氏 名
張 継敏
本籍(国籍) 陜西省(中国)
学位の種類 博士 (農学) 学位記番号 連研 第295号
学位授与年月日 平成16年3月23日 学位授与の要件 学位規則第4条第1項該当 課程博士
研究科及び専攻 連合農学研究科 生物環境科学専攻
学位論文題目 Effect of physical strength of forage grass on grazing behavior of sheep
(羊の採食行動に及ぼす牧草の物理的強度の影響)
論文の内容の要旨

 The interface between the ruminant and the sward remains a relatively unexplored area of research. Foraging by ruminants is an action to break plant. The lack of incisors in the upper front jaw is a distinctive characteristic of ruminants. The purpose of this study was to clarify the relationship between physical strength of herbage grasses and intake of sheep at low levels of herbage availability. using simulated swards hand-constructed of grass bunches connected to three-directional loadcells.

 1)The tensile strength of leaf blades 15cm in length was measured by the test machine, developed in the present study. The shear strength of leaf blades 5cm in length was measured by the instrumented scissors machine. The fraction of leaf blades after measuring physical strength was immediately stored in the fixative solution. The samples of leaf blades were sectioned transversally at a rotary microtome and colored with toluidinblue. The photographs were taken under light microscopy. The area of cross-section, sclerenchyma and vascular bundle was measured by digital area-line meter.

 2)The relationship between physical strength and leaf anatomical characteristics was studied. Nine forage grasses were grown in an unheated glasshouse: tall fescue, orchardgrass, timothy, perennial ryegrass and Kentucky bluegrass for C3 grasses, and rhodesgrass, coastal bermudagrass, dallisgrass, and johnsongrass for C4 grasses. Tensile and shear strengths of C4 grasses were significantly higher than that of C3 grasses. Tensile and shear strengths significantly correlated with cross-sectional area, the number of major and minor vascular bundles, and the area of sclerenchyma.

 3)The physical strength at different sites and organs within the same leaf blade was studied using orchardgrass leaves received three levels of nitrogen applicaation(0, 100 and 200kg/ha). Cross-sectional area and shear strength decreased from the basal to the apical sites at all three levels of nitrogen application. Tensile strength and tensile energy per unit area were significantly higher in the midrib than those in leaf blade excluding midrib.

 4)The grazing experiments were conducted in order to characterise the aspects of sheep grazing behaviour with temporary incisors, where the first pair of permament incisors had completely developed. The period of time between temporary incisors and permanent incisors was leaf density. The number of bites per group of leaves was higher with temporary incisors than with permanent incisors. The number of leaves per bite and DM intake per bite were lamost twice as great with permanent incisors than with temporary incisors. DM intake per bite force was 3.9-4.0mg/N and 1.7-2.6mg/N, respectively.

 5)The grazing experiments were conducted in order to investigate bite weight and bite force of sheep using simulated swards, hand-constructed from bunches of orchardgrass leves spaced 15cm apart. Applied nitrogen increased width, thickness, DM weight per unit length and breaking force per leaf. DM intake per bite at high leaf density was approximately double that at low leaf density. DM intake per unit force was 2.5-4.1mg/N at high leaf density and 1.2-2.2mg/N at low leaf density.

(和訳)
 草食動物と草地との境界領域における研究はこれまであまり行われてこなかった。反芻動物の採食行動は植物を 破断する行動である。この研究の目的は、採食可能な草量が少ないという条件下において3方向ロードセルに 連結した人工草地を用いて、牧草の物理的強度とヒツジの採食行動との関係をあきらかにすることである。

 1)長さ15cmの牧草の葉身について、この研究で開発した試験器を用いて引張り強度とせん断強度を測定した。 さらに、切片を作り、厚膜組織や維管束の面積をデジタル面積計で測定した。

 2)牧草の物理的強度と葉身の解剖学的特長との関連性を検討した。9種のイネ科牧草をガラス室内で生育させた。 使用した牧草は、5種のC3植物と4種のC4植物である。引張りとせん断強度は、C3植物よりC4植物で有意に高い値を示した。 また、引張りとせん断強度は、断面積、大小維管束の数、厚膜組織の面積と有意な相関を示した。

 3)3段階(0、100、200kg/ha)のチッソを施肥したオーチャードグラスの同一の葉身内において、 異なる部位と器官の物理的強度を測定した。すべてのチッソ施肥量において、断面積とせん断強度は葉身の基部から 先端にいくに従い低下した。また、引張り強度と単位断面積あたりの引張りエネルギーは、主脈を除く葉身に比べ 主脈で有意に高い値を示した。

 4)人工草地を用いて、乳歯が抜けている間のヒツジの採食行動の特長を、永久歯が生えそろった時と比較した。 乳歯が抜け、永久歯が完全に生え揃うまでに約1ヶ月かかった。葉身の密度が増加するにつれバイト数も増加した。 バイト数は、永久歯が生えそろった時と比べ、乳歯が抜けている間の方が高かった。1バイトあたりで採食した葉数と DM採食量は、乳歯が抜けている間と比べ、永久歯が生えそろった時はほぼ2倍であった。単位バイト強度あたりの DM採食量は、永久歯が生えそろった時は3.9-4.9mg/Nであり、乳歯が抜けている間は1.7-2.6mg/Nであった。

 5)ヒツジが採食時に使用するバイト強度とそこで採食するバイト重との関連性を検討するために採食実験をおこなった。 オーチャードグラス葉身から作った5個の束を15cm間隔で設置して人工草地をつくった。1バイトあたりのDM重は、 高密度区で2.5-4.1mg/Nであり、低高密度区で1.2-2.2mg/Nであった。