锡林郭勒天然草地营养成分评价

史激光

(内蒙古自治区锡林浩特国家气候观象台，内蒙古 锡林浩特 026000)

天然草地牧草是草食畜赖以生存的条件, 草地牧草营养成分直接影响着草食畜的营养状况、生命活动及生产性能。近年来，由于对草地资源的不合理利用，草地生态系统失调，致使锡林郭勒草原退化面积近64%，天然牧草营养成分降低，草地质量严重下降[1-2]。以往对天然草地牧草单一营养成分的研究较多[3-5]，应用综合指标研究的较少[6-8]，特别是对锡林郭勒盟草地天然牧草营养成分综合量化评价还未见报道。因此，应用主成分分析法[9-11]对锡林郭勒草地天然牧草营养成分进行更加客观和准确地评价，为牧草品种的选育、生产加工和配制动物日粮、确定适宜的草地载畜量和牧业生产布局，维护草地生态系统的稳定与草地资源的合理利用提供决策依据。

1 材料与方法

1.1研究地概况 锡林郭勒盟行政区下辖13个旗(县、市)，地处111°59′～120°00′ E，42°32′～46°41′ N，海拔839～1 469 m，面积20.3万km2。气候类型为温带半干旱大陆性气候，年均气温2.5 ℃，降水量273 mm，日照时数3 024.7 h，生长期102～148 d。锡林郭勒盟主要有3个草原类型：东部为草甸草原(东乌珠穆沁旗、西乌珠穆沁旗、乌拉盖管理区)，建群种为羊草(Leymuschinensis)、贝加尔针茅(Stipabaicalensis)等；中部为典型草原(阿巴嘎旗、锡林浩特市、正镶白旗、镶黄旗、正蓝旗、多伦县、太仆寺旗)，建群种为克氏针茅(S.kryloyii)、羊草；西部为荒漠化草原(苏尼特左旗、苏尼特右旗、二连浩特市)，建群种多为半灌木。锡林郭勒盟草原伴生种为糙隐子草(Cleistogenessquarrosa)、知母(Anemarrhenaasphodeloides)、矮鸦葱(Scorzonerasubacauli)、冷蒿(Artemisiafrigida)等，土壤以风沙土为主，部分地区有栗钙土、棕钙土和草甸土等，有机质含量低，稳固性差。

1.2资料来源与方法 资料来源于锡林浩特国家气候观象台2005-2011年测定的锡林郭勒地区天然草地地上牧草营养成分。供试样品来自锡林郭勒地区13个旗(县、市)天然草地牧草观测场，为每年7月下旬-8月上旬测定天然草地地上生物量时取得的混合牧草样品。选取天然牧草历年测定的粗蛋白、粗脂肪、无氮浸出物、粗灰分、粗纤维5项成分的平均值作为天然草地牧草饲料营养成分综合评价指标。运用SPSS 11.5与Microsoft Excel 2003软件主成分计算原理对选取营养成分综合评价指标进行主成分分析。

2 结果

根据锡林郭勒地区历年平均营养成分测定资料(表1)，通过主成分分析，选取3个主成分(表2)。粗蛋白、粗灰分在第1主成分上有较高载荷，说明第1主成分基本反映了粗蛋白、粗灰分两个指标的信息；粗脂肪、无氮浸出物在第2主成分上有较高的载荷，说明第2主成分基本反映了粗脂肪、无氮浸出物两个指标的信息；粗纤维在第3主成分上有较高载荷，说明第3主成分基本反映了粗纤维指标的信息。各主成分的方差贡献率分别为43.991%、25.983%和16.019%，累积贡献率达85.993%，代表了各供试样品85.993%的信息，信息损失量14.007%。

表1 不同天然草地类型草地营养成分Table 1 Nutrition of grasslands in Xilin Gol %

表2 选取指标与主成分载荷矩阵Table 2 Load matrix of selecting index and principal components

应用主成分分析方法对天然草地牧草营养成分进行综合评价，就是利用主成分综合得分的大小来评价天然草地牧草营养成分的高低，主成分综合得分越大营养成分越高，反之则越低。本研究表明，苏尼特左旗天然牧草营养成分最高，乌拉盖管理区较低(表3)。同理，草原类型主成分综合得分越高，草地类型牧草营养成分越高。按草原类型牧草营养成分高低排序为荒漠化草原>典型草原>草甸草原。

表3 各主成分得分、综合得分及天然草地营养成分排序Table 3 Composite scores of principal components and ranking of nutrients of grassland in Xilin Gol

3 讨论

牧草的营养成分受分布地域、品种、生长发育阶段、土壤、海拔高度、季节、气候条件[12]、畜种和采食量等各种因素的影响，特别是天然牧草的刈割期对牧草的产量和营养价值影响很大[13]。不同类型天然草地及植被构成是牧草营养成分高低的决定因素。不同类型天然草地不同种类的牧草营养成分固然不同，同一种类牧草生长在不同地区营养成分也不尽相同，同一草地不同种类的牧草，其营养成分差异很大。处于营养生长期的牧草含有丰富的蛋白质，极易被消化，并可以满足牲畜的营养需要。抽穗时的牧草仍有相当数量的叶片和较高的消化率。开花结实后，牧草蛋白质含量降低，粗纤维含量升高，消化率降低。牧草的部位不同，营养成分也不同。叶片比茎秆含有更丰富的蛋白质，而粗纤维则比茎秆少。生长在肥沃土壤上的牧草，不仅产量高，而且营养价值也较高。生长在贫瘠土壤上的牧草则相反。一般来说，同一种牧草生长在高海拔地区的营养价值比生长在低海拔地区的营养价值高,温带地区的草地牧草比热带和亚热带地区的牧草营养价值高。通过采用补播优质牧草、施肥、清除劣质杂草及有毒有害植物、防治虫害和鼠害、合理规定载畜量和放牧强度、划区轮牧等经营管理措施，可以有效地提高草地牧草的营养成分[14]。

草地牧草各种营养成分的高低是评价其营养价值的重要因素。粗蛋白质含量愈高、粗纤维含量愈低，则草地牧草的营养价值就愈高，反之，营养价值就愈低。本研究发现，天然草地牧草粗蛋白、粗脂肪、粗纤维等营养成分排序不同，这说明单一的营养成分绝对含量指标不能准确地评价牧草的营养成分。因此，对牧草营养价值的评价应采用综合评价指标。主成分分析综合量化各指标的权重，避免人为的主观任意性，可以提高结果的客观性与精确度。仅靠草地的地上生物量确定载畜量存在一定的局限性，以草地牧草营养成分含量确定载畜量，也存在一定的片面性，因为在营养已经满足家畜需求的情况下，家畜可能并未吃饱而继续采食，使得草地营养载畜量大于生物量载畜量，这样势必会造成过牧。以草地生物量及牧草营养成分含量确定载畜量要因地制宜，两者分配比例合理才可确定适宜的载畜量；以草地合理载畜量为基础，才能使草地实现经济和生态效益的最优化，最终实现草地畜牧业的可持续发展。在草地退化较严重或生态环境较脆弱的锡林郭勒盟地区，以草地生物量确定载畜量比较适宜，既可以避免放牧家畜超载又能给草地休养生息的机会。

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