張凡凡，和海秀,3，于磊,2*，魯為華,2，張前兵,2，馬春暉,2

(1.石河子大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院，新疆 石河子 832000；2.新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)綠洲生態(tài)農(nóng)業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，新疆 石河子 832000；3.新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第十師農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，新疆 阿勒泰 836000)

天山西部高山區(qū)夏季放牧草地4種重要牧草營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)評(píng)價(jià)

張凡凡1，和海秀1,3，于磊1,2*，魯為華1,2，張前兵1,2，馬春暉1,2

(1.石河子大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院，新疆 石河子 832000；2.新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)綠洲生態(tài)農(nóng)業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，新疆 石河子 832000；3.新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第十師農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，新疆 阿勒泰 836000)

為綜合評(píng)價(jià)天山西部高山區(qū)夏季放牧草地4種重要牧草的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)，本研究設(shè)定在具有代表性的天山西部沙爾套山高山區(qū)(2800～3400 m)夏季牧場(chǎng)，對(duì)分布在該區(qū)域的重要優(yōu)勢(shì)種牧草線葉嵩草、細(xì)果苔草、西伯利亞羽衣草和高山地榆進(jìn)行分析。通過(guò)對(duì)其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值、消化率的測(cè)定及體外產(chǎn)氣模型參數(shù)的估計(jì)。結(jié)果表明，各牧草在粗纖維和粗脂肪含量上均無(wú)顯著差異(P>0.05)。細(xì)果苔草的中性洗滌纖維(P=0.048)和酸性洗滌纖維(P=0.005)含量均最高。西伯利亞羽衣草粗灰分(P=0.037)含量最高，延滯時(shí)間(P=0.005)較長(zhǎng)。高山地榆粗蛋白(P<0.0001)、鈣(P=0.001)和磷(P=0.004)的含量均最高，且有機(jī)物消化率(P=0.003)、代謝能(P=0.001)、理論最大產(chǎn)氣量(P=0.067)和產(chǎn)氣速率(P=0.079)也最高。線葉嵩草僅干物質(zhì)(P=0.001)含量最高。最后采用主成分分析法綜合14項(xiàng)指標(biāo)，評(píng)價(jià)出4種牧草的綜合營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，按優(yōu)劣排序?yàn)椋焊呱降赜?西伯利亞羽衣草>線葉嵩草>細(xì)果苔草。

牧草；營(yíng)養(yǎng)價(jià)值；消化率；主成分分析法

天然草地不僅是放牧畜牧業(yè)發(fā)展的重要物質(zhì)支撐，也是牧區(qū)牧民賴以生存的基本生產(chǎn)資料。天山山脈作為新疆地區(qū)重要的放牧畜牧業(yè)經(jīng)營(yíng)場(chǎng)所之一，承擔(dān)著全疆畜牧生產(chǎn)及生態(tài)平衡可持續(xù)發(fā)展的重任[1]。尤以天山西部伊犁區(qū)域的諸山地高山區(qū)放牧草地為主[2]，其主要分布的山地草甸類和高寒草甸類草地占全疆草地面積的比重最大,約占30%以上；另一方面這些類型的草地因地處自然環(huán)境條件優(yōu)越，草類植物種類構(gòu)成豐富，牧草飼用價(jià)值高、適口性好，且具有較強(qiáng)的耐牧型，因而成為優(yōu)良的放牧地，是天然草地的精華所在[3-5]，其中山地草甸類，特別是亞高山草甸亞類植被具有發(fā)育好，分布地帶幅寬等特點(diǎn)，是構(gòu)成夏牧場(chǎng)的主要區(qū)域之一。另外，由于夏季牧草的營(yíng)養(yǎng)成分含量和放牧強(qiáng)度均達(dá)到年峰值，所以對(duì)天山西部高山區(qū)夏季放牧草地牧草營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的研究顯得尤為重要。

