应用体外产气和体外消化法评定国外大叶型白三叶营养价值

2016-01-10王红梅王仲良

饲料工业 2016年20期

■王红梅王仲良

(1.宁夏大学动物科学系，宁夏银川 750021；2.平罗县畜牧局，宁夏石嘴山 753400)

牧草营养价值评定是引种的重要参照指标之一，也是反刍动物饲料评价的重要参考。目前，体内法(in vivo)、半体内法(in situ)和体外法(in vitro)等用于反刍动物饲草营养价值评定。Menke等最早提出体外产气法，其理论依据是将待测样品置于瘤胃液中进行培养，其CO2和CH4产气量与体内消化率测定值之间存在高相关性。由于操作方法易掌握、测定数据重复性好、较真实地模拟饲料在瘤胃内的消化状况等优势，体外产气法已被广泛应用于牧草营养价值评定。白三叶（Trifolium repens）又名匍匐三叶草、白车轴草等，是多年生豆科牧草，属可再生蛋白植物资源。白三叶最早于16世纪中后期在荷兰栽培，后传入美国、英国及新西兰等国。我国自20世纪初引种以来，白三叶种植已遍布全国，是南方地区的当家豆科牧草之一。本研究团队先前已对国内主要白三叶品种进行了营养价值评定，而关于国外白三叶品种营养价值评定的研究鲜有报道。本试验旨在结合体外产气与活体外消化率法评定国外7个大叶型白三叶品种的营养价值，为国外大叶型白三叶品种引进及在草食动物生产中的利用提供参考和依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

选取7个白三叶引进栽培品种，均为大叶型，具体见表1。点播，种子未进行根瘤菌接种，有机肥拌土覆种1 cm，播后浇水，并进行正常的田间管理。于次年5月下旬（盛花期）采集7个品种地上整株（留茬1 cm）样品各300 g，盛花期以平均70%植株开花为准。白三叶样品置于取样袋中，65℃烘干48 h，测定各样品鲜样重和干物质含量，粉碎过筛(1 mm），按四分法取样。

表1 试验白三叶品种名称及来源

1.2 试验方法

1.2.1 营养成分测定

牧草干物质（DM）、粗蛋白（CP）、中性洗涤纤维（NDF）和酸性洗涤纤维（ADF）含量按常规方法测定。半纤维素（HC）=NDF-ADF，中性洗涤可溶物（NDS）=100-NDF，营养成分含量以质量分数表示（%）。

1.2.2DMD、NDFD和ADFD的测定

测定根据Tilly等的两阶段法进行。首先在厌氧的条件下，用瘤胃液的稀释液(瘤胃液∶缓冲液=1∶2)消化定量的样品48 h，然后用胃蛋白酶在酸性条件下再消化48 h。瘤胃液采自饲喂精粗比为40∶60试验日粮的安装有永久性瘤胃瘘管的西门塔尔×冀南杂交一代阉牛。

1.2.3 活体外发酵产气量的测定

测定按Menke等的方法进行。在39℃厌氧条件下，将200 mg待测样品DM放入特制的100 ml玻璃注射器（德国制造）中，用30 ml经稀释后的瘤胃液消化，记录72 h内25个时间点的产气量。每个培养设3个重复。

采用模型y=B（1-e-c(t-lag)）计算动态消化产气参数。

式中：y——t时间点200 mg底物DM的产气量(ml)；

B——200 mg底物DM理论最大产气量(ml)；

c——样本的产气速度(h-1)；

t——活体外培养时间(h)；

lag——产气延滞期(h)。

1.2.4 统计分析

采用SAS统计分析软件中的广义线性模型（GLM）进行单因子方差分析和Duncan's法多重比较。

2 结果与分析

2.1 国外不同白三叶品种主要营养成分含量(见表2)

由表2可知，不同白三叶品种间CP含量存在差异，克罗迪克CP含量显著或极显著高于其它品种（P＜0.05、P＜0.01），考拉CP含量次之，显著或极显著高于除克罗迪克外其它品种（P＜0.05、P＜0.01），苏斯和凯雷娜CP含量相近，显著或极显著高于巴杰、胡依阿和酷普（P＜0.05、P＜0.01），后三者之间CP含量差异不显著（P＞0.05）；胡依阿NDF含量最高（44.42%），与巴杰NDF含量差异不显著（P＞0.05），考拉NDF含量最低（38.01%），与克罗迪克、酷普和苏斯间差异不显著（P＞0.05），但显著低于凯雷娜（P＜0.05），极显著低于胡依阿（P＜0.01）；考拉ADF含量最低，为15.31%，胡依阿是其1.22倍。NDS的含量以考拉最高，其次为克罗迪克、酷普、苏斯，含量最低的为胡依阿。

表2 国外不同品种白三叶盛花期营养成分含量(%)

2.2 国外不同白三叶品种养分体外消化率（见表3）

由表3可知，考拉DMD最高，达到了84.21%，与克罗迪克、苏斯和凯雷娜差异不显著（P＞0.05），但显著高于其它品种(P＜0.05)；从NDFD和ADFD这2项指标来看，不同品种之间差异明显，NDFD以考拉最高，其次为克罗迪克和苏斯，酷普最低；胡依阿ADFD最低，为13.27%，极显著低于克罗迪克(P＜0.01)，显著低于考拉和苏斯(P＜0.05)，与其它品种差异不显著(P＞0.05)。

