不同季节南方人工改良草地载畜量研究

朱晓艳 张英俊 刘荣堂 段国会 王金贵 胡超

作者简介： 朱晓艳（1981-），女，河南新乡人，在读博士。E-mail:zxy_0512@163.com

劉荣堂，张英俊为通讯作者。

摘要： 在南方高海拔山区，研究不同放牧强度（7.5、15、30和45羊/hm2）和放牧季节对人工改良草地和家畜生产性能的影响，对不同季节人工改良草地适宜载畜量进行探讨。结果表明：不同放牧强度对地上现存量和家畜生产性能有显著影响（P＜0.05）。地上现存量（Yh,g/m2）与放牧率（S,羊/hm2）之间呈线性负相关；日增重（Ya）和放牧率（S）之间呈线性负相关；公顷增重（Gh）和放牧率（S）之间呈二次方相关；冬春和夏秋季节公顷最大增重时的适宜放牧率分别为10.7和30.3羊/hm2，最大地上现存量分别为134.1 g/m2和153.8 g/m2，表明南方人工改良草地冬春季节和夏秋季节适宜的草地利用率分别为35.7%和65.7%。

关键词： 人工改良草地；放牧率；地上现存量；山羊增重

中图分类号： S 812文献标识码： A文章编号： 1009-5500(2011)04-0064-06

适宜放牧率历来是草地生态系统的研究热点，也是草原管理最核心的指标之一^[1]。适宜放牧率的确定对协调生产和生态平衡有重要的理论和实践意义。目前，有文献探讨了放牧率对草地生产力和家畜生产性能的影响^[2-5]，并对适宜放牧率进行了评价^[6,7]。这些研究表明，放牧率过大，导致牧草产量和质量下降，家畜生产性能受到不良的影响。但放牧率对草地和家畜生产性能的影响因不同家畜、地点、草地类型以及牧草生长季节的变化而变化^[8]，所以不同地区和时期、不同家畜种类及不同草地类型的试验结果各异。国内有关人工草地对放牧绵羊、奶牛、牦牛研究报道较多^[9-12]，对南方高海拔山区人工改良草地黑山羊适宜放牧率研究较少。由于长期粗放管理，超载过牧，导致南方人工草地牧草产量下降，草地退化严重，从而影响了畜牧业经济的发展。笔者于2007年11月22日～2008年11月22日对南方高海拔山区人工改良草地进行了不同强度的持续放牧试验，旨在对不同季节南方高海拔山区人工改良草地的适宜载畜量进行探讨，充分发挥人工改良草地载畜量的潜力，为同类地区确定合理的载牧量提供参考依据。

1 材料和方法

1.1 试验地概况

试验地位于云南省会泽县田坝乡种羊场，地处E 1 03°48′，N 20°45′，海拔2 420～2 525 m。年平均降水量988.4 mm，降水大部分集中在6～8月。年均温10.5 ℃，无霜期220 d，年均日照时数1 978. 4 h。当地的土壤为红壤土，pH5.8，呈酸性。1997～2008年的平均气象数据及试验期间（2007～2008年）的气象资料(图1)。

试验地人工改良草地于2002年5～6月播种并建植，白三叶(Trifolium repens cv.Huia)（7.5 kg/hm2）、多年生黑麦草(Lolium perennecv.Eminent)(1.5 kg/hm2)和鸭茅(Dactylsi glomerata cv.Amba)(3 kg/ hm2)的混播草地，一年四季均可放牧。播种时用450 kg/ hm2钙镁磷肥（P2O5≥ 12%）拌种，除了在2003年提供225 kg/ hm2钙镁磷肥外，至今未施任何肥料。建植5年后草地的基本植被组成有：白三叶(Trifolium repens cv.Haifa)、多年生黑麦草(Loliumperenne cv.Victorian)、鸭茅(Dactylsi glomerata cv.potomac)、画眉草(Eragrostis ferruginea)、白茅草（Imperata cylindica）、西南委陵菜（Potentilla griffithii）、裂稃草（Schizachyrium brevifoliumetc）等。

图1 试验期间月平均温度及降水量

Fig.1 The average monthly temperature and rainfall from 2007 to 2008

1.2 试验动物

放牧家畜采用种羊场提供的4月龄健康黑山羊羯羊（共65只），试验前进行编号、药浴、驱虫。牧前羊只平均体重分别为轻牧：20.0±0.6 kg，中牧：19.3±0.5 kg，重牧：19.8±0.7 kg，过牧：19.4±1.0 kg，处理间差异不显著（P＞0.05）。

