鮑宇紅 王文博 原現(xiàn)軍 普布卓瑪 羅 增 參木友

(1.省部共建青稞和牦牛種質(zhì)資源與遺傳改良國家重點實驗室，拉薩 850000；2.西藏自治區(qū)農(nóng)牧科學(xué)院草業(yè)科學(xué)研究所，拉薩 850000；3.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)學(xué)院飼草調(diào)制加工與貯藏研究所，南京 210095)

草地畜牧業(yè)是青藏高原廣大農(nóng)牧民賴以生存的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，由于氣候變化和人口增長等因素，青藏高原的自然生態(tài)環(huán)境及傳統(tǒng)生產(chǎn)生活平衡逐漸被打破，加劇了畜牧業(yè)生產(chǎn)的區(qū)域差異和季節(jié)性波動。天然牧草作為草地畜牧業(yè)重要生產(chǎn)資料，其豐歉和營養(yǎng)狀況不僅影響了放牧家畜的生長發(fā)育，也影響了畜產(chǎn)品的質(zhì)量。牧草營養(yǎng)價值和貯量隨著區(qū)域、季節(jié)和年度的變化而變化，進而導(dǎo)致放牧家畜生產(chǎn)水平呈現(xiàn)季節(jié)性和區(qū)域性波動，揭示主要天然牧草的區(qū)域和季節(jié)變化規(guī)律，可為合理利用放牧草地，保證草地畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供理論依據(jù)。

藏嵩草(Kobresiatibetensis)是莎草科嵩草屬多年生草本植物，是青藏高原高寒草甸生態(tài)系統(tǒng)中沼澤化草甸的建群種，是青藏高原區(qū)域十分重要的物種。藏嵩草枝葉茂盛、營養(yǎng)價值豐富，是青藏高原夏秋季主要的放牧用飼草。在8月中旬前，藏嵩草草質(zhì)柔軟，適口性好，為馬、牛、羊等喜食；8月中旬后，其纖維素含量迅速增加，適口性下降，但仍為牦牛所喜食；藏嵩草沼澤化草甸是具有生物多樣性的草地生態(tài)系統(tǒng)，對維持生態(tài)系統(tǒng)平衡起著積極作用，因此藏嵩草對當(dāng)?shù)氐男竽翗I(yè)發(fā)展和生態(tài)系統(tǒng)平衡發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。前人分析了藏嵩草的生物學(xué)特性，發(fā)現(xiàn)藏嵩草在青綠期有較高的營養(yǎng)成分，粗蛋白質(zhì)(crude protein，CP)含量達(dá)到16%，粗脂肪(ether extract，EE)含量約3.4%，無氮浸出物含量約50%，表明藏嵩草是營養(yǎng)價值較高的優(yōu)良牧草[1]。在青藏高原海拔3 200～4 600 m的高山沼澤化草甸地帶均有藏嵩草分布。研究表明，海高度度對于植物的分布及生長發(fā)育具有重要影響，隨著海拔的升高，植物通常會表現(xiàn)出矮化、生育期延長等特點，同時高海拔區(qū)域的植物積累更豐富的蛋白質(zhì)和脂肪等以提高其抗寒性[2]。朱玉環(huán)等[3]比較了4個不同海拔區(qū)域藏嵩草綠汁發(fā)酵液對青貯飼料發(fā)酵品質(zhì)和營養(yǎng)價值的影響，結(jié)果表明藏嵩草附著的乳酸菌數(shù)量隨著海拔升高而顯著增加，且海拔越高藏嵩草綠汁發(fā)酵液對苜蓿青貯過程中蛋白質(zhì)降解的抑制作用越強。王力等[4]在三江源2個不同海拔區(qū)域比較了氣候變化對高山嵩草物候的影響。但目前仍未見關(guān)于不同海拔區(qū)域藏嵩草營養(yǎng)特性和消化率的季節(jié)性變化研究，尚不知不同海拔區(qū)域藏嵩草營養(yǎng)組成和消化率特性對季節(jié)變化響應(yīng)是否存在差異。因此，本研究擬比較青藏高原2個海拔區(qū)域藏嵩草2個季節(jié)間營養(yǎng)品質(zhì)和體外消化率差異，初步探討青藏高原藏嵩草營養(yǎng)特性的時空變化規(guī)律，旨在為該區(qū)域家畜補飼等飼養(yǎng)管理提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

