西藏主要作物與牧草營養(yǎng)成分及其營養(yǎng)類型研究

秦彧，李曉忠，姜文清，田發(fā)益，周志宇＊，王楠，王桃

（1.蘭州大學(xué)草地農(nóng)業(yè)科技學(xué)院，甘肅 蘭州730020；2.西藏自治區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)院，西藏 拉薩850000；3.西藏農(nóng)牧學(xué)院，西藏 林芝860000）

西藏地處我國西南邊陲，素以“世界屋脊”和“地球第三極”著稱于世［1］。由于特殊的地理位置和生態(tài)條件，畜牧業(yè)在全區(qū)占有非常重要的地位。但是林、灌、草地等生態(tài)系統(tǒng)的抗干擾能力很低，植被一旦遭到破壞，便很難恢復(fù)，生態(tài)系統(tǒng)極為脆弱［2］，不利于畜牧業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。近年來，隨著西藏人口的增加和畜牧業(yè)生產(chǎn)的進(jìn)一步發(fā)展，單純依賴于天然草地的自然生產(chǎn)力已經(jīng)不能滿足家畜的需求［3］。同時，由于受傳統(tǒng)畜牧業(yè)生產(chǎn)模式的制約，舍飼家畜粗飼料以作物秸稈為主，對于優(yōu)質(zhì)牧草對畜牧業(yè)生產(chǎn)的重要性認(rèn)識還不夠深入。因而，建立人工草地，大量的種植優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)牧草是解決家畜對各種營養(yǎng)物質(zhì)需求的重要途徑，這不但可以緩解家畜增多對草地造成的壓力，使草地生態(tài)功能得以恢復(fù)，同時對改善牧民的畜牧業(yè)生產(chǎn)效率也會起到重要作用。但是目前栽培牧草不但產(chǎn)量國內(nèi)外差異很大，而且養(yǎng)分含量也不盡相同［3］。在西藏這樣一個特殊的生態(tài)條件下種植的牧草，其營養(yǎng)價值能否滿足家畜對營養(yǎng)物質(zhì)的需求，是否能在獲得高產(chǎn)的同時保證牧草品質(zhì)，研究報道較少。因此，在前人研究的基礎(chǔ)上［4－6］，本研究分析了日喀則和山南地區(qū)家畜主要粗飼料作物秸稈［青稞（Avenanuda）、油菜（Brassicanapus）、土豆（Solanumtuberosum）、小麥（Triticumaestivum）、玉米（Zeamays）和燕麥（Avenasativa）］、精飼料作物籽粒，以及天然草地、栽培牧草的營養(yǎng)成分及其營養(yǎng)類型，以期為該區(qū)畜牧業(yè)生產(chǎn)中飼草料結(jié)構(gòu)的調(diào)整、優(yōu)質(zhì)高效牧草的大面積種植提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)自然條件

日喀則地區(qū)位于青藏高原西南部，地處東經(jīng)82°00′～90°20′，北緯27°23′～31°49′。南與尼泊爾、不丹、錫金3國接壤，全地區(qū)面積18.2萬km2。平均海拔4 000 m以上?？諝庀”?，氣壓低，氧氣少，太陽輻射強，日照時間長（年日照時數(shù)3 240.3 h），日照率73%，溫差大，氣溫較低（年平均氣溫6.3℃），最低日氣溫－14℃，最高日氣溫14.5℃，年極端最低氣溫－25.1℃，年極端高氣溫28.2℃，0℃以上年積溫2 706℃。生長季平均氣溫10.6℃。降水少（年降水量為431.2 mm），蒸發(fā)強（年蒸發(fā)量在2 353.2 mm），比較干燥，干燥系數(shù)為8.6。年平均相對濕度42%。冬季干旱寒冷，無降雪［3］。

山南地區(qū)地處青藏高原岡底斯山－念青唐古拉山脈以南的雅魯藏布江中下游，北接西藏首府拉薩，西與日喀則地區(qū)毗鄰，東與林芝地區(qū)相連，南與印度、不丹2國接壤，地理位置為東經(jīng)90°04′～94°21′，北緯26°51′～29°47′。面積7.35萬km2。平均海拔在3 700 m左右。山南地區(qū)屬溫帶干旱性氣候，年均降水量不到450 mm，雨季多集中在6－9月。年蒸發(fā)量在2 356.2 mm，是年降水量的6倍。全地區(qū)全年日照時間為2 600～3 300 h，全地區(qū)年平均氣溫0～8.4℃，最低為－0.6℃，最高可達(dá)8.8℃，最暖月平均氣溫10～16℃，河谷地區(qū)0℃以上年積溫2 400～3 100℃，高山草地0℃以上年積溫1 450～2 000℃。年均風(fēng)速在3 m／s左右，最大風(fēng)速為17 m／s，風(fēng)期主要集中在12月－次年3月。

