朱曉艷 張英俊 劉榮堂 段國會 王金貴 胡超

作者簡介： 朱曉艷（1981-），女，河南新鄉(xiāng)人，在讀博士。E-mail:zxy_0512@163.com

劉榮堂，張英俊為通訊作者。

摘要： 在南方高海拔山區(qū)，研究不同放牧強(qiáng)度（7.5、15、30和45羊/hm2）和放牧季節(jié)對人工改良草地和家畜生產(chǎn)性能的影響，對不同季節(jié)人工改良草地適宜載畜量進(jìn)行探討。結(jié)果表明：不同放牧強(qiáng)度對地上現(xiàn)存量和家畜生產(chǎn)性能有顯著影響（P＜0.05）。地上現(xiàn)存量（Yh,g/m2）與放牧率（S,羊/hm2）之間呈線性負(fù)相關(guān)；日增重（Ya）和放牧率（S）之間呈線性負(fù)相關(guān)；公頃增重（Gh）和放牧率（S）之間呈二次方相關(guān)；冬春和夏秋季節(jié)公頃最大增重時的適宜放牧率分別為10.7和30.3羊/hm2，最大地上現(xiàn)存量分別為134.1 g/m2和153.8 g/m2，表明南方人工改良草地冬春季節(jié)和夏秋季節(jié)適宜的草地利用率分別為35.7%和65.7%。

關(guān)鍵詞： 人工改良草地；放牧率；地上現(xiàn)存量；山羊增重

中圖分類號： S 812文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A文章編號： 1009-5500(2011)04-0064-06

適宜放牧率歷來是草地生態(tài)系統(tǒng)的研究熱點(diǎn)，也是草原管理最核心的指標(biāo)之一^[1]。適宜放牧率的確定對協(xié)調(diào)生產(chǎn)和生態(tài)平衡有重要的理論和實踐意義。目前，有文獻(xiàn)探討了放牧率對草地生產(chǎn)力和家畜生產(chǎn)性能的影響^[2-5]，并對適宜放牧率進(jìn)行了評價^[6,7]。這些研究表明，放牧率過大，導(dǎo)致牧草產(chǎn)量和質(zhì)量下降，家畜生產(chǎn)性能受到不良的影響。但放牧率對草地和家畜生產(chǎn)性能的影響因不同家畜、地點(diǎn)、草地類型以及牧草生長季節(jié)的變化而變化^[8]，所以不同地區(qū)和時期、不同家畜種類及不同草地類型的試驗結(jié)果各異。國內(nèi)有關(guān)人工草地對放牧綿羊、奶牛、牦牛研究報道較多^[9-12]，對南方高海拔山區(qū)人工改良草地黑山羊適宜放牧率研究較少。由于長期粗放管理，超載過牧，導(dǎo)致南方人工草地牧草產(chǎn)量下降，草地退化嚴(yán)重，從而影響了畜牧業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。筆者于2007年11月22日～2008年11月22日對南方高海拔山區(qū)人工改良草地進(jìn)行了不同強(qiáng)度的持續(xù)放牧試驗，旨在對不同季節(jié)南方高海拔山區(qū)人工改良草地的適宜載畜量進(jìn)行探討，充分發(fā)揮人工改良草地載畜量的潛力，為同類地區(qū)確定合理的載牧量提供參考依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于云南省會澤縣田壩鄉(xiāng)種羊場，地處E 1 03°48′，N 20°45′，海拔2 420～2 525 m。年平均降水量988.4 mm，降水大部分集中在6～8月。年均溫10.5 ℃，無霜期220 d，年均日照時數(shù)1 978. 4 h。當(dāng)?shù)氐耐寥罏榧t壤土，pH5.8，呈酸性。1997～2008年的平均氣象數(shù)據(jù)及試驗期間（2007～2008年）的氣象資料(圖1)。

