永昌县花草滩荒漠草地产草量及放牧家畜营养平衡分析

王子雄，俞联平,2，史兆国

（1.甘肃农业大学动物科学技术学院，甘肃 兰州 730070；

2.甘肃省草原技术推广总站，甘肃 兰州 730010）

近年来，随着遥感技术（RS）、全球定位系统（GPS）和地理信息系统（GIS）的一体化发展，为在时空上进行快速、精确、大尺度草地资源信息的采集、定位、存贮、管理、分析和应用提供了技术支持[1-2]。本研究将3S技术与传统地面测产、实验室化验分析技术相结合，选择河西走廊干旱气候区具有代表性的永昌县花草滩土质温性荒漠草地进行产草量、荒漠草地植被养分含量以及放牧家畜营养平衡状况的分析和评价，为河西走廊乃至类似地区草地资源评价及放牧家畜营养平衡分析提供借鉴和指导。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

永昌地处甘肃河西走廊东部、祁连山北麓、阿拉善台地南缘，位于东经 101°04′～102°43′，北纬37°47′～38°39′，总面积 453 102.69 hm2。境内地势以山地、平原为主，南北山岭夹峙，与平原相间排列，平原地带绿洲与荒漠戈壁交错，沿东西方向绵延，海拔1 452～4 442 m，平均2 000 m，属温带大陆性干旱气候区，年日照时数2 884 h，平均降水量仅185.1 mm，主要集中于6～9月，年蒸发量2 000.6 mm，年平均气温4.8℃，≥10℃积温2011℃，无霜期134 d 左右[3]。

1.2 分析方法

1.2.1 花草滩荒漠草地估产模型的构建及产量估算 以LANDSAT TM影像为数据源（中国科学院遥感卫星地面站提供，接受时间：2009/9/21，研究区无云），结合2010年地面路线及样地调查数据，进行草地归一化植被指数（NDVI）的提取、草地产草量估产模型的建立及产量估算。（1）归一化植被指数（NDVI）提取。利用ENVI遥感影像处理软件直接从 LANDSAT TM 第 3、4波段提取 NDVI数据。NDVI计算公式见式（1）[4]。（2）草地可食鲜草产量计算公式见式（2）[5-7]。与永昌县平均降水量相比，2010年上半年天气比较干旱，对牧草生长构成了一定影响，参考《天然草地合理载畜量的计算》（NY/T635-2002）[5]，草地牧草再生率按4%，草地产草量年变率按85%对草地可食牧草产量进行校正。

式中：ρnir为红外光波段反射率，ρred为红光波段反射率。

1.2.2 牧草营养成分及放牧家畜营养平衡分析（1）牧草营养成分分析方法。测定指标为粗蛋白（CP）、粗纤维（CF）、粗脂肪（EE）、无氮浸出物（NFE）、钙（Ca）、磷（P）。用凯氏定氮法测定粗蛋白，用索氏脂肪提取法测定粗脂肪，采用酸碱法测定样品中粗纤维的含量，用600℃烧灼残渣法测定粗灰分，钙测定用草酸铵-高锰酸钾法，磷的测定用磷-钒-钼酸铵法。（2）营养平衡分析。根据不同月份草地粗蛋白、钙和磷等营养物质的供给量与放牧家畜营养需求之间的数量关系，分析花草滩放牧家畜营养平衡状况。

2 结果与分析

2.1 永昌县荒漠草地估产模型构建及产草量估算

根据2010年9月初对花草滩荒漠草地植被可采食部分鲜重的定位点实测数据,结合相应点NDVI采样值，建立花草滩荒漠草地产草量估产模型（y=0.352 2 e0.0387x，R2=0.588 2，指数模型），经实测点草地产草量与相应点NDVI采样值的相关分析，NDVI与产草量之间存在正相关（相关系数r=0.80，p<0.01）。

以NDVI为基础，利用该模型估测花草滩荒漠草地可食鲜草产量及其载畜能力（见表1）。

表1 花草滩荒漠草地面积及可食鲜草产量

由表1可知，花草滩土质温性荒漠总面积2.53万hm2，其中可利用草地面积2.03万hm2，可食牧草鲜草产量4 430.03 kg/hm2，总产可食鲜草量为8.98万t。

根据马成杰[8]多年研究确定的荒漠草地产草量月动态变化系数，结合荒漠草地放牧利用率（按40%）[8]推算，不同月份花草滩荒漠草地放牧家畜可利用鲜草产量如表2。

表2 不同月份荒漠草场提供放牧家畜可利用鲜草产量

从表2可知，不同月份花草滩荒漠草地可提供放牧利用的鲜草产量以7～10月为高，占3～12月草地可利用牧草产量的56.00%。其中，以8、9月为最高，分别占草地可利用牧草产量的15.00%和18.00%。

2.2 花草滩荒漠草地植被养分含量及放牧家畜营养平衡分析

2.2.1 荒漠植被养分含量及不同月份放牧家畜可利用的粗蛋白、钙和磷等营养含量 花草滩荒漠草地植被以珍珠和盐爪爪为主(细枝盐爪爪和圆叶盐爪爪)，伴生种主要有合头草和红沙，呈区域性分布，驴驴蒿、籽蒿等一年生植物依降雨情况年度差异较大。花草滩荒漠植被可食部分常规营养成分如表3。

