西藏栽培牧草中氨基酸组成特点的研究

姜文清，周志宇＊，秦彧，王楠，王桃，李晓忠，田发益

（1.兰州大学草地农业科技学院，甘肃 兰州730020；2.西藏自治区农业科学院，西藏 拉萨850000；3.西藏农牧学院，西藏 林芝860000）

氨基酸是构成蛋白质的基本单位，是家畜合成肉、奶、毛、皮等产品的原料，是牧草营养价值的重要指标。牧草中氨基酸的组成特点和比例直接影响家畜对含氮物质的利用率、蛋白质的转化率和反刍家畜瘤胃微生物蛋白质的组成和数量［1，2］。必需氨基酸是指动物机体需要，但是自己不能充分合成，必需从饲草料中摄取的氨基酸，牧草中必需氨基酸的种类以及含量对于牧草的营养价值具有十分重要的影响。含硫氨基酸是反刍动物营养中的限制性氨基酸，也是构成家畜毛角蛋白最重要的氨基酸［3］；牧草中含硫氨基酸的组成特点对于衡量牧草品质具有重要意义。限制性氨基酸及其组成模式是决定动物体内含氮物质利用率的重要因素，通过对可吸收限制性氨基酸平衡的调控来降低日粮中蛋白质饲料用量，最大限度地提高动物对饲料蛋白质的利用效率，减少氮源随粪尿的排出量，是一条节约蛋白质饲料的重要途径［4，5］。

草地畜牧业是西藏最重要的经济基础，其产值占西藏农业总产值的60%左右。而随着西藏畜牧业生产的进一步发展，单纯依赖天然草地生产力已不能满足牲畜对饲草的要求，只有大规模种植牧草才能满足家畜对各种营养物质的需求。而对于西藏特殊生境下种植的牧草，各方面研究还不多，对于氨基酸组成特点和营养价值方面的研究更是少见报道。因此，在前人研究的基础上［6］，本研究对西藏栽培主要优势牧草氨基酸、必需氨基酸、限制性氨基酸以及含硫氨基酸组成特点进行了分析，并进一步对牧草的营养价值和饲用价值进行了评价，这对了解西藏栽培牧草氨基酸含量特征、科学种植牧草、完善家畜营养、挖掘优质牧草种质资源具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 研究区自然条件

日喀则地区位于青藏高原西南部，地处东经82°00′～90°20′，北纬27°23′～31°49′。南与尼泊尔、不丹、锡金3国接壤，全地区面积18.2万km2。平均海拔4 000 m以上。空气稀薄，气压低，氧气少，太阳辐射强，年日照时数3 240.3 h，日照率73%，温差大，年平均气温6.3℃，最低日气温－14℃，最高日气温14.5℃，年极端最低气温－25.1℃，年极端最高气温28.2℃，0℃以上年积温2 706℃。生长季平均气温10.6℃。年降水量431.2 mm，年蒸发量2 353.2 mm，比较干燥，干燥系数为8.6。年平均相对湿度42%。冬季干旱寒冷，无降雪［6］。

1.2 试验材料

试验材料均采自日喀则地区牧草引种试验地，采样时间为2008年8月19日－9月9日。所采样品为抽穗期（禾本科）、开花期（豆科）以及营养期等的植物地上部分。共采集植物样品57个，隶属于3科43个种。采集的样品经烘箱烘干后，不锈钢微型粉碎机粉碎过0.2 mm筛，储存于玻璃瓶中，分析待用。

1.3 牧草样品氨基酸的测定

称取烘干样品30 mg，加入6 mol／L的HCl 10 m L，抽真空，充入氮气封管后，110℃条件下水解22 h，冷却，过滤至50 m L容量瓶中，稀释至刻度。取1 m L，真空干燥后，少量去离子水洗涤，蒸干，重复2～3次，加入0.02 mol／L的 HCl 1 m L。使用日立835－50型氨基酸自动分析仪测定［7，8］。结果用质量分数（%）表示。

2 结果与分析

2.1 西藏栽培牧草氨基酸含量组成特点

2.1.1 不同牧草氨基酸总量水平 牧草样品17种氨基酸总含量水平为6.11%～23.71%。其中含量最高的是白花草木樨，为23.71%，而最低的则为抽穗期的78老芒麦，含量为6.11%。所采牧草中有47个样品的氨基酸总量高于10%，只有10个牧草样品低于10%，但均在6%以上（表1）。

表1 57个栽培牧草中总氨基酸、必需氨基酸和非必需氨基酸含量Table 1 Content of total amino acid，essential amino acid and non－essential amino acid in 57 cultivated forages %

