引用本文
范小红, 杨得玉, 郝力壮, 刘书杰, 牛建章, 张晓卫, 孙璐, 张成图, 李吉业. 青海省海晏县牧场牧草营养品质全年动态. 草业科学, 2017,34(11):2359-2365
Fan Xiao-hong, Yang De-yu, Hao Li-zhuang, Liu Shu-jie, Niu Jian-zhang, Zhang Xiao-wei, Sun Lu, Zhang Cheng-tu, Li Ji-ye. Annual analysis of nutritional quality of pasture in Haiyan County, Qinghai Province. Pratacultural Science,2017,34(11): 2359-2365  
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青海省海晏县牧场牧草营养品质全年动态
范小红1,2,3, 杨得玉1,2,3, 郝力壮1,2,3, 刘书杰1,2,3, 牛建章1,2,3, 张晓卫1,2,3, 孙璐1,2,3, 张成图4, 李吉业5
1.省部共建三江源生态与高原农牧业国家重点实验室,青海省高原放牧家畜动物营养与饲料科学重点实验室,青海 西宁 810016
2.青海高原牦牛研究中心,青海 西宁 810016
3.青海大学畜牧兽医科学院,青海 西宁 810016
4.西宁市畜牧兽医站,青海 西宁 810016
5.青海省大通种牛场,青海 大通 810102
郝力壮(1984-),男,河北隆尧人,副研究员,博士,研究方向为反刍动物营养与生态。E-mail:lizhuanghao1122@foxmail.com刘书杰(1966-),男,河北巨鹿人,研究员,硕导,本科,研究方向为牦牛营养与生态。E-mail:mkylshj@126.com

第一作者:范小红(1992-),女,甘肃岷县人,在读硕士生,研究方向为牦牛饲草料营养价值评价及脂肪营养。E-mail:1642246477@qq.com

收稿日期: 2017-09-28
基金项目: 基金项目:国家重点基础研究发展计划(973项目)(2012CB722906); 国家自然科学基金(31660673); 国家重点研发计划(2016YFD0500504-4); 国家国际科技合作专项项目(2015DFG31870); 青海省重大科技平台建设项目(2013-Z-Y03)
摘要

为弥补众多青藏高原定点监测全年牧草营养价值变化对生产支撑不足的问题,探明青藏高原放牧牦牛全年轮牧条件下牧草的全年动态营养价值,本研究选取青藏高原典型牧户的放牧草地,于2015年9月到2016年8月全年跟踪放牧牦牛、模拟采集可食性牧草,并分析牧草常规营养成分及总能,采用体外两阶段法测定牧草体外干物质消化率。结果表明,1)牧草中粗蛋白(CP)、粗脂肪(EE)、酸性洗涤纤维(ADF)、中性洗涤纤维(NDF)、粗灰分(Ash)、钙(Ca)和磷(P)含量分别为3.68%~19.21%、0.86%~2.74%、9.65%~43.83%、44.70%~76.23%、5.40%~9.62%、2.13%~5.12%和0.027%~0.190%,5月份CP、Ash含量极显著高于其他月份( P<0.01);2)体外两阶段法评定牧草体外干物质消化率得出,消化率为42.72%~72.47%,5月份极显著高于其他月份( P<0.01);3)牧草总能(GE)、消化能(DE)和代谢能(ME) 分别为17.76~19.67、7.81~13.26和6.40~10.87 MJ·kg-1,全年不同月份牧草GE差异不显著( P>0.05),以6月份最高,11月份次之,牧草DE及ME为5月份显著高于其他月份( P<0.05),4月份和6月份次之,12月份最低。青海省海晏县牧场5月和6月天然牧草品质优良,10月至翌年3月牧草营养价值较低。因此,建议牧民和养殖户在10月到翌年3月采用天然草地配合补饲饲料养殖;鉴于全年轮牧季节性草地类型不同,今后应采取跟踪式牧草营养监测方法,较好地实现放牧牦牛精准补饲。

