塔娜，桂榮，魏日華，趙山志

（1.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院草原研究所，內(nèi)蒙古 呼和浩特010010；2.農(nóng)業(yè)部草原資源與生態(tài)重點開放實驗室，內(nèi)蒙古 呼和浩特010010；3.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)，內(nèi)蒙古 呼和浩特010018）

2001年，面對沙漠化日益擴展和沙塵暴日趨頻繁的現(xiàn)實，國家啟動了京津風(fēng)沙源治理工程，作為京津地區(qū)沙塵暴主要沙源地之一的渾善達(dá)克沙地位列其中。近幾年來，通過采用建設(shè)人工沙障與種植灌木林相結(jié)合、飛播和人工種植、封育相結(jié)合等措施，恢復(fù)固沙能力強的灌草復(fù)合植被，同時轉(zhuǎn)移沙區(qū)人口，實行圍封轉(zhuǎn)移，休牧、禁牧制度，有效遏止了沙地外擴之勢。據(jù)渾善達(dá)克沙地氣候生態(tài)環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示：到2002年，沙地局部地段的植被開始恢復(fù)，生態(tài)系統(tǒng)的活力增加，流動沙地上出現(xiàn)了沙地先鋒植物群落，各種灌木開始了拓殖性生長；從2005年的植被指數(shù)圖可以明顯看出渾善達(dá)克沙地的綠度值較歷史同期高1～2個等級［1］。到目前為止，已經(jīng)過4～5年的植被自然恢復(fù)與復(fù)壯，渾善達(dá)克沙地流動、半流動沙丘已減少到4 053 km2，長420 km、寬3～10 km的沙地南緣防護(hù)體系基本形成，沙地外擴之勢得到控制［2］。

草地畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展，立足點必須是在保護(hù)的前提下，科學(xué)地、合理地利用草地。從理論上來看，對圍封恢復(fù)一定程度的退化草場進(jìn)行科學(xué)的適度放牧利用，不僅可以提高草地肥力，并且有助于群落內(nèi)植物的自我復(fù)壯更新與繁衍［3］。劉忠寬等［4，5］研究指出，草地休牧?xí)r間過長，植被灌叢化趨勢明顯、可食化程度降低、均勻性降低、草地發(fā)生2次逆行演替，為保證草地植物可食性及均勻性，退化草地圍封一定時期后提倡進(jìn)行適度放牧或刈割利用。左萬慶等［6］連續(xù)5年對退化羊草（Leymuschinensis）草原圍欄封育樣地的觀測表明，圍欄封育顯著提高了植被的地上和地下生物量，并根據(jù)植物群落特征認(rèn)為退化羊草草原圍封2年后，從生產(chǎn)力或生物量的角度上已適宜適度割草或放牧利用。胡小龍等［7］研究也表明，渾善達(dá)克沙地對于退化草場的封育期以5年左右為宜。單貴蓮等［8］建議，對退化草地實行圍封恢復(fù)時應(yīng)采用季節(jié)性適度放牧利用，不應(yīng)完全禁牧，以便解決退化草地的恢復(fù)、草地資源的利用及牧區(qū)畜牧業(yè)生產(chǎn)間的矛盾。而對于退化草地恢復(fù)過程中的合理利用問題仍需進(jìn)一步研究。同時，韓天文等［9］針對酒泉市“退牧還草”項目在植被恢復(fù)中的實際效果評價中指出對于退化較為嚴(yán)重的草地生態(tài)恢復(fù)應(yīng)采用禁牧4～5年的技術(shù)方案是最佳選擇，但對于恢復(fù)后的草地放牧利用方面沒有提出相關(guān)建議。

鑒于此，本研究選擇圍封恢復(fù)中的沙地草場，采用自由放牧與劃區(qū)輪牧2種放牧方式，以放牧綿羊體增重及瘤胃發(fā)酵參數(shù)動態(tài)變化為家畜營養(yǎng)狀況檢測指標(biāo)，評價恢復(fù)階段沙地草場牧養(yǎng)能力，為該類草場合理放牧利用提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗區(qū)概況

試驗區(qū)位于渾善達(dá)克沙地腹地內(nèi)蒙古自治區(qū)正藍(lán)旗上都鎮(zhèn)青格勒圖嘎查，地處東經(jīng)116.0°，北緯42.2°左右。屬于中溫帶大陸性季風(fēng)氣候，冬季寒冷漫長，春夏季多風(fēng)少雨，微旱。年平均氣溫1.41℃，降水量355 mm，無霜期110 d，年均風(fēng)速3～4 m／s，大風(fēng)日數(shù)60～70 d。本試驗期間（2007年5－11月）總降水量為239.0 mm，低于平均年份（365 mm），旱情較重（錫林郭勒盟氣候公報，2007年1月1日－10月25日）。土壤以暗栗鈣土為主、間有灰色草甸土和風(fēng)沙土鑲相嵌。

