姜曉紅，寶力道，阿拉騰布力格，斯 琴，塔 拉，特木爾布和

（1.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)草原與資源環(huán)境學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010011；2.內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂爾多斯市鄂托克旗草原工作站，內(nèi)蒙古 鄂托克旗 016100）

內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂爾多斯市鄂托克旗天然草原總面積為197.49 萬hm2， 占該旗總土地面積的91.9%，荒漠草原面積最大，為155.68 萬hm2，占全旗草地面積的78.83%，是該旗草地畜牧業(yè)最主要的生產(chǎn)基地之一。 草地牧草是放牧家畜主要的食物來源，其產(chǎn)量和品質(zhì)直接影響草牧業(yè)生產(chǎn)水平。不合理的放牧強(qiáng)度對草地牧草的產(chǎn)量和品質(zhì)帶來了嚴(yán)重影響［1-2］。

微量元素是牧草中含量極微小的化學(xué)元素，是生物地球化學(xué)食物鏈中的必需物質(zhì)。 微量元素在牧草中的含量范圍一般在百萬分之幾至十萬分之幾，有的元素甚至低至百萬分之零點(diǎn)幾，只占牧草干物質(zhì)的1%左右，甚至更少［3-4］。 雖然微量元素在牧草中的含量極少， 但是牧草和動物在生長發(fā)育過程中，微量元素的缺乏和過剩，都是制約其產(chǎn)品產(chǎn)量和品質(zhì)的重要因素。 家畜食用了微量元素含量過多或過少的牧草和飼料， 會直接影響其健康和畜產(chǎn)品產(chǎn)量及品質(zhì)［5-8］。 草地生產(chǎn)力的發(fā)展證實(shí)了微量元素在草牧業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮重大作用。 牧草營養(yǎng)成分含量是衡量草地牧草品質(zhì)的最主要指標(biāo)［9-10］。牧草蛋白質(zhì)含量是非常重要的營養(yǎng)因素之一。放牧是鄂托克旗荒漠草原的主要利用方式，隨著放牧強(qiáng)度的變化， 草地牧草微量元素和營養(yǎng)成分的含量發(fā)生巨大變化。

為了探明鄂托克旗荒漠草原牧草和主要優(yōu)勢牧草的微量元素含量和營養(yǎng)成分含量變化規(guī)律，該研究在鄂托克旗荒漠草原上選擇具有代表性的試驗(yàn)研究區(qū)， 探討不同放牧強(qiáng)度對荒漠草原牧草微量元素和營養(yǎng)成分含量的影響，為該地區(qū)安全、合理利用荒漠草原資源、 正確制定荒漠草原放牧制度，以及健康、科學(xué)、可持續(xù)發(fā)展草地畜牧業(yè)提供參考。

1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

研究區(qū)位于內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂爾多斯市鄂托克旗，地處106°41′～108°54′E，38°18′～40°11′N，試驗(yàn)區(qū)離該旗兩大礦區(qū)棋盤井和蒙西較近。 氣候?qū)俚湫偷臏貛嘏透珊?、半干旱大陸性氣候，年日照時數(shù)3 000 h 左右，年平均氣溫6.4 ℃左右，年降水量250 mm 左右，年蒸發(fā)量3 000 mm 左右，降水主要集中在7—9 月，無霜期在130 d 左右，氣候干旱少雨，風(fēng)大沙多。 土壤分布由東南部栗鈣土，向西北部過渡到棕鈣土、灰漠土。 植被以旱生、中旱生植物為主。 短花針茅（Stipa breviflora）是主要建群種植物， 草地型為短花針茅+無芒隱子草（Cleistogenes songorica）。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