1.2 材料

本試驗材料來源為日喀則地區(qū)（江孜）、山南地區(qū)（隆孜和瓊結(jié)）的作物秸稈、籽粒和天然、栽培牧草，采樣時間為2008年8月19日－9月9日，所采樣品均為植物地上部分。其中作物秸稈和籽粒均為人工種植，牧草中除白草（Pennisetumcentrasiaticum）、針 茅 （Stipacapillata）、草 沙 蠶 （Tripogonbromoides）和 青 藏 苔 草 （Carex moorcroftii）為天然草地牧草外，其余均為栽培牧草，每個樣品取10次重復(fù)。共采集作物樣品140個，隸屬3科6個種；牧草樣品570個，隸屬4科57個種。采集的樣品經(jīng)自然風(fēng)干，不銹鋼微型粉碎機(jī)粉碎過0.2 mm篩，玻璃瓶儲存，供分析用。

1.3 作物秸稈、籽粒和牧草營養(yǎng)成分的測定方法［7，8］

作物秸稈、牧草先風(fēng)干再烘干至恒重，籽粒粉碎后，進(jìn)行如下項目的測定：1）吸附水（AW）：用分段測水法測得牧草試樣的吸附水。2）粗蛋白質(zhì)（CP）：用凱氏定氮法。3）粗脂肪（EE）：用索氏浸提法。4）粗纖維（CF）：用酸堿分次水解法。5）中性纖維（NDF）和酸性纖維（ADF）：采用范氏（Van Soest）的洗滌纖維分析法。6）粗灰分（ASH）：采用干灰化法。7）無氮浸出物%＝100%－（粗脂肪%＋粗纖維 %＋粗蛋白%＋粗灰分%）。8）可溶性糖（WSC）：采用蒽酮法。9）Ca：采用微波消解原子吸收法。10）P：采用微波消解鉬銻抗比色法。

作物秸稈、牧草營養(yǎng)類型的劃分參照甘肅天然草地飼用植物營養(yǎng)價值評定，根據(jù)K.Nehring氏公式計算碳氮營養(yǎng)比［9］，即：營養(yǎng)比＝C／N＝粗脂肪×2.4＋粗纖維＋無氮浸出物／粗蛋白質(zhì)，劃分出4個基本營養(yǎng)類型：氮（N）型（C／N＜3.75）、氮碳（NC）型（C／N 3.75～7.25）、碳氮（CN）型（C／N 7.26～14.25）、碳（C）型（C／N＞14.26）。再依植物灰分含量（%）劃分出低（0～10）、中（10～20）、高（20～30）、最高（30以上）4個類型，構(gòu)成復(fù)合營養(yǎng)類型。

2 結(jié)果與分析

2.1 作物秸稈營養(yǎng)物質(zhì)含量

作物秸稈粗蛋白含量較低，油菜（隆孜）、土豆、玉米和燕麥粗蛋白含量為8%～12%，青稞和小麥粗蛋白含量不足5%；油菜（江孜）粗脂肪含量最高，達(dá)6.18%，小麥最低，平均為0.70%；粗纖維除玉米和土豆外，均在30%以上，油菜（瓊結(jié)）高達(dá)45.34%；中性洗滌纖維除土豆（江孜）外，其余均在50%以上，青稞（隆孜）更是高達(dá)76.04%，酸性洗滌纖維含量變幅在26.81%～53.24%，青稞和油菜含量較高，平均值分別為47.44%和53.24%，其含量的高低直接影響家畜采食率，含量高，則適口性差；土豆粗灰分含量較高，3個地區(qū)平均為12.26%，油菜、玉米、燕麥次之，小麥和青稞含量較低；無氮浸出物各作物秸稈含量均在40%以上；可溶性糖含量江孜作物較高，其中小麥高達(dá)34.37%，除青稞（隆孜）和土豆（瓊結(jié)）外，其余均在5%以上；各作物秸稈鈣、磷含量較低，鈣含量除土豆外，其余均不足1%（表1）。

