日喀则天然草地6种牧草营养成分分析

张 敏，王晓丽，马玉寿*，王彦龙，杨时海，董瑞珍，张力天，秦金萍

(1.青海大学畜牧兽医科学院，青海 西宁 810016； 2.西藏百亚成未来草牧业研究院有限责任公司，西藏 日喀则 857800；3.西藏云旺实业有限公司，西藏 日喀则 857000)

中国的天然草地主要分布在西北部，大部分地区降水稀少，热量充足。西藏天然草地面积位居全国之首，约占我国草原总面积的五分之一。西藏南部的日喀则市位居西藏天然草地面积的第三位，约占西藏草原总面积的16%。日喀则市的牦牛、藏羊、藏鸡等畜产品，深受广大消费者的喜爱。畜牧业作为日喀则市重要支柱产业，是当地牧民重要的经济来源。发展畜牧业的重要基础是牧草，牧草作为草食家畜的主要营养来源，为家畜提供蛋白质、脂肪、维生素、矿物质以及其他生长所必需的营养物质[1-2]。

日喀则市的经济水平和牧民的生活水平依赖畜牧业的发展。牧草营养价值是影响畜牧业的重要因素，品质优良的草地资源能够促进畜牧业的发展。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[3]，牧草的品质直接影响家畜的生长，进而影响畜产品的品质与数量。受气候、土壤等因素的影响，不同地区牧草所含的营养成分有所差异，畜产品的品质也表现出不同[4-6]。在以往研究中，多以单一的营养指标对牧草品质进行评价，其结果不能准确地评价出营养价值。牧草营养成分高低是评价牧草价值的一项重要指标，如果只通过一项或少数几项指标来对牧草品质的优劣进行评定，很难反应各牧草的营养价值以及不同牧草间的质量差异。本文对日喀则市12个县天然草地的6种牧草营养价值采用灰色关联度分析法进行评价，分析了不同地区牧草营养价值的变化，进而为合理利用草地资源提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

日喀则市位于西藏南部(27°13′～31°49′N，82°01′～90°20′E)，平均海拔4 000 m 以上。大部分地区10月至翌年5月，干旱多风，低温少雨雪，降水量不到全年降水的10%，为干季。5—9月，气候温和，空气湿润，降水量约占全年降水的90%以上，降水量集中在7—8月，为雨季。日喀则市南部部分地区具有亚热带半湿润季风气候的特点，气候温和湿润，年均气温7～8 ℃，生长期约占全年的三分之二，年均降水量可达900 mm，如亚东县和吉隆县。

本试验牧草样品于2020年8月20日至9月8日分别采自日喀则市的拉孜县、仁布县、南木林县、谢通门县、定结县、岗巴县、昂仁县、亚东县、萨嘎县、定日县、仲巴县、白朗县12个县。日喀则市天然草地植被组成主要以禾本科的白草(Pennisetumflaccidum)、固沙草(Orinusthoroldii)、草地早熟禾(Poapratensis)等为主，莎草科的高山嵩草(Kobresiapygmaea)、华扁穗草(Blysmussinocompressus)等为主，小灌木以砂生槐(Sophoramoorcroftiana)等为主。样地信息见表1。

表1 样地信息

表1(续)

1.2 试验方法

1.2.1 样品采集 在日喀则市天然草地选取6种牧草划分为禾本科、莎草科和小灌木3类。白草为优良牧草，茎叶柔软，可食性高，牛、羊都喜食，再生性良好。在路边、河谷、山坡和沙地等都有分布。固沙草为较典型的干草原牧草，多年生，生于高海拔干燥沙地或沙丘及低矮山坡上。草地早熟禾耐旱性强，样本采自拉孜县、仁布县和南木林县，盖度较低，但分布较广。高山嵩草样本采自昂仁县、亚东县和定日县，多生长于草甸，湿润草地也有分布。华扁穗草样本采自谢通门县、仲巴县和定结县，主要分布在沼泽和湿润草地。砂生槐生长在石砾灌木丛，样本采自白朗县和南木林县。6—7月砂生槐幼嫩，可直接供牛、羊采食，8—9月荚果成熟，可做为家畜饲料。

在所测每个样点内随机布置3个0.5 m×0.5 m样方。在每个样方内按种选取有代表性的10株植物，测量其自然高度，取平均值。采用目测法测量样方内植被总盖度和物种的分盖度。将每个样方收集的牧草样品分别放入信封袋中，置于室内自然风干，然后利用不锈钢微型粉碎机将风干草样粉碎，过0.42 mm筛，自封袋进行储存，供分析用[7]。