2002年中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院草原研究所“渾善達(dá)克沙地植被快速恢復(fù)”項目在此實施，經(jīng)過4～5年的封育恢復(fù)，當(dāng)年補播的錦雞兒屬（Caragana）、柳屬（Salix）等灌木、蒿屬（Artemisia）等半灌木及冰草屬（Agropyron）、沙打旺（Astragalusadsurgens）等形成了典型的沙地植被景觀，且有部分草本植物侵入生長，人工、半人工植被的植物群落已基本處于穩(wěn)定狀態(tài)。2006年6月中旬的植被調(diào)查顯示：灌木層高度平均在50～75 cm，蓋度30%左右，草群高度平均在20～50 cm，蓋度30%～45%，平均鮮草生物量為2 371.43 kg／hm2，鮮草可食產(chǎn)量為1 728.57 kg／hm2，與未經(jīng)治理的裸沙地形成了鮮明的對比。

1.2 試驗設(shè)計

選擇未經(jīng)補播圍欄封育沙地草場9.3 hm2為連續(xù)放牧區(qū)（CG組）；另選補播改良圍封恢復(fù)中的沙地草場18.6 hm2，以植被類型分布均勻的原則劃分為2個大區(qū)，每個區(qū)9.3 hm2，分別為連續(xù)放牧區(qū)（SCG組）和輪牧區(qū)（SRG組），輪牧區(qū)劃為6個等面積小區(qū)，每小區(qū)1.55 hm2。根據(jù)試驗區(qū)可食牧草產(chǎn)量，考慮恢復(fù)中沙地系統(tǒng)的相對不穩(wěn)定性和系統(tǒng)脆弱性特點，擬定放牧強度以連續(xù)放牧載畜率1.16 hm2／（羊單位·半年）為標(biāo)準(zhǔn)；6區(qū)輪牧每小區(qū)放牧天數(shù)為5，30 d為1個周期。試驗期為4個月，2007年6月3日至10月4日。

試驗綿羊為能夠代表當(dāng)?shù)刈匀环拍翀龅拿饧嬗眉?xì)毛羊，選擇24只健康無病，平均體重（28.5±2.4）kg的2歲母羊，按當(dāng)?shù)啬撩窳?xí)慣進(jìn)行出牧和歸牧，全天放牧且不補飼。試驗前統(tǒng)一進(jìn)行驅(qū)蟲、剪毛，編號及耳際標(biāo)示。

1.3 試驗羊測定項目及方法

體重測定：每月月初連續(xù)2天清晨空腹稱重，取平均值。

瘤胃液的采集：8月5日－8月7日，每組選6只羊，分別在空腹，采食后2 h，采食后4 h，采食后7 h，通過口腔取樣器采集瘤胃液。每只羊每次采集50 m L，隔1 d采1次，將2 d內(nèi)采集的瘤胃液樣品按羊個體等量混合制成樣本，在－20℃條件下保存，備分析。

瘤胃發(fā)酵參數(shù)的測定。

p H值的測定：將取出的瘤胃液4層紗布過濾后，立即用便攜式酸度計（Horiba B－212）測定其p H值。

瘤胃液揮發(fā)性脂肪酸（VFA）濃度的測定：瘤胃液樣品室溫解凍，4層紗布過濾，取5 m L濾液4 000 r／min離心15 min，再取上清液1 m L按照5∶1比例加入25%偏磷酸溶液，混勻，10 000 r／min離心15 min，裝入專用小瓶，放在氣相色譜儀自動進(jìn)樣架上，設(shè)定進(jìn)樣量1μL上機分析，得到VFA樣品色譜圖，采用峰面積歸一法計算樣品中的VFA的含量［10］。

日本島津GC－2014氣相色譜儀；RX－50毛細(xì)管柱；氫火焰離子化檢測器（FID），并配有空氣壓縮機；氫氣和氮氣（高純氮99.999%）。柱溫：150℃，程序升溫；檢測器溫度：200℃，進(jìn)樣口溫度：200℃；載氣分流比50∶1；進(jìn)樣量1μL，自動進(jìn)樣，外標(biāo)法定量。

瘤胃液氨態(tài)氮（NH3－N）濃度的測定：參照馮宗慈和高民［11］的方法進(jìn)行。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

采用SAS統(tǒng)計分析軟件（Statistical Analysis System，9.0）中GLM程序進(jìn)行方差分析，Duncan程序進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同放牧區(qū)綿羊體重變化特征