試驗地人工改良草地于2002年5～6月播種并建植，白三葉(Trifolium repens cv.Huia)（7.5 kg/hm2）、多年生黑麥草(Lolium perennecv.Eminent)(1.5 kg/hm2)和鴨茅(Dactylsi glomerata cv.Amba)(3 kg/ hm2)的混播草地，一年四季均可放牧。播種時用450 kg/ hm2鈣鎂磷肥（P2O5≥ 12%）拌種，除了在2003年提供225 kg/ hm2鈣鎂磷肥外，至今未施任何肥料。建植5年后草地的基本植被組成有：白三葉(Trifolium repens cv.Haifa)、多年生黑麥草(Loliumperenne cv.Victorian)、鴨茅(Dactylsi glomerata cv.potomac)、畫眉草(Eragrostis ferruginea)、白茅草（Imperata cylindica）、西南委陵菜（Potentilla griffithii）、裂稃草（Schizachyrium brevifoliumetc）等。

圖1 試驗期間月平均溫度及降水量

Fig.1 The average monthly temperature and rainfall from 2007 to 2008

1.2 試驗動物

放牧家畜采用種羊場提供的4月齡健康黑山羊羯羊（共65只），試驗前進(jìn)行編號、藥浴、驅(qū)蟲。牧前羊只平均體重分別為輕牧：20.0±0.6 kg，中牧：19.3±0.5 kg，重牧：19.8±0.7 kg，過牧：19.4±1.0 kg，處理間差異不顯著（P＞0.05）。

1.3 試驗設(shè)計

試驗地共2.7 hm2，用刺鐵絲圍欄分成4個小區(qū)，每個小區(qū)0.67 hm2。試驗羊只按體重隨機(jī)分成4組，放牧強(qiáng)度為輕牧（5只羊，L）、中牧（10只羊，M）、重牧(20只羊，H)和過牧（30只羊，VH）4個處理。試驗自2007年11月22日開始，至2008年11月22日結(jié)束，持續(xù)放牧12個月。牧前預(yù)試7 d，使組間差異不顯著（P＞0.05）。放牧山羊早上10:00出圈，下午6:00歸圈。每天下午返圈時供水1次，定期適量補(bǔ)鹽，試驗期間不補(bǔ)飼干草。試驗載畜量計算公式如下^[13]：

載畜量=當(dāng)?shù)啬敛莓a(chǎn)量×草地利用率/家畜采食量×放牧天數(shù)

其中:4個處理的草地利用率分別為輕牧35%，即放牧率為7.5只羊/hm2；中牧50%，即放牧率為15只羊/hm2；重牧65%，即放牧率為30只羊/hm2；過牧80%，即放牧率為45只羊/hm2。

1.4 地上現(xiàn)存量

每月月末以放牧小區(qū)為單位，采用齊地刈割法對所有處理同時測產(chǎn)，樣方面積1 m×1 m，3次重復(fù)，在60 ℃恒溫烘箱內(nèi)烘干24 h稱重。測籠內(nèi)外植被組成和現(xiàn)存量。分種測鮮草產(chǎn)量，在60 ℃下烘干24 h測牧草干重。 因當(dāng)年雪災(zāi)的緣故，地上現(xiàn)存量缺少2，3月的數(shù)據(jù)。

1.5 羊只體重測定

所有試驗羊只在預(yù)試7 d后，于試驗開始前連續(xù)2天在早上8:00對每只羊空腹稱重，2次的平均值作為原始體重。此后，每個月的22日早晨8:00對羊只空腹稱重，稱重方式與原始體重方法相同。如果在放牧期間發(fā)現(xiàn)生病或死亡羊只，及時治療或補(bǔ)入與死亡山羊體重、年齡相同的健康羊只。

1.6 資料統(tǒng)計處理方法

試驗數(shù)據(jù)用SPSS（13.0）軟件進(jìn)行測定。放牧強(qiáng)度對每月牧草現(xiàn)存量，山羊日增重和公頃增重的影響，用Duncan檢驗顯示差異顯著性。用線性回歸和曲線擬合方法分析放牧強(qiáng)度與地上現(xiàn)存量和山羊增重的關(guān)系。公頃最大增重的適宜放牧率計算采用方法^[14]：

Gh=(a－bS)S=aS－bS2

式中:Gh為公頃增重（kg/hm2）；S為放牧率（羊/hm2）；a為縱軸截距；b為斜率。根據(jù)方程式計算，公頃增重最大的放牧率為：

S=-a/2 b。

2結(jié)果與分析

2.1 地上現(xiàn)存量變化

牧草地上現(xiàn)存量隨季節(jié)呈“低-高-低”趨勢變化(圖2)，冬春季節(jié)（12月～次年5月）地上現(xiàn)存量明顯低于夏秋季節(jié)（6～11月）。冬季為牧草生長低峰

