新疆沙爾套山草地優(yōu)勢禾本科牧草營養(yǎng)價值綜合評定

萬娟娟，于 磊，魯為華，楊國林，張前兵，楊潔晶

(1.石河子大學動物科技學院，新疆 石河子 832000； 2.農四師76團畜牧科技推廣中心，新疆 伊犁 835000)

新疆沙爾套山草地優(yōu)勢禾本科牧草營養(yǎng)價值綜合評定

萬娟娟1，于 磊1，魯為華1，楊國林2，張前兵1，楊潔晶1

(1.石河子大學動物科技學院，新疆 石河子 832000； 2.農四師76團畜牧科技推廣中心，新疆 伊犁 835000)

沙爾套山天然草地植物種類多，牧草資源豐富，尤其是禾本科牧草，其在草地植被組成中和放牧家畜日糧構成上占據(jù)著重要的地位。本研究通過對沙爾套山天然草地中占優(yōu)勢地位的9種禾本科牧草的生長特征及適口性進行觀測，并運用灰色關聯(lián)度分析法對其營養(yǎng)價值進行綜合評定。結果顯示，1)9種禾本科牧草可劃分為旱生、旱中生和中生3種水分生態(tài)類型，密叢型、根莖型、根莖疏叢型和疏叢型4種分蘗類型，特別喜食、喜食和愿食3種適口性級別。2)9種禾本科牧草營養(yǎng)價值的綜合評定由高至低的排列次序是鴨茅(Dactylisglomerata)>垂穗披堿草(Elymusnutans)>新疆鵝觀草(Roegneriasinkiangensis)>圓柱披堿草(Elymuscylindricus)>細葉早熟禾(Poaangustifolia)>短芒短柄草(Brachypodiumpinnatum)>假梯牧草(Phleumpratense)>針茅(Stipacapillata)>芨芨草(Achnatherumsplendens)。

禾本科牧草；生長特征；營養(yǎng)價值；灰色關聯(lián)度

沙爾套山位于新疆維吾爾自治區(qū)昭蘇縣境內的西北部。該區(qū)域天然草地植物種類多，牧草資源豐富，產草量高，是新疆生產建設兵團76團、77團的重要畜牧業(yè)經營地，對當?shù)夭莸匦竽翗I(yè)生產起著支撐作用，并對該區(qū)域內生態(tài)平衡維系、環(huán)境保護以及可持續(xù)發(fā)展發(fā)揮著重要作用。禾本科牧草在當?shù)靥烊徊莸刂脖唤M成中占據(jù)主要地位，構成了各類放牧家畜日糧的主要飼草成分[1]。牧草的營養(yǎng)價值是其植物體內多項營養(yǎng)成分含量的綜合體現(xiàn)，包括可被家畜利用的各種化學物質成分。因此，研究禾本科植物的營養(yǎng)價值及飼用價值的差異，不僅能為牧草經濟價值評價提供科學依據(jù)并能為放牧家畜營養(yǎng)平衡供給提供基礎資料，而且對科學利用草地和指導放牧家畜生產等都具有重要的意義。

在傳統(tǒng)研究中，常以某一項常規(guī)主要的營養(yǎng)指標進行牧草營養(yǎng)評價，其評定結果不夠全面且準確性較低[2]。任繼周[3]根據(jù)牧草粗蛋白(CP)等級指數(shù)劃分法可將牧草劃分為上等(≥16%)、中等(10%～15%)和下等(≤10%)。同時也有研究表明，酸性洗滌纖維(ADF)含量≥30%會影響蛋白的消化[4]。而牧草營養(yǎng)成分的高低是評價牧草飼用價值的重要指標，所以，僅僅通過單一或少項的營養(yǎng)指標來判定牧草的品質好壞很難全面反映牧草營養(yǎng)價值的優(yōu)劣和各種牧草之間綜合量化的質量差異等。

