王希全 楊亞東 張凱 趙杰 曾昭海

摘要：農(nóng)牧結(jié)合系統(tǒng)不僅能實現(xiàn)食物（糧食及畜禽產(chǎn)品）的可持續(xù)集約生產(chǎn)，而且有助于國民經(jīng)濟軟著陸，仍可能是未來農(nóng)業(yè)的主導生產(chǎn)模式之一。筆者通過查閱國內(nèi)外文獻，綜述農(nóng)牧結(jié)合的重要意義，并詳述其主要內(nèi)容及驅(qū)動因子。結(jié)果表明，農(nóng)牧結(jié)合的演變過程實質(zhì)是農(nóng)牧結(jié)合系統(tǒng)集約化、專業(yè)化與組織化程度不斷提高的過程。飼喂動物所需的作物和食品產(chǎn)業(yè)的副產(chǎn)品在過去1個世紀快速增加，目前全球大約有30%的耕地用來生產(chǎn)動物飼料，投入了大概同比例的肥料。此外，畜禽生產(chǎn)產(chǎn)生的動物糞便總氮含量超過全球化學氮肥的總氮含量。因此，強化農(nóng)牧結(jié)合系統(tǒng)內(nèi)的氮磷循環(huán)非常有利于農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展，加強農(nóng)牧結(jié)合研究與推廣對于中國農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展仍然具有巨大的潛力。

關鍵詞：農(nóng)牧結(jié)合;驅(qū)動因子;養(yǎng)分循環(huán);發(fā)展前景

中圖分類號：F326.3

文獻標志碼：A

論文編號：cjas18090008

0引言

農(nóng)牧結(jié)合是傳統(tǒng)亞洲小農(nóng)最主要的生產(chǎn)方式之一，其重要特點是將種植業(yè)和畜牧業(yè)2個相互獨立的生產(chǎn)系統(tǒng)有機結(jié)合起來，在有限的耕地資源和資金投入前提下獲得更大的收益[1]，同時還可以更有效地利用自然資源、減少環(huán)境污染[2]、控制病蟲草害[3]、改善土壤結(jié)構(gòu)并提高系統(tǒng)生產(chǎn)力[4]，對環(huán)境和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)性具有重要影響。畜牧業(yè)和種植業(yè)系統(tǒng)間的資源互動與養(yǎng)分循環(huán)也是中國保持“五千年而地力不衰”的重要途徑之一[5]。

近代以來，育種、機械及化學合成等科技進步使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成倍增長，并使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)由多樣化走向?qū)I(yè)化、規(guī)?；案叨葯C械化[6]。越來越多的事實證明，后者從時間和空間上對系統(tǒng)的能量平衡和養(yǎng)分循環(huán)造成一定負面影響，如溫室氣體排放增加、水資源過度消耗、環(huán)境污染及生物多樣性降低等[7-9]，最終影響農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和緩沖能力。當前，世界農(nóng)業(yè)面臨諸多挑戰(zhàn)，生態(tài)與社會問題互相交織，如何實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展已經(jīng)提上日程。農(nóng)牧結(jié)合系統(tǒng)不僅能實現(xiàn)食物（糧食及畜禽產(chǎn)品）的可持續(xù)集約生產(chǎn)，而且有助于國民經(jīng)濟軟著陸[10]，仍可能是未來人口密集地區(qū)的主導生產(chǎn)模式，在農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展中起到舉足輕重的作用。

