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Seasonal evaluation of nutrition and carrying capacity of grazing pastures in the Three-River Source Region

三江源区不同季节放牧草场天然牧草营养价值评定及载畜量研究



全 文 :书犇犗犐:10.11686/犮狔狓犫2015024 犺狋狋狆://犮狔狓犫.犾狕狌.犲犱狌.犮狀
孙鹏飞,崔占鸿,刘书杰,柴沙驼,郝力壮,王迅.三江源区不同季节放牧草场天然牧草营养价值评定及载畜量研究.草业学报,2015,24(12):92
101.
SUNPengFei,CUIZhanHong,LIUShuJie,CHAIShaTuo,HAOLiZhuang,WANGXun.Seasonalevaluationofnutritionandcarryingcapaci
tyofgrazingpasturesintheThree-RiverSourceRegion.ActaPrataculturaeSinica,2015,24(12):92101.
三江源区不同季节放牧草场天然牧草
营养价值评定及载畜量研究
孙鹏飞1,2,3,4,崔占鸿1,2,3,刘书杰1,2,3,柴沙驼1,2,3,郝力壮1,2,3,王迅1,2,3
(1.青海大学,青海 西宁810016;2.青海省畜牧兽医科学院,青海 西宁810016;3.青海省放牧家畜营养与生态国家重点实验室培育基地,
青海省高原放牧家畜动物营养与饲料科学重点实验室,青海 西宁810016;4.莒南县检验检测中心,山东 莒南276600)
摘要:为探究三江源区不同季节放牧草场天然牧草营养供给潜力和载畜量,选用3头安装永久性瘤胃瘘管的成年
大通牦牛为瘤胃液供体动物,采用概略养分分析法和体外产气法,结合产草量对放牧草场牧草进行综合评定并确
定其载畜量。结果表明,1)夏、秋及冬春放牧草场的可食风干草的最高产量分别为(123.83±17.88),(256.88±
29.90)和(246.83±66.73)g/m2。2)夏、秋及冬春草场天然牧草的最高粗蛋白(CP)含量分别为(12.69±0.13)%,
(10.54±1.22)%和(8.65±0.64)%,其含量随牧草生长而逐渐降低;夏、秋及冬春草场天然牧草EE的最高含量分
别为(2.95±0.10)%,(4.38±0.17)%及(3.74±0.70)%;NDS含量的变化趋势与CP一致,而NDF和ADF含量
的变化与CP相反,随牧草生长含量不断增加。3)体外发酵pH和氨氮浓度均在正常范围内;夏季草场牧草的48h
产气量、24h产气估测消化能(DM)、代谢能(ME)和有机物质降解率(OMD)的最大值分别为(57.50±4.27)mL、
(9.32±0.59)MJ/kg、(7.98±0.62)MJ/kg和(57.93±3.23)%;秋季草场牧草分别为(54.67±5.35)mL、
(8.83±0.64)MJ/kg、(7.47±0.68)MJ/kg及(55.26±3.52)%;冬春草场牧草分别为(58.83±4.51)mL、
(9.56±0.60)MJ/kg、(8.24±0.63)MJ/kg及(52.69±5.14)%。4)无补饲条件下,夏、秋及冬春天然放牧草场载
畜量分别按数量载畜量、数量载畜量和 DCP载畜量核算放牧科学,其最适载畜量分别为7.05,19.51和2.47
SU/hm2;有良好补饲情况下,夏、秋及冬春天然放牧草场载畜量按DCP载畜量、ME载畜量和 ME载畜量核算放牧
科学,其最适载畜量分别为14.85,29.00和5.03SU/hm2。因此,三江源区牧草产量和品质季节性差异大,能-氮
不平衡,通过补饲可以使夏、秋及冬春放牧草场的载畜量分别提高1.1,0.5和1.0倍左右,有利于促进当地畜牧业
发展和生态保护。
关键词:三江源区;天然牧草;体外产气法;营养价值;载畜量  
犛犲犪狊狅狀犪犾犲狏犪犾狌犪狋犻狅狀狅犳狀狌狋狉犻狋犻狅狀犪狀犱犮犪狉狉狔犻狀犵犮犪狆犪犮犻狋狔狅犳犵狉犪狕犻狀犵狆犪狊狋狌狉犲狊犻狀狋犺犲
犜犺狉犲犲-犚犻狏犲狉犛狅狌狉犮犲犚犲犵犻狅狀
SUN PengFei1,2,3,4,CUIZhanHong1,2,3,LIU ShuJie1,2,3,CHAIShaTuo1,2,3,HAO LiZhuang1,2,3,
WANGXun1,2,3
1.犙犻狀犵犺犪犻犝狀犻狏犲狉狊犻狋狔,犡犻狀犻狀犵810016,犆犺犻狀犪;2.犙犻狀犵犺犪犻犃犮犪犱犲犿狔狅犳犃狀犻犿犪犾犪狀犱犞犲狋犲狉犻狀犪狉狔犛犮犻犲狀犮犲狊,犡犻狀犻狀犵810016,犆犺犻狀犪;
3.犖犪狋犻狅狀犪犾犓犲狔犔犪犫犆狌犾狋犻狏犪狋犻狀犵犅犪狊犲狅犳犘犾犪狋犲犪狌犌狉犪狕犻狀犵犃狀犻犿犪犾犖狌狋狉犻狋犻狅狀犪狀犱犈犮狅犾狅犵狔,犓犲狔犔犪犫狅犳犘犾犪狋犲犪狌犌狉犪狕犻狀犵犃狀犻犿犪犾
犖狌狋狉犻狋犻狅狀犪狀犱犉犲犲犱犛犮犻犲狀犮犲犻狀犙犻狀犵犺犪犻犘狉狅狏犻狀犮犲,犡犻狀犻狀犵810016,犆犺犻狀犪;4.犑狌狀犪狀犻狀狊狆犲犮狋犻狅狀犮犲狀狋犲狉,犑狌狀犪狀276600,犆犺犻狀犪
第24卷 第12期
Vol.24,No.12
草 业 学 报
ACTAPRATACULTURAESINICA
2015年12月
Dec,2015
收稿日期:20150116;改回日期:20150408