由表3可知，花草滩植被属典型荒漠植被，植被灰分含量较高，混合样可食部分鲜草粗灰分含量高达12.71%，水分含量达64.52%，粗蛋白含量仅4.61%，含钙0.38%，含磷仅0.043%。

表3 花草滩荒漠植被营养成分含量（风干样） （%）

按不同月份草地可提供放牧家畜利用的鲜草产量计算，不同月份花草滩荒漠草地提供放牧利用的粗蛋白、钙和磷等营养含量如表4。

表4 不同月份荒漠草场可提供放牧家畜利用的粗蛋白、钙和磷等营养含量 （t）

与不同月份荒漠草地可放牧利用鲜草产量一致，不同月份放牧家畜可利用的粗蛋白、钙和磷等营养含量以7～10月为高，以8、9月为最高。全年花草滩荒漠草地共提供放牧家畜可利用的粗蛋白1 615.95 t，钙 134.81 t，磷 15.49 t。

2.2.2 放牧家畜营养平衡分析 经调查统计，2009～2010年在花草滩长期放牧的各类绵山羊约3.12万只，骆驼320峰，马30匹，折合羊单位约2.44万只。每羊单位按日采食鲜草6.2 kg，粗蛋白180g，钙 7.5g，磷 4.7 g推算（NY/T 816-2004 肉羊饲养标准[9]，泌乳母羊每日营养需要量），不同月份放牧家畜营养物质需求量如表5，各月份放牧家畜营养平衡分析见表6。

表5 不同月份花草滩荒漠草地放牧家畜营养物质需求量 （t）

从表5中看出，在现有放牧家畜存栏的情况下，粗蛋白月平均需求量134.07 t，钙5.59 t，磷3.50 t。全年放牧家畜约需粗蛋白1 608.84 t，钙67.08 t，磷 42.00 t。

表6 不同月份花草滩荒漠草地放牧家畜营养平衡分析结果 （t）

不同月份放牧家畜营养平衡分析结果（见表6）表明，6～10月花草滩荒漠草地放牧家畜可利用牧草所提供的粗蛋白含量能满足放牧家畜需求，而1～5月和11～12月不能满足现有放牧家畜正常生产对蛋白质的需要，但从全年草地粗蛋白产量与家畜总需求来看，基本上能够保持总量平衡（粗蛋白：总产量-总需求=1 615.95-1 608.84=7.11）；花草滩荒漠草地植被钙含量丰富，而磷含量不足，3～12月份草地植被提供的可利用钙均大于放牧家畜需求，能满足全年放牧的需要，而全年放牧家畜始终处于缺磷状态（全年累计缺磷26.50 t）。

综上所述，为保证花草滩放牧家畜正常生产，冬春季为其进行补饲是必要的，尤其要重视补饲富含蛋白质的豆科牧草和饼粕类饲料；由于花草滩荒漠植被含钙丰富而普遍含磷量不足，因此应注意全年长期补磷，优化钙磷比例，提高钙磷利用率，确保放牧家畜的营养平衡及健康。

3 结 论

花草滩土质温性荒漠作为干旱气候区具有代表性的典型荒漠类草地，其土壤背景有别于砾石质和沙质温性荒漠，采用归一化植被指数构建其产草量估产模型，估测该类型草地产草量，具有较好的代表性和准确性。花草滩土质温性荒漠总面积2.53万hm2，其中可利用草地面积2.03万hm2，可食牧草鲜草产量为4 430.03 kg/hm2，总可食鲜草产量为8.98万t。花草滩植被属典型荒漠植被，植被灰分含量较高，混合样可食部分鲜草粗灰分含量高达12.71%，含钙0.38%，水分含量达64.52%，而粗蛋白和磷含量分别为4.61%和0.043%。6～10月，花草滩荒漠草地提供的可放牧利用牧草能满足放牧家畜对粗蛋白的需求，而1～5月和11～12月不能满足其需要，但能保持全年总量基本平衡。花草滩荒漠草地植被钙含量丰富而磷含量不足，能满足放牧家畜对钙的需求，而全年放牧家畜始终处于缺磷状态。为保证放牧家畜正常生产，冬春季应补饲豆科牧草和饼粕类等蛋白质饲料，全年需进行磷的补饲。

[1] 韩兰英，陈全功，韩 涛，等.基于3S技术的棉花面积估测方法研究[J].干旱区研究，2008，（2）：207-211.

[2] 俞联平，程文定，李兴海，等.河西走廊3县草地资源现状及草地生产力评价[J].干旱区研究，2010，27（5）：712-718.

[3] 甘肃农村年鉴编委会.2006甘肃农村年鉴[M].北京：中国统计出版社，2006.

[4] 赵文吉，段福州，等.ENVI遥感影像处理专题与实践[M].北京：中国环境科学出版社，2008.

[5]NY/T635-2002，天然草地合理载畜量的计算[S].

[6] 王晓芳，宗 刚.草场资源生态环境与经济发展协调性评价——以西藏那曲地区为例[J].安徽农业科学，2010，（7）：3673-3675.

[7]丰 骁，王 晶，施丽娟，等.金强河流域不同退化草地牧草营养成分研究[J].湖南农业科学，2010，（1）：116-118.

[8]马成杰.论草原放牧牲畜营养供需平衡 [J].内蒙古草业，2007，19（4）：49-51.

[9]NY/T 816-2004，肉羊饲养标准[S].