已有研究表明，農(nóng)牧結(jié)合能緩解人口密集地區(qū)養(yǎng)分循環(huán)、食品安全、糧食安全等方面的壓力[11]。針對人均耕地較多的專業(yè)化農(nóng)業(yè)地區(qū)產(chǎn)生的動物福利差、環(huán)境退化、多樣性降低等問題，Hilimire[12]指出，農(nóng)場尺度的農(nóng)牧結(jié)合生產(chǎn)系統(tǒng)可以有效替代專業(yè)化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)，提高土壤肥力及土地利用效率，增加產(chǎn)量。雖然農(nóng)牧結(jié)合生產(chǎn)系統(tǒng)可以提高農(nóng)業(yè)的集約可持續(xù)性，但很多國家農(nóng)牧結(jié)合農(nóng)場數(shù)量仍然在不斷減少[13]。在中國，不同地區(qū)之間氣候差異較大、發(fā)展階段不同，上述問題兼而有之。因此，本研究通過概括農(nóng)牧結(jié)合的重要意義，梳理其發(fā)展歷程，以期在當前人口、資源、環(huán)境條件下重新審視農(nóng)牧結(jié)合的發(fā)展?jié)摿?，預測其在未來農(nóng)業(yè)發(fā)展中的貢獻。

1發(fā)展農(nóng)牧結(jié)合的重要意義

1.1農(nóng)牧結(jié)合系統(tǒng)仍是當前農(nóng)畜產(chǎn)品生產(chǎn)的主要模式之一

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)高度專業(yè)化的今天，從牲畜數(shù)量、農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量及服務人口等方面進行比較發(fā)現(xiàn)，農(nóng)牧結(jié)合農(nóng)作系統(tǒng)提供了全世界50%的谷物產(chǎn)品，60%的肉類產(chǎn)品和75%的奶類產(chǎn)品[14]。尤其在雨養(yǎng)地區(qū)，不同國家農(nóng)牧結(jié)合系統(tǒng)飼養(yǎng)了70%-95%的反芻動物[15]。在亞洲及非洲人口密集區(qū)，農(nóng)牧結(jié)合系統(tǒng)在糧食安全方面意義更為重大[16-18]。在中國，除了傳統(tǒng)的牧區(qū)省份外，農(nóng)牧結(jié)合仍然是當前中國農(nóng)區(qū)小農(nóng)戶普遍采用的一種生產(chǎn)方式。全國豬肉產(chǎn)量的91%、牛肉產(chǎn)量的85%、羊肉產(chǎn)量的65%、禽肉產(chǎn)量的82%、禽蛋產(chǎn)量的94%、牛奶產(chǎn)量的70%、綿羊毛產(chǎn)量的30%都由農(nóng)牧結(jié)合系統(tǒng)提供[19]。在全球氣候變化，水資源、能源、耕地資源短缺及農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)服務功能退化等背景下，人口增長、消費模式轉(zhuǎn)變、城鎮(zhèn)化及收入分配變化等都迫使農(nóng)業(yè)走集約可持續(xù)農(nóng)牧結(jié)合發(fā)展道路[20-21]。

1.2世界范圍內(nèi)，農(nóng)牧結(jié)合農(nóng)作系統(tǒng)仍然是小農(nóng)生計的重要來源

農(nóng)牧結(jié)合系統(tǒng)是全球貧困農(nóng)民的生計來源之一。在南亞地區(qū)，農(nóng)業(yè)占整個GDP的25%-43%，其中畜牧業(yè)貢獻了10%-45%[17]，以印度為例，小農(nóng)l5%-40%收入由農(nóng)牧系統(tǒng)中的畜牧業(yè)提供[2]。在東南亞地區(qū)，包括柬埔寨、印尼、老撾、緬甸、菲律賓、泰國和越南等，農(nóng)牧結(jié)合系統(tǒng)中畜牧業(yè)產(chǎn)值占整個GDP的20%，而上述國家43%-88%的農(nóng)民仍然依靠農(nóng)業(yè)謀生[2]。另外，農(nóng)牧結(jié)合生產(chǎn)系統(tǒng)是促進該地區(qū)由粗放農(nóng)業(yè)向集約農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變的重要舉措。農(nóng)牧結(jié)合系統(tǒng)中，小家畜可以成為小農(nóng)緩沖現(xiàn)金貯備，而大家畜則可以為農(nóng)戶提供財產(chǎn)積累，增強農(nóng)戶應對作物季節(jié)性減產(chǎn)及抵御自然災害的能力。肉制品與奶產(chǎn)品加工企業(yè)還可以為數(shù)以萬計的農(nóng)民提供就業(yè)機會，增加家庭收入[16-17]。

