西藏主要作物与牧草营养成分及其营养类型研究

秦彧，李晓忠，姜文清，田发益，周志宇＊，王楠，王桃

（1.兰州大学草地农业科技学院，甘肃 兰州730020；2.西藏自治区农业科学院，西藏 拉萨850000；3.西藏农牧学院，西藏 林芝860000）

西藏地处我国西南边陲，素以“世界屋脊”和“地球第三极”著称于世［1］。由于特殊的地理位置和生态条件，畜牧业在全区占有非常重要的地位。但是林、灌、草地等生态系统的抗干扰能力很低，植被一旦遭到破坏，便很难恢复，生态系统极为脆弱［2］，不利于畜牧业的可持续发展。近年来，随着西藏人口的增加和畜牧业生产的进一步发展，单纯依赖于天然草地的自然生产力已经不能满足家畜的需求［3］。同时，由于受传统畜牧业生产模式的制约，舍饲家畜粗饲料以作物秸秆为主，对于优质牧草对畜牧业生产的重要性认识还不够深入。因而，建立人工草地，大量的种植优质高产牧草是解决家畜对各种营养物质需求的重要途径，这不但可以缓解家畜增多对草地造成的压力，使草地生态功能得以恢复，同时对改善牧民的畜牧业生产效率也会起到重要作用。但是目前栽培牧草不但产量国内外差异很大，而且养分含量也不尽相同［3］。在西藏这样一个特殊的生态条件下种植的牧草，其营养价值能否满足家畜对营养物质的需求，是否能在获得高产的同时保证牧草品质，研究报道较少。因此，在前人研究的基础上［4－6］，本研究分析了日喀则和山南地区家畜主要粗饲料作物秸秆［青稞（Avenanuda）、油菜（Brassicanapus）、土豆（Solanumtuberosum）、小麦（Triticumaestivum）、玉米（Zeamays）和燕麦（Avenasativa）］、精饲料作物籽粒，以及天然草地、栽培牧草的营养成分及其营养类型，以期为该区畜牧业生产中饲草料结构的调整、优质高效牧草的大面积种植提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 研究区自然条件

日喀则地区位于青藏高原西南部，地处东经82°00′～90°20′，北纬27°23′～31°49′。南与尼泊尔、不丹、锡金3国接壤，全地区面积18.2万km2。平均海拔4 000 m以上。空气稀薄，气压低，氧气少，太阳辐射强，日照时间长（年日照时数3 240.3 h），日照率73%，温差大，气温较低（年平均气温6.3℃），最低日气温－14℃，最高日气温14.5℃，年极端最低气温－25.1℃，年极端高气温28.2℃，0℃以上年积温2 706℃。生长季平均气温10.6℃。降水少（年降水量为431.2 mm），蒸发强（年蒸发量在2 353.2 mm），比较干燥，干燥系数为8.6。年平均相对湿度42%。冬季干旱寒冷，无降雪［3］。

山南地区地处青藏高原冈底斯山－念青唐古拉山脉以南的雅鲁藏布江中下游，北接西藏首府拉萨，西与日喀则地区毗邻，东与林芝地区相连，南与印度、不丹2国接壤，地理位置为东经90°04′～94°21′，北纬26°51′～29°47′。面积7.35万km2。平均海拔在3 700 m左右。山南地区属温带干旱性气候，年均降水量不到450 mm，雨季多集中在6－9月。年蒸发量在2 356.2 mm，是年降水量的6倍。全地区全年日照时间为2 600～3 300 h，全地区年平均气温0～8.4℃，最低为－0.6℃，最高可达8.8℃，最暖月平均气温10～16℃，河谷地区0℃以上年积温2 400～3 100℃，高山草地0℃以上年积温1 450～2 000℃。年均风速在3 m／s左右，最大风速为17 m／s，风期主要集中在12月－次年3月。