于2017—2019 年在鄂托克旗荒漠草原區(qū)，選取以短花針茅為建群種的代表性地段， 根據(jù)放牧強(qiáng)度，劃分為禁牧區(qū)(不放牧，2011 年起禁牧的國家定位觀測點(diǎn))，適度放牧區(qū)（載畜率為0.75 只羊/hm2，短期休牧點(diǎn)），重度放牧區(qū)（載畜率為1.5 只羊/hm2，為自由放牧區(qū)）3 個試驗(yàn)區(qū)。禁牧區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)短花針茅、 無芒隱子草、 蒙古韭 （Allium mongolicum）、賴草（Leymus secalinus）、地錦（Parthenocissus tricuspidata）、 蒙古蟲實(shí)（Corispermum mongolicum）、狹葉米口袋（Gueldenstaedtia verna）、寸草苔 （Carex duriuscula）、 糙隱子草（Cleistogenes squarrosa）、九頂草（Enneapogon desvauxii）、狗尾草（Setaria viridis）、 糙 葉 黃 芪 （Astragalus scaberrimus）、豬毛蒿（Artemisia scoparia）、豬毛菜（Salsola collina）、狹葉錦雞兒（Caragana stenophylla）、蒺藜（Tribulus terrestris）共16 種植物。適度放牧區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)短花針茅、無芒隱子草、蒙古韭、九頂草、鋒芒草（Tragus mongolorum）、狗尾草、狹葉米口袋、地錦、寸草苔、糙隱子草、蒺藜、狹葉錦雞兒、矮韭（Allium anisopodium）、冷蒿（Artemisia frigida）、單葉黃芪 （Astragalus efoliolatus）、 冬青葉兔唇花（Lagochilus ilicifolius）、 細(xì)葉韭 （Allium tenuissimum）、畫眉草（Eragrostis pilosa）、銀灰旋花（Convolvulus ammannii）、小車前（Plantago minuta）、黃花蒿 （Artemisia annua）、 達(dá)烏里胡枝子（Lespedeza davurica）共22 種植物。 重度放牧區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)短花針茅、無芒隱子草、蒙古韭、鋒芒草、銀灰旋花、畫眉草、小車前、冷蒿、單葉黃芪、黃花蒿、九頂草、狗尾草、糙隱子草、狹葉米口袋、寸草苔、地錦、蒺藜、白花黃芪 （Astragalus galactites）、 駱駝蓬（Peganum harmala）、蝎虎霸王（Zygophyllum mucronatum）共20 種植物［9］。研究區(qū)主要優(yōu)勢牧草為短花針茅、無芒隱子草和蒙古韭。

在每個試驗(yàn)區(qū)隨機(jī)選擇3 個重復(fù)樣點(diǎn)， 分別混合割取1 kg 牧草， 帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行微量元素和營養(yǎng)成分含量測定。 再從每個試驗(yàn)區(qū)隨機(jī)選擇3個重復(fù)樣點(diǎn)，割取短花針茅、無芒隱子草和蒙古韭3 種主要優(yōu)勢牧草各1 kg，帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行微量元素和營養(yǎng)成分含量測定。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 微量元素含量的測定采用 《飼料中硒的測定》（GB/T 13883—2008） 中推薦的2，3-二氨基萘熒光法測定不同放牧區(qū)混合牧草樣品和3 種主要優(yōu)勢牧草樣品的硒含量。 按照《飼料中鈣、銅、鐵、鎂、錳、鉀、鈉和鋅含量的測定 原子吸收光譜法》（GB/T 13885—2017） 中推薦的原子吸收光譜法測定銅、鐵、鎂、鈉的含量。

1.3.2 營養(yǎng)成分含量的測定采用實(shí)驗(yàn)室常規(guī)分析方法測定不同放牧區(qū)混合牧草樣品和3 種主要優(yōu)勢牧草樣品的營養(yǎng)成分含量， 測定指標(biāo)包括粗蛋白質(zhì)、粗脂肪、粗纖維、中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維、粗灰分、磷、鈣含量。

1.4 數(shù)據(jù)處理及分析

混合牧草以及3 種優(yōu)勢牧草微量元素含量測定的試驗(yàn)結(jié)果用“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示。 利用Excel 軟件對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行初步整理， 應(yīng)用SAS 9.0軟件對不同放牧區(qū)的混合牧草以及3 種優(yōu)勢牧草的微量元素含量數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析， 利用LSD 法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同放牧強(qiáng)度對荒漠草原牧草微量元素含量的影響

由表1 可知，禁牧區(qū)、適度放牧區(qū)和重度放牧區(qū)3 個不同放牧處理中， 適度放牧區(qū)牧草的銅含量顯著（P＜0.05）高于禁牧區(qū)和重度放牧區(qū)，銅含量的大小順序：適度放牧區(qū)＞重度放牧區(qū)＞禁牧區(qū)；禁牧區(qū)和重度放牧區(qū)牧草的鐵含量顯著（P＜0.05）高于適度放牧區(qū)， 鐵含量的大小順序： 重度放牧區(qū)＞禁牧區(qū)＞適度放牧區(qū)；重度放牧區(qū)牧草的鎂、鈉含量均顯著（P＜0.05）高于禁牧區(qū)和適度放牧區(qū)，鎂、鈉含量的大小順序：重度放牧區(qū)＞適度放牧區(qū)＞禁牧區(qū)； 硒的含量在不同放牧區(qū)之間無顯著（P＞0.05）差異。