基金项目:青海省科技支撑计划项目课题(2014NS112),农业部公益性行业科研专项(201203008),国家自然科学基金项目(41271372),国家自
然科学基金项目(41461081)和青海省科技厅重点实验室平台建设项目(2013ZY03)资助。
作者简介:孙鹏飞(1988),男,山东滨州人,硕士。Email:mkyspf@126.com
通信作者Correspondingauthor.Email:mkylshj@126.com
犃犫狊狋狉犪犮狋:Toexploreseasonalvariationsinthepotentialnutrientsupplyandcarryingcapacityofgrazingpas
turesintheThreeRiverSourceRegion,threeadultDatongyaksequippedthepermanentrumenfistulawere
chosentoproviderumenfluid.Analysisofthisfluidwascombinedwithmeasurementofgrassyieldtocompre
hensivelydeterminethepastures’carryingcapacityandgasproduction,usinggeneralnutrientanalysisand犻狀
狏犻狋狉狅techniques.Theresultsshowedthatthemaximumyieldsofedibledrygrassinsummer,autumn,winter
andspringwere(123.83±17.88),(256.88±29.90)and(246.83±66.73)g/m2respectively.Maximumcrude
protein(CP)contentswere(12.69±0.13)%,(10.54±1.22)%and(8.65±0.64)%,thecontentsgradualy
decreasingwithgrassgrowth.Themaximumetherextract(EE)contentsinsummer,autumn,winterand
springwere(2.95±0.10)%,(4.38±0.17)%and(3.74±0.70)%respectively.Thechangetrendinneutral
detergentsoluble(NDS)contentwasconsistentwithCP,whileneutraldetergentfibre(NDF)andaciddeter
gentfibre(ADF)contentsvariednegativelywithCP.ThepHvalueandNH3Nconcentrationofsolutionsfer
mented犻狀狏犻狋狉狅werewithinnormalranges.Themaximaof48hgasproductionanddigestibleenergy(DE),
metabolizableenergy(ME)andorganicmatterdegradationrate(OMD)(estimatedby24hgasproduction)for
summerpastureswere(57.50±4.27)mL,(9.32±0.59)MJ/kg,(7.98±0.62)MJ/kgand(57.93±
3.23)%;forautumnpastures(54.67±5.35)mL,(8.83±0.64)MJ/kg,(7.47±0.68)MJ/kgand(55.26±
3.52)%;forwinterandspringpastures(58.83±4.51)mL,(9.56±0.60)MJ/kg,(8.24±0.63)MJ/kgand
(52.69±5.14)%.Withouttheprovisionofconcentrates,accordingtograssanddigestiblecrudeprotein
(DCP)productionresults,theoptimalyakcarryingcapacityofsummer,autumnandwinterandspringpas
tureswas7.05,19.51and2.47SU/harespectively.Whensupplementaryconcentrateswerefed,maximum
carryingcapacityforthethreeseasonscanreachto14.85,29.00and5.03SU/ha(basedonDCPproduction
forsummerpasturesandMEproductionforautumn,winterandspringpastures).Inconclusion,theforage
yieldandqualityofgrazingpasturesvariessignificantlybyseason.Bysupplementaryfeeding,carryingcapacity
insummer,autumn,winterandspringcanbeincreasedby1.1,0.5and1.0times,aresultthatwouldhelpto
promotebothlocalanimalhusbandryandecologicalsustainability.
