高寒牧區(qū)天然草地牧草干物質(zhì)的瘤胃降解率動態(tài)變化

梁建勇，焦 婷，吳建平，肖元明

(1.甘肅農(nóng)業(yè)大學 草業(yè)學院/草業(yè)生態(tài)系統(tǒng)教育部重點實驗室/甘肅省草業(yè)工程實驗室/中-美草地畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展研究中心，甘肅 蘭州 730070；2.甘肅農(nóng)業(yè)大學 動物科學技術學院，甘肅 蘭州 730070)

高寒牧區(qū)天然草地牧草干物質(zhì)的瘤胃降解率動態(tài)變化

梁建勇1，焦 婷1，吳建平2，肖元明1

(1.甘肅農(nóng)業(yè)大學 草業(yè)學院/草業(yè)生態(tài)系統(tǒng)教育部重點實驗室/甘肅省草業(yè)工程實驗室/中-美草地畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展研究中心，甘肅 蘭州 730070；2.甘肅農(nóng)業(yè)大學 動物科學技術學院，甘肅 蘭州 730070)

選用5只安裝有瘤胃瘺管，體重和體質(zhì)相近，健康無病的德國美利奴×小尾寒羊為試驗羊只，采用瘤胃尼龍袋法測定2010～2012年不同月瑪曲高寒草地天然牧草瘤胃降解率動態(tài)變化，結(jié)果表明，天然牧草在瘤胃中降解48 h后其干物質(zhì)瘤胃降解率趨于平緩。牧草瘤胃干物質(zhì)降解率隨生育期的推移先升高后降低，在6、7月出現(xiàn)了峰值，2010年7月，2011和2012年6月分別達到67.05%，60.9%和71.56%。此時牧草營養(yǎng)價值較高，完全可以滿足家畜對營養(yǎng)素的需求，8、9月逐漸下降；不同年份相同草地牧草干物質(zhì)降解率也不同。

高寒牧區(qū)；瘺管羊；干物質(zhì)降解率；瘤胃尼龍袋法

牧草及其他飼料作物作為畜牧業(yè)的重要生產(chǎn)資料，對畜牧業(yè)的發(fā)展具有非常重要的作用[1]。我國擁有草地面積約3.92億hm2[2]，是發(fā)展草食家畜的巨大物質(zhì)基礎。牧草消化率是計算草地載畜量和制定家畜營養(yǎng)標準及補飼量的重要依據(jù)，在生產(chǎn)中具有重要意義。牧草的營養(yǎng)特性決定了其在反芻家畜中的應用地位。干物質(zhì)(DM)，中性洗滌纖維(NDF)和粗蛋白質(zhì)(CP)在瘤胃中降解率的大小是衡量飼糧品質(zhì)的重要指標。研究表明，同種牧草在不同生育期，其粗蛋白質(zhì)(CP)、中性洗滌纖維(NDF)、酸性洗滌纖維(ADF)等營養(yǎng)物質(zhì)在莖葉之間的轉(zhuǎn)移與分配均不斷發(fā)生著變化，從而導致植株整體飼用價值和利用率的改變[3]。

1 材料和方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于甘肅省甘南藏族自治州西南部瑪曲縣，隸屬甘肅甘南藏族自治州，位于甘肅省甘南藏族自治州西南部，東端，甘、青、川3省交界處，黃河第1彎曲部。地理坐標E 100°46′～102°29′，N 33°06′～34°30′。地勢西高東低，由西北向東南傾斜，海拔在3 300～4 806 m，氣候?qū)俑咴箨懶愿吆疂駶檯^(qū)，高寒多風雨(雪)。長冬無夏，氣候嚴寒是其特征。年平均氣溫1.1℃，年平均降水量615.5 mm，年相對無霜期僅19 d。牧草生長期190 d。年平均日照2 691 h，牧草生長期平均日照55～68 h。

1.2 試驗動物

選擇5只體重和體質(zhì)相近，健康狀態(tài)良好并安裝有永久瘤胃瘺管的2歲成年公羊(德國美利奴♂×小尾寒羊♀)為瘺管羊，平均體重53 kg。羊只常規(guī)管理，飼料為青貯玉米，輔以少量精料，自由飲水。

1.3 試驗設計

瑪曲高寒牧區(qū)天然草地牧草的采集采用齊地面刈割，于2010～2012年4～10月分別采集瑪曲3個典型牧戶牧場混合草樣，每個牧場選擇5個樣方，樣方0.5 m×0.5 m，后將5個樣方的草樣混合均勻，采用四分法取200 g帶回實驗室風干粉碎待測。

1.3 測定項目及方法

牧草干物質(zhì)降解率采用瘤胃尼龍袋法 準確稱取樣品2 g放入已知重量的尼龍袋(在65℃的烘箱中預烘24 h)中。尼龍袋為3 cm×4 cm。尼龍袋用尼龍繩封口后用鑷子送入瘤胃腹囊，然后把尼龍繩拴在瘺管蓋上，固定。每個樣品3個重復，同時以不裝任何樣品的空尼龍袋為對照消除系統(tǒng)誤差。分別于0、4、6、8、

