新疆沙尔套山草地优势禾本科牧草营养价值综合评定

万娟娟，于 磊，鲁为华，杨国林，张前兵，杨洁晶

(1.石河子大学动物科技学院，新疆 石河子 832000； 2.农四师76团畜牧科技推广中心，新疆 伊犁 835000)

新疆沙尔套山草地优势禾本科牧草营养价值综合评定

万娟娟1，于 磊1，鲁为华1，杨国林2，张前兵1，杨洁晶1

(1.石河子大学动物科技学院，新疆 石河子 832000； 2.农四师76团畜牧科技推广中心，新疆 伊犁 835000)

沙尔套山天然草地植物种类多，牧草资源丰富，尤其是禾本科牧草，其在草地植被组成中和放牧家畜日粮构成上占据着重要的地位。本研究通过对沙尔套山天然草地中占优势地位的9种禾本科牧草的生长特征及适口性进行观测，并运用灰色关联度分析法对其营养价值进行综合评定。结果显示，1)9种禾本科牧草可划分为旱生、旱中生和中生3种水分生态类型，密丛型、根茎型、根茎疏丛型和疏丛型4种分蘖类型，特别喜食、喜食和愿食3种适口性级别。2)9种禾本科牧草营养价值的综合评定由高至低的排列次序是鸭茅(Dactylisglomerata)>垂穗披碱草(Elymusnutans)>新疆鹅观草(Roegneriasinkiangensis)>圆柱披碱草(Elymuscylindricus)>细叶早熟禾(Poaangustifolia)>短芒短柄草(Brachypodiumpinnatum)>假梯牧草(Phleumpratense)>针茅(Stipacapillata)>芨芨草(Achnatherumsplendens)。

禾本科牧草；生长特征；营养价值；灰色关联度

沙尔套山位于新疆维吾尔自治区昭苏县境内的西北部。该区域天然草地植物种类多，牧草资源丰富，产草量高，是新疆生产建设兵团76团、77团的重要畜牧业经营地，对当地草地畜牧业生产起着支撑作用，并对该区域内生态平衡维系、环境保护以及可持续发展发挥着重要作用。禾本科牧草在当地天然草地植被组成中占据主要地位，构成了各类放牧家畜日粮的主要饲草成分[1]。牧草的营养价值是其植物体内多项营养成分含量的综合体现，包括可被家畜利用的各种化学物质成分。因此，研究禾本科植物的营养价值及饲用价值的差异，不仅能为牧草经济价值评价提供科学依据并能为放牧家畜营养平衡供给提供基础资料，而且对科学利用草地和指导放牧家畜生产等都具有重要的意义。

在传统研究中，常以某一项常规主要的营养指标进行牧草营养评价，其评定结果不够全面且准确性较低[2]。任继周[3]根据牧草粗蛋白(CP)等级指数划分法可将牧草划分为上等(≥16%)、中等(10%～15%)和下等(≤10%)。同时也有研究表明，酸性洗涤纤维(ADF)含量≥30%会影响蛋白的消化[4]。而牧草营养成分的高低是评价牧草饲用价值的重要指标，所以，仅仅通过单一或少项的营养指标来判定牧草的品质好坏很难全面反映牧草营养价值的优劣和各种牧草之间综合量化的质量差异等。

灰色关联度分析法是一种灰色系统理论中对于一个系统发展变化态势进行定量描述和比较的分析方法[5],因其具有计算简单易行、评价全面合理等特点，在实践应用中，常被用作开展农产品品种评价[6-9]、牧草引种[10]和野生牧草营养价值综合评价，对于指导生产和科学研究发挥了积极的作用。本研究亦采用该方法对沙尔套山天然草地中占优势地位的9种禾本科牧草的营养成分进行分析，并对其营养价值进行可量化的综合评定，揭示9种优势牧草营养价值差异性和牧草饲用价值的不同，以期为深入研究牧草经济价值奠定基础，同时也为该地放牧家畜营养饲料的平衡供给提供科学依据。

1 材料与方法

1.1研究区概况

新疆昭苏县境内的沙尔套山，属西天山分支部分。整个山地呈东西走向，是形成昭苏盆地的主体山脉之一；地理位置为80°15′-80°54′ E，42°54′-43°11′ N。沙尔套山的地理分布范围包括山麓平原、低山及中高山带，海拔在1 700～3 000 m。主体山脉的西部和北部山岭处与哈萨克斯坦国交界。属中温带山区半干旱半湿润冷凉气候，降水量450～550 mm，年均温2.9 ℃。春季气温多变，秋季降温迅速，冷空气活动频繁[11-12]。