天然草地牧草作為放牧家畜的主要日糧來(lái)源，其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值不僅制約放牧壓力和強(qiáng)度，還直接影響放牧家畜的生產(chǎn)性能、營(yíng)養(yǎng)狀況及生理活動(dòng)，以至于關(guān)系到整個(gè)放牧畜牧業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的成效性[5-6]。開(kāi)展對(duì)天山高山區(qū)夏季放牧草地牛羊日糧組成的4種優(yōu)勢(shì)種牧草，線葉嵩草(Kobresiacapillifolia)，細(xì)果苔草(Carexstenocarpa)、西伯利亞羽衣草(Alchemillasibirica)和高山地榆(Sanguisorbaalpina)的營(yíng)養(yǎng)成分和模擬體外消化率研究，掌握這些牧草的消化利用特點(diǎn)，可為實(shí)際指導(dǎo)放牧畜牧業(yè)生產(chǎn)，優(yōu)化草地及牧草資源配置提供指導(dǎo)[7]。因此，本研究選定具有代表性的天山西部沙爾套山高山區(qū)，對(duì)該區(qū)域分布的2種草地型的4種優(yōu)勢(shì)種牧草的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值進(jìn)行詳細(xì)的研究，并采用主成分分析法(principal component analysis, PCA)將這一區(qū)域的4種牧草的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和消化率進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，力求更為科學(xué)和全面地反映這4種牧草價(jià)值評(píng)價(jià)結(jié)果[8-10]。為該區(qū)域放牧草地的經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的有效利用以及放牧牛羊的營(yíng)養(yǎng)平衡等提供科學(xué)依據(jù)，并為實(shí)現(xiàn)合理牧業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)域位于新疆伊犁哈薩克自治州昭蘇縣境內(nèi)的沙爾套山，屬天山山脈西段分支，是形成昭蘇盆地的主體山脈之一。該山脈大體呈東西走向，主體山脈西、北兩側(cè)與哈薩克斯坦共和國(guó)接壤，南側(cè)延伸至昭蘇盆地的特克斯河岸，向東延伸到康蘇河溝與昭蘇馬場(chǎng)草地相鄰。山脈東西長(zhǎng)約41.5 km；南北寬26～28 km。地理坐標(biāo)為E 80°15′-80°54′，N 42°54′-43°11′。山脈整體海拔為1650～3400 m，山嶺脊線海拔為3200～3400 m[1,11]。整個(gè)昭蘇盆地氣候?qū)僦袦貛絽^(qū)半濕潤(rùn)、半干旱冷涼氣候，年均溫2.9 ℃，具有降水多、積溫少等氣候特征。該山脈地貌類型分為：山前傾斜平原(海拔1650～1800 m，降水450 mm)；低山丘陵及山間淺谷地(海拔1800～2200 m，降水520～580 mm)；海拔2200 m以上至山頂部的中、高山帶(降水≥600 mm)[12-13]。本研究主要區(qū)域?yàn)?800～3400 m的高山區(qū)，該區(qū)域是當(dāng)?shù)胤拍良倚笾匾南募灸翀?chǎng)所在地，也是整個(gè)天山山脈典型的高山區(qū)夏季放牧草地之一。該區(qū)域夏季牧場(chǎng)主要存在的草地類型是山地草甸類和高寒草甸類。其草地類型特征見(jiàn)表1[1,5,14]。

1.2 試驗(yàn)材料

本研究主要材料為研究區(qū)域內(nèi)分布的4種主要牧草，分別為：線葉嵩草、細(xì)果苔草、西伯利亞羽衣草和高山地榆。這4種牧草均為該區(qū)域2個(gè)草地類型中的優(yōu)勢(shì)種牧草。其中，線葉嵩草在線葉嵩草、細(xì)果苔草型草地中占總青干草產(chǎn)量的21.6%；細(xì)果苔草在細(xì)果苔草、雜類草型草地中占總青干草產(chǎn)量的40.5%，在線葉嵩草、細(xì)果苔草型草地中占21.6%；西伯利亞羽衣草和高山地榆在西伯利亞羽衣草、藍(lán)苞蔥、高山地榆型草地中分別占總青干草的28.9%和22.3%[5,12]。4種牧草的特征見(jiàn)表2[1]。

表1 研究區(qū)域主要草地類型特征

表2 研究區(qū)4種重要牧草生長(zhǎng)特征和適口性特點(diǎn)