关键词: 牦牛; 天然牧草; 营养价值; 活体外两阶段法; 体外干物质消化率; 能值
中图分类号:S816.11 文献标志码:A 文章编号:1001-0629(2017)11-2359-07 doi: 10.11829/j.issn.1001-0629.2017-0138
Annual analysis of nutritional quality of pasture in Haiyan County, Qinghai Province
Fan Xiao-hong1,2,3, Yang De-yu1,2,3, Hao Li-zhuang1,2,3, Liu Shu-jie1,2,3, Niu Jian-zhang1,2,3, Zhang Xiao-wei1,2,3, Sun Lu1,2,3, Zhang Cheng-tu1,2,3, Li Ji-ye1,2,3
1.State Key Laboratory of Plateau Ecology and Agriculture, Qinghai University, Key Laboratory of Plateau Grazing Animal Nutrition and Feed Science of Qinghai Province, Xining 810016, Qinghai, China
2.Qinghai Plateau Yak Research Center, Xining 810016, Qinghai, China
3.Qinghai Academy of Science and Veterinary Medicine of Qinghai University, Xining 810016, Qinghai, China
4.Animal Husbandry and Veterinary Station, Xining 810016, Qinghai, China
5.Datong Cow Field in Qinghai Province, Datong 810102, Qinghai, China
Corresponding author: Hao Li-zhuang E-mail:lizhuanghao1122@foxmail.com ; Liu Shu-jie E-mail:mkylshj@126.com
Abstract

In order to compensate for the problem of insufficient support for monitoring of the nutrient value of pasture in the Qinghai-Tibet Plateau, we examined the dynamic nutritional value of grassland pasture under grazing conditions in the Qinghai-Tibet Plateau. During the period September 2015 to August 2016, we selected typical Tibetan herdsmen and grazing pastures to track yak grazing, and simulated the collection of edible forage for sampling. The nutrient composition and total energy of the pasture were analyzed, and the dry matter digestibility of pasture was determined using a two-step in vitro method. The following results were obtained. 1) The contents of crude protein, ether extract, acid detergent fiber, ash, calcium, and phosphorus were 3.68%~19.21%, 0.86%~2.74%, 9.65%~43.83%, 44.70%~76.23%, 5.40%~9.62%, 2.13%~5.12%, and 0.027%~0.190%, respectively, and the contents of CP and ash in May were significantly higher than those in other months ( P<0.01). 2) The digestibility of pasture was 42.72%~72.47%, which was significantly higher than that of other months ( P<0.01). 3) Total energy (GE), digestive energy (DE), and metabolic energy (ME) were 17.76~19.67, 7.81~13.26, and 6.40~10.87 MJ·kg-1, respectively. There was no significant difference in the GE of forage in different months ( P>0.05), although it was the highest in June, followed by November. DE and ME were significantly higher in May than in other months ( P<0.05), and the lowest in December, followed by April and June. In conclusion, the natural forage of Haiyan County, Qinghai Province in May and June is of good quality, whereas in October to March, the nutritional value of forage is low. Therefore, in view of the different types of seasonal grassland grazing throughout the year, it is recommended that pastoralists and farmers use natural grassland to supplement feed for breeding yaks in October to March. In the future, we will conduct follow-up monitoring of forage grass, and determine the fine feeding of grazing yak.

Keyword: yak; natural forage; nutritional value; two-stage in vitro method; in vitro dry matter digestibility; energy value

放牧家畜的饲草来源主要是天然牧草, 而放牧家畜的营养代谢及健康状况都与牧草营养价值息息相关, 因此, 准确监测牧草营养价值可以为评估天然草地营养供给、天然草地质量及草地资源合理利用提供基础。青藏高原家畜养殖模式随着现代畜牧业的发展从一直以来的全年轮牧模式向科学饲养管理转变, 牧民对科学饲养管理技术的需求也不断增加, 由于家畜在不同季节牧场采食天然牧草, 因此, 知晓不同季节天然草地可食牧草的营养价值, 对合理利用天然草地及对放牧家畜进行适宜补饲具有重要的基础支撑作用。目前, 天然牧草营养价值方面的报道较多, 如严学兵[1]利用不同季节定点定期采样对高寒牧区寒温潮湿类的5种类型天然草地的地上植物量和营养成分含量动态进行了测定, 张胜权[2]对三江源地区草甸草地13种典型牧草营养价值进行了评定, 冯昕炜等[3]监测了青海海西州、海南州牧场牧草营养价值季节变化。以上研究均定点研究, 即设定固定样地, 不同时间对划分好的样地进行采样, 从而探究高寒草地牧草营养动态。而在青藏高原实际生产中, 多为全年季节性草地轮牧, 监测全年牦牛放牧时的草地对实现全年放牧牦牛精准补饲具有重要意义。本研究选取青藏高原典型放牧模式的牧户及放牧草地为研究对象, 研究高寒草地全年轮牧草地牧草营养价值, 弥补定点监测牧草全年动态营养变化, 以期为青藏高原这一地区牦牛科学放牧及精准补饲提供基础参数和监测方法。