1.2试验材料

试验材料为采集于沙尔套山天然草地垂直地带中占优势地位的禾本科牧草，共计9种。从山麓平原、低山至中山带，分布依次为芨芨草(Achnatherumsplendens)、针茅(Stipacapillata)、细叶早熟禾(Poaangustifolia)、假梯牧草(Phleumphieoides)、新疆鹅观草(Roegneriasinkiangensis)、鸭茅(Dactylisglomerata)、圆柱披碱草(Elymuscylindricus)、垂穗披碱草(E.nutans)、短芒短柄草(Brachypodiumpinnatum)[13]。采样时间为2013年8月3-8日，所收取的分析样品剪割高度以绵羊放牧采食高度为依据。

1.3试验方法

分析样采集：每种禾本科牧草取3个点，将3个点所收集的牧草混合放入布袋中，置于室内自然风干，然后称取300～400 g风干样品并粉碎，用于牧草营养成分的测定，每种禾本科牧草重复3次。

产草量的测定：根据野外调查测产的基本方法，选取一个1 m×1 m的样方，对样方中每种植物种进行称重并记录，然后取部分样品进行含水量的测定，根据含水量计算样方内每种植物的干重。

株高的测定：随机选取10株植物，测量其自然高度。

开展沙尔套山天然草地实地调查，观测和采收天然草地中占优势地位的禾本科牧草，并将采收的各优势禾本科牧草按放牧家畜的喜食程度进行适口性分级，分为特别喜食、喜食、愿食、少食和不食5个等级[14-15]。对上述占优势地位的禾本科牧草在草地群落中的生长特征等进行测定和描述。

营养成分指标的测定：粗蛋白(CP)采用凯氏定氮法，粗脂肪(EE)采用乙醚浸出法，酸性洗涤纤维(ADF)和中性洗涤纤维(NDF)采用范氏纤维洗涤法，粗灰分(CAsh)用马福炉灼烧法，Ca采用乙二胺四乙酸二钠络合滴定法测定，P采用钒钼酸铵比色法测定[16]，每个指标重复3次。

1.4数据处理

试验数据用Excel 2007进行记录和整理，运用SPSS 17.0对数据进行单因素方差分析，并且结合灰色关联度分析法[17-19]对供试的禾本科牧草营养价值进行综合评定。

1.4.1选择评判指标 采用目前广泛使用的概略养分法与洗涤法分析牧草的营养成分，主要以CP、CAsh、EE、NDF、ADF、Ca和P这7个指标来评价禾本科牧草的营养价值。

1.4.2确定期望值 从营养价值来看，CAsh为牧草中的矿物质，CP是主要营养物质，EE是家畜的热能物质，Ca和P是两种重要的矿质元素，对家畜的生长发育有重要的作用。因此，这5个指标的测定值越高，牧草的品质越好，营养价值也就越高，这5个指标期望值的确定比供试品种各性状的上限值略大一点；NDF和ADF也是一种主要的营养物质，但其含量与消化率呈负相关关系，因此在一定程度上，两者的含量越低越好。这两个指标期望值的确定比供试草种各性状的下限值略小一点的数值。

1.4.3数据标准化处理 虽然各牧草营养价值的评价指标相同，但测定值之间相差较大，为了便于分析，须对数据进行标准化处理。用初值化法进行处理，即用各测定值除以期望值(NDF、ADF处理采用商数的倒数)得到一个评判方向一致、数值都在0～l之间的标准化数值矩阵。

1.4.4求绝对差值 用各指标期望值的标准化值分别减去各牧草相应指标的标准化数值，得到一系列的标准绝对差值，从中找出最大差值和最小差值。

1.4.5求关联系数

(1)

式中，ξi(k)表示第i种禾本科牧草k指标与期望值的关联系数，Δi(k)表示第i种禾本科牧草k指标与期望值的差值，0.5为分辨系数。

1.4.6求各指标的权重系数和加权关联度：

(2)

式中，Wi(k)表示第i种禾本科牧草指标的权重系数。

(3)

式中，γ1表示牧草的加权关联度，N表示样本总数，W表示权重系数。

2 结果与分析

2.1优势禾本科牧草生长特征及适口性特点

沙尔套山天然草地9种优势地位的禾本科牧草可划分为优势种和次优势种(亚优势种)，水分生态类型可划分3种，即旱生、旱中生和中生，牧草适口性可划分为3种，即特别喜食、喜食、愿食，分蘖类型可划分为4种，即密丛型、根茎型、根茎疏丛型和疏丛型(表1)。

2.2禾本科牧草营养成分分析

新疆鹅观草和鸭茅的CP含量较高，分别为13.83%和12.43%,显著高于其他7个牧草(P<0.05)；短芒短柄草的CAsh和ADF含量均最高，分别为8.75%和48.5%；芨芨草的NDF含量最高，为90.5%，垂穗披碱草的P含量最高，为0.18%；短芒短柄草的EE含量最高，为1.35%，假梯牧草的Ca含量最高，为3.35%(表2)。

