王 偉, 周天榮, 賈玉山, 格根圖, 娜日蘇
(1.農(nóng)林學(xué)院/呼倫貝爾學(xué)院,內(nèi)蒙古呼倫貝爾021008;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;3.內(nèi)蒙古生態(tài)與農(nóng)業(yè)氣象中心,內(nèi)蒙古呼和浩特010019)
赤峰巴林左旗草地資源條件優(yōu)越,天然草地資源豐富,植被覆蓋高,是赤峰地區(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(梁慶偉,2019;萬(wàn)里強(qiáng),2009)。然而,對(duì)于巴林左旗天然草地的利用,存在著較多不合理的現(xiàn)象。由于缺乏合理的收獲技術(shù)指導(dǎo),牧草收獲作業(yè)往往推遲至9月下旬或者10月上旬,此時(shí)天然草地牧草體內(nèi)纖維含量增加,粗蛋白質(zhì)含量較低,嚴(yán)重影響牧草適口性(王偉,2018)。延遲收獲造成天然牧草營(yíng)養(yǎng)成分的流失,嚴(yán)重降低了其利用率。
合理的收獲期是保存牧草營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量的重要技術(shù)手段,不同的收獲期對(duì)于天然草地植物群落、群落演替和生物量會(huì)產(chǎn)生不同程度的影響。目前,天然牧草的研究集中在草地管理(王德平,2019)、刈割次數(shù)(郭明英,2018)和輪刈制度(寶音陶格濤,2019)對(duì)于天然草地地上生物量及營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響,而收獲期對(duì)于天然牧草營(yíng)養(yǎng)的影響研究鮮有報(bào)道。因此,本試驗(yàn)以赤峰地區(qū)典型草原天然牧草作為研究對(duì)象,通過(guò)分析不同收獲期天然牧草營(yíng)養(yǎng)成分差異以及利用主成分分析進(jìn)行綜合排名,確定赤峰地區(qū)典型草原天然牧草收獲期,旨在為當(dāng)?shù)夭莓a(chǎn)業(yè)提供科學(xué)的理論基礎(chǔ)。
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)蘇木天然草地,草地類型是典型草原,草原中包括針茅(Leymus chinensi)、羊草(Leymus chinensis)、蒙古韭(Allium mongolicum)等天然牧草,地帶性植被主體為羊草+針茅典型草原。
1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 在2019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日對(duì)試驗(yàn)樣地內(nèi)草群類型、種類和分布開(kāi)展調(diào)查工作,在樣地內(nèi)隨機(jī)測(cè)定樣方50個(gè),樣方面積為1 m2(1 m×1 m),留茬高度為5~8 cm,測(cè)定草產(chǎn)量,重復(fù)5次。將樣方內(nèi)牧草樣品立即帶回實(shí)驗(yàn)室內(nèi)烘箱65℃烘30 min,隨后105℃烘箱烘48 h至恒重,過(guò)40目和100目篩子粉碎備用(楊勝,1993)。
1.3 測(cè)定指標(biāo)及方法 粗蛋白質(zhì)(CP)含量測(cè)定方法參照GB 6432-86(Van,1991)。粗脂肪采用GB 6433-94索氏脂肪提取法測(cè)定(Karayilanli,2016)。用FOSSFiber 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(王曉娜,2012)。采用蒽酮-硫酸比色法測(cè)定可溶性碳水化合物(WSC)(Playne,1966)。
1.4 數(shù)據(jù)分析 數(shù)據(jù)利用Excel 2015軟件進(jìn)行處理,用“平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤”表示,方差分析及主成分分析利用SPSS 18.0軟件進(jìn)行處理。
2.1 不同收獲期天然牧草的產(chǎn)量比較 從表1中可以看出,隨著收獲期的延后,鮮草產(chǎn)量呈先增加后降低的變化趨勢(shì),8月10日鮮草產(chǎn)量要高于其他收獲期的鮮草產(chǎn)量,8月10日鮮草產(chǎn)量要高于8月20日鮮草產(chǎn)量,但兩者之間差異不顯著(P>0.05)。干草產(chǎn)量隨著收獲期的延后呈先增加后降低的趨勢(shì),干草產(chǎn)量最高值出現(xiàn)在8月30日,要顯著高于其他收獲期(P<0.05)。
表1 不同收獲期天然牧草的產(chǎn)量及鮮干比
2.2 不同收獲期天然牧草營(yíng)養(yǎng)成分分析 由表2可知,CP含量呈先升高后降低的趨勢(shì),8月20日最高,為6.36%DM,9月10日最低,為4.03%DM,兩者之間具有顯著差異(P<0.05)。ADF和NDF含量均隨著收獲期的延續(xù)逐漸升高,9月10日ADF和NDF含量最高,且各收獲期的ADF和NDF含量存在顯著差異(P<0.05)。天然牧草的WSC含量隨著收獲期的推進(jìn)呈先升高后降低的趨勢(shì),最高值出現(xiàn)在8月20日,最低值出現(xiàn)在7月20日。8月20日天然牧草WSC含量要高于9月10日,但兩者之間差異不顯著(P>0.05)。
表2 不同收獲期天然牧草營(yíng)養(yǎng)成分分析%DM