重要值计算公式：重要值=(相对盖度+相对高度+相对生物量)/3。

1.2.2 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，钙(Ca)采用高锰酸钾滴定法测定，磷(P)采用钒钼酸铵比色法测定[8]。

1.3 数据处理

运用Excel 2019对试验数据进行记录和分析，用灰色关联度分析法，以CP、Cash、EE、NDF、ADF、Ca和P这7个指标来评价牧草的营养价值，对不同县域的供试牧草的营养价值进行综合评定[9-10]。利用SPSS 20.0软件对牧草的相对盖度、相对高度、相对生物量和重要值进行差异显著分析；对牧草的营养价值指标进行差异显著分析，包括粗蛋白(CP)、粗脂肪(EE)、酸性洗涤纤维(ADF)、中性洗涤纤维(NDF)、粗灰分(Cash)、钙(Ca)、磷(P)。3个地区以上的同类牧草采用单因素方差分析和最小显著差数法(LSD检验法)，两个地区的牧草采用独立样本T检验(置信区间95%)。

1.3.1 灰色关联度分析法

(1)确定参考值。本文中灰色关联性分析中参考值为成熟期苜蓿，营养成分指标来自中国饲料成分及营养价值表[11]。苜蓿作为主要进口牧草品种之一，因其价格优势，日喀则市诸多畜牧养殖公司在进口牧草时会增大苜蓿进口份额，因此本研究将苜蓿作为参考值进行灰色关联度分析。

(2)数据标准化处理。采用均值化处理。

(3)绝对差值。用各指标参数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。

关联系数：

式中：Δi(k)表示第i种牧草的k指标于参数值的差值，0.5为分辨系数。

各指标的加权关联度：

式中：wi(k)表示第i种牧草指标的权重系数，n表示样本总数[12]。

2 结果与分析

2.1 牧草重要值

白草样本分别采自4县，拉孜县重要值最高，为41.46%，岗巴县重要值最低，为9.28%。固沙草分别采自萨嘎县和仁布县，重要值分别为53.33%和40.52%。草地早熟禾分别采自3县，拉孜县最高，为2.98%，仁布县最低，为0.84%，草地早熟禾虽重要值较低，但分布较广。高山嵩草分别采自3县，定结县最高，为61.98%，亚东县最低，为54.19%。华扁穗草采自3县，定结县最高，为35.07%，谢通门县最低，为21.43%。砂生槐采自南木林县和白朗县，重要值分别为74.07%和22.94%。不同县区6种牧草重要值如表2所示。

表2 不同县区6种牧草重要值

表2(续)

2.2 牧草营养成分分析

如图1所示，禾本科中拉孜县白草CP含量最高，为12.26%，与其他3县(GB1、RB、GB2)白草CP相比差异显著(P=0.000，P=0.037，P=0.001)。南木林县草地早熟禾Cash含量最高，为22.26%，与拉孜县草地早熟禾Cash有显著差异(P=0.005)。岗巴县白草EE含量最高，为3.85%，与其他3县(LZ、GB1、RB)白草有显著差异(P=0.034、P=0.020、P=0.020)。南木林县的草地早熟禾ADF和NDF含量最低，分别为17.35%、39.82%，与其他2县(LZ、RB)草地早熟禾ADF和NDF相比差异显著(P=0.000、P=0.004；P=0.000、P=0.001)。仁布县白草Ca含量最高，为0.23%，与其他3县白草Ca(LZ、GB1、GB2)相比，差异不显著(P=0.062、P=0.491、P=0.187)。仁布县白草P含量最高，为0.21%，与岗巴县白草P有显著差异(P=0.027)。

数据为平均值±标准误(n=3);不同小写字母表示差异显著(P<0.05)。图1 6种牧草营养价值变化特征Fig.1 Variation characteristics of nutritional value of 6 kinds of forages

莎草科中昂仁县的高山嵩草CP含量最高，为17.60%，与亚东县高山嵩草有显著差异(P=0.000)。谢通门县的华扁穗草Cash含量最高，为12.06%，与其他2县(ZB、DJ)有显著差异(P=0.000、P=0.000)。谢通门县的华扁穗草EE含量最高，为3.87%，与定结县有显著差异(P=0.034)。谢通门县华扁穗草ADF和NDF含量最低，分别为17.04%，39.41%，ADF与其他2县(ZB、DJ)无显著性差异(P=0.147、P=0.572)，NDF与仲巴县的有显著性差异(P=0.042)。昂仁县高山嵩草Ca含量最高为0.47%，与其他2县(YD、DR)无显著性差异(P=0.475、P=0.095)。谢通门县华扁穗草P的含量最高，为0.23%，与其他2县(ZB、DJ)无显著性差异(P=0.156、P=0.390)。