12、24、48 h、后，快速取出尼龍袋，立即置入冷水中，終止發(fā)酵。取出的袋子用39℃溫水細流輕輕沖洗，至尼龍袋表面干凈為止，后置于磁盤中烘干至恒重。

牧草干物質(zhì)降解率(%)=(牧草干物質(zhì)初始重-瘤胃消化后殘留物重)/初始重×100%

牧草干物質(zhì)采用烘干法進行。

2 結(jié)果與分析

2.1 高寒草地牧草干物質(zhì)降解率在瘤胃中的變化

8月瑪曲高寒草地天然混合牧草樣品瘤胃降解率隨降解時間的延長而逐漸增加，其中，0～24 h變幅較大，呈線性上升趨勢，到了48 h后趨于平緩，牧戶1,2和3在48 h和72 h的消化率分別是60%和59.7%， 41.0%和40.0%，45.6%和45.4%。說明天然牧草在瘤胃中存留48 h時已基本降解完全。故后期數(shù)據(jù)只做了48 h的降解率(圖1)。

圖1 2011年8月不同牧戶牧草干物質(zhì)瘤胃降解動態(tài)Fig.1 The degradation dynamic of dry matter in rumen in August,2011

2.2 高寒牧區(qū)天然草地牧草干物質(zhì)瘤胃降解率月動態(tài)變化

高寒牧區(qū)天然草地牧草干物質(zhì)瘤胃降解率存在季節(jié)動態(tài)變化(表1)。2010年6，7月牧草的消化率顯著高于9月(P<0.05)。7月降解率最高，達到67.05%，9月出現(xiàn)最低值，為51.78%，2011年則為4月牧草枯黃時期降解率最低，為48.74%。2012年6月牧草的降解率(71.56%)2011年6月牧草干物質(zhì)瘤胃降解率顯著高于除5月份外的其他月(P<0.05)。2012年6月牧草的消化率顯著高于其他月(P<0.05)，5和7月牧草的消化率顯著高于除6月外的其他月(P<0.05)。即在2010～2012年6、7月降解率出現(xiàn)峰值，此時牧草營養(yǎng)價值較高，完全可以滿足家畜對營養(yǎng)素的需求，以后隨著生育期的推移有所下降。

表1 高寒牧區(qū)天然草地牧草干物質(zhì)瘤胃降解率Table 1 The degradation dynamic of forage dry matter in rumen %

注：不同小寫字母表示同行間差異顯著(P<0.05)

2.3 高寒牧區(qū)天然草地牧草干物質(zhì)瘤胃降解率的年份變化

由圖2可知，瑪曲2010年牧草干物質(zhì)降解率顯著高于2011年(P<0.05)，2012年牧草的干物質(zhì)消化率高于2011年但不顯著，2010到2012年度，瑪曲的牧草干物質(zhì)消化率有先降低后升高的趨勢。這就要求牧民相應調(diào)整放牧時間，合理利用草地資源，達到永續(xù)利用的目的。

圖2 不同年份牧草干物質(zhì)瘤胃降解率變化Fig.2 The degradation dynamic of dry matter in rumen in different years注：不同小寫字母表示不同年份差異顯著(P<0.05)

3 討論與結(jié)論

有學者對燕麥草、羊草、稻草、玉米青貯研究表明，在瘤胃內(nèi)消化24～72 h，5種牧草的消失率增加均趨于緩慢，表明瘤胃微生物在24 h內(nèi)就能分解大部分可消化的干物質(zhì)。且48 h后5種牧草CP消失率變化幅度趨于平穩(wěn)，苜蓿和玉米青貯已基本達到降解極限[11]，這與本試驗得出的結(jié)論相似，其中，0～24 h變幅較大，呈線性上升趨勢，到了48 h后趨于平緩。這主要是由于瘤胃中細菌和真菌在發(fā)酵24 h時微生物數(shù)量最多。各植物薄壁組織在瘤胃中降解24 h后大部分都已降解，但厚壁組織直到48 h才部分降解，且在48～72 h的降解過程中，植物細胞壁降解率并未發(fā)生顯著變化[12]。因此，瑪曲高寒天然草地混合牧草樣品采取了48 h的降解數(shù)據(jù)。

