草业科学在现代马业发展中的研究现状

夏方山，闫慧芳，支树立，毛培胜

（1.中国农业大学草业科学系，草业科学北京市重点实验室，北京 100193；2.北京市畜牧业环境监测站）

综述与专论

草业科学在现代马业发展中的研究现状

夏方山1，闫慧芳1，支树立2，毛培胜1

（1.中国农业大学草业科学系，草业科学北京市重点实验室，北京 100193；2.北京市畜牧业环境监测站）

马是人类社会发展的重要组成部分，人类种草养马历史悠久，但人们对马用饲草的认识和研究还不足，致使现代马业和草业科学发展存在严重脱节现象，影响了两者的可持续发展。因此，结合现代马业发展趋势及其对饲草的利用特点，综述了草地放牧、青干草、青贮及半干青贮饲草等在现代马业发展中的研究与实践现状，并提出了现代马业发展中草业科学存在的问题及建议，以期为保障现代马业的可持续发展提供理论指导，为拓展我国现代草业科学与技术发展空间提供参考。

草业科学；现代马业；饲草；干草；青贮饲料；放牧

马自从被驯化以来就与人类生产和生活相伴，成为人类社会生产力的重要组成部分，它不仅发挥着乘、挽、驮等生物动力作用，还承担人类体育运动、旅游服务、文化表演等娱乐休闲功能，形成了关乎国家与民族兴衰的传统马业［1-2］。随着社会生产力的发展，马业多样化的服务功能异军突起，体育娱乐性成为现代马业的主导，以满足城郊居民的物质文化需求，如骑乘、马术、赛马、休闲娱乐以及奶、肉、生物制品等，品种培育由单一的使役目的向游乐伴侣用马、运动用马及产品养马等方向发展，管理也更加科学规范，并以民间协会为管理主体［2-3］。目前，以赛马业为龙头的现代马业已成为集约化经营的草地畜牧业之一，在现代草地畜牧业乃至整个农业结构中占有重要地位，成为知识密集型产业，产值较高，其发展趋于国际化，呈现日益显著的经济性、社会性和公益性，以马文化为主线的文化艺术也逐渐发展形成［4］。因此，探究如何高效推动现代马业发展具有更加迫切的社会经济意义。良马离不开良草，人类种草养马历史悠久，从传统草原游牧业到近代草原畜牧业进程中，传统马业与饲草生产紧密相连，转型为现代马业后，草业科学的

基础作用日益突出，其发展决定着现代马业发展的速度、规模和集约化程度，成为支撑整个现代马业生产的先决条件，如何利用优质饲草满足现代马业发展的营养和管理需求成为广泛关注的焦点［5-6］。本文结合现代马业发展趋势，探讨了其中草业科学的研究与实践现状，并提出了存在的问题及建议。

1 马对饲草的利用特点

马是单胃草食动物，具有坚硬发达的牙齿和咀嚼肌，上下唇高敏感度、灵活且强有力，可用唇舌集中分散的食物，采食时上下门齿将草拉断，并分泌大量唾液，但其呕吐神经不发达，不宜饲喂易酵解产气的饲草，口裂及胃容积也小，采食量和容纳量均有限，但对饲草的需求量很大，需每天保证摄入其体重2%的粗饲料［7-9］。马肠道容积很大，是饲草消化吸收的主要场所，采食7～9 min后食物即向肠道转移，2 h可转移60%［10］。马的盲肠与单胃动物的真胃功能相似，利用饲草却与反刍动物瘤胃相似，但对粗纤维、蛋白质及脂肪等的利用率低于反刍动物，不能利用劣质饲草，喜食幼嫩的优质干草或牧草［3，11］。