2019年分別從拉薩市當(dāng)雄縣(E90°55′，N29°61′，海拔約4 200 m；8月平均氣溫10.1 ℃，降雨109.3 mm；11月平均氣溫-3.7 ℃，降水量3.7 mm)和那曲市那曲縣(E88°59′，N32°55′，海拔約4 450 m；8月平均氣溫8.4 ℃，降水量91.5 mm；11月平均氣溫-7.2 ℃，降水量3.8 mm)高寒草甸山坡陽面采集抽穗期(8月)和結(jié)實期(11月)藏嵩草各10份(高度5～7 cm)，留茬高度約為1 cm。樣品帶回實驗室后置于105 ℃殺青2 h，之后65 ℃下烘干至恒重，測定干物質(zhì)(DM)含量，各樣品粉碎過0.45 mm篩，裝至自封袋排除空氣后室溫下保存待測。

1.2 營養(yǎng)成分測定

稱取0.5 g過篩草粉，采用凱氏定氮法測定CP含量[5]；稱取1.0 g過篩草粉，采用索式提取法測定EE含量[5]；稱取1.0 g過篩草粉，采用馬福爐灰化法測定粗灰分(Ash)含量[5]；分別稱取0.5 g過篩草粉，采用Van Soest等[6]的纖維分析法測定中性洗滌纖維(neutral detergent fibre，NDF)和酸性洗滌纖維(acid detergent fibre，ADF)含量。

采用康奈爾凈碳水化合物和蛋白質(zhì)體系(Cornell net carbohydrate and protein system，CNCPS)分析碳水化合物和蛋白質(zhì)組成[7]。CNCPS把牧草中碳水化合物組成劃分為可溶性糖類(CA)、淀粉和果膠(CB1)、可利用纖維(CB2)及不可利用纖維(CC)，具體計算公式如下：

CHO(%DM)=100-CP(%DM)-EE(%DM)-Ash(%DM)；CC(%CHO)=100×[NDF(%DM)×0.01×ADL(%NDF)×2.4]/CHO(%DM)；CB2(%CHO)=100×[NDF(%DM)-NDFIP(%CP)×0.01×CP(%DM)-NDF(%DM)×0.01×ADL(%NDF)×2.4]/CHO(%DM)；CNSC(%CHO)=100-CB2(%CHO)-CC(%CHO)；CB1(%CHO)=Starch(%CNSC)×[100-CB2(%CHO)-CC(%CHO)]/100；CA(%CHO)=[100-Starch(%CNSC)]×[100-CB2(%CHO)-CC(%CHO)]/100。

式中：CHO為碳水化合物；ADL為酸性洗滌木質(zhì)素；NDFIP為中性洗滌不溶蛋白；CNSC為非結(jié)構(gòu)性碳水化合物；ADFIP為酸性洗滌不溶蛋白；Starch為淀粉。

CNCPS體系把牧草中蛋白質(zhì)組成劃分為非蛋白氮(PA)、快速降解蛋白質(zhì)(PB1)、中速降解蛋白質(zhì)(PB2)、慢速降解蛋白質(zhì)(PB3)和不可降解蛋白質(zhì)(PC)，具體計算公式如下：

PA(%CP)=NPN(%CP)×0.01×SP(%CP)；PB1(%CP)=SP(%CP)-PA(%CP)；PC(%CP)=ADFIP(%CP)；PB3(%CP)=NDFIP(%CP)-ADFIP(%CP)；PB2(% CP)=100-PA(% CP)-PB1(% CP)-PB3(%CP)-PC(%CP)。

式中：NPN為非蛋白氮；SP為可溶性蛋白；ADFIP為酸性洗滌不溶蛋白；NDFIP為中性洗滌不溶蛋白。

1.3 體外消化特性分析

采用Menke等[8]的體外產(chǎn)氣法進行體外消化率評定，并按照其方法配制人工唾液。在牦牛集中屠宰時，采集牦牛瘤胃內(nèi)容物，用8層紗布過濾，將瘤胃液裝入事先充滿二氧化碳(CO2)并預(yù)熱到39.5 ℃的保溫瓶中，迅速帶回實驗室，與事先在39.5 ℃恒溫水浴鍋中預(yù)熱的人工唾液等體積混合，并持續(xù)通入CO2。稱取0.5 g粉碎的飼草樣品于特制玻璃針管，并注入50 mL瘤胃混合液，通入CO2后密封，并置于39.5 ℃恒溫培養(yǎng)箱中，每隔2 h讀取產(chǎn)氣量，并收集氣體。參照Li等[9]的方法測定甲烷(CH4)含量，同時發(fā)酵48 h后取發(fā)酵液，參考巴桑珠扎等[10]的方法測定瘤胃液中pH、揮發(fā)性脂肪酸(VFA)含量和氨態(tài)氮/總氮(NH3-N/TN)。將未消化的殘渣用尼龍布過濾，烘干計算各牧草的體外干物質(zhì)消化率(IVDMD)[10-11]。根據(jù)產(chǎn)氣量估算發(fā)酵底物的體外有機物消化率(IVODM)和代謝能(ME)[7]。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計