2.2 不同放牧強(qiáng)度對荒漠草原短花針茅微量元素含量的影響

短花針茅是荒漠草原起到主導(dǎo)作用的建群種植物之一。由表2 可知，重度放牧區(qū)短花針茅的硒含量顯著（P＜0.05）高于禁牧區(qū)和適度放牧區(qū)，硒含量的大小順序： 重度放牧區(qū)＞禁牧區(qū)＞適度放牧區(qū)；重度放牧區(qū)短花針茅的銅含量顯著（P＜0.05）高于禁牧區(qū)和適度放牧區(qū)，銅含量的大小順序：重度放牧區(qū)＞適度放牧區(qū)＞禁牧區(qū)； 重度放牧區(qū)短花針茅的鐵含量顯著（P＜0.05）高于禁牧區(qū)和適度放牧區(qū)，鐵含量的大小順序：重度放牧區(qū)＞適度放牧區(qū)＞禁牧區(qū)； 適度放牧區(qū)短花針茅的鈉含量顯著（P＜0.05）高于禁牧區(qū)和重度放牧區(qū)，鈉含量的大小順序：適度放牧區(qū)＞禁牧區(qū)＞重度放牧區(qū)；鎂的含量在不同放牧區(qū)之間無顯著（P＞0.05）差異。

表1 不同放牧強(qiáng)度對荒漠草原牧草微量元素含量的影響

表2 不同放牧強(qiáng)度對荒漠草原短花針茅微量元素含量的影響

2.3 不同放牧強(qiáng)度對荒漠草原無芒隱子草微量元素含量的影響

無芒隱子草是荒漠草原的優(yōu)勢牧草。 由表3可知， 適度放牧區(qū)無芒隱子草的硒含量顯著（P＜0.05）高于禁牧區(qū)和重度放牧區(qū)，硒含量的大小順序：適度放牧區(qū)＞重度放牧區(qū)＞禁牧區(qū)；鐵的含量在不同放牧區(qū)之間有顯著差異（P＜0.05），鐵含量的大小順序：重度放牧區(qū)＞禁牧區(qū)＞適度放牧區(qū)；適度放牧區(qū)無芒隱子草的鈉含量顯著（P＜0.05）高于禁牧區(qū)和重度放牧區(qū)，鈉含量的大小順序：適度放牧區(qū)＞重度放牧區(qū)＞禁牧區(qū)；微量元素銅、鎂在不同放牧區(qū)之間無顯著（P＞0.05）差異。

2.4 不同放牧強(qiáng)度對荒漠草原蒙古韭微量元素含量的影響

蒙古韭也是荒漠草原優(yōu)勢牧草之一。由表4 可知，適度放牧區(qū)蒙古韭的硒含量顯著（P＜0.05）高于禁牧區(qū)和重度放牧區(qū)，硒含量的大小順序：適度放牧區(qū)＞重度放牧區(qū)＞禁牧區(qū)；鐵的含量在不同放牧區(qū)之間有顯著（P＜0.05）差異，鐵含量的大小順序：適度放牧區(qū)＞重度放牧區(qū)＞禁牧區(qū)； 鈉的含量在不同放牧區(qū)之間有顯著（P＜0.05）差異，鈉含量的大小順序：適度放牧區(qū)＞重度放牧區(qū)＞禁牧區(qū)；微量元素銅、鎂在不同放牧區(qū)之間無顯著（P＞0.05）差異。