灰色關聯(lián)度分析法是一種灰色系統(tǒng)理論中對于一個系統(tǒng)發(fā)展變化態(tài)勢進行定量描述和比較的分析方法[5],因其具有計算簡單易行、評價全面合理等特點，在實踐應用中，常被用作開展農產品品種評價[6-9]、牧草引種[10]和野生牧草營養(yǎng)價值綜合評價，對于指導生產和科學研究發(fā)揮了積極的作用。本研究亦采用該方法對沙爾套山天然草地中占優(yōu)勢地位的9種禾本科牧草的營養(yǎng)成分進行分析，并對其營養(yǎng)價值進行可量化的綜合評定，揭示9種優(yōu)勢牧草營養(yǎng)價值差異性和牧草飼用價值的不同，以期為深入研究牧草經濟價值奠定基礎，同時也為該地放牧家畜營養(yǎng)飼料的平衡供給提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1研究區(qū)概況

新疆昭蘇縣境內的沙爾套山，屬西天山分支部分。整個山地呈東西走向，是形成昭蘇盆地的主體山脈之一；地理位置為80°15′-80°54′ E，42°54′-43°11′ N。沙爾套山的地理分布范圍包括山麓平原、低山及中高山帶，海拔在1 700～3 000 m。主體山脈的西部和北部山嶺處與哈薩克斯坦國交界。屬中溫帶山區(qū)半干旱半濕潤冷涼氣候，降水量450～550 mm，年均溫2.9 ℃。春季氣溫多變，秋季降溫迅速，冷空氣活動頻繁[11-12]。

1.2試驗材料

試驗材料為采集于沙爾套山天然草地垂直地帶中占優(yōu)勢地位的禾本科牧草，共計9種。從山麓平原、低山至中山帶，分布依次為芨芨草(Achnatherumsplendens)、針茅(Stipacapillata)、細葉早熟禾(Poaangustifolia)、假梯牧草(Phleumphieoides)、新疆鵝觀草(Roegneriasinkiangensis)、鴨茅(Dactylisglomerata)、圓柱披堿草(Elymuscylindricus)、垂穗披堿草(E.nutans)、短芒短柄草(Brachypodiumpinnatum)[13]。采樣時間為2013年8月3-8日，所收取的分析樣品剪割高度以綿羊放牧采食高度為依據(jù)。

1.3試驗方法

分析樣采集：每種禾本科牧草取3個點，將3個點所收集的牧草混合放入布袋中，置于室內自然風干，然后稱取300～400 g風干樣品并粉碎，用于牧草營養(yǎng)成分的測定，每種禾本科牧草重復3次。

產草量的測定：根據(jù)野外調查測產的基本方法，選取一個1 m×1 m的樣方，對樣方中每種植物種進行稱重并記錄，然后取部分樣品進行含水量的測定，根據(jù)含水量計算樣方內每種植物的干重。

株高的測定：隨機選取10株植物，測量其自然高度。

開展沙爾套山天然草地實地調查，觀測和采收天然草地中占優(yōu)勢地位的禾本科牧草，并將采收的各優(yōu)勢禾本科牧草按放牧家畜的喜食程度進行適口性分級，分為特別喜食、喜食、愿食、少食和不食5個等級[14-15]。對上述占優(yōu)勢地位的禾本科牧草在草地群落中的生長特征等進行測定和描述。

營養(yǎng)成分指標的測定：粗蛋白(CP)采用凱氏定氮法，粗脂肪(EE)采用乙醚浸出法，酸性洗滌纖維(ADF)和中性洗滌纖維(NDF)采用范氏纖維洗滌法，粗灰分(CAsh)用馬福爐灼燒法，Ca采用乙二胺四乙酸二鈉絡合滴定法測定，P采用釩鉬酸銨比色法測定[16]，每個指標重復3次。

1.4數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)用Excel 2007進行記錄和整理，運用SPSS 17.0對數(shù)據(jù)進行單因素方差分析，并且結合灰色關聯(lián)度分析法[17-19]對供試的禾本科牧草營養(yǎng)價值進行綜合評定。