試驗數(shù)據(jù)首先采用Excel 2007軟件進行整理，之后采用SAS 9.2軟件對試驗數(shù)據(jù)進行雙因素方差分析(two-way ANOVA)，并用Tukey方法對各指標(biāo)平均值進行多重比較，數(shù)據(jù)用平均值和均值標(biāo)準(zhǔn)誤(SEM)表示，P<0.05表示差異顯著。

2 結(jié) 果

2.1 青藏高原當(dāng)雄和那曲區(qū)域高山草甸藏嵩草營養(yǎng)成分變化

如表1所示，生長區(qū)域和時間對藏嵩草DM和Ash含量無顯著影響(P>0.05)。生長區(qū)域和時間對藏嵩草EE含量存在顯著影響(P<0.05)；2個區(qū)域11月藏嵩草EE含量顯著低于8月(P<0.05)，且當(dāng)雄區(qū)域藏嵩草EE含量顯著高于那曲區(qū)域(P<0.05)。生長區(qū)域和時間對藏嵩草NDF和ADF含量存在顯著影響(P<0.05)，且兩者存在顯著交互效應(yīng)(P<0.05)。2個區(qū)域8月藏嵩草NDF含量無顯著差異(P>0.05)，當(dāng)雄區(qū)域11月藏嵩草NDF含量顯著高于8月(P<0.05)；當(dāng)雄區(qū)域11月藏嵩草NDF含量顯著高于那曲區(qū)域(P<0.05)。2個區(qū)域8月藏嵩草ADF含量無顯著差異(P>0.05)，11月藏嵩草ADF含量均顯著高于8月(P<0.05)。

表1 青藏高原當(dāng)雄和那曲區(qū)域高山草甸藏嵩草營養(yǎng)成分變化Table 1 Changes of nutrient composition of Kobresia tibetica of alpine meadow in Dangxiong and Naqu regions of Qinghai-Tibet Plateau (n=10)

2.2 青藏高原當(dāng)雄和那曲區(qū)域高山草甸藏嵩草CNCPS碳水化合物組分變化

如表2所示，生長時間對藏嵩草碳水化合物比例存在顯著影響(P<0.05)，當(dāng)雄區(qū)域11月藏嵩草碳水化合物比例含量顯著高于8月(P<0.05)。生長區(qū)域和時間對藏嵩草非結(jié)構(gòu)性碳水化合物(CNSC)、CA和CB1比例存在顯著影響(P<0.05)，且生長區(qū)域和時間對CA和CB1存在顯著交互效應(yīng)(P<0.05)。當(dāng)雄區(qū)域藏嵩草CNSC和CA比例顯著低于那曲區(qū)域(P<0.05)，且2個區(qū)域不同生長時間藏嵩草CNSC和CA比例存在顯著差異(P<0.05)。不同生長時間當(dāng)雄區(qū)域藏嵩草CB1比例無顯著差異(P>0.05)，而那曲區(qū)域藏嵩草CB1比例顯著升高(P<0.05)；其中那曲區(qū)域藏嵩草CB1比例顯著高于當(dāng)雄區(qū)域(P<0.05)。2個區(qū)域8月藏嵩草CB2比例無顯著差異(P>0.05)，當(dāng)雄區(qū)域11月藏嵩草CB2比例顯著高于那曲區(qū)域(P<0.05)。生長區(qū)域和時間對藏嵩草CC比例存在顯著影響(P<0.05)，2個區(qū)域11月藏嵩草CC比例均高8月(P<0.05)，其中當(dāng)雄區(qū)域8月藏嵩草CC比例顯著高于那曲區(qū)域(P<0.05)。

表2 青藏高原當(dāng)雄和那曲區(qū)域高山草甸藏嵩草CNCPS碳水化合物組分變化Table 2 Changes of CNCPS carbohydrate composition of Kobresia tibetica of alpine meadow in Dangxiong and Naqu regions of Qinghai-Tibet Plateau (n=10)