2 草业科学在现代马业发展中的研究应用

2.1 草业科学在群牧养马中的研究

2.1.1 草地对群牧养马的影响研究 放牧是最经济有效的传统养马方式，符合马的生物学特性。在牧草生长季节，世界上大多数马都放牧在草地上，自由采食营养均衡、易消化的牧草，享受充足阳光、大气以及适当运动，这利于增进食欲，提高新陈代谢，增强体质［7，12-13］。只要草地的牧草品质优良，种植结构合理，放牧制度适当，就能满足马的营养需要，即使不补饲也可表现出良好的生产性能，并形成许多马的独特优良品质，如体质结实、忍耐力、抗病力和持久力强等，有利于培育出能力强、实用价值高的优秀马匹，但必须提供充足的清洁饮水和盐砖［12］。由于放牧可供给马最完整的营养成分，并在健康的环境完成饲喂，因此，放牧可以降低马因无聊或矿物质缺乏引起的恶习，有计划地轮牧还会减少寄生虫病的发生。然而放牧不当会影响马的健康，尤其寄生虫及病毒危害［3，13］。马适宜在具有紧密生草土的干燥草地上放牧，这有利于关节和蹄腱发育，但一天放牧时间不宜过长，全天放牧造成的维生素E缺乏或过量，均易引起马运动神经元疾病，尤其对于氮含量过高的草地，必须额外补充维生素和矿物质添加剂［14］。牧草中非结构性碳水化合物的干物质积累量为400 g/kg，而牧草种类、光照强度及持续时间、温度、营养及水分状态、生育期和放牧管理水平等都会影响非结构性碳水化合物含量，一般冷季型禾草非结构性碳水化合物含量大于暖季型，因此，在冷季型草地放牧时应限制高非结构性碳水化合物饲料水平，避免由非结构性碳水化合物增加马血糖及胰岛素含量引起的慢性蹄叶炎［15-16］。马日粮中非结构性碳水化合物含量升高还会导致总活菌数增加，影响马的肠道健康。研究发现，群牧马饲喂精料、苜蓿青贮料及放牧草地干草均会导致链球菌和乳杆菌的增加，放牧则不会造成后肠菌群的永久病变［17-19］。

2.1.2 群牧养马对草地的影响研究 马是最浪费草地的草食家畜，只喜欢禾本科、豆科及莎草科草类组成的草地［13］。马场要实现生产力最大化，必须保证整个体系的可持续性，确保动植物的生物和物理效能是实现其可持续发展潜力的关键，但由于全球气候变暖，降水量减少，干旱、沙尘等灾害性天气频发，马用草地若超载过牧及不当管理，将导致草地生态环境恶化，草地质量、植物群落结构和多样性衰退，鼠虫害面积增加，生产力下降，最终危及现代马业的可持续发展。研究发现，马用低地草甸、草原、山地草甸的单位面积地上生物量比20世纪80年代减少了5.64%～30.17%，植物群落多样性、稳定性、丰富度及均匀度下降，草地结构单一化演替，禾本科植物的优势地位下降，一年生杂类草及毒草明显增加［20-22］。应对当前马用草地退化问题，科学合理的草地管理是提高牧草产量最有效的方法。合理放牧可为土壤提供肥料，增加土壤有机质含量，改善土壤结构，维持土壤肥力，保障牧草生长［4］。轮牧是最理想的放牧方式，若有5～6个小型放牧区，每个小区放牧7 d，这样既可以防止过牧或放牧不足，又可以阻断寄生虫的生活周期，达到控制疾病的目的［12］。退化草地植物群落组合或结构变简单，牧草相对生长量延续的时间缩短，放牧时间控制需要更严格。研究昭苏地区以针茅（Stipa capillata）为主的春秋牧场发现，主要牧草生长高度达17 cm时最适宜放牧，轮牧时间为20 d，7月5日可进入夏牧场，9月15日可重返春秋牧场，最适宜的离场时间10月5日［23］。另外，若应用化学药物方法灭鼠的有效率达90%以上时，鲜草产量可提高1.3倍；若应用化学药物灭除狼毒（Stellera chamaejasme）地上部分有效率达98%，地下部分死亡率达60%时，鲜草产量可提高28%以上；若采用围栏封育防止超载过牧，可提高产草量38%以上［24］。

2.2 干草在现代马业发展中的研究应用

现代马业的发展离不开青干草的调制，优质干草是舍饲马或冬季马的饲料，不仅满足饲草所占体积的需要，还可满足马的营养需求。对于养马者来说，干草是最廉价易得的饲草。现代马业发达国家大多有专业的饲料企业生产马用干草及其补充颗粒精料，常采用的优质干