小灌木中白朗县砂生槐CP含量较高，为23.18%，与南木林县相比差异显著(P=0.036)，南木林县砂生槐Cash、EE、Ca、P含量较高，分别为7.69%、3.18%、0.36%、0.14%，南木林县砂生槐ADF和NDF含量最低，分别为23.52%、42.26%，两县砂生槐的CP、ADF、Ca有显著差异(P=0.036、P=0.006、P=0.012)。

2.3 牧草营养价值综合评价

根据灰色关联度分析法对两种牧草的营养指标进行标准化处理，以苜蓿的营养指标作为参考值进行计算。不同县域牧草营养价值指标关联系数见表3，各牧草关联度结果见表4。根据加权关联度对各牧草进行综合排序，加权关联度数值越大，与参考值差异就越小，表示牧草的营养品质就越高。根据关联度大小，不同地区6种牧草营养价值综合前5排名：PF-GB1>OT-SG>KP-YD>OT-RB>KP-DR，由此可知岗巴县的白草、萨嘎县的固沙草、亚东县的高山嵩草、仁布县的固沙草和定结县的高山嵩草营养价值较高。

表3 各牧草指标关联系数

表4 各牧草关联度结果

表4(续)

禾本科牧草营养价值关联度结果见表5。由表5可知，禾本科牧草营养价值前5排名：PF-GB1>OT-SG>OT-RB>PF-RB>PF-LZ。

表5 禾本科牧草营养价值关联度结果

莎草科牧草营养价值关联度结果见表6。由表6可知，莎草科牧草营养价值排名：KP-YD>KP-DJ>KP-AR>BS-DJ>BS-ZB>BS-XTM。

表6 莎草科牧草营养价值关联度结果

小灌木营养价值排名：SM-BL>SM-NML,其中SM-BL关联度为0.746，SM-NML关联度为0.674。

3 讨论与结论

牧草营养的高低，是指其所含营养成分的多寡以及有多少可以被动物利用和吸收。牧草质量的基础就是其所含不同类型营养成分的多少，含容易被动物消化的物质越多，其质量就越高。反之亦然。家畜的生长，以及维持自身生命活动，最需要的是能量和蛋白质。CP也有类似于淀粉和脂肪类物质的结构和成分，也可用作能量物质。CP的含量越高，NDF和ADF含量较低，其营养价值越高[13-14]。本次研究的6种牧草中，白朗县砂生槐CP含量最高，定结县华扁穗草的ADF含量最低，谢通门县华扁穗草NDF含量最低。牧草的品质也受到矿物质元素的影响[15]。Ca、P是动物体内含量较多的矿物元素，缺乏Ca、P会导致骨骼变形，生长缓慢，出现佝偻病，谢通门县高山嵩草中Ca含量最多，仁布县白草中P含量最多。适口性也作为评价牧草品质的重要指标。牧草的适口性越好，草食家畜的采食量就越高，虽然人们期望牧草蛋白含量高，但是应当注意是否能够被家畜所消化利用。高质量牧草的特征从外观来看，叶片多、具有柔软的茎杆、颜色较绿，叶茎比高，并且带有芳香的气味。这种牧草一般情况下蛋白和能量的含量较高，纤维含量较低，家畜采食之后能够很快被消化利用，能显著增加家畜的采食量[16-23]。

牧草的营养价值作为评价牧草优良的重要指标之一，评价过程中，仅用单一的营养指标评价牧草的营养价值不够全面。灰色关联度分析法可以综合考虑各个因子的作用，评价结果会更加科学和全面[24-26]。李超等[27]用灰色关联分析法对九个苜蓿品种的分支期、现蕾期和初花期的水分生理和产量等指标进行分析，综合评价结果表明叶片水势与叶片相对含水量呈极显著正相关，与叶片保水力呈极显著负相关。

本研究采用灰色关联度分析法对日喀则市不同牧草的营养价值进行综合评定，根据不同县不同牧草营养价值综合排名，岗巴县的白草、萨嘎县的固沙草、亚东县的高山嵩草、仁布县的固沙草和定结县的高山嵩草营养价值较高，南木林县草地早熟禾营养价值较差。根据同科牧草营养价值排名，禾本科岗巴县的白草、萨嘎县和仁布县固沙草、仁布县白草和拉孜县白草营养价值较高，莎草科亚东县、定结县和昂仁的高山嵩草均比其他县的华扁穗草营养价值高，小灌木砂生槐为白朗县的营养价值高。