1.3 測(cè)定內(nèi)容與方法

于2015年7月15-20日，對(duì)上述牧草進(jìn)行生長(zhǎng)特征的實(shí)地觀測(cè)并進(jìn)行樣品的采集(采集到的樣品放置于布袋中，并記錄鮮重)。待全部調(diào)查結(jié)束后將采集的4種牧草樣品帶回實(shí)驗(yàn)室自然風(fēng)干、粉碎、密封備用。主要進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)(過(guò)0.425 mm篩)和消化率(過(guò)0.180 mm篩)的測(cè)定。

營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)的測(cè)定主要包括干物質(zhì)(dry matter, DM)、粗蛋白(crude protein, CP)、粗纖維(crude fibre, CF)、中性洗滌纖維(neutral detergent fiber, NDF)、酸性洗滌纖維(acid detergent fiber, ADF)、粗脂肪(ether extract, EE)、粗灰分(crude ash, Ash)、鈣(Ca)、磷(P)和總能(gross energy, GE)。其中，DM采用重量法測(cè)定，CP采用凱氏定氮法測(cè)定，CF采用酸堿分次水解法測(cè)定，NDF和ADF采用范氏(Van Soest)洗滌纖維法測(cè)定，EE采用索氏浸提法(乙醚浸出法)測(cè)定，Ash采用灰化法測(cè)定，Ca采用乙二胺四乙酸二鈉絡(luò)合滴定法測(cè)定，P采用釩鉬酸銨比色法測(cè)定，GE采用彈式測(cè)熱計(jì)(GR3500，長(zhǎng)沙儀器廠)測(cè)定[15]。

消化率的測(cè)定主要采用體外產(chǎn)氣法。具體按文獻(xiàn)描述的一般常規(guī)方法進(jìn)行測(cè)定[16-17]。期間(3、6、9、12、24、36、48 h)快速取出玻璃培養(yǎng)管記錄，測(cè)定產(chǎn)氣量(gas production, GP)。并對(duì)有機(jī)物消化率(organic matter digestibility, OMD)和代謝能(metabolic energy, ME)進(jìn)行計(jì)算[18]。GP(mL)=該時(shí)段培養(yǎng)管產(chǎn)氣量-對(duì)照培養(yǎng)管產(chǎn)氣量。OMD(%)=0.986×GP+0.0606×CP+11.03，ME(MJ/kg DM)=0.1639×GP+0.0079×CP+0.0239×EE+0.04,式中：GP為24 h產(chǎn)氣量(mL/220 mg)，CP為粗蛋白含量(%)，EE為粗脂肪含量(%)。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2010、SPSS 18.0進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計(jì)分析[19]。方差分析采用單因素方差分析(one-way ANOVA)，多重比較采用Duncan法。運(yùn)用Origin 8軟件進(jìn)行繪圖。產(chǎn)氣量參數(shù)模型選擇一元非線性回歸模型(Gompertz模型)[20]。模型為：X2=C1×exp[-C2×exp(-C3X1)]，式中:X2為產(chǎn)氣量;C1為理論最大產(chǎn)氣量(mL);C2為產(chǎn)氣速率常數(shù)(mL/h);C3為產(chǎn)氣延滯時(shí)間(h);X1為體外培養(yǎng)時(shí)間(h)。

將測(cè)定的各個(gè)營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)、OMD、ME、C1和C2等14項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行主成分分析(運(yùn)用SPSS 18.0軟件)，以評(píng)價(jià)出4種牧草的綜合營(yíng)養(yǎng)價(jià)值[9-10]。主成分分析法中各主成分計(jì)算公式為(1)，主成分綜合模型計(jì)算公式為(2)。其中(1)式中Fi為各主成分得分，Aij為特征向量值，Zij為各供試牧草營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化值；(2)式中F為主成分綜合得分，λi表示第i個(gè)主成分的方差貢獻(xiàn)率占總提取方差貢獻(xiàn)率的比重，即權(quán)重。

(1)

(2)

