新疆沙爾套山3個重要草地型草群營養物質動態分析及評價

尉小霞，張凡凡，楊開虎，于磊，張文舉，魯為華

(石河子大學動物科技學院，新疆石河子 832000)

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新疆沙爾套山3個重要草地型草群營養物質動態分析及評價

尉小霞，張凡凡，楊開虎，于磊，張文舉，魯為華

(石河子大學動物科技學院，新疆石河子 832000)

【目的】研究新疆沙爾套山天然草地3個重要型草群營養物質的月動態變化與營養價值，對不同月季的3個重要草地型草群(針茅+芨芨草型、紫花鳶尾+禾草型、鴨茅+雜類草型)的營養成分(粗蛋白質、粗纖維、酸性洗滌纖維、中性洗滌纖維、粗灰分、鈣、磷、總能)進行測定與分析和評價。【方法】采用國標法測定草群營養成分含量；運用SPSS 17.0、Duncan法及隸屬函數分析法對數據進行處理。【結果】粗蛋白質、鈣、磷、總能含量隨著月份遞增而下降，酸性洗滌纖維、中性洗滌纖維含量逐漸增高。營養價值評定按生長期綜合排序為：5月>6月>7月>8月>9月>10月>11月。按不同草地型草群評定結果進行排序，其中5、6月的營養價值排序為：3型(針茅+芨芨草型)>2型(紫花鳶尾+禾草型)>1型(鴨茅+雜類草型)；7、8、9、10、11月的營養價值排序均為：2型>3型>1型。【結論】新疆沙爾套山天然草地3個重要型草群在7、8月份具有較好的利用價值。

草地類型；營養物質；動態分析；綜合評價

0 引 言

【研究意義】山地草地是新疆放牧畜牧業生產的重要經營地，其所處的地理位置、地形及海拔的不同，特別是水熱條件的垂直地帶分布，所形成的草地類型反映出的不同變化，而依賴于天然草地放牧家畜則表現出適宜性的季節放牧時期安排，構成了新疆山地天然草地生產經營的基本特色。因天然草地類型的不同和各時期草群的營養物質含量存在有很大的變化，但放牧家畜對草地牧草的營養需要則是相對穩定的，草地牧草營養供給的不均衡性與家畜營養需求的長期穩定性之間的矛盾構成了放牧家畜生產的主要矛盾。解決這一矛盾的關鍵之一是掌握草地草群牧草的營養物質動態及四季變化規律，為放牧家畜的營養平衡供給提供科學依據。【前人研究進展】關于天然草地草群牧草營養物質動態變化研究，國內外學者歷來備受重視，已有許多研究文獻報道。邢福等[1]報道線葉菊草地營養動態研究結果表明，線葉菊+貝加爾針茅草地上線葉菊、禾草和雜類草的粗蛋白質和粗灰分含量在生長季初期較高，生長季末期較低，粗纖維的含量則隨著生長期的推進而逐漸升高。嚴學兵等[2]利用不同季節定點定期采樣對高寒牧區垂穗披堿草草地營養成分含量變化的研究表明，粗蛋白質含量枯草期最低，6～7月含量最高，以后逐漸下降；酸性洗滌纖維含量與粗蛋白質含量相反，整個生長季呈“U”型曲線變化。王克平等[3]對吉生羊草的營養物質動態變化研究也得到類似結果，為吉生羊草的合理利用提供了參考依據。【本研究切入點】就天然草地分布區域性特色不同而言，有關新疆天然草地營養物質含量特征和月季變化動態等研究少有報道，特別是地處天山西部具代表性的重要草地類型中在草群營養物質含量及季節動態變化等方面研究尚未見有文獻報道。【擬解決的關鍵問題】研究選擇天山西部沙爾套山具有代表性的3個重要草地型為對象，開展不同草地型草群營養物質含量和各月季之間營養物質動態變化及營養價值的綜合評價等研究，目的是揭示不同草地型草群營養物質含量特征，分析各草地型草群營養物質動態變化規律性與相互之間的差異性比較，并對不同草地型草群營養價值進行綜合評價，為當地放牧家畜的四季營養平衡供給提供依據，并對整個放牧生產經營提供理論指導。

1 材料與方法

1.1 材 料

沙爾套山位于新疆伊犁哈薩克自治州昭蘇縣域內的西北部，屬西天山山脈的分支，是形成昭蘇盆地的主體山脈之一。整個山脈呈東西走向，海拔高度在1 650～3 400 m，地理坐標為E80°15'～80°54'，N42°54'～43°11'。山麓帶平均降水量450 mm左右，低中山帶降水量達580 mm以上，年均溫2.9℃[4，5]。