2.5 不同放牧強(qiáng)度對荒漠草原牧草營養(yǎng)成分含量的影響

營養(yǎng)成分含量是衡量牧草品質(zhì)的主要指標(biāo)之一。 由表5 可知，在不同放牧強(qiáng)度下，荒漠草原牧草營養(yǎng)成分含量變化： 適度放牧區(qū)牧草粗蛋白質(zhì)含量比禁牧區(qū)高出60.71%，重度放牧區(qū)牧草粗蛋白質(zhì)含量比禁牧區(qū)高出76.19%， 其大小順序：重度放牧區(qū)＞適度放牧區(qū)＞禁牧區(qū)； 適度放牧區(qū)牧草粗脂肪含量比禁牧區(qū)高出69.00%，而重度放牧區(qū)牧草粗脂肪含量比禁牧區(qū)降低27.00%，其大小順序：適度放牧區(qū)＞禁牧區(qū)＞重度放牧區(qū)；適度放牧區(qū)牧草粗纖維含量比禁牧區(qū)降低13.93%，重度放牧區(qū)牧草粗纖維含量比禁牧區(qū)降低56.97%；適度放牧區(qū)牧草中性洗滌纖維含量比禁牧區(qū)降低24.80%， 重度放牧區(qū)牧草中性洗滌纖維含量比禁牧區(qū)降低64.96%； 適度放牧區(qū)牧草酸性洗滌纖維含量比禁牧區(qū)降低6.35%， 重度放牧區(qū)牧草酸性洗滌纖維含量比禁牧區(qū)降低54.14%，粗纖維、 中性洗滌纖維含量和酸性洗滌纖維含量大小順序：禁牧區(qū)＞適度放牧區(qū)＞重度放牧區(qū)；適度放牧區(qū)牧草的粗灰分含量比禁牧區(qū)高出47.62%， 而重度放牧區(qū)牧草的粗灰分含量比禁牧區(qū)高出20.24%，其大小順序：適度放牧區(qū)＞重度放牧區(qū)＞禁牧區(qū)；適度放牧區(qū)牧草的磷含量比禁牧區(qū)高出28.57%，而重度放牧區(qū)牧草的磷含量比禁牧區(qū)高出71.43%，其大小順序：重度放牧區(qū)＞適度放牧區(qū)＞禁牧區(qū)； 適度放牧區(qū)牧草的鈣含量比禁牧區(qū)高出347.85%， 而重度放牧區(qū)牧草的鈣含量比禁牧區(qū)高出282.41%， 其大小順序：適度放牧區(qū)＞重度放牧區(qū)＞禁牧區(qū)。

表5 不同放牧強(qiáng)度對荒漠草原牧草營養(yǎng)成分含量的影響（DM%）

2.6 不同放牧強(qiáng)度對荒漠草原優(yōu)勢牧草營養(yǎng)成分含量的影響

由表6 可知，在不同放牧強(qiáng)度下，荒漠草原優(yōu)勢牧草營養(yǎng)成分含量的變化為： 適度放牧區(qū)短花針茅粗蛋白質(zhì)含量比禁牧區(qū)高出11.50%，重度放牧區(qū)短花針茅粗蛋白質(zhì)含量比禁牧區(qū)高出14.71%，其大小順序?yàn)椋褐囟确拍羺^(qū)＞適度放牧區(qū)＞禁牧區(qū)； 適度放牧區(qū)無芒隱子草粗脂肪含量比禁牧區(qū)高出24.12%，重度放牧區(qū)無芒隱子草粗脂肪含量比禁牧區(qū)高出22.04%，其大小順序?yàn)椋哼m度放牧區(qū)＞重度放牧區(qū)＞禁牧區(qū)； 重度放牧區(qū)蒙古韭粗脂肪含量比禁牧區(qū)高出51.72%， 其大小順序?yàn)椋褐囟确拍羺^(qū)＞適度放牧區(qū)＞禁牧區(qū)；優(yōu)勢牧草短花針茅、無芒隱子草和蒙古韭粗纖維、中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量在3 個不同放牧區(qū)之間無明顯變化； 適度放牧區(qū)無芒隱子草粗灰分含量比禁牧區(qū)高出87.56%；重度放牧區(qū)短花針茅和無芒隱子草磷含量比禁牧區(qū)分別高出20.00%和15.38%；適度放牧區(qū)短花針茅、無芒隱子草和蒙古韭鈣含量比禁牧區(qū)分別高出33.33%、116.86%和24.03%； 重度放牧區(qū)無芒隱子草和蒙古韭鈣含量比禁牧區(qū)分別高出19.35%和43.44%。

