CNCPS评定毛乌素沙地荒漠化草原区常见牧草营养价值的研究

谷 英 ，桑 丹 ，孙海洲 ，金 鹿 ，李胜利 ，斯登丹巴 ，凌树礼 ，珊 丹 ，任晓萍

（1.内蒙古鄂尔多斯市农牧业科学研究院，内蒙古 康巴什区 017000；2.内蒙古自治区农牧业科学院动物营养与饲料研究所，内蒙古 呼和浩特 010031）

多年来，随着人们对饲草营养价值研究的不断深入，应用不同的评价方法来确定不同来源饲料的营养价值是否适合动物的营养需求，已成为各国研究者关注的热点。一直以来，人们通常应用Weende饲料分析体系进行饲草的营养价值评价［1］，该体系虽然能为评价饲草质量提供基础数据，且测定方法简单而快速，但这种传统的方法大多只停留在对饲草营养价值静态的数值分析上，未能很好地反映草食家畜瘤胃动态的消化代谢特点。

表1 毛乌素沙地荒漠化草原区四季牧草品种

近年来，随着饲草营养价值评价方法的不断改进和发展，诸如尼龙袋技术［2］、自由采食量预测［3］及微生物最低流速［4］等动物试验方法应运而生，但是量化对蛋白质和纤维消化方面仍然是迫切需要解决的问题，且利用饲喂动物试验来评估饲料营养价值费力而昂贵。康奈尔净碳水化合物—蛋白质体系（CNCPS）是一个基于瘤胃消化功能、瘤胃微生物生长及饲料在反刍动物体内消化规律建立的饲料评价体系，能够很好地将蛋白质和碳水化合物进行详细划分，并可区分饲草可降解部分和不可降解部分，可以更好地反映饲草的营养价值［5］。

该试验对毛乌素沙地荒漠化草原区四季主要牧草品种的常规营养成分进行了分析，同时对夏季主要牧草品种进行了CNCPS剖分，旨在为科学放牧提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 取样地选择及自然条件：毛乌素沙地位于温带南部季风区的边缘，属温带极端大陆性气候，受蒙古高压影响极大，西北冷空气控制时间长，降水少，干旱多风蒸发强烈，日照充足，年日照时数在2 886 h左右，无霜期偏短，无霜期130～135 d。

选择毛乌素沙地荒漠化草原区中的内蒙古乌审旗萨如拉嘎查（东经 108°32.616′～108°46.181′，北纬 38°36.611′～38°45.280′）3 种毛乌素沙地典型草地类型进行采样，分别为低平地盐化草甸草场、温性荒漠草原平原丘陵荒漠草场和温性荒漠草原沙地荒漠草场。

1.1.2 样地选择和取样方法

1.1.2.1 样区和样地：选择历年羊群放牧区域的四季牧场作为采样样区；采集区植被发育正常，群落结构相对稳定，能代表该草地类型整体。样地的面积一般是目视范围内（20 m×20 m/50 m×50 m）。1.1.2.2 取样方法：样地采用星点布局法，随机选取样方。每个样地选择3～4个样方采样。草本草地样方为1 m×1 m，灌木、半灌木及大型草本植物芨芨草样方为10 m×10 m。

1.1.3 取样时间：试验分别于5月中旬（春季）、7月底（夏季）、10 月初（秋季）和 12 月底（冬季），采集8个牧草品种（见表1）。采集后，将样品风干、粉碎，过1 mm网筛，以用于分析。

1.2 试验方法

1.2.1 营养成分分析：干物质（DM）、粗蛋白（CP）、粗灰分（Ash）、粗脂肪（EE）、钙（Ca）、磷（P）按照AOAC 法［6］进行分析；中性洗涤纤维（NDF）、酸性洗涤纤维（ADF）、酸性洗涤木质素（ADL）、中性洗涤不溶氮（NDIP）、酸性洗涤不溶氮（ADIP）按照Van Soest法进行分析［7］；淀粉（Starch）含量应用AOAC 推荐的淀粉葡萄糖苷酶/α-淀粉酶法［8］进行分析；非蛋白氮（NPN）通过将样品浸泡在10%三氯乙酸溶剂，再用定量滤纸过滤进行定氮分析［9］；可溶性粗蛋白（SCP）通过将样品浸泡在BP缓冲液和10%叠氮化钠后，再用定量滤纸真空过滤后定氮分析［9］。碳水化合物（CHO）、非纤维性碳水化合物（NFC）、非结构性碳水化合物（NSC）为计算所得。