1.3農(nóng)牧結(jié)合是保證農(nóng)田生物多樣性的重要措施

由于農(nóng)業(yè)規(guī)?；蛯I(yè)化的發(fā)展，世界上很多地區(qū)都廣泛采用連作或者少數(shù)種類的作物進行短期輪作，盡管該種生產(chǎn)方式在經(jīng)濟上取得了很大成功，但對環(huán)境卻造成了許多負面影響，尤其是農(nóng)田生物多樣性喪失。已有研究表明，相對于連續(xù)草場和耕地，農(nóng)牧結(jié)合系統(tǒng)，結(jié)合免耕及禾本科/豆科飼草栽培，能明顯改善大型土壤動物群落結(jié)構(gòu)[22]，原因之一是農(nóng)牧結(jié)合生產(chǎn)方式可以明顯降低雜草數(shù)量，從而減輕對除草劑的依賴，進而達到保護環(huán)境及生物多樣性的目的[23]。與單一作物系統(tǒng)相比，農(nóng)牧結(jié)合系統(tǒng)本身增加了生物多樣性，同時引入大量飼草作物與區(qū)域主體種植作物進行間套輪作，增加了農(nóng)田生物多樣性，減少了各種外源投入，對于實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展具有重要作用[24-25]。

1.4農(nóng)牧結(jié)合可以增加農(nóng)田系統(tǒng)碳匯能力，緩解溫室效應

在農(nóng)牧結(jié)合農(nóng)作系統(tǒng)中，引進牧草于現(xiàn)有種植系統(tǒng)中，還可以增強碳匯能力。如Causarano等[26]在美國東南部將美國雀稗一家畜農(nóng)牧結(jié)合系統(tǒng)引入到原有的花生一棉花種植系統(tǒng)中，構(gòu)建以牧草為主導的種植模式。如果能將該模式進行廣泛推廣，每年碳匯可達120-270Tg，相當于全美碳匯潛力的13%-29%，且類似種植制度還可以減少40%-60%的養(yǎng)分流失。已有研究表明，增施有機肥提高了農(nóng)田土壤CO2排放[27]，同時也增加了土壤有機質(zhì)含量，增長幅度隨有機肥用量增加而增加。總體來看，通過長期施用有機肥來增加土壤碳匯是可行的[28]。另外，農(nóng)牧結(jié)合系統(tǒng)能綜合提高食物（糧食及畜禽產(chǎn)品）產(chǎn)量，進而降低系統(tǒng)單位產(chǎn)出的溫室氣體排放量[2]。

1.5農(nóng)牧結(jié)合有利于實現(xiàn)有機肥還田，是促進農(nóng)田系統(tǒng)內(nèi)物質(zhì)循環(huán)的有效途徑

世界范圍內(nèi)，每年畜禽廄肥所產(chǎn)生的有機肥資源豐富，通過農(nóng)牧結(jié)合，將畜禽糞便投入到種植業(yè)系統(tǒng)，可以減少作物生產(chǎn)對化學肥料的依賴。廄肥不僅可以提高土壤肥力，而且可以為土壤微生物和土壤動物生長與繁衍創(chuàng)造優(yōu)良的環(huán)境，維持土壤生態(tài)健康[4]。農(nóng)牧結(jié)合可以促進養(yǎng)分在土壤一植物一動物所構(gòu)成的農(nóng)作系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)利用，減少畜禽糞便所造成的環(huán)境污染和秸稈焚燒所造成的大氣污染，實現(xiàn)清潔生產(chǎn)與健康養(yǎng)殖。在中國，“農(nóng)牧分離是農(nóng)牧系統(tǒng)養(yǎng)分利用率低的根本原因”[29]，農(nóng)牧分離而畜禽糞尿利用率低導致系統(tǒng)養(yǎng)分利用率低，環(huán)境排放高[30]。