犓犲狔狑狅狉犱狊:threeriversoriginalregions;nativepasture;犻狀狏犻狋狉狅gasproductiontechnique;nutritionalvalue;
carryingcapacity
三江源位于青海省南部,是长江、黄河、澜沧江的发源地区,素有“江河源”之称,面积36.3万km2,占青海省
总土地面积的50.3%,是中国江河中下游地区和东南亚国家生态环境安全和区域可持续发展的生态屏障[12]。
草地生态是三江源区生态环境的主体,维系着“中华水塔”的生态安全。同时,该区域也是青海省牦牛的主要产
区,现存栏牦牛330万头,占世界牦牛(1400万头)的23.77%,占中国总牦牛(1300万头)的25.38%,占青海总牦
牛(450万头)的73.33%,肩负着发展西部牧区区域经济的重任[3]。多年来,草地的长期超载放牧,使这一地区草
地退化严重,草地生态趋于恶化,草畜矛盾突出。为了协调三江源区草地生产的生态、社会和经济功能,需要对当
地土地、饲草、家畜资源进行综合评估,量化草地资源禀赋,了解不同种类资源之间的内在联系、预测对环境的影
响,估算草地承载能力,进而确定合理的发展途径[4]。目前,草地载畜量常使用数量载畜量与营养载畜量中的可
消化粗蛋白(digestiblecrudeprotein,DCP)和总可消化养分(totaldigestiblenutrients,TDN)载畜量相结合的
方法进行评价[57]。由于TDN载畜量粗略地反映草地能量载畜量,尚不精确,而体外产气估测牧草代谢能(met
abolicenergy,ME)技术的成熟[89],使ME载畜量的计算成为可能。因此本研究以三江源区核心区域称多县夏、
秋及冬春季草场天然牧草为对象,以本地当家畜种牦牛为瘤胃液供体动物,采用概略养分分析和体外产气技术相
结合的方法评价了三江源区不同季节放牧草场天然牧草的产量和营养品质,并据此测算了不同草场的数量载畜
量、DCP载畜量和 ME载畜量,为三江源区草地畜牧业的健康持续发展提供参考。
39第12期 孙鹏飞 等:三江源区不同季节放牧草场天然牧草营养价值评定及载畜量研究
1 材料与方法
1.1 样地概括
牧草样品采集在青海省玉树藏族自治州称多县歇武镇牧业村三社进行。称多县地处青藏高原的东部、青海
省的南部,玉树藏族自治州东北部,地理坐标界于北纬32°53′30″-34°47′10″,东经96°02′36″-97°21′24″,全县平
均海拔4000m以上,年均温度3.8℃,年降水量600mm。境内草原辽阔,天然牧草草质好,营养丰富,适宜家畜
的放牧饲养,在全县可利用草场面积中,冬春草场面积为537600hm2,夏秋草场面积为711200hm2,分别占可利
用草场面积的43.1%和56.9%。采样地主要草地物种群落为:莎草科的线叶嵩草(犓狅犫狉犲狊犻犪犮犪狆犻犾犾犻犳狅犾犻犪)、矮嵩
草(犓.犺狌犿犻犾犻狊)、喜马拉雅嵩草(犓.狉狅狔犾犲犪狀犪)等,蓼科的圆穗蓼(犘狅犾狔犵狅狀狌犿犺狅狅犽犲狉犻)和珠芽蓼(犘.狏犻狏犻狆犪狉狌犿)
等,龙胆科的线叶龙胆(犌犲狀狋犻犪狀犪犳犪狉狉犲狉犻)和青藏龙胆(犌.犳狌狋狋犲狉犲狉犻)等和菊科的蒲公英(犜犪狉犪狓犪犮狌犿犿狅狀犵狅犾犻
犮狌犿)等及禾本科部分牧草。
1.2 样品采集与前处理
分别于2014年8月1日和8月25日在夏季放牧草场采集夏季牧草各9个样方,于2014年8月25日和9月
22日在秋季放牧草场采集秋季牧草各9个样方,于2014年9月22日和10月12日在冬春放牧草场采集冬初牧
草各9个样方。天然牧草混合样品采集采用1.0m×1.0m样方,留茬高度2cm,齐地面刈割,挑出不可食部分,
称重并记录,风干后再称重,计算风干草产量。带回实验室,每期选取3个样方牧草,粉碎过0.45mm筛,室温下
保存待测。
1.3 常规营养成分测定
干物质(drymatter,DM)测定采用直接烘干法(GB643886);粗蛋白(crudeprotein,CP)测定采用凯氏微量
定氮法(GB643294);粗脂肪(etherextract,EE)测定采用索氏提取法(GB643394);粗灰分(Ash)测定采用马福
炉灰化法(GB643892);酸性洗涤纤维(aciddetergentfibre,ADF)、中性洗涤纤维(neutraldetergentfibre,
NDF)、中性洗涤可溶物(neutraldetergentsoluble,NDS)及半纤维素(hemicelulose,HC)的测定均采用 Van
soest纤维分析法[10]。
1.4 体外产气测定方法与指标
1.4.1 试验动物及管理  选择3头健康、体重接近、安装有永久性瘤胃瘘管的成年大通牦牛作为瘤胃液供体,
饲养水平为1.5倍的维持水平,以燕麦青干草为基础粗饲料,日粮精粗比为30∶70,单独饲喂,每天8:00和
18:00饲喂,自由饮水,预饲15d后,晨饲前用真空泵抽取瘤胃液,装入保温桶中,并迅速带回实验室。
1.4.2 培养液配制  采用 Menke和Steingass的方法[11]准备人工瘤胃营养液(表1),并将人工瘤胃营养液与
瘤胃液以体积比为2∶1混合即为培养液。
表1 人工瘤胃培养液配方
犜犪犫犾犲1 犉狅狉犿狌犾犪狅犳狊犻狀犵狌犾犪狉狊狅犾狌狋犻狅狀犻狀犪狉狋犻犳犻犮犻犪犾狉狌犿犲狀犳犾狌犻犱
微量元素溶液(A液)
TraceelementsolutionA
缓冲液(B液)
BuffersolutionB
常量元素溶液(C液)
ConstantselementsolutionC
指示剂溶液
Indicatorsolution
还原剂溶液
Reductantsolution
CaCl2·2H2O6.60g NH4HCO30.80g Na2HPO41.14g 刃天青Resazurin100mg 1mol/LNaOH4.0mL
CoCl2·6H2O0.50g NaHCO37.00g KH2PO41.24g Na2S·9H2O625.0mg
MnCl2·4H2O5.00g MgSO4·7H2O0.12g FeCl3·6H2O4.00g
加蒸馏水至50.00mL。
Adddistiledwaterto
50.00mL.
加蒸馏水至200.00mL。
Adddistiledwaterto
200.00mL.
加蒸馏水至200.00mL。
Adddistiledwaterto
200.00mL.
加蒸馏水至100.00mL。
Adddistiledwaterto
100.00mL.
加蒸馏水至100.00mL。
Adddistiledwaterto
100.00mL.