選取當地最具代表性的3個草地型的草群采集混合牧草樣品進行分析，3個草地型草群是：溫性草原類針茅+芨芨草型(1型草群)；山地草甸類紫花鳶尾+禾草型(2型草群)和山地草甸類鴨茅+雜類草型(3型草群)。列出各草地型的自然經濟特征[9-11]。表1

表1 研究區3個重要草地型特征一覽表

1.2 方 法

在上述3個草地型的典型地段定位設置圍欄保護，選擇樣地，按草群牧草生長季節，實地分別采集春季(5、6月)、夏季(7、8月)、秋季(9、10月)、冬季(11月)草群的混合樣品。采集時，剔除草群中有毒植物及牲畜不食植物。將采集的樣品帶回實驗室，采用國標法[6]進行營養成分測定。其中粗蛋白質(CP)采用凱氏定氮法測定，粗灰分(Ash)采用灰化法測定，粗纖維(CF)采用酸堿洗滌法測定，酸性洗滌纖維(ADF)和中性洗滌纖維(NDF)采用Van Soest分析法測定，鈣(Ca)采用EDTA絡合滴定法測定，磷(P)采用鉬銻抗比色法測定，總能(GE)采用氧彈測熱儀測定。

1.3 數據處理

數據采用Excel 2007進行記錄。運用SPSS 17.0對數據進行單因素方差分析，采用Duncan法對均值進行多重比較。綜合評價方法采用隸屬函數分析法。其中隸屬函數值U(x)計算公式為(1)。(1)式X為各牧草營養指標測定值，U(x)正為與牧草營養價值呈正相關隸屬函數值，U(x)負為與牧草營養價值呈負相關隸屬函數值[7]。平均各項指標的隸屬函數值進行營養價值評價，平均值越大，營養價值越高[8]。

U(x)正=(Xij-Ximin)/(Ximax-Ximin)；U(x)負=1-U(x)正.

(1)

2 結果與分析

2.1 3個重要草地型草群營養物質及月份變化

研究表明，1型、2型、3型草群的CP含量隨著時間的推移，整體呈下降趨勢。5～7月1型草群的CP含量與2型、3型比較差異顯著(P<0.05)，2型草群的CP含量與3型的CP含量差異不顯著(P>0.05)；8、10、11月1型草群的CP含量與2型的CP含量差異顯著(P<0.05)，1型、2型草群的CP含量與3型草群的CP含量差異不顯著(P>0.05)；9月3個草地型草群的CP含量差異均不顯著(P>0.05)(圖1A)。

研究表明，1型、2型、3型草群的ADF含量隨著時間的推移，整體呈上升趨勢。5、6月1型草群的ADF含量與2型、3型草群的ADF含量差異顯著(P<0.05)，2型草群的ADF含量與3型的ADF含量差異不顯著(P>0.05)；7～11月3個草地型草群的ADF含量差異均顯著(P<0.05)(圖1B)。

研究表明，1型、2型、3型草群的NDF含量隨著時間的推移，整體呈上升趨勢。5～8、10、11月，3個草地型草群的NDF含量差異均顯著(P<0.05)；9月2型草群的NDF含量與1型和3型的NDF含量差異顯著(P<0.05)(圖1C)。

研究表明，1型、3型的Ca含量隨著時間的推移，整體呈下降趨勢；2型草群的Ca含量在8月達到峰值后隨時間推移Ca含量呈下降趨勢。5、6、7、11月1型草群的Ca含量與2型、3型草群的Ca含量差異顯著(P<0.05)，2型草群的Ca含量與3型比較差異不顯著(P>0.05)；8～10月2型草群的Ca含量與1型、3型草群的Ca含量差異顯著(P<0.05)，1型草群的Ca含量與3型比較差異不顯著(P>0.05)(圖1D)。

研究表明，1型、2型草群的P含量隨著時間的推移，整體呈下降趨勢。5～7月和11月1型草群的P含量與2型、3型比較差異顯著(P<0.05)，2型草群的P含量與3型比較差異不顯著(P>0.05)；8～10月3型草群的P含量與1型、2型草群比較差異顯著(P<0.05)，1與2型草群的P含量差異不顯著(P>0.05)(圖1E)。

研究表明，3型草群的GE含量隨著時間的推移，整體呈下降趨勢；在5～7月，1型、2型草群的GE含量在8月達到峰值之后其含量呈下降趨勢。5、6月3個草型之間的GE含量差異均顯著(P<0.05)；7、8月3型草群的GE含量與1型、2型草群的GE含量差異顯著(P<0.05)，1與2型草群的GE含量比較差異不顯著(P>0.05)；9～11月，1型草群的GE含量與2型、3型草群的GE含量差異顯著(P<0.05)，2型草群的GE含量與3型比較差異不顯著(P>0.05)(圖1F)。圖1

