切实有效措施，保护和建设呼伦贝尔草地迫在眉睫”。为保持草地植被群落的正向演替和草原生态系统的良性循环，本项目采用“生态系统管理”的理论和方法，研究解决水草资源管理利用中的技术问题。

研究内容

　　项目针对 3 种人工牧草的需水规律、水分生产效应、节水灌溉制度、水肥调控技术、水-草-畜平衡管理技术进行了研究与熟化，以水利技术为支撑，开发出适应呼伦贝尔草甸草原生态畜牧业经营模式。

　　（1）人工牧草需水规律研究
通过人工牧草节水灌溉试验研究，分析不同水分处理对青贮玉米、披碱草和燕麦3 种人工牧草的株高和产量的影响，以及土壤水分动态变化规律，得出3种人工牧草需水关键期、需水强度和需水规律。

　　（2）人工牧草水分生产效应研究

　　①人工牧草敏感系数

　　人工牧草缺水敏感性是牧草阶段缺水对产量的影响。通过分析得出3 种人工牧草敏感系数。

　　②人工牧草水分利用效率

　　根据灌水量和产量、水分利用率进行拟合，得出3 种人工牧草均表现出二次抛物线关系。

　　（3）人工牧草节水灌溉制度研究

　　①灌溉定额

　　根据作物产量与灌溉定额间的二次抛物线型关系，以追求产量、生产效率和生产弹性为目标，得出3中人工牧草三种优化目　标下的灌溉定额。

　　②节水灌溉制度

　　依据水量平衡原理，结合前述土壤含水率动态、有效降雨量、合理灌溉定额，以及实际耗水量、灌水量与产量关系的试验研究资料分析，研究确定了不同水文年份3 种人工牧草的节水灌溉制度。

　　（4）人工牧草水肥调控技术研究

　　①水肥耦合对株高的影响

　　根据青贮玉米株高生长状况，分析不同水肥处理和同一灌溉水平不同水肥处理对青贮玉米株高影响。

　　②水肥耦合对产量的影响

　　根据试验结果，得出不同水肥组合情况下青贮玉米产量的影响，根据试验资料分析，以青贮玉米的产量为目标函数，灌水量、施氮量和施磷量为自变量，建立水肥耦合模型。

　　（5）水草畜平衡管理技术研究

　　①项目区人工草地种植阶段的适宜载畜量的估算

　　根据内蒙古33个牧业旗县1996～2010年冷季可食饲草储量及畜草平衡情况监测预报数据，统计分析出呼伦贝尔市4个纯牧业旗县1996～2010年15年的冷季适宜理论载畜量与羊单位需草地面积（草地生产力）。

　　②项目区灌溉人工饲草地适宜发展规模

　　通过分析计算，确定2020 年，50％、70％保证率和多年平均人工灌溉饲草地发展规模。

　　③项目区水草畜动态平衡阈值确定

　　通过分析计算，确定2020 年项目区所涉及的4 个纯牧业旗县的冷季适宜载畜量和牧业年度（6 月末）牲畜存栏量。

创新点

　　项目试验研究了 3 种优良牧草的需水规律和灌溉制度，建立了草甸草原水资源、草地资源可持续利用技术体系，填补了该地区的空白。多个单项技术得到集成和应用检验，产生了一定的经济、社会和生态效益。

　　（1）主要饲草料作物节水灌溉制度研究成果完成从试验研究向小范围应用的过渡，初步具备了大面积推广的条件；

　　（2）水草畜平衡理论与技术得到进一步深化、完善，得到区域行业主管部门的重视，成为制定区域发展规划的参考。

　　（3）填补了呼伦贝尔草原灌溉人工饲草料作物需水规律和节水灌溉制度试验研究的空白；提出了草甸草原水利化生态牧场发展模式和水草畜平衡管理阈值。为该地区水草资源高效利用与管理，保护草原生态和提高牧民收入及生活水平提供了有效的技术支撑。

与当前国内外同类研究、同类技术的综合比较

　　研究成果整体上达到了国内领先水平。

应用前景及社会经济效益

　　（1）成果应用情况

　　项目实施期内，在鄂温克旗建成3 处水利化生态牧场示范区，面积3800 亩，其中：天然草场面积3300 亩，灌溉人工草地面积500 亩。水利部牧区水利科学研究所以技术服务形式承担完成了陈巴尔虎旗、新巴尔虎右旗、新巴尔虎左旗的牧区节水灌溉饲草地项目建设实施方案编制工作，组装集成现有成熟技术，推广应用草原水草畜平衡管理技术，分别在鄂温克旗推广面积15000 亩，陈巴尔虎旗推广面积15000 亩，新巴尔虎右旗旗推广面积10000亩，新巴尔虎左旗旗推广面积15000 亩，推广面积共计55000 亩，灌溉方式采用喷灌技术，灌溉水利用系数均达到0.85，节水效果显著。

　　（2）社会效益

　　项目的实施增加了牧草产量和草地载畜量，改善了牧民生产、生活条件，推进了社会主义新牧区的建设发展；提高了当地农牧业综合开发中的草原灌溉的科技含量，对呼伦贝尔市牧区水利工程建设及草原生态保护及畜牧业发展起到一定的推动作用；通过示范区建设及对牧民的科技培训，各项先进节水技术、草地生态修复技术得到广泛传播，增强了管理者、生产者的科技意识、节水节能意识，推动了区域农牧业产业结构调整及草地建设管理水平。

　　（3）经济效益

　　鄂温克旗以发展奶牛业为先导，依托上海光明乳业，加快“80 公里奶牛带”建设步伐。在项目实施期内，建成3 处水利化生态牧场示范区，示范区面积3800亩，其中：天然草场面积3300 亩，灌溉人工草地面积500 亩。技术辐射推广面积15000亩，增产528.5kg/亩，增产792.66 万kg/a，按每公斤牧草0.54 元计算，年直接经济效益429 万元（见证明材料）。水利部牧区水利科学研究所在呼伦贝尔市陈巴尔虎旗、新巴尔虎右旗、新巴尔虎左旗推广应用草原水草畜平衡管理技术，组装集成现有成熟技术，以水利技术为支撑，开发出适应呼伦贝尔草甸草原生态畜牧业经营模式，辐射推广面积55000 亩，平均增产505.0kg/亩，增产2777.8 万kg/a，按每公斤牧草0.54 元计算，年直接经济效益1500 万元。