1.3 试验设计

试验地共2.7 hm2，用刺铁丝围栏分成4个小区，每个小区0.67 hm2。试验羊只按体重随机分成4组，放牧强度为轻牧（5只羊，L）、中牧（10只羊，M）、重牧(20只羊，H)和过牧（30只羊，VH）4个处理。试验自2007年11月22日开始，至2008年11月22日结束，持续放牧12个月。牧前预试7 d，使组间差异不显著（P＞0.05）。放牧山羊早上10:00出圈，下午6:00归圈。每天下午返圈时供水1次，定期适量补盐，试验期间不补饲干草。试验载畜量计算公式如下^[13]：

载畜量=当地牧草产量×草地利用率/家畜采食量×放牧天数

其中:4个处理的草地利用率分别为轻牧35%，即放牧率为7.5只羊/hm2；中牧50%，即放牧率为15只羊/hm2；重牧65%，即放牧率为30只羊/hm2；过牧80%，即放牧率为45只羊/hm2。

1.4 地上现存量

每月月末以放牧小区为单位，采用齐地刈割法对所有处理同时测产，样方面积1 m×1 m，3次重复，在60 ℃恒温烘箱内烘干24 h称重。测笼内外植被组成和现存量。分种测鲜草产量，在60 ℃下烘干24 h测牧草干重。 因当年雪灾的缘故，地上现存量缺少2，3月的数据。

1.5 羊只体重测定

所有试验羊只在预试7 d后，于试验开始前连续2天在早上8:00对每只羊空腹称重，2次的平均值作为原始体重。此后，每个月的22日早晨8:00对羊只空腹称重，称重方式与原始体重方法相同。如果在放牧期间发现生病或死亡羊只，及时治疗或补入与死亡山羊体重、年龄相同的健康羊只。

1.6 资料统计处理方法

试验数据用SPSS（13.0）软件进行测定。放牧强度对每月牧草现存量，山羊日增重和公顷增重的影响，用Duncan检验显示差异显著性。用线性回归和曲线拟合方法分析放牧强度与地上现存量和山羊增重的关系。公顷最大增重的适宜放牧率计算采用方法^[14]：

Gh=(a－bS)S=aS－bS2

式中:Gh为公顷增重（kg/hm2）；S为放牧率（羊/hm2）；a为纵轴截距；b为斜率。根据方程式计算，公顷增重最大的放牧率为：

S=-a/2 b。

2结果与分析

2.1 地上现存量变化

牧草地上现存量随季节呈“低-高-低”趋势变化(图2)，冬春季节（12月～次年5月）地上现存量明显低于夏秋季节（6～11月）。冬季为牧草生长低峰

期，从5月开始，地上现存量逐渐增加，4个处理地上现存量的最大值均出现在8月，表现为：L（284.1 g/m2）>M（244.9 g/m2）>H（198.2 g/m2）＞VH（146.1 g/m2）（P＜0.05），随后又逐渐降低。放牧第1个月各处理地上现存量差异不显著（P＞0.05），随着放牧季节的延长和放牧率的增加，地上现存量逐渐减少，L和M处理的地上现存量显著高于H和VH处理（P＜0.05），L和M处理之间差异不显著（P＞0.05），从8月开始，H处理地上现存量显著高于VH处理（P＜0.05）。通过回归分析可以得出（表2），地上现存量（Yh,g/m2）与放牧率（S）之间呈线性负相关，回归方程分别为：冬春季节，Yh=143.925-0.916S (r=-0.502，N=16，P<0.05)；夏秋季节，Yh =228.126-2.452S (r=-0.731，N=24，P＜0.001)。

2.2 黑山羊体重的变化

试验期间，4种不同放牧强度下黑山羊体重均呈现相同的变化趋势（图3）。进入冬季，家畜体重降低，随着生长季节的到来体重增加，5月开始生长速度加快，但到8月后体重增加缓慢，过牧甚至出现体重下降的情况。试验开始时4组家畜体重差异不大，2月开始，VH组随放牧时间的延长，体重偏差其他3组越来越远。春季末（5月），L组体重22.0 kg，分别比M，H和VH组高8.2%，14.5%和25.5%（P＜0.05）；试验结束时，L和M组体重显著高于H和VH组（P＜0.05），H组体重也显著高于VH（P＜0.05），L分别比M，H和VH组高5.8%，14.6%和38%(表1)。