期，從5月開始，地上現(xiàn)存量逐漸增加，4個處理地上現(xiàn)存量的最大值均出現(xiàn)在8月，表現(xiàn)為：L（284.1 g/m2）>M（244.9 g/m2）>H（198.2 g/m2）＞VH（146.1 g/m2）（P＜0.05），隨后又逐漸降低。放牧第1個月各處理地上現(xiàn)存量差異不顯著（P＞0.05），隨著放牧季節(jié)的延長和放牧率的增加，地上現(xiàn)存量逐漸減少，L和M處理的地上現(xiàn)存量顯著高于H和VH處理（P＜0.05），L和M處理之間差異不顯著（P＞0.05），從8月開始，H處理地上現(xiàn)存量顯著高于VH處理（P＜0.05）。通過回歸分析可以得出（表2），地上現(xiàn)存量（Yh,g/m2）與放牧率（S）之間呈線性負(fù)相關(guān)，回歸方程分別為：冬春季節(jié)，Yh=143.925-0.916S (r=-0.502，N=16，P<0.05)；夏秋季節(jié)，Yh =228.126-2.452S (r=-0.731，N=24，P＜0.001)。

2.2 黑山羊體重的變化

試驗期間，4種不同放牧強(qiáng)度下黑山羊體重均呈現(xiàn)相同的變化趨勢（圖3）。進(jìn)入冬季，家畜體重降低，隨著生長季節(jié)的到來體重增加，5月開始生長速度加快，但到8月后體重增加緩慢，過牧甚至出現(xiàn)體重下降的情況。試驗開始時4組家畜體重差異不大，2月開始，VH組隨放牧?xí)r間的延長，體重偏差其他3組越來越遠(yuǎn)。春季末（5月），L組體重22.0 kg，分別比M，H和VH組高8.2%，14.5%和25.5%（P＜0.05）；試驗結(jié)束時，L和M組體重顯著高于H和VH組（P＜0.05），H組體重也顯著高于VH（P＜0.05），L分別比M，H和VH組高5.8%，14.6%和38%(表1)。

圖2 不同放牧強(qiáng)度對牧草地上現(xiàn)存量的影響

圖3 不同放牧強(qiáng)度下山羊體重月變化

Fig.2 Effects of different grazing intensities on abovegroundFig.3 Monthly change of goat weight gain underherbage present different grazing intensities

注：圖中時間為2007年12月，2008年1～11月，下同

表1 不同放牧強(qiáng)度對山羊生產(chǎn)性能的影響（平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤）

Table 1 Effects of different grazing intensities on goats production

注：同列不同小寫字母表示差異顯著(P＜0.05)

2.3 黑山羊日增重和公頃增重變化

放牧期間，家畜各放牧處理日增重和公頃增重變化的趨勢相同（圖4，5）。冬季（2007年12月～2008年2月）黑山羊日增重和公頃增重不斷下降，到2月末兩者均降到最低點(diǎn)，呈現(xiàn)負(fù)增長，隨后日增重和公頃增重逐漸增加，3月開始出現(xiàn)正增長，L處理出現(xiàn)時間最早，其次是M，H和VH處理，8月增長達(dá)到最高峰，緊接著又出現(xiàn)日增重和公頃增重下降的情況，試驗結(jié)束時VH處理甚至出現(xiàn)了負(fù)增重。兩者不同的是，持續(xù)放牧期間，黑山羊日增重隨放牧率的增加而減少（圖4）。通過回歸分析得出，日增重（Ya）和放牧率（S）之間呈線性負(fù)相關(guān)，其回歸方程為：冬春季節(jié)，Ya=16.609-0.733S(r=-0.505，N=24，P＜0.05)；夏秋季節(jié)，Ya=71.558-0.983S(r=-0.565，N=24，P＜0.01)。公頃增重在試驗開始時隨放牧率的增大而增大，當(dāng)增重達(dá)到高峰時，隨著放牧率的增大而下降（圖5）。公頃增重（Gh）和放牧率（S）之間呈二次方相關(guān)，其回歸方程為：冬春季節(jié)，Gh=0.338 3-0.021 3S2+0.457 2S（r=0.568，N=24，P＜0.05）；夏秋季節(jié)，Gh=3.823S-0.063S2-13.082（r=0.589，N=24，P＜0.05）。

