青海地区不同海拔高度天然牧草与牦牛乳常规营养指标的相关性分析

马 静 柴沙驼 孙 璐* 刘书杰*

(1.青海大学畜牧兽医科学院，西宁 810016；2.青海高原牦牛研究中心，西宁 810016；3.青海省高原放牧家畜动物营养与饲料科学重点实验室，西宁 810016；4.青海大学高原生态与农业国家重点实验室，西宁 810016)

青海省位于我国西北部，属于高原大陆性气候，海拔最高点(昆仑山的布喀达坂峰，6 860 m)和海拔最低点(民和下川口村，约1 650 m)相差5 210 m。牦牛是青藏高原特有牛种，适应极端和高海拔的气候条件[1]，其作为青海地区的主要畜种，是牧民主要饮食成分和家庭收入的重要来源。由于极端寒冷和高海拔，高原地区人们对脂肪的需求大于平原地区的人们。牦牛乳是牧民脂肪的主要供应来源，牦牛乳脂肪占牧民每日脂肪摄入量的15%～32%。因此，牦牛乳在当地牧民的生产生活和身体健康中起着至关重要的作用[2]。牦牛乳的产量与荷斯坦相比较低，但其营养成分(蛋白质和脂肪)含量优于普通牛乳，有“天然浓缩乳”之称[3-4]。此外，牦牛乳中特定的脂肪酸——共轭亚油酸(CLA)具有多种潜在的益处，如抗糖尿病和抗癌作用以及对免疫功能的积极影响等[5]。青海地区的牦牛依靠天然牧草全年放牧，草地的产草量和牧草品质影响着草地载畜量和草食动物的营养状况、生命活动及生产性能[6]。不同海拔高度对高寒草甸地上生物量、可食牧草生物量、莎草科牧草生物量、禾本科牧草生物量存在影响[7]。梁建勇等[8]研究发现，高海拔地区的高寒草甸和沼泽化草甸牧草干物质消化率显著高于低海拔地区荒漠草原，对不同类型放牧草地牧草干物质消化率进行研究有利于对放牧家畜的营养状况进行全面、合理地分析。牦牛乳营养成分含量主要受到所采食牧草的影响[9]。赵洪文等[10]对昌台种畜场20头经产母牦牛6—10月份产奶量进行了测定并对乳成分进行了分析，结果发现牦牛乳中脂肪、非脂乳固体、乳糖、粗灰分、蛋白质含量随牧草生长期的变化而变化。席斌等[11]通过对天祝白牦牛和甘南牦牛的牛乳理化性质进行比较分析，发现不同地区牦牛乳部分理化指标不同，且胎次对牦牛乳脂肪、非乳脂固体含量和酸度的影响较大。

牦牛乳营养丰富，其所含的蛋白质、脂肪、乳糖对婴儿和犊牛的生长发育及其重要，并含有多种婴儿所需的氨基酸，且α-亚麻酸的含量在数值上更加接近于人乳，是婴儿配方奶粉的优质奶源[12]。青海省地域辽阔，海拔变化较大，草地类型多样，牧草类型丰富。为了明晰不同海拔高度牦牛乳常规营养成分含量变化，本试验对青海省8个不同海拔高度草场牧草和牦牛乳常规营养指标进行测定，探究不同海拔高度牧草与牦牛乳营养成分的关系，以期为牦牛乳品质的调控以及为牦牛乳产量的提高提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 采样信息

采样时间：2019年7—8月。采样点：共8个采样点，分别为青海省称多县歇武镇、囊谦县、曲麻莱县长江村、天峻县织合玛乡、玉树州果青牧场、共和县倒淌河、贵南县塔秀乡达隆村、海晏县。以体况一致且不进行任何补饲的全天候自然放牧的泌乳中期4～5胎次的健康牦牛为采样对象，每个采样点采集15份乳样，每个采样点的所有乳样均在当天清晨放牧前统一收集，每份乳样约采50 mL，置于离心管中，干冰保存，运回实验室后储存在-20 ℃冰箱备测。在采集牦牛乳的同时跟踪采集8个采样点放牧牦牛可采食草样，每个采样点用1 m×1 m样方框在牦牛放牧点随机取5个小样混为1个大样，每个采样点做3个重复，带回实验室65 ℃烘干备测。采样点基本信息见表1。