2 結(jié)果與分析

2.1 天山西部高山區(qū)夏季放牧草地4種牧草營(yíng)養(yǎng)價(jià)值分析

對(duì)4種牧草營(yíng)養(yǎng)成分的測(cè)定結(jié)果表明(表3)，DM含量按高低排序?yàn)榫€葉嵩草>細(xì)果苔草>西伯利亞羽衣草、高山地榆(P=0.001)。CP含量按高低排序?yàn)楦呱降赜?西伯利亞羽衣草>細(xì)果苔草、線葉嵩草(P<0.0001)。4種牧草間CF含量無(wú)顯著差異(P=0.884)。NDF含量最高的為細(xì)果苔草，與西伯利亞羽衣草和高山地榆差異顯著(P<0.05)，與線葉嵩草差異不顯著(P>0.05)；西伯利亞羽衣草、高山地榆和線葉嵩草間NDF含量差異也均不顯著(P>0.05)。ADF含量按高低排序?yàn)榧?xì)果苔草、線葉嵩草>西伯利亞羽衣草和高山地榆(P=0.005)。4種牧草間EE含量無(wú)顯著差異(P=0.763)。Ash含量最高的為西伯利亞羽衣草，與細(xì)果苔草和線葉嵩草差異顯著(P<0.05)，與高山地榆差異不顯著(P>0.05)；細(xì)果苔草、線葉嵩草和高山地榆間Ash含量差異也均不顯著(P>0.05)。Ca含量按高低排序?yàn)槲鞑麃営鹨虏荨⒏呱降赜?細(xì)果苔草和線葉嵩草(P=0.001)。P含量按高低排序結(jié)果同Ca含量相同(P=0.004)。GE按高低排序?yàn)槲鞑麃営鹨虏?、高山地?細(xì)果苔草、線葉嵩草(P=0.001)。

2.2 天山西部高山區(qū)夏季放牧草地4種牧草消化率分析及模型參數(shù)估計(jì)

通過(guò)對(duì)4種牧草體外產(chǎn)氣(0～48 h)的測(cè)定結(jié)果表明(圖1)，4種牧草的產(chǎn)氣量均隨著時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸升高。體外產(chǎn)氣的第3 h，西伯利亞羽衣草(28.00 mL)產(chǎn)氣量顯著高于線葉嵩草(14.00 mL)(P<0.05)，細(xì)果苔草(17.50 mL)、高山地榆(20.50 mL)和線葉嵩草間差異均不顯著(P>0.05)。第6 h，西伯利亞羽衣草(46.50 mL)和高山地榆(40.00 mL)的產(chǎn)氣量顯著高于細(xì)果苔草(24.50 mL)和線葉嵩草(29.80 mL)(P=0.005)。第9 h，產(chǎn)氣量最低的仍為細(xì)果苔草(27.50 mL)，其顯著低于西伯利亞羽衣草(47.50 mL)和高山地榆(51.00 mL)(P<0.05)，而其較線葉嵩草(35.20 mL)差異不顯著(P>0.05)。第12 h，4種牧草按產(chǎn)氣量高低排序?yàn)楦呱降赜?58.50 mL)>西伯利亞羽衣草(52.00 mL)>線葉嵩草(39.17 mL)>細(xì)果苔草(33.00 mL)(P=0.013)，其中產(chǎn)氣量最高的高山地榆顯著高于線葉嵩草和細(xì)果苔草(P<0.05)；西伯利亞羽衣草也顯著高于細(xì)果苔草(P<0.05)。第24 h，4種牧草按產(chǎn)氣量高低排序?yàn)楦呱降赜?68.50 mL)>西伯利亞羽衣草(63.50 mL)>線葉嵩草(54.17 mL)>細(xì)果苔草(42.50 mL)(P=0.074)，其中僅西伯利亞羽衣草和高山地榆的產(chǎn)氣量顯著高于細(xì)果苔草(P<0.05)。第36 h，4種牧草按產(chǎn)氣量高低排序仍為高山地榆(71.50 mL)>西伯利亞羽衣草(66.50 mL)>線葉嵩草(55.50 mL)>細(xì)果苔草(54.00 mL)(P=0.059)，其中高山地榆產(chǎn)氣量顯著高于細(xì)果苔草和線葉嵩草(P<0.05)。第48 h，4種牧草按產(chǎn)氣量高低排序仍為高山地榆(79.50 mL)>西伯利亞羽衣草(72.50 mL)>細(xì)果苔草(60.00 mL)>線葉嵩草(57.00 mL)(P=0.054)，其中仍是高山地榆產(chǎn)氣量顯著高于細(xì)果苔草和線葉嵩草(P<0.05)。

