典型草原打草场主要牧草生产特性、营养成分及饲用价值评价

李宇宇 格根图 王 伟 降晓伟 郝俊峰 张玉兰 马千鹏 贾玉山*

（1.农业农村部饲草栽培、加工与高效利用重点实验室 草地资源教育部重点实验室内蒙古农业大学草原与资源环境学院，内蒙古呼和浩特010019；2.农业农村部草业产品安全风险评估实验室中国农业科学院草原研究所，内蒙古呼和浩特010019；3.内蒙古巴林左旗林业和草原局，内蒙古赤峰025450）

草原生态系统是我国陆地分布最广的生态系统之一，占国土地面积的41.7%[1]，占世界草原的13%[2]。内蒙古天然草原是我国主要牧区之一，拥有0.79亿公顷的天然草原面积，占全区土地总面积的68.81%，居全国第三位[3]。据《2017 年全国草原监测报告》显示，2017 年全国天然草原鲜草总产量达10.65 亿吨，已连续7 年保持在10 亿吨以上。天然草地是牧民经营畜牧业的基本生产资料，是草食家畜赖以生存的保障。我国牧区放牧家畜的生产水平主要依赖于天然草地牧草的营养供给，天然草地牧草营养品质直接影响着放牧草食家畜的营养状况[4]。内蒙古天然草地受分布区域的地理位置环境水热条件不同，天然草地类型多种多样，植物群落组成各不相同[5]，天然草地牧草之间的生产特性、营养成分和饲用价值存在显著差异，对放牧家畜的营养状况有很大影响[6]，饲草在牧区反刍家畜的饲养上所起的作用是精饲料所替代不了的[7]。因此合理开发和利用天然牧草以及保持家畜平衡成为牧区典型草原有待解决的重要问题之一，其中研究典型草原主要牧草的生产特性、营养成分和评价其饲用价值是解决草畜营养平衡的根本关键。目前国内外对典型草原主要单种牧草的营养价值评定方面的研究较少，大部分研究主要集中在典型草原的混合草群[8-9]。本试验在内蒙古赤峰市巴林左旗查干哈达苏木典型草原打草场进行，通过对该地区多种牧草进行重要值分析，确定该地区的5 种主要牧草为羊草、大针茅、达乌里胡子枝、扁穗冰草和中华隐子草，应用化学分析方法并结合牧草品质评定的预测公式对5 种主要牧草的生产特性、营养成分和饲用价值进行比较，以明确巴林左旗典型草原不同牧草的生产性能和饲用价值的差异，旨在为该地区的食草家畜实现草畜营养平衡提供数据参考。

1 材料与方法

1.1 试验地及概况

巴林左旗位于内蒙古自治区赤峰市北部，地处大兴安岭山脉向西南延伸处，内蒙古高原向东北平原的过渡地带上，草地类型复杂多样、物种资源丰富，地理位置118°44′00″～119°48′02″N，43°36′53″～48°48′22″ E，地处中纬度地区，东邻科尔沁大草原，西接锡林郭勒草原腹地乌拉盖，属中温带半干旱气候。试验区主要土壤类型为栗钙土和风沙土，降水主要集中在七、八月份，年平均降水量约为400 mm，平均风速为3～4 m/s，大风日数＜30 d，春季干燥多风，秋季凉爽短暂；年平均气温5.3 ℃，无霜期为110～130 d，且北部比南部早15 d 左右；试验区光照充足，年平均日照时数在3 000 h左右，南部略多于北部。

1.2 试验材料及制备

试验于2018年8月20日上午8：00进行，为避免受土地养分不均衡的影响[10]，选择地势平坦、植物群落结构差异较小的试验地，对样方1 m×1 m内的主要牧草进行刈割（见表1），刈割前将植株拉直测定从地面至植株最高部位的高度，即株高，9次生物学重复。刈割高度2～5 cm，草条厚度15～20 cm，晾晒48 h后达到天然牧草干草安全含水量后进行取样，将采集的样品带回实验室后置于烘箱105 ℃下杀青15 min，65 ℃下烘干至恒重，然后粉碎过40目筛，装入自封袋置于干燥处。

表1 典型草原主要牧草种类

1.3 试验指标及方法

1.3.1 生产特性指标测定和计算

株高（cm）：刈割前测定记录每个样方5种主要牧草的株高，（高、中、低3 个值，即样方内牧草最高高度、中间高度、最低高度。株高均值以牧草高、中、低3个值的平均值计算）。

鲜草产量（kg/hm2）：分别记录每个样方内5 种主要牧草(1 m×1 m)的鲜量产草(g)，算出每平方米的鲜草产量(g/m2)，然后换算成每公顷产多少千克鲜草(kg/hm2)[11]。