表1 采样点基本信息

1.2 试验仪器

MilkoScan FT1 FOSS多功能乳制品分析仪(瑞士FOSS公司)、SX-8-10马弗炉(天津市泰斯特仪器有限公司)、烘箱(上海一恒科学仪器有限公司)、ME104E电子天平(梅特勒-托利多仪器有限公司)、电热炉(天津市泰斯特仪器有限公司)、XT15i自动脂肪分析仪(美国ANKOM公司)、200i半自动纤维分析仪(美国ANKOM公司)、Kjeltec-2100凯氏定氮仪(瑞士FOSS公司)。

1.3 测定方法

牦牛乳常规营养指标(脂肪、蛋白质、乳糖、非脂固形物、总固形物含量以及冰点、密度、酸度及电导率)采用FOSS FT-1乳品分析仪测定。牧草常规营养指标测定方法：依据 GB/T 6438—1992测定粗灰分含量；依据GB/T 6435—2006测定干物质含量；依据GB/T 6432—2018利用Kjeltec-2100凯氏定氮仪测定粗蛋白质含量；依据Van Soest[13]的方法利用200i半自动纤维分析仪测定酸性洗涤纤维和中性洗涤纤维含量；利用XT15i自动脂肪分析仪测定粗脂肪含量。以上指标均以干物质基础表示。

1.4 数据分析

用Excel 2010对数据进行整理后，利用SAS 9.4基于进行单因素方差分析、LSD法多重比较和典型相关性分析。

2 结果与分析

2.1 不同高度海拔牧草的常规营养指标

由表2可知，海拔高度对牧草的粗灰分、酸性洗涤纤维、粗蛋白质含量有显著影响(P<0.05)。其中，海拔高度为4 781 m的称多县歇武镇牧草的粗灰分含量最高；海拔高度为4 168 m的曲麻莱县长江村牧草的粗蛋白质含量最高，海拔高度为3 200 m的贵南县塔秀乡达隆村牧草的粗蛋白质含量最低；海拔高度为3 386 m的共和县倒淌河牧草的粗脂肪含量最高；海拔高度为4 263 m的囊谦县牧草的中性洗涤纤维含量最高；海拔高度为3 010 m的海晏县牧草的酸性洗涤纤维含量最高。

表2 不同海拔高度牧草的常规营养指标(干物质基础)

2.2 不同海拔高度牦牛乳的常规营养指标

由表3可知，海拔高度对牦牛乳的脂肪、蛋白质、乳糖、非脂固形物、总固形物含量以及冰点、密度、酸度及电导率均有显著影响(P<0.05)。其中，海拔高度为3 984 m的天峻县织合玛乡牦牛乳的脂肪、乳糖、总固形物含量及冰点最高；海拔高度为4 781 m的称多县歇武镇歇武村牦牛乳的蛋白质、非脂固形物含量及密度和酸度最高；海拔高度为3 010 m的海晏县牦牛乳的脂肪、总固形物含量及冰点最低；海拔高度为4 263 m的囊谦县牦牛乳的电导率最高；海拔高度为3 386 m的共和县倒淌河牦牛乳的蛋白质、乳糖及非脂固形物含量最低；海拔高度为3 975 m的玉树州果青牧场牦牛乳的密度及电导率最低，蛋白质、乳糖及非脂固形物含量也较低。

