Changes in forage quality and its relationship with plant diversity under fertilization and mowing in Hulun Buir meadow steppe

doi:10.11686/cyxb2020434

Abstract

Abstract:

This research explored the effect of fertilization and mowing on the nutritional quality of forage in Hulun Buir meadow steppe and its relationship with plant diversity. A mown area was established at the Erguna Forest-Steppe Ecotone Research Station， CAS， in 2016. The experimental plots comprised fertilized and unfertilized treatments and six stubble cutting heights. Sampling was carried out in August 2019 and the nutritional components of the samples were determined and their relationship with plant richness was analyzed. It was found that the crude protein content and relative feeding value of forage under the fertilization treatment was significantly higher than without fertilization treatment， while the herbage acid detergent fiber content without fertilization treatment was significantly higher than under fertilization. The crude protein， crude fat， water soluble carbohydrate， relative forage quality and milk yield were the highest when plots were mowed at 3 cm stubble height， while the contents of neutral detergent fiber and acid detergent fiber were the highest when plots were unmown. There was no significant interaction between fertilization and mowing. The relative forage quality， relative feeding value， milk yield， non-fibrous carbohydrate and Ca contents were positively and significantly correlated with species richness； the neutral detergent fiber content was negatively and significantly correlated with species richness， indicating that increase in species diversity improves the nutritional value of forage. Therefore， management methods that maintain high plant species richness in plant communities may be more effective for livestock production in Hulun Buir grassland.

Key words: fertilization, mowing stubble height, forage quality, plant diversity

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Figures/Tables 6

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因子 Parameters	施肥 Fertilization (F)	刈割 Mowing (D)	施肥×刈割 F×D
粗灰分 Ash	ns	ns	ns
粗脂肪 EE	ns	***	ns
粗蛋白 CP	***	***	ns
木质素 Lignin	ns	*	ns
可溶性碳水化合物 WSC	ns	**	ns
酸性洗涤纤维 ADF	**	***	ns
中性洗涤纤维 NDF	ns	***	ns
非纤维性碳水化合物 NFC	ns	***	ns
体外30 h干物质消化率IVTDMD₃₀	**	***	ns
体外30 h中性洗涤纤维消化率 NDFD₃₀	ns	*	ns
产奶净能 NEL	ns	***	ns
维持净能 NEM	ns	***	ns
增重净能 NEG	ns	***	ns
相对饲养价值 RFV	*	***	ns
相对牧草质量 RFQ	ns	***	ns
产奶量 Milk production	ns	***	ns

因子 Parameters	施肥 Fertilization (F)	刈割 Mowing (D)	施肥×刈割 F×D
粗灰分 Ash	ns	ns	ns
粗脂肪 EE	ns	***	ns
粗蛋白 CP	***	***	ns
木质素 Lignin	ns	*	ns
可溶性碳水化合物 WSC	ns	**	ns
酸性洗涤纤维 ADF	**	***	ns
中性洗涤纤维 NDF	ns	***	ns
非纤维性碳水化合物 NFC	ns	***	ns
体外30 h干物质消化率IVTDMD₃₀	**	***	ns
体外30 h中性洗涤纤维消化率 NDFD₃₀	ns	*	ns
产奶净能 NEL	ns	***	ns
维持净能 NEM	ns	***	ns
增重净能 NEG	ns	***	ns
相对饲养价值 RFV	*	***	ns
相对牧草质量 RFQ	ns	***	ns
产奶量 Milk production	ns	***	ns

施肥处理 Fertilization treatment	留茬高度 Stubble height (cm)	粗灰分 Ash	粗脂肪 EE	粗蛋白 CP	木质素 Lignin	非纤维性碳水化合物 NFC	可溶性碳水化合物 WSC	酸性洗涤纤维 ADF	中性洗涤纤维 NDF
施肥 Fertilization	3	5.53±0.18	3.71±0.16	15.46±0.48	23.72±1.54	7.17±0.35	9.23±0.75	29.73±0.89	54.06±1.82
	6	4.60±0.55	2.99±0.10	14.02±0.47	26.54±1.47	6.87±0.35	9.19±0.55	31.91±1.04	54.33±1.25
	9	5.76±0.37	3.12±0.12	12.53±0.44	20.01±1.53	5.87±0.16	7.64±0.63	34.62±0.90	61.06±1.21
	12	6.02±0.55	2.96±0.22	12.70±0.96	22.75±2.02	5.85±0.43	7.67±0.78	34.13±1.42	58.05±1.21
	15	5.25±0.44	2.73±0.14	12.95±0.43	20.60±2.23	5.05±0.48	7.16±0.86	35.18±1.16	60.94±2.93
	ND	5.13±0.33	2.86±0.13	12.54±0.53	16.92±1.64	4.12±0.68	5.49±0.79	37.00±1.08	65.03±2.20
不施肥 Not fertilization	3	4.64±0.35	3.64±0.14	13.14±0.05	26.14±1.51	7.63±0.19	8.88±0.48	31.06±0.42	54.93±1.41
	6	5.28±0.40	3.05±0.06	11.44±0.64	25.53±1.18	6.92±0.47	8.91±0.64	33.97±1.03	57.19±0.69
	9	5.15±0.62	2.96±0.10	9.97±0.34	22.47±2.22	5.50±0.40	6.79±0.66	36.97±0.89	61.93±1.83
	12	7.03±1.84	3.03±0.04	9.81±0.73	22.13±0.61	4.68±0.93	6.07±1.05	37.93±1.89	60.47±1.71
	15	4.89±0.37	2.70±0.10	10.23±0.52	23.96±1.40	5.71±0.46	7.44±0.64	37.16±0.77	60.69±1.63
	ND	5.29±1.08	3.35±0.07	9.57±0.33	17.41±2.80	5.44±0.41	6.57±0.73	37.39±1.05	66.87±2.65
l.s.d_0.05		2.04	0.35	1.50	0.99	4.90	0.95	2.03	3.06