1.2 材料

本试验材料来源为日喀则地区（江孜）、山南地区（隆孜和琼结）的作物秸秆、籽粒和天然、栽培牧草，采样时间为2008年8月19日－9月9日，所采样品均为植物地上部分。其中作物秸秆和籽粒均为人工种植，牧草中除白草（Pennisetumcentrasiaticum）、针 茅 （Stipacapillata）、草 沙 蚕 （Tripogonbromoides）和 青 藏 苔 草 （Carex moorcroftii）为天然草地牧草外，其余均为栽培牧草，每个样品取10次重复。共采集作物样品140个，隶属3科6个种；牧草样品570个，隶属4科57个种。采集的样品经自然风干，不锈钢微型粉碎机粉碎过0.2 mm筛，玻璃瓶储存，供分析用。

1.3 作物秸秆、籽粒和牧草营养成分的测定方法［7，8］

作物秸秆、牧草先风干再烘干至恒重，籽粒粉碎后，进行如下项目的测定：1）吸附水（AW）：用分段测水法测得牧草试样的吸附水。2）粗蛋白质（CP）：用凯氏定氮法。3）粗脂肪（EE）：用索氏浸提法。4）粗纤维（CF）：用酸碱分次水解法。5）中性纤维（NDF）和酸性纤维（ADF）：采用范氏（Van Soest）的洗涤纤维分析法。6）粗灰分（ASH）：采用干灰化法。7）无氮浸出物%＝100%－（粗脂肪%＋粗纤维 %＋粗蛋白%＋粗灰分%）。8）可溶性糖（WSC）：采用蒽酮法。9）Ca：采用微波消解原子吸收法。10）P：采用微波消解钼锑抗比色法。

作物秸秆、牧草营养类型的划分参照甘肃天然草地饲用植物营养价值评定，根据K.Nehring氏公式计算碳氮营养比［9］，即：营养比＝C／N＝粗脂肪×2.4＋粗纤维＋无氮浸出物／粗蛋白质，划分出4个基本营养类型：氮（N）型（C／N＜3.75）、氮碳（NC）型（C／N 3.75～7.25）、碳氮（CN）型（C／N 7.26～14.25）、碳（C）型（C／N＞14.26）。再依植物灰分含量（%）划分出低（0～10）、中（10～20）、高（20～30）、最高（30以上）4个类型，构成复合营养类型。

2 结果与分析

2.1 作物秸秆营养物质含量

作物秸秆粗蛋白含量较低，油菜（隆孜）、土豆、玉米和燕麦粗蛋白含量为8%～12%，青稞和小麦粗蛋白含量不足5%；油菜（江孜）粗脂肪含量最高，达6.18%，小麦最低，平均为0.70%；粗纤维除玉米和土豆外，均在30%以上，油菜（琼结）高达45.34%；中性洗涤纤维除土豆（江孜）外，其余均在50%以上，青稞（隆孜）更是高达76.04%，酸性洗涤纤维含量变幅在26.81%～53.24%，青稞和油菜含量较高，平均值分别为47.44%和53.24%，其含量的高低直接影响家畜采食率，含量高，则适口性差；土豆粗灰分含量较高，3个地区平均为12.26%，油菜、玉米、燕麦次之，小麦和青稞含量较低；无氮浸出物各作物秸秆含量均在40%以上；可溶性糖含量江孜作物较高，其中小麦高达34.37%，除青稞（隆孜）和土豆（琼结）外，其余均在5%以上；各作物秸秆钙、磷含量较低，钙含量除土豆外，其余均不足1%（表1）。