1.4.1選擇評判指標 采用目前廣泛使用的概略養(yǎng)分法與洗滌法分析牧草的營養(yǎng)成分，主要以CP、CAsh、EE、NDF、ADF、Ca和P這7個指標來評價禾本科牧草的營養(yǎng)價值。

1.4.2確定期望值 從營養(yǎng)價值來看，CAsh為牧草中的礦物質，CP是主要營養(yǎng)物質，EE是家畜的熱能物質，Ca和P是兩種重要的礦質元素，對家畜的生長發(fā)育有重要的作用。因此，這5個指標的測定值越高，牧草的品質越好，營養(yǎng)價值也就越高，這5個指標期望值的確定比供試品種各性狀的上限值略大一點；NDF和ADF也是一種主要的營養(yǎng)物質，但其含量與消化率呈負相關關系，因此在一定程度上，兩者的含量越低越好。這兩個指標期望值的確定比供試草種各性狀的下限值略小一點的數(shù)值。

1.4.3數(shù)據(jù)標準化處理 雖然各牧草營養(yǎng)價值的評價指標相同，但測定值之間相差較大，為了便于分析，須對數(shù)據(jù)進行標準化處理。用初值化法進行處理，即用各測定值除以期望值(NDF、ADF處理采用商數(shù)的倒數(shù))得到一個評判方向一致、數(shù)值都在0～l之間的標準化數(shù)值矩陣。

1.4.4求絕對差值 用各指標期望值的標準化值分別減去各牧草相應指標的標準化數(shù)值，得到一系列的標準絕對差值，從中找出最大差值和最小差值。

1.4.5求關聯(lián)系數(shù)

(1)

式中，ξi(k)表示第i種禾本科牧草k指標與期望值的關聯(lián)系數(shù)，Δi(k)表示第i種禾本科牧草k指標與期望值的差值，0.5為分辨系數(shù)。

1.4.6求各指標的權重系數(shù)和加權關聯(lián)度：

(2)

式中，Wi(k)表示第i種禾本科牧草指標的權重系數(shù)。

(3)

式中，γ1表示牧草的加權關聯(lián)度，N表示樣本總數(shù)，W表示權重系數(shù)。

2 結果與分析

2.1優(yōu)勢禾本科牧草生長特征及適口性特點

沙爾套山天然草地9種優(yōu)勢地位的禾本科牧草可劃分為優(yōu)勢種和次優(yōu)勢種(亞優(yōu)勢種)，水分生態(tài)類型可劃分3種，即旱生、旱中生和中生，牧草適口性可劃分為3種，即特別喜食、喜食、愿食，分蘗類型可劃分為4種，即密叢型、根莖型、根莖疏叢型和疏叢型(表1)。

2.2禾本科牧草營養(yǎng)成分分析

新疆鵝觀草和鴨茅的CP含量較高，分別為13.83%和12.43%,顯著高于其他7個牧草(P<0.05)；短芒短柄草的CAsh和ADF含量均最高，分別為8.75%和48.5%；芨芨草的NDF含量最高，為90.5%，垂穗披堿草的P含量最高，為0.18%；短芒短柄草的EE含量最高，為1.35%，假梯牧草的Ca含量最高，為3.35%(表2)。

2.3禾本科牧草營養(yǎng)價值的綜合分析

根據(jù)上述灰色關聯(lián)度分析法的步驟，首先對9種優(yōu)勢禾本科牧草各營養(yǎng)指標的期望值進行確定(表2)，然后對表2中的數(shù)據(jù)進行標準化處理，再用標準化處理后的期望值減去測定值，得出禾本科牧草各營養(yǎng)指標的絕對差值，并從中找出最大差值和最小差值(表3)，最后根據(jù)公式(1)、(2)和(3)分別得出禾本科牧草各營養(yǎng)含量與期望值的關聯(lián)系數(shù)、各營養(yǎng)指標的權重系數(shù)和各優(yōu)勢地位的禾本科牧草的加權關聯(lián)度,并進行綜合排序(表4)。