試驗表明(表1)，H和VH組黑山羊日增重和公頃增重在冬春季節(jié)為負(fù)值，L和M組為正增長，且顯著高于H和VH組（P＜0.05）；夏秋季節(jié)，L、M和H組日增重差異不顯著（P＞0.05），均顯著高于VH組（P＜0.05），公頃增重則相反，H組表現(xiàn)最高為279.8 kg/hm2，顯著高于其他3個放牧處理（P＜0.05）；整個放牧期結(jié)束時，4個處理的全年平均日增重表現(xiàn)為L>M>H>VH，L和M組顯著高于H和ＶＨ組（P＜0.05），H組顯著高于ＶＨ組（P＜0.05），L，M和H組平均日增重分別是VH組的12.6，11.4和8.1倍，全年公頃增重表現(xiàn)為H>M>L>VH，M和H組全年公頃增重差異不顯著（P>0.05），Ｈ組顯著高于Ｌ和ＶＨ組（P<0.05），L，M和H組總公頃增重分別是VH組的2.1，3.8和5.3倍。

圖4 放牧強(qiáng)度對黑山羊日增重的影響

Fig.4 Effects of grazing intensity on goats average daily gain

圖5 放牧率強(qiáng)度對黑山羊公頃增重的影響

Fig.5 Effects of grazing intensity on goats gain per hectare

2.4 不同季節(jié)適宜黑山羊最大公頃增重的放牧率

由公頃增重（Gh）和放牧率（S）之間的二次方程可以得出，冬春季節(jié)，公頃最大增重時的放牧率為10.7羊/hm2，此時最大公頃增重為2.8 kg/hm2，草地利用

率為35.7%，將得出的放牧率10.7羊/hm2帶入地上現(xiàn)存量（Yh）與放牧率（S）的回歸方程，可以計算出冬春最大地上現(xiàn)存量為134.1 g/m2。夏秋季節(jié)，公頃最大增重時的放牧率為30.3羊/hm2,此時最大公頃增重為44.9 kg/hm2，草地利用率為65.7%，夏秋最大地上現(xiàn)存量為153.8 g/m2。試驗結(jié)果表明，夏秋季節(jié)的適宜放牧率可達(dá)冬春季節(jié)的2.8倍，草地利用率可達(dá)冬春季節(jié)的1.8倍。

3 討論與結(jié)論

人工草地的可持續(xù)利用與放牧密切相關(guān)，提高放牧強(qiáng)度有利于提高草地的利用率，但是長期連續(xù)過牧勢必嚴(yán)重影響牧草的再生，進(jìn)而導(dǎo)致草地退化。放牧期間，不同放牧率地上現(xiàn)存量均出現(xiàn)了低-高-低的變化趨勢，主要是由于牧草生長受氣候條件的影響（圖1）。冬季氣溫低，雨水少，牧草開始枯黃；春季溫度開始回升，降水逐漸增多，2008年8月降水量較大，高于12年的平均，所以8月草地地上現(xiàn)存量達(dá)到高峰；9月開始雨水減少，溫度逐漸降低，導(dǎo)致地上現(xiàn)存量再次下降。試驗開始時，放牧率對地上現(xiàn)存量的影響不明顯，這意味著草地在放牧初期比較穩(wěn)定，該結(jié)果與Sch塶bach^[15]在內(nèi)蒙古草原上為期2年的放牧試驗結(jié)論相似。試驗中，不同放牧率地上現(xiàn)存量的峰值均出現(xiàn)在8月，這與董全民等^[16]在高寒草甸上得出的隨著放牧強(qiáng)度的增加，地上現(xiàn)存量峰值出現(xiàn)的日期也提前的結(jié)果不一樣。主要原因在于草地類型不同，氣候條件不同。試驗還表明，隨著放牧強(qiáng)度的增加地上現(xiàn)存量逐漸減少，地上現(xiàn)存量與放牧率之間呈線性負(fù)相關(guān)，這與前人的研究結(jié)果一致^[17]。

