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青海湖地區(qū)不同季節(jié)牧場植物營養(yǎng)動態(tài)研究

丁路明1，龍瑞軍1，田福平2，李小剛1，張世挺1

(1.蘭州大學(xué) 草地農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)國家重點實驗室，生命科學(xué)學(xué)院，甘肅 蘭州 730000；2.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院 蘭州畜牧與獸藥研究所，甘肅 蘭州 130050)

[摘要]本研究采集了青海湖地區(qū)不同季節(jié)牧場的主要高山植物物種，分析其常規(guī)營養(yǎng)成分，為青藏高原地區(qū)家畜養(yǎng)殖飼草料配方和營養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)提供參考，以指導(dǎo)牧民和養(yǎng)殖戶等合理利用天然草場、配合補(bǔ)飼飼料，提高青藏高原的畜牧業(yè)水平。結(jié)果表明，青海湖地區(qū)夏季草場主要優(yōu)勢物種為矮嵩草和小嵩草，秋季牧場主要優(yōu)勢物種為苔草和小嵩草。夏秋季草場可食牧草營養(yǎng)價值比較高，夏季草場矮嵩草和小嵩草的粗蛋白含量分別達(dá)到9.4%和10.6%，秋季草場苔草和小嵩草的粗蛋白分別為10.6%和9.3%，但夏秋季草場可食牧草生物量比較低，主要可食牧草的干物質(zhì)生物量為30~45 g/m2。冬季草場可食牧草粗蛋白含量比較低，主要牧草粗蛋白含量苔草只有5.4%，地上干物質(zhì)總生物量為29 g/m2。研究結(jié)果表明青海湖地區(qū)可食牧草的營養(yǎng)價值比較高，在牧草生長季節(jié)控制放牧壓力，通過放牧可以滿足家畜的營養(yǎng)需求，冬春枯草季節(jié)需要適當(dāng)補(bǔ)飼。

[關(guān)鍵詞]青藏高原；植物營養(yǎng)；放牧；飼料

青海湖地區(qū)位于青藏高原東北部，以高寒草原和草甸為主。草地畜牧業(yè)是當(dāng)?shù)貐^(qū)域畜牧業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)[1]。青藏高原的畜牧業(yè)發(fā)展模式長久以來一直是粗放的放牧方式，家畜一年內(nèi)在不同季節(jié)牧場采食天然牧草。粗放的放牧管理模式得益于青藏高原廣袤的天然草場和較高的飼草營養(yǎng)價值。發(fā)現(xiàn)青藏高原的植物具備適應(yīng)高寒環(huán)境的獨有特征，如較高濃度的細(xì)胞質(zhì)[2]、合成特殊蛋白[3-4]、低木質(zhì)素[5]、高濃度可溶性碳水化合物等[6]。因此，青藏高原的植被具備自身獨特的營養(yǎng)特征，既適應(yīng)了高寒環(huán)境脅迫，也為家畜提供了更多可利用的營養(yǎng)成分。隨著現(xiàn)代畜牧業(yè)的發(fā)展，牧民對科學(xué)飼養(yǎng)管理技術(shù)的需求不斷增加，明晰天然草場可食牧草的營養(yǎng)價值，對合理利用天然草場，配制適宜放牧家畜的飼料配方具有重要的基礎(chǔ)支撐作用。但目前關(guān)于系統(tǒng)研究分析青藏高原植被營養(yǎng)數(shù)據(jù)的資料很少，本研究通過分析青海湖地區(qū)不同季節(jié)優(yōu)勢植物及其營養(yǎng)成分，為青藏高原畜牧業(yè)養(yǎng)殖提供植被的基礎(chǔ)營養(yǎng)數(shù)據(jù)，也為青藏高原集約化、半集約化畜牧業(yè)發(fā)展所需要的飼料配方和營養(yǎng)調(diào)控提供數(shù)據(jù)支撐。

