青海湖地区不同季节牧场植物营养动态研究



青海湖地区不同季节牧场植物营养动态研究

丁路明1，龙瑞军1，田福平2，李小刚1，张世挺1

(1.兰州大学 草地农业生态系统国家重点实验室，生命科学学院，甘肃 兰州 730000；2.中国农业科学院 兰州畜牧与兽药研究所，甘肃 兰州 130050)

[摘要]本研究采集了青海湖地区不同季节牧场的主要高山植物物种，分析其常规营养成分，为青藏高原地区家畜养殖饲草料配方和营养标准提供参考，以指导牧民和养殖户等合理利用天然草场、配合补饲饲料，提高青藏高原的畜牧业水平。结果表明，青海湖地区夏季草场主要优势物种为矮嵩草和小嵩草，秋季牧场主要优势物种为苔草和小嵩草。夏秋季草场可食牧草营养价值比较高，夏季草场矮嵩草和小嵩草的粗蛋白含量分别达到9.4%和10.6%，秋季草场苔草和小嵩草的粗蛋白分别为10.6%和9.3%，但夏秋季草场可食牧草生物量比较低，主要可食牧草的干物质生物量为30~45 g/m2。冬季草场可食牧草粗蛋白含量比较低，主要牧草粗蛋白含量苔草只有5.4%，地上干物质总生物量为29 g/m2。研究结果表明青海湖地区可食牧草的营养价值比较高，在牧草生长季节控制放牧压力，通过放牧可以满足家畜的营养需求，冬春枯草季节需要适当补饲。

[关键词]青藏高原；植物营养；放牧；饲料

青海湖地区位于青藏高原东北部，以高寒草原和草甸为主。草地畜牧业是当地区域畜牧业经济发展的基础[1]。青藏高原的畜牧业发展模式长久以来一直是粗放的放牧方式，家畜一年内在不同季节牧场采食天然牧草。粗放的放牧管理模式得益于青藏高原广袤的天然草场和较高的饲草营养价值。发现青藏高原的植物具备适应高寒环境的独有特征，如较高浓度的细胞质[2]、合成特殊蛋白[3-4]、低木质素[5]、高浓度可溶性碳水化合物等[6]。因此，青藏高原的植被具备自身独特的营养特征，既适应了高寒环境胁迫，也为家畜提供了更多可利用的营养成分。随着现代畜牧业的发展，牧民对科学饲养管理技术的需求不断增加，明晰天然草场可食牧草的营养价值，对合理利用天然草场，配制适宜放牧家畜的饲料配方具有重要的基础支撑作用。但目前关于系统研究分析青藏高原植被营养数据的资料很少，本研究通过分析青海湖地区不同季节优势植物及其营养成分，为青藏高原畜牧业养殖提供植被的基础营养数据，也为青藏高原集约化、半集约化畜牧业发展所需要的饲料配方和营养调控提供数据支撑。

1材料与方法

1.1　试验地点

试验地点位于青海省海北藏族自治州青海湖地区(37°16.212′N, 100°15.700′E)，冬春草场和秋季草场均位于青海湖北岸，海拔3 200～3 500 m，冬春草场较秋季草场海拔高，属于干旱草原；秋季草场以沼泽草地为主；夏季草场位于青海湖西北部祁连山谷，属于高寒草甸，海拔3 300～3 600 m。当地属典型的高原大陆性气候，冷季漫长而寒冷，暖季短暂。气温年差较小而日差悬殊，年均温度为-0.5～0.1 ℃，最高25.5 ℃，最低-31.7 ℃，≥0 ℃的积温1 281 ℃，无霜期108 d,青草期110 d。年均降雨量327.1 mm，年均蒸发量1 534.6 mm，雨热同季,蒸发量为降水量的4.7倍。年均日照2 850 h，太阳辐射强烈。