體重變化是衡量綿羊生產(chǎn)水平的重要指標(biāo)之一，體重變化除了受到綿羊自身生理狀況的影響外，主要受日糧營養(yǎng)水平的影響。結(jié)果顯示（表1），放牧綿羊體重變化動態(tài)呈現(xiàn)出季節(jié)性變化過程。3個放牧區(qū)，綿羊平均月增重分別為2.46，5.08，5.52，2.29 kg，均出現(xiàn)了緩慢增重→快速增重→緩慢增重的趨勢，而3個處理間沒有明顯的差異（P＞0.05）。綿羊體重的這種變化主要與當(dāng)?shù)丶竟?jié)性氣候變化、牧草營養(yǎng)動態(tài)變化及綿羊生理機能相關(guān)［12］。6月屬牧草幼嫩期，牧草顯現(xiàn)出營養(yǎng)成分含量較高但地上生物量低的特點，綿羊“跑青”嚴(yán)重從而影響了增重效果；7－8月，當(dāng)?shù)卣暧隉嵬?，有利于植物生長，牧草的數(shù)量和質(zhì)量相應(yīng)較好，所以是放牧家畜體重的主要恢復(fù)期和生長期；9月，氣候適宜，部分牧草進(jìn)入結(jié)實期，屬抓膘好時期，但20日后牧草停止生長并開始有霜凍，牧草數(shù)量和質(zhì)量開始下降，導(dǎo)致綿羊增重緩慢。暖季放牧綿羊體重總體上呈現(xiàn)出規(guī)律性的增長，整個放牧期平均增重15.3 kg／只。

表1 各放牧區(qū)綿羊體增重變化Table 1 Changes of sheep weight and body gains in different grazing groups kg

2.2 不同放牧區(qū)綿羊瘤胃發(fā)酵參數(shù)動態(tài)變化

放牧綿羊瘤胃p H和NH3－N動態(tài)變化結(jié)果顯示見表2。本試驗3個區(qū)放牧綿羊p H為6.37～7.10，采食后瘤胃p H值呈波動變化且趨勢相同，即采食后瘤胃p H值下降，而后逐漸升高。p H值是反映瘤胃發(fā)酵水平的一項重要指標(biāo)，是瘤胃發(fā)酵過程的綜合反應(yīng)，p H值的高低影響瘤胃微生物的活力。它受日糧性質(zhì)、積聚的有機酸和唾液分泌量的影響，一般情況下，瘤胃p H值為6～7。產(chǎn)生本研究結(jié)果的原因可能是因為，動物采食牧草后，碳水化合物在瘤胃中被發(fā)酵產(chǎn)生VFA的速度較快、數(shù)量較多，而瘤胃上皮對VFA的吸收及流出慢于產(chǎn)生的速度，所以瘤胃中VFA的濃度逐漸升高，導(dǎo)致p H值下降。而隨著碳水化合物發(fā)酵產(chǎn)生的VFA的濃度下降，瘤胃上皮對VFA的吸收及流出的速度相對加快，瘤胃中VFA的濃度下降，導(dǎo)致p H值上升。大量研究表明，放牧綿羊瘤胃p H值的最佳水平為6.5～7.0，適合于纖維分解菌的活動［13］。由p H結(jié)果可知，本試驗放牧羊瘤胃生理狀態(tài)較好，基本保持在有利于微生物正?；顒拥姆秶鷥?nèi)。

放牧綿羊的NH3－N濃度變化范圍為4.97～11.45 mg／100 m L（表2），符合瘤胃微生物合成蛋白質(zhì)所需的范圍（0.35～29 mg／100 m L）［14］。各放牧處理綿羊瘤胃液NH3－N濃度隨時間變化趨勢相同，即飼喂前到飼喂后數(shù)小時，瘤胃液NH3－N濃度從最低值再逐漸升高，但各放牧處理間差異不顯著。綿羊瘤胃液氨態(tài)氮是瘤胃氮代謝中外源蛋白質(zhì)和內(nèi)源含氮物質(zhì)降解的重要產(chǎn)物，它同時也是瘤胃微生物合成菌體蛋白的原料。作為瘤胃內(nèi)環(huán)境的重要指標(biāo)，瘤胃液中的NH3－N水平反映了飼糧蛋白質(zhì)的瘤胃降解率、能量供應(yīng)和微生物蛋白質(zhì)的合成狀況。