草有羊草（Leymus chinensis）、猫尾草（Phleum pretense）、黑麦草（Lolium perenne）、高羊茅（Festuca arundinacea）、狗牙根（Cynodon dactylon）、紫花苜蓿（Medicago sativa）及白三叶（Trifolium repens）等。猫尾草是长期以来最受马主偏爱的干草。优质干草中矿物原料保存良好，含钙丰富，但含磷较差，严重损害未成年马的骨骼发育，适当添加精料则可弥补干草在这方面的不足［25］。Oliveira等［28］研究发现，用40%草地早熟禾（Poa pratensis）干草分别添加60%的玉米+棉籽粕、玉米+大豆粕、玉米+甘蔗酵母、燕麦+棉籽粕及燕麦+大豆粕来饲喂未成年马，能够有效提高磷的有效性，其生物利用率分别达50.75%、40.98%、43.50%、51.03%和57.68%。马吸收和积累氮的水平与饲草形式及其粗蛋白含量无关，而氮排泄与干草种类关系密切，与饲草类型无关。若由饲喂干草转变为其它类型饲草，会增加产气量及微生物含量，影响饲草营养物质的利用率及排泄物的成分，尤其半干草由于蛋白含量高，饲喂的数量要适当减少［14，27］。由于马的营养需求，马对劣质干草的需求量高于优质干草。这主要因为优质干草的干物质、有机质及中性洗涤纤维消化率显著高于劣质干草，而提高干草消化率的关键在于分解细胞壁。因此，纤维素分解酶活性高低对饲草消化率的影响最大，若干草中添加酵母培养物会显著提高其干物质、有机质及中性洗涤纤维消化率。研究发现，紫花苜蓿添加酵母培养物会刺激纤维素消化，提高酸性洗涤纤维消化率，促进干物质和中性洗涤纤维的吸收，改善马的营养状况，且对饲草平均滞留时间没有影响［27-29］。

干草在所有马料中粉尘含量最高，其粉尘、霉菌及内毒素等含量与饲草种类有关。选择干草最重要的考虑因素就是粉尘和霉菌，否则会引起绞痛、肺气肿、复发性呼吸道阻塞及其他呼吸道疾病，其中复发性呼吸道阻塞等肺部病变已成为现代马业主要关注问题［30-31］。研究发现，干草饲喂方式对马呼吸道的影响较大，用干草网袋饲喂时，马呼吸道内颗粒浓度显著高于地上直接饲喂；另外，饲喂前用水处理会降低干草粉尘对马呼吸道的损害，但干草表面洒水效果不大，这主要是由于水分未能渗入内部，且容易蒸发，而适当浸泡能阻止粉尘及孢子的空中排放，当干草浸泡9 h后粉尘颗粒降低90%，继续浸泡会降低干草营养价值，并产生具有高耗氧微生物的污染液体，浸泡过的干草应在水分外流后尽快饲喂，否则干草变干会再次产生粉尘颗粒［32-36］。对于饲喂高粉尘干草引起的肺气肿，Simonen-Jokinen等［37］认为可通过抑制呼吸道基质金属蛋白酶（MMPs）的产生和释放来治疗及预防，其中MMP-2和MMP-9可作为组织破坏的指标。如果马对干草过敏时应采用打包草，一旦打包草开封或者密封性被破坏，要即刻饲喂，防止霉变引起的马中毒现象发生。