1.4.3 产气量测定  每期牧草设3个重复,同一批次培养中设定对照组,即没有发酵底物,仅有瘤胃液和培养
液,作为产气量校正。将空白管和装有200mg底物的培养管(专用注射器)预热(39℃)后加入培养液30mL,
放置到培养箱中开始培养计时,在2,4,6,8,10,12,14,16,20,24,30,36,48h各时间点取出培养管并快速读数记
录。当到某一时间点读数超过60mL时,在读数后及时排气并记录排气后的刻度值。待饲料在体外培养48h
49 草 业 学 报 第24卷
后,将培养管分别取出放入冰水中使其停止发酵。发酵液经4层纱布过滤,测定pH和NH3N浓度。瘤胃液pH
用雷磁PHS3C酸度计直接测定;NH3N浓度采用冯宗慈和高民[12]改进的比色法测定。
1.4.4 测定指标及计算方法[13]
产气量(mL)=该时间段内培养管气体产量(mL)-对应时间段内空白管气体平均产生量(mL)
产气速率(mL/h)=该时间段内产气量(mL)/对应时长(h)
消化能(digestibleenergy,DE)=0.1384×犌犘+0.142%×犆犘+0.111%×犈犈+2.86(犚=0.97,狀=139)
代谢能(metabolizableenergy,ME)=0.1456×犌犘+0.07675%×犆犘+0.1642%×犈犈+1.198(犚=0.973,狀=139)
有机物质降解率(organicmatterdegradationrate,OMD)=0.7602×犌犘+0.6365%×犆犘+22.5(犚=0.943,狀=139)
其中,犌犘(gasproduction)为24h产气量(mL/200mg饲料),犆犘为粗蛋白含量(%),犈犈为粗脂肪含量(%),犚
为回归系数,狀为测定的重复数。
1.5 载畜量计算
牧草数量载畜量=(草场最高可食牧草干物质输出量×利用率)÷(放牧天数×单个羊单位日需干物质量)
可消化蛋白载畜量=(草场可消化蛋白输出量×利用率)÷(放牧天数×单个羊单位日需可消化蛋白量)
代谢能载畜量=(草场代谢能输出量×利用率)÷(放牧天数×单个羊单位日需代谢能量)
1.6 计算参数
根据中华人民共和国农业行业现行标准《天然草地合理载畜量的计算》NY/T6352002,每个标准羊单位(即
体重50kg并哺乳半岁以内单羔,日消耗1.8kg标准干草的母绵羊)按每天采食1.8kg标准干草或1.55kg干
物质计算;称多县草地总体为轻度退化,按80%的利用率进行折扣,即夏季草场的利用率为65%×80%=52%,
秋季草场的利用率为45%×80%=36%,冬季草场的利用率为70%×80%=56%。同时,由相关研究结合美国
NRC标准,本研究采用DCP的日需要量为0.0539kg,ME的日需要量为8.38MJ;暖季和冷季CP的消化率分
别为62.25%和31.64%[1416]。根据称多县放牧实际情况,以1年365d计,夏、秋及冬季草场放牧时间分别为
54,28和283d。
1.7 数据处理
采用Excel2003进行数据整理和SAS9.13中的onewayANOVA进行统计分析。试验结果以平均值±标
准差的形式表示。显著水平:犘<0.01为差异极显著;犘<0.05为差异显著;犘<0.1为有变化趋势。
2 结果与分析
2.1 产草量
不同季节放牧草场天然牧草产量及变化情况见表2。夏季草场天然牧草8月25日时的鲜草产量及中、低层
牧草的高度均极显著(犘<0.01)高于8月1日时的牧草,而牧草盖度、单位面积风干草产量和高层牧草的高度与
8月1日相比差异不显著(犘>0.05),但单位面积风干牧草产量有升高的趋势(犘<0.1);秋季草场8月25日入
场时天然牧草的盖度、单位面积鲜草和风干草产量均极显著(犘<0.01)高于9月22日出场时的牧草,而3层牧
草的高度变化均不显著(犘>0.05),但中、低层牧草有明显的降低趋势(犘<0.1)。自9月22日转入冬季草场到
10月12日短短的20d时间内,单位面积鲜草和风干牧草产量均极显著(犘<0.01)降低,低层牧草的高度显著降
低(犘<0.05),其他指标变化不明显(犘>0.1)。
2.2 牧草养分含量分析
不同季节放牧草场天然牧草概略养分及变化情况如表3。夏季牧场天然牧草的CP和DM 含量在8月1日
分别显著(犘<0.05)和极显著(犘<0.01)高于8月25日,而ADF含量却极显著(犘<0.01)低于8月25日牧草,
说明夏季放牧草场牧草在8月1日时营养品质较好。秋季草场8月25日与9月22日天然牧草相比,CP含量显
著(犘<0.05)较高,而EE含量显著(犘<0.05)较低,NDF和ADF随时间推移有升高趋势(犘<0.1),而NDS有
降低趋势(犘<0.1)。冬季草场,在9月22日入场初的天然牧草CP和NDS含量均极显著(犘<0.01)高于10月
12日,而NDF含量极显著(犘<0.01)低于10月12日牧草,随时间推移,DM 和ADF分别有降低和增高的趋势
(犘<0.1),说明9月22日刚转入冬季草场时的牧草品质较好。
59第12期 孙鹏飞 等:三江源区不同季节放牧草场天然牧草营养价值评定及载畜量研究
表2 不同季节放牧草场地上生物量
犜犪犫犾犲2 犌狉狅狌狀犱犫犻狅犿犪狊狊狅犳犵狉犪狕犻狀犵狆犪狊狋狌狉犲狅犳犱犻犳犳犲狉犲狀狋狊犲犪狊狅狀
样地
Sample
plots
时间Time
(月日 Monthday)
高度
Highdegree(cm)
高 High 中 Middle 低Low
盖度
Coverdegree
(%)
鲜重
Freshweight
(g/m2)
风干重