農(nóng)業(yè)及牧業(yè)生產(chǎn)是改變氮磷循環(huán)的最大成因[31]。對于畜禽和作物生產(chǎn)系統(tǒng)，20世紀初全球氮磷基本保持平衡或盈余很少，但1900-2000年快速增加[32]。國際農(nóng)業(yè)知識與科技促進發(fā)展評估（IAASTD）預計2000-2050年全球糧食生產(chǎn)將增加82%，牲畜生產(chǎn)將增加115%。即使作物和牲畜生產(chǎn)養(yǎng)分回收率快速提高，全球養(yǎng)分盈余仍然會增加（氮素增加23%，磷素增加54%）[32]。通常認為，全球作物生產(chǎn)系統(tǒng)是養(yǎng)分循環(huán)的主要加速器[33]，然而飼喂動物所需的作物和食品產(chǎn)業(yè)的副產(chǎn)品經(jīng)過一個世紀快速增加。目前，全球大約有30%的耕地用來生產(chǎn)動物飼料，導致了大概30%的肥料投入[7]。此外，畜禽生產(chǎn)產(chǎn)生的動物糞便總氮含量超過全球化學氮肥的總氮含量[34]。因此，畜禽生產(chǎn)是全球農(nóng)業(yè)系統(tǒng)養(yǎng)分循環(huán)的關鍵推手。畜禽生產(chǎn)在20世紀快速增加，集約程度也在逐步增強，集約化畜禽養(yǎng)殖通常降低了反芻動物對開放系統(tǒng)的依賴而增加了對谷物的需求[35]，雖然能提高動物飼養(yǎng)單一環(huán)節(jié)養(yǎng)分轉(zhuǎn)化效率[36]，但飼料生產(chǎn)一動物飼喂系統(tǒng)養(yǎng)分利用效率并未提高。

2農(nóng)牧結(jié)合的主要內(nèi)容、作用因素及發(fā)展歷程

2.1農(nóng)牧結(jié)合的主要內(nèi)容及作用因素

就已有的認識而言，農(nóng)牧結(jié)合內(nèi)容包含直接與間接2個方面。直接內(nèi)容有飼料、廄肥及畜力。間接內(nèi)容包括利用相互結(jié)合的方式增強單一畜牧業(yè)或種植業(yè)規(guī)避風險的能力[13];促進養(yǎng)分在土壤一作物一動物系統(tǒng)內(nèi)的循環(huán)利用，提高資源的利用效率[2];通過農(nóng)牧結(jié)合的方式提高勞動效率，增加收入[2，16-17]等。

就現(xiàn)代發(fā)展而言，農(nóng)牧結(jié)合一方面在農(nóng)作系統(tǒng)內(nèi)部，種植業(yè)與畜牧業(yè)互相促進，相得益彰，另一方面也與人口、就業(yè)、生態(tài)系統(tǒng)服務、二三產(chǎn)業(yè)發(fā)展、農(nóng)業(yè)政策、市場等密切相關[37]。因此，在推進區(qū)域、國家與全球范圍內(nèi)農(nóng)牧結(jié)合問題上，農(nóng)牧結(jié)合除了具備傳統(tǒng)功能與內(nèi)容外，在目標層面上，溫室氣體減排與農(nóng)牧結(jié)合農(nóng)作系統(tǒng)密切相關[10];在驅(qū)動因子方面，城市化及收入變化對人們消費習慣及消費趨勢的影響也與農(nóng)牧結(jié)合農(nóng)作系統(tǒng)緊密關聯(lián)[21];從系統(tǒng)發(fā)展來看，二三產(chǎn)業(yè)發(fā)展與農(nóng)業(yè)調(diào)控也是農(nóng)牧結(jié)合發(fā)展的重要內(nèi)容。