放牧綿羊瘤胃VFA動態(tài)變化結(jié)果表明（表3），放牧綿羊瘤胃液中VFA濃度的動態(tài)變化與NH3－N濃度的變化趨勢相近，總VFA濃度變化范圍為29.51～68.71 mmol／L，飼喂前濃度最低，以后隨飼喂時間VFA濃度逐漸升高。3個放牧區(qū)，綿羊瘤胃乙酸、丙酸、丁酸濃度呈現(xiàn)出相同的變化趨勢；且3種酸占總酸比例基本一致，分別為61.7%～70.4%，19.8%～26.3%，9.4%～12.7%，說明3個放牧區(qū)綿羊瘤胃發(fā)酵的終產(chǎn)物很相似，這與前人報道結(jié)果基本一致［15］。瘤胃發(fā)酵產(chǎn)生的VFA是反芻動物的主要能源，可提供機體總能的70%～80%，其含量及組成比例是反映瘤胃消化代謝活動的重要指標(biāo)［16］。其中乙酸、丙酸、丁酸是VFA的主要成分，它們的濃度大小可反映它們的發(fā)酵類型和吸收情況。VFA的產(chǎn)量及比例可顯著影響反芻動物對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收利用和生產(chǎn)水平的發(fā)揮［17］。

表2 各放牧區(qū)綿羊瘤胃p H和NH3－N濃度變化Table 2 Changes of sheep rumen p H and NH3－N concentration in different grazing groups

3 討論

在放牧管理中，最主要的因素應(yīng)包括放牧率大小、放牧起止時間以及放牧方式（輪牧或連續(xù)放牧等）［18］。關(guān)于綿羊生產(chǎn)系統(tǒng)對不同放牧制度的響應(yīng)研究中，諸多結(jié)果表明綿羊體重的變化主要隨不同放牧率而有顯著差異，且一般隨著放牧率的增大綿羊體重呈線性降低［19］；暖季放牧綿羊增重期主要在5－9月份，9月20日后開始減重，且放牧率低的綿羊減重小，甚至仍有所增重，而放牧率高的減重較快［20］。對于放牧方式的比較研究結(jié)果表明，雖然劃區(qū)輪牧有利于發(fā)揮綿羊的生產(chǎn)性能，但在可利用牧草生物量供應(yīng)充足的情況下，劃區(qū)輪牧和連續(xù)放牧綿羊的生產(chǎn)性能比較接近［21］。在本研究中，放牧綿羊的體重主要受放牧季節(jié)和牧草營養(yǎng)水平的影響，且針對恢復(fù)中沙地草場植被的不穩(wěn)定性和脆弱性設(shè)定的適中放牧率，因此未出現(xiàn)因放牧強度過高而導(dǎo)致綿羊后期減重的現(xiàn)象，同時綿羊增重也未受到不同放牧方式的顯著影響。

瘤胃是反芻動物特殊代謝途徑中的重要器官，不同的飼養(yǎng)管理條件下可引起瘤胃內(nèi)環(huán)境的改變；而瘤胃內(nèi)p H、氨態(tài)氮（NH3－N）濃度及揮發(fā)性脂肪酸（VFA）濃度可以反映瘤胃內(nèi)部的環(huán)境狀況及飼料在瘤胃內(nèi)的發(fā)酵程度和模式，是目前研究瘤胃發(fā)酵的主要內(nèi)環(huán)境指標(biāo)［22］。本試驗中綿羊瘤胃液采樣時間正逢7－8月牧草生長旺盛期，能量和蛋白質(zhì)供給充足，放牧綿羊瘤胃發(fā)酵水平較好，瘤胃發(fā)酵參數(shù)基本保持在有利于微生物正常活動的范圍內(nèi)。從采食后的綿羊瘤胃發(fā)酵水平來看，補播輪牧區(qū)綿羊瘤胃NH3－N和VFA濃度略高于其他區(qū)，在采食后2 h時較明顯，尤其VFA濃度有了顯著提高趨勢（P＝0.1），這可能與放牧綿羊較多采食了補播的檸條（Caraganassp.），黃柳（Salixgordejevii），沙打旺，冰草（Agropyroncristatum）等粗蛋白質(zhì)和非結(jié)構(gòu)性碳水化合物（NFC）含量相對較高的牧草有關(guān)［23，24］。研究表明，牧草中的蛋白質(zhì)降解速率主要取決于植物細(xì)胞壁的纖維素結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)性碳水化合物含量增加會影響蛋白質(zhì)在反芻動物瘤胃中的釋放和分解［25］，從而影響瘤胃微生物合成強度，導(dǎo)致微生物群落和組成的變化［26］。

適合于沙地草場上引種的豆科錦雞兒屬，柳屬及沙打旺、扁蓿豆（Melilotoidesruthenica）等不僅具有較好的固沙作用且飼用價值較高［27］，近幾年在沙地恢復(fù)草場上保持著較好的長勢。根據(jù)以上綿羊營養(yǎng)檢測指標(biāo)綜合體現(xiàn)，建議在恢復(fù)中沙地草場上進(jìn)行家畜的暖季適度放牧利用。

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