Airdryweight
(g/m2)
夏季草场
Summer
pasture
81 19.67±4.23 9.00±2.61A 4.00±1.41A 93.50±4.55 232.00±67.89A 89.43±28.50
825 24.00±1.73 17.33±2.89B 9.67±2.31B 98.67±0.58 428.33±87.03B 123.83±17.88
平均值Averagevalue 21.11±4.08 11.78±4.87 5.89±3.26 95.22±4.44 297.44±120.05 100.90±29.72
秋季草场
Autumn
pasture
825 32.5±20.22 18.17±7.14 7.83±4.66 98.33±1.21A 878.00±183.07A 256.88±29.90A
922 23.17±24.99 9.67±8.07 3.50±1.38 79.50±12.34B 174.67±64.15B 97.33±27.93B
平均值Averagevalue 27.83±22.2113.92±8.51 5.67±3.96 88.92±12.90 526.33±389.89 177.11±87.77
冬季草场
Winter
pasture
922 31.67±13.8913.83±5.31 6.33±3.27a 94.33±5.47 680.17±254.06A 246.83±66.73A
1012 39.83±11.08 9.67±3.50 2.83±0.75b 94.17±4.02 246.25±109.62B 115.18±42.87B
平均值Averagevalue 35.75±12.7211.75±4.81 4.58±2.91 94.25±4.58 463.21±293.52 181.00±87.10
 注:相同放牧草场,同列不同大写字母表示差异极显著(犘<0.01),不同小写字母表示差异显著(犘<0.05)。下同。
 Note:Forsamegrazingpastureandsamecolumn,thedifferentcapitallettersshowsignificantdifferencesat犘<0.01,andthedifferentlowerlet
tersshowsignificantdifferencesat犘<0.05.Thesamebelow.
表3 不同季节放牧地牧草概略养分含量(风干基础)
犜犪犫犾犲3 犌犲狀犲狉犪犾狀狌狋狉犻犲狀狋狊犮狅狀狋犲狀狋狅犳犵狉犪狕犻狀犵狆犪狊狋狌狉犲犱狌狉犻狀犵犱犻犳犳犲狉犲狀狋狊犲犪狊狅狀(犪犻狉犱狉狔犫犪狊犻狊) %
样地
Sampleplots
时间Time
(月日 Monthday)
DM Ash CP EE NDF ADF HC NDS
夏季草场
Summer
pasture
81 92.90±0.16A 4.96±0.47 12.69±0.13a 2.95±0.10 40.53±4.34 23.79±0.58A 16.74±4.35 59.47±4.34
825 91.62±0.19B 5.47±0.49 10.78±0.73b 2.85±0.22 44.49±0.87 28.45±0.51B 16.04±1.32 55.51±0.87
平均值Averagevalue 92.26±0.72 5.22±0.51 11.74±1.14 2.90±0.16 42.51±3.54 26.12±2.60 16.39±2.90 57.49±3.54
秋季草场
Autumn
pasture
825 91.89±0.52 6.37±1.09 10.54±1.22a 3.93±0.19a 44.15±3.86 28.75±2.34 15.41±5.47 55.84±3.86
922 92.62±0.47 7.64±1.70 7.99±0.73b 4.38±0.17b 50.50±2.41 34.42±3.47 16.08±3.29 49.50±2.41
平均值Averagevalue 92.25±0.60 7.01±1.46 9.27±1.67 4.16±0.30 47.33±4.51 31.59±4.08 15.74±4.06 52.67±4.51
冬季草场
Winter
pasture
922 92.83±0.22 5.31±0.44 8.65±0.64A 3.74±0.70A 43.87±1.36A31.74±2.95 12.13±2.26 56.13±1.36A
1012 92.34±0.29 5.23±0.16 5.61±0.75B 3.41±0.38B 53.11±2.39B38.57±3.68 14.54±3.00 46.89±2.39B
平均值Averagevalue 92.59±0.36 5.27±0.30 7.13±1.78 3.57±0.53 48.49±5.35 35.16±4.78 13.33±2.72 51.51±5.35
2.3 体外产气评定
2.3.1 瘤胃发酵参数及能值估测  由表4可知,3季放牧草场天然牧草经过体外48h发酵后pH均在7以
下,为6.69~6.87,对瘤胃内环境无不良影响;瘤胃NH3N浓度变化范围为12.15~16.00mg/100mL,均满足
瘤胃微生物最高生长要求。同时,3季放牧草场天然牧草24h产气量、48h产气量及由24h产气量与常规营养
物质推算得出的DE、ME、OMD均表现为随放牧时间的延长而降低。