2.2農(nóng)牧結(jié)合的發(fā)展歷程

農(nóng)牧結(jié)合發(fā)展經(jīng)歷了一個漫長的過程，傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)時期，畜牧業(yè)和種植業(yè)是2個相互獨立的系統(tǒng)，但在功能上卻是相互結(jié)合的，農(nóng)民和牧民通過交換谷物、秸稈和廄肥而相互合作[38]。隨著社會的發(fā)展，牧民由游牧走向定居，更加需要種植業(yè)提供的飼料來滿足畜牧業(yè)發(fā)展要求，盡管傳統(tǒng)的交換模式已經(jīng)消失，但通過易物交換和市場交易，農(nóng)牧結(jié)合得越來越緊密。Pingali[39]根據(jù)非洲農(nóng)牧結(jié)合的發(fā)展歷程，將農(nóng)牧結(jié)合分為4個發(fā)展階段，第一階段是前集約化階段，該階段的主要特點是種植業(yè)與畜牧業(yè)在操作層面上是互相獨立的系統(tǒng);第二階段是集約化階段，該階段的主要特點是種植業(yè)和畜牧業(yè)通過畜力、飼料與廄肥等途徑緊密結(jié)合;第三階段是收入多樣化階段，該階段的重要特征是通過投資來提高牧草產(chǎn)量與品質(zhì);第四階段是通過商業(yè)化運作重新回歸到專業(yè)化生產(chǎn)階段。而促進農(nóng)牧結(jié)合不斷演化的驅(qū)動力則是土地和勞動力的機會成本以及收入的增長[6]。整體來看，農(nóng)牧結(jié)合發(fā)展歷程的實質(zhì)是農(nóng)牧結(jié)合系統(tǒng)集約化、專業(yè)化與組織化程度不斷提高的過程。

中國改革開放以前，溫飽問題是農(nóng)業(yè)問題的核心，農(nóng)牧結(jié)合因其高資源利用效率、高產(chǎn)出、高收益而備受青睞。進入21世紀以來，農(nóng)業(yè)面臨三重挑戰(zhàn)——滿足更多更富裕人口的食品需求、以環(huán)境與社會可持續(xù)的方式生產(chǎn)食物及讓世界上最貧困的人不再饑餓[40]。所以，未來發(fā)展中必須充分利用有限的耕地與水資源，消耗更少的能源、化肥和農(nóng)藥，并降低溫室氣體排放。因此，我們必須盡可能地利用好已有的技術，開發(fā)新的技術來應對上述挑戰(zhàn)[41]。結(jié)合現(xiàn)有資源背景與基本國情，有望通過農(nóng)牧結(jié)合系統(tǒng)優(yōu)化設計，開發(fā)更綠色的科學理論與創(chuàng)新技術，實現(xiàn)新時期農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展的目標。

3中國發(fā)展農(nóng)牧結(jié)合的重要性及前景

農(nóng)牧結(jié)合在中國有悠久的歷史，早在戰(zhàn)國時期，中國就確定了以農(nóng)為主、農(nóng)牧結(jié)合的小而全的自給自足的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟，農(nóng)家種五谷、養(yǎng)六畜，從事多種經(jīng)營[38]。《管子·牧民·十一經(jīng)》中說“務五谷，則食足;養(yǎng)桑麻育六畜，則民富”。在長期發(fā)展過程中，農(nóng)牧結(jié)合在中國己發(fā)展出許多比較穩(wěn)定的模式。最為著名的有太湖地區(qū)農(nóng)桑牧漁模式、珠江三角洲“?；~塘”農(nóng)牧漁模式、北方關中糧草輪作，以草興牧結(jié)合模式等。據(jù)沈氏《農(nóng)書》記載，沈氏十分重視養(yǎng)豬積肥，說“種田不養(yǎng)豬，秀才不讀書，必無成功”，從側(cè)面也說明了農(nóng)牧結(jié)合的重要性。在整個歷史發(fā)展過程中，農(nóng)牧結(jié)合在延續(xù)中華文明、繁榮華夏文化、改善國民體質(zhì)等方面發(fā)揮了不可替代的作用。