2.3 青藏高原當(dāng)雄和那曲區(qū)域高山草甸藏嵩草CNCPS蛋白質(zhì)組分變化

如表3所示，生長時間對藏嵩草CP比例存在顯著影響(P<0.05)，2個區(qū)域8月藏嵩草CP比例均顯著高于11月(P<0.05)。生長區(qū)域和時間對藏嵩草PA比例存在顯著影響(P<0.05)，2個區(qū)域8月藏嵩草PA比例均顯著高于11月(P<0.05)，且那曲區(qū)域藏嵩草PA比例顯著高于當(dāng)雄區(qū)域(P<0.05)。生長時間對藏嵩草PB1和PB2比例存在顯著影響(P<0.05)，那曲區(qū)域8月藏嵩草PB1比例顯著高于11月(P<0.05)，2個區(qū)域8月藏嵩草PB2比例均顯著低于11月(P<0.05)。生長時間對藏嵩草PC比例存在顯著影響(P<0.05)，2個區(qū)域8月藏嵩草PC比例均顯著低于11月(P<0.05)。

表3 青藏高原當(dāng)雄和那曲區(qū)域高山草甸藏嵩草CNCPS蛋白質(zhì)組分變化Table 3 Changes of CNCPS protein composition of Kobresia tibetica of alpine meadow in Dangxiong and Naqu regions of Qinghai-Tibet Plateau (n=10)

2.4 青藏高原當(dāng)雄和那曲區(qū)域高山草甸藏嵩草體外消化率和產(chǎn)氣量變化

如表4所示，生長時間對藏嵩草24 h產(chǎn)氣量(GP24 h)存在顯著影響(P<0.05)，2個區(qū)域8月藏嵩草GP24 h均顯著高于11月(P<0.05)。生長時間對藏嵩草48 h產(chǎn)氣量(GP48 h)存在顯著影響(P<0.05)，2個區(qū)域8月藏嵩草GP48 h均顯著高于11月(P<0.05)。生長區(qū)域和時間對藏嵩草IVOMD和ME存在顯著影響(P<0.05)，且兩者存在顯著交互效應(yīng)(P<0.05)。2個區(qū)域8月藏嵩草IVOMD無顯著差異(P>0.05)，當(dāng)雄區(qū)域11月藏嵩草IVOMD顯著低于那曲區(qū)域(P<0.05)；當(dāng)雄區(qū)域11月藏嵩草IVOMD顯著低于8月(P<0.05)，而那曲區(qū)域8月和11月IVOMD無顯著差異(P>0.05)。2個區(qū)域8月藏嵩草ME無顯著差異(P>0.05)，2個區(qū)域11月藏嵩草ME均顯著低于8月(P<0.05)，且那曲區(qū)域11月藏嵩草ME顯著高于當(dāng)雄區(qū)域(P<0.05)。

表4 青藏高原當(dāng)雄和那曲區(qū)域高山草甸藏嵩草體外消化率和產(chǎn)氣量變化Table 4 Changes of in vitro digestibility and gas production of Kobresia tibetica of alpine meadow in Dangxiong and Naqu regions of Qinghai-Tibet Plateau (n=10)

2.5 青藏高原當(dāng)雄和那曲區(qū)域高山草甸藏嵩草體外發(fā)酵參數(shù)變化

如表5所示，生長時間對瘤胃液NH3-N/TN存在顯著影響(P<0.05)，2個區(qū)域8月藏嵩草瘤胃液NH3-N/TN均顯著低于11月(P<0.05)。生長區(qū)域和時間對瘤胃液pH、乙酸/丙酸和丁酸含量無顯著影響(P>0.05)。生長區(qū)域和時間對瘤胃液乙酸和丙酸含量均存在顯著影響(P<0.05)，且兩者存在顯著交互效應(yīng)(P<0.05)。2個區(qū)域8月藏嵩草瘤胃液乙酸含量無顯著差異(P>0.05)，11月藏嵩草瘤胃液乙酸含量均顯著低于8月(P<0.05)；那曲區(qū)域11月藏嵩草瘤胃液乙酸含量顯著高于當(dāng)雄區(qū)域(P<0.05)。2個區(qū)域8月藏嵩草瘤胃液丙酸含量無顯著差異(P>0.05)，當(dāng)雄區(qū)域11月藏嵩草瘤胃液丙酸含量顯著低于8月(P<0.05)；那曲區(qū)域11月藏嵩草瘤胃液丙酸含量顯著高于當(dāng)雄區(qū)域(P<0.05)。生長時間對瘤胃液異丁酸含量存在顯著影響(P<0.05)，當(dāng)雄區(qū)域8月藏嵩草瘤胃液異丁酸含量顯著高于11月(P<0.05)。生長時間對藏嵩草瘤胃液異戊酸和戊酸含量存在顯著影響(P<0.05)，2個區(qū)域8月藏嵩草瘤胃液異戊酸和戊酸含量均顯著高于11月(P<0.05)。生長區(qū)域和時間對瘤胃液總揮發(fā)性脂肪酸(TVFA)含量存在顯著影響(P<0.05)，且二者存在顯著交互效應(yīng)(P<0.05)。2個區(qū)域8月藏嵩草瘤胃液TVFA含量均顯著高于11月(P<0.05)，且11月那曲區(qū)域藏嵩草瘤胃液TVFA含量顯著高于當(dāng)雄區(qū)域(P<0.05)。

