王 偉， 周天榮， 肖燕子， 張培青， 賈玉山， 格根圖， 烏仁其其格*

（1.農(nóng)林學(xué)院/內(nèi)蒙古自治區(qū)草甸草原生態(tài)系統(tǒng)與全球變化重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/呼倫貝爾學(xué)院，內(nèi)蒙古海拉爾021018；2.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)草原與資源環(huán)境學(xué)院/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部飼草栽培、加工與高效利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，內(nèi)蒙古呼和浩特010019）

巴林左旗查干哈達(dá)蘇木天然草地是以羊草（Leymus chinensi）作為優(yōu)勢(shì)種，并伴生其他科屬植物的草原類型，其作為赤峰地區(qū)眾多草原類型中牧草品質(zhì)較好的天然草地，在當(dāng)?shù)夭莓a(chǎn)業(yè)發(fā)展中具有重要的經(jīng)濟(jì)和生態(tài)地位（萬(wàn)里強(qiáng)等，2009）。但由于當(dāng)?shù)啬撩袢狈I(yè)的技術(shù)指導(dǎo)以及一味地追求高產(chǎn)量，故意推遲牧草刈割時(shí)間，牧草收獲工作往往延遲至9月中下旬甚至是10月初，此時(shí)牧草粗蛋白質(zhì)（CP）含量顯著降低（P＜0.05），中性洗滌纖維（NDF）和酸性洗滌纖維（ADF）含量顯著增加（P＜0.05）（梁慶偉，2019；王偉，2018）。張文潔（2016）研究表明，刈割時(shí)間是影響牧草營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的重要因素，推遲刈割時(shí)間顯著降低了黑麥草的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)（P＜0.05）。王麗學(xué)（2018）研究結(jié)果表明，初花期刈割牧草的CP含量要顯著高于中花期和盛花期（P＜0.05），說明刈割時(shí)間對(duì)于牧草營(yíng)養(yǎng)價(jià)值保存具有重要作用。

降雨量是影響植物生長(zhǎng)及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)保存的另外一個(gè)重要因素。有研究表明，適當(dāng)?shù)慕涤炅坎粌H可以有效緩解當(dāng)?shù)貕勄?，還可以促進(jìn)植物的生長(zhǎng)，尤其是促進(jìn)一年生植物的快速生長(zhǎng)（Arnim，2020）。Jian（2020）等研究認(rèn)為，降雨量會(huì)對(duì)植物的生長(zhǎng)起到不同的作用，適宜的降雨量有利于植物的生長(zhǎng)以及增加營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量，但過盛的降雨容易造成內(nèi)澇，嚴(yán)重影響植物的呼吸作用；李新樂（2013）研究表明，降水對(duì)于牧草的生長(zhǎng)具有促進(jìn)作用，有利于牧草體內(nèi)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的富集；羅晟昇（2018）研究認(rèn)為，降雨量對(duì)于植物內(nèi)部糖分的保存具有不同的影響。以上研究表明，適宜的降雨量對(duì)植物生長(zhǎng)、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量保存具有積極的促進(jìn)作用，但過盛的降雨量也會(huì)對(duì)植物的生長(zhǎng)產(chǎn)生負(fù)面影響。

目前，對(duì)于天然草地的研究集中在刈割頻度、刈割高度和刈割時(shí)間等方面，且多以單因素方差分析為主，對(duì)于刈割時(shí)間和降雨量對(duì)天然牧草營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)和能量影響的研究還鮮有報(bào)道。因此，本研究以刈割時(shí)間和降雨量為影響因子，通過雙因素方差分析天然牧草營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及能量變化規(guī)律，旨在為當(dāng)?shù)啬敛菔斋@時(shí)間提供科學(xué)的理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料 試驗(yàn)材料取自內(nèi)蒙古赤峰市巴林左旗查干哈達(dá)蘇木天然草原，草地類型是典型草原，草原中包括針茅（Leymus chinensi）、羊草（Leymus chinensi）、蒙古韭（Allium mongolicum）等天然牧草，天然牧草營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)和能量特性見表1。

表1 原料特性

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 采用雙因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)，一因素為刈割時(shí)間，包含3水平，即分別在2018年8月1日、8月20日和9月10日對(duì)天然牧草進(jìn)行刈割；另一因素為降雨量，以當(dāng)?shù)亟涤辏?、9月平均降雨量為25 mm）為基準(zhǔn)，設(shè)定三個(gè)降雨量水平，人工模擬降雨，使用噴嘴型槽式人工模擬降雨機(jī)裝置，該降雨模擬器降雨方式為擺動(dòng)式，有效雨滴降落高度為2.6 m，降雨水源采用自來水。降雨強(qiáng)度設(shè)定為0 mm（CK）、12.5 mm（減少50%降雨量，標(biāo)記為A1）、25 mm（當(dāng)?shù)?、9月平均降雨量，標(biāo)記為A2）和37.5 mm（增加50%降雨量，標(biāo)記為A3），當(dāng)有自然降雨時(shí)，用苫布遮擋試驗(yàn)小區(qū)，防止自然降雨對(duì)于試驗(yàn)結(jié)果的影響。試驗(yàn)地面積為16 m2，試驗(yàn)地內(nèi)牧草進(jìn)行人工刈割，留茬高度為5～8 cm，刈割后將樣品裝入信封袋中，共12個(gè)處理，每個(gè)處理3次重復(fù)，將樣方內(nèi)牧草樣品立即帶回實(shí)驗(yàn)室內(nèi)105℃烘箱烘48 h至恒重，40目和100目篩子粉碎后放入自封袋中備用，用以測(cè)定牧草營(yíng)養(yǎng)成分及能量等指標(biāo)。