2.2 牧草营养物质含量

57种牧草（禾本科37种；豆科17种；藜科2种；莎草科1种）营养成分如表2所示，从总体上看，这57种牧草营养物质含量较高，禾本科牧草粗蛋白含量在20%以上的有13种。其中，耐酸草粗蛋白含量高达30.72%；豆科有9种；藜科中，法国菠菜和马斯甜菜粗蛋白含量分别为20.17%和18.11%；粗脂肪含量丹麦燕麦、多叶老芒麦、吉林老芒麦、胡卢巴、百脉根高达4%以上，含量在2.0%～4.0%的有29种，1.5%～2.0%的有19种；粗纤维除看麦娘30.81%、垂穗披碱草30.50%、荷兰黑麦草30.81%、西北羊茅30.61%、中间冰草32.91%、粳草37.06%、沙打旺32.73%、黄花草木樨36.16%、箭筈豌豆（隆孜33.30%、琼结38.07%）这9种含量稍高外，其余牧草粗纤维含量均在30%以下，而藜科的法国菠菜和马斯甜菜含量分别为12.67%和16.28%；粗灰分除法国菠菜20.15%，马斯甜菜14.54%，青藏苔草15.59%，西伯利亚冰草14.66%外，其余牧草灰分含量一般为5%～10%。无氮浸出物含量在40%以上的牧草有54个，其中梯状冰草、西方小麦草、日本雀麦、黑麦草、中间偃麦、针茅、草沙蚕、百脉根、草原绿色豌豆、箭筈豌豆（江孜）等品种的无氨浸出物含量在50%以上。钙、磷含量均较低，变幅在0.1%～0.9%。这可能与牧草生长区土壤中缺少钙、磷养分有关。

表1 作物秸秆营养物质含量Table 1 The contents of nutrition matters in crop straws %

2.3 作物籽粒营养物质含量

作物籽粒中，粗蛋白含量油菜饼最高，达31.84%，青稞与豌豆的混合粗蛋白含量为20.91%，而青稞粗蛋白含量在10.14%～12.15%，3地区平均为10.91%，麸皮最低为2.94%；青稞与豌豆的混合、麸皮、青稞（琼结）粗脂肪含量较高，分别为8.39%，7.16%，6.94%；粗纤维含量除麸皮外，其余籽粒均在10%以下；中性纤维含量除麸皮较低外（3.77%），其余籽粒均在30%以上；麸皮、青稞豌豆的混合酸性洗涤纤维含量较低，分别为12.24%和8.30%；粗灰分麸皮高达71.62%，其余均不足4%；无氮浸出物除麸皮外，其余籽粒含量均在50%以上，而青稞（隆孜、江孜）高达80%以上；可溶性糖含量变幅不大，青稞＋豌豆最高，为13.33%，依次分别为油菜饼＞麸皮＞青稞（隆孜）＞青稞（琼结），青稞（江孜）最低为6.33%；钙、磷含量较低，除麸皮钙含量为1.09%，油菜饼磷含量1.20%以外，其余均在0.4%以下（表3）。

表2 牧草营养物质含量Table 2 The contents of nutrition matters in pastures %

续表2 Continued

表3 作物籽粒营养物质含量Table 3 The contents of nutrition matters in crop seeds %

2.4 作物秸秆、牧草营养类型

从作物秸秆、牧草营养类型的分析显示（表4），作物秸秆碳型有青稞、小麦和油菜（江孜、琼结），氮碳型为燕麦、玉米和油菜（隆孜），土豆为碳氮灰分型；禾本科牧草共划分为5个营养类型，以氮型和氮碳型为主，分别占禾本科牧草总数的35.14%和40.54%；豆科营养类型有氮型、氮碳型和碳氮型，氮型和氮碳型分别占豆科牧草总数的53.00%和41.18%，碳氮型只有箭筈豌豆；藜科中法国菠菜为灰分氮型，马斯甜菜为氮碳灰分型；青藏苔草为碳氮灰分型。

