新疆沙尔套山3个重要草地型草群营养物质动态分析及评价

尉小霞，张凡凡，杨开虎，于磊，张文举，鲁为华

(石河子大学动物科技学院，新疆石河子 832000)



新疆沙尔套山3个重要草地型草群营养物质动态分析及评价

尉小霞，张凡凡，杨开虎，于磊，张文举，鲁为华

(石河子大学动物科技学院，新疆石河子 832000)

【目的】研究新疆沙尔套山天然草地3个重要型草群营养物质的月动态变化与营养价值，对不同月季的3个重要草地型草群(针茅+芨芨草型、紫花鸢尾+禾草型、鸭茅+杂类草型)的营养成分(粗蛋白质、粗纤维、酸性洗涤纤维、中性洗涤纤维、粗灰分、钙、磷、总能)进行测定与分析和评价。【方法】采用国标法测定草群营养成分含量；运用SPSS 17.0、Duncan法及隶属函数分析法对数据进行处理。【结果】粗蛋白质、钙、磷、总能含量随着月份递增而下降，酸性洗涤纤维、中性洗涤纤维含量逐渐增高。营养价值评定按生长期综合排序为：5月>6月>7月>8月>9月>10月>11月。按不同草地型草群评定结果进行排序，其中5、6月的营养价值排序为：3型(针茅+芨芨草型)>2型(紫花鸢尾+禾草型)>1型(鸭茅+杂类草型)；7、8、9、10、11月的营养价值排序均为：2型>3型>1型。【结论】新疆沙尔套山天然草地3个重要型草群在7、8月份具有较好的利用价值。

草地类型；营养物质；动态分析；综合评价

0 引 言

【研究意义】山地草地是新疆放牧畜牧业生产的重要经营地，其所处的地理位置、地形及海拔的不同，特别是水热条件的垂直地带分布，所形成的草地类型反映出的不同变化，而依赖于天然草地放牧家畜则表现出适宜性的季节放牧时期安排，构成了新疆山地天然草地生产经营的基本特色。因天然草地类型的不同和各时期草群的营养物质含量存在有很大的变化，但放牧家畜对草地牧草的营养需要则是相对稳定的，草地牧草营养供给的不均衡性与家畜营养需求的长期稳定性之间的矛盾构成了放牧家畜生产的主要矛盾。解决这一矛盾的关键之一是掌握草地草群牧草的营养物质动态及四季变化规律，为放牧家畜的营养平衡供给提供科学依据。【前人研究进展】关于天然草地草群牧草营养物质动态变化研究，国内外学者历来备受重视，已有许多研究文献报道。邢福等[1]报道线叶菊草地营养动态研究结果表明，线叶菊+贝加尔针茅草地上线叶菊、禾草和杂类草的粗蛋白质和粗灰分含量在生长季初期较高，生长季末期较低，粗纤维的含量则随着生长期的推进而逐渐升高。严学兵等[2]利用不同季节定点定期采样对高寒牧区垂穗披碱草草地营养成分含量变化的研究表明，粗蛋白质含量枯草期最低，6～7月含量最高，以后逐渐下降；酸性洗涤纤维含量与粗蛋白质含量相反，整个生长季呈“U”型曲线变化。王克平等[3]对吉生羊草的营养物质动态变化研究也得到类似结果，为吉生羊草的合理利用提供了参考依据。【本研究切入点】就天然草地分布区域性特色不同而言，有关新疆天然草地营养物质含量特征和月季变化动态等研究少有报道，特别是地处天山西部具代表性的重要草地类型中在草群营养物质含量及季节动态变化等方面研究尚未见有文献报道。【拟解决的关键问题】研究选择天山西部沙尔套山具有代表性的3个重要草地型为对象，开展不同草地型草群营养物质含量和各月季之间营养物质动态变化及营养价值的综合评价等研究，目的是揭示不同草地型草群营养物质含量特征，分析各草地型草群营养物质动态变化规律性与相互之间的差异性比较，并对不同草地型草群营养价值进行综合评价，为当地放牧家畜的四季营养平衡供给提供依据，并对整个放牧生产经营提供理论指导。

1 材料与方法

1.1 材 料

沙尔套山位于新疆伊犁哈萨克自治州昭苏县域内的西北部，属西天山山脉的分支，是形成昭苏盆地的主体山脉之一。整个山脉呈东西走向，海拔高度在1 650～3 400 m，地理坐标为E80°15'～80°54'，N42°54'～43°11'。山麓带平均降水量450 mm左右，低中山带降水量达580 mm以上，年均温2.9℃[4，5]。

