西藏崗巴縣不同草地類型盛草期牧草營養與土壤理化性質研究

扎西央宗，任 越，次旺仁增，洛桑頓珠，李正剛

（1.西藏自治區農牧科學院畜牧獸醫研究所，拉薩 850009；2.蘭州大學生態學院，蘭州 730000）

青藏高原是中國重要的草地畜牧業生產基地，受全球氣候變暖及人類活動的綜合影響，青藏高原草地退化嚴重，草畜矛盾日益加劇，畜牧業生產效益較低。在天然草原放牧系統中，土壤-牧草-家畜是一個有機的整體，土壤是牧草所需養分和礦物質元素的主要來源［1］。礦物質元素在草地生態系統中具有重要的生理生態學意義，是動植物生長所必需的營養元素，其含量不足或缺乏時，會對動植物的生長發育造成嚴重影響。牧草中礦物質元素的高低是評價牧草優良的重要指標，不同草地類型由于其植被特征、土壤質地的不同，相應草地上牧草生長所需的礦物質元素需求及分布特征也不同［2］。青藏高原天然牧草作為高原家畜的食物來源，其營養價值也決定了家畜的生長、發育和生產性能，進而直接影響畜牧業生產效益［3，4］。本研究對西藏崗巴縣直克鄉不同草地類型中優勢牧草和土壤的養分含量及礦物質元素含量進行測定與分析，對合理利用草地、改進放牧制度并科學規劃畜牧業生產，以及退化草地恢復、實現草地可持續發展提供理論參考。

1 研究區概況與方法

1.1 研究區概況

崗巴縣位于中國西南邊陲、西藏自治區南部、喜馬拉雅山中段北麓，緊靠珠穆朗瑪峰，位于東經88°08′20″—88°56′47″，北緯27°56′32″—28°45′27″，與薩迦、亞東、白朗、定結諸縣相鄰，總面積3 938.48 km2，其中草地面積37.2 萬hm2，崗巴縣屬喜馬拉雅山高山地貌，全縣平均海拔在4 700 m 以上，境內自然植被稀疏，多為高原丘陵，其余為河谷灘地，地勢北高南低。崗巴縣氣候屬高原溫帶干旱季風氣候區，光照充足，年平均氣溫1.5 ℃，年平均降雨量245 mm，年無霜期60 d 左右。崗巴縣以牧業經濟為主，牲畜種類多，主要有牦牛、藏綿羊、黃牛等。

1.2 研究方法

1.2.1 試驗材料 牧草和土壤樣品采自崗巴縣直克鄉。于2021 年8 月初青藏高原盛草期，在當地放牧家畜采食區域選取2 塊不同類型草地，其中莎草草地主要生長高山嵩草（Carex parvula）和青藏苔草（Carex moorcroftiiFalc.），禾本科牧草草地主要生長披堿草（Elymus dahuricus）、針茅（Stipa capillata）和羊茅（Festuca ovina）。

1.2.2 試驗設計 每塊草地沿對角線方法布設6 個間距為10 m，大小為0.5 m×0.5 m 的樣方，將樣方中所有的高山嵩草、青藏苔草、披堿草、針茅和羊茅按單種齊地剪下，除去雜物裝入信封編號后稱重，帶回實驗室80 ℃烘干至恒重，用飼料級粉碎機將其粉碎過1.00 mm 篩待測。在采集過植物的樣方中采用五點取樣法，用直徑為3 cm 的土鉆取深度0～20 cm 區間土壤，將每個樣方中的土壤混勻裝入自封袋，帶回實驗室去除植物根系和石塊后放在室內風干，風干后將土壤樣品均勻分為2 份。1 份過1.00 mm 篩用于土壤速效鉀（AK）、有效磷（AP）等的測定，另1 份過0.149 mm 篩用于土壤有機碳（OC）、全氮（TN）、全磷（TP）等的測定。