2.2 牧草營養(yǎng)物質(zhì)含量

57種牧草（禾本科37種；豆科17種；藜科2種；莎草科1種）營養(yǎng)成分如表2所示，從總體上看，這57種牧草營養(yǎng)物質(zhì)含量較高，禾本科牧草粗蛋白含量在20%以上的有13種。其中，耐酸草粗蛋白含量高達(dá)30.72%；豆科有9種；藜科中，法國菠菜和馬斯甜菜粗蛋白含量分別為20.17%和18.11%；粗脂肪含量丹麥燕麥、多葉老芒麥、吉林老芒麥、胡盧巴、百脈根高達(dá)4%以上，含量在2.0%～4.0%的有29種，1.5%～2.0%的有19種；粗纖維除看麥娘30.81%、垂穗披堿草30.50%、荷蘭黑麥草30.81%、西北羊茅30.61%、中間冰草32.91%、粳草37.06%、沙打旺32.73%、黃花草木樨36.16%、箭筈豌豆（隆孜33.30%、瓊結(jié)38.07%）這9種含量稍高外，其余牧草粗纖維含量均在30%以下，而藜科的法國菠菜和馬斯甜菜含量分別為12.67%和16.28%；粗灰分除法國菠菜20.15%，馬斯甜菜14.54%，青藏苔草15.59%，西伯利亞冰草14.66%外，其余牧草灰分含量一般為5%～10%。無氮浸出物含量在40%以上的牧草有54個，其中梯狀冰草、西方小麥草、日本雀麥、黑麥草、中間偃麥、針茅、草沙蠶、百脈根、草原綠色豌豆、箭筈豌豆（江孜）等品種的無氨浸出物含量在50%以上。鈣、磷含量均較低，變幅在0.1%～0.9%。這可能與牧草生長區(qū)土壤中缺少鈣、磷養(yǎng)分有關(guān)。

表1 作物秸稈營養(yǎng)物質(zhì)含量Table 1 The contents of nutrition matters in crop straws %

2.3 作物籽粒營養(yǎng)物質(zhì)含量

作物籽粒中，粗蛋白含量油菜餅最高，達(dá)31.84%，青稞與豌豆的混合粗蛋白含量為20.91%，而青稞粗蛋白含量在10.14%～12.15%，3地區(qū)平均為10.91%，麩皮最低為2.94%；青稞與豌豆的混合、麩皮、青稞（瓊結(jié)）粗脂肪含量較高，分別為8.39%，7.16%，6.94%；粗纖維含量除麩皮外，其余籽粒均在10%以下；中性纖維含量除麩皮較低外（3.77%），其余籽粒均在30%以上；麩皮、青稞豌豆的混合酸性洗滌纖維含量較低，分別為12.24%和8.30%；粗灰分麩皮高達(dá)71.62%，其余均不足4%；無氮浸出物除麩皮外，其余籽粒含量均在50%以上，而青稞（隆孜、江孜）高達(dá)80%以上；可溶性糖含量變幅不大，青稞＋豌豆最高，為13.33%，依次分別為油菜餅＞麩皮＞青稞（隆孜）＞青稞（瓊結(jié)），青稞（江孜）最低為6.33%；鈣、磷含量較低，除麩皮鈣含量為1.09%，油菜餅磷含量1.20%以外，其余均在0.4%以下（表3）。

表2 牧草營養(yǎng)物質(zhì)含量Table 2 The contents of nutrition matters in pastures %

續(xù)表2 Continued

表3 作物籽粒營養(yǎng)物質(zhì)含量Table 3 The contents of nutrition matters in crop seeds %

2.4 作物秸稈、牧草營養(yǎng)類型

從作物秸稈、牧草營養(yǎng)類型的分析顯示（表4），作物秸稈碳型有青稞、小麥和油菜（江孜、瓊結(jié)），氮碳型為燕麥、玉米和油菜（隆孜），土豆為碳氮灰分型；禾本科牧草共劃分為5個營養(yǎng)類型，以氮型和氮碳型為主，分別占禾本科牧草總數(shù)的35.14%和40.54%；豆科營養(yǎng)類型有氮型、氮碳型和碳氮型，氮型和氮碳型分別占豆科牧草總數(shù)的53.00%和41.18%，碳氮型只有箭筈豌豆；藜科中法國菠菜為灰分氮型，馬斯甜菜為氮碳灰分型；青藏苔草為碳氮灰分型。