1.2　样品采集与分析

植物样品分别于2004年8月5日至8月22日的夏季草场，9月6日至9月20日的秋季草场，2005年1月5日至1月11日的冬季草场采集。样品采集采用50 cm×50 cm样方，随机取样12次，齐地面刈割，并将单种牧草分开，测量鲜重，带回实验室在60℃鼓风干燥箱内烘干24 h，粉碎后过1 mm筛，一部分样品在105℃干燥箱内烘干6 h，计算干物质重(DM)。剩余样品用于测定牧草粗灰分(Ash)、粗蛋白(CP)、粗脂肪(CF)、中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)、总生物碱和总单宁的含量[7-8]。植物样品同时测量了草地盖度(针刺法)、频度(样圈法)和牧草自然高度(随机取100株植物)。优势度(SDR)按徐志伟的方法计算[9]，SDR4=(相对高度+相对盖度+相对频度+相对重量)/4。由于冬季草场采样时地面植被枯黄稀疏，因此只采集了主要植被物种并进行了营养成分的分析。

1.3　数据分析

数据采用excel进行处理，并用SAS9.2进行One-Way ANOVA方差分析。

2结果

2.1　草场基本状况调查

夏季牧场位于祁连山谷地，属于高寒草甸。从表1可以看出夏季牧场植物物种丰富，主要有13种物种，植被以莎草科矮嵩草为优势种(优势度0.2290)、小嵩草为亚优势种(优势度0.1354)，植被总盖度达99%，矮嵩草的盖度为54%，小嵩草的盖度为32%。矮嵩草和小嵩草的鲜重分别为85 g/m2和51 g/m2，干物质重分别为45 g/m2和30 g/m2，频度分别为96.7%和86.7%。矮嵩草和小嵩草的平均高度分别为3.03 cm和1.50 cm。

表1　夏季草场牦牛放牧地牧草高度、盖度、频度、重量和优势度

秋季牧场植被优势种为苔草(优势度0.1878)，亚优势种为小嵩草和狗尾草(优势度0.1753，0.1615)(表2)。苔草和小嵩草的鲜重分别为77 g/m2和103 g/m2；干物质重分别为38 g m-2和39 g m-2，狗尾草生物量分别为4 g m-2和3 g m-2。秋季牧场植被总盖度为88%，苔草的盖度为28%，小嵩草的盖度为64%。苔草和小嵩草的频度分别为87%和100%。秋季牧场优势植物苔草的高度达到9 cm。

冬季牧场地上总生物量为29 g/m2，植被总盖度为71%。苔草和西北针茅的平均高度分别为7.63 cm和7.74 cm；盖度分别为41%和33%。

2.2　植被营养成分分析

从表3可以看出，夏季牧场优势物种矮嵩草的粗蛋白含量为9.4%，NDF 41.8%，ADF 27.8%，总生物碱的含量为0.026%，总单宁的含量0.83%。秋季牧场优势物种苔草粗蛋白含量为10.6%，鹅绒委陵菜的总单宁含量最高，达到2.98%，水毛茛粗蛋白含量达到15.4%(表4)。冬季牧场苔草粗蛋白含量为5.4%，ADF的含量为29.8%，冰草ADF和NDF含量非常高，分别为30.7%和51.5%，冷蒿的粗蛋白含量达到9.6%。

3讨论

3.1　草场物种组成

青海湖地区夏季草场属于矮嵩草、小嵩草草甸。

表2　秋季草场牦牛放牧地牧草高度、盖度、频度、重量和优势度

表3　夏季牧场主要物种化学成份

注：nd-没有检测到

Note： nd means “not detected”.

表4　秋季牧场主要物种化学成份

注：nd-没有检测到

Note： nd means “not detected”.