1材料與方法

1.1　試驗地點

試驗地點位于青海省海北藏族自治州青海湖地區(qū)(37°16.212′N, 100°15.700′E)，冬春草場和秋季草場均位于青海湖北岸，海拔3 200～3 500 m，冬春草場較秋季草場海拔高，屬于干旱草原；秋季草場以沼澤草地為主；夏季草場位于青海湖西北部祁連山谷，屬于高寒草甸，海拔3 300～3 600 m。當(dāng)?shù)貙俚湫偷母咴箨懶詺夂?，冷季漫長而寒冷，暖季短暫。氣溫年差較小而日差懸殊，年均溫度為-0.5～0.1 ℃，最高25.5 ℃，最低-31.7 ℃，≥0 ℃的積溫1 281 ℃，無霜期108 d,青草期110 d。年均降雨量327.1 mm，年均蒸發(fā)量1 534.6 mm，雨熱同季,蒸發(fā)量為降水量的4.7倍。年均日照2 850 h，太陽輻射強(qiáng)烈。

1.2　樣品采集與分析

植物樣品分別于2004年8月5日至8月22日的夏季草場，9月6日至9月20日的秋季草場，2005年1月5日至1月11日的冬季草場采集。樣品采集采用50 cm×50 cm樣方，隨機(jī)取樣12次，齊地面刈割，并將單種牧草分開，測量鮮重，帶回實驗室在60℃鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)烘干24 h，粉碎后過1 mm篩，一部分樣品在105℃干燥箱內(nèi)烘干6 h，計算干物質(zhì)重(DM)。剩余樣品用于測定牧草粗灰分(Ash)、粗蛋白(CP)、粗脂肪(CF)、中性洗滌纖維(NDF)、酸性洗滌纖維(ADF)、總生物堿和總單寧的含量[7-8]。植物樣品同時測量了草地蓋度(針刺法)、頻度(樣圈法)和牧草自然高度(隨機(jī)取100株植物)。優(yōu)勢度(SDR)按徐志偉的方法計算[9]，SDR4=(相對高度+相對蓋度+相對頻度+相對重量)/4。由于冬季草場采樣時地面植被枯黃稀疏，因此只采集了主要植被物種并進(jìn)行了營養(yǎng)成分的分析。

1.3　數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)采用excel進(jìn)行處理，并用SAS9.2進(jìn)行One-Way ANOVA方差分析。

2結(jié)果

2.1　草場基本狀況調(diào)查

夏季牧場位于祁連山谷地，屬于高寒草甸。從表1可以看出夏季牧場植物物種豐富，主要有13種物種，植被以莎草科矮嵩草為優(yōu)勢種(優(yōu)勢度0.2290)、小嵩草為亞優(yōu)勢種(優(yōu)勢度0.1354)，植被總蓋度達(dá)99%，矮嵩草的蓋度為54%，小嵩草的蓋度為32%。矮嵩草和小嵩草的鮮重分別為85 g/m2和51 g/m2，干物質(zhì)重分別為45 g/m2和30 g/m2，頻度分別為96.7%和86.7%。矮嵩草和小嵩草的平均高度分別為3.03 cm和1.50 cm。

表1　夏季草場牦牛放牧地牧草高度、蓋度、頻度、重量和優(yōu)勢度

秋季牧場植被優(yōu)勢種為苔草(優(yōu)勢度0.1878)，亞優(yōu)勢種為小嵩草和狗尾草(優(yōu)勢度0.1753，0.1615)(表2)。苔草和小嵩草的鮮重分別為77 g/m2和103 g/m2；干物質(zhì)重分別為38 g m-2和39 g m-2，狗尾草生物量分別為4 g m-2和3 g m-2。秋季牧場植被總蓋度為88%，苔草的蓋度為28%，小嵩草的蓋度為64%。苔草和小嵩草的頻度分別為87%和100%。秋季牧場優(yōu)勢植物苔草的高度達(dá)到9 cm。