家畜體重變化是對草地利用的一個真實反映。冬季，山羊體重隨著氣候變冷和牧草產(chǎn)草量下降而降低，2008年2月出現(xiàn)雪災(zāi)，氣溫急劇下降，導(dǎo)致山羊日增重和公頃增重降到最低點(diǎn)。進(jìn)入春季，山羊隨牧草再生表現(xiàn)出“補(bǔ)償性增長現(xiàn)象” ^[18]，但是牧草產(chǎn)量仍然不是很高，因此，延遲了高強(qiáng)度放牧處理中日增重出現(xiàn)正增長的時間。隨著氣候變暖、雨季來臨和牧草再生速度的加快，山羊體重在夏秋季節(jié)迅速增加， 8月牧草生長達(dá)到高峰，山羊日增重和公頃增重也達(dá)到高峰。秋季，牧草產(chǎn)量開始下降，體重的這種增加變得極其微小，尤其對重牧和過牧來說，牧草的短缺甚至導(dǎo)致了過牧處理中山羊體重的負(fù)增長。試驗中所顯示的山羊日增重與放牧率之間的線性相關(guān)，以及公頃增重與放牧率之間的二次曲線變化結(jié)果都與前人的研究相符^[5,19,20]。

放牧試驗的目的之一在于尋找適宜的放牧率，公頃最大增重時的適宜放牧率指標(biāo)適用于牧草產(chǎn)量較高的南方人工草地，以較少的投入獲取較多的畜產(chǎn)品。放牧率和家畜生產(chǎn)性能之間的關(guān)系通過影響草地狀況而得以實現(xiàn)的^[21]，公頃最大增重時的適宜放牧率在放牧期間并非恒定值，因不同放牧季節(jié)牧草生長情況而異。研究表明^[22]，對于人工放牧草地而言，當(dāng)牧草DM現(xiàn)存量在1 100～1 600 kg /hm2，不會影響牧草的正常生長。因此，試驗得出，在南方人工改良草地冬春和夏秋季節(jié)的適宜放牧率為10.7和30.3羊/hm2時，地上現(xiàn)存量DM分別為134.1 g/m2和153.8 g/m2，換算成公頃DM為1 341和1 538 kg /hm2，既能保證家畜生產(chǎn)最大化，又不會影響牧草的正常生長。試驗地為4季放牧草地，得出的冬春季節(jié)草地最佳利用率為35.7%，目前尚未見類似報道；而夏秋季節(jié)草地最佳利用率為65.7%，這一結(jié)果與朱興宏等^[10]在高海拔的滇東北山區(qū)草地適宜放牧利用率60%～70%的結(jié)論相近，比董世魁等^[23]在甘肅混播禾草草地得出的利用率為30%的結(jié)論要高很多。

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Study on stocking rate of improved pastures in different seasons in southern China

ZHU Xiao-yan1,2,ZHANG Ying-jun2，LIU Rong-tang1,DUAN Guo-hui3,WANG Jin-gui3,HU Chao4

(1. College of Pratacultural Science,Gansu Agricultural University;Key Laboratory of Grassland Ecosystem,Ministry of Education;Sino-U.S.Centers for Grazingland Ecosystem Sustainability,Lanzhou730030,China；2. Institute of Grassland Science,Animal Science and Technology College,China Agricultural University,Beijing 100094,China; 3. Tianba Animal Husbandry and Veterinary Station of Huize Country ,Yunnan 654219,China; 4. Academy of Agricultural Sciences of Pingdingshan City,Pingdingshan 467001,China)

Abstract: The improved pasture productivity(by Lolium perenne,Dactylsi glomerata and Trifolium repens)and goat performance were studied under 4 different stocking rates(7.5,15,30 and 45 goat/ha),in order to explore a suitable stocking rate.The results showed that the stocking rate had significant effects on herbage present and goat performance（P<0.05）.There were linearly negative correlations between herbage present (Yh,g/m2) and stocking rate(S)；Average daily gain(Ya)and stocking rate(S)showed linearly negative correlations too；The relationships between stocking rate and gain per hectare meet quadratic correlations.The stocking rates in maximum gain per hectare were 10.7 and 30.3 goat/ha, the maximum herbage present were 134.1 g/m2 and 153.8 g/m2 in winter-spring and summer-autumn seasons respectively.The results indicated that the proper pasture utilization rate was 35.7% in winter-spring season and 65.7% in summer-autumn season.

Key words: improved pasture；stocking rate；herbage present；goat weight gain