表3 研究區(qū)4種重要牧草營(yíng)養(yǎng)成分分析(干物質(zhì)基礎(chǔ))

DM: Dry matter; CP: Crude protein; CF: Crude fibre; NDF: Neutral detergent fiber; ADF: Acid detergent fiber; EE: Ether extract; Ash: Crude ash; GE: Gross energy.通過(guò)Duncan檢驗(yàn)，同列字母不相同表明在5%水平下差異顯著,下同。The different letters are significantly different at 5% level using Duncan test, the same below.

圖1 研究區(qū)4種主要牧草0～48 h體外產(chǎn)氣規(guī)律Fig.1 The in vitro gas regulation (0-48 h) of 4 species important herbage in study area 通過(guò)Duncan檢驗(yàn)，同一時(shí)間字母不相同表明在5%水平下差異顯著。The different letters are significantly different at 5% level using Duncan test.

通過(guò)對(duì)4種牧草的有機(jī)物消化率、代謝能和產(chǎn)氣參數(shù)模型進(jìn)行分析，結(jié)果表明(表4)，OMD按高低排序?yàn)槲鞑麃営鹨虏?、高山地?細(xì)果苔草和線葉嵩草(P=0.003)。ME按高低排序?yàn)楦呱降赜?線葉嵩草>細(xì)果苔草和西伯利亞羽衣草(P=0.001)。4種牧草的體外產(chǎn)氣預(yù)測(cè)模型分別為，細(xì)果苔草：X2=57.371×exp[-1.893×exp(-0.010X1)] (P=0.001,R2=0.944)；西伯利亞羽衣草：X2=65.930×exp[-2.138×exp(-0.244X1)] (P=0.001,R2=0.940)；高山地榆：X2=72.984×exp[-2.678×exp(-0.229X1)] (P=0.0001,R2=0.980)；線葉嵩草：X2=56.359×exp[-2.528×exp(-0.191X1)] (P=0.0001,R2=0.981)。其中產(chǎn)氣模型參數(shù)C1中最大的為高山地榆，其與細(xì)果苔草和線葉嵩草差異顯著(P<0.05)；與西伯利亞羽衣草差異不顯著(P>0.05)；細(xì)果苔草、西伯利亞羽衣草和線葉嵩草間差異均不顯著(P>0.05)。C2中細(xì)果苔草和西伯利亞羽衣草之間差異不顯著(P>0.05)，西伯利亞羽衣草、高山地榆和線葉嵩草間差異也不顯著(P>0.05)，而高山地榆和線葉嵩草顯著高于細(xì)果苔草(P<0.05)。C3中西伯利亞羽衣草、高山地榆和線葉嵩草顯著高于細(xì)果苔草(P=0.054)。

表4 研究區(qū)域4種重要牧草有機(jī)物消化率、代謝能和產(chǎn)氣模型參數(shù)估計(jì)

OMD: Organic matter digestibility; ME: Metabolic energy. 下同The same below.

表5 研究區(qū)4種牧草的主成分分析及綜合營(yíng)養(yǎng)價(jià)值評(píng)價(jià)

C1: Theoretical maximum gas production;C2: Gas production rate; EC: The eigenvalues of component; CCR: The cumulative contribution rate; CR: Contribution rate; WC: Weight coefficient.

