基于马营养需求的多年生豆禾混播草地生产性能的评价

马　军，郑　伟，张　博

(新疆农业大学 草业与环境科学学院/新疆维吾尔自治区草地资源与生态重点实验室，新疆 乌鲁木齐　830052)



基于马营养需求的多年生豆禾混播草地生产性能的评价

马军，郑伟，张博

(新疆农业大学 草业与环境科学学院/新疆维吾尔自治区草地资源与生态重点实验室，新疆 乌鲁木齐830052)

摘要：用鸭茅、猫尾草、无芒雀麦、紫花苜蓿、红三叶、红豆草建植多年生混播草地，混播草地种类为5种豆禾牧草混播、6种豆禾牧草混播，豆∶禾混播比例分别为3∶7和2∶8。依据建植第1年(2013年)和第2年(2014年)的牧草产量、牧草营养物质产量和消化能产出，以使役马(中型)、使役马(重型)、妊娠马(妊娠11个月)和泌乳马(产驹后3个月均值)营养物质和消化能需求为评价准则，采用营养物质和消化能“产出-需求相对差额”法对几种豆禾混播组合的生产性能进行评价。结果表明：以使役马(中型)、妊娠马营养物质和消化能需求为评价准则，豆∶禾为3∶7的混5组合(紫花苜蓿+红豆草+鸭茅+猫尾草+无芒雀麦)生产性能最高；以使役马(重型)、泌乳马营养物质和消化能需求为评价准则，豆禾比3∶7的另一混5组合(紫花苜蓿+红三叶+鸭茅+猫尾草+无芒雀麦)生产性能最高。

关键词：豆禾混播草地；马消化能需求；马营养物质需求；产出-需求相对差额；生产性能

新疆昭苏盆地是伊犁马的故乡，马匹在当地的草食家畜中占有很大比例，大量优良马匹的饲养与马产业相关活动的开展极大地促进了当地特色畜牧业的发展[1]。但由于昭苏盆地天然草地不同程度的退化[2]，牧草产量与品质下降，毒害草、适口性差的杂类草夹杂其中，不利于马匹的放养；与此同时，昭苏盆地人工草地建设严重滞后，冬春季节牧草短缺，马匹舍饲所需饲草料供需矛盾突出。另外，马的营养需求特点也与牛羊等反刍动物不同，能量高、电解质含量高的优质牧草更能满足其营养需求[3]，而传统的人工草地建设还是立足于蛋白质营养的需求[4]，因而，昭苏盆地草业生产现状难以支撑马产业的健康发展。建立优质高产高效且能满足马的营养需求的人工草地，成为解决昭苏马产业发展的一个关键举措。多年生豆禾混播草地生产性能的研究主要集中在提高牧草产量[5-7]，改善牧草品质[8-10]；减轻对土壤矿物元素的竞争，改善土壤结构，提高土壤肥力[11-13]；提高资源利用率[9,14]；避免物种间的竞争，使草地有较好的生产与生态稳定性等方面[15-17]。但有一个关键问题研究较少，豆禾混播草地生产出来的草产品营养物质和能量与草食动物生产的匹配性？如果某一营养物质(如粗蛋白)在草产品中含量过高或过低，可能均不利于草食动物正常的生长发育[18]。以多年生豆禾混播草地草产品营养物质产量与消化能能否满足马的营养与能量需求为切入点，将不同类型马的营养与消化能需求作为评价准则，采用营养物质和消化能“产出-需求相对差额”综合评价多年生豆禾混播草地的生产性能，为昭苏盆地优质高产的马用多年生豆禾混播草地建设提供新的思路。

1材料和方法

1.1试验地概况

试验地点位于新疆伊犁州昭苏县昭苏马场，地理位置N 43°07′33.12″，E 80°59′56.18″，海拔1 886 m。昭苏马场年最高温度33.5℃，最低温度-32℃，年平均温度2.9℃，≥10℃年积温1 416.8℃，无霜期80～100 d，年均降水量512 mm，年均蒸发量1 261.6 mm。土壤为黑钙土，土壤有机质含量为13.63%～14.89%，全氮、全磷、全钾含量分别为9.53，12.16和2.20 g/kg，碱解氮、速效磷、速效钾含量分别为459.20，144.43和473.58 mg/kg。