1.3 測定指標及方法

1.3.1 牧草常規營養及礦物質成分測定 牧草營養成分的測定均以干物質為基礎，牧草干物質（Dry matter，DM）采用80 ℃直接烘干法；粗蛋白質（Crude protein，CP）采用凱氏定氮法，依據GB/T 6432—2018 測定；粗脂肪（Ether extract，EE）采用索氏提取法，依據GB/T 6433—2006 測定；中性洗滌纖維（Neutral detergent fiber，NDF）和酸性洗滌纖維（Acid detergent fiber，ADF）采用Van soest 纖維分析法，依據GB/T 6434—2006 測定；粗灰分（Crude ash，Ash）采用馬弗爐灰化法，依據GB/T 6438—2007 測定；鈣（Ca）、鐵（Fe）等含量采用電感耦合等離子體發射光譜法，依據BS EN 15510—2007 測定。

1.3.2 土壤養分、理化性質測定 土壤養分指標的測定參考《土壤農化分析》［5］，土壤pH 的測定采用電位法，土壤有機碳（OM）采用K2Cr2O4容量法測定；土壤全氮（TN）用全自動定氮儀測定，土壤全磷（TP）用AA3 全自動連續流動儀測定；土壤速效鉀（AK）、土壤交換性鈉、交換性鈣等用火焰光度計法測定；土壤有效態銅、有效態鋅等用原子吸收光譜法測定。

1.4 數據處理與分析

利用Execl 2016 軟件進行數據整理，用SPSS 26.0 軟件單因素方差比較不同草地類型中牧草的常規養分，P＜0.05 表示差異顯著，P＜0.01 表示差異極顯著。數據用“均值±標準差”表示。

2 結果與分析

2.1 不同牧草營養成分

如圖1 所示，崗巴縣直克鄉不同牧草營養成分含量不同，5 種牧草中針茅粗蛋白質含量最高（11.47%），顯著高于其他4 種牧草（P＜0.05），高山嵩草粗蛋白質含量最低（6.95%），青藏苔草、披堿草與羊茅粗蛋白質含量介于針茅與高山嵩草之間；同樣5種牧草中針茅的粗脂肪含量最高（6.60%），顯著高于青藏苔草，青藏苔草的粗脂肪含量最低（5.01%），與其他牧草粗脂肪含量差異不顯著，高山嵩草、披堿草、羊茅的粗脂肪含量介于針茅與青藏苔草粗脂肪含量之間；5 種牧草中性洗滌纖維含量介于52.87%～56.27%，差異不顯著；針茅的酸性洗滌纖維含量最高（32.34%），顯著高于高山嵩草，與其他3 種牧草無顯著差異，高山嵩草的酸性洗滌纖維含量最低（24.68%）；高山嵩草和青藏苔草的粗灰分含量分別為23.68% 和21.27%，顯著高于其他3 種牧草的粗灰分含量，針茅的粗灰分含量最低，為11.76%。

圖1 不同牧草營養成分含量（干物質基礎）

2.2 不同草地類型盛草期牧草營養成分

如圖2 所示，在不同草地類型中，盛草期牧草整體的粗脂肪、中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維含量無顯著差異；而禾本科牧草的粗蛋白質含量（10.19%）極顯著高于莎草的粗蛋白質含量（7.62%）（P＜0.01）；莎草的粗灰分含量（20.00%）極顯著高于禾本科牧草的粗灰分含量（14.33%）。

圖2 不同草地類型盛草期牧草營養成分含量（干物質基礎）

如表1 所示，5 種牧草中的常量元素Ca、Na、Mg的含量和微量元素Fe、Mn、Zn、Cu 的含量均具有一定差異，其中針茅的Ca 含量最高（2 266.67±150.15 mg/kg），顯著高于其他牧草的Ca 含量，羊茅的Ca 含量最低（1 460.00±118.46 mg/kg），顯著低于針茅的Ca含量；5種牧草的Na 含量為156.67～190.00 mg/kg，5 種牧草間差異不顯著；針茅Mg 的含量顯著高于其他4 種牧草，為3.83±0.08 mg/kg；針茅Fe 的含量顯著高于高山嵩草、青藏苔草、羊茅，為743.72±7.05 mg/kg，而羊茅Fe 含量顯著低于其他4 種牧草，為457.42±11.36 mg/kg；高山嵩草與披堿草中的Mn 含量差異不顯著，顯著高于羊茅Mn 含量；高山嵩草中Zn 的含量為57.40±1.27 mg/kg，顯著高于其他4 種牧草的Zn 含量；5 種牧草中Cu 含量為24.72～32.39 mg/kg，差異不顯著。