施肥处理 Fertilization treatment	留茬高度 Stubble height (cm)	粗灰分 Ash	粗脂肪 EE	粗蛋白 CP	木质素 Lignin	非纤维性碳水化合物 NFC	可溶性碳水化合物 WSC	酸性洗涤纤维 ADF	中性洗涤纤维 NDF
施肥 Fertilization	3	5.53±0.18	3.71±0.16	15.46±0.48	23.72±1.54	7.17±0.35	9.23±0.75	29.73±0.89	54.06±1.82
	6	4.60±0.55	2.99±0.10	14.02±0.47	26.54±1.47	6.87±0.35	9.19±0.55	31.91±1.04	54.33±1.25
	9	5.76±0.37	3.12±0.12	12.53±0.44	20.01±1.53	5.87±0.16	7.64±0.63	34.62±0.90	61.06±1.21
	12	6.02±0.55	2.96±0.22	12.70±0.96	22.75±2.02	5.85±0.43	7.67±0.78	34.13±1.42	58.05±1.21
	15	5.25±0.44	2.73±0.14	12.95±0.43	20.60±2.23	5.05±0.48	7.16±0.86	35.18±1.16	60.94±2.93
	ND	5.13±0.33	2.86±0.13	12.54±0.53	16.92±1.64	4.12±0.68	5.49±0.79	37.00±1.08	65.03±2.20
不施肥 Not fertilization	3	4.64±0.35	3.64±0.14	13.14±0.05	26.14±1.51	7.63±0.19	8.88±0.48	31.06±0.42	54.93±1.41
	6	5.28±0.40	3.05±0.06	11.44±0.64	25.53±1.18	6.92±0.47	8.91±0.64	33.97±1.03	57.19±0.69
	9	5.15±0.62	2.96±0.10	9.97±0.34	22.47±2.22	5.50±0.40	6.79±0.66	36.97±0.89	61.93±1.83
	12	7.03±1.84	3.03±0.04	9.81±0.73	22.13±0.61	4.68±0.93	6.07±1.05	37.93±1.89	60.47±1.71
	15	4.89±0.37	2.70±0.10	10.23±0.52	23.96±1.40	5.71±0.46	7.44±0.64	37.16±0.77	60.69±1.63
	ND	5.29±1.08	3.35±0.07	9.57±0.33	17.41±2.80	5.44±0.41	6.57±0.73	37.39±1.05	66.87±2.65
l.s.d_0.05		2.04	0.35	1.50	0.99	4.90	0.95	2.03	3.06

施肥处理 Fertilization treatment	留茬高度 Stubble height (cm)	体外30 h干物质消化率 IVTDMD₃₀ (%)	体外30 h中性洗涤纤维消化率 NDFD₃₀ (%)	产奶净能 NEL (Mcal·kg^-1)	维持净能 NEM (Mcal·kg^-1)	增重净能 NEG (Mcal·kg^-1)	相对饲养价值 RFV	相对牧草质量 RFQ	产奶量 Milk production (kg·MT^-1)
施肥 Fertilization	3	61.06±0.33	32.35±1.72	1.46±0.02	1.42±0.02	0.69±0.02	113.50±4.40	113.75±3.79	1496.75±31.49
	6	61.10±1.20	34.10±2.96	1.45±0.02	1.38±0.02	0.66±0.02	110.00±3.71	107.00±3.18	1466.00±38.24
	9	58.56±0.88	33.45±1.94	1.32±0.02	1.22±0.03	0.50±0.03	94.50±2.32	85.25±4.55	1278.75±35.29
	12	60.69±1.36	37.21±3.75	1.36±0.02	1.28±0.03	0.56±0.03	100.00±2.79	95.50±5.17	1339.25±43.71
	15	57.65±1.86	32.26±3.11	1.32±0.04	1.19±0.08	0.47±0.08	94.75±5.39	82.50±10.78	1249.75±85.03
	ND	53.99±1.74	26.86±1.62	1.25±0.04	1.09±0.06	0.36±0.06	86.25±4.32	68.75±7.53	1149.00±66.76
不施肥 Not fertilization	3	59.19±1.39	31.89±2.94	1.47±0.01	1.42±0.01	0.70±0.01	110.00±2.79	111.25±2.95	1511.25±9.80
	6	57.51±1.50	34.07±2.11	1.40±0.01	1.32±0.01	0.60±0.01	101.50±1.19	98.25±2.59	1389.00±22.40
	9	55.37±0.80	35.18±2.28	1.34±0.02	1.25±0.03	0.53±0.03	90.50±3.57	88.25±5.02	1307.25±39.76
	12	57.85±2.25	32.90±4.16	1.30±0.03	1.21±0.03	0.49±0.03	91.50±1.65	87.25±5.28	1251.75±48.54
	15	54.94±1.27	33.95±1.94	1.35±0.02	1.26±0.04	0.54±0.04	92.25±2.59	89.50±7.35	1318.00±46.33
	ND	51.17±1.96	25.32±2.44	1.26±0.05	1.10±0.06	0.38±0.06	83.50±4.29	69.75±7.64	1161.50±82.65
l.s.d_0.05		4.09	7.49	0.09	0.13	0.13	9.61	16.52	140.47