2.3禾本科牧草营养价值的综合分析

根据上述灰色关联度分析法的步骤，首先对9种优势禾本科牧草各营养指标的期望值进行确定(表2)，然后对表2中的数据进行标准化处理，再用标准化处理后的期望值减去测定值，得出禾本科牧草各营养指标的绝对差值，并从中找出最大差值和最小差值(表3)，最后根据公式(1)、(2)和(3)分别得出禾本科牧草各营养含量与期望值的关联系数、各营养指标的权重系数和各优势地位的禾本科牧草的加权关联度,并进行综合排序(表4)。

加权关联度越大，与期望系列的差异就越小，该牧草的营养价值就越高。依据关联度的大小,9种优势禾本科牧草营养价值由高至低的排列次序是鸭茅>垂穗披碱草>新疆鹅观草>圆柱披碱草>细叶早熟禾>短芒短柄草>假梯牧草>针茅>芨芨草。

3 讨论与结论

评价牧草是否优良的重要指标之一是牧草营养价值的高低[17]，但是，仅以单一营养指标为标准来评价牧草是不够全面和准确的。运用灰色关联度分析法可以考虑各个因子的作用，使评判结果更为客观、准确。慕平等[20]和王桃[21]分别对苜蓿(Medicagosativa)品种生产性能和高寒区36种燕麦(Avenasativa)生产效能用灰色关联系数法进行了综合评价，得出较为合理可信的结果，说明该方法用于牧草营养价值的综合评定具有一定的合理性。而由于评价时不同牧草所处的营养时期不同，这给准确评价造成了一定影响。

表3 禾本科牧草各营养指标期望值与测定值的绝对差值表Table 3 The absolute difference between expected value and measured value of gramineous grass species

表4 9种优势地位禾本科牧草综合评定结果Table 4 The comprehensive evaluation result of nine dominant gramineous grass species

评价牧草饲用价值的重要指标之一是牧草营养成分的高低[22]，其中，粗蛋白质和粗纤维的含量决定了牧草营养的品质。一般认为粗蛋白含量较高、粗纤维含量越低的牧草，其饲用价值也就越高[23]。本研究采用灰色关联度分析法对牧草营养价值进行了综合评定，能够较好地反映出牧草在营养价值数量化方面的差异性，体现牧草价值的综合性特点。但是，牧草营养价值的评价除了养分含量外，牧草的适口性、消化率等对牧草营养价值的评定也会产生影响。以往研究表明，适口性好，家畜喜食，是保证家畜正常、健康生产的保障，也是牧草营养价值高的标志[24]。对于消化率，其可消化程度愈高，对家畜的营养价值就越大，牧草品质就越好；相反，则牧草品质就差[25]。而由于不同家畜对不同禾本科牧草的消化率有所不同，仅利用经验公式进行评价[15,26]，可能会影响评价结果的准确性。因此，本研究未涉及适口性、消化率等指标。而这些指标具体产生影响的程度大小如何，以及各影响因素之间的关系，包括不同家畜对野生禾本科牧草的适口性和消化率等问题，还需要今后深入研究，以便对牧草饲用价值进行更为准确和科学的评价。

通过对新疆昭苏县境沙尔套山天然草地中占优势地位的9种禾本科牧草营养成分进行初步分析，其营养价值大小排序为鸭茅>垂穗披碱草>新疆鹅观草>圆柱披碱草>细叶早熟禾>短芒短柄草>假梯牧草>针茅>芨芨草。

[1]崔乃然.新疆主要饲用植物志(第一册)[M].乌鲁木齐:新疆人民出版社,1990.

[2]江玉林,卢欣石,申玉龙,汪玺,凌夫,梁丽娜.中国苜蓿品种营养价值评价[J].草业科学,1995,12(2):25-28,31.

[3]任继周.草业科学研究方法[M].北京:中国农业出版社,1998.

[4]郝力壮,王万邦,王迅,张晓卫,赵月平,崔占鸿,刘书杰.三江源区嵩草草地枯草期牧草营养价值评定及载畜量研究[J].草地学报,2013，21(1):56-64.

[5]唐启义.实用统计分析及其DPS数据处理系统[M].北京:科学出版社，2002.

[6]王秀萍,张国新,鲁雪林,常青.灰色关联度分析法综合评价水稻新品系[J].中国农学通报,2006,22(8):557-559.

[7]齐乃敏,朱为民,丁海东.温室番茄品比试验中品质性状的灰色关联度综合评估[J].上海农业学报,2005,21(1):33-36.

[8]李强,马代夫,李洪民,李秀英,谢逸萍.灰色关联度分析在甘薯品种综合评价上的应用[J].杂粮作物,2001,21(1):15-18.