1 材料与方法
1.1 采样地简介

青海省海北州海晏县哈勒景乡牧户放牧场, 地理坐标100° 23'-101° 20' E, 36° 44'-37° 39' N, 日照时间长, 昼夜温差大, 年平均气温低, 冬春降水少, 夏秋降水多。气候特点冬春寒冷, 夏季清爽, 太阳光照强, 无霜期短。该地区属典型高山地貌, 绝大部分地区在海拔3 000 m以上。有草地362.5万亩(约合24.2万hm2), 夏秋草地153.2万亩(约合10.2万hm2)。供试草地以高山嵩草(Kobresia pygmaea)为优势种, 伴生种有草地早熟禾(Poa annua)、矮嵩草(K. myosuroides)、紫花针茅(Stipa purpurea)、异针茅(S. aliena)、芨芨草(Achnatherum splendens)、珠芽蓼(Polygonum viviparum)、条叶垂头菊(Cremanthodium lineare)等。由于气候、海拔等各种生境条件的制约, 天然牧草生命力短促, 在全年不同月份的生长过程中再生能力有限[4, 5]。

1.2 样品采集

草样采集按照当地牧草生长, 分别于2015年9月到2016年8月(每月23-25日)在青海海北州海晏县哈勒景乡牦牛放牧场采集牧草样品。牧草样品采集跟踪放牧牦牛, 牦牛放牧为冬季牧场与夏季牧场轮牧形式(图1), 试验期间模拟采集混合可食性牧草, 将可食牧草样品经风干处理带回实验室, 粉碎、过5 mm筛, 65 ℃烘干待测。

图1 牧草采集示意图Fig. 1 Forage collection map diagram

1.3 测定指标及方法

1.3.1 常规营养成分测定指标及方法 干物质(DM)含量依据GB/T6435-86进行测定; 粗灰分(Ash)含量采用马福炉灼烧法测定; 粗蛋白(CP)含量采用GB/T 6432-94半微量凯氏定氮法测定; 粗脂肪(EE)含量测定采用ANKOM XT15i自动脂肪分析仪测定; 酸性洗涤纤维(ADF)、中性洗涤纤维(NDF)含量测定采用Van Soest法; 总能(GE)采用美国PARR 6100全自动氧弹量热仪测定; 钙(Ca)含量依据GB/T 6436-92测定; 磷(P)含量依据GB /T 6437-92测定[6], 测定指标均以干物质为基础。

1.3.2 牧草干物质体外消化率评定 参照Tilley和Terry活体外两阶段法[7]程序测定采集牧草的体外干物质消化率。

于晨饲前分别采集3头健康瘘管牛瘤胃内容物并等体积混合, 迅速经4层纱布过滤, 加入39 ℃预热并装有经CO2饱和的保温瓶中, 采集结束后迅速回实验室。准确称取0.5 g的样品于本试验特制的滤袋(大小42 mm× 53 mm, 孔径38~45 μ m)中(中国农业大学提供), 用塑料封口机将滤袋封口, 放入100 mL的玻璃培养管中, 不加样品的过滤袋作为空白, 每个样品3个重复, 每批样品设置6个空白。后采用自动加液器向每个培养管加入70 mL混合培养液, 放入39 ℃恒温水浴箱中培养48 h。48 h后倒去培养管中全部培养液, 取出滤袋, 迅速用冷水冲洗, 以终止微生物发酵反应。稍后将滤袋放入培养管并加入35 mL新鲜的0.2%胃蛋白酶溶液(以0.1 mol· L-1 HCl溶解胃蛋白酶, 最终浓度为1∶ 10 000活性单位), 在39 ℃水浴锅培养48 h。培养完成后取出滤袋用水洗净, 105 ℃烘干12~24 h, 称量和计算样品干物质消化率。

1.4 数据计算与处理

DM消化率=[样品DM-(未消化的DM-空白DM)]/样品DM× 100%;

消化能(DE)=总能(GE)× DM消化率;

代谢能(ME)=消化能(DE)× 0.82。

试验数据采用Excel 2007进行初步整理, 用SAS 9.1软件进行单因子方差分析(one-way ANOVA), 用Duncan’ s新复极差法进行多重比较, 结果用平均数± 标准偏差表示。