2.3 体外产气动态参数变化规律（见表4及图1）

表3 国外不同品种白三叶盛花期养分活体外消化率(%)

表4 不同生育期禾本科牧草体外阶段产气量和产气动态参数

图1 瘤胃微生物对不同白三叶体外发酵产气量的动态变化

由表4可知，培养24 h时，克罗迪克产气量最高，考拉次之，胡依阿产气量最低，其他介于考拉与胡依阿之间，这种产气量排列顺序一直延续到发酵结束。从24 h产气量来看，苏斯、凯蕾娜、巴杰、胡依阿和酷普之间差异不显著（P＞0.05），但克罗迪克产气量显著高于考拉（P＜0.05），考拉与苏斯之间差异不显著（P＞0.05），但显著高于其它品种（P＜0.05）；48 h的产气量与24 h的变化趋势相同，克罗迪克显著或极显著高于除考拉之外的其它品种（P＜0.05、P＜0.01）；此外，克罗迪克的理论最大产气量显著或极显著高于其它品种（P＜0.05或P＜0.01），胡依阿的理论最大产气量最低，比克罗迪克和考拉分别低15.5%和11.0%。产气速度与最大产气量变化情况一致，从产气速度来看，不同品种之间也存在一定差异，克罗迪克产气速度最快，显著高于胡依阿和凯蕾娜（P＜0.05），其它品种间差异不显著（P＞0.05）。不同品种的产气延滞期长短顺序为：克罗迪克＜考拉＜苏斯＜酷普＜巴杰＜凯蕾娜＜胡依阿。

3 讨论

3.1 不同白三叶品种营养成分与体外消化率的影响

紫花苜蓿作为草食动物的优质蛋白饲料，盛花期CP含量在14%～15%之间。本试验中克罗迪克CP质量分数为16.77%，高于同生育期的紫花苜蓿，苏斯、凯蕾娜和考拉CP含量与同生育期紫花苜蓿相近，而胡依阿、巴杰和酷普低于同生育期紫花苜蓿；先前研究表明，国内常见白三叶盛花期CP含量在9.66%～17.9%之间，相比之下，本研究7种大叶型白三叶品种CP含量变化范围较小；本试验涉及7种大叶型白三叶品种，NDF含量差异较小，在38.01%～44.42%之间，与盛花期紫花苜蓿NDF含量相近，但与国内常见白三叶品种相比，有增加趋势；ADF是动物难以消化利用成分，盛花期苜蓿的酸性洗涤纤维质量分数为20%左右，而本试验中胡依阿ADF含量最高(18.62%)，含量最低的仅为15.31%，所试大叶型白三叶品种ADF的含量普遍低于盛花期紫花苜蓿，说明同生育期内大叶型白三叶更能被动物消化利用。

7种大叶型白三叶DMD在78%～84%之间，高于同生育期紫花苜蓿的68.19%，与国内常见白三叶品种DMD相近；NDFD和ADFD变化范围分别在55%～65%和13%～18%，与国内常见白三叶盛花期相近，NDFD高于开花期紫花苜蓿的39.96%，而ADFD低于同生育期紫花苜蓿的22.43%，由于白三叶ADF含量较低，可以得出白三叶相比紫花苜蓿更易于被动物消化利用。

3.2 不同品种白三叶营养成分对体外产气量的影响

牧草瘤胃微生物发酵产气的主要底物主要以碳水化合物为主，单位时间内产气量反映了牧草被瘤胃微生物利用的程度，代表牧草营养价值的高低程度。从产气曲线中可以得出，克罗迪克和考拉营养价值较高，而胡依阿最低。燕麦秸秆的12、24、48 h体外产气量和产气速率与NDF和ADF含量呈显著负相关，延滞期与NDF含量呈显著正相关；不同生育期豆科牧草体外产气特性也表现出相同规律，本试验中不同大叶型白三叶品种的体外产气量、产气速度和延滞期也表现出类似规律。不同牧草品种的体外发酵产气特性与牧草的CP没有显著相关性，蛋白质对体外发酵产气量的贡献率很低。高巍等(2002)对苜蓿干草的体外发酵研究表明，苜蓿干草中NDS的产气量占总产气量的绝大部分，这在本试验中也得到了很好印证。NDS主要包括蛋白质、脂肪、无氮浸出物（糖类、淀粉和果胶）及部分矿物质，可见，非结构性碳水化合物同样对饲草料的产气量起调节作用。牧草的体外发酵产气量与DM消化率呈显著正相关，产气量能够反映样品DM消化率。本研究中不同品种产气量变化趋势与DMD相互对应。

ADF和NDF能够降低微生物对牧草的降解速率，从而增加延滞时间和降低产气速度，而当非结构性碳水化合物或易发酵物质含量较高时，微生物会利用降解产物迅速繁殖，从而提高产气速率。延滞期的长短能够反映牧草被瘤胃微生物利用的难易程度。不同品种白三叶产气延滞期长短顺序为：克罗迪克＜考拉＜苏斯＜酷普＜巴杰＜凯蕾娜＜胡依阿。