對于牧草干物質(zhì)瘤胃降解率的報道很多，研究者認為，無論人工栽培牧草還是天然混合牧草，隨著生育期的延長，牧草干物質(zhì)降解率隨之降低[13]。W K Coblentz等[14]研究小麥，燕麥，黑麥成熟期對牧草瘤胃降解的影響，從3月到6月初期每隔3星期收割1次。牧草降解率則逐漸降低。而且同小麥和燕麥相比，黑麥的DM有效降解率在4月以后急劇降低，這說明黑麥維持高營養(yǎng)價值的時間很短且積聚在早春。P A Beck等[15]研究了刈割時間間隔對高粱×蘇丹草雜交品種瘤胃降解的影響，刈割時間間隔為首次刈割后21，35和49 d。發(fā)現(xiàn)隨著牧草成熟期的延長，牧草干物質(zhì)和中性洗滌纖維的降解程度呈現(xiàn)線性下降。M Hadjipanayiotou等[16]研究豌豆在初花期，結(jié)莢期和成熟期的降解特性的變化，發(fā)現(xiàn)DM和CP的有效降解率也隨著成熟而不斷降低。本試驗瑪曲高寒天然草地牧草瘤胃干物質(zhì)降解率隨生育期的推移先升高后降低，在6、7月出現(xiàn)了峰值。瑪曲高寒天然草地因其高海拔的自然地理條件，無霜期短，牧草生育期短，經(jīng)過5月份牧草萌發(fā)期，6、7月進入牧草旺盛生長期，其粗蛋白、可溶性糖含量及易溶的纖維性物質(zhì)含量明顯升高，為瘤胃微生物的繁殖提供了大量的N源和C源，微生物充分發(fā)酵底物從而使其干物質(zhì)降解率升高。隨著時間的推移，8、9月氣溫逐漸下降，牧草開始枯黃，葉片逐漸老化，莖葉比增加，細胞壁成分增加，細胞內(nèi)容物逐漸減少，可溶性的非結(jié)構(gòu)性碳水化合物和易溶的纖維性物質(zhì)含量隨之減少，而難溶的結(jié)構(gòu)性碳水化合物及木質(zhì)素含量相對增加，木質(zhì)化的程度逐漸增加，導致降解率降低[13,17，18]。

年份不同，相同草地牧草干物質(zhì)降解率不同。這與氣溫、降水量、光照等以及由此引起的草地組成發(fā)生變化等因素有關。近年來，由于溫室效應，全球氣候變暖，高寒天然草地年積溫逐年增大，牧草生長期提前；其次，當?shù)卣畬Σ莸乇Ｗo越來越重視，圍欄封育增加了高寒草甸植物量[19]，草地生態(tài)系統(tǒng)有所恢復，草地毒雜草減少，優(yōu)質(zhì)而又利于瘤胃發(fā)酵利用的禾本科和莎草科牧草種類增多，使牧草瘤胃降解率最高點提前。另外，不同年份輪牧時間長短不同，通常根據(jù)牧草的生長和利用補充飼料的情況進行調(diào)整[20]，這就要求牧民相應調(diào)整放牧時間及冬場和夏場的周轉(zhuǎn)，合理利用草地資源，達到永續(xù)利用的目的。

高寒牧區(qū)天然草地牧草在瘤胃中降解48 h后其干物質(zhì)瘤胃降解率趨于平緩，已基本降解完全。牧草瘤胃干物質(zhì)降解率隨生育期的推移先升高后降低，在6、7月出現(xiàn)了峰值，此時牧草營養(yǎng)價值較高，完全可以滿足家畜對營養(yǎng)素的需求，隨著時間的推移，木質(zhì)化程度增加，導致降解率降低。不同年份相同草地牧草干物質(zhì)降解率也不同，這就要求牧民合理利用草地資源，防止草地退化，達到可持續(xù)發(fā)展。

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Degradation dynamic of forage dry matter of alpine rangeland in sheep rumen

LIANG Jian-yong1,JIAO Ting1,WU Jian-ping2,XIAO Yuan-ming1

(1.CollegeofPrataculturalScience,GansuAgriculturalUniversity/KeyLaboratoryofGrasslandEcosystem，MinistryofEducation/PrataculturalEngineeringLaboratoryofGansuProvince/Sino-U.S.CentersforGrazinglandEcosystemSustainability,Lanzhou730070,China；2.CollegeofAnimalScienceandTechnology,GansuAgriculturalUniversity,Lanzhou730070,China)

5 healthy sheep with similar weight and physics,installed with rumen fistula (German merino × small tail han sheep) were used to study the degradation dynamics of forage from alpine pasture in Maqu County during 2010 to 2012 through nylon bag method.The results showed that the forage dry matter degradation rate tended to be stable after 48 hours degradation in rumen.Along with the forage growth period,the dry matter degradation rate increased first and reached the peak values in July 2010,June 2011 and June 2012 (67.05%,60.9% and 71.56% respectively),and then decreased in August and September.The degradation rates of dry matter of same forage varied among different years.

alpine pastoral area;fistula sheep;dry matter degradability;nylon bag method

2015-03-12；

2015-03-27

新疆牧區(qū)家庭牧場資源化配置技術模式試驗與示范(201003019)；國家絨毛用羊產(chǎn)業(yè)技術體系放牧草地生態(tài)崗位項目(CARS-40-09B)；甘肅省高等學?？蒲许椖俊盎贒NA條碼研究甘南草原主要天然牧草季節(jié)性演替的分子生態(tài)學監(jiān)測機制(2013A-064)資助

梁建勇(1989-)，男，甘肅慶陽人，在讀碩士生。 E-mail：937186160@qq.com 焦婷為通訊作者。

S 812.8；S 815.4

A

1009-5500(2015)05-0032-05