2 结果与分析
2.1 牧草常规营养成分含量

天然牧草常规营养成分含量全年变化较大, 5月的CP含量极显著高于其他月份的(P< 0.01), 为10月至3月CP含量的4~5倍, 9月到10月CP含量降低了69.46%; 8月的EE含量最大, 极显著高于其他月份(P< 0.01), 4月的EE含量极显著低于其他月份的(P< 0.01); 2月的ADF含量极显著高于其他月份的(P< 0.01), 达到43.83%; 9月的NDF含量极显著高于其他月份的(P< 0.01), 从9月到第2年8月, ADF呈现先升后降的趋势, 但上升下降幅度不同; 5月的Ash含量极显著高于其他月份的(P< 0.01), 11月的Ash含量最低; 从9月到第2年8月, Ca和P含量基本呈现先降低后上升的趋势(表1)。

表1 青海省海晏县天然牧草常规营养成分含量(干物质基础) Table 1 Typical nutrient contents of natural forage in Haiyan County, Qinghai Province (dry matter basis)

注: 同列不同大写字母表示差异极显著(P< 0.01) , 不同小写字母表示差异显著(P< 0.05)。表2同。

Note:Different capital and lowercase letters within the same column indicate significant differences at 0.01 and 0.05 levels, respectively, similarly for Table 2.

2.2 牧草体外干物质消化率和能值

海晏县天然牧草体外干物质消化率为42.72%~72.47%, 5月显著高于除4月之外的其他月份(P< 0.05); 8月和12月牧草干物质消化率显著低于4、5、7月(P< 0.05); 9、10、11月及第2年1、2、3月牧草干物质消化率在0.01水平及0.05水平差异均不显著(P> 0.01, P> 0.05), 8月牧草干物质消化率最低(表2)。

表2 青海省海晏县天然牧草的干物质消化率、总能、消化能及代谢能 Table 2 Natural herbage dry matter digestibility, total energy, digestive energy, and metabolic energy in Haiyan County, Qinghai Province

海晏县全年牧草总能为17.76~19.67 MJ· kg-1, 各月份牧草总能差异不显著(P> 0.05), 以6月最高, 11月次之; 通过计算得出, 牧草消化能为7.81~13.26 MJ· kg-1, 12月牧草消化能显著低于5、6月(P< 0.05), 5月牧草消化能最高, 显著高于除4、6月外的其他月的(P< 0.05); 牧草代谢能值为6.40~10.87 MJ· kg-1, 5月显著高于降4、6月外的其他月的(P< 0.05), 4月和6月次之, 12月最低, 显著低于4、5、6月(P< 0.05)(表2)。

3 讨论与结论
3.1 天然牧草营养价值评定时样品采集

评定牧草营养价值时试验草样采集一般采用围栏封闭式采样, 选定试验草地, 设置面积1 m2样方, 后将1 m2样方内齐地面剪割牧草制成混合样, 而每一月份的样品采集在相同地点采用相同的方式采集; 或设置一定的样地面积进行采样; 或选定牧草种类将其草地围封, 于不同时间点采集草样[8, 9, 10, 11, 12, 13, 14]; 许涛等[15]研究甘南玛曲7种主要饲草营养价值时以天然草地牧草作为对照, 试验区面积为4 m× 5 m; 杜雪燕等[16]研究青海省河南县高山嵩草草地牧草营养价值时草样采集样方为1 m2; 冯昕炜等[3]评定青海海西州、海南州牧场牧草营养价值的季节变化时分别于4-5月、7-8月和10-11月均在海西州及海南州的同一样点采集; 丁路明等[17]研究青海湖地区不同季节牧场植物营养动态时样品采集采用50 cm2样方, 随机取样12次; 闫晓红等[18]分析评价锡林郭勒草原不同地区天然草地营养价值时采样样方1 m2。受采样地点及采样量单一影响, 其评定结果不够全面且准确性较低, 在指导牧民过程中很难全面反映各种牧草营养价值的优劣及差异。而在青藏高原实际生产中, 多为全年季节性草地轮牧, 其放牧形式既缓解了草地压力也逐渐提高了畜牧业水平。因此, 本研究采用全年跟踪牦牛放牧形式采集草样。