[9]张传珂.灰色系统理论在甜瓜品种综合评估中的应用[J].安徽农业科学,2005,33(7):1214-1311.

[10]唐成斌,龙邵云.灰色系统理论在牧草引种上的应用初探[J].草业科学,1991,8(6):44-47.

[11]李超,安沙舟,周小丽,范天文,李海.昭苏马场季节草地牧草经济类群营养成分初步分析[J].新疆农业科学,2012(9):1681-1687.

[12]鲁为华,于磊,蒋惠.新疆昭苏县沙尔套山天然草地植物群落数量分类与排序(简报)[J].草业学报,2008,17(1):135-139.

[13]新疆畜牧厅.新疆草地植物名录[M].乌鲁木齐:新疆人民出版社,1990.

[14]贾慎修.草地学[M].第二版.北京:中国农业出版社，1995.

[15]刘玉华,贾志宽,韩清芳,史纪安.AHP模型对不同苜蓿价值的综合评定与应用[J].草业科学,2006,23(8):33-39.

[16]国家技术监督局.GB/T14924.9-2001.实验动物配合饲料常规营养成分的测定[S].北京:中国标准出社,2002.

[17]莫本田,罗天琼,唐成斌.贵州主要野生禾本科牧草营养价值灰色分析[J].贵州农业科学,1996(5):42-46.

[18]何凡.应用灰色关联度分析评价野生牧草营养价值[J].贵州农业科学,1989(6):56-58.

[19]郑立峰,唐见兵.基于灰色关联分析的系统仿真因素权重确定[J].计算机仿真,2007,24(9):76-78.

[20]慕平,魏臻武,李发弟.用灰色关联系数法对苜蓿品种生产性能综合评价[J].草业科学,2004,21(3):26-29.

[21]王桃.高寒牧区36种燕麦营养生态特性及其生产效能评价[D].兰州:兰州大学,2010.

[22]何毅,李青,王历宽.应用灰色关联度理论对高寒牧区引种的苜蓿进行综合评价[J].草业科学,2002,19(3):33-36.

[23]谭学瑞,邓聚龙.灰色关联分析:多因素统计分析新方法[J].统计研究,1995,65(3):46-48.

[24]郑凯,顾洪如,沈益新,丁成龙.牧草品质评价体系及品质育种研究进展[J].草业科学,2006,23(5):57-60.

[25]余苗,王卉,问鑫,高凤仙.牧草品质的主要评价指标及其影响因素[J].中国饲料,2013(13):1-3.

[26]张喜军,祝廷成,潘伟.牧草饲用价值综合评价的数学模型[J].中国草地,1991(6):63-67.

(责任编辑 武艳培)

ComprehensiveevaluationofnutritivevalueofdominantgramineousgrassinShaertaoMountain,ZhaosuCountyinXinjiang

WAN Juan-juan1, YU Lei1, LU Wei-hua1, YANG Guo-lin2, ZHANG Qian-bing1, YANG Jie-jing1

(1.College of Animal Science & Technology, Shihezi University, Shihezi 832000, China; =2.Animal Husbandry Science and Technology Promotion Center of NongSiShi 76, Yili 835000, China)

The natural grassland vegetations of Shaertao Mountain were abundant which reserved rich forage resources, especially the gramineous which occupied the important position and provided the diet for grazing animals.In the present study, the growth characteristics and palatability characteristics of nine gramineous grasses which were dominant in natural grassland vegetations of Shaertao Mountain were measured and the nutritional values were evaluated by the grey correlation analysis method.The result showed that nine dominant gramineous grass were divided into three water ecological types (xerophyte, xero-mesophyte and mesophyte), four tillering types (dense cluster type, rhizomatous, rhizomes-laxifruticose, laxifruticose), three palatability levels(specially favorite to eat, favorite to eat, wanted to eat).Nine dominant gramineous grass nutritive value of the order wasDactylisglomerata>Elymusnutans>Roegneriasinkiangensis>Elymuscylindricus>Poaangustifolia>Brachypodiumpinnatum>Phleumpratense>Stipacapillata>Achnatherumsplendens.

gramineous forage; growth characteristics nutritive; grey correlation

YU Lei E-mail:shzyulei@sina.cn

2014-01-20 接受日期：2014-06-25

国家公益性(农业)行业专项“放牧牛羊营养均衡需要研究与示范”(201303062)

万娟娟(1989-)，女，新疆伊犁人，在读硕士生，主要从事草地及牧草资源的评价与利用研究。 E-mail:wanjuanjuanshzu@sina.com

于磊(1954-)，男，山东宁津人，教授，学士，主要从事草地资源评价与开发利用。E-mail：shzyulei@sina.cn

S816.11

：A

：1001-0629(2014)11-2141-07

10.11829j.issn.1001-0629.2014-0338