刈割时间和降雨量对天然牧草营养品质的影响

2021-06-09周天荣肖燕子张培青贾玉山格根图乌仁其其格

中国饲料 2021年11期

王伟，周天荣，肖燕子，张培青，贾玉山，格根图，乌仁其其格*

（1.农林学院/内蒙古自治区草甸草原生态系统与全球变化重点实验室/呼伦贝尔学院，内蒙古海拉尔021018；2.内蒙古农业大学草原与资源环境学院/农业农村部饲草栽培、加工与高效利用重点实验室，内蒙古呼和浩特010019）

巴林左旗查干哈达苏木天然草地是以羊草（Leymus chinensi）作为优势种，并伴生其他科属植物的草原类型，其作为赤峰地区众多草原类型中牧草品质较好的天然草地，在当地草产业发展中具有重要的经济和生态地位（万里强等，2009）。但由于当地牧民缺乏专业的技术指导以及一味地追求高产量，故意推迟牧草刈割时间，牧草收获工作往往延迟至9月中下旬甚至是10月初，此时牧草粗蛋白质（CP）含量显著降低（P＜0.05），中性洗涤纤维（NDF）和酸性洗涤纤维（ADF）含量显著增加（P＜0.05）（梁庆伟，2019；王伟，2018）。张文洁（2016）研究表明，刈割时间是影响牧草营养品质的重要因素，推迟刈割时间显著降低了黑麦草的营养品质（P＜0.05）。王丽学（2018）研究结果表明，初花期刈割牧草的CP含量要显著高于中花期和盛花期（P＜0.05），说明刈割时间对于牧草营养价值保存具有重要作用。

降雨量是影响植物生长及营养物质保存的另外一个重要因素。有研究表明，适当的降雨量不仅可以有效缓解当地墒情，还可以促进植物的生长，尤其是促进一年生植物的快速生长（Arnim，2020）。Jian（2020）等研究认为，降雨量会对植物的生长起到不同的作用，适宜的降雨量有利于植物的生长以及增加营养物质含量，但过盛的降雨容易造成内涝，严重影响植物的呼吸作用；李新乐（2013）研究表明，降水对于牧草的生长具有促进作用，有利于牧草体内营养物质的富集；罗晟昇（2018）研究认为，降雨量对于植物内部糖分的保存具有不同的影响。以上研究表明，适宜的降雨量对植物生长、营养物质含量保存具有积极的促进作用，但过盛的降雨量也会对植物的生长产生负面影响。

目前，对于天然草地的研究集中在刈割频度、刈割高度和刈割时间等方面，且多以单因素方差分析为主，对于刈割时间和降雨量对天然牧草营养品质和能量影响的研究还鲜有报道。因此，本研究以刈割时间和降雨量为影响因子，通过双因素方差分析天然牧草营养物质及能量变化规律，旨在为当地牧草收获时间提供科学的理论基础。

1 材料与方法

1.1 试验材料试验材料取自内蒙古赤峰市巴林左旗查干哈达苏木天然草原，草地类型是典型草原，草原中包括针茅（Leymus chinensi）、羊草（Leymus chinensi）、蒙古韭（Allium mongolicum）等天然牧草，天然牧草营养品质和能量特性见表1。

表1 原料特性

1.2 试验设计采用双因素试验设计，一因素为刈割时间，包含3水平，即分别在2018年8月1日、8月20日和9月10日对天然牧草进行刈割；另一因素为降雨量，以当地降雨（8、9月平均降雨量为25 mm）为基准，设定三个降雨量水平，人工模拟降雨，使用喷嘴型槽式人工模拟降雨机装置，该降雨模拟器降雨方式为摆动式，有效雨滴降落高度为2.6 m，降雨水源采用自来水。降雨强度设定为0 mm（CK）、12.5 mm（减少50%降雨量，标记为A1）、25 mm（当地8、9月平均降雨量，标记为A2）和37.5 mm（增加50%降雨量，标记为A3），当有自然降雨时，用苫布遮挡试验小区，防止自然降雨对于试验结果的影响。试验地面积为16 m2，试验地内牧草进行人工刈割，留茬高度为5～8 cm，刈割后将样品装入信封袋中，共12个处理，每个处理3次重复，将样方内牧草样品立即带回实验室内105℃烘箱烘48 h至恒重，40目和100目筛子粉碎后放入自封袋中备用，用以测定牧草营养成分及能量等指标。

1.3 测定指标及方法

1.3.1 营养物质含量测定干物质（DM）含量测定采用烘干恒重法（杨胜，1993）。粗蛋白质（CP）含量测定方法参照GB 6432-86（VAN，1991）。用FOSS Fiber 2010全自动纤维分析系统测定中性洗涤纤维（NDF）、酸性洗涤纤维（ADF）含量（Karayilanl，2016）。采用蒽酮-硫酸比色法测定可溶性碳水化合物（WSC）含量（王晓娜，2012）。

1.3.2 能量测定

1.3.2.1 培养液配制干物质消化率（IVDMD）分析方法（Playne，1966）：将牧草原料放置于烘箱内，温度调至105℃持续烘干6 h，40目筛子粉碎后立即装入ANKOM消化袋中。将瘤胃液用纱布过滤后装入已配制完毕的培养液（培养液配方见表2）保温壶中，将CO2气体持续通入保温壶中。将消化袋放置在消化仪中连续反应48 h，然后放置烘箱中65℃烘干至恒重。IVDMD计算公式为：

式中：P为样品DM降解率；A为样品中DM含量；B为样品未消化DM含量；C为对照DM含量。

总能（GE）测定：利用IKAC2000氧弹式测热计测定总能。

消化能（DE）测定：消化能计算公式为DE=GE×IVDMD。

表2 体外培养液配方

1.4 数据分析试验数据利用Microsoft office Excel 2018进行整理并绘制表格，方差分析利用SPSS 18.0软件进行处理，数据以“平均值±标准差”表示。

