赤峰巴林左旗典型草原针茅属牧草最适收获期研究_王伟.pdf

GRASSLAND AND TURF（2022）Vol.42 No.6 赤峰巴林左旗典型草原针茅属牧草最适收获期研究王伟1，周天荣1，孙林2，贾玉山3，格根图3*（1.呼伦贝尔学院农林学院，内蒙古 呼伦贝尔 021008；2.内蒙古农牧业科学院，内蒙古 呼和浩特 010019；3.内蒙古农业大学草原与资源环境学院，内蒙古 呼和浩特 010018）摘要：通过研究不同收获期针茅属牧草营养物动态的变化，为针茅属牧草适时收获提供理论参考。试验以赤峰巴林左旗典型草原针茅（Stipa grandis）为原料，通过研究不同收获期对针茅属牧草营养含量变化的影响，利用最优母序列分析不同收获期的综合指标，筛选赤峰巴林左旗针茅属牧草的最适收获期。结果显示：相比其他收获时间，8月 20日收获针茅属牧草的粗蛋白质和可溶性碳水化合物含量最高，粗蛋白含量为 6.36%，可溶性糖含量为 4.06%，高于其他收获期，中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量适中，8月 20日与针茅属牧草营养价值关联度最大，为 0.96。综合分析后发现，8月 20日为巴林左旗典型草原针茅属牧草的适宜收获期，此时针茅属牧草含有较高的营养价值。关键词：典型草原；针茅属；营养价值；收获期中图分类号：S812 文献标志码：A 文章编号：1009-5500（2022）06-0122-06 DOI：10.13817/ki.cyycp.2022.06.016天然牧草在成熟过程中，通过光合作用会不断地积累体内的营养物质，呼吸作用和其他的生命活动则会消耗所产生的营养物质，这就造成天然牧草在形态和生理功能上产生一系列的变化1。由于天然牧草生长环境的特殊性，牧草在不同时间收获时会产生不同的差异2。针茅作为天然牧草群落中重要的牧草种类，在内蒙古赤峰地区的产量巨大，适时收获后的针茅无籽实，家畜可食，扩大了牧草饲料来源，极大地促进了当地草产业发展3。孙林4研究结果表明，若收获不及时，针茅所产生的狼针（芒）将会严重影响当地天然牧草的营养价值和利用率。王晓莉等5研究表明，针茅属牧草不但影响家畜采食量，还会影响家畜皮毛质量，刺伤家畜的口腔黏膜，刺穿皮毛，更有严重者，会危及家畜的生命安全。刘美玲等6研究指出，针茅在未结实之前，具有较高的营养价值，若合理利用，会为家畜提供较高的营养供给。因此，确定针茅的适时收获期对于天然牧草利用、家畜食用安全和当地产业发展具有重要意义。目前，对于针茅的研究主要集中在针茅属牧草的物种多样性7、功能性状8和留茬高度9上，对于针茅的最适收获期研究报道较少。因此，本研究旨在探讨不同收获期对针茅属牧草营养含量的影响，为针茅作为牧草利用提供基础数据。1材料和方法1.1试验地概况试验地位于内蒙古自治区赤峰市巴林左旗查干哈达苏木，大兴安岭东南山前丘陵，属于温带大陆性季风气候，年平均降水量为 381.2 mm，年平均气温为收稿日期：2021-09-22；修回日期：2022-01-17基金项目：国家牧草产业技术体系（CARS-35）；内蒙古自治区博士基金（2021BS03021）；内蒙古自治区教育厅课程思政建设专项（ZSZX21 279）；呼伦贝尔学院博士基金（2020BS08）；呼伦贝尔学院校级自然科学重点项目（2020 ZKZD05）作者简介：王伟（1989-），内蒙古锡林郭勒盟人，博士，讲师，主要从事牧草加工与贮藏研究。E-mail：*通信作者。E-mail：122第 42 卷 第 6 期草 原 与 草 坪 2022 年5.2，天然植被属于中温性典型草原，土壤类型为暗栗 钙 土，土 壤 粉 粒 和 粘 粒 含 量 分 别 为 63.4%和10.0%，粗砂粒占 4.6%，土壤母质为侏罗系陆相堆积、火山碎屑岩10。试验地内分布有 33种牧草，其中，禾本科、豆科和菊科牧草各 5种，毛茛科和蔷薇科牧草各 2种，其他牧草 14种。试验地内主要牧草种类见表 1。试验地内植物群落主要以大针茅、克氏针茅、羊草、达乌里胡枝子、中华隐子草、冰草为主，针茅属牧草主要包括大针茅和克氏针茅，其中，大针茅的相对高度、相对多度、相对盖度和相对频度 4 项指标最高，冰草的各项指标最低。1.2试验方法试 验 地 面 积 为 20 hm2，试 验 小 区 面 积 为 16 m2（4 m4 m），3次重复，在 2017年 7月 20日、8月 1日、8月 10日、8月 20日、8月 30日和 9月 10日分别对试验小区内天然牧草种类、植被分布进行调查（图 1），针茅属牧草刈割后立即放置在塑封袋内，带回实验室利用粉碎机对样品进行粉碎，过 40目筛子后将部分样品装至信封袋，用以测定中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维；剩余样品过100目筛子后装至信封袋，用以测定营养成分。用最优母序列关联分析法来研究典型草原牧草不同收获期营养成分，中性洗涤纤维（Neutral detergent fibre，NDF）和酸性洗涤纤维（Acid detergent fibre，ADF）作差之后得到酸性洗涤溶解物（Acid detergent，ADS）。最优母序列关联分析法基本原理为：消除因量纲产生的影响，需进行均值变换，即对每一个指标进行均值处理，然后将每列中的测定值与该列的均值相除，得到对应值，均值处理后指标可以反映出收获期和营养成分信息，且各个指标的数值越大，表明该指标值可能是该收获期营养价值高的特征。最后，计算关联系数，关联系数是为了反映两个被比较的序列在某一时刻的紧密程度。1.3测定指标参照 GB 6432-8611测定粗蛋白质（Crude protein，CP）含量。参照索氏脂肪提取法12测定粗脂肪（Ether extract，EE）含量，参照 Van Soest13方法测定中性洗涤纤维（Neutral detergent fibre，NDF）和酸性洗涤纤维（Acid detergent fibre，ADF）含量。