1.2试验小区设计

2013年5月15日，采用人工开沟条播，小区面积3 m×5 m，行距15 cm，深度2 cm。试验设单播、混6(3种豆科牧草与3种禾本科)、混5(2种豆科牧草与3种禾本科)3种混播种类与混播比例3∶7、2∶8两种豆禾混播比例，14个处理，随机区组排列，重复3次，共42个小区(表1)。紫花苜蓿(Medicagesativa)、红三叶(Trifoliumpretense)、鸭茅(Dactylisglomerata)、猫尾草(Phleumpretense)单播播种量为15 kg/hm2，无芒雀麦(Bromusinermis)单播播量为30 kg/hm2，红豆草(Onobrychisviciaefolia)单播播量为60 kg/hm2。播种后不施肥，无灌溉，6月中旬与7月中旬各除杂草1次。建植当年9月5日刈割。

1.3测定内容及分析方法

1.3.1测定内容牧草产量：每小区取1 m×1 m的样方，留茬5 cm刈割，分种称量鲜草产量。于65℃的恒温条件下烘干至恒重，即为干草产量；茎叶比∶刈割测产时，分别取具有代表性的约500 g的各草种样本，将茎、叶、花序分开。风干后称重，计算各部分所占比例。花序单独计，禾本科的茎包括茎和叶鞘；牧草品质：牧草风干后粉碎，过40目筛。粗蛋白采取凯氏定氮法测定；粗脂肪采用索氏抽提法测定；粗灰分采用高温灼烧法测定；钙用邻-甲酚酞比色法测定；磷用钒钼酸铵比色法测定；NDF与ADF运用范氏洗涤纤维法测定[19]。

表1　各豆禾混播处理的混播比例与播量

1.3.2分析方法土地当量LER=LO+LP

LO=混播燕麦产量/单播燕麦产量

LP=混播箭筈豌豆产量/单播箭筈豌豆产量[19]

消化能(马)根据Lauren E 等[20]提供的公式计算：

DE (Mcal/kg DM) =2.118+0.01218CP -0.009 37ADF-0.003 83(NDF-ADF) +0.047 18EE +0.020 35NFC -0.026 2Ash

式中：DE为马的消化能(干物质)，EE(粗脂肪)，NDF(中性洗涤纤维)，ADF(酸性洗涤纤维)，NFC(非纤维性碳水化合物)，Ash(粗灰分)，Fat(脂肪)试验中用EE表示，Crude protein为粗蛋白，此次试验DE的单位已转化为MJ/kg。

NFC=100-%NDF-%Fat-%Ash-%Crude protein

1.4基于马营养需求的生产性能评价方法

根据姚新奎等[21]提供的饲养标准，各种类型的马所需要的营养物质及消化能见表2。

体重为400 kg的成年马，日采食干草量为8～12 kg[18]，10 kg干草基本可满足各类型马干草的日需求量。对各处理(CK1、M1、M2、M3、CK2)10 kg干草所含消化能及营养物质产量与表2中各类型马消化能(DE)、粗蛋白(CP)、Ca、P的每日需求量进行比较，利用如下公式计算10 kg干草所含消化能及营养物质产量与各类型马每日需求量的相对差额：

式中：RDi为10kg干草所含消化能或营养物质产量与各类型马每日需求量的相对差额；Xi为各类型马消化能或营养物质每日需求量；Y10为10kg干草所含消化能或营养物质产量。

各处理生产性能评价用如下公式计算：

式中：Ai为各处理牧草产量；Pi为消化能与营养物质产量指标的权重。

研究中各指标权重为：消化能0.4，粗蛋白0.4，Ca0.1，P0.1；Wi为消化能及营养物质产量指标的得分；Wi根据RDi的大小计算，RDi<-10%时，Wi记为0；-10%≤RDi≤10%时，Wi记为1；10%

