錫林郭勒天然草地營養(yǎng)成分評(píng)價(jià)

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(內(nèi)蒙古自治區(qū)錫林浩特國家氣候觀象臺(tái)，內(nèi)蒙古 錫林浩特 026000)

天然草地牧草是草食畜賴以生存的條件, 草地牧草營養(yǎng)成分直接影響著草食畜的營養(yǎng)狀況、生命活動(dòng)及生產(chǎn)性能。近年來，由于對(duì)草地資源的不合理利用，草地生態(tài)系統(tǒng)失調(diào)，致使錫林郭勒草原退化面積近64%，天然牧草營養(yǎng)成分降低，草地質(zhì)量嚴(yán)重下降[1-2]。以往對(duì)天然草地牧草單一營養(yǎng)成分的研究較多[3-5]，應(yīng)用綜合指標(biāo)研究的較少[6-8]，特別是對(duì)錫林郭勒盟草地天然牧草營養(yǎng)成分綜合量化評(píng)價(jià)還未見報(bào)道。因此，應(yīng)用主成分分析法[9-11]對(duì)錫林郭勒草地天然牧草營養(yǎng)成分進(jìn)行更加客觀和準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)，為牧草品種的選育、生產(chǎn)加工和配制動(dòng)物日糧、確定適宜的草地載畜量和牧業(yè)生產(chǎn)布局，維護(hù)草地生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定與草地資源的合理利用提供決策依據(jù)。

1 材料與方法

1.1研究地概況 錫林郭勒盟行政區(qū)下轄13個(gè)旗(縣、市)，地處111°59′～120°00′ E，42°32′～46°41′ N，海拔839～1 469 m，面積20.3萬km2。氣候類型為溫帶半干旱大陸性氣候，年均氣溫2.5 ℃，降水量273 mm，日照時(shí)數(shù)3 024.7 h，生長期102～148 d。錫林郭勒盟主要有3個(gè)草原類型：東部為草甸草原(東烏珠穆沁旗、西烏珠穆沁旗、烏拉蓋管理區(qū))，建群種為羊草(Leymuschinensis)、貝加爾針茅(Stipabaicalensis)等；中部為典型草原(阿巴嘎旗、錫林浩特市、正鑲白旗、鑲黃旗、正藍(lán)旗、多倫縣、太仆寺旗)，建群種為克氏針茅(S.kryloyii)、羊草；西部為荒漠化草原(蘇尼特左旗、蘇尼特右旗、二連浩特市)，建群種多為半灌木。錫林郭勒盟草原伴生種為糙隱子草(Cleistogenessquarrosa)、知母(Anemarrhenaasphodeloides)、矮鴉蔥(Scorzonerasubacauli)、冷蒿(Artemisiafrigida)等，土壤以風(fēng)沙土為主，部分地區(qū)有栗鈣土、棕鈣土和草甸土等，有機(jī)質(zhì)含量低，穩(wěn)固性差。

1.2資料來源與方法 資料來源于錫林浩特國家氣候觀象臺(tái)2005-2011年測定的錫林郭勒地區(qū)天然草地地上牧草營養(yǎng)成分。供試樣品來自錫林郭勒地區(qū)13個(gè)旗(縣、市)天然草地牧草觀測場，為每年7月下旬-8月上旬測定天然草地地上生物量時(shí)取得的混合牧草樣品。選取天然牧草歷年測定的粗蛋白、粗脂肪、無氮浸出物、粗灰分、粗纖維5項(xiàng)成分的平均值作為天然草地牧草飼料營養(yǎng)成分綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)。運(yùn)用SPSS 11.5與Microsoft Excel 2003軟件主成分計(jì)算原理對(duì)選取營養(yǎng)成分綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行主成分分析。

2 結(jié)果

根據(jù)錫林郭勒地區(qū)歷年平均營養(yǎng)成分測定資料(表1)，通過主成分分析，選取3個(gè)主成分(表2)。粗蛋白、粗灰分在第1主成分上有較高載荷，說明第1主成分基本反映了粗蛋白、粗灰分兩個(gè)指標(biāo)的信息；粗脂肪、無氮浸出物在第2主成分上有較高的載荷，說明第2主成分基本反映了粗脂肪、無氮浸出物兩個(gè)指標(biāo)的信息；粗纖維在第3主成分上有較高載荷，說明第3主成分基本反映了粗纖維指標(biāo)的信息。各主成分的方差貢獻(xiàn)率分別為43.991%、25.983%和16.019%，累積貢獻(xiàn)率達(dá)85.993%，代表了各供試樣品85.993%的信息，信息損失量14.007%。

表1 不同天然草地類型草地營養(yǎng)成分Table 1 Nutrition of grasslands in Xilin Gol %

表2 選取指標(biāo)與主成分載荷矩陣Table 2 Load matrix of selecting index and principal components