表1 不同牧草礦物質元素含量

2.3 不同草地類型土壤中礦物質元素含量分析

如表2 所示，對于不同的草地類型，莎草草地和禾本科牧草草地中土壤的pH 均為堿性，且二者間差異不顯著；莎草草地中土壤的有機碳含量（17.87±1.07 g/kg）、全氮含量（1.31±0.06 g/kg）、有效磷含量（27.90±7.26 mg/kg）、交換性鎂含量（0.34±0.08 mg/kg）、有效態鐵含量（37.05±3.11 mg/kg）、水解性氮（83.16±8.66 mg/kg）均顯著高于禾本科牧草草地中土壤的中相應礦物質元素含量；莎草草地中土壤的有效態錳含量（4.49±0.74 mg/kg）顯著低于禾本科牧草草地中土壤的含量；2 種草地類型中，土壤中的全磷、速效鉀、有效硫、交換性鈉、交換性鈣、水溶性鹽、有效態銅和有效態鋅含量均差異不顯著。

表2 不同草地類型土壤中礦物元素含量

3 討論

牧草的營養價值主要取決于蛋白質、纖維素和礦物質元素含量，蛋白質、礦物質元素含量越高，纖維素含量越低，說明牧草營養價值越高。牧草中的CP 為家畜生長提供所需的氮源，是牧草中重要的營養元素，NDF 和ADF 含量直接影響反芻動物對牧草的消化、適口性及采食量［6，7］。本試驗結果顯示，針茅的CP 含量最高（11.47%），而高山嵩草、青藏苔草、披堿草和羊茅的粗蛋白質含量介于6.94%～8.73%，按任繼周［7］牧草化學成分CP 等級指數劃分（≥16%為上等、10%～15%為中等、≤10%為下等），針茅為中等牧草。針茅中礦物質元素Ca（2 266.67±150.15 mg/kg）、Mg（3.83±0.08 mg/kg）、Mn（202.08±7.50 mg/kg）的含量顯著高于其他4 種牧草。結合礦物質元素和牧草中CP 含量，可以看出針茅營養物質含量最高，羊茅次之，可以初步認定崗巴縣直孔鄉盛草期的天然優勢牧草品質普通，禾本科牧草品質較莎草科牧草品質更優。

按當地優勢牧草種類不同，將試驗地劃分為莎草草地和禾本科牧草草地，其中莎草草地主要生長高山嵩草、青藏苔草等優勢牧草，而禾本科牧草草地主要生長披堿草、針茅和羊茅等優勢牧草，按照不同的草地類型，測定其土壤中的養分及礦物質元素含量，結果顯示莎草草地中土壤的有機碳、全氮、水解性氮、有效磷、交換性鎂、有效態鐵含量均顯著高于禾本科牧草草地，可看出莎草草地中土壤養分和礦物質元素含量較禾本科牧草草地中更高，說明莎草草地土壤狀況更優，這可能是因為莎草草地植被種類更加豐富，土壤狀況更加良好，造成莎草草地土壤養分含量更高［8］；也有可能是莎草草地中多為短根系莎草科植物，土壤中養分和礦物質元素更多累積在地下土壤中，不能更高效地向地上植物傳輸，而禾本科牧草草地中多為深根系的禾本科植物，可以將土壤中更多的養分和礦物質元素帶到地上植物部分。

4 結論

不同草地類型中，牧草和土壤中的養分含量和礦物質元素含量均有所不同，其中莎草草地土壤中養分含量和礦物元素含量顯著高于禾本科牧草草地，而在禾本科牧草草地牧草中營養成分含量和礦物質元素含量顯著高于莎草草地。在盛草期，禾本科牧草草地中，針茅和羊茅的牧草品質優于莎草草地中的高山嵩草和青藏苔草。所以當地牧民在高寒草地放牧過程中，在牧草充足的前提下，可將家畜放牧于牧草品質更優的禾本科牧草草地，以增強家畜的生產性能及保證家畜所需營養，進而達到健康養殖，提高牧民收益。本研究對合理利用草地、改進放牧制度并科學規劃畜牧業生產，以及退化草地恢復、實現草地可持續發展提供理論參考。