2.3 青贮及半干青贮饲草在现代马业发展中的研究应用

由于青贮及半干青贮饲草营养价值高，对马后肠的发酵模式影响，避免了由干草粉尘等引发的呼吸道疾病问题，逐渐代替干草成为马的普遍饲料，其中优质玉米青贮饲料是首选，豆科半干青贮饲草则可替代青贮饲料取得相同甚至更好的效果［38-39］。然而由于青贮及半干青贮饲草自身特点，马对其品质要求严格，反应也异常敏感，饲喂不当易引起绞痛等消化道疾病，成功饲喂的关键在于饲草的成分、发酵及饲喂是否得当。无霉菌、未腐烂、低含水量且长度适当的优质青贮及半干青贮饲草可用来饲喂各种马。一般役马喂量为每匹每天10～15 kg，种母马或1岁以上的幼驹为每匹每天6～10 kg，怀孕时少喂或不喂，以免引起流产。干物质含量高的青贮及半干青贮饲草可以替代1/3甚至全部的饲料，但饲喂必须缓慢进行，打开的青贮袋务必1周内喂完［3，40-42］。青贮及半干青贮饲草中干物质消化率高于干草，但易受霉菌感染，其有氧稳定性对养马来说是一个严重问题。Muhonen等［43］研究发现，由干草向青贮及半干青贮饲草转变时，28 h内不会引起肠道微生物变化，之后菌群数量会减少，半干青贮饲草的变化要小于青贮饲草。饲草干物质含量影响青贮发酵强度，并降低pH值。当干物质含量超过60%后，由于含水量更低，霉菌生长较少，饲草品质也更好。然而与青贮饲草相比，半干青贮饲草虽粉尘最少，但pH值较高，有机酸含量也低，这并不表示半干青贮饲草发酵不好，而是由于干物质含量高引起的发酵限制造成的，致使半干青贮饲草更易被霉菌浸染。因此，探讨分析半干青贮饲草卫生质量的方法更加必要。研究发现，缩短降低饲草含水量的时间是最佳、最常用的方法，最好在24～36 h内将含水量降至45%～55%；抑制发酵也是常采用的方法，青贮添加剂可限制霉菌的生长，有效预防半干青贮饲草的迅速变质［31］。对于裹包半干青贮而言，增加膜的层数会改变其CO2浓度，提高半干青贮饲草的有氧稳定性，从而改善饲草品质；另外，通过合理选择草种也可改善马用半干青贮饲草的品质［44-45］。收获牧草的成熟阶段是影响饲草消化率的最重要因素，不同收获时期的青贮及半干青贮饲草干物质消化率不同，对马的影响也不相同。早期收获的饲草青贮及半干青贮后其干物质、有机质、能量、中性洗涤纤维、膳食纤维和粗蛋白含量较高，干物质消化率也最高。随着成熟阶段的推进，由于组成植物细胞壁纤维素、半纤维素、木糖及木质素造成的，粗蛋白和糖含量减少，青贮及半干青贮饲草纤

维素含量升高，影响青贮及半干青贮饲草的发酵、贮藏及微生物组成，进而影响其饲喂品质和卫生状况［46-48］。因此，饲喂成熟后期收获的青贮及半干青贮饲草时需适当增加饲草的量。成熟后期收获的饲草可以通过合理添加精料提高其干物质消化率。研究发现，添加含水量高的玉米颗粒会显著提高紫花苜蓿半干青贮的干物质消化率，而含水量低的玉米颗粒会显著提高紫花苜蓿半干青贮鲜物质、干物质及水分摄入量，作为紫花苜蓿半干青贮的补充剂，含水量高的玉米颗粒要优于含水量低的，但其吸收特性不如含水量低的玉米颗粒［49］。现代马业长期以来普遍采用DM含量500 g/kg以上的长茎半干青贮饲草（long-stemmed haylage），而Müller首次分析切短和长茎半干青贮之间的差异认为，两者对每包重量、青贮过程干物质损失、化学成分及有氧稳定性的影响不大，但超过24 h后的差异尚不确定［50-51］。

3 草业科学研究在现代马业发展中存在的问题及建议

随着现代马业的快速发展，草业科学与技术应用受到重视，马用饲草的研究利用越来越多，呈现出来的问题也越来越明显，成为困扰现代马业发展的主要问题，这些问题能否妥善解决好决定着现代马业与草业科学发展的未来。

3.1 马用饲草市场需求信息缺乏，需建立应时的网络资讯与交易平台

由于缺乏完善的交流平台，供求信息交流不畅，农户不了解饲草的市场需求及行情，不敢盲目投资种植，而马主却找不到优质饲草来源，致使马用饲草匮乏问题凸显。因此，摸清现状，调查统计现代马业发展的规模及对饲草的需求情况，加快饲草产业信息工程与网络建设，建立健全草业和马业等相关网络资讯及电子交易平台，及时发布马用饲草需求信息，使企业和农户明确马用饲草发展方向与市场潜力，建成企业和农户间饲草需求、生产及销售一体的产业链，解决马用饲草匮乏问题。