选取当地最具代表性的3个草地型的草群采集混合牧草样品进行分析，3个草地型草群是：温性草原类针茅+芨芨草型(1型草群)；山地草甸类紫花鸢尾+禾草型(2型草群)和山地草甸类鸭茅+杂类草型(3型草群)。列出各草地型的自然经济特征[9-11]。表1

表1 研究区3个重要草地型特征一览表

1.2 方 法

在上述3个草地型的典型地段定位设置围栏保护，选择样地，按草群牧草生长季节，实地分别采集春季(5、6月)、夏季(7、8月)、秋季(9、10月)、冬季(11月)草群的混合样品。采集时，剔除草群中有毒植物及牲畜不食植物。将采集的样品带回实验室，采用国标法[6]进行营养成分测定。其中粗蛋白质(CP)采用凯氏定氮法测定，粗灰分(Ash)采用灰化法测定，粗纤维(CF)采用酸碱洗涤法测定，酸性洗涤纤维(ADF)和中性洗涤纤维(NDF)采用Van Soest分析法测定，钙(Ca)采用EDTA络合滴定法测定，磷(P)采用钼锑抗比色法测定，总能(GE)采用氧弹测热仪测定。

1.3 数据处理

数据采用Excel 2007进行记录。运用SPSS 17.0对数据进行单因素方差分析，采用Duncan法对均值进行多重比较。综合评价方法采用隶属函数分析法。其中隶属函数值U(x)计算公式为(1)。(1)式X为各牧草营养指标测定值，U(x)正为与牧草营养价值呈正相关隶属函数值，U(x)负为与牧草营养价值呈负相关隶属函数值[7]。平均各项指标的隶属函数值进行营养价值评价，平均值越大，营养价值越高[8]。

U(x)正=(Xij-Ximin)/(Ximax-Ximin)；U(x)负=1-U(x)正.

(1)

2 结果与分析

2.1 3个重要草地型草群营养物质及月份变化

研究表明，1型、2型、3型草群的CP含量随着时间的推移，整体呈下降趋势。5～7月1型草群的CP含量与2型、3型比较差异显著(P<0.05)，2型草群的CP含量与3型的CP含量差异不显著(P>0.05)；8、10、11月1型草群的CP含量与2型的CP含量差异显著(P<0.05)，1型、2型草群的CP含量与3型草群的CP含量差异不显著(P>0.05)；9月3个草地型草群的CP含量差异均不显著(P>0.05)(图1A)。

研究表明，1型、2型、3型草群的ADF含量随着时间的推移，整体呈上升趋势。5、6月1型草群的ADF含量与2型、3型草群的ADF含量差异显著(P<0.05)，2型草群的ADF含量与3型的ADF含量差异不显著(P>0.05)；7～11月3个草地型草群的ADF含量差异均显著(P<0.05)(图1B)。

研究表明，1型、2型、3型草群的NDF含量随着时间的推移，整体呈上升趋势。5～8、10、11月，3个草地型草群的NDF含量差异均显著(P<0.05)；9月2型草群的NDF含量与1型和3型的NDF含量差异显著(P<0.05)(图1C)。

研究表明，1型、3型的Ca含量随着时间的推移，整体呈下降趋势；2型草群的Ca含量在8月达到峰值后随时间推移Ca含量呈下降趋势。5、6、7、11月1型草群的Ca含量与2型、3型草群的Ca含量差异显著(P<0.05)，2型草群的Ca含量与3型比较差异不显著(P>0.05)；8～10月2型草群的Ca含量与1型、3型草群的Ca含量差异显著(P<0.05)，1型草群的Ca含量与3型比较差异不显著(P>0.05)(图1D)。

研究表明，1型、2型草群的P含量随着时间的推移，整体呈下降趋势。5～7月和11月1型草群的P含量与2型、3型比较差异显著(P<0.05)，2型草群的P含量与3型比较差异不显著(P>0.05)；8～10月3型草群的P含量与1型、2型草群比较差异显著(P<0.05)，1与2型草群的P含量差异不显著(P>0.05)(图1E)。

研究表明，3型草群的GE含量随着时间的推移，整体呈下降趋势；在5～7月，1型、2型草群的GE含量在8月达到峰值之后其含量呈下降趋势。5、6月3个草型之间的GE含量差异均显著(P<0.05)；7、8月3型草群的GE含量与1型、2型草群的GE含量差异显著(P<0.05)，1与2型草群的GE含量比较差异不显著(P>0.05)；9～11月，1型草群的GE含量与2型、3型草群的GE含量差异显著(P<0.05)，2型草群的GE含量与3型比较差异不显著(P>0.05)(图1F)。图1

