几种非常规粗饲料养分及其饲用价值的比较研究

2018-07-30王郝为侯振平杨焕胜王启业王延周杨玲媛吴端钦

草地学报 2018年1期

王郝为，侯振平，杨焕胜，王启业，王延周，杨玲媛，吴端钦*

(1. 中国农业科学院麻类研究所，湖南长沙 410205； 2. 湖南省师范大学生命科学学院，湖南长沙 410006；3. 湖南农业大学动物科技学院，湖南长沙 410128)

我国是农业大国，农业是国民经济的基础。2016年农业部在“全国草食畜牧业发展规划”(2016-2020年)中指出因地制宜推进南方饲草产区的生产。同时，农业部在《全国种植业结构调整规划(2016-2020年)》中明确指出我国北方地区重点发展优质苜蓿、青贮玉米、饲用燕麦等饲草，而南方地区重点发展饲用油菜、饲用苎麻等。畜牧业要稳定发展，必须加大畜牧结构调整，走“节粮型”畜牧业，减少动物与人争粮，不仅对提高畜牧业的生产水平具有重要意义，而且对于确保食品安全更具有深远的战略意义[1]。因此，研究利用“非粮型”饲草资源发展草食动物的生产，是“节粮型”畜牧业最佳思路之一。

近年来，随着我国农业结构的调整及草食动物养殖业的发展，我国商品牧草的供应量严重不足，进口量逐年迅猛增加。我国拥有许多具有地域特色的植物性饲料资源，可以对其进行开发利用并应用到动物生产中。其中，饲用苎麻(BoehmerianiveaL.)生态适应性强，生物产量大，而且蛋白含量较高，氨基酸组成合理，是一种优质的植物粗饲料[2]。枸树是一种营养价值丰富的植物，不仅可以用作纤维、食物、药物等，还可以作为优质饲料的原料[3-4]。芦笋茎、叶的营养成分含量丰富，氨基酸含量也种类齐全，而且富含活性物质，具有提高免疫功能、调节血脂等功效，因此可以作为优质饲料资源来开发[5-6]。本研究采集了饲用苎麻青贮、构树青贮、全株芦笋及芦笋皮4种非常规饲料进行了常规养分、氨基酸测定及其饲用价值分析，为进一步的开发和利用提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料及制备

苎麻青贮原料品种为中苎1号，高度为100 cm左右，机械粉碎打包青贮60 d。构树青贮(嫩枝及叶)由中植构树生物科技有限公司提供。全株芦笋(没有去皮的芦笋)长度约为40 cm，芦笋皮为芦笋去除中间食用部分的副产品，产地为湖南省沅江市。采集4种非常规粗饲料后，于65℃烘箱中干燥至恒重，室内回潮24 h，制成风干样品，粉碎，保存于封口袋中备实验室分析。

1.2 样品分析

干物质(dry matter, DM)、粗蛋白质(crude protein, CP)、粗脂肪(ether extract, EE)、粗纤维(crude fiber, CF)、粗灰分(Ash)等按照张丽英[7]的方法进行测定；总能(gross energy, GE)利用全自动氧弹式量热仪(湖南开元仪器有限公司)进行测定；样品中17种氨基酸的含量，利用氨基酸分析仪(Waters公司，美国)测定。

1.3 饲用价值指标计算

1)相对饲用价值(relative feed value，RFV)：采用美国牧草草地理事会饲草分析小组委员会提出的粗饲料相对值[8]，进行比较饲草的饲用品质和预期采食量：

RFV=DMI(%BW)×DDM(%DM)/1.29(以绵羊为动物基础)。

DMI(%BW)=120/NDF(%DM)

DDM(%DM)=88.9-0.779×ADF(%DM)

其中：DMI(dry matter intake)为粗饲料干物质采食量，单位为占体重的百分比即%BW；DDM(digestible dry matter)为可消化的干物质，单位为占干物质的百分比即%DM。

2)有机物质消化率(organic matter digestibility, OMD)：有机物质消化率根据经验公式Y=123.5068-2.279X(以绵羊为动物基础)计算[9]。其中，Y为有机物质消化率，Y为粗纤维含量。

1.4 数据分析

利用Microsoft Excel 2013软件进行数据的录入处理。采用SPSS 21.0软件进行单因素方差分析，Duncan氏法多重比较进行组间差异显著性检验，显著性定为P<0.05，结果以平均值±标准误表示。