图2 不同放牧强度对牧草地上现存量的影响

图3 不同放牧强度下山羊体重月变化

Fig.2 Effects of different grazing intensities on abovegroundFig.3 Monthly change of goat weight gain underherbage present different grazing intensities

注：图中时间为2007年12月，2008年1～11月，下同

表1 不同放牧强度对山羊生产性能的影响（平均值±标准误）

Table 1 Effects of different grazing intensities on goats production

注：同列不同小写字母表示差异显著(P＜0.05)

2.3 黑山羊日增重和公顷增重变化

放牧期间，家畜各放牧处理日增重和公顷增重变化的趋势相同（图4，5）。冬季（2007年12月～2008年2月）黑山羊日增重和公顷增重不断下降，到2月末两者均降到最低点，呈现负增长，随后日增重和公顷增重逐渐增加，3月开始出现正增长，L处理出现时间最早，其次是M，H和VH处理，8月增长达到最高峰，紧接着又出现日增重和公顷增重下降的情况，试验结束时VH处理甚至出现了负增重。两者不同的是，持续放牧期间，黑山羊日增重随放牧率的增加而减少（图4）。通过回归分析得出，日增重（Ya）和放牧率（S）之间呈线性负相关，其回归方程为：冬春季节，Ya=16.609-0.733S(r=-0.505，N=24，P＜0.05)；夏秋季节，Ya=71.558-0.983S(r=-0.565，N=24，P＜0.01)。公顷增重在试验开始时随放牧率的增大而增大，当增重达到高峰时，随着放牧率的增大而下降（图5）。公顷增重（Gh）和放牧率（S）之间呈二次方相关，其回归方程为：冬春季节，Gh=0.338 3-0.021 3S2+0.457 2S（r=0.568，N=24，P＜0.05）；夏秋季节，Gh=3.823S-0.063S2-13.082（r=0.589，N=24，P＜0.05）。

試验表明(表1)，H和VH组黑山羊日增重和公顷增重在冬春季节为负值，L和M组为正增长，且显著高于H和VH组（P＜0.05）；夏秋季节，L、M和H组日增重差异不显著（P＞0.05），均显著高于VH组（P＜0.05），公顷增重则相反，H组表现最高为279.8 kg/hm2，显著高于其他3个放牧处理（P＜0.05）；整个放牧期结束时，4个处理的全年平均日增重表现为L>M>H>VH，L和M组显著高于H和ＶＨ组（P＜0.05），H组显著高于ＶＨ组（P＜0.05），L，M和H组平均日增重分别是VH组的12.6，11.4和8.1倍，全年公顷增重表现为H>M>L>VH，M和H组全年公顷增重差异不显著（P>0.05），Ｈ组显著高于Ｌ和ＶＨ组（P<0.05），L，M和H组总公顷增重分别是VH组的2.1，3.8和5.3倍。

图4 放牧强度对黑山羊日增重的影响

Fig.4 Effects of grazing intensity on goats average daily gain

图5 放牧率强度对黑山羊公顷增重的影响

Fig.5 Effects of grazing intensity on goats gain per hectare

2.4 不同季节适宜黑山羊最大公顷增重的放牧率

由公顷增重（Gh）和放牧率（S）之间的二次方程可以得出，冬春季节，公顷最大增重时的放牧率为10.7羊/hm2，此时最大公顷增重为2.8 kg/hm2，草地利用

率为35.7%，将得出的放牧率10.7羊/hm2带入地上现存量（Yh）与放牧率（S）的回归方程，可以计算出冬春最大地上现存量为134.1 g/m2。夏秋季节，公顷最大增重时的放牧率为30.3羊/hm2,此时最大公顷增重为44.9 kg/hm2，草地利用率为65.7%，夏秋最大地上现存量为153.8 g/m2。试验结果表明，夏秋季节的适宜放牧率可达冬春季节的2.8倍，草地利用率可达冬春季节的1.8倍。

3 讨论与结论

人工草地的可持续利用与放牧密切相关，提高放牧强度有利于提高草地的利用率，但是长期连续过牧势必严重影响牧草的再生，进而导致草地退化。放牧期间，不同放牧率地上现存量均出现了低-高-低的变化趋势，主要是由于牧草生长受气候条件的影响（图1）。冬季气温低，雨水少，牧草开始枯黄；春季温度开始回升，降水逐渐增多，2008年8月降水量较大，高于12年的平均，所以8月草地地上现存量达到高峰；9月开始雨水减少，温度逐渐降低，导致地上现存量再次下降。试验开始时，放牧率对地上现存量的影响不明显，这意味着草地在放牧初期比较稳定，该结果与Sch塶bach^[15]在内蒙古草原上为期2年的放牧试验结论相似。试验中，不同放牧率地上现存量的峰值均出现在8月，这与董全民等^[16]在高寒草甸上得出的随着放牧强度的增加，地上现存量峰值出现的日期也提前的结果不一样。主要原因在于草地类型不同，气候条件不同。试验还表明，随着放牧强度的增加地上现存量逐渐减少，地上现存量与放牧率之间呈线性负相关，这与前人的研究结果一致^[17]。