图1 沙尔套山3个重要草地型草群营养物质季节动态变化

Fig. 1 Seasonal dynamic changes of nutrients of three important grassland types vegetation in Shaertao Mountain

2.2 3个重要草地型草群营养价值综合评定

由于各草地类型草群在不同月份的营养指标表现均不同，而以任何单一指标进行营养价值的综合评价不能反映出草群牧草营养价值的全部。因此，采用隶属函数分析法对3个不同草地型的草群在同一月份和不同月份间的营养价值进行了综合评价。研究表明，5、6月(春季)的营养价值排序为：3型草群>2型草群>1型草群；7、8、9、10、11月(夏、秋、冬季)的营养价值排序均是：2型草群>3型草群>1型草群。

就同一草地型草群的各月季的评价及在各草地型草群综合评价排序位置为，1型草群的营养价值排序依次为第8(5月)>10(6月)>12(7月)>14(8月)>17(9月)>19(10月)>21(11月)；2型草群的营养价值排序依次为第3(5月)>4(6月)>5(7月)>7(8月)>11(9月)>13(10月)>16(11月)；3型草群的营养价值排序依次为第1(5月)>2(6月)>6(7月)>9(8月)>15(9月)>18(10月)>20(11月)。表2

表2 3个重要草地型草群营养价值隶属函数值与营养价值综合排序

Table 2 MFA and comprehensive rank of nutritive value of three important grassland types

月份Months3个重要草地型ThreeimportantgrasslandtypesCPCFADFNDFAshCaPGE均值Verage排序Rank5月May1型草群0 870 890 650 470 330 530 580 290 58bcdef82型草群1 000 891 000 830 340 661 000 200 74abc33型草群0 991 000 981 000 630 640 961 000 90a16月Jun 1型草群0 810 840 610 420 290 410 420 410 53cdefg102型草群0 960 840 950 800 390 700 750 290 71abcd43型草群0 900 950 920 910 600 580 670 930 81ab27月Jul 1型草群0 540 730 580 330 160 360 460 480 46efgh122型草群0 830 710 870 800 470 600 830 430 70abcd53型草群0 730 770 690 570 580 530 880 810 69abcd68月Aug 1型草群0 360 590 570 200 190 300 330 590 39efghi142型草群0 460 610 760 600 571 000 380 490 61bcde73型草群0 440 710 630 410 480 410 580 650 54cdefg99月Sep 1型草群0 240 510 530 190 230 130 250 390 31ghij172型草群0 270 510 700 350 580 670 290 580 50defg113型草群0 210 510 210 160 930 200 170 620 38efhi1510月Oct 1型草群0 060 420 450 050 110 030 210 100 18ij192型草群0 170 440 630 220 910 250 130 480 40efghi133型草群0 110 140 090 100 580 130 250 480 23hig1811月Nov 1型草群0 000 370 320 000 000 000 330 000 12j212型草群0 120 380 620 191 000 160 040 230 34fghij163型草群0 040 000 000 060 550 210 000 190 13j20

注：1型草群(针茅+芨芨草型)；2型草群(紫花鸢尾+禾草型)；3型草群(鸭茅+杂类草型)

Note：one type vegetation(Stipacapillata+Achnatherumsplendens), two type vegetation(Irisruthenica+ Gramineae), two type vegetation(Dactylisglomerata+ herabarum varianum)

3 讨 论

有关3个重要草地型草群的营养物质动态变化分析同有关同类草地营养物质动态变化研究结果基本一致，符合草地草群生长发育时期的变化趋势规律，即CP、Ca含量呈下降趋势，ADF、NDF含量呈逐渐上升增加变化的趋势[12-14]。也就是说草地草群在春夏之时CP、Ca含量最高，在秋冬季时下降到最低含量，而ADF、NDF含量则呈相反变化[15-18]。从不同草地型草群营养物质动态变化比较结果表明，3个草地型草群营养物质含量变化具有差异，所表现出在各月份动态变化除总体趋势变化规律外，因草地型的不同、优势种和草群种类组成及种群数量多寡不同，而导致各草地型草群在各月份上体现出动态变化上的差异。我国有关不同草地类型草群之间的在生长发育各阶段或各月季时期的分析研究方面的文献很少见有报道，目前尚不能对比参照分析与比较，但这又恰恰是在天然草地不同类型草群营养物质动态变化研究方面需要进行深入研究的重要内容之一，该研究是在这方面内容的初步探索和尝试。