冬季牧場地上總生物量為29 g/m2，植被總蓋度為71%。苔草和西北針茅的平均高度分別為7.63 cm和7.74 cm；蓋度分別為41%和33%。

2.2　植被營養(yǎng)成分分析

從表3可以看出，夏季牧場優(yōu)勢物種矮嵩草的粗蛋白含量為9.4%，NDF 41.8%，ADF 27.8%，總生物堿的含量為0.026%，總單寧的含量0.83%。秋季牧場優(yōu)勢物種苔草粗蛋白含量為10.6%，鵝絨委陵菜的總單寧含量最高，達(dá)到2.98%，水毛茛粗蛋白含量達(dá)到15.4%(表4)。冬季牧場苔草粗蛋白含量為5.4%，ADF的含量為29.8%，冰草ADF和NDF含量非常高，分別為30.7%和51.5%，冷蒿的粗蛋白含量達(dá)到9.6%。

3討論

3.1　草場物種組成

青海湖地區(qū)夏季草場屬于矮嵩草、小嵩草草甸。

表2　秋季草場牦牛放牧地牧草高度、蓋度、頻度、重量和優(yōu)勢度

表3　夏季牧場主要物種化學(xué)成份

注：nd-沒有檢測到

Note： nd means “not detected”.

表4　秋季牧場主要物種化學(xué)成份

注：nd-沒有檢測到

Note： nd means “not detected”.

雖然夏季牧場物種比較豐富，但可食莎草科和禾本科牧草生物量低，高度也非常矮，由此可見夏季牧場放牧壓力比較大。秋季牧場位于青海湖畔，由于地面水位較高，屬于沼澤濕地，植被優(yōu)勢種為苔草，亞優(yōu)勢種為小嵩草和狗尾草，較夏季牧場植物物種數(shù)少。由于秋季牧場屬于沼澤濕地，一些不耐濕的物種消失，從而物種數(shù)比較少。秋季牧場可食牧草總生物量也比較低。雖然苔草高度比較高，但蓋度低，而小嵩草高度低，蓋度大，但由于水熱環(huán)境條件較好，適合放牧利用。在秋季牧場出現(xiàn)了水毛茛和水麥冬兩種適應(yīng)高濕環(huán)境的有毒類物種。冬季牧場與秋季牧場相毗鄰，位于干旱坡地，屬干旱草原。在冬季牧場采樣期牧草全部枯黃，因此只測量了地上總生物量、總蓋度以及主要物種的蓋度、高度。牦牛在冬季牧場主要采食地上干枯的苔草和西北針茅。

表5　冬季牧場主要物種化學(xué)成份

3.2　草場營養(yǎng)狀況

夏秋季牧場主要可食牧草矮嵩草粗蛋白含量比較高，具有較高的飼用價值。夏季牧場禾本科早熟禾雖然蛋白含量比較高，但由于生物量和優(yōu)勢度都比較低，作為可食牧草，其作用有限。而雜類草，如急彎棘豆、蒲公英、鵝絨委陵菜，雖然粗蛋白含量也比較高，但總單寧含量很高，從而限制了雜類草的飼用價值。由于過高的單寧含量，其中的鞣酸能夠和蛋白產(chǎn)生絡(luò)合反應(yīng)，從而影響飼料蛋白的有效利用。但適宜的飼草單寧對反芻家畜能夠起到增加過瘤胃蛋白的作用，從而提高蛋白利用效率[10]。而且棘豆屬于有毒物種，不能被采食。

冬季牧場由于牧草枯黃，主要可食牧草苔草的粗蛋白含量比較低，而NDF和ADF的含量比較高，從而降低了其飼用價值。但在冬春缺草季節(jié)，苔草仍是具備較高飼喂價值的飼草。在冬季牧場，冷蒿、阿爾泰狗哇花、阿拉善馬莧蒿和聚頭鳳毛菊的粗蛋白的含量比較高，雖然利用率比較低，但也是牦牛等藏系家畜在這一時期的主要采食物種。

4結(jié)論

青海湖地區(qū)夏季牧場為矮嵩草、小嵩草高寒草甸；秋季牧場為苔草、小嵩草草甸；夏秋季牧場牧草營養(yǎng)價值比較高，適合家畜采食放牧；夏秋季牧場放牧壓力過高；冬季牧場可食牧草營養(yǎng)價值低，地上總生物量也低。

參考文獻(xiàn)：

[1]羅立夏，王柳英，黎明，等. 放牧?xí)r間對青海湖流域冬春草場高寒草原群落特征的影響[J]. 清華大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)，2014，32(5):63-69.