1.2.2 CNCPS对蛋白质和碳水化合物组分的剖分：康奈尔净碳水化合物—蛋白质体系（CNCPS）根据牧草的降解特性对CP和CHO进行了划分［10］。碳水化合物分为4个部分，即CA为糖类，在瘤胃中可快速降解；CB1为淀粉，中速降解部分；CB2为可利用的细胞壁，缓慢降解部分；CC为不可利用的细胞壁［9］。粗蛋白分为5个部分，即PA为非蛋白氮，快速降解部分；PB为真蛋白；PC为酸性洗涤剂不溶性蛋白，不可利用蛋白质部分。真蛋白质又进一步分为三部分，即PB1为溶于缓冲液中的真蛋白，快速降解部分；PB2为中性洗涤剂可溶性蛋白，中速降解部分；PB3为酸性洗涤剂可溶性蛋白，缓慢降解部分［9］。

表2 蛋白质与碳水化合物各组分的计算公式以及瘤胃降解速率

1.3 计算方法

CHO（%DM）=100%-CP（%DM）-EE（%DM）-Ash（%DM）

NFC（%DM）=100%-CP（%DM）-EE（%DM）-NDF（%DM）-Ash（%DM）

蛋白质和碳水化合物各组分计算公式见表2。

1.4 统计分析

数据处理采用SAS 9.0软件进行方差分析，Duncan法多重比较。

2 结果与分析

2.1 毛乌素沙地荒漠化草原区常见牧草品种四季营养成分比较

由表3可知，毛乌素沙地荒漠化草原区主要牧草的干物质率从春季到冬季均提高。8种牧草四季的蛋白质含量差异较大，蛋白质含量除委陵菜外，从春季到冬季均逐季下降，春季芦苇的蛋白质含量达19.28%，居所有牧草之首；羊草和芨芨草四季蛋白含量差异也较大。芦苇、中间锦鸡儿、委陵菜和旋复花四季NDF的含量差异较大，其余牧草品种部分季节差异较大；羊草、芨芨草、芦苇和中间锦鸡儿四季ADF的含量差异较大；NDF和ADF大部分呈上升趋势。牧草中Ca含量在夏季较高，P含量从春季到冬季整体呈下降趋势。

2.2 夏季主要牧草的营养成分及CNCPS对蛋白质和碳水化合物的剖分

为了更精准地评定毛乌素沙地荒漠化草原区常见牧草品种的营养价值，该试验将夏季5种产量较多且可食牧草的蛋白质和碳水化合物进行了剖分，具体营养成分及剖分结果见表4、表5和表6。

由表4可知，5种常见可食牧草中，芨芨草的CP和CHO最高，其次为羊草，而旋复花的CP较高，但CHO最低。虽然芨芨草的CP含量高于羊草，但其可溶性粗蛋白（SCP）却低于羊草的SCP，同样委陵菜、寸草苔和旋复花的CP和SCP也呈现出不一致性，这就说明牧草的CP和SCP具有不一致性。

以上5种主要牧草中，委陵菜为蔷薇科植物，芨芨草和羊草为禾本科植物，寸草苔为莎草科植物，而旋复花为菊科植物。由表5可知，禾本科植物的快速降解蛋白占蛋白质比例较高，其瘤胃可降解蛋白同蛋白质含量具有一致性，所占比例较高。而在该试验中，寸草苔的蛋白含量低于旋复花，但其快速降解部分显著高于旋复花的快速降解部分，整体瘤胃可降解蛋白含量又低于旋复花。蔷薇科的委陵菜蛋白质含量大于寸草苔，但其快速降解部分和整体瘤胃可降解蛋白含量均低于寸草苔。这就表明，蛋白质含量与瘤胃可降解蛋白含量及快速降解部分所占比例呈现不一致性，而不能单一地用蛋白质含量来评定饲料的营养价值。