2 结果与分析

2.1 刈割时间和降雨量对天然牧草营养品质和能量的影响由表3可知，刈割时间对天然牧草营养品质和能量的影响达到了显著水平（P＜0.05）；降雨量对天然牧草的营养品质具有显著影响（P＜0.05），对天然牧草的能量指标影响不显著（P＞0.05）。刈割时间和降雨量的交互作用对天然牧草的能量指标影响不显著（P＞0.05）。

表3 刈割时间和降雨量的方差分析

2.2 刈割时间和降雨量对天然牧草营养品质的影响由表4可知，随着刈割时间的延迟，天然牧草DM含量逐渐增加，在9月10日A3处理DM含量达到最大值，为56.82%，显著高于其他处理（P＜0.05）。9月10日刈割牧草，CP含量整体偏低，显著低于8月1日和8月20日的CP含量（P＜0.05），其中8月20日A3处理的CP含量最高，为11.81%DM，显著高于其他处理（P＜0.05）。NDF和ADF含量随着刈割时间的延迟而逐渐增加，最大值均出现在9月10日的A3处理中，NDF和ADF含量分别为36.96%DM和68.45%DM，且均显著高于其他处理（P＜0.05）。WSC含量随着刈割时间的延迟表现为先增加后降低的趋势，8月20日A3处理的WSC含量最高，为4.66%DM，显著高于其他处理（P＜0.05）。

表4 刈割时间和降雨量对天然牧草营养品质的影响

2.2 刈割时间和降雨量对天然牧草能量的影响由表5可知，随着刈割时间的延迟，GE表现为先增加后降低的趋势，8月20日A3处理的GE最高，为19.14 MJ/kg，高于8月20日A1和A2处理，与两者之间差异不显著（P＞0.05），但显著高于其他处理（P＜0.05）。随着刈割时间的延迟，DE表现出先增加后降低的变化趋势，8月20日A3处理的DE最高，为9.54 MJ/kg，高于8月20日A2处理，且差异不显著（P＞0.05），但显著高于其他处理（P＜0.05）。

表5 刈割时间和降雨量对天然牧草能量的影响MJ/kg

3 讨论

3.1 刈割时间对天然牧草营养品质的影响研究在天然牧草生长过程中，由于呼吸作用微生物的蛋白酶活动及阳光的照射作用都会对牧草的营养物质保存产生不同的影响，同时造成牧草原料养分的耗损，因此在牧草刈割过程中原料养分也会随之发生变化（Yue，2020）。CP含量作为天然牧草营养品质评价的重要指标，对于牧草营养评价具有重要影响（Jian Duan等，2020）。本研究中，随着刈割时间的延迟，CP和WSC含量呈先增加后降低的变化趋势，在8月20日A3处理中达到最大值，且显著高于其他处理（P＜0.05），这与Henning（2020）、HyoIn（2020）等的研究结果相同，主要由于刈割时间的延迟会造成细胞内营养物质含量逐渐减少，纤维类物质含量逐渐增加，从而促进植株内部木质素和其他纤维类物质含量的增加，从而降低牧草的营养品质。ADF和NDF作为反映牧草纤维含量的有效指标，同时也是反映反刍动物消化率和饲用价值的直接指标。本研究中ADF和NDF含量随刈割时间延迟而增加，最大值出现在9月10日的A3处理中，且显著高于其他刈割时间的DM、ADF和NDF含量（P＜0.05），且9月10日的A1、A2、A3处理CP含量要显著低于8月20日各处理的CP含量（P＜0.05），说明延迟刈割不利于CP含量的保存，同时会增加牧草植株内纤维类物质含量。因此，若将9月10日作为天然牧草刈割时间，会造成牧草内CP含量的显著降低（P＜0.05），ADF和NDF含量的显著增加（P＜0.05），很难获得优质天然牧草。因此，建议在8月20日进行刈割，此时牧草CP含量最高，ADF和NDF含量适中，可以有效的保证牧草营养品质。

3.2 降雨量对天然牧草营养品质的影响研究降雨量的匮乏或者过盛都会对牧草的营养品质造成一定的影响。本研究中，随着降雨量的增加，8月1日和9月10日天然牧草的CP含量出现了先增加后降低的变化趋势，这与李富春（2018）、姜佰文（2018）的研究结果相似。8月20日天然牧草的CP含量随着降雨量的增加而逐渐增加，这与闫春娟（2018）的研究结果相同，主要是因为降雨量的增加促进了试验地内一年生植物及牧草新鲜枝条的出现，一年生植物和新鲜枝条植株鲜嫩，营养物质含量高，显著提高了天然牧草的CP含量（P＜0.05）。本研究中，随着降雨量的增加，各处理营养物质含量表现出不同的变化形式，无论是线性还是非线性的变化，降雨对于水分受限的天然草地牧草生长会起到一定的影响。此外，降雨对天然草地地上生物量会产生一定的调控作用，当降雨量较高时，天然草地地上生物量会随之增加，提高当地牧草生产能力；降雨量较少的时期，牧草生长期缩短，天然草地中有毒、有害的杂草将占据主动，从而导致天然草地牧草产量降低，品质下降，家畜采食量随之降低，严重影响了畜牧业生产（Isabelle，2019）。高品质干草是牧草生产的关键，同化物的积累会促进干草产量的增加，同化物在不同物质形态间转化后会提高牧草的品质（Recep，2019）。因此，适宜的降雨量不仅是牧草产量和营养品质的保证，更是对畜牧业的发展起到重要作用。