放牧草地不同草地类型草群营养价值的评价是一个综合与复杂的问题。在评价过程中，每一个营养成分指标在评价体系中均占有一定比例，而这一比例又必须通过大量的交互试验才能取得，所以在评价过程中以任何单一指标进行评价都不是科学的。由于隶属函数分析法具有形式简单、分析全面等方面的优势特点[19]，故研究采用隶属函数分析法对上述3个重要草地型草群营养价值进行综合评价。对分析测定的不同草地型草群中8项营养指标进行整体营养价值综合评定，其综合评定结果反映出了不同草地类型草群综合营养价值相互对比的高低排序。并可量化性的体现出不同草地型草群营养物质的综合价值高低状况，以及各月份不同草地型草群营养物质动态变化之间综合价值高低差异排序。有关采用隶属函数分析法综合评定草地及牧草的营养价值方面的研究少见有文献报道，在对该区域的天然草地多种牧草营养价值评定中，通过采用隶属函数分析法、灰色关联度分析法等评价了多种草地牧草的综合营养价值和对各种牧草营养价值按高低不同进行了排序，均较好地体现出评价牧草营养价值之间的量化差异性，评价结果反映出了不同牧草之间在营养价值方面差异的基本客观规律[8,20]。

4 结 论

4.1 3个草地型草群的营养物质含量CP、Ca、P、GE随时间变化而降低，ADF、NDF含量反之。5～11月营养物质CP、Ca、P、GE含量在山地草甸类的鸭茅+杂类草型草群与紫花鸢尾+禾草型草群之间的差异不显著，但都显著高于温性草原类的针茅+芨芨草型草群。而ADF、NDF含量温性草原类的针茅+芨芨草型草群显著高于山地草甸类的鸭茅+杂类草型草群与紫花鸢尾+禾草型草群。

4.2 隶属函数分析法综合评价结论是，3个草地型草群各月份的营养价值由高至低综合排序为：5月>6月>7月>8月>9月>10月>11月；就3个草地型草群的比较是：5、6月的营养价值排序是，3型草群>2型草群>1型草群；按不同月份各草地型营养价值比较其排序为：7、8、9、10、11月的营养价值由高至低为：2型草群>3型草群>1型草群。

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Dynamic Changes and Evaluation of Nutrients of Natural Grassland Vegetation of Three Important Grassland Types in Xinjiang Shaertao Mountain

YU Xiao-xia, ZHANG Fan-fan, YANG Kai-hu, YU Lei, ZHANG Wen-ju, LU Wei-hua

(CollegeofAnimalScience&Technology,ShiheziUniversity,ShiheziXinjiang832000,China)

【Objective】 This study aims to explore the monthly dynamic changes and nutritional value of the three important grassland types in Xinjiang Shaertao Mountain and comprehensively rank the nutritive content of the three important grassland types (Stipacapillata+Achnatherumsplendens,Irisruthenica+ Gramineae,Dactylisglomerata+ herabarum varianum). 【Method】The international standard method was used to measure the content of nutrients in the grass groups. The data were processed by SPSS 17, Duncan and membership function analysis. 【Result】The result showed that the content of crude protein, calcium, phosphorus and total gross energy gradually reduced with the increase of month, while the content of acid detergent fiber and neutral detergent fiber tended to be increased. The order of comprehensive nutritive value during growth was May>June>July>August>September>October>November. The comprehensive nutritive value evaluation of different grassland types of vegetation was the third type(Dactylisglomerata+herabarum varianum), the second type(Irisruthenica+Gramineae), the first type(Stipacapillata+Achnatherumsplendens), respectively, in May and June. And from July to November, it was the second type, the third type, the first type, respectively. 【Conclusion】According to the seasonal characters, the 3 important grass groups in the natural grassland in Xinjiang Shaertao Mountain in June and July have better utilization value.

grassland types; nutrients; dynamic analysis; comprehensive evaluation

ZHANG Wen-ju(1966-), male, native place: Shihezi, Xinjiang. Professor, research field: Forest ecology and management, (Email)zhangwj1022@163.com

10.6048/j.issn.1001-4330.2017.04.021

2017-02-12

国家农业部公益性行业(农业)科研专项经费项目“放牧牛羊营养均衡需要研究与示范”(201303062)

尉小霞(1992-)，女，新疆哈密人，硕士研究生，研究方向为牧草及饲料资源开发与利用，(E-mail)yxx2676@sina.com

张文举(1966-)，男，教授，博士生导师，研究方向为饲料资源的开发与利用，(E-mail)zhangwj1022@sina.com

S812

A

1001-4330(2017)04-0748-08

Supported by: Supported by the special fund for agro-scientific research programs in nonprofit industries (agriculture) "Research and demonstration on balanced nutrition of grazing cattle and sheep" (201303062)