2.3 天山西部高山區(qū)夏季放牧草地4種牧草綜合營(yíng)養(yǎng)價(jià)值評(píng)價(jià)

選取表3和表4中的14項(xiàng)指標(biāo)(DM、CP、CF、NDF、ADF、EE、Ash、Ca、P、GE、OMD、ME、C1、C2)進(jìn)行主成分分析，為消除量綱的不同，將14個(gè)指標(biāo)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，其中CF、ADF、NDF為負(fù)向指標(biāo)(即含量越高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值越低)，所以將其數(shù)據(jù)取倒數(shù)進(jìn)行正向處理。運(yùn)用SPSS軟件進(jìn)行主成分分析(SPSS自動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化)，按照主成分特征值大于1的原則將14個(gè)指標(biāo)提取為2個(gè)互不相關(guān)的主成分，總積累率為93.073%，根據(jù)公式(1)計(jì)算各主成分得分，再根據(jù)公式(2)，構(gòu)建綜合評(píng)價(jià)模型為：F=0.763F1+0.237F2，其F值越大綜合品質(zhì)越好。因此綜合營(yíng)養(yǎng)價(jià)值優(yōu)劣排序?yàn)楦呱降赜?西伯利亞羽衣草>線葉嵩草>細(xì)果苔草(表5)。

3 討論

3.1 天山西部高山區(qū)夏季放牧草地4種牧草分布和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值特點(diǎn)

以往對(duì)天山山脈高山區(qū)的研究主要集中在草地資源調(diào)查[12]、草地質(zhì)量分級(jí)[21]等注重資源宏觀質(zhì)與量和草地與牧草的一般經(jīng)濟(jì)性狀的相關(guān)研究[22-23]。本研究在此區(qū)域開(kāi)展飼草營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的研究，對(duì)其中分布的主要優(yōu)勢(shì)牧草的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和消化率進(jìn)行研究，以期為當(dāng)?shù)胤拍列竽翗I(yè)生產(chǎn)提供基礎(chǔ)資料。研究區(qū)4種牧草均有較高的物種豐富度和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值[12]。而由于牧草地理位置、地形環(huán)境等的不同，會(huì)造成營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的較大變化[22-23]。且營(yíng)養(yǎng)價(jià)值隨季節(jié)也會(huì)產(chǎn)生較大變化，一般優(yōu)劣排序?yàn)橄募?春秋季>冬季[7]。所以本研究?jī)H對(duì)該區(qū)域夏季牧草營(yíng)養(yǎng)價(jià)值特征和消化率進(jìn)行研究，以反映該區(qū)域放牧草地最佳營(yíng)養(yǎng)狀況時(shí)期的特征。4種牧草按山地垂直分布帶看，從海拔2300 m以上均有分布，其中羽衣草從2300 m的山地草向亞高山草甸的過(guò)渡帶就開(kāi)始有分布；細(xì)果苔草和高山地榆從2500 m的典型亞高山草地中開(kāi)始有分布；線葉嵩草到2800 m的高山帶才有分布[13]。因此，為了最大程度上保證4種牧草的環(huán)境因子相同，本研究的4種牧草均采自2800 m以上的高山區(qū)山地草甸和高寒草甸中。