1.5数据分析

用SPSS18.0对不同比例处理的不同指标进行单因素方差分析，用Duncan法对各处理进行多重比较，并用Excel2003进行制图。

表2　不同类型的马每日所需要的营养物质及消化能

注：数据根据浓缩料含消化能13.82 MJ/kg干物质，干草8.37 MJ/kg干物质计算而得，数据来源于文献[3，18]

2结果与分析

2.1牧草产量

2013年即建植当年，混播组合A3产量最高，达699.99 g/m2，其次是A7，A4产量最低(表3)。2014年产量最高的混播组合为A8，为1 892.52 g/m2，其次是A5，产量最低为A2。从2年均值看，牧草产量最高的是A3，达1 156.55 g/m2，其次为A7，达1 109.16 g/m2，最低产量是A4，为728.09 g/m2，且显著低于各混播组合(P<0.05)。

2.2牧草营养物质产量

混播组合A5的CP产量最高，达161.05 g/m2。其次是A3，为148.95 g/m2。混播组合A4的CP产量最低，为93.01 g/m2，显著低于其他混播组合(P<0.05)。EE产量最高的为混播组合A7，达47.62 g/m2，且显著高于混播组合A1、A4(P<0.05)，产量最低的是A4，为29.03 g/m2。NDF与ADF产量最低的是混播组合A4，分别为 342.18 g/m2与 220.61 g/m2，除A6外，混播组合A4的NDF与ADF产量显著低于其他各混播组合(P<0.05)。混播组合A1的Ca产量最高，为15.05 g/m2，而P和粗灰分产量最高的混播组合为A3，且显著高于混播组合A4。消化能产出最高的为A3，达11.76 MJ/m2，且显著高于其他混播组合，A4消化能产出最低，为7.33 MJ/m2(表4)。

2.3基于马营养需求的生产性能评价

不同类型的马所需要的营养物质及消化能各有不同(表2)。各混播组合的CP，Ca和P产量均能满足使役马(中型)、使役马(重型)、妊娠马、泌乳马的需求，且均有剩余(表5)。由于不同类型的马所需要的消化能不同，各混播组合牧草与使役马(重型)、妊娠马、泌乳马消化能的差额及相对差额出现负数，出现消化能供应不足的现象。

表3　不同处理的牧草产量

注：同列数据不同字母表示差异显著(P<0.05)，下同

表4　不同混播比例组合的营养物质产量及消化能产出(2年平均值)

表5　不同混播比例10 kg牧草与各类型马营养物质及消化能日需求量的差额和相对差额

以使役马(中型)、妊娠马的营养需求进行评价，其评价结果中生产性能最高的为A3，其次为A1，最低的为A4。以使役马(重型)营养需求为标准进行评价，结果为：生产性能最高的为A5。其次是A8，再次为A3。最低为A4。以泌乳马的营养需求为标准进行评价，其结果中生产性能最高的为A5，其次为A3，再次为A1。最低还是A4。基于牧草产量的评价，其结果为：产量最高的为A3，其次为A7，再次为A1，第4为A2。最低还是A4(表6)。

3讨论

3.1豆禾牧草混播对草地生产性能的影响

相对单播草地，牧草混播具有一定的优势[21]。具有较高且稳定的产量，且群落稳定性较好[22]。豆禾混播比单播能够更加合理的利用有限的空间，充分利用空间内的光照、水分，热量等。同时，由于豆科与禾本科牧草所侧重吸收的矿物质不同，避免了对土壤矿物质的直接竞争，而且豆科牧草对禾本科牧草的生长具有一定的促进作用。牧草产量作为草地生产性能评价中的一项重要指标[23]，在评价系统当中占有重要地位。在本研究当中，从2年平均值看，在各混播组合中，豆∶禾为3∶7的组合的产量优于2∶8组合，生产性能排名也较靠前，这与豆科牧草在建植第1、2年产量较高有关。同时，含有红豆草的混播牧草组合产量较高，这与红豆草在建植的第1、2年产量较其他牧草产量高有关。此外，混播组合产量较高时，其生产性能排名也均较高，这表明产量的提高对生产性能的排名具有一定的促进作用。