應(yīng)用主成分分析方法對(duì)天然草地牧草營養(yǎng)成分進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，就是利用主成分綜合得分的大小來評(píng)價(jià)天然草地牧草營養(yǎng)成分的高低，主成分綜合得分越大營養(yǎng)成分越高，反之則越低。本研究表明，蘇尼特左旗天然牧草營養(yǎng)成分最高，烏拉蓋管理區(qū)較低(表3)。同理，草原類型主成分綜合得分越高，草地類型牧草營養(yǎng)成分越高。按草原類型牧草營養(yǎng)成分高低排序?yàn)榛哪菰?典型草原>草甸草原。

表3 各主成分得分、綜合得分及天然草地營養(yǎng)成分排序Table 3 Composite scores of principal components and ranking of nutrients of grassland in Xilin Gol

3 討論

牧草的營養(yǎng)成分受分布地域、品種、生長發(fā)育階段、土壤、海拔高度、季節(jié)、氣候條件[12]、畜種和采食量等各種因素的影響，特別是天然牧草的刈割期對(duì)牧草的產(chǎn)量和營養(yǎng)價(jià)值影響很大[13]。不同類型天然草地及植被構(gòu)成是牧草營養(yǎng)成分高低的決定因素。不同類型天然草地不同種類的牧草營養(yǎng)成分固然不同，同一種類牧草生長在不同地區(qū)營養(yǎng)成分也不盡相同，同一草地不同種類的牧草，其營養(yǎng)成分差異很大。處于營養(yǎng)生長期的牧草含有豐富的蛋白質(zhì)，極易被消化，并可以滿足牲畜的營養(yǎng)需要。抽穗時(shí)的牧草仍有相當(dāng)數(shù)量的葉片和較高的消化率。開花結(jié)實(shí)后，牧草蛋白質(zhì)含量降低，粗纖維含量升高，消化率降低。牧草的部位不同，營養(yǎng)成分也不同。葉片比莖稈含有更豐富的蛋白質(zhì)，而粗纖維則比莖稈少。生長在肥沃土壤上的牧草，不僅產(chǎn)量高，而且營養(yǎng)價(jià)值也較高。生長在貧瘠土壤上的牧草則相反。一般來說，同一種牧草生長在高海拔地區(qū)的營養(yǎng)價(jià)值比生長在低海拔地區(qū)的營養(yǎng)價(jià)值高,溫帶地區(qū)的草地牧草比熱帶和亞熱帶地區(qū)的牧草營養(yǎng)價(jià)值高。通過采用補(bǔ)播優(yōu)質(zhì)牧草、施肥、清除劣質(zhì)雜草及有毒有害植物、防治蟲害和鼠害、合理規(guī)定載畜量和放牧強(qiáng)度、劃區(qū)輪牧等經(jīng)營管理措施，可以有效地提高草地牧草的營養(yǎng)成分[14]。

草地牧草各種營養(yǎng)成分的高低是評(píng)價(jià)其營養(yǎng)價(jià)值的重要因素。粗蛋白質(zhì)含量愈高、粗纖維含量愈低，則草地牧草的營養(yǎng)價(jià)值就愈高，反之，營養(yǎng)價(jià)值就愈低。本研究發(fā)現(xiàn)，天然草地牧草粗蛋白、粗脂肪、粗纖維等營養(yǎng)成分排序不同，這說明單一的營養(yǎng)成分絕對(duì)含量指標(biāo)不能準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)牧草的營養(yǎng)成分。因此，對(duì)牧草營養(yǎng)價(jià)值的評(píng)價(jià)應(yīng)采用綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)。主成分分析綜合量化各指標(biāo)的權(quán)重，避免人為的主觀任意性，可以提高結(jié)果的客觀性與精確度。僅靠草地的地上生物量確定載畜量存在一定的局限性，以草地牧草營養(yǎng)成分含量確定載畜量，也存在一定的片面性，因?yàn)樵跔I養(yǎng)已經(jīng)滿足家畜需求的情況下，家畜可能并未吃飽而繼續(xù)采食，使得草地營養(yǎng)載畜量大于生物量載畜量，這樣勢必會(huì)造成過牧。以草地生物量及牧草營養(yǎng)成分含量確定載畜量要因地制宜，兩者分配比例合理才可確定適宜的載畜量；以草地合理載畜量為基礎(chǔ)，才能使草地實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益的最優(yōu)化，最終實(shí)現(xiàn)草地畜牧業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。在草地退化較嚴(yán)重或生態(tài)環(huán)境較脆弱的錫林郭勒盟地區(qū)，以草地生物量確定載畜量比較適宜，既可以避免放牧家畜超載又能給草地休養(yǎng)生息的機(jī)會(huì)。

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