目前，我國(guó)已較為明確青藏高原高寒草地天然牧草的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值特征[24-25]，而對(duì)天山山脈高山區(qū)山地草地營(yíng)養(yǎng)狀況，尤其是其中分布的主要優(yōu)勢(shì)種牧草營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的相關(guān)研究還相對(duì)較少[4,12]。以往對(duì)新疆昭蘇馬場(chǎng)天然草地的研究表明，以線葉嵩草和天山羽衣草為優(yōu)勢(shì)種的草地型營(yíng)養(yǎng)價(jià)值優(yōu)于苔草為優(yōu)勢(shì)種的草地型[21]，本研究結(jié)果與此相同。該區(qū)域線葉嵩草的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值、產(chǎn)氣量和產(chǎn)氣模型參數(shù)較青藏高原高寒牧區(qū)相比有較大差異，主要表現(xiàn)在DM、CP、N/ADF、Ash含量上(DM含量高于本研究11.13%，CP含量低5.18倍，NDF高8.04%，ADF低8.51%)；另外，其產(chǎn)氣量及各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)也明顯優(yōu)于本研究[16]。對(duì)青藏高原矮嵩草(K.humilis)草甸的研究發(fā)現(xiàn)[25]，矮嵩草和黑褐苔草的消化率分別為74.78%和71.16%(葉)、56.58%和56.86%(莖)，本研究結(jié)果與此基本相同(表4)。此外，本研究細(xì)果苔草較青藏高原西南部(日喀則地區(qū))的青藏苔草(C.moorcroftii)相比有較高的CP含量(高82.34%)、較高的EE含量(高14.22%)、較低的CF含量(低24.47%)和Ash含量(低1.35倍)，但Ca和P含量基本相似[8]。地榆作為優(yōu)良的薔薇科牧草，具有適應(yīng)性強(qiáng)、喜光、耐寒抗旱等優(yōu)點(diǎn)[1]。目前，對(duì)地榆的研究主要集中在生藥學(xué)、園藝學(xué)等方面[26]；還少見(jiàn)有關(guān)于地榆飼用價(jià)值的相關(guān)報(bào)道。本研究發(fā)現(xiàn)該區(qū)域高山地榆的綜合營(yíng)養(yǎng)價(jià)值較其他3種牧草優(yōu)良。所以鑒于該牧草的諸多價(jià)值和潛力，可大面積人工馴化栽培，以更好地發(fā)揮其飼用和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。以往對(duì)天山北坡中段羽衣草的研究表明，其在6月28日-7月13日前后生物量和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值為全年最高，且顯著高于禾本科牧草[27]。本研究對(duì)其生長(zhǎng)發(fā)育最旺盛的時(shí)期進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)價(jià)值綜合分析，就是為放牧管理中合理放牧與刈割提供理論依據(jù)。除此之外，其提取物還具有抑制黑色素合成等多種功效[28]，因此希望今后加強(qiáng)對(duì)其的相關(guān)研究。

3.2 天山西部高山區(qū)夏季放牧草地牧草綜合營(yíng)養(yǎng)價(jià)值評(píng)價(jià)體系

傳統(tǒng)意義上，自從飼喂價(jià)值概念提出后，牧草品質(zhì)評(píng)價(jià)有了統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)[29]，而不是僅以蛋白或纖維含量來(lái)判斷。但因選取指標(biāo)的多樣性和不確定性，易造成評(píng)價(jià)的不準(zhǔn)確性[9-10]。天山西部高山區(qū)由于特殊的地理位置和生境條件，使得分布的牧草均具有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值[5]。而對(duì)于牧草的綜合利用不僅要評(píng)價(jià)其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，還需對(duì)其家畜利用效率進(jìn)行分析。本研究對(duì)4種牧草的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行了詳細(xì)的分析，明確反映出了該區(qū)域4種牧草夏季的綜合利用特點(diǎn)。以往對(duì)牧草的價(jià)值綜合評(píng)價(jià)多采用主成分分析法(principal component analysis, PCA)、隸屬函數(shù)分析法(subordinate function analysis, SFA)、灰色關(guān)聯(lián)度分析法(grey relational analysis, GRA)、模糊相似優(yōu)先比法(fuzzy similarity priority ratio method, FSPRM)等[10]。其中,由于SFA、GRA和FSPRM在評(píng)價(jià)過(guò)程中均需要考慮各項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重，因此增加了評(píng)價(jià)的主觀性。而PCA采用降維的思路，把多個(gè)指標(biāo)轉(zhuǎn)化為少數(shù)幾個(gè)均能反映原始指標(biāo)大部分信息的綜合指標(biāo)(即主成分)，以此進(jìn)行評(píng)價(jià)更具有客觀性和科學(xué)性。因此本研究采用PCA，綜合評(píng)價(jià)出4種牧草的綜合營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，按優(yōu)劣排序?yàn)楦呱降赜?西伯利亞羽衣草>線葉嵩草>細(xì)果苔草。另外，由于4種牧草在同一或不同草地型中優(yōu)勢(shì)程度和分布范圍均有所不同，造成家畜在采食過(guò)程中采食量有所不同。而本研究未能準(zhǔn)確統(tǒng)計(jì)出各牧草的家畜采食量。因此，今后還需加強(qiáng)此方面的研究，以期完善牧草綜合營(yíng)養(yǎng)價(jià)值評(píng)價(jià)體系。