1.3 測(cè)定指標(biāo)及方法

1.3.1 營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量測(cè)定 干物質(zhì)（DM）含量測(cè)定采用烘干恒重法（楊勝，1993）。粗蛋白質(zhì)（CP）含量測(cè)定方法參照GB 6432-86（VAN，1991）。用FOSS Fiber 2010全自動(dòng)纖維分析系統(tǒng)測(cè)定中性洗滌纖維（NDF）、酸性洗滌纖維（ADF）含量（Karayilanl，2016）。采用蒽酮-硫酸比色法測(cè)定可溶性碳水化合物（WSC）含量（王曉娜，2012）。

1.3.2 能量測(cè)定

1.3.2.1 培養(yǎng)液配制 干物質(zhì)消化率（IVDMD）分析方法（Playne，1966）：將牧草原料放置于烘箱內(nèi)，溫度調(diào)至105℃持續(xù)烘干6 h，40目篩子粉碎后立即裝入ANKOM消化袋中。將瘤胃液用紗布過濾后裝入已配制完畢的培養(yǎng)液（培養(yǎng)液配方見表2）保溫壺中，將CO2氣體持續(xù)通入保溫壺中。將消化袋放置在消化儀中連續(xù)反應(yīng)48 h，然后放置烘箱中65℃烘干至恒重。IVDMD計(jì)算公式為：

式中：P為樣品DM降解率；A為樣品中DM含量；B為樣品未消化DM含量；C為對(duì)照DM含量。

總能（GE）測(cè)定：利用IKAC2000氧彈式測(cè)熱計(jì)測(cè)定總能。

消化能（DE）測(cè)定：消化能計(jì)算公式為DE=GE×IVDMD。

表2 體外培養(yǎng)液配方

1.4 數(shù)據(jù)分析 試驗(yàn)數(shù)據(jù)利用Microsoft office Excel 2018進(jìn)行整理并繪制表格，方差分析利用SPSS 18.0軟件進(jìn)行處理，數(shù)據(jù)以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 刈割時(shí)間和降雨量對(duì)天然牧草營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)和能量的影響 由表3可知，刈割時(shí)間對(duì)天然牧草營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)和能量的影響達(dá)到了顯著水平（P＜0.05）；降雨量對(duì)天然牧草的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)具有顯著影響（P＜0.05），對(duì)天然牧草的能量指標(biāo)影響不顯著（P＞0.05）。刈割時(shí)間和降雨量的交互作用對(duì)天然牧草的能量指標(biāo)影響不顯著（P＞0.05）。

表3 刈割時(shí)間和降雨量的方差分析

2.2 刈割時(shí)間和降雨量對(duì)天然牧草營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響 由表4可知，隨著刈割時(shí)間的延遲，天然牧草DM含量逐漸增加，在9月10日A3處理DM含量達(dá)到最大值，為56.82%，顯著高于其他處理（P＜0.05）。9月10日刈割牧草，CP含量整體偏低，顯著低于8月1日和8月20日的CP含量（P＜0.05），其中8月20日A3處理的CP含量最高，為11.81%DM，顯著高于其他處理（P＜0.05）。NDF和ADF含量隨著刈割時(shí)間的延遲而逐漸增加，最大值均出現(xiàn)在9月10日的A3處理中，NDF和ADF含量分別為36.96%DM和68.45%DM，且均顯著高于其他處理（P＜0.05）。WSC含量隨著刈割時(shí)間的延遲表現(xiàn)為先增加后降低的趨勢(shì)，8月20日A3處理的WSC含量最高，為4.66%DM，顯著高于其他處理（P＜0.05）。

表4 刈割時(shí)間和降雨量對(duì)天然牧草營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響

2.2 刈割時(shí)間和降雨量對(duì)天然牧草能量的影響由表5可知，隨著刈割時(shí)間的延遲，GE表現(xiàn)為先增加后降低的趨勢(shì)，8月20日A3處理的GE最高，為19.14 MJ/kg，高于8月20日A1和A2處理，與兩者之間差異不顯著（P＞0.05），但顯著高于其他處理（P＜0.05）。隨著刈割時(shí)間的延遲，DE表現(xiàn)出先增加后降低的變化趨勢(shì)，8月20日A3處理的DE最高，為9.54 MJ/kg，高于8月20日A2處理，且差異不顯著（P＞0.05），但顯著高于其他處理（P＜0.05）。