圖1 沙爾套山3個重要草地型草群營養物質季節動態變化

Fig. 1 Seasonal dynamic changes of nutrients of three important grassland types vegetation in Shaertao Mountain

2.2 3個重要草地型草群營養價值綜合評定

由于各草地類型草群在不同月份的營養指標表現均不同，而以任何單一指標進行營養價值的綜合評價不能反映出草群牧草營養價值的全部。因此，采用隸屬函數分析法對3個不同草地型的草群在同一月份和不同月份間的營養價值進行了綜合評價。研究表明，5、6月(春季)的營養價值排序為：3型草群>2型草群>1型草群；7、8、9、10、11月(夏、秋、冬季)的營養價值排序均是：2型草群>3型草群>1型草群。

就同一草地型草群的各月季的評價及在各草地型草群綜合評價排序位置為，1型草群的營養價值排序依次為第8(5月)>10(6月)>12(7月)>14(8月)>17(9月)>19(10月)>21(11月)；2型草群的營養價值排序依次為第3(5月)>4(6月)>5(7月)>7(8月)>11(9月)>13(10月)>16(11月)；3型草群的營養價值排序依次為第1(5月)>2(6月)>6(7月)>9(8月)>15(9月)>18(10月)>20(11月)。表2

表2 3個重要草地型草群營養價值隸屬函數值與營養價值綜合排序

Table 2 MFA and comprehensive rank of nutritive value of three important grassland types

月份Months3個重要草地型ThreeimportantgrasslandtypesCPCFADFNDFAshCaPGE均值Verage排序Rank5月May1型草群0 870 890 650 470 330 530 580 290 58bcdef82型草群1 000 891 000 830 340 661 000 200 74abc33型草群0 991 000 981 000 630 640 961 000 90a16月Jun 1型草群0 810 840 610 420 290 410 420 410 53cdefg102型草群0 960 840 950 800 390 700 750 290 71abcd43型草群0 900 950 920 910 600 580 670 930 81ab27月Jul 1型草群0 540 730 580 330 160 360 460 480 46efgh122型草群0 830 710 870 800 470 600 830 430 70abcd53型草群0 730 770 690 570 580 530 880 810 69abcd68月Aug 1型草群0 360 590 570 200 190 300 330 590 39efghi142型草群0 460 610 760 600 571 000 380 490 61bcde73型草群0 440 710 630 410 480 410 580 650 54cdefg99月Sep 1型草群0 240 510 530 190 230 130 250 390 31ghij172型草群0 270 510 700 350 580 670 290 580 50defg113型草群0 210 510 210 160 930 200 170 620 38efhi1510月Oct 1型草群0 060 420 450 050 110 030 210 100 18ij192型草群0 170 440 630 220 910 250 130 480 40efghi133型草群0 110 140 090 100 580 130 250 480 23hig1811月Nov 1型草群0 000 370 320 000 000 000 330 000 12j212型草群0 120 380 620 191 000 160 040 230 34fghij163型草群0 040 000 000 060 550 210 000 190 13j20

注：1型草群(針茅+芨芨草型)；2型草群(紫花鳶尾+禾草型)；3型草群(鴨茅+雜類草型)

Note：one type vegetation(Stipacapillata+Achnatherumsplendens), two type vegetation(Irisruthenica+ Gramineae), two type vegetation(Dactylisglomerata+ herabarum varianum)

3 討 論

有關3個重要草地型草群的營養物質動態變化分析同有關同類草地營養物質動態變化研究結果基本一致，符合草地草群生長發育時期的變化趨勢規律，即CP、Ca含量呈下降趨勢，ADF、NDF含量呈逐漸上升增加變化的趨勢[12-14]。也就是說草地草群在春夏之時CP、Ca含量最高，在秋冬季時下降到最低含量，而ADF、NDF含量則呈相反變化[15-18]。從不同草地型草群營養物質動態變化比較結果表明，3個草地型草群營養物質含量變化具有差異，所表現出在各月份動態變化除總體趨勢變化規律外，因草地型的不同、優勢種和草群種類組成及種群數量多寡不同，而導致各草地型草群在各月份上體現出動態變化上的差異。我國有關不同草地類型草群之間的在生長發育各階段或各月季時期的分析研究方面的文獻很少見有報道，目前尚不能對比參照分析與比較，但這又恰恰是在天然草地不同類型草群營養物質動態變化研究方面需要進行深入研究的重要內容之一，該研究是在這方面內容的初步探索和嘗試。