表5 青藏高原當(dāng)雄和那曲區(qū)域高山草甸藏嵩草體外發(fā)酵參數(shù)變化Table 5 Changes of in vitro fermentation parameters of Kobresia tibetica of alpine meadow in Dangxiong and Naqu regions of Qinghai-Tibet Plateau (n=10)

2.6 青藏高原藏嵩草體外發(fā)酵參數(shù)與CNCPS體系中碳水化合物組分和蛋白質(zhì)組分的相關(guān)性

如表6所示，藏嵩草體外發(fā)酵瘤胃液乙酸含量與CNCPS體系中CC、CA、CB1、CNSC、CP、PA和PB1比例呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)，與碳水化合物和CB2比例呈極顯著負(fù)相關(guān)(P<0.01)。藏嵩草體外發(fā)酵瘤胃液丙酸和異戊酸含量與CNCPS體系中CA、CNSC和CP比例均呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)，與CB2比例呈極顯著負(fù)相關(guān)(P<0.01)。藏嵩草體外發(fā)酵瘤胃液丙酸含量與CNCPS體系中CB1和PB1比例呈顯著正相關(guān)(P<0.05)，而與碳水化合物比例呈顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05)。藏嵩草體外發(fā)酵瘤胃液異戊酸含量與CNCPS體系中CC、CB1和PA比例呈顯著正相關(guān)(P<0.05)。藏嵩草體外發(fā)酵瘤胃液異丁酸與CNCPS體系中CP比例呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)，與CC、CA、CB1、CNSC、PB1和PC比例呈顯著正相關(guān)(P<0.05)，而與碳水化合物和CB2比例呈顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05)。藏嵩草體外發(fā)酵瘤胃液丁酸含量與CNCPS體系中CC和PB3比例呈顯著正相關(guān)(P<0.05)。藏嵩草體外發(fā)酵瘤胃液戊酸含量與CNCPS體系中CP、PA和PB1比例呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)，與CC、CA和CNSC比例呈顯著正相關(guān)(P<0.05)，而與碳水化合物和CB2比例呈顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05)。

表6 發(fā)酵參數(shù)與CNCPS體系中碳水化合物組分和蛋白質(zhì)組分的相關(guān)系數(shù)Table 6 Correlation coefficients of fermentation parameters with carbohydrate and protein compositions in CNCPS system

3 討 論

3.1 生長區(qū)域和時間對藏嵩草營養(yǎng)成分的影響

海拔高度可顯著影響植物的生長發(fā)育，海高度度變化導(dǎo)致氣候、土壤和地形等生態(tài)環(huán)境條件變化，為了適應(yīng)高寒氣候，植物在長期演化中發(fā)生內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部形態(tài)上不同程度地有規(guī)律變化以適應(yīng)環(huán)境的變化。牧草營養(yǎng)成分和體外消化率等也受到生長時間的影響，隨著物候期延長，植株老化，粗纖維含量上升，CP含量、IVDMD和IVOMD下降[12]。