2.3.2 产气动态  由图1可知,3季放牧草场天然牧草体外产气速率均在1~3h间形成第1个峰,并且这是
整个过程中产气速率的最高峰;3~8h之间各季不同阶段牧草的产气速率均相对平缓,且8月1日夏季牧草、8
月25日秋季牧草和9月22日冬季牧草的产气速率较对应季节草场的8月25日夏季草场牧草、9月22日秋季草
场牧草和10月12日冬季牧场牧草高。第10~14h之间,除8月1日夏季牧草和9月22日冬季牧草的产气速率
直接开始下降,并不断趋向于X轴外,其他时间牧草都出现了整个过程中的第2个产气高峰,然后逐步下降。
69 草 业 学 报 第24卷
表4 不同季节放牧草场天然牧草体外发酵参数及能值估测
犜犪犫犾犲4 犉犲狉犿犲狀狋犪狋犻狅狀狆犪狉犪犿犲狋犲狉犪狀犱犲狊狋犻犿犪狋犲犱犲狀犲狉犵狔狅犳狀犪狋犻狏犲犵狉犪狊狊犻狀狏犻狋狉狅狅犳犵狉犪狕犻狀犵狆犪狊狋狌狉犲狅犳犱犻犳犳犲狉犲狀狋狊犲犪狊狅狀
样地
Sample
plots
时间Time
(月日 Monthday)
pH NH3N
(mg/100mL)
24h累积产气量
24hgasproduction
(mL)
48h累积产气量
48hgasproduction
(mL)
消化能
DE
(MJ/kg)
代谢能
ME
(MJ/kg)
有机物质降
解率OMD
(%)
夏季草场
Summer
pasture
81 6.87±0.25 16.00±3.16 46.50±2.45 57.50±4.27 9.32±0.59 7.98±0.62 57.93±3.23
825 6.73±0.08 14.80±1.62 40.34±5.13 52.50±5.77 8.46±0.71 7.08±0.75 53.23±3.90
平均值Averagevalue 6.80±0.18 15.40±2.34 43.42±5.40 55.00±5.30 8.89±0.75 7.53±0.79 55.58±4.11
秋季草场
Autumn
pasture
825 6.84±0.27 14.09±0.40 43.00±4.65 54.67±5.35 8.83±0.64 7.47±0.68 55.26±3.52
922 6.69±0.10 12.15±4.83 38.84±11.02 47.83±14.50 8.39±1.52 7.01±1.60 52.83±8.37
平均值Averagevalue 6.76±0.20 13.12±3.24 41.42±7.56 51.25±10.47 8.61±1.07 7.24±1.13 54.05±5.90
冬季草场
Winter
pasture
922 6.71±0.03 14.84±3.18 48.28±4.34 58.83±4.51 9.56±0.60 8.24±0.63 59.26±3.29
1012 6.70±0.03 15.68±3.05 39.67±6.76 50.00±4.77 8.36±0.94 6.98±0.98 52.69±5.14
平均值Averagevalue 6.71±0.03 15.26±2.82 43.98±6.93 54.42±6.38 8.96±0.96 7.61±1.01 55.98±5.27
图1 不同季节放牧草场天然牧草体外发酵产气速率
犉犻犵.1 犌犪狊狆狉狅犱狌犮狋犻狅狀狉犪狋犲狊狅犳狀犪狋犻狏犲犵狉犪狊狊犳犲狉犿犲狀狋犲犱
犻狀狏犻狋狉狅狅犳犵狉犪狕犻狀犵狆犪狊狋狌狉犲狅犳犱犻犳犳犲狉犲狀狋狊犲犪狊狅狀 
2.4 不同季节放牧草场天然牧草营养输出量
2.4.1 概略养分输出  由表5,从3季放牧
草场天然牧草各概略养分的单位面积平均输出
量来看,CP和EE及Ash的最大输出均出现在
秋季草场,冬季草场次之,夏季草场的单位面积
输出最低,NDF、ADF及NDS的输出量均随时
间推移而逐渐增加;从夏、秋及冬季各放牧草场
分别来看,除夏季放牧草场外,其他两季草场均
表现为随牧草生长、放牧时间的延长天然牧草
概略养分输出呈下降趋势。
2.4.2 体外产气输出  由表6,从3季放牧
草场天然牧草体外产气单位面积平均输出看,
24和48h产气输出及DE和ME的最大输出
表5 不同季节放牧草场单位面积天然牧草概略养分输出量
犜犪犫犾犲5 犢犻犲犾犱狅犳犵犲狀犲狉犪犾狀狌狋狉犻狋犻狅狀狆犲狉狌狀犻狋犪狉犲犪狅犳犵狉犪狕犻狀犵狆犪狊狋狌狉犲狅犳犱犻犳犳犲狉犲狀狋狊犲犪狊狅狀 g/m2
样地
Sampleplots
时间Time
(月日 Monthday)
DM Ash CP EE NDF ADF HC NDS
夏季草场
Summer
pasture
81 102.79±21.42 5.44±0.87 14.03±2.96 3.25±0.59 45.46±13.37 26.37±5.82 19.09±7.89 65.20±10.18
825 113.43±16.18 6.80±1.37 13.27±1.10 3.51±0.40 55.03±7.36 35.24±5.20 19.79±2.67 68.81±10.62
平均值Averagevalue 108.11±18.22 6.12±1.27 13.65±2.00 3.38±0.47 50.25±10.98 30.80±6.93 19.44±5.28 67.01±9.51
秋季草场
Autumn
pasture
825 232.85±19.8316.22±3.76 26.91±5.57 9.99±1.36 111.73±11.16 72.64±5.32 39.08±14.00141.74±18.89