表4 作物秸秆、牧草营养类型Table 4 The nutritive types of crop straws and pastures

3 讨论

自Ulyatt（1973）［10］提出饲喂价值的概念以后，牧草品质评定有了统一的标准，但因指标不易确定，导致评定方法的多样性［11－21］。评定牧草营养价值的方法有分析各种营养物质的含量，测定能量、消化率，进行代谢试验等［22］。营养价值的高低是评价牧草是否优良的重要指标，主要取决于所含营养成分的种类和数量［23，24］，从其营养价值来看，CP由纯蛋白和非蛋白含氮物组成，是动物蛋白质需求的主要来源；CF是热能的主要原料，对牧草适口性具有重要的影响；ASH代表牧草中的矿物质；NFE即可溶性碳水化合物，是牧草的重要热能给源之一；Ca和P在家畜的骨骼发育与维护方面有着特殊的作用。NDF主要有纤维素、半纤维素和木质素组成，其含量的高低直接影响家畜采食率和适口性［25，26］。其中粗纤维、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维、粗蛋白质和矿物质含量（灰分）长期以来一直是牧草育种的重要标准［27－30］。西藏由于其特殊的地理位置和生境条件，栽培牧草的产量与质量都较高。而且牧草的叶量多、生殖枝少，不易被家畜消化吸收的纤维素、木质素少，适口性强，营养价值高［3］。本研究分析的57种牧草中，禾本科和豆科营养类型以粗蛋白含量高、粗纤维含量低的氮型和氮碳型为主，禾本科牧草粗蛋白质含量在20%以上有13个品种，豆科牧草9种，藜科1种。同时这22个牧草粗纤维含量低于30%，灰分含量在6%以上。其中，禾本科牧草耐酸草粗蛋白含量高达30.72%，紫羊茅灰分含量高达10.43%，布幢大麦粗纤维含量只有19.78%；豆科牧草鹰嘴豆粗蛋白含量高达27.46%，粗纤维只有18.91%，灰分含量为9.30%；藜科牧草法国菠菜营养类型属于较少见的灰分氮型，粗蛋白含量为20.17%、灰分20.15%，而纤维只有12.67%。综合粗蛋白，粗纤维、灰分这3个比较重要的指标来看，属于粗蛋白含量高、灰分含量高、粗纤维含量低的营养价值较高的优良牧草有，禾本科：耐酸草、老芒麦、星星草、河边冰草、紫羊茅、布幢大麦、梯状鹅观草、河边雀麦、草地早熟禾、牛尾草、黑麦草、无芒雀麦、丹麦燕麦；豆科：鹰嘴豆、扁荚山黧豆、黄花苜蓿、罗马尼亚毛苕子、栽培山黧豆、盐池毛苕子、胡卢巴、春箭筈豌豆、冰豆；藜科为法国菠菜。

相对于牧草而言，作物秸秆营养价值较低，营养类型为粗蛋白含量低，而粗纤维，中性洗涤纤维含量较高的碳型和碳氮型。饲用植物玉米燕麦粗蛋白含量在10%以上，作为主要粗饲料补饲来源的青稞和小麦秸秆粗蛋白含量不足5%，粗纤维含量均在30%以上，而中性洗涤纤维更是高达50%以上。这可能与作物生育期有一定的关系，采样时期均为作物成熟期，此时，秸秆叶片枯黄脱落，以茎秆为主，叶茎比下降，整株粗蛋白含量减少，而粗纤维、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维含量则随之增加，而且，随着植株成熟度的增加，茎秆粗蛋白含量也是逐渐减少、粗纤维含量逐渐增加的［27］。籽粒是西藏家畜日粮中精料最主要的来源之一，青稞籽粒又是家畜最主要的精料补给。本研究所分析的3个地区青稞粗蛋白含量平均为10.91%，粗纤维含量较低，平均为2.93，灰分平均为2.07%，总体来看营养价值较低，在一定程度上不能满足家畜对精料的需求。青稞与豌豆的组合就使得粗蛋白含量提高到20.91%，油菜饼粗蛋白含量高达31.84%，灰分含量也为3.97%。因此，在日喀则和山南地区对舍饲家畜来说，粗饲料主要以作物秸秆为主，适量地添加豌豆与油菜饼能够满足家畜对粗蛋白的需求，有利于畜牧业生产。

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