本試驗中，藏嵩草EE含量隨著海拔的升高和生長時間的延長均顯著下降。而Han等[13]對青藏高原不同海拔區(qū)域矮嵩草營養(yǎng)成分分析發(fā)現(xiàn)，矮嵩草EE含量隨著海拔的升高有所增加，并認(rèn)為這種增加趨勢是由于長期進化過程中矮嵩草為了應(yīng)對海拔升高而引起的氣溫降低，增加脂肪積累從而提高其抗寒能力。Singh等[14]研究了不同季節(jié)和海拔高度櫟樹葉片營養(yǎng)成分的變化發(fā)現(xiàn)，在8月至10月期間EE含量不斷增加，可能是由于進入8月后氣溫開始下降，植物為適應(yīng)寒冷氣候而做出的應(yīng)激反應(yīng)。Kamalak等[15]研究報道，隨著成熟度的增加，風(fēng)鈴草EE含量顯著增加，可能與植物本身籽實形成有關(guān)。本研究中，2個區(qū)域均處于高海拔區(qū)域，溫度均較低，且藏嵩草11月份即將進入枯黃期，因此EE含量呈現(xiàn)下降趨勢。趙忠等[16]比較了青藏高原東緣高寒草地上8種優(yōu)勢植物營養(yǎng)成分變化，發(fā)現(xiàn)各植物EE含量在其生長季雖有所波動，但變化較小且未見規(guī)律性。

飼草NDF含量高低直接影響家畜采食量和適口性。本研究中，那曲區(qū)域藏嵩草NDF和ADF含量均不同程度低于當(dāng)雄區(qū)域，可能與那曲區(qū)域海拔高于當(dāng)雄區(qū)域有關(guān)，氣溫的高低與牧草呼吸強度存在明顯正相關(guān)，海拔升高氣溫降低，呼吸強度減弱，牧草通過光合作用積累的營養(yǎng)成分，尤其是可溶的CNSC比例升高，難溶的結(jié)構(gòu)性碳水化合物(纖維素、半纖維素、木質(zhì)素等)比例就會相對降低。Shah等[17]研究不同季節(jié)和海拔高度飼料的營養(yǎng)價值，發(fā)現(xiàn)隨著海拔的升高，紫荊花的木質(zhì)素和NDF含量呈逐漸下降的趨勢。本研究中，2個區(qū)域11月藏嵩草NDF和ADF含量均顯著高于8月，這是由于藏嵩草隨著成熟度的增加，木質(zhì)化程度增加，細(xì)胞壁比例增加[18-19]。Kamalak等[15]對風(fēng)鈴草進行了營養(yǎng)評價，發(fā)現(xiàn)風(fēng)鈴草中NDF和ADF含量與成熟度成正相關(guān)。高海拔的那曲區(qū)域藏嵩草淀粉含量高于當(dāng)雄區(qū)域，可能是由于溫度隨海拔升高而降低，晝夜溫差變大，提高了牧草的光合作用速率，有利于牧草淀粉的積累。Han等[13]研究表明，生長在較高海拔區(qū)域的植物通過增加蛋白質(zhì)、脂肪和淀粉等物質(zhì)的含量來提高它們對寒冷環(huán)境的抵抗力。

本研究中，11月藏嵩草CC比例高于8月，這是由于隨著生長時間的延遲，木質(zhì)化程度增加，木質(zhì)素和ADF比例增加。牧草中CNSC(CA和CB1)是反芻動物從飼草獲取能量的主要來源，其中CA是直接能量來源。本研究中，藏嵩草CA和CB1比例隨海拔升高而增加，藏嵩草CA比例與生長時間呈負(fù)相關(guān)，而8月至11月藏嵩草CB1比例均不同程度上升，其中那曲區(qū)域藏嵩草CB1比例顯著上升。Mooney等[20]也發(fā)現(xiàn)植物可溶性碳水化合物含量隨海拔的升高而上升。林德輝等[21]研究了不同海拔區(qū)域水稻碳水化合物含量的變化，發(fā)現(xiàn)不同海拔區(qū)域植物可溶性碳水化合物含量均隨著成熟度的增加而顯著降低，且在任何時期高海拔區(qū)域植物可溶性碳水化合物含量均高于低海拔區(qū)域，可能是因為低海拔區(qū)域植物環(huán)境溫度和呼吸速率較高，生長速率較快，導(dǎo)致大量可溶性碳水化合物被利用；而高海拔區(qū)域溫度較低，且光合速率較高，積累的可溶性碳水化合物含量較高。CNSC是由CA、CB1組成，海拔升高會積累更多的CA、淀粉等營養(yǎng)物質(zhì)，所以藏嵩草在高海拔區(qū)域CNSC比例相對較高。Shi等[22]通過研究林線附近木本植物碳供應(yīng)狀況發(fā)現(xiàn)，葉片中CNSC比例(含糖和淀粉)隨海拔升高而增加。