放牧草地不同草地類型草群營養價值的評價是一個綜合與復雜的問題。在評價過程中，每一個營養成分指標在評價體系中均占有一定比例，而這一比例又必須通過大量的交互試驗才能取得，所以在評價過程中以任何單一指標進行評價都不是科學的。由于隸屬函數分析法具有形式簡單、分析全面等方面的優勢特點[19]，故研究采用隸屬函數分析法對上述3個重要草地型草群營養價值進行綜合評價。對分析測定的不同草地型草群中8項營養指標進行整體營養價值綜合評定，其綜合評定結果反映出了不同草地類型草群綜合營養價值相互對比的高低排序。并可量化性的體現出不同草地型草群營養物質的綜合價值高低狀況，以及各月份不同草地型草群營養物質動態變化之間綜合價值高低差異排序。有關采用隸屬函數分析法綜合評定草地及牧草的營養價值方面的研究少見有文獻報道，在對該區域的天然草地多種牧草營養價值評定中，通過采用隸屬函數分析法、灰色關聯度分析法等評價了多種草地牧草的綜合營養價值和對各種牧草營養價值按高低不同進行了排序，均較好地體現出評價牧草營養價值之間的量化差異性，評價結果反映出了不同牧草之間在營養價值方面差異的基本客觀規律[8,20]。

4 結 論

4.1 3個草地型草群的營養物質含量CP、Ca、P、GE隨時間變化而降低，ADF、NDF含量反之。5～11月營養物質CP、Ca、P、GE含量在山地草甸類的鴨茅+雜類草型草群與紫花鳶尾+禾草型草群之間的差異不顯著，但都顯著高于溫性草原類的針茅+芨芨草型草群。而ADF、NDF含量溫性草原類的針茅+芨芨草型草群顯著高于山地草甸類的鴨茅+雜類草型草群與紫花鳶尾+禾草型草群。

4.2 隸屬函數分析法綜合評價結論是，3個草地型草群各月份的營養價值由高至低綜合排序為：5月>6月>7月>8月>9月>10月>11月；就3個草地型草群的比較是：5、6月的營養價值排序是，3型草群>2型草群>1型草群；按不同月份各草地型營養價值比較其排序為：7、8、9、10、11月的營養價值由高至低為：2型草群>3型草群>1型草群。

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Dynamic Changes and Evaluation of Nutrients of Natural Grassland Vegetation of Three Important Grassland Types in Xinjiang Shaertao Mountain

YU Xiao-xia, ZHANG Fan-fan, YANG Kai-hu, YU Lei, ZHANG Wen-ju, LU Wei-hua

(CollegeofAnimalScience&Technology,ShiheziUniversity,ShiheziXinjiang832000,China)

【Objective】 This study aims to explore the monthly dynamic changes and nutritional value of the three important grassland types in Xinjiang Shaertao Mountain and comprehensively rank the nutritive content of the three important grassland types (Stipacapillata+Achnatherumsplendens,Irisruthenica+ Gramineae,Dactylisglomerata+ herabarum varianum). 【Method】The international standard method was used to measure the content of nutrients in the grass groups. The data were processed by SPSS 17, Duncan and membership function analysis. 【Result】The result showed that the content of crude protein, calcium, phosphorus and total gross energy gradually reduced with the increase of month, while the content of acid detergent fiber and neutral detergent fiber tended to be increased. The order of comprehensive nutritive value during growth was May>June>July>August>September>October>November. The comprehensive nutritive value evaluation of different grassland types of vegetation was the third type(Dactylisglomerata+herabarum varianum), the second type(Irisruthenica+Gramineae), the first type(Stipacapillata+Achnatherumsplendens), respectively, in May and June. And from July to November, it was the second type, the third type, the first type, respectively. 【Conclusion】According to the seasonal characters, the 3 important grass groups in the natural grassland in Xinjiang Shaertao Mountain in June and July have better utilization value.

grassland types; nutrients; dynamic analysis; comprehensive evaluation

ZHANG Wen-ju(1966-), male, native place: Shihezi, Xinjiang. Professor, research field: Forest ecology and management, (Email)zhangwj1022@163.com

10.6048/j.issn.1001-4330.2017.04.021

2017-02-12

國家農業部公益性行業(農業)科研專項經費項目“放牧牛羊營養均衡需要研究與示范”(201303062)

尉小霞(1992-)，女，新疆哈密人，碩士研究生，研究方向為牧草及飼料資源開發與利用，(E-mail)yxx2676@sina.com

張文舉(1966-)，男，教授，博士生導師，研究方向為飼料資源的開發與利用，(E-mail)zhangwj1022@sina.com

S812

A

1001-4330(2017)04-0748-08

Supported by: Supported by the special fund for agro-scientific research programs in nonprofit industries (agriculture) "Research and demonstration on balanced nutrition of grazing cattle and sheep" (201303062)