家畜体重变化是对草地利用的一个真实反映。冬季，山羊体重随着气候变冷和牧草产草量下降而降低，2008年2月出现雪灾，气温急剧下降，导致山羊日增重和公顷增重降到最低点。进入春季，山羊随牧草再生表现出“补偿性增长现象” ^[18]，但是牧草产量仍然不是很高，因此，延迟了高强度放牧处理中日增重出现正增长的时间。随着气候变暖、雨季来临和牧草再生速度的加快，山羊体重在夏秋季节迅速增加， 8月牧草生长达到高峰，山羊日增重和公顷增重也达到高峰。秋季，牧草产量开始下降，体重的这种增加变得极其微小，尤其对重牧和过牧来说，牧草的短缺甚至导致了过牧处理中山羊体重的负增长。试验中所显示的山羊日增重与放牧率之间的线性相关，以及公顷增重与放牧率之间的二次曲线变化结果都与前人的研究相符^[5,19,20]。

放牧试验的目的之一在于寻找适宜的放牧率，公顷最大增重时的适宜放牧率指标适用于牧草产量较高的南方人工草地，以较少的投入获取较多的畜产品。放牧率和家畜生产性能之间的关系通过影响草地状况而得以实现的^[21]，公顷最大增重时的适宜放牧率在放牧期间并非恒定值，因不同放牧季节牧草生长情况而异。研究表明^[22]，对于人工放牧草地而言，当牧草DM现存量在1 100～1 600 kg /hm2，不会影响牧草的正常生长。因此，试验得出，在南方人工改良草地冬春和夏秋季节的适宜放牧率为10.7和30.3羊/hm2时，地上现存量DM分别为134.1 g/m2和153.8 g/m2，换算成公顷DM为1 341和1 538 kg /hm2，既能保证家畜生产最大化，又不会影响牧草的正常生长。试验地为4季放牧草地，得出的冬春季节草地最佳利用率为35.7%，目前尚未见类似报道；而夏秋季节草地最佳利用率为65.7%，这一结果与朱兴宏等^[10]在高海拔的滇东北山区草地适宜放牧利用率60%～70%的结论相近，比董世魁等^[23]在甘肃混播禾草草地得出的利用率为30%的结论要高很多。

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Study on stocking rate of improved pastures in different seasons in southern China

ZHU Xiao-yan1,2,ZHANG Ying-jun2，LIU Rong-tang1,DUAN Guo-hui3,WANG Jin-gui3,HU Chao4

(1. College of Pratacultural Science,Gansu Agricultural University;Key Laboratory of Grassland Ecosystem,Ministry of Education;Sino-U.S.Centers for Grazingland Ecosystem Sustainability,Lanzhou730030,China；2. Institute of Grassland Science,Animal Science and Technology College,China Agricultural University,Beijing 100094,China; 3. Tianba Animal Husbandry and Veterinary Station of Huize Country ,Yunnan 654219,China; 4. Academy of Agricultural Sciences of Pingdingshan City,Pingdingshan 467001,China)

Abstract: The improved pasture productivity(by Lolium perenne,Dactylsi glomerata and Trifolium repens)and goat performance were studied under 4 different stocking rates(7.5,15,30 and 45 goat/ha),in order to explore a suitable stocking rate.The results showed that the stocking rate had significant effects on herbage present and goat performance（P<0.05）.There were linearly negative correlations between herbage present (Yh,g/m2) and stocking rate(S)；Average daily gain(Ya)and stocking rate(S)showed linearly negative correlations too；The relationships between stocking rate and gain per hectare meet quadratic correlations.The stocking rates in maximum gain per hectare were 10.7 and 30.3 goat/ha, the maximum herbage present were 134.1 g/m2 and 153.8 g/m2 in winter-spring and summer-autumn seasons respectively.The results indicated that the proper pasture utilization rate was 35.7% in winter-spring season and 65.7% in summer-autumn season.

Key words: improved pasture；stocking rate；herbage present；goat weight gain