续表1 Continued

2.1.2 牧草必需氨基酸总含量水平 西藏栽培牧草必需氨基酸含量最高的是开花期豆科牧草，平均含量为7.46%，最低的是抽穗期禾本科牧草，平均含量为5.68%（表1）。其中含量较高的有黄花苜蓿（10.11%）、白花草木樨（9.81%）和鹰咀豆（9.19%）；含量最低的78老芒麦为2.80%。FAO（联合国粮农组织）／WHO（世界卫生组织）推荐，质量较好蛋白质的 EAA／NEAA 在60%以上，EAA／TAA 为40%以上［9，10］。57种栽培牧草 EAA／NEAA值除河边冰草、星星草、看麦娘、老芒麦和牛尾草外，其余均高于60%。EAA／TAA为33.69%～46.48%，高于40%的有47种，其中含量较高的有冰豆46.48%、78老芒麦45.83%、栽培山黧豆45.77%和耐酸草45.75%。同时满足EAA／NEAA 60%以上，EAA／TAA 40%以上的牧草共有47种，均为家畜的优质蛋白饲料。

各科牧草必需氨基酸占氨基酸总含量的百分比值为41.40%～43.40%，其中最高值和最低值分别是开花期豆科牧草与抽穗期禾本科牧草（图1）。

2.1.3 不同科别牧草氨基酸含量水平 不同科别牧草氨基酸总含量之间存在较大差异（表2）。其中含量最高的是开花期豆科植物，为17.19%；其次为分枝期的藜科和抽穗期的禾本科植物，含量分别是14.36%和13.72%；不同科别牧草中氨基酸含量各不相同，同科牧草中17种氨基酸含量差异很大（表3）。

除开花期豆科植物以外，其他科别均是谷氨酸含量最高，天门冬氨酸含量次之，蛋氨酸含量最低，而不同科别牧草中同一种氨基酸含量差别不大。

图1 必需氨基酸占氨基酸总含量比值Fig.1 Ratio of essential amino acid content to total amino acid content

图2 含硫氨基酸占氨基酸总含量比值Fig.2 Ratio of sulfur amino acid content to total amino acid content

表2 不同科别牧草总氨基酸含量水平Table 2 Total amino acid content in different forage family %

2.2 西藏栽培牧草含硫氨基酸组成特点

2.2.1 各种栽培牧草含硫氨基酸组成特点 西藏57种栽培牧草含硫氨基酸（胱氨酸、蛋氨酸）含量相差很大（表4）。含量较高的有绿色草原豌豆（1.63%）、耐酸草（1.11%）和紫羊茅（1.02%）；较低的有沙打旺（0.44%）和粳草（0.45%）；大部分牧草含硫氨基酸含量均在0.5%～0.9%。胱氨酸含量最高的是绿色草原豌豆（1.43%），远远高于其他牧草；最低的是沙打旺（0.31%）。蛋氨酸含量最高是西伯利亚冰草（0.34%）；含量最低的分别是沙打旺（0.13%）和粳草（0.13%）。各种牧草含硫氨基酸占总氨基酸比值最高的是绿色草原豌豆（14.30%），其余各种相差不大，几乎均在4%～7%。

2.2.2 不同科别牧草含硫氨基酸含量水平 各科牧草含硫氨基酸含量差别不大（图2）。分枝期藜科牧草含量最大为5.86%；抽穗期禾本科和开花期豆科牧草分别为5.71%和5.40%。

2.3 西藏栽培牧草限制性氨基酸组成特点

动物的种类不同，生产性能不同，对特定氨基酸的需求也不同。就不同的家畜和不同的生产目的，国内外学者做了大量的研究［11］。Fraser等［12］用酪氨酸为唯一氮源的产奶牛试验表明，赖氨酸、蛋氨酸、组氨酸分别是其第1，2，3限制性氨基酸。西藏57种栽培牧草中这3种限制性氨基酸含量见表4。产奶牛的第1种限制性氨基酸赖氨酸含量为0.35%～1.51%；蛋氨酸和组氨酸含量分别是0.13%～0.34%，0.11%～0.56%。这3种限制性氨基酸总含量为0.63%～2.25%，含量较高的牧草有黄花苜蓿（2.25%）、鹰咀豆（2.24%）、白花草木樨（2.14%）。各科限制性氨基酸含量平均最高的是开花期豆科牧草（1.68%），最低的为抽穗期禾本科（1.17%）。

表3 不同科别牧草各种氨基酸含量比较Table 3 Comparison of amino acid contents in different forages family %