表3 毛乌素沙地荒漠化草原区常见牧草品种四季营养成分 %

表4 毛乌素沙地荒漠化草原区夏季各牧草的营养成分

表5 牧草各蛋白质组分及瘤胃降解参数

由表6可知，除旋复花外，其他4种草品种碳水化合物含量均相近，但其CA在CHO中所占的比例差异较大；禾本科的芨芨草CHO（%DM）高于同科的羊草，但其RDC（%DM）略低于羊草的RDC（%DM），同时其 ADL（%nNDF）也高于羊草。 这表明，牧草CHO含量的高低并不能代表其可利用率的高低。

表6 牧草各碳水化合物组分及瘤胃降解参数

3 讨论

3.1 毛乌素沙地荒漠化草原区常见牧草品种四季营养供给情况分析

毛乌素沙地荒漠化草原区天然牧草在春季（5月）粗蛋白含量较高，禾本科植物羊草、芨芨草、芦苇的粗蛋白含量在春夏两季均较高，且在天然草场中占比较大，属蛋白质含量较高的草原，这与谷英等［11］研究的后备母羊在春夏两季的蛋白摄入量大于蛋白需求量相一致。毛乌素沙地荒漠化草原区秋冬季节的牧草受长时间风吹日晒和冷冻影响，自然损耗大，枯草期的保存率为50%～70%，其蛋白质含量迅速下降，且产草量降低，而秋冬季节为主要畜品种细毛羊的孕育繁殖季节，营养需求量高，天然草场不能满足其需求，即使是后备母羊，蛋白质摄入量也不能满足其需求［11］。因此，秋冬季节需适当补饲，才能保证牲畜的正常生长发育。

3.2 毛乌素沙地荒漠化草原区夏季牧草品种蛋白质及碳水化合物组成分析

该试验利用CNCPS系统来测定牧草瘤胃降解特性，CNCPS基于不同的降解速率和降解程度将 CP分为 PA、PB1、PB2、PB3和 PC 五部分。这些比率计算的参数来自体内和体外法的研究［12］。可溶性蛋白包括快速降解PA和PB1两部分，瘤胃可降解蛋白包括快速降解蛋白和慢速降解蛋白。而瘤胃非降解蛋白（RDP）中有一小部分又可在小肠中降解（DRUP）。该试验中委陵菜蛋白质含量为10.22%，大于寸草苔的9.75%，但委陵菜的瘤胃可降解蛋白（4.68%）小于寸草苔的瘤胃可降解蛋白（5.03%），由此可见，委陵菜虽然CP含量较高，但其利用率并不高。

CHO 根据 CNCPS 分为了 CA、CB1、CB2、CC四部分，CA是以糖类为主，CB1以淀粉和果胶为主，CB2以可消化纤维（nNDF）为主，CC以完全不可利用纤维部分为主［13］。瘤胃可降解CHO（RDC）包括CA、CB1和CB2，而瘤胃非降解CHO（RUC）中包括部分小肠可降解CHO（DRUC）。该试验中芨芨草的CHO含量 （74.65%）比羊草的含量（73.71%）高，但其 RDC（45.99%）却低于羊草的（46.82%），这就说明不同牧草的CHO在体内的降解规律是不一致的。

该试验通过瘤胃降解特性对毛乌素沙地荒漠化草原区夏季牧草的CP和CHO进行划分，发现CP与RDP，CHO与RDC均呈现不完全一致性，这就表明在生产中不可简单的利用CP和CHO的含量来评价饲草料的品质。

4 结论

综上所述，毛乌素沙地荒漠化草原区主要牧草品种在夏季的营养价值和产草量均较高，而秋冬两季营养价值较低，应用CNCPS根据瘤胃降解特性、降解速率和程度，将夏季牧草的粗蛋白和碳水化合物进行详细划分，能够更精确地评定和反映饲草料的品质，为科学种植牧草及放牧提供了理论依据。

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