2.3 不同收獲期天然牧草綜合評(píng)價(jià) 通過(guò)主成分分析統(tǒng)計(jì)方法,綜合考慮各項(xiàng)指標(biāo),通過(guò)Kaiser-Meyer-Olkin篩選出理論產(chǎn)草量、CP、NDF、ADF、WSC,共5個(gè)指標(biāo),結(jié)果見(jiàn)表3和表4。
表3 不同收獲期天然牧草各項(xiàng)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)
表4 天然牧草不同收獲期主成分分析
天然牧草不同收獲期綜合主成分值如表5所示,主成分綜合得分越高,排名越靠前,也就說(shuō)明該時(shí)段牧草越適合收獲。計(jì)算后可知主成分排名依次為8月20日、9月10日、8月1日、8月30日、8月10日和7月20日。
表5 天然牧草不同收獲期綜合主成分值
3.1 收獲期對(duì)天然牧草營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的影響 目前,CP含量高低是評(píng)價(jià)天然牧草品質(zhì)優(yōu)劣的重要因子,不同的收獲期對(duì)于CP含量影響不同,適宜的收獲期不但可以收獲優(yōu)質(zhì)天然牧草,而且對(duì)于提高天然牧草利用率具有重要影響(Menke,1988)。若提前收獲天然牧草,因其正處在營(yíng)養(yǎng)生殖階段,產(chǎn)量和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)未達(dá)到最大值,此時(shí)收獲對(duì)于草產(chǎn)量和品質(zhì)會(huì)造成重大損失;若延遲收獲,天然牧草中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量下降嚴(yán)重,主要體現(xiàn)在CP含量顯著降低,ADF和NDF含量顯著增加(P<0.05)。本研究中,收獲期的推遲對(duì)于天然牧草CP含量高低具有重要影響,隨著收獲期的推遲,CP含量逐漸增加,由7月20日4.28%DM增加至8月20日的6.36%DM,說(shuō)明期間天然牧草處在營(yíng)養(yǎng)含量上升階段,各項(xiàng)營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)均隨著收獲期的延續(xù)逐漸增加(Reeman等,2003;Ilton等,1994)。但若在適宜收獲期后收獲牧草,此時(shí)天然牧草已經(jīng)處在枯黃期或者衰退期,木質(zhì)化程度較高,纖維類物質(zhì)含量增加,嚴(yán)重降低了飼草的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)和動(dòng)物采食率(Stahlheber,2013)。本研究中,隨著收獲期的延后,9月10日天然牧草的ADF和NDF含量分別為50.07%DM和38.37%DM,均顯著高于其他收獲期(P<0.05),且在9月10日收獲的天然牧草品質(zhì)較差,營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量較低,CP含量?jī)H為4.03%DM,顯著低于其他收獲期(P<0.05),纖維類物質(zhì)含量的升高和粗蛋白質(zhì)含量的減少表明收獲期的延遲嚴(yán)重影響了天然牧草品質(zhì),這主要是因?yàn)殡S著收獲期的推進(jìn),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,促進(jìn)了植株內(nèi)部木質(zhì)素和其他纖維類物質(zhì)含量的增加,從而降低了天然牧草的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)(Von等,2012;Wang,1997)。
3.2 不同收獲期天然牧草主成分分析 收獲期是影響天然牧草營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)和生產(chǎn)力的重要因素,本研究顯示,不同收獲期天然牧草的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)之間差異顯著(P<0.05),對(duì)不同收獲期天然牧草各項(xiàng)營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)進(jìn)行主成分分析后得出,最靠前排名出現(xiàn)在8月20日,最靠后排名出現(xiàn)在7月20日。排名的前后是說(shuō)明牧草的收獲期與營(yíng)養(yǎng)成分之間關(guān)系相關(guān)性的重要指標(biāo),排名越靠前,表明兩者關(guān)系密切,反之則疏遠(yuǎn)。本研究中,最適收獲期排序?yàn)?月20日>9月10日>8月1日>8月30日>8月10日>7月20日。說(shuō)明8月20日與天然牧草營(yíng)養(yǎng)保存關(guān)系緊密,且CP含量高,ADF和NDF含量適中,這可能是由于隨著植物種群的生長(zhǎng)發(fā)育,合成碳水化合物的能力逐漸加強(qiáng),促進(jìn)天然牧草體內(nèi)氮含量逐漸增加,從而增加了天然牧草粗蛋白質(zhì)含量,隨后天然牧草進(jìn)入衰落期,合成碳水化合物的能力逐漸減弱,天然牧草體內(nèi)多糖含量相應(yīng)增加,從而造成ADF和NDF含量逐漸增加(Warner,2002)。
綜合分析,8月20日左右為赤峰地區(qū)天然牧草最適收獲期。