表4 栽培牧草中含硫氨基酸和限制性氨基酸的含量Table 4 The sulfur amino acid and limited amino acid content in cultivated forages %

3 讨论与结论

牧草中氨基酸含量的高低、组成种类以及比例直接影响到牧草最终的品质以及家畜的生长［13］。西藏57种栽培牧草17种氨基酸总含量为6.11%～23.71%，其中开花期豆科牧草白花草木樨含量最高（23.71%），而抽穗期禾本科牧草78老芒麦最低。表明不同牧草合成积累氨基酸的能力差异较大。各科之间含量最高的是开花期豆科牧草，为17.19%；其次为分枝期的藜科和抽穗期的禾本科牧草，含量分别是14.36%和13.72%；这与郑玉桂和马青枝［14］研究所得的豆科＞藜科＞禾本科一致。表明禾本科牧草抽穗期收割营养价值要高；而豆科牧草正好相反，开花期营养价值更高。必需氨基酸是指动物机体需要，但是自己不能充分合成，必需从饲草料中摄取的氨基酸；不同动物机体需要的必需氨基酸种类存在差异。当必需氨基酸以动物所需的比例吸收时，动物对总氨基酸的需要量将降低，蛋白质的合成率将最大。西藏各科栽培牧草必需氨基酸占氨基酸总含量的百分比值为41.40%～43.40%，这比俄罗斯扎戈尔斯基地区改良低洼草地

禾本科牧草中必需氨基酸为48%～49%［15］的比例要低，说明牧草生长环境影响牧草对氮素的吸收能力，进而制约着牧草氨基酸的合成能力。同时满足EAA／NEAA＞60%，EAA／TAA＞40%的牧草共有47种，表明82%的栽培牧草可为家畜提供优质的蛋白饲料资源。

续表4 Continued

含硫氨基酸（胱氨酸和蛋氨酸）是构成家畜毛角蛋白最重要的氨基酸，也是反刍动物营养中的限制性氨基酸，增加日粮蛋白质（含硫氨基酸）的采食量和吸收量可提高绵羊和安哥拉山羊纤维的生长［16］，提高羊毛产量22%～104%，同时还可增加家畜的体重。饲用含硫氨基酸相对稳定的牧草，将增加反刍动物限制性必需氨基酸的供给，使得动物增重，牛奶和肉产量增加，尤其是毛的生长加快［17］。西藏57种栽培牧草含硫氨基酸含量为0.44%～1.63%，不同牧草间相差较大，但大部分牧草含硫氨基酸含量均在0.5%～0.9%，高于玉米（Zeamays）蛋白饲料含硫氨基酸（0.62%）［18］的有86%，而全部栽培牧草含硫氨基酸含量均高于苜蓿（Medicagosativa）草粉（0.43%）［18］，因此均是西藏牲畜良好的硫源。对于西藏栽培牧草较高的硫含量，有必要对其合成氨基酸机理进行深入研究，为选育优质牧草新品种提供进一步的资料。

限制性氨基酸是指饲料中某些必需氨基酸，由于该必需氨基酸缺乏，而导致动物其他氨基酸利用率降低的氨基酸，对动物体内含氮物质利用率产生重要影响。其含量的高低在单胃动物营养研究和饲料蛋白质营养价值评定中，限制性氨基酸概念得到了足够的重视，而由于反刍动物消化生理的复杂性及研究方法的限制，迄今尚未完全确定食用饲粮条件下反刍动物限制性氨基酸及顺序［19］。某种氨基酸是否是限制性氨基酸，取决于动物所采食的饲粮和动物的需要［20］。Fraster等［12］用酪氨酸为唯一氮源的产奶牛试验表明，赖氨酸、蛋氨酸、组氨酸分别是其第1，2，3限制性氨基酸。Richardson和Hatfield［21］用氮平衡证实了生长牛的限制性氨基酸分别为蛋氨酸、赖氨酸和苏氨酸。Storm和Orskov［22］用全营养灌注技术研究发现，以微生物为唯一氮源的生长羔羊的限制性氨基酸次序为蛋氨酸、赖氨酸、组氨酸和精氨酸。本试验采用Fraster等［12］研究结果对西藏栽培牧草限制性氨基酸组成特点进行了研究，57种栽培牧草中3种限制性氨基酸含量为0.63%～2.25%，均高于玉米蛋白饲料（0.33%）［18］和苜蓿草粉（0.22%）［18］，说明西藏栽培牧草比一般饲料均适合畜群生长。

以上分析表明西藏栽培牧草必需氨基酸和含硫氨基酸含量较高，限制性氨基酸比例也较大，可以作为当地牲畜优质良好的饲料来源。

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