综述:树木存在对农林畜牧系统中饲草产量和营养价值的影响:一项全球系统性综述

【字体: 时间:2025年05月23日 来源:Agroforestry Systems 2.0

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  这篇综述系统评估了农林复合系统(AFS)中树木对饲草产量和营养价值的影响,揭示了光照限制是影响生物量的主要因素,而适度遮荫能提升粗蛋白(CP)含量但降低中性洗涤纤维(NDF)。研究强调低树密度、优化放牧管理和草-豆混播可平衡产量与品质,为应对气候变化下的畜牧系统可持续性提供了关键策略。

  

引言

在全球可持续发展议程背景下,农林复合系统(AFS)因其碳中性和增强农业韧性的潜力备受关注。联合国气候框架公约(2016)指出,畜牧业贡献了农业温室气体排放的57%,其中39%来自反刍动物肠道发酵。饲草质量直接关联畜牧生产的环境足迹,高温强光易导致热带草原饲草木质化,降低消化率并增加甲烷排放。AFS通过整合树木、作物和动物,优化资源利用并缓解气候压力,但其推广受成本、技术认知等因素制约。

PRISMA方法论

研究采用PRISMA 2020声明,筛选Scopus数据库中307篇文献,最终纳入131篇研究文章、5篇综述和4篇荟萃分析。实验分为盆栽、田间和景观三个层级,涵盖热带、干旱、温带和大陆性气候区,重点分析光照、养分和水资源竞争对饲草产量及品质的影响。

结果总览

气候与植物适应性
热带地区以黍属(Megathyrsus maximus)和臂形草属(Urochloa spp.)为主,干旱区侧重Cenchrus ciliaris等耐旱草种,温带常见黑麦草(Lolium perenne)与三叶草(Trifolium spp.)混播。数据显示:

  • 产量:温带AFS因光照竞争减产20-50%,而干旱区树木改善微气候使产量提升4倍(292 vs. 1406 kg DM ha-1)。
  • 营养价值:遮荫使禾本科CP提升10-30%(如U. brizantha达14.8%),但豆科CP降低;NDF普遍下降5-15%,消化率(IVDMD)提高。

关键机制

  • 光照限制:光合有效辐射(PAR)减少30-45%时,耐荫草种通过增大叶面积维持生产力。
  • 养分协同:豆科树木(如Leucaena leucocephala)固氮作用提升土壤氮含量,但高遮荫下硝酸盐积累可能危害动物健康。
  • 水分利用:干旱区树木通过水力提升效应缓解水分竞争,但密集根系可能加剧夏季缺水。

管理实践启示

  • 树密度控制:每公顷<250株、东西向排列的乔木可平衡光热资源。
  • 混播策略:草-豆比例75:25时,CP达17-20%且NDF<50%,优于单播。
  • 放牧优化:轮牧结合遮荫区延迟利用(如延后50天)可维持饲草高营养。

未来方向

需加强多学科研究,探索水溶性碳水化合物和次级代谢物(如单宁)在AFS中的作用,并开发适应不同气候区的树种-草种组合。田间试验应量化动物生产性能与经济收益的权衡,以推动AFS规模化应用。

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