表4 作物秸稈、牧草營養(yǎng)類型Table 4 The nutritive types of crop straws and pastures

3 討論

自Ulyatt（1973）［10］提出飼喂價值的概念以后，牧草品質(zhì)評定有了統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，但因指標(biāo)不易確定，導(dǎo)致評定方法的多樣性［11－21］。評定牧草營養(yǎng)價值的方法有分析各種營養(yǎng)物質(zhì)的含量，測定能量、消化率，進(jìn)行代謝試驗等［22］。營養(yǎng)價值的高低是評價牧草是否優(yōu)良的重要指標(biāo)，主要取決于所含營養(yǎng)成分的種類和數(shù)量［23，24］，從其營養(yǎng)價值來看，CP由純蛋白和非蛋白含氮物組成，是動物蛋白質(zhì)需求的主要來源；CF是熱能的主要原料，對牧草適口性具有重要的影響；ASH代表牧草中的礦物質(zhì)；NFE即可溶性碳水化合物，是牧草的重要熱能給源之一；Ca和P在家畜的骨骼發(fā)育與維護(hù)方面有著特殊的作用。NDF主要有纖維素、半纖維素和木質(zhì)素組成，其含量的高低直接影響家畜采食率和適口性［25，26］。其中粗纖維、中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維、粗蛋白質(zhì)和礦物質(zhì)含量（灰分）長期以來一直是牧草育種的重要標(biāo)準(zhǔn)［27－30］。西藏由于其特殊的地理位置和生境條件，栽培牧草的產(chǎn)量與質(zhì)量都較高。而且牧草的葉量多、生殖枝少，不易被家畜消化吸收的纖維素、木質(zhì)素少，適口性強，營養(yǎng)價值高［3］。本研究分析的57種牧草中，禾本科和豆科營養(yǎng)類型以粗蛋白含量高、粗纖維含量低的氮型和氮碳型為主，禾本科牧草粗蛋白質(zhì)含量在20%以上有13個品種，豆科牧草9種，藜科1種。同時這22個牧草粗纖維含量低于30%，灰分含量在6%以上。其中，禾本科牧草耐酸草粗蛋白含量高達(dá)30.72%，紫羊茅灰分含量高達(dá)10.43%，布幢大麥粗纖維含量只有19.78%；豆科牧草鷹嘴豆粗蛋白含量高達(dá)27.46%，粗纖維只有18.91%，灰分含量為9.30%；藜科牧草法國菠菜營養(yǎng)類型屬于較少見的灰分氮型，粗蛋白含量為20.17%、灰分20.15%，而纖維只有12.67%。綜合粗蛋白，粗纖維、灰分這3個比較重要的指標(biāo)來看，屬于粗蛋白含量高、灰分含量高、粗纖維含量低的營養(yǎng)價值較高的優(yōu)良牧草有，禾本科：耐酸草、老芒麥、星星草、河邊冰草、紫羊茅、布幢大麥、梯狀鵝觀草、河邊雀麥、草地早熟禾、牛尾草、黑麥草、無芒雀麥、丹麥燕麥；豆科：鷹嘴豆、扁莢山黧豆、黃花苜蓿、羅馬尼亞毛苕子、栽培山黧豆、鹽池毛苕子、胡盧巴、春箭筈豌豆、冰豆；藜科為法國菠菜。

相對于牧草而言，作物秸稈營養(yǎng)價值較低，營養(yǎng)類型為粗蛋白含量低，而粗纖維，中性洗滌纖維含量較高的碳型和碳氮型。飼用植物玉米燕麥粗蛋白含量在10%以上，作為主要粗飼料補飼來源的青稞和小麥秸稈粗蛋白含量不足5%，粗纖維含量均在30%以上，而中性洗滌纖維更是高達(dá)50%以上。這可能與作物生育期有一定的關(guān)系，采樣時期均為作物成熟期，此時，秸稈葉片枯黃脫落，以莖稈為主，葉莖比下降，整株粗蛋白含量減少，而粗纖維、中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維含量則隨之增加，而且，隨著植株成熟度的增加，莖稈粗蛋白含量也是逐漸減少、粗纖維含量逐漸增加的［27］。籽粒是西藏家畜日糧中精料最主要的來源之一，青稞籽粒又是家畜最主要的精料補給。本研究所分析的3個地區(qū)青稞粗蛋白含量平均為10.91%，粗纖維含量較低，平均為2.93，灰分平均為2.07%，總體來看營養(yǎng)價值較低，在一定程度上不能滿足家畜對精料的需求。青稞與豌豆的組合就使得粗蛋白含量提高到20.91%，油菜餅粗蛋白含量高達(dá)31.84%，灰分含量也為3.97%。因此，在日喀則和山南地區(qū)對舍飼家畜來說，粗飼料主要以作物秸稈為主，適量地添加豌豆與油菜餅?zāi)軌驖M足家畜對粗蛋白的需求，有利于畜牧業(yè)生產(chǎn)。

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