4 結(jié)論

4種牧草的體外產(chǎn)氣預(yù)測(cè)模型分別為，細(xì)果苔草：X2=57.371×exp[-1.893×exp(-0.010X1)]；西伯利亞羽衣草：X2=65.930×exp[-2.138×exp(-0.244X1)]；高山地榆：X2=72.984×exp[-2.678×exp(-0.229X1)]；線葉嵩草：X2=56.359×exp[-2.528×exp(-0.191X1)]。綜合營(yíng)養(yǎng)價(jià)值、消化率和產(chǎn)氣模型中的參數(shù)進(jìn)行綜合營(yíng)養(yǎng)價(jià)值評(píng)價(jià)，其價(jià)值按優(yōu)劣排序?yàn)椋焊呱降赜?西伯利亞羽衣草>線葉嵩草>細(xì)果苔草。這一結(jié)果不僅揭示出天山西部高山區(qū)夏季放牧草地4種重要牧草的綜合營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，并且為高山區(qū)夏季放牧草地資源的綜合利用提供了基本依據(jù)和理論基礎(chǔ)。

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Nutritional quality of four important herbage species in summer grazing grassland in the alpine zone, west Tianshan Mountain

ZHANG Fan-Fan1, HE Hai-Xiu1,3, YU Lei1,2*, LU Wei-Hua1,2, ZHANG Qian-Bing1,2, MA Chun-Hui1,2

1.CollegeofAnimalScience&Technology,ShiheziUniversity,Shihezi832000,China; 2.KeyLaboratoryofOasisEcologyAgricultureofXinjiangProduction&ConstructionGroups,ShiheziUniversity,Shihezi832000,China; 3.InstituteofAgriculturalSciencesof10thDivision,XinjiangProduction&ConstructionGroups,Altay836000,China

The aim of this study was to evaluate the nutritional quality of four important herbage species growing in summer alpine pasture in the western region of Tianshan Mountain. We determined the nutritive value, digestibility, and parameters ofinvitrogas production for four typical herbages (Kobresiacapillifolia,Carexstenocarpa,Alchemillasibirica, andSanguisorbsalpina) growing in summer pasture on Shaertao mountain (2800-3400 m above sea level), west Tianshan. The contents of crude fiber and crude fat did not differ significantly among the four herbage species (P>0.05).C.lasiocarpahad the highest contents of acid detergent fiber (P=0.048) and neutral detergent fiber (P=0.005).A.sibiricahad the highest content of crude ash (P=0.037) and the longest delay time (P=0.005).S.alpinahad the highest contents of crude protein (P<0.0001), calcium (P=0.001), and phosphorus (P=0.004), the most digestible organic matter (P=0.003), and the highest metabolic energy (P=0.067) and gas production rate (P=0.079).K.capillifoliahad the highest dry matter content (P=0.001). The results of a principal component analysis based on the 14 main indexes of nutritional quality indicated that the four herbages were ranked, from highest nutritional value to lowest, as follows:S.alpine>A.sibirica>K.capillifolia>C.stenocarpa.

forage; nutritive value; digestibility; principal component analysis

10.11686/cyxb2016389

http://cyxb.lzu.edu.cn

2016-10-13；改回日期：2016-12-05

國(guó)家公益性(農(nóng)業(yè))行業(yè)專項(xiàng)(201303062)資助。

張凡凡(1989-)，男，新疆烏魯木齊人，在讀博士。E-mail:zhangfanshzu@sina.cn*通信作者Corresponding author. E-mail:shzyulei@sina.cn

張凡凡, 和海秀, 于磊, 魯為華, 張前兵, 馬春暉. 天山西部高山區(qū)夏季放牧草地4種重要牧草營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)評(píng)價(jià). 草業(yè)學(xué)報(bào), 2017, 26(8): 207-215.

ZHANG Fan-Fan, HE Hai-Xiu, YU Lei, LU Wei-Hua, ZHANG Qian-Bing, MA Chun-Hui. Nutritional quality of four important herbage species in summer grazing grassland in the alpine zone, west Tianshan Mountain. Acta Prataculturae Sinica, 2017, 26(8): 207-215.