3.2 马用饲草生产与加工技术落后，应加强研发政策与资金扶持力度

长期以来，马用饲草生产存在栽培面积小，分布不广，种植品种单一，种类分布区划明显，管理粗放，产量低等问题。同时马用饲草产品加工起步晚，尚处于粗放养殖的初始加工与贮藏阶段，原料种植环境、产品加工、贮藏及运输等环节的安全保障体制不健全，缺乏统一的标准和监管体系，导致产品档次低，品质差，商品化不高，达不到市场要求，使现代马业发展面临严峻的挑战。因此，需要国家及地方政府在（农业）科研专项中设置马用优质饲草生产、加工与贮藏关键技术研究与示范课题，制定高产优质马用饲草生产加工示范建设项目指导意见与政策，明确规模化马用饲草生产及加工补贴标准，增强企业和农户的种草意识，逐渐转变种植理念，通过产学研联合、农户合作组织参与等创新机制，建立政府监督，科研院校主办，企业与农户参与的培训机制，扩大饲草生产与加工技术的应用成效。

3.3 马用草地管理粗放，退化严重，应科学实施草畜平衡技术

由于对草地牧草产量、马自由采食量及放牧行为之间的关系知之甚少，马场畜牧业生产仍沿袭靠天养畜、转场游牧等传统经营模式，生产水平低，对自然界依赖性强，抵御自然灾害的能力弱。加之对马用草地的保护、管理和建设重视程度不够，放牧制度不具备，牧场设施缺乏，超载过牧，践踏过度，导致草场退化，水土流失加剧，沙漠化草地面积扩大，鼠虫害现象严重，造成可用草地面积减少，冬春牧场严重不足。应采用合理的控制放牧系统，科学确定载畜量，制定全年放牧计划，保证放牧过程中每匹马所占草地面积为0.12～0.30 hm2，实现放牧周期间饲草资源的密集饲养与充分的休牧相结合。同时，扩大人工栽培饲草面积，大力发展优质饲草生产加工与贮藏，有效改善草畜失衡现状，遏制马用草地退化。另外，通过设置退化马用草地植被复壮与重建关键技术研究与示范课题，改良放牧体系的土壤及其他环境特征，提高牧草的长期生产率，改善草地品质，遏制草地退化趋势。

3.4 马用饲草的饲喂观念不当，应建立科学合理的营养管理模型

饲喂不当是造成现代马业经济损失的主要原因，主要体现在过量饲喂和限制饲喂2个方面，过量饲喂造成马的肥胖，导致蹄叶炎和绞痛等消化系统疾病，而限制饲喂造成营养缺乏，也导致马发生疾病，这两者都极大地挫伤了马主积极性。由于对马的健康状态缺乏科学的判断，仅凭经验观察误导马主的饲喂行为，饲喂时未称重，造成过量饲喂，世界上仅1/3的马主按饲草重量进行饲喂，大多数马主倾向于以干草片的形式饲喂；限制饲喂主要是为追求运动及娱乐休闲用马的外貌美，忽视马体的健康，将饲喂量减少至其体重的0.75%～1.00%以下，导致马出现啃木头、吃粪便、吃垫草、咽气癖等不良反应，严重时会发生绞痛等疾病。因此，关键在于树立正确的养马观念，研究马匹的营养标准、饲喂技术等，生产中应对饲草品质进行准确的化学分析，并结合马肠道的解剖、消化及吸收等特点，根据其特殊体况科学饲喂。

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Overview on Grassland Science Development in Modern Horse Industry

Xia Fang-shan，Yan Hui-fang，MaoPei-sheng，et al
（Department ofGrassland Science，China Agricultural University，BeijingKeyLaboratoryofGrassland Science，Beijing100193，China）

It is one of important part for horse in the developing of mankind society.Although there is a long history for forage planted toraise horses，seldomresearches on the forage related with the horse raising.This problem restricted the sustainable development of forage industry and modern horse industry due to disconnect between them.Therefore，this paper summarized the status of grassland science and technology in modern horse industry development including the grazing，hay，silage and haylage，and put forward the existing problems and proposal based on the trend for modern horse industry developing and the utilization of forage and grassland.The aim is to guarantee the sustainable development of modern horse industry，and to provide reference for the development ofgrassland science and technology.

grassland science；modern horse industry；forage；hay；silage；grazing

S54

A

2095-3887（2014）04-0058-06

10.3969/j.issn.2095-3887.2014.04.015

2014-05-15

“十二五”国家科技支撑计划（2012BAD45B03）

夏方山（1983-），男，博士研究生。

毛培胜，Email:maops@cau.edu.cn。