综述:奶牛采食含窄叶车前草的牧草可降低尿液氮浓度:对硝酸盐淋溶的影响

【字体: 时间:2025年06月06日 来源:Journal of Dairy Science 3.7

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  这篇综述系统评价了窄叶车前草(Plantago lanceolata L.)作为牧草添加剂对降低奶牛尿液氮(N)浓度和硝酸盐(NO3 - )淋溶的作用机制,涉及动物(尿液稀释效应)、植物(生物硝化抑制BNI)和土壤(硝化速率降低)多层面过程,为可持续放牧系统提供环境解决方案。

  

PLANTAIN AS A GRAZING FORAGE – BENEFITS AND CHALLENGES
窄叶车前草是温带多物种牧场的常见组分,其深根系结构赋予一定抗旱性,但抗旱性弱于菊苣或紫花苜蓿。营养学分析显示,含车前草的牧草有机物质消化率提高30%,干物质摄入量(DMI)和代谢能摄入量显著增加。然而,其持久性受限于草地竞争性管理,两年后植被占比常降至20-30%,需通过育种和精准播种优化。

THE URINE PATCH – THE PRIMARY SOURCE OF N LOSS
放牧系统中,80-85%的摄入氮通过粪尿排出,其中尿液氮以尿素形式在土壤中快速水解为铵(NH4
+
),进而硝化为可溶性NO3
-
。单次排尿的氮负荷相当于500 kg N/ha,远超植物吸收能力。研究显示,秋季氮盈余与冬季排水期重合时,淋溶风险最高。

EFFECT OF PASTURE PLANTAIN CONTENT ON URINARY N EXCRETION
牧草中车前草比例每增加10%,尿液氮浓度线性降低0.4 g/L(7.2%),主要归因于其低干物质含量(DM%比黑麦草-白三叶低30%)增加尿液体积。例如,90%车前草牧草使尿液氮浓度从5.4 g/L降至2.4 g/L。此外,车前草的不可降解氮(NDIN)比例较高,减少瘤胃氨生成,使尿氮总排泄量降低3%/d。

SEASONAL EFFECTS AND SOIL PROCESSES
夏季和秋季,车前草通过BNI化合物(如环烯醚萜苷aucubin)使土壤铵硝化速率降低83-146%,但冬季生长缓慢限制其效果。爱尔兰多土壤类型实验显示,30-50%车前草覆盖率可使NO3
-
淋溶减少58-71%,而根系分泌物可能局部抑制根际硝化酶活性。

AGRONOMIC CHALLENGES
直接钻孔播种结合除草剂可提高建植成功率(达36% DM占比),但次年持久性下降需补种。矿物化土壤氮的短期释放可能抵消环境收益,因此需优化种植时序以减少干扰期。

CONCLUSIONS
车前草通过三重机制——尿液稀释、氮分配优化和硝化抑制——降低NO3
-
淋溶,但其应用需解决建植成本与持久性矛盾。未来研究应探索低DM%替代牧草与BNI化合物育种,以平衡生态与生产需求。

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