表3 不同海拔高度牦牛乳常规营养指标

2.3 牧草与牦牛乳常规营养指标的典型相关性分析

通过对牧草和牦牛乳常规营养成分含量进行典型相关性分析(表4)发现，牦牛乳的脂肪含量、冰点及密度与牧草的粗灰分含量的相关性较高，其中牧草的粗灰分含量与牦牛乳的脂肪呈负相关，与冰点及密度呈正相关。牦牛乳的蛋白质、乳糖、非脂固形物含量及电导与牧草的酸性洗涤纤维含量的相关性较高，其中牧草的酸性洗涤纤维含量与牦牛乳的蛋白质含量呈负相关，与乳糖、非脂固形物含量及电导率呈正相关。由此可知，牦牛乳常规营养成分含量与牧草的粗灰分与酸性洗涤纤维含量密切相关。

表4 牧草与牦牛乳中常规营养指标的相关系数

3 讨 论

3.1 不同海拔高度牧草常规营养指标对比

家畜的生产性能与牧草的质量密切相关，一般情况下，较高的家畜生产性能与食用高质量的牧草有关[14]。牧草的形态、营养、消化率及草地种群分布格局的差异与海拔的变化有关[15-17]。不同海拔纯牧草饲喂系统中家畜营养物质的供应是不同的，低海拔和高海拔放牧的家畜的营养供应量可能会因土壤条件和牧场植物物种组成的变化而变化[18]。从本试验结果来看，牧草的粗蛋白质、粗脂肪、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维、粗灰分含量因海拔高度不同而存在明显的地域差异。粗蛋白质是牧草营养价值评定的重要指标，作为牧草品质的重要组成部分，其含量与牧草的营养价值呈正相关[19]。本试验中，曲麻莱县长江村和称多县歇武镇歇武村牧草的粗蛋白质含量较高，这可能与曲麻莱县长江村和称多县歇武镇歇武村地理位置以及土壤水分含量有关。牧草的粗蛋白质含量不止只与海拔高度及气候变化有关系，还与很多生态因子(如土壤)密切相关[20]。曲麻莱县长江村和称多县歇武镇歇武村位于拥有大量雪山和冰川的世界上海拔最高、湿地类型最丰富的三江源地区，8—9月份的土壤墒情较好，且从空间变化看，曲麻莱县土壤墒情在玉树州最好[21-22]。此外，曲麻莱县长江村牧草的粗灰分含量也最高，粗灰分是植物纤维所需原料中的无机盐类，主要是含钾、钠、钙、镁、硫、磷、硅等的盐类，粗灰分含量高说明牧草中矿物质含量较高[23]，即曲麻莱县长江村牧草矿物质含量较高，可以补充家畜营养结构中缺失的矿物质，该采样点牧草的粗灰分含量较其他采样点明显增高的原因可能是在采样时过于接近地表。海拔高度在3 500 m以下的采样点6、7、8牧草的粗脂肪含量普遍高于其他采样点，草地牧草粗蛋白质含量与海拔高度、日照时间及光辐射强度等环境条件密切相关，尤其是与日照时间，二者呈现正相关[24]。海拔高度为4 263 m的囊谦县牧草的粗脂肪含量也较高，可能与囊谦县地理位置及日照时间有关。牧草的中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量与反刍动物对牧草的采食量、消化率和适口性密切相关[25-26]。囊谦县牧草的中性洗涤纤维含量最高，海晏县牧草的酸性洗涤纤维含量最高。牧草的酸性洗涤纤维和中性洗涤纤维含量随海拔高度的变化趋势不明显。