干草草产量（kg/hm2）：天然牧草晾晒至安全含水量称其干重，算出每平方米的干草产量(g/m2)，然后换算成每公顷产多少千克干草(kg/hm2)。

1.3.2 牧草营养成分的测定

采用GB/T6435—2006 烘干法测定干物质，采用凯氏定氮法测定粗蛋白（Crude protein，CP）；采用GB6433—94索氏脂肪提取法测定粗脂肪（Ether exteract，EE）；采用GB6439-92 燃烧法测定其粗灰分（Curde Ash，Ash）；利用ANKOM纤维分析仪测定酸性洗涤纤维（Acid detergent fiber，ADF）和中性洗涤纤维（Neutral detergent fiber，NDF）。

1.3.3 饲用价值评价

体外干物质消化率（In vitro dry matter digestiblity，IVDMD）根据袁翠林等[12]研究的预测公式进行相应IVDMD 预测、总可消化养分（Total digestible nutrients，TDN）、干物质采食率（Digestible dry matter，DDM）、干物质采食量（Dry matter intake，DMI）、粗饲料相对饲用价值（Relative feeding value，RFV）[13]、粗饲料相对质量（Relative forage quality，RFQ）[14]。

饲用价值相关计算公式如下：

1.4 数据分析

采用Excel 2010软件进行数据整理和绘图，采用SAS 9.0软件进行数据分析，差异显著性通过Duncan's法进行多重比较分析。

2 结果分析

2.1 典型草原主要牧草生产特性及产量分析(见表2)

表2 典型草原主要牧草生产特性及产量

表2可见，典型草原打草场主要牧草株高之间差异显著（P＜0.05），大针茅的平均株高显著高于其他牧草（P＜0.05），中华隐子草平均株高显著低于其他牧草（P＜0.05），豆科牧草达乌里胡枝子的株高居于中间。典型草原打草场主要牧草的鲜草产量和干草产量均差异显著（P＜0.05），大针茅的鲜草产量和干草产量显著高于其他牧草（P＜0.05），扁穗冰草的鲜草产量和干草产量显著低于其他牧草（P＜0.05），豆科牧草达乌里胡枝子的鲜草产量和干草产量均居于中间值。5种牧草的鲜干比大小为：扁穗冰草＜大针茅＜中华隐子草＜羊草＜达乌里胡枝子，达乌里胡子枝与羊草、大针茅、扁穗冰草、中华隐子草相比差异显著（P＜0.05），羊草与大针茅、中华隐子草间差异不显著（P＞0.05）。

2.2 典型草原主要牧草常规营养成分分析(见表3)

表3 典型草原牧草营养成分分析(%)

由表3 可知，典型草原打草场主要牧草的CP、Ash、EE 和NDF 均差异显著（P＜0.05），典型草原主要豆科牧草达乌里胡枝子的CP、Ash、EE和NDF与其他禾本科牧草相比差异显著（P＜0.05），表明典型草原打草场主要豆科牧草营养价值总体高于禾本科牧草。禾本科牧草中羊草的CP、Ash、和EE显著高于大针茅和扁穗冰草（P＜0.05），扁穗冰草的DM、ADF和NDF显著高于其他牧草（P＜0.05），CP和Ash显著低于其他牧草，表明典型草原打草场主要禾本科牧草中羊草的营养价值最高，其次是大针茅和中华隐子草，扁穗冰草的营养价值最低。

2.3 典型草原主要牧草饲用价值评价(见表4)

表4 典型草原主要牧草饲用价值评价

由表4可知，典型草原打草场主要牧草的饲用价值评价指标差异显著（P＜0.05）；其中豆科牧草达乌里胡子枝的TDN、DDM、DMI、RFV和RFQ显著高于其他牧草（P＜0.05），表明典型草原打草场主要豆科牧草饲用价值总体高于禾本科牧草。禾本科牧草中，中华隐子草的TDN 和DDM 显著高于羊草、大针茅和扁穗冰草（P＜0.05），DMI、RFV 和RFQ 显著高于大针茅和扁穗冰草（P＜0.05），与羊草相比无显著差异（P＞0.05）；扁穗冰草的TDN、DDM、DMI、RFV和RFQ显著低于其他牧草（P＜0.05）；禾本科牧草中羊草和大针茅的TDN和DDM 差异不显著（P＞0.05），但是DMI、RFV 和RFQ差异显著（P＜0.05），表明典型草原打草场主要牧草豆科牧草达乌里胡子枝的饲用价值最高，禾本科牧草中扁穗冰草的饲用价值最低。