表5 刈割時(shí)間和降雨量對(duì)天然牧草能量的影響MJ/kg

3 討論

3.1 刈割時(shí)間對(duì)天然牧草營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響研究在天然牧草生長(zhǎng)過程中，由于呼吸作用微生物的蛋白酶活動(dòng)及陽(yáng)光的照射作用都會(huì)對(duì)牧草的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)保存產(chǎn)生不同的影響，同時(shí)造成牧草原料養(yǎng)分的耗損，因此在牧草刈割過程中原料養(yǎng)分也會(huì)隨之發(fā)生變化（Yue，2020）。CP含量作為天然牧草營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)評(píng)價(jià)的重要指標(biāo)，對(duì)于牧草營(yíng)養(yǎng)評(píng)價(jià)具有重要影響（Jian Duan等，2020）。本研究中，隨著刈割時(shí)間的延遲，CP和WSC含量呈先增加后降低的變化趨勢(shì)，在8月20日A3處理中達(dá)到最大值，且顯著高于其他處理（P＜0.05），這與Henning（2020）、HyoIn（2020）等的研究結(jié)果相同，主要由于刈割時(shí)間的延遲會(huì)造成細(xì)胞內(nèi)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量逐漸減少，纖維類物質(zhì)含量逐漸增加，從而促進(jìn)植株內(nèi)部木質(zhì)素和其他纖維類物質(zhì)含量的增加，從而降低牧草的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)。ADF和NDF作為反映牧草纖維含量的有效指標(biāo)，同時(shí)也是反映反芻動(dòng)物消化率和飼用價(jià)值的直接指標(biāo)。本研究中ADF和NDF含量隨刈割時(shí)間延遲而增加，最大值出現(xiàn)在9月10日的A3處理中，且顯著高于其他刈割時(shí)間的DM、ADF和NDF含量（P＜0.05），且9月10日的A1、A2、A3處理CP含量要顯著低于8月20日各處理的CP含量（P＜0.05），說明延遲刈割不利于CP含量的保存，同時(shí)會(huì)增加牧草植株內(nèi)纖維類物質(zhì)含量。因此，若將9月10日作為天然牧草刈割時(shí)間，會(huì)造成牧草內(nèi)CP含量的顯著降低（P＜0.05），ADF和NDF含量的顯著增加（P＜0.05），很難獲得優(yōu)質(zhì)天然牧草。因此，建議在8月20日進(jìn)行刈割，此時(shí)牧草CP含量最高，ADF和NDF含量適中，可以有效的保證牧草營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)。

3.2 降雨量對(duì)天然牧草營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響研究降雨量的匱乏或者過盛都會(huì)對(duì)牧草的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)造成一定的影響。本研究中，隨著降雨量的增加，8月1日和9月10日天然牧草的CP含量出現(xiàn)了先增加后降低的變化趨勢(shì)，這與李富春（2018）、姜佰文（2018）的研究結(jié)果相似。8月20日天然牧草的CP含量隨著降雨量的增加而逐漸增加，這與閆春娟（2018）的研究結(jié)果相同，主要是因?yàn)榻涤炅康脑黾哟龠M(jìn)了試驗(yàn)地內(nèi)一年生植物及牧草新鮮枝條的出現(xiàn)，一年生植物和新鮮枝條植株鮮嫩，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量高，顯著提高了天然牧草的CP含量（P＜0.05）。本研究中，隨著降雨量的增加，各處理營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量表現(xiàn)出不同的變化形式，無論是線性還是非線性的變化，降雨對(duì)于水分受限的天然草地牧草生長(zhǎng)會(huì)起到一定的影響。此外，降雨對(duì)天然草地地上生物量會(huì)產(chǎn)生一定的調(diào)控作用，當(dāng)降雨量較高時(shí)，天然草地地上生物量會(huì)隨之增加，提高當(dāng)?shù)啬敛萆a(chǎn)能力；降雨量較少的時(shí)期，牧草生長(zhǎng)期縮短，天然草地中有毒、有害的雜草將占據(jù)主動(dòng)，從而導(dǎo)致天然草地牧草產(chǎn)量降低，品質(zhì)下降，家畜采食量隨之降低，嚴(yán)重影響了畜牧業(yè)生產(chǎn)（Isabelle，2019）。高品質(zhì)干草是牧草生產(chǎn)的關(guān)鍵，同化物的積累會(huì)促進(jìn)干草產(chǎn)量的增加，同化物在不同物質(zhì)形態(tài)間轉(zhuǎn)化后會(huì)提高牧草的品質(zhì)（Recep，2019）。因此，適宜的降雨量不僅是牧草產(chǎn)量和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的保證，更是對(duì)畜牧業(yè)的發(fā)展起到重要作用。

4 結(jié)論

在8月20日刈割，可獲得優(yōu)質(zhì)天然牧草，8月20日之后刈割，牧草品質(zhì)降低，難以獲得優(yōu)質(zhì)牧草，若有適量降雨，可推遲刈割時(shí)間。