2 结果与分析

2.1 营养成分特点

对于所采集的4种粗饲料样品中常规营养成分进行分析，由表1可以看出，全株芦笋中CP、Fat和Ash的含量为最高，且显著高于其他3种粗饲料中的含量(P<0.05)。对于CF、NDF和ADF的含量而言，苎麻青贮中的含量显著高于其他3种粗饲料(P<0.05)。构树青贮中DM和GE显著(P<0.05)高于其他3种粗饲料，分别为96.54%和17.72 MJ·kg-1。

表1 四种粗饲料常规营养成分分析(风干)Table 1 Analyzed conventional nutrients composition of the samples /%(air-dry)

注：同行不同字母表示显著差异(P<0.05)，下同

Note: Different letters in the same row indicate significant difference between the treatments at the 0.05 level. The same as below

2.2 氨基酸组成分析

由表2可知，就各个必需氨基酸的含量来说，均以全株芦笋为最高，且除Ile外均显著高于其他3种粗饲料(P<0.05)；全株芦笋的总必需氨基酸的含量显著高于另外3种粗饲料(P<0.05)，但其他粗饲料之间无显著差异，而且苎麻青贮中的含量最低，为3.83%。同样，各个非必需氨基酸除Cys外，全株芦笋的含量为最高，且显著高于其他3种粗饲料(P<0.05)；全株芦笋的总非必需氨基酸的含量显著高于另外3种粗饲料(P<0.05)，而且芦笋皮的总非必需氨基酸的含量显著高于苎麻青贮和构树(P<0.05)，但苎麻青贮与构树的总非必需氨基酸的含量无显著差异。

表2 氨基酸组成分析 (风干)Table 2 Analyzed amino acid composition of the samples /%(air-dry)

2.3 饲用价值分析

由表3可知，芦笋的DMI、DDM、RFV和OMD均显著(P<0.05)高于其他3种粗饲料。而苎麻青贮饲用价值显著低于其他3种粗饲料(P<0.05)。构树DMI与芦笋皮之间无显著差异，但是DDM、RFV和OMD均显著(P<0.05)低于芦笋皮。

表3 四种非常规粗饲料饲用价值评定Table 3 Feeding value evaluation of 4 kinds of unusual feedstuffs

3 讨论

3.1 四种非常规粗饲料的营养成分分析

不同植物品种，甚至不同生长地或不同生长期阶段，所含养分存在明显差异，养分含量与牧草间具有一定相关性[10]。饲用苎麻是以收获青绿叶、茎等，可在适宜生育期内多次刈割的高蛋白优质饲草，同时具生物产量高、营养价值高、分蘖力强、再生性和适应性强等特点[11]。朱涛涛[12]研究比较了苎麻与我国南方地区广泛种植的桂牧1号杂交象草和多年生黑麦草2种牧草的品质，发现苎麻粗蛋白质含量在18%以上，显著高于2种牧草。本研究中苎麻青贮的蛋白含量为11.96%，低于上面的报道。饲用苎麻的刈割高度对饲用品质影响较大，主要是对其粗蛋白质、粗纤维含量的影响。喻春明[13]报道随着收割高度的增加，粗蛋白质含量逐渐降低，收割高度从40 cm到70 cm，粗蛋白质含量从平均22.67%降低至19.77%。而本研究中中苎1号的采样高度为100 cm，其结果符合上述规律。随着生长高度的增加，苎麻中蛋白含量虽然有所下降，但是其生物量却是增加的，因此如何使饲用苎麻的生物量与养分含量之间达到一个适宜的平衡点，还需要对饲用苎麻进行深入的研究。

构树适应性强，能耐干旱瘠薄土壤，叶及嫩枝条中蛋白质含量丰富，可作为一种优质的饲料开发利用。有报道，构树叶含有丰富的碳水化合物、脂肪、维生素和多种矿物元素等，且安全无毒，其粗蛋白质含量达24%，是大米、玉米的3倍，小麦的2倍，仅次于大豆[14]。屠焰等[15]对杂交构树叶的常规营养成分进行了分析测定，发现其蛋白质含量高达26.1%明显高于苜蓿草粉中的蛋白质含量，但是中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维的含量分别为15.9%和13.0%，远低于草粉中的含量。王永奇等[16]对林麝放牧区的24种叶进行了常规养分测定，发现构树蛋白和粗纤维的分别为27.4%和16.1%，可以满足林麝的营养需要。而且构树中还含有大量的黄酮类化合物、木脂素类及萜类等多种化学成分，具有抗氧化、抗菌消炎等生物活性[17]。

