錫林郭勒天然草地營養成分評價

史激光

(內蒙古自治區錫林浩特國家氣候觀象臺，內蒙古 錫林浩特 026000)

天然草地牧草是草食畜賴以生存的條件, 草地牧草營養成分直接影響著草食畜的營養狀況、生命活動及生產性能。近年來，由于對草地資源的不合理利用，草地生態系統失調，致使錫林郭勒草原退化面積近64%，天然牧草營養成分降低，草地質量嚴重下降[1-2]。以往對天然草地牧草單一營養成分的研究較多[3-5]，應用綜合指標研究的較少[6-8]，特別是對錫林郭勒盟草地天然牧草營養成分綜合量化評價還未見報道。因此，應用主成分分析法[9-11]對錫林郭勒草地天然牧草營養成分進行更加客觀和準確地評價，為牧草品種的選育、生產加工和配制動物日糧、確定適宜的草地載畜量和牧業生產布局，維護草地生態系統的穩定與草地資源的合理利用提供決策依據。

1 材料與方法

1.1研究地概況 錫林郭勒盟行政區下轄13個旗(縣、市)，地處111°59′～120°00′ E，42°32′～46°41′ N，海拔839～1 469 m，面積20.3萬km2。氣候類型為溫帶半干旱大陸性氣候，年均氣溫2.5 ℃，降水量273 mm，日照時數3 024.7 h，生長期102～148 d。錫林郭勒盟主要有3個草原類型：東部為草甸草原(東烏珠穆沁旗、西烏珠穆沁旗、烏拉蓋管理區)，建群種為羊草(Leymuschinensis)、貝加爾針茅(Stipabaicalensis)等；中部為典型草原(阿巴嘎旗、錫林浩特市、正鑲白旗、鑲黃旗、正藍旗、多倫縣、太仆寺旗)，建群種為克氏針茅(S.kryloyii)、羊草；西部為荒漠化草原(蘇尼特左旗、蘇尼特右旗、二連浩特市)，建群種多為半灌木。錫林郭勒盟草原伴生種為糙隱子草(Cleistogenessquarrosa)、知母(Anemarrhenaasphodeloides)、矮鴉蔥(Scorzonerasubacauli)、冷蒿(Artemisiafrigida)等，土壤以風沙土為主，部分地區有栗鈣土、棕鈣土和草甸土等，有機質含量低，穩固性差。

1.2資料來源與方法 資料來源于錫林浩特國家氣候觀象臺2005-2011年測定的錫林郭勒地區天然草地地上牧草營養成分。供試樣品來自錫林郭勒地區13個旗(縣、市)天然草地牧草觀測場，為每年7月下旬-8月上旬測定天然草地地上生物量時取得的混合牧草樣品。選取天然牧草歷年測定的粗蛋白、粗脂肪、無氮浸出物、粗灰分、粗纖維5項成分的平均值作為天然草地牧草飼料營養成分綜合評價指標。運用SPSS 11.5與Microsoft Excel 2003軟件主成分計算原理對選取營養成分綜合評價指標進行主成分分析。

2 結果

根據錫林郭勒地區歷年平均營養成分測定資料(表1)，通過主成分分析，選取3個主成分(表2)。粗蛋白、粗灰分在第1主成分上有較高載荷，說明第1主成分基本反映了粗蛋白、粗灰分兩個指標的信息；粗脂肪、無氮浸出物在第2主成分上有較高的載荷，說明第2主成分基本反映了粗脂肪、無氮浸出物兩個指標的信息；粗纖維在第3主成分上有較高載荷，說明第3主成分基本反映了粗纖維指標的信息。各主成分的方差貢獻率分別為43.991%、25.983%和16.019%，累積貢獻率達85.993%，代表了各供試樣品85.993%的信息，信息損失量14.007%。

表1 不同天然草地類型草地營養成分Table 1 Nutrition of grasslands in Xilin Gol %

表2 選取指標與主成分載荷矩陣Table 2 Load matrix of selecting index and principal components

應用主成分分析方法對天然草地牧草營養成分進行綜合評價，就是利用主成分綜合得分的大小來評價天然草地牧草營養成分的高低，主成分綜合得分越大營養成分越高，反之則越低。本研究表明，蘇尼特左旗天然牧草營養成分最高，烏拉蓋管理區較低(表3)。同理，草原類型主成分綜合得分越高，草地類型牧草營養成分越高。按草原類型牧草營養成分高低排序為荒漠化草原>典型草原>草甸草原。

表3 各主成分得分、綜合得分及天然草地營養成分排序Table 3 Composite scores of principal components and ranking of nutrients of grassland in Xilin Gol

3 討論

牧草的營養成分受分布地域、品種、生長發育階段、土壤、海拔高度、季節、氣候條件[12]、畜種和采食量等各種因素的影響，特別是天然牧草的刈割期對牧草的產量和營養價值影響很大[13]。不同類型天然草地及植被構成是牧草營養成分高低的決定因素。不同類型天然草地不同種類的牧草營養成分固然不同，同一種類牧草生長在不同地區營養成分也不盡相同，同一草地不同種類的牧草，其營養成分差異很大。處于營養生長期的牧草含有豐富的蛋白質，極易被消化，并可以滿足牲畜的營養需要。抽穗時的牧草仍有相當數量的葉片和較高的消化率。開花結實后，牧草蛋白質含量降低，粗纖維含量升高，消化率降低。牧草的部位不同，營養成分也不同。葉片比莖稈含有更豐富的蛋白質，而粗纖維則比莖稈少。生長在肥沃土壤上的牧草，不僅產量高，而且營養價值也較高。生長在貧瘠土壤上的牧草則相反。一般來說，同一種牧草生長在高海拔地區的營養價值比生長在低海拔地區的營養價值高,溫帶地區的草地牧草比熱帶和亞熱帶地區的牧草營養價值高。通過采用補播優質牧草、施肥、清除劣質雜草及有毒有害植物、防治蟲害和鼠害、合理規定載畜量和放牧強度、劃區輪牧等經營管理措施，可以有效地提高草地牧草的營養成分[14]。

草地牧草各種營養成分的高低是評價其營養價值的重要因素。粗蛋白質含量愈高、粗纖維含量愈低，則草地牧草的營養價值就愈高，反之，營養價值就愈低。本研究發現，天然草地牧草粗蛋白、粗脂肪、粗纖維等營養成分排序不同，這說明單一的營養成分絕對含量指標不能準確地評價牧草的營養成分。因此，對牧草營養價值的評價應采用綜合評價指標。主成分分析綜合量化各指標的權重，避免人為的主觀任意性，可以提高結果的客觀性與精確度。僅靠草地的地上生物量確定載畜量存在一定的局限性，以草地牧草營養成分含量確定載畜量，也存在一定的片面性，因為在營養已經滿足家畜需求的情況下，家畜可能并未吃飽而繼續采食，使得草地營養載畜量大于生物量載畜量，這樣勢必會造成過牧。以草地生物量及牧草營養成分含量確定載畜量要因地制宜，兩者分配比例合理才可確定適宜的載畜量；以草地合理載畜量為基礎，才能使草地實現經濟和生態效益的最優化，最終實現草地畜牧業的可持續發展。在草地退化較嚴重或生態環境較脆弱的錫林郭勒盟地區，以草地生物量確定載畜量比較適宜，既可以避免放牧家畜超載又能給草地休養生息的機會。

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