3 讨论

本研究发现典型草原打草场5种主要牧草的鲜草产量和干草产量大小为：大针茅＞羊草＞达乌里胡子枝＞中华隐子草＞扁穗冰草，各牧草产量之间差异显著（P＜0.05）。大针茅的株高显著高于其他牧草，致使其生产性能显著高于其他牧草，扁穗冰草的株高显著高于中华隐子草，但是扁穗冰草的生产性能显著低于中华隐子草，这是因为中华隐子草属于多年生草本，基部分枝较多，叶片较密集，8月中下旬正处于花期，生长旺盛，扁穗冰草在此期间进行刈割收获，属于结实期，茎秆直立，叶片卷曲较少，地上生物量减少，所以扁穗冰草的生产性能显著低于中华隐子草；鲜干比也可以反映牧草干物质积累程度和利用价值[15]，鲜干比越小干物质积累越多，利用价值越大，就牧草鲜干比而言，禾本科牧草的鲜干比显著大于豆科牧草，禾本科牧草扁穗冰草的干物质积累最多。本试验的研究结果与陈彦云等[16]的研究结果一致，宁夏盐池干旱风沙区六种牧草的鲜干比得到总体趋势为禾本科牧草大于豆科牧草。

牧草营养价值主要是由其营养成分的种类和数量决定，一般牧草营养成分的种类包括CP、Ash、EE、ADF、NDF 等，牧草的CP、ADF 和NDF 影响牧草营养价值和放牧家畜生长性能的重要因素[17]。优质牧草一般都是具有较高CP 和较低ADF 和NDF 等特点[18]。CP 反映牧草能够满足动物蛋白质需求的能力；EE 不仅是热能的主要来源，还具有芳香气味，在牧草适口性上很重要；ADF和ADF主要包括半纤维素、纤维素、木质素和硅酸盐，其含量高低影响家畜采食量及家畜对牧草的消化率情况；依据CP 含量判断，5 种主要牧草营养品质大小为：扁穗冰草＜大针茅＜中华隐子草＜羊草＜达乌里胡枝子；依据EE含量判断，5种主要牧草营养品质大小为：达乌里胡枝子＜中华隐子草＜扁穗冰草＜大针茅＜羊草；依据ADF 和NDF 含量判断：5 种主要牧草营养品质大小为扁穗冰草＜大针茅＜羊草＜中华隐子草＜达乌里胡枝子。不同牧草其营养成分的差异不同可能是由于牧草种类差异和对环境的适应性不同所造成，本试验的研究结果与姜慧敏等[19]的研究结果一致，豆科牧草中的全氮含量高于禾本科牧草，所以豆科牧草比禾本科牧草的CP含量高。。

饲用价值评价是由家畜对该牧草的干物质消化率(DDM)和干物质摄入量(DMI)决定的，是对饲料品质的一种综合评定，也是评价牧草质量的一项重要指标。相比单一地比较牧草CP、EE、ADF和NDF含量更具有参考价值，有助于指导天然牧草干草的收获、调制和加工。可吸收营养物质总量(TDN)指牲畜可以利用的养分，它与饲草的ADF 有关，一般当ADF 降低时，则可吸收营养物质总和增加[20]。在反刍动物日粮中，粗饲料的所占比重约为40%～80%，TDN反应粗饲料的消化率和动物的消化能力，通常具有CP 高和ADF低的干草有较高的TDN，本实验中达乌里胡枝子的TDN 最高，其次是中华隐子草、羊草、大针茅，扁穗冰草最低，本试验的研究结果与胡华锋的研究结果一致；NDF可以用于预测干物质摄入量并且一般与其成反比，这意味着随着NDF 含量降低，DM 摄入量增加，动物摄入的营养物质也会增加[21]，RFV 可以预测牧草的摄入量和能量[22]，是饲料中ADF 和NDF 的综合反应[23]，数值越大说明该粗饲料的饲用营养价值越高，本研究发现5 种主要牧草的相对饲喂价值高低为：扁穗冰草＜大针茅＜羊草＜中华隐子草＜达乌里胡枝子，RFQ也呈现相似的变化趋势。

4 结论

本研究结果表明，结合牧草的生产特性、营养成分及饲用价值评价综合分析得出：典型草原打草场5 种主要牧草品质的高低为：扁穗冰草＜大针茅＜中华隐子草＜羊草＜达乌里胡枝子，在实际收获、加工、调制与利用过程中还应考虑牧草产量，选择合适的牧草种类进行放牧、饲喂家畜，实现科学管理，为食草家畜日粮营养需要提供合理的参考依据。