芦笋属于百合科天门冬属多年生宿根性草本植物，营养丰富，富含蛋白质、维生素、矿物质、黄酮类化合物及皂苷等[18]。关云静等[19]对绿芦笋不同部位的营养成分及其抗氧化活性进行了测定分析，发现鲜叶中水分、蛋白质、粗脂肪及粗纤维的含量分别为67.14%、7.17%、2.44%和0.45%，但是鲜叶中维生素C、黄酮和皂苷每100 g中含量分别为65.63 mg、1 333.10 mg和479.20 mg，显著高于绿芦笋的嫩尖、嫩茎等部位(P<0.05)。早些年，湖南沅江洞庭湖区的芦苇主要是卖给纸厂做原料，而每年3月份芦笋发芽季节，农民将整株芦笋用来饲喂动物(猪、羊等)。近几年，随着国家对污染企业的整治，关闭了大批的造纸厂。从2014年起，沅江决定转变思路，做大做强当地的芦笋食品加工业，因此每年将会产生大量的芦笋皮，可以用作饲料资源去开发。据我们对沅江芦笋加工厂的调查发现，目前对芦笋皮的做法，基本上就是全部随便丢弃到路边、沟渠等，既是资源浪费也对环境产生一定的污染。

3.2 四种非常规粗饲料的氨基酸组成分析

苎麻不仅蛋白质含量高，而且氨基酸种类齐全，且含量较高[20]。有研究报道，苎麻叶中必需氨基酸以亮氨酸含量最高，平均为1.63～2.43%，其次是缬氨酸1.16～1.63%，赖氨酸含量为0.86～1.15%，蛋氨酸最低0.09～0.22%。孙延炜等[21]对苎麻及其近缘植物的氨基酸组成进行了比较分析，结果发现苎麻中总必需氨基酸和总非必需氨基酸的含量分别为6.08%和8.71%。本研究的结果低于上述报道，这可能是由于苎麻品种或者苎麻高度的不同而造成的。李闯等[22]对不同植株高度的苎麻进行了氨基酸组成分析，结果发现高度不同其氨基酸组成及氨基酸总量也有所不同，随着高度的增加呈降低趋势。

构树嫩枝及叶中含有丰富的氨基酸、微量元素等，可以用作饲料原料。翟晓巧等[23]对3种不同品种的构树叶进行了氨基酸组成测定分析，结果发现天冬氨酸含量较高，为2.12%～2.61%，赖氨酸含量为0.91%～1.15%，总氨基酸含量为14.15%～17.87%，而且氨基酸质量分数与叶面积、叶片长度呈正相关，而与叶柄长度呈负相关。屠焰等[15]研究杂交构树叶的氨基酸含量发现，谷氨酸、天门冬氨酸和亮氨酸的含量较高，分别为2.03%、1.88%和1.69%。上述研究证明，构树品种对其叶中的氨基酸含量有一定的影响，因此开发优质品种对构树饲料化极为重要。

芦笋为多年生开花植物，我国分布广泛，湖南的洞庭湖、东北的辽河三角洲、华北平原的白洋淀等为集中分布区。姜云云等[24]对10批芦笋样品进行了氨基酸含量测定，结果发现组氨酸含量较高，为2.97%～5.56%。芦笋叶中氨基酸含量也较为丰富，芦笋叶天冬氨酸和谷氨酸的含量分别为1.69%和1.72%，占氨基酸总量的16.17%和16.46%[25]。近年来，随着国内生活水平不断提高，以及民众对芦笋营养保健价值认识的增强，国内市场消费量剧增[26]，因此全株芦笋现在已不用来直接饲喂动物，但是芦笋皮完全可以用作饲料原料，直接饲喂动物或者进行青贮、发酵等。

3.3 四种非常规粗饲料的饲用价值分析

饲用价值是评价粗饲料的一项重要指标，RFV是饲料中ADF和NDF的综合反映，数值越大说明该粗饲料的营养价值越高。陈艳等[27]利用RFV对几种常用粗饲料的饲用价值进行了比较分析，结果表明，黑麦草的DDM和RFV均显著高于其他粗饲料(P<0.05)，黑麦草的营养价值最高，其次