922 109.86±19.92 8.91±1.41 9.50±2.09 5.22±1.19 59.58±7.92 40.66±6.79 18.91±3.87 59.09±14.02
平均值Averagevalue 171.35±69.6712.56±4.74 18.21±10.25 7.61±2.85 85.65±29.85 56.65±18.35 29.00±14.37100.42±47.65
冬季草场
Winter
pasture
922 242.04±42.7213.96±3.66 22.74±5.70 9.95±3.69 113.98±16.48 82.48±13.63 31.49±6.91 146.69±29.08
1012 130.66±24.50 7.41±1.50 7.93±1.82 4.88±1.38 74.85±12.09 54.69±12.16 20.16±2.87 66.62±14.78
平均值Averagevalue 186.35±68.5010.69±4.37 15.34±8.95 7.42±3.73 98.41±25.03 68.59±19.11 25.82±7.81 106.65±48.47
79第12期 孙鹏飞 等:三江源区不同季节放牧草场天然牧草营养价值评定及载畜量研究
表6 不同季节放牧草场单位面积天然牧草体外产气指标输出
犜犪犫犾犲6 犢犻犲犾犱狅犳犳犲狉犿犲狀狋犪狋犻狅狀犻狀狏犻狋狉狅狀狌狋狉犻狋犻狅狀狆犲狉狌狀犻狋犪狉犲犪狅犳犵狉犪狕犻狀犵狆犪狊狋狌狉犲狅犳犱犻犳犳犲狉犲狀狋狊犲犪狊狅狀
样地
Sampleplots
时间Time
(月日 Monthday)
24h产气量
24hgasproduction(L/m2)
48h产气量
48hgasproduction(L/m2)
消化能
DE(MJ/m2)
代谢能
ME(MJ/m2)
夏季草场
Summer
pasture
81 26.01±7.22 32.11±8.54 1.04±0.27 0.89±0.24
825 24.73±2.45 32.25±3.40 1.04±0.10 0.87±0.08
平均值Averagevalue 25.37±4.87 32.18±5.81 1.04±0.18 0.88±0.16
秋季草场
Autumn
pasture
825 54.19±3.17 68.92±3.26 2.23±0.10 1.89±0.09
922 22.96±3.60 27.47±4.92 0.98±0.09 0.81±0.10
平均值Averagevalue 38.58±17.37 48.20±23.01 1.60±0.69 1.35±0.59
冬季草场
Winter
pasture
922 62.34±5.91 76.08±8.19 2.48±0.29 2.13±0.22
1012 28.19±8.21 35.47±8.30 1.19±0.29 0.99±0.26
平均值Averagevalue 45.26±19.77 55.78±23.44 1.83±0.75 1.56±0.66
均出现在冬季放牧草场,秋季草场次之,夏季草场最
低;从夏、秋及冬季草场分别来看,与概略养分输出
的变化相似,均表现为随牧草生长、放牧时间的延
长,天然牧草体外产气输出呈下降趋势。
2.5 不同季节放牧草场载畜量确定
三江源区不同季节放牧草场数量和营养载畜量
情况如表7所示。数量载畜量和营养载畜量的变化
趋势一致,最大值均出现在秋季放牧草场,夏季放牧
草场次之,冬季放牧草场最低;在夏季放牧草场,
DCP载畜量最高,是数量载畜量的2.1倍,是ME
表7 不同季节放牧草场载畜量
犜犪犫犾犲7 犆犪狉狉狔犻狀犵犮犪狆犪犮犻狋狔狅犳犵狉犪狕犻狀犵
狆犪狊狋狌狉犲狅犳犱犻犳犳犲狉犲狀狋狊犲犪狊狅狀 SU/hm2
样地
Sample
plots
数量载畜量
Amountcarrying
capacity
DCP载畜量
DCPcarrying
capacity
ME载畜量
MEcarrying
capacity
夏季草场Summerpasture 7.05 14.85 10.00
秋季草场Autumnpasture 19.51 20.36 29.00
冬季草场 Winterpasture 2.92 2.47 5.03
载畜量的1.5倍左右;在秋季放牧草场,ME载畜量最高,是数量载畜量和DCP载畜量的1.5倍左右;在冬季放
牧草场,ME载畜量最高,数量载畜量次之,DCP载畜量最低,ME载畜量约为DCP载畜量的1.0倍左右。
3 讨论
3.1 产草量和概略养分
天然草地牧草的产草量和营养品质随季节变化而变化,牧草营养一般随牧草生长而降低[17]。赵禹臣等[18]
和吴发莉等[19]研究发现西藏当雄、那曲和甘肃碌曲、合作高寒草地暖季牧草营养价值高于冷季牧草,暖季牧草的
CP和Ash含量显著高于冷季,而CF(crudefibre)、NDF和ADF含量显著低于冷季牧草,暖季牧草的饲用价值
明显较高。本研究中,最高产草量出现在8月25日秋季草场,牧草CP的含量随牧草生长而降低,ADF和NDF
含量随牧草生长而升高,牧草品质变化趋势均与以上研究相似。同时,本研究所得出的不同季节放牧草场的CP
平均含量除夏季草场为11.74%外,秋季和冬春草场牧草CP平均含量均在10%以下,按任继周[20]牧草CP等级
指数划分法(≥16%为上等、10%~15%为中等、≤10%为下等),夏季放牧地天然牧草的营养品质处于中等,而秋
季和冬春放牧地天然牧草的营养品质处于下等。有资料表明,如果饲草料中ADF含量≥30%时,会影响到饲料