本試驗中，那曲藏區(qū)域11月嵩草CB2比例顯著低于當(dāng)雄區(qū)域，可能是由于高海拔區(qū)域溫度低，呼吸作用較弱，可溶性CNSC消耗較低，其相對比例較高，而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)性碳水化合物(纖維素、半纖維素)比例相對較低。隨著生長時間延長，植株葉片開始老化，木質(zhì)化程度增加，藏嵩草CC比例增加。本研究發(fā)現(xiàn)，那曲區(qū)域8月藏嵩草CC比例顯著低于當(dāng)雄區(qū)域，而2個區(qū)域11月藏嵩草CC比例無顯著差異。這可能是由于那曲區(qū)域氣溫低，返青較晚，8月藏嵩草處于營養(yǎng)生長早期，生育期略早于當(dāng)雄區(qū)域，而2個區(qū)域11月藏嵩草均即將進入枯黃期，CC比例均增加至相似水平。

蛋白質(zhì)是由真蛋白質(zhì)和非蛋白質(zhì)含氮物組成，是動物蛋白質(zhì)需求的主要來源，因此CP是評價牧草營養(yǎng)價值的重要指標(biāo)。徐雅梅等[23]比較了不同生長時期藏北嵩草營養(yǎng)成分變化，發(fā)現(xiàn)CP含量隨生長時間延長呈下降趨勢，6～8月保持穩(wěn)定，而在枯黃期來臨之前顯著下降至2.87%，相當(dāng)于小麥秸稈水平(2.5%)。Han等[13]也研究發(fā)現(xiàn)，矮嵩草在8月時CP含量達(dá)到峰值，隨后逐漸降低。Sarwar等[24]研究表明，CP含量隨植物成熟度的增加而顯著下降。本研究也發(fā)現(xiàn)類似的規(guī)律，2個區(qū)域藏嵩草CP含量從8月至11月均顯著下降。進入反芻動物小腸的蛋白質(zhì)主要包括來自飼糧的瘤胃非降解蛋白(UCP)和由瘤胃微生物合成的微生物蛋白(MCP)，其中MCP可提供反芻動物蛋白質(zhì)或氨基酸需要量的1/2以上，而飼糧中易降解的飼料蛋白質(zhì)(PA和PB1)是瘤胃微生物合成MCP的主要氮源[25]。那曲區(qū)域藏嵩草PA比例顯著高于當(dāng)雄區(qū)域，這可能與那曲區(qū)域藏嵩草生長在較高海拔環(huán)境有關(guān)。低溫條件下，植物葉片蛋白質(zhì)發(fā)生降解，脯氨酸等游離氨基酸含量在可耐受的低溫條件下增加，植物抗寒性增強[26]。關(guān)于成熟期對飼草PA和PB1比例的結(jié)果不一致，Elizalde等[27]認(rèn)為成熟期并不是影響飼草PA比例的重要因素；但Alzueta等[28]發(fā)現(xiàn)PA比例隨著植物生長逐漸下降，云穎等[29]對紫花苜蓿中CNCPS蛋白質(zhì)組分分析發(fā)現(xiàn)成熟后期苜蓿CP含量逐漸降低，而PA比例逐漸升高。本研究中，從8月至11月藏嵩草PA和PB1比例均下降，而PB2和PC比例均上升，是由于植物由營養(yǎng)生長轉(zhuǎn)向生殖生長，氮組分進行重新分配，以PA為代表的PA和PB1逐漸沉積。Alzueta等[28]報道，箭筈豌豆結(jié)莢期PB3和PC比例高于營養(yǎng)生長期，因為PB3和PC與細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)有關(guān)，隨著成熟期延長木質(zhì)化程度增加，PB3和PC比例上升。