3.2 不同高度海拔牦牛乳常规营养指标对比

牛乳被认为是营养均衡的食品，是健康饮食的重要组成成分。牛乳的营养成分受品种、遗传因素、环境条件、泌乳阶段、营养状况、牧草生长质量、挤乳时间和方式的影响[27]。牦牛乳中蛋白质尤其是乳清蛋白、脂肪、乳糖、磷除外的矿物质以及必需氨基酸的含量极丰富，且暖季牦牛乳中蛋白质、乳糖以及必需氨基酸的含量高于冷季[28]。本试验结果表明，不同海拔高度牦牛乳常规营养指标存在较大差异，玉树州(称多县歇武镇歇武村、囊谦县、曲麻莱县长江村、玉树州果青牧场)牦牛乳的脂肪和蛋白质含量普遍高于除天峻县织合玛乡的青海其他地区。有研究表明，高寒草甸暖季牧场牧草可为泌乳期牦牛提供优质氮源[29]。而本试验中牦牛乳选自体况、泌乳期一致的天然放牧的牦牛，因此，造成不同地区牦牛乳脂肪和蛋白质含量差异的原因可能与海拔高度、牧草品质及草地类型有关。而牦牛乳其他常规营养指标(乳糖、非脂固形物、总脂固形物含量与冰点、密度、酸度、电导率)的变化与海拔高度的关系并不明显。这一结果与席斌等[30]对不同地区牦牛乳营养成分比较研究得出的海拔高度对牦牛乳的蛋白质和脂肪含量有一定影响的结论相似。海拔越高，牦牛乳的蛋白质和脂肪含量相对越高。

3.3 不同海拔高度牧草与牦牛乳常规营养指标的相关性分析

众所周知牦牛乳产量有限，但营养价值较高，牦牛乳是当地牧民主要经济及能量来源，但青海地区大部分牦牛以天然放牧为主，因此饲草品质与牦牛乳品质及产量密切相关。通过对牧草和牦牛乳常规营养指标进行相关性分析发现，牦牛乳的脂肪、蛋白质及乳糖含量与牧草的部分营养指标具有较高的相关性。牦牛为天然放牧，牦牛乳营养成分含量与牧草的营养品质密切相关[31]。母牦牛具有采食大量牧草并转化为牛奶的潜能，牧草品质不仅与产奶量有关，还影响乳品质。当饲草品质提高时，奶牛日产奶量随之增加，这是因为牛体内碳水化合物的发酵加速了瘤胃中牧草的流动，从而使采食量增加[32]。此外，饲粮的精粗比以及饲草中性洗涤纤维含量与乳品质密切相关，当精粗比过高影响瘤胃发酵类型，瘤胃发酵产物挥发性脂肪酸中乙酸比例下降，进而导致纤维性饲料消化率降低，造成乳脂率降低，从而使乳品质降低[33]。

刘锋[34]通过对内蒙古不同地区牛乳中常规营养成分含量进行比较分析，发现引起不同地区牛乳中脂肪和蛋白质含量差异的主要原因是饲粮结构的不同。引起牦牛乳的蛋白质和脂肪含量不同的原因有很多，本试验中主要是不同海拔高度、不同类型的牧草营养品质存在差异，从而间接对不同海拔高度牦牛乳营养成分含量造成了影响。本试验结果表明，牦牛乳的脂肪含量与牧草的粗灰分含量相关性较高，牧草的粗灰分含量越高，牦牛乳的脂肪含量就越低；牦牛乳的蛋白质、乳糖、非脂固形物含量与牧草的酸性洗涤纤维含量相关性较高。综上所述，青海地区牦牛乳品质主要受牧草粗灰分及酸性洗涤纤维含量的影响，因此牧草品质的提高或相对营养成分的补充可间接提高牦牛乳品质及产量。

4 结 论

青海地区不同海拔高度牧草的粗灰分、粗脂肪、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维、粗蛋白质含量存在差异，高寒草甸牧草的粗蛋白质含量普遍高于温性草原牧草。不同海拔高度牦牛乳常规营养指标存在差异，源自高寒草甸的牦牛乳蛋白质和脂肪含量与源自温性草原的牦牛乳相比较高，其他常规营养指标随海拔高度的变化趋势并不明显。牧草的粗灰分和酸性洗涤纤维含量与牦牛乳品质密切相关。