表6　不同混播比例处理生产性能排序(2年平均值)

牧草营养品质也是评价混播草地品质的重要指标。混播牧草营养品质整体上要高于单播牧草[24]。牧草的CP和EE含量可以较好地反映牧草的营养价值，纤维素含量和消化能浓度则可较好的反映牧草的可消化情况。在本研究中，混播组合中CP与消化能产出较高时，其生产性能也相对较高。同时，牧草中Ca、P含量的提高，也有利于牧草生产性能的进一步提高。

3.2马营养需求与豆禾混播草地生产性能的关系

以往豆禾混播草地的建立与评价，主要是利用产量、品质及其稳定性等指标对其评价[9,25-27]。此次研究建立马专用豆禾混播草地，运用马的营养需求作为标准来评价建立的混播草地能否满足其营养需求，满足哪一些类型马的营养需求，哪一个混播组合能更好的应用于哪一类型的马，同时能够避免牧草营养物质的剩余与浪费。计算了各混播牧草组合与两种类型马营养需求之间的差额与相对差额，同时引入一个公式进行生产性能得分，从而较好的对各组合之间进行排名，较好的反映各组合与不同类型马的营养需求之间的关系。以使役马(中型)、妊娠马营养需求为标准进行评价显示，生产性能最高的为A3，其次为A1。以使役马(重型)营养需求为标准进行评价，则为A5生产性能最好，其次为A8。这种评价模式与以牧草产量为评价标准有一定差别。人工混播草地的建植，如果专门针对马的饲喂，除了保证混播草地的产量与品质之外，还要考虑马的营养需求，进行不同牧草品种、不同比例进行搭配，以及选择适宜当地生产的优质高产高效牧草品种，为以后大面积马专用混播草地的建立提供参考依据。

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Evaluation of production performance for perennial legume-grass mixture grassland based on nutrient needs of horses

MA Jun,ZHENG Wei,ZHANG Bo

(CollegeofPrataculturalandEnvironmentalScience,XinjiangAgriculturalUniversity/XinjiangkeyLaboratoryofGrasslandResourcesandEcology,Urumqi830052,China)

Abstract：Sowed six forages,Dactylis glomerata,Phlemu pretense,Broumis inermis,Medicago stativa,Trifolium pratens,Onobrychis viciaefolia to establish the perennial legume-grass mixture grasslland with difeerent sowing proportion (3∶7 and 2∶8) between legume and grass.Selected the indexes of yeild,nutrient,digestible energy of forages in first and second years,and the demand to nutrient and digestible energy by moderate and heavey working horse,pregnant horseas as well as milking horse to evaluate the performance of the sown grasslands by supply-demand way.The results showed that (1) taking the demand of nutrient and digestible energy by the moderate working horse and pregnant horse as evaluation standard, the mixed sowing combination of grass and legume with Dactylis glomerata,Phleum pratense,Bromus inermis,Medicage sativa,Onobrychis viciaefolia had the highest performance;(2) taking the demand of nutrient and digestible energy by the moderate working horse and milking horse as evaluation standard,the mixed sowing combination of grass and legume with Dactylis glomerata,Phleum pratense,Bromus inermis,Medicage sativa,Trifolium pratens had the highest performance.

Key words：nutritional requirement of horse；legume-grass mixture grassland；production performance

中图分类号：S 812

文献标识码：A

文章编号：1009-5500(2016)02-0052-07

作者简介：马军(1984-)，男，山东昌乐人，硕士研究生。

基金项目：国家科技支撑计划(2012BAD45B03)；新疆维吾尔自治区高校科研计划重点项目(XJEDU 2012I19)；中国科学院战略性先导科技专项-应对气候变化的碳收支认证及相关问题(XDA05050405)资助

收稿日期：2015-07-13； 修回日期：2016-01-08

E-mail：sanxingbaoxi2000@163.com

郑伟和张博为通讯作者。