加權關聯(lián)度越大，與期望系列的差異就越小，該牧草的營養(yǎng)價值就越高。依據(jù)關聯(lián)度的大小,9種優(yōu)勢禾本科牧草營養(yǎng)價值由高至低的排列次序是鴨茅>垂穗披堿草>新疆鵝觀草>圓柱披堿草>細葉早熟禾>短芒短柄草>假梯牧草>針茅>芨芨草。

3 討論與結論

評價牧草是否優(yōu)良的重要指標之一是牧草營養(yǎng)價值的高低[17]，但是，僅以單一營養(yǎng)指標為標準來評價牧草是不夠全面和準確的。運用灰色關聯(lián)度分析法可以考慮各個因子的作用，使評判結果更為客觀、準確。慕平等[20]和王桃[21]分別對苜蓿(Medicagosativa)品種生產性能和高寒區(qū)36種燕麥(Avenasativa)生產效能用灰色關聯(lián)系數(shù)法進行了綜合評價，得出較為合理可信的結果，說明該方法用于牧草營養(yǎng)價值的綜合評定具有一定的合理性。而由于評價時不同牧草所處的營養(yǎng)時期不同，這給準確評價造成了一定影響。

表3 禾本科牧草各營養(yǎng)指標期望值與測定值的絕對差值表Table 3 The absolute difference between expected value and measured value of gramineous grass species

表4 9種優(yōu)勢地位禾本科牧草綜合評定結果Table 4 The comprehensive evaluation result of nine dominant gramineous grass species

評價牧草飼用價值的重要指標之一是牧草營養(yǎng)成分的高低[22]，其中，粗蛋白質和粗纖維的含量決定了牧草營養(yǎng)的品質。一般認為粗蛋白含量較高、粗纖維含量越低的牧草，其飼用價值也就越高[23]。本研究采用灰色關聯(lián)度分析法對牧草營養(yǎng)價值進行了綜合評定，能夠較好地反映出牧草在營養(yǎng)價值數(shù)量化方面的差異性，體現(xiàn)牧草價值的綜合性特點。但是，牧草營養(yǎng)價值的評價除了養(yǎng)分含量外，牧草的適口性、消化率等對牧草營養(yǎng)價值的評定也會產生影響。以往研究表明，適口性好，家畜喜食，是保證家畜正常、健康生產的保障，也是牧草營養(yǎng)價值高的標志[24]。對于消化率，其可消化程度愈高，對家畜的營養(yǎng)價值就越大，牧草品質就越好；相反，則牧草品質就差[25]。而由于不同家畜對不同禾本科牧草的消化率有所不同，僅利用經驗公式進行評價[15,26]，可能會影響評價結果的準確性。因此，本研究未涉及適口性、消化率等指標。而這些指標具體產生影響的程度大小如何，以及各影響因素之間的關系，包括不同家畜對野生禾本科牧草的適口性和消化率等問題，還需要今后深入研究，以便對牧草飼用價值進行更為準確和科學的評價。

通過對新疆昭蘇縣境沙爾套山天然草地中占優(yōu)勢地位的9種禾本科牧草營養(yǎng)成分進行初步分析，其營養(yǎng)價值大小排序為鴨茅>垂穗披堿草>新疆鵝觀草>圓柱披堿草>細葉早熟禾>短芒短柄草>假梯牧草>針茅>芨芨草。

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(責任編輯 武艷培)

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

國家公益性(農業(yè))行業(yè)專項“放牧牛羊營養(yǎng)均衡需要研究與示范”(201303062)

萬娟娟(1989-)，女，新疆伊犁人，在讀碩士生，主要從事草地及牧草資源的評價與利用研究。 E-mail:wanjuanjuanshzu@sina.com

于磊(1954-)，男，山東寧津人，教授，學士，主要從事草地資源評價與開發(fā)利用。E-mail：shzyulei@sina.cn

S816.11

：A

：1001-0629(2014)11-2141-07

10.11829j.issn.1001-0629.2014-0338