20世紀80年代后，隨著社會發(fā)展，化學肥料、農(nóng)業(yè)機械逐漸普及，現(xiàn)代飼料工業(yè)不斷擴張，農(nóng)牧結(jié)合農(nóng)作制的重要性受到了弱化，其傳統(tǒng)的廄肥功能、飼料功能及畜力功能不斷被化肥、復合飼料和機械所替代。農(nóng)作系統(tǒng)的專業(yè)化和組織化程度越來越高，種植業(yè)系統(tǒng)與畜牧業(yè)系統(tǒng)相互分離，漸行漸遠。當人們在享受現(xiàn)代科技所帶來的巨大成果時，也不斷被藍藻爆發(fā)、地下水硝酸鹽超標、農(nóng)業(yè)溫室氣體排放增多等一系列環(huán)境問題所困擾?，F(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展走到新的十字路口上，面臨諸多挑戰(zhàn)與抉擇。回望傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)，其中有許多精華可以吸收，農(nóng)牧結(jié)合農(nóng)作系統(tǒng)，在增強農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展能力、促進農(nóng)業(yè)廢棄物資源綜合利用、推進鄉(xiāng)村二三產(chǎn)業(yè)發(fā)展、增加農(nóng)民收入、保障民生方面無疑具有強大的生命力。

受人口增長、城市化加快、經(jīng)濟發(fā)展以及市場繁榮等驅(qū)動因素的影響，中國居民對畜產(chǎn)品的需求將會不斷增加，2016-2020年、2021-2025年和2026-2030年3個階段中，中國城鎮(zhèn)居民和農(nóng)村居民家庭肉類需求將以年均1.2%、0.3%和0.1%的速度遞增。與此同時，肉類結(jié)構(gòu)也會進一步優(yōu)化，整體表現(xiàn)為豬肉占比降低、牛羊肉及禽肉占比增加[42]。由于中國大多數(shù)天然草原存在不同程度的退化，草地承擔的畜產(chǎn)品生產(chǎn)功能在不斷弱化。受市場、環(huán)境和土地等因素的制約，規(guī)?；I(yè)化的養(yǎng)殖企業(yè)仍然存在于部分發(fā)達地區(qū)。因此，未來畜產(chǎn)品的主體與潛力仍然是中國已有的農(nóng)牧結(jié)合農(nóng)作系統(tǒng)。發(fā)展農(nóng)牧結(jié)合對于保障糧食安全、增加農(nóng)民收入、改善國民營養(yǎng)現(xiàn)狀、發(fā)展循環(huán)農(nóng)業(yè)、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展等方面仍然具有現(xiàn)實意義。在可持續(xù)發(fā)展成為當代農(nóng)業(yè)發(fā)展主題，資源節(jié)約環(huán)境友好型技術倍受青睞，節(jié)能減排與循環(huán)利用頗受推崇的今天，農(nóng)牧結(jié)合將重新在生態(tài)保護型農(nóng)業(yè)及循環(huán)高效農(nóng)業(yè)中發(fā)揮重要作用。

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基金項目：公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專項“旱地兩熟區(qū)用地養(yǎng)地結(jié)合農(nóng)作制關鍵技術研究”（201503121-11）。

第一作者簡介：王希全，男，1989年出生，甘肅景泰人，博士研究生，研究方向：農(nóng)牧結(jié)合農(nóng)作制。通信地址：100093北京市海淀區(qū)圓明園西路2號中國農(nóng)業(yè)大學西校區(qū)，Tel：010-62733847，E-mail：wangxiquan@cau.edu.cn。

通訊作者：曾昭海，男，1971年出生，河南光山人，教授，博士生導師，博士，研究方向：農(nóng)牧結(jié)合農(nóng)作制及豆禾輪作農(nóng)作制。通信地址：100093北京市海淀區(qū)圓明園西路2號中國農(nóng)業(yè)大學西校區(qū)，Tel：010-62731211，E-mail：zengzhaohai@cau.edu.cn。

收稿日期：2018-09-14，修回日期：2019-01-22。