3.2 海晏县天然牧草常规营养成分分析

牧草的营养物质含量评定时, 常以CP、EE、ADF、NDF、Ash、Ca、P含量评价牧草营养价值。概略养分分析体系中CP 含量是提供放牧家畜生长所需的氮源, 且是牧草中重要的营养素, ADF、NDF含量直接影响反刍动物对牧草的消化、适口性及采食量[19, 20, 21]。研究表明, 海晏县全年天然牧草常规营养成分含量呈规律变化, 5月牧草CP和Ash含量均最高, 7月牧草NDF含量最低, 9月牧草ADF含量最低。按照任继周[22]牧草CP等级划分≥ 16%为上等、10%~15%为中等、≤ 10%为下等, 本研究表明, 5月、6月、7月、8月、9月的牧草营养价值为中上等。张均[23]研究西藏那曲地区不同月份草地牧草营养价值时比较了围栏内外牧草中EE含量, 结果显示, 围栏内外牧草EE含量随季节变化规律大体相似, EE含量夏季最高, 而冬春季节较低, 本研究结果与其一致。牧草中Ca、P含量对放牧家畜的生长发育和机体代谢具有重要意义。杜雪燕等[16]测得青海河南县高山嵩草草地不同时期牧草的Ca和P含量分别为0.81%~1.33%和0.03%~0.07%, 本研究与杜雪燕等[16]同期测定P含量水平基本一致, 但Ca含量高于其研究结果。谢敖云和柴沙驼[8]研究青海高山草甸6-11月及来年4-5月草地营养变化规律时发现, P含量为0.05%~0.15%, Ca含量为0.81%~1.27%, 其Ca含量也低于本研究结果, 这可能与土壤条件和海拔有关。常规营养研究结果表明, 青海省海晏县天然牧草营养品质5、6月牧草品质优良。

3.3 两阶段法评定天然牧草体外干物质消化率

牧草体外干物质消化率是在一定程度上反映动物体内对牧草的降解情况及草畜关系的变化, 是评定牧草营养价值的重要指标[24]。同时体外消化率也是衡量牧草营养物质可消化性的尺度[22]。在青海海西州和海南州, 牧草营养价值季节变化趋势不仅相同, 而且牧草干物质消化率季节变化趋势也相同[3]。薛艳锋等[25]研究玉树州藏嵩草草地牧草营养价值时测得牧草的体外干物质的消化率为62.67%, 和海秀[26]用体外产气法对19种天然草地不同牧草营养物质四季变化及绵羊消化率的研究结果表明, 牧草消化率为25.16%~84.45%。本研究结果与其一致, 其中, 5月的体外消化率最高, 相应的5月CP含量也最高; 而8月牧草消化率最低, 较其他月份降低明显, 引起消化率降低的主要原因可能是6月至9月牦牛于夏季牧场放牧, 8月后, 夏季放牧场草地牧草逐渐枯萎, 牧草中纤维素和木质素含量增加, 且牦牛对牧草的选择不同, 造成8月牧草消化率降低明显, 另外, 干草与同一时期的鲜草相比, 消化率也会降低。通过体外两阶段法结合常规营养成分分析法评定, 5月天然牧草营养价值较高, 10月-翌年3月牧草营养价值优质程度较低。

3.4 天然牧草能值分析

根据Aldermann等[27]采用两阶段法测得牧草体外有机物质消化率预测的代谢能浓度公式为ME=0.82× (总能× 体外干物质消化率), 若用DM体外消化率代替OM体外消化率计算牧草代谢能, 则试验计算结果显示, 不同季节牧草DE范围为7.81~13.26 MJ· kg-1, ME范围为6.40~10.87 MJ· kg-1。和海秀[26]通过牧草产气量计算牧草代谢能, 测得ME为2.44~12.27 MJ· kg-1, 王海霞和沈秀芳[28]估算青海高山嵩草+杂类草牧草能值为11.17 MJ· kg-1, 薛艳锋等[25]利用体外产气法测得藏嵩草草地类型天然牧草代谢能为10.33 MJ· kg-1。本研究测得, 5月的DE和ME最高, 10月-翌年3月DE和ME较低, 进一步证明了10月-翌年3月天然牧草的优质度较其他月份低。并且, 比较天然牧草的DE和ME可以看出, 其变化趋势基本一致, 但本研究获得的能值数据可能低于从活体试验获得的数据, 体外试验由于存在误差, 其所得消化率一般低于家畜体内消化率, 且动物在采食牧草过程中存在选择牧草易消化部位的影响。因此, 青海海晏县暖季牧草营养价值高于冷季牧草营养价值, 冷季牧草无法充分保证家畜的营养需求及所需物质基础。

综合牧草全年营养动态分析, 5、6月份牧草品质优良, 10月-翌年3月牧草营养价值较低。因此, 建议牧民和养殖户等在10月-翌年3月采用天然草地配合补饲饲料养殖; 另外, 为了更系统、深入、准确地评定天然牧草营养价值, 更合理地指导牧民和养殖户, 使牦牛养殖达到理想最佳水平, 实现天然草地生态与畜牧业的经济共赢, 建议今后青藏高原天然草地牧草营养价值评定时采集牧草样品应使用跟踪牦牛放牧法。

The authors have declared that no competing interests exist.

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