蛋白的消化,本研究中,除夏季放牧草地天然牧草的平均ADF为26.12%,低于30%外,秋季和冬春放牧地天然
牧草ADF含量均在30%以上,品质较差。产草量和概略养分分析证明,三江源区夏季放牧地天然牧草品质较
好,秋季放牧地天然牧草产草量较高。
3.2 体外产气评定
3.2.1 瘤胃发酵参数及估测能值  瘤胃中NH3N是饲草料中的蛋白质及非蛋白氮在瘤胃中的降解产物,是
微生物合成菌体蛋白的原料。瘤胃液NH3N浓度受瘤胃壁吸收、食糜排空速度及瘤胃菌体利用等因素的影响
89 草 业 学 报 第24卷
而变化[21]。在正常反刍动物瘤胃内,瘤胃微生物发酵所需的最佳NH3N浓度范围为0.35~29.00mg/100mL,
而连续体外发酵培养所需的最低NH3N浓度为5.00mg/100mL[2223]。本研究中,三江源区不同季节放牧地天
然牧草虽然品质差异较大,但经体外48h发酵后NH3N浓度均在12.15~16.00mg/100mL之间,均能维系瘤
胃微生物的快速生长,这可能与牦牛长期生活在高寒地区,并长期耐受营养缺乏而适应环境的结果。
不同季节放牧地天然牧草的DE和 ME含量可通过体外产气的24h产气量结合概略养分中的粗蛋白和粗
脂肪进行估测[13]。本研究中,夏季放牧地天然牧草的DE和 ME含量分别为8.46~9.32MJ/kg和7.08~7.98
MJ/kg,秋季放牧地天然牧草的DE和 ME含量分别为8.39~8.83MJ/kg和7.01~7.47MJ/kg,而冬季放牧地
天然牧草的DE和 ME含量分别为8.36~9.56MJ/kg和6.98~8.24MJ/kg,这均高于中国农业科学院吉林特
产研究所1985年测定的玉米秸秆的消化能和代谢能含量(8.42和6.77MJ/kg),说明三江源区天然牧草能量含
量尚可。
3.2.2 产气动态  根据本课题组前期研究得出体外培养饲料48h时间为最佳,因此本研究确定体外培养时
间为48h[89]。在48h的体外培养过程中,3个季节牧草的产气速率均在1~3h形成了一个高峰,部分牧草在
10~14h形成了第2个峰。这与天然牧草的碳水化合物分为结构性碳水化合物(structuralcarbohydrate,SC)
和非结构性碳水化合物(nonstructuralcarbohydrate,NSC)有关[2425]。由于非结构性碳水化合物容易被降解,
在培养前期,非结构性碳水化合物首先被瘤胃微生物快速利用,故形成了第1个峰。当这部分碳水化合物被利用
完后,瘤胃微生物开始利用较难利用的结构性碳水化合物,降解速度变慢,出现“平稳期”。随着培养时间推移,瘤
胃降解菌不断积累增加,产气速率又开始加快,形成了第2个产气速率高峰,第2个高峰过后,由于发酵底物殆尽
和发酵产物积累,导致发酵速度不断降低,并趋于0。本研究中,部分牧草的产气速率没有出现第2个峰,而是平
稳期结束后直接开始不断降低,这可能与这一时期的牧草品质较好,非结构性碳水化合物比例较高,导致二次发
酵不明显有关。
3.3 不同季节放牧地合理载畜量的确定
本研究中,在夏季放牧地的营养载畜量(包括DCP和 ME载畜量)均高于数量载畜量,并且DCP载畜量高于
ME载畜量,这与郝力壮等[26]暖季(7-8月牧草)在玛多县的研究结果一致。在秋季放牧地营养载畜量同样高于
数量载畜量,但此时ME载畜量高于DCP载畜量,与夏季放牧地不一致。这与EE、CP是影响ME的两个重要因
素,秋季放牧地牧草CP含量开始下降,而富集能量的EE含量仍维持较高水平有关。而在冬春放牧地 ME载畜
量>数量载畜量>DCP载畜量,出现这种情况与牧草CP含量随时间推移损失快,而EE损失较慢有关,这与本
研究得出的牧草概略养分的变化一致。
参照生态学中的营养容纳量和Liebig最小因子定律[2729],夏季和秋季草场营养供应充足,牧草产量是限制
因子,暖季估计载畜量应首先考虑可食牧草产量。在冬春季放牧草场,DCP是限制因子,估计载畜量应首先考虑
DCP载畜量,按照DCP载畜量安排放牧符合生态保护的目标。但是,在实际生产中如果在暖季按数量载畜量、
在冷季按DCP载畜量核减放牧地牛羊势必会损害当地牧民的经济利益,推广阻力大,所以可考虑在有补饲条件
的地区,以最高载畜量核算,然后根据能氮平衡原理,通过补饲草料补齐短板,实现生产、生态双丰收。因此在有
补饲条件的地区,夏季放牧草场应该以DCP载畜量进行核算,然后通过补饲补齐DM和ME的不足;秋季放牧草
场应该以 ME载畜量进行核算,然后通过补饲补齐DM和DCP的不足;冬春季放牧草场也应该以 ME载畜量进
行核算,然后通过补饲补齐DM和DCP,尤其是DCP的缺乏。
4 结论
三江源区天然放牧草地牧草产草量和营养品质季节性变化大,牧草产量在秋季放牧草场达到一年中的最大
值以后不断降低,概略养分中的CP随牧草生长而不断降低。夏季放牧草场DCP载畜量>ME载畜量>数量载
畜量,在无补饲条件的情况下应该以数量载畜量核定放牧,有补饲条件的情况下以DCP载畜量核定放牧;秋季放
牧草场 ME载畜量>DCP载畜量>数量载畜量,在无补饲条件的情况下应该以数量载畜量核定放牧,有补饲条
件的情况下以 ME载畜量核定放牧;冬春放牧草场 ME载畜量>数量载畜量>DCP载畜量,在无补饲条件下应
该以DCP载畜量核定放牧数量,有补饲条件的情况下以 ME载畜量核定放牧。
99第12期 孙鹏飞 等:三江源区不同季节放牧草场天然牧草营养价值评定及载畜量研究
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