虽然夏季牧场物种比较丰富，但可食莎草科和禾本科牧草生物量低，高度也非常矮，由此可见夏季牧场放牧压力比较大。秋季牧场位于青海湖畔，由于地面水位较高，属于沼泽湿地，植被优势种为苔草，亚优势种为小嵩草和狗尾草，较夏季牧场植物物种数少。由于秋季牧场属于沼泽湿地，一些不耐湿的物种消失，从而物种数比较少。秋季牧场可食牧草总生物量也比较低。虽然苔草高度比较高，但盖度低，而小嵩草高度低，盖度大，但由于水热环境条件较好，适合放牧利用。在秋季牧场出现了水毛茛和水麦冬两种适应高湿环境的有毒类物种。冬季牧场与秋季牧场相毗邻，位于干旱坡地，属干旱草原。在冬季牧场采样期牧草全部枯黄，因此只测量了地上总生物量、总盖度以及主要物种的盖度、高度。牦牛在冬季牧场主要采食地上干枯的苔草和西北针茅。

表5　冬季牧场主要物种化学成份

3.2　草场营养状况

夏秋季牧场主要可食牧草矮嵩草粗蛋白含量比较高，具有较高的饲用价值。夏季牧场禾本科早熟禾虽然蛋白含量比较高，但由于生物量和优势度都比较低，作为可食牧草，其作用有限。而杂类草，如急弯棘豆、蒲公英、鹅绒委陵菜，虽然粗蛋白含量也比较高，但总单宁含量很高，从而限制了杂类草的饲用价值。由于过高的单宁含量，其中的鞣酸能够和蛋白产生络合反应，从而影响饲料蛋白的有效利用。但适宜的饲草单宁对反刍家畜能够起到增加过瘤胃蛋白的作用，从而提高蛋白利用效率[10]。而且棘豆属于有毒物种，不能被采食。

冬季牧场由于牧草枯黄，主要可食牧草苔草的粗蛋白含量比较低，而NDF和ADF的含量比较高，从而降低了其饲用价值。但在冬春缺草季节，苔草仍是具备较高饲喂价值的饲草。在冬季牧场，冷蒿、阿尔泰狗哇花、阿拉善马苋蒿和聚头凤毛菊的粗蛋白的含量比较高，虽然利用率比较低，但也是牦牛等藏系家畜在这一时期的主要采食物种。

4结论

青海湖地区夏季牧场为矮嵩草、小嵩草高寒草甸；秋季牧场为苔草、小嵩草草甸；夏秋季牧场牧草营养价值比较高，适合家畜采食放牧；夏秋季牧场放牧压力过高；冬季牧场可食牧草营养价值低，地上总生物量也低。

参考文献：

[1]罗立夏，王柳英，黎明，等. 放牧时间对青海湖流域冬春草场高寒草原群落特征的影响[J]. 清华大学学报(自然科学版)，2014，32(5):63-69.

[2]赵新全，周兴民. 青藏高原高寒草甸生态系统管理的生态学基础：海北高寒草甸生态系统研究站[J]. AMBIO-人类环境杂志，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，鲍士旦. 土壤农化分析[M]. 北京：农业出版社，1983.

[8]李酉开，蒋柏藩，袁可能. 土壤农业化学常规分析方法[M].北京：科学出版社，1983.

[9]徐志伟. 不同放牧强度高寒草甸种群优势度的动态变化[J]. 青海大学学报(自然科学版),2003, 21(6):4-6.

[10]张晓庆，李勇，李发弟，等. 红豆草单宁含量对绵羊养分消化率及氮利用的影响[J]. 畜牧兽医学报，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

[中图分类号]S811.6

[文献标识码]A

[文章编号]1005-5228(2015)11-0063-04

[作者简介]丁路明(1977-)，男，山东日照人，博士，副教授，主要从事饲草料加工、反刍家畜营养研究。E-mail：dinglm@lzu.edu.cn

[基金项目]中国农业科学院创新团队专项(CAAS-ASTIP-2014-LIHPS-08)；青海省科技支撑计划项目(2013-N-164-4)；国家公益性行业(农业)科研专项(201203007)；

*[收稿日期]2015-01-06修回日期：2015-04-07