连续放牧条件下高羊茅与鸭茅品种的农艺响应及肉牛生产性能比较研究

为解决美国过渡带地区冷季型牧草品种选择对肉牛生产性能的影响问题，研究人员开展了高羊茅（TF）与鸭茅（OG）品种在连续放牧条件下的农艺性状和动物性能对比研究。结果表明，尽管不同品种的叶片和杂草比例存在差异，但所有处理的 forage mass（FM）相似；TF品种（尤其是新型内生菌品种TF-NE）具有更高的消化率（IVTDMD48达680 g kg-1）和略优的动物增重（ADG 0.78 kg animal-1 day-1）。该研究为优化牧草管理和提升牛肉生产可持续性提供了重要依据。

　　

在美国的过渡带地区，冷季型牧草是肉牛生产系统的关键组成部分，其中高羊茅（Tall Fescue, TF）和鸭茅（Orchardgrass, OG）因其良好的适应性和生产力被广泛种植。然而，这些牧草的生长模式、营养品质以及对牲畜性能的影响存在显著差异，尤其是高羊茅品种肯塔基31（TF-K31）常携带一种内生真菌（endophyte），虽能增强植株抗逆性，却会产生对牲畜有害的麦角碱（ergot alkaloids），引发“高羊茅中毒症”（fescue toxicosis），导致牲畜繁殖障碍、生长受阻和经济损失，每年给美国牛肉产业造成高达20亿美元的损失。

为解决这一问题，研究人员培育了新型内生菌（Novel Endophyte, NE）高羊茅品种（如Max Q，TF-NE），这些品种在保留农艺优势的同时不产生毒素，但其在实际放牧系统中的表现与传统品种及改良鸭茅品种的对比研究仍较为缺乏。此外，鸭茅品种如Persist I（OG-P1）和Persist II（OG-P2）虽具有较高的适口性和耐牧性，但其持久性和在混合牧草系统中的贡献尚不明确。牧草中混播红三叶（Red Clover, RC）和白三叶（White Clover, WC）等豆科植物理论上可通过生物固氮提升系统氮素水平并缓解中毒症状，但实际效果需进一步验证。

在此背景下，美国田纳西大学的研究团队于2022–2023年在田纳西州Spring Hill开展了一项连续放牧实验，比较了四种牧草处理：OG-P1、OG-P2、TF-K31和TF-NE（均混播RC和WC），旨在评估其农艺响应（如 forage mass、形态和植物学组成、营养品质）和肉牛生产性能（总增重和平均日增重）。研究结果近期发表在《Translational Animal Science》，为牧草品种选择和放牧管理提供了科学依据。

主要研究方法

研究采用随机区组设计，设3个重复，共12个围栏（每个约1.2公顷）。牧草品种按推荐播种量播种，并混播白三叶和红三叶。放牧期间，每栏放置3头测试阉牛，另根据 forage mass（FM）动态调整2头“put-and-take”牛以维持目标残留高度（5厘米）和FM阈值（>2000 kg DM ha^-1）。FM和植物学组成每月采样，采用近红外光谱（NIRS）技术预测粗蛋白（CP）、中性洗涤纤维（NDF）、酸性洗涤纤维（ADF）和48小时体外干物质消化率（IVTDMD₄₈）。牲畜每14天称重（未缩重），计算总增重和平均日增重（ADG）。数据使用SAS的PROC MIXED程序分析，考虑处理、年份及其互作效应。

研究结果

植物学与形态组成

叶片比例受处理×年份互作影响（P=0.0154）。2023年，TF-K31和TF-NE的叶片比例最高（>60%），显著高于OG-P2（29%）。死物质比例以OG品种最高（33%），TF-NE最低（19%）。豆科比例极低（平均1.3%），2023年完全消失。杂草比例在TF品种中从2022年到2023年显著下降（59–63%），而OG品种保持稳定，表明TF具有较强的竞争抑制能力。

牧草产量（Forage Mass, FM）

FM不受处理、年份或互作影响（P≥0.0519），平均为2970 kg DM ha^-1。各放牧期初FM均高于期末，2022年和2023年减少幅度分别为50–57%和18%，反映季节性消耗和夏季生长减缓。

牧草营养品质

粗蛋白（CP）和中性洗涤纤维（NDF）浓度无处理间差异（平均106 g kg^-1和687 g kg^-1）。但酸性洗涤纤维（ADF）和IVTDMD₄₈受处理影响：TF-NE的ADF最低（380 g kg^-1）、IVTDMD_{48最高（680 g kg^-1），而OG-P2的ADF最高（400 g kg^-1）、消化率最低（661 g kg^-1）。年份间比较，2023年NDF和ADF较高，IVTDMD48较低，提示牧草成熟度增加。}

动物性能

总增重和ADG受处理×年份互作影响（P<0.05）。2022年，OG-P2的增重和ADG（50.5 kg和0.6 kg day^-1）显著低于其他处理（TF-NE达82.6 kg和1.0 kg day^-1）；2023年各处理无差异（平均78.6 kg和0.78 kg day^-1）。TF-K31的麦角碱浓度低（<100–130 ppb），可能减轻了中毒效应，使其性能与TF-NE和OG品种相当。

结论与意义

本研究表明，在低麦角碱条件下，传统高羊茅（TF-K31）、新型内生菌高羊茅（TF-NE）和改良鸭茅品种（OG-P1、OG-P2）在连续放牧系统中均能维持相似的牧草产量和动物增重。TF品种展现出更优的植物学结构（高叶片比例、低杂草入侵）和营养品质（高消化率），但豆科贡献微弱未能发挥预期作用。结果强调，通过品种选育和管理（如控制毒素水平）可提升牧草系统的生产力和可持续性，为过渡带地区肉牛生产提供了实践指导。未来研究需关注长期持久性、麦角碱浓度分层策略以及综合杂草与豆科管理，以进一步增强系统韧性。