[2]趙新全，周興民. 青藏高原高寒草甸生態(tài)系統(tǒng)管理的生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)：海北高寒草甸生態(tài)系統(tǒng)研究站[J]. AMBIO-人類環(huán)境雜志，1999(8):642-647.

[3]Urrutia M E, Duman J G, Knight C A. Plant thermal hysteresis proteins [J]. Biochimica et Biophysica Acta, 1992, 1121(1-2):199-206.

[4]Duman J G, Olsen T M. Thermal hysteresis protein activity in bacteria, fungi, and phylogenetically diverse plants [J]. Cryobiology, 1993(30):322-328.

[5]Xu S X, Zhao X Q, Sun P, et al. A simulative study on effects of climate warming on nutrient contents and in vitro digestibility of herbage grown in Qinghai-Xizang plateau [J]. Journal of Integrative Plant Biology, 2002(44):1 357-1 364.

[6]Guo X S, Ding L M, Long R J, et al. Changes of chemical composition to high altitude results in Kobresia littledalei growing in alpine meadows with high feeding values for herbivores [J]. Animal Feed Science and Technology,2012(173):186-193.

[7]史瑞和，鮑士旦. 土壤農(nóng)化分析[M]. 北京：農(nóng)業(yè)出版社，1983.

[8]李酉開，蔣柏藩，袁可能. 土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)常規(guī)分析方法[M].北京：科學(xué)出版社，1983.

[9]徐志偉. 不同放牧強(qiáng)度高寒草甸種群優(yōu)勢度的動態(tài)變化[J]. 青海大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2003, 21(6):4-6.

[10]張曉慶，李勇，李發(fā)弟，等. 紅豆草單寧含量對綿羊養(yǎng)分消化率及氮利用的影響[J]. 畜牧獸醫(yī)學(xué)報，2009,40(3):356-362.

Dynamic Vegetation Nutrition in Different Seasonal Pasture in Qinghai Lake Area

DING Lu-ming, LONG Rui-jun, LI Xiao-gang，ZHANG Shi-ting

(StateKeyLaboratoryofGrasslandAgro-Ecosystem,SchoolofLifeSciences,LanzhouUniversity,Lanzhou，Gansu73000,China)

Abstract:The study collected the main vegetation species from different seasonal pastures in Qinghai lake area, and analyzed the main nutrients as the data reference for diet formulation. These data could guide the farmers to utilize natural pasture, use supplements, and improve the farming system reasonably. The results showed that the dominant species was Kobresia humilis and Kobresia pygmaca in summer pasture, and Carex moorcroftii and Kobresia pygmaca in autumn pasture. The nutritive value of edible forage in summer and autumn pasture was pretty high. The crude protein contents of Kobresia humilis and Kobresia pygmaca in summer pasture reached 9.4% and 10.6%, and 10.6% and 9.3% of Carex moorcroftii and Kobresia pygmaca in autumn pasture. However, the aboveground biomass in summer and autumn pasture was low, with a dry matter biomass of 30~45 g/m2for main edible forages. The crude protein contents of edible forages in winter pasture was low (5.4% of CP, and 29 g m-2of DM aboveground biomass). The results indicate that the edible forage has a high nutritive value. If controlling the stocking rate in forage growing season, the forage can satisfy the livestock nutrient requirement in summer and autumn while supplementation is required in winter and spring.

Key words:Qinghai-Tibet Plateau；vegetation nutrition；graze；feed

[中圖分類號]S811.6

[文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A

[文章編號]1005-5228(2015)11-0063-04

[作者簡介]丁路明(1977-)，男，山東日照人，博士，副教授，主要從事飼草料加工、反芻家畜營養(yǎng)研究。E-mail：dinglm@lzu.edu.cn

[基金項目]中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院創(chuàng)新團(tuán)隊專項(CAAS-ASTIP-2014-LIHPS-08)；青海省科技支撐計劃項目(2013-N-164-4)；國家公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專項(201203007)；

*[收稿日期]2015-01-06修回日期：2015-04-07