参照蒽酮-硫酸比色法14测定可溶性糖（Water soluble carbohydrate，WSC）含量。1.4数据分析论文中表格利用 WPS office Excel 2020软件进行绘制，利用 SPSS 18.0软件进行数据分析和处理。2结果与分析2.1不同收获期针茅属牧草营养成分差异性分析由图 2 可知，随着收获期的推进，针茅属牧草 CP含量呈先升高后降低的变化趋势。CP 含量在 8 月 20日最高，为 6.36%，9 月 10 日最低，为 4.03%。EE 含量随着收获期的推进呈升高后降低的变化趋势，以8 月 20 日的 EE 含量最高，为 2.32%，以 7 月 20 日的EE 含 量 最 低，为 1.37%，8 月 10 日 EE 含 量 要 低 于8 月 20 日针茅的 EE 含量。ADF 和 NDF 含量均随着生育期的推进逐渐升高，最高值均出现在 9 月 10 日。WSC 含量随着收获期的推进呈先升高后降低再升高的变化趋势，最高值出现在 8 月 30 日，最低值出现在7月 20日。表 1主要牧草优势度Table 1Dominance of primary grass大针茅 Stipa grandis克氏针茅 S.krylovii羊草 Leymus chinensis达乌里胡枝子 Lespedeza davurica中华隐子草 Cleistogenes chinensis冰草 Agropyron cristatum相对高度/%32.7725.3521.9216.468.8320.11相对多度/%27.7410.1826.3614.8822.338.74相对盖度/%33.827.547.555.1448.754.73相对频度/%25.836.1723.1420.8323.256.93SDR4/%30.0412.3119.7414.3225.7910.12图 1试验地草地景观图Fig.1Grassland landscape map of the experimental site123GRASSLAND AND TURF（2022）Vol.42 No.6 2.2不同收获期针茅属牧草营养成分最优母序列关联分析不同收获期针茅属牧草营养成分最优母序列关联分析见表 2。收获期与针茅属牧草粗蛋白紧密度较高的最优序列为 8 月 20 日，最优序列关联值为 6.36%；收获期与粗脂肪紧密度较高的处理为 8月 20日，最优序列关联值为 2.32%；收获期与酸性洗涤溶解物紧密度较高的处理为 8 月 1 日，最优序列关联值为 13.59；收获期与可溶性糖紧密度较高的处理为 8月 20日，最优序列关联值为 4.06%（表 2）。均值处理见表 3，数值越大，表明该指标值可能是营养价值高的特征。由表 3 可知，收获期与针茅属牧草粗蛋白紧密度较 高 的 最 优 序 列 为 8 月 20 日，最 优 序 列 均 值 为1.25%；收获期与粗脂肪紧密度较高的处理为 8 月 20日，最优序列均值为 1.27%；收获期与酸性洗涤溶解物紧密度较高的处理为 8 月 1 日，最优序列均值为1.06%；收获期与可溶性糖紧密度较高的处理为 8 月20日，最优序列均值为 1.04%。绝度差值矩阵计算结果见表 4收获期与针茅属牧草粗蛋白紧密度较高的最优序列为 9 月 10 日，最优序列绝对差值为 0.46%；收获期与粗脂肪紧密度较高的处理为 7月 20日，最优序列绝对差值为 0.52%；收获期与酸性洗涤溶解物紧密度较 高 的 处 理 为 9 月 10 日，最 优 序 列 绝 对 差 值 为0.15%；收获期与可溶性糖紧密度较高的处理为 7 月20日，最优序列绝对差值为 0.10%。从表中找出最大绝对差值 Max=0.52%，最小绝对差值 Min=0.00，分辨系数 取 0.43%。收获期与针茅属牧草粗蛋白紧密度较高的处理为 8 月 20 日，最优序列为 8 月 20 日的 1.00%；收获期与粗脂肪紧密度较高的处理为 8月 20日，最优序列为8 月 20 日的 1.00%；收获期与酸性洗涤溶解物紧密度图 2不同收获期与针茅属牧草营养成分分析Fig.2The nutrient composition analysis of Stipa grandis at different harvest time表 2针茅属牧草不同收获期营养成分最优母序列关联Table 2The correlation of optimal parent sequences of nutrients of Stipa grandis at different harvest time收获期（月日）最优序列072008010810082008300910粗蛋白/%6.364.284.925.886.365.094.03粗脂肪/%2.321.371.661.832.322.011.78酸性洗涤溶解物/%13.5913.3913.5912.7913.1312.5511.70可溶性糖/%4.063.673.863.914.064.014.05表 3针茅属牧草不同收获期营养成分均值化矩阵Table 3The average nutrient composition matrix of Stipa grandis at different harvest time收获期（月日）最优序列072008010810082008300910粗蛋白/%1.250.840.971.161.251.000.79粗脂肪/%1.270.750.911.001.271.100.97酸性洗涤溶解物/%1.061.041.061.001.020.980.91可溶性糖/%1.040.940.981.001.041.021.03表 4针茅属牧草不同收获期营养成分绝对差值矩阵Table 4The absolute difference matrix of nutrients of Stipa grandis in different harvest time收获期（月日）最优序列072008010810082008300910粗蛋白/%0.460.41