3.2 生長區(qū)域和時間對藏嵩草體外消化率和體外發(fā)酵參數(shù)的影響

消化率是評價牧草營養(yǎng)品質(zhì)的重要指標(biāo)之一，受牧草種類、生育期、草地類型、生長環(huán)境和氣候等影響。飼草體外產(chǎn)氣量不僅與發(fā)酵底物含量有關(guān)，還與發(fā)酵底物組成密切相關(guān)[30]。本研究中，11月藏嵩草木質(zhì)化程度增加，難降解組分比例增加，因此藏嵩草GP24 h、GP48 h和IVDMD均降低。Bal等[31]通過體外產(chǎn)氣法對不同成熟期紅豆草的營養(yǎng)價值進行評估，結(jié)果表明，隨著紅豆草成熟度增加，產(chǎn)氣量顯著降低，即營養(yǎng)期紅豆草產(chǎn)氣量高于開花期和成熟期。相應(yīng)地，11月藏嵩草IVOMD和ME低于8月，可能與11月藏嵩草有較低的可消化碳水化合物(CNSC)和蛋白質(zhì)(PA和PB1)比例有關(guān)。那曲區(qū)域11月藏嵩草IVOMD和ME顯著高于當(dāng)雄區(qū)域，也可能與其較高的可消化碳水化合物(CNSC)和蛋白質(zhì)(PA)比例有關(guān)。Kamalak等[32]研究表明，葫蘆巴除早期培養(yǎng)時間(3、6和12 h)外，開花前產(chǎn)氣量均顯著高于開花期和苗期，此外葫蘆巴的潛在產(chǎn)氣量、ME和IVOMD隨成熟度的增加而降低。徐世曉等[33]研究發(fā)現(xiàn)，青藏高原羊茅、早熟禾和菭草3種禾本科牧草隨海拔高度上升體外消化率呈升高趨勢。Emmanuel等[34]對盧旺達(dá)區(qū)域4種豆科牧草體外消化率進行比較，發(fā)現(xiàn)中海拔區(qū)域豆科牧草IVOMD和ME均高于高海拔區(qū)域，可能由于環(huán)境條件和牧草種類差異所致。

反芻動物瘤胃液中NH3-N/TN可以反映瘤胃氮代謝情況，其的高低決定著牧草中蛋白質(zhì)在瘤胃中的降解程度和瘤胃MCP的合成效率。余苗等[35]通過研究虎尾草的體外發(fā)酵產(chǎn)氣特征發(fā)現(xiàn)，瘤胃液中NH3-N含量隨生育期的延長而逐漸下降，隨著成熟度的增加，CP含量降低，NDF含量升高，使得虎尾草中粗纖維降解增加，最終導(dǎo)致NH3-N含量降低。在本研究中，2個區(qū)域11月藏嵩草瘤胃液發(fā)酵液中NH3-N/TN均高于8月，由于11月藏嵩草有較高的可降解蛋白氮(PA、PB1和PB2)，能快速分解為NH3-N，但其有較低的CNSC，無法為微生物代謝及時提供碳源，造成NH3-N的積累。飼糧中碳水化合物是反芻動物的主要能量來源，大部分在瘤胃內(nèi)被微生物代謝利用產(chǎn)生VFA[36]。本試驗中，藏嵩草瘤胃液體外發(fā)酵產(chǎn)生的VFA中除丁酸含量和乙酸/丙酸差異不顯著外，其余各VFA含量均隨生長時間延長而顯著降低，這可能是因為11月藏嵩草CNSC比例均低于8月，瘤胃微生物發(fā)酵程度降低，導(dǎo)致VFA產(chǎn)量下降。余苗等[35]研究發(fā)現(xiàn)，虎尾草瘤胃發(fā)酵液中丙酸、戊酸和異戊酸含量均隨生長期延長而逐漸降低，而丁酸含量、乙酸/丙酸則無顯著差異，與本研究結(jié)果一致。Sarwar等[24]也報道隨著牧草生長時間延長，瘤胃液中乙酸和丙酸含量顯著下降。

綜合分析藏嵩草營養(yǎng)成分和體外發(fā)酵參數(shù)發(fā)現(xiàn)，體外發(fā)酵參數(shù)與藏嵩草CNCPS體系中碳水化合物和蛋白質(zhì)組分存在一定的相關(guān)性。本研究中，藏嵩草CNCPS體系中CNSC、CA和CB1比例與瘤胃液中乙酸、丙酸、異丁酸、戊酸和異戊酸含量呈正相關(guān)，表明CA和CB1是藏嵩草體外發(fā)酵的直接碳源，由于其主要組分是可溶性碳水化合物，體外發(fā)酵過程中能快速被微生物代謝為有機酸。藏嵩草CNCPS體系中CP、PA和PB1比例與體外發(fā)酵液中乙酸、丙酸、戊酸和異戊酸含量呈正相關(guān)，可能歸因于PA和PB1的快速降解特性，在體外發(fā)酵過程能直接為微生物代謝提供氮源。

4 結(jié) 論

生長區(qū)域和時間影響了藏嵩草的營養(yǎng)價值和體外消化率，8月藏嵩草CNSC、CA比例以及IVDMD、IVOMD和ME均高于11月，那曲區(qū)域藏嵩草CNSC和PA比例始終高于當(dāng)雄區(qū)域。