喀斯特石漠化干草调制机理与牛羊健康饲喂技术

摘要

喀斯特地区发展生态畜牧业是治理石漠化的有效方式，探究不同石漠化等级下干草调制水分散失与养分变化机理以及石漠化地区干草原料高效利用与牛羊消化代谢机制，以期优化石漠化防治技术。根据自然地理学、农业环境学、植物学、生物化学、动物营养学基本理论，结合生态位、自适应控制、瘤胃氮代谢等原理，在代表中国南方喀斯特生态环境总体结构的贵州高原山区，选择花江喀斯特高原峡谷中度-强度石漠化综合治理示范区和毕节撒拉溪喀斯特高原山地潜在-轻度石漠化综合防治示范区，应用方差分析、聚类分析、相关分析、回归分析、因子分析等研究方法，在2015-2016年本底调查的基础上，甄选具有代表性的构树(Broussonetia kazinoki)、皇竹草(Pennisetum sinese)、马桑(Coriaria nepalensis)、黑麦草(Lolium perenne)4种原料于2017年春季进行干草调制试验。调制采用自然晾晒、压扁、3种切短长度、添加3种浓度K2CO3的干燥方式并两两组合，276个样品17个指标做2次重复，对6072个数据进行数理统计，分析干草常规成分并做品质评价，结合牛羊消化代谢原理进行牛羊健康饲喂评价，得出不同石漠化等级下干草调制水分散失与养分变化规律以及牛羊健康饲喂中干草调制的最佳方法。 (1)尝试聚类分析与方差分析相结合探讨干草水分散失及养分变化特征，提出石漠化地区适宜使用的干草调制方式。4种原料聚类分组后水分散失皆呈先增快后减缓的趋势，构树、皇竹草、马桑和黑麦草自然晾晒下平均失水速率分别为29.67 g/h、25.14 g/h、28.03 g/h、31.22 g/h，远小于其他晾晒方式，因此自然晾晒不适宜在喀斯特地区使用，而压扁+自然晾晒的方式适用于茎叶比较大的原料，能有效保持茎叶形态和保存养分，切短晾晒的干燥速率较快，但品质低于压扁+自然晾晒方式，添加K2CO3的方式能最大程度保存营养成分。养分保存优先级：野生饲用植物＞人工种植牧草，木本植物＞草本植物，桑科＞马桑科＞禾本科。 (2)建立DM和平均失水速率(v)的拟合模型，判断不同石漠化等级下干草调制所需时间，并结合当地气候条件选择适宜时节进行干草调制。由v与常规营养成分的相关分析发现禾本科牧草DM和平均失水速率之间存在极显著高度正相关关系(P＜0.01)，可能是由于禾本科植物功能性状不同于桑科和马桑科，导致叶片呼吸与环境关联性较大。皇竹草和黑麦草的v与DM的相关系数分别为0.915和0.952，设DM为自变量，v为因变量，通过回归分析拟合一元线性回归模型并验证，发现皇竹草的DM 和平均失水速率存在的关系为y=0.348x+11.389，黑麦草DM和平均失水速率之间存在的关系为y=0.740x-29.584。 (3)构建新指标体系用因子分析阐明4种牧草原料高效利用机制，构树、皇竹草、马桑和黑麦草最好的处理组分别为HG6、HH7、SM22、SH9。构树喷1%K2CO3和压扁+3%K2CO3处理方式饲用价值显著高于其他组，得分分别为0.787和0.698；皇竹草喷2%K2CO3和压扁+10 cm切短处理方式饲用价值显著高于其他组，得分分别为0.733和0.705；马桑6 cm切短+3%K2CO3处理方式饲用价值显著高于其他组，得分为0.912；黑麦草压扁+2 cm切短和压扁+1%K2CO3处理方式饲用价值显著高于其他组，得分分别为0.899和0.784。因此在牛羊健康饲喂中，除了牧草种类的影响外，处理方式的选择对饲用价值的影响也应考虑在内。 (4)结合牛羊对CHO、CP和EE的代谢规律以及饲草RFV，提出牛羊对4种干草采食的优先级顺序：构树＞黑麦草＞皇竹草＞马桑(P＜0.05)。各营养成分无明显耦合性，构树CP和EE含量最高，RFV较高的是马桑和构树，但灌本植物木质素含量较高，造成RFV较高的原因究竟是DMI过高还是RFV拟合模型迁移性较低尚待进一步研究，4种牧草的CP：构树(20.68%)＞马桑(13.74%)＞皇竹草(11.95%)＞黑麦草(11.02%)(P＜0.05)，EE：构树(11.56%)＞皇竹草(10.54%)＞黑麦草(10.29%)＞马桑(9.38%)(P＜0.05)，CHO含量：马桑(72.14%)＞黑麦草(70.19%)＞皇竹草(67.79%)＞构树(55.66%)(P＜0.05)。