3 討論

衡量草地牧草生長發(fā)育和品質(zhì)的主要微量元素指標(biāo)是硒、銅、鐵、鎂和鈉。 一般植物含硒量在0.05～2 mg/kg， 高于5 mg/kg 時家畜采食后就有中毒的危險［1］。 該研究結(jié)果表明，不同放牧強(qiáng)度下，禁牧區(qū)、 適度放牧區(qū)和重度放牧區(qū)牧草和優(yōu)勢牧草硒含量基本持平或低于標(biāo)準(zhǔn)含量， 但是牧草種類的不同，硒含量會發(fā)生變化。無芒隱子草和蒙古韭硒含量在適度放牧區(qū)與禁牧區(qū)和重度放牧區(qū)之間具有顯著（P＜0.05）差異，且適度放牧區(qū)2 種優(yōu)勢牧草的硒含量高于其他2 個區(qū)； 無芒隱子草的硒含量在適度放牧區(qū)達(dá)到0.09 mg/kg，而其他2 個區(qū)的硒含量低于該地區(qū)安全含量標(biāo)準(zhǔn)。 鄂托克旗荒漠草原禁牧區(qū)和重度放牧區(qū)主要優(yōu)勢牧草的硒含量基本持平或低于安全含量標(biāo)準(zhǔn)， 這說明不合理的放牧強(qiáng)度已導(dǎo)致鄂托克旗荒漠草原遷入欠硒草地， 也充分證明適度放牧是保持草地牧草硒含量在正常范圍內(nèi)的有效途徑。

銅是動植物必需的微量元素之一［1，11］，其豐歉程度會直接影響家畜和牧草的生產(chǎn)能力和品質(zhì)。內(nèi)蒙古自治區(qū)天然草地牧草銅安全含量范圍在6.15～14.83 mg/kg。該試驗(yàn)結(jié)果表明，牧草銅含量在適度放牧區(qū)與禁牧區(qū)和重度放牧區(qū)之間具有顯著（P＜0.05）差異，其中，適度放牧區(qū)牧草銅含量在安全范圍之內(nèi)， 而重度放牧區(qū)牧草的銅含量低于安全含量范圍，提示該地區(qū)隨著放牧強(qiáng)度的增加，草地牧草銅含量逐漸降低。

植物中鐵的含量一般在25～500 mg/kg［1］。該研究結(jié)果表明，除了禁牧區(qū)、重度放牧區(qū)牧草和重度放牧區(qū)優(yōu)勢牧草短花針茅鐵含量超標(biāo)之外， 其他放牧區(qū)牧草以及優(yōu)勢牧草的鐵含量均在安全標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)。牧草中鎂含量的豐歉也會導(dǎo)致家畜發(fā)病。一般草地牧草中鎂的含量在0.03%～0.75%。 該試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，重度放牧區(qū)牧草鎂含量為0.83%，已超標(biāo)，說明過度放牧對草地和家畜都有害。鄂托克旗荒漠草原主要優(yōu)勢牧草鈉含量平均為0.76%～1.15%，屬于富鈉草地［1］。 從試驗(yàn)結(jié)果來看，適度放牧區(qū)的優(yōu)勢牧草與其他放牧區(qū)優(yōu)勢牧草鈉含量之間具有顯著（P＜0.05）差異，其中，無芒隱子草鈉含量達(dá)2.99%， 這一結(jié)果與荒漠草原屬于富鈉草地的理論相符。

營養(yǎng)成分含量是衡量牧草品質(zhì)的主要指標(biāo)之一［10-14］。 適度放牧區(qū)牧草的粗蛋白質(zhì)、粗脂肪、粗灰分、 磷和鈣含量比禁牧區(qū)牧草分別高出60.71%、69.00%、47.62%、28.57%和347.85%。適度放牧區(qū)牧草粗纖維、 中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量比禁牧區(qū)分別降低13.93%、24.80%和6.35%。優(yōu)勢牧草中適度放牧區(qū)短花針茅的粗蛋白質(zhì)含量高于禁牧區(qū)11.50%，而適度放牧區(qū)無芒隱子草的粗脂肪、 粗灰分和鈣含量分別高于禁牧區(qū)24.12%、87.56%和116.86%。這也充分說明合理利用草地對保持牧草正常生長發(fā)育和品質(zhì)具有決定性作用。

表6 不同放牧強(qiáng)度對荒漠草原優(yōu)勢牧草營養(yǎng)成分含量的影響

4 結(jié)論

適度放牧區(qū)牧草銅含量高于禁牧區(qū)和重度放牧區(qū)；適度放牧區(qū)無芒隱子草和蒙古韭硒含量，蒙古韭鐵含量，短花針茅、無芒隱子草和蒙古韭鈉含量均高于禁牧區(qū)和重度放牧區(qū)。 適度放牧區(qū)牧草粗蛋白質(zhì)、粗脂肪、粗灰分、磷、鈣等營養(yǎng)成分含量均比禁牧區(qū)大幅度提升，而粗纖維、中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量明顯降低。