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摘 要

ABSTRACT

前 言

一 研究现状

1干草调制与牛羊健康饲喂

2喀斯特石漠化地区干草调制与牛羊健康饲喂

3干草调制与牛羊健康饲喂研究进展及展望

3.1文献的获取与论证

3.2研究阶段划分

3.3国内外主要进展与标志性成果

3.4国内外拟解决的关键科技问题与展望

二 研究设计

1研究目标与内容

1.1研究目标

1.2研究内容

1.3研究的特色与创新之处

2技术路线与方法

2.1技术路线

2.2研究方法

2.3试验方案

3.1研究区选择的依据和原则

3.2研究区基本特征与代表性论证

4材料数据获取与可信度分析

三 不同石漠化等级下干草调制水分散失与养分变化机理

1喀斯特高原峡谷中度-强度石漠化地区

1.1水分散失机理

1.2养分变化机理

1.3平均失水速率与营养成分的关系

2喀斯特高原山地潜在-轻度石漠化地区毕节撒拉溪示范区

2.1 水分散失机理

2.2养分变化机理

2.3平均失水速率与营养成分的关系

3中度-强度石漠化地区与潜在-轻度石漠化地区对比分析

3.1中度-强度石漠化地区

3.2潜在-轻度石漠化地区

四 石漠化地区干草原料高效利用与牛羊消化代谢机制

1干草原料高效利用机制

1.1石漠化地区干草高效利用存在的问题与不足

1.2石漠化地区干草调制适应性优化

1.3石漠化地区干草原料高效利用机制

2牛羊消化代谢机制

2.1牛羊瘤胃特点

2.2牛羊对营养物质的代谢规律

2.3牛羊对干草的消化利用机制

五 干草调制与牛羊健康饲喂关键技术

1石漠化地区现有技术

1.1农作物秸秆干草调制技术

1.2牛羊圈舍饲喂技术

2石漠化地区共性技术与关键技术创新

2.1石漠化地区特色植物干草调制技术优化

2.2石漠化地区畜牧设施改良技术

2.3石漠化地区牛健康饲喂技术

2.4石漠化地区羊健康饲喂技术

2.5石漠化地区放牧技术

2.6石漠化地区干草调制环节优化技术

3干草调制与牛羊健康饲喂技术集成

3.1强度石漠化地区干草调制与生态种草畜牧技术体系

3.2中度石漠化地区干草调制与林草混作畜牧技术体系

3.3轻度石漠化地区干草调制与混农林畜牧技术体系

3.4潜在石漠化地区干草调制与混农畜牧技术体系

3.5不同等级石漠化地区技术集成与牛羊健康饲喂技术对比分析

六 结论与讨论

参考文献

附表1 干草品质检测指标与操作

附表2 构树营养成分相关分析

附表3 皇竹草营养成分相关分析

附表4 马桑营养成分相关分析

附表5 黑麦草营养成分相关分析

附表6 生长肉牛每日的营养需要量

附表7 肉羊饲养标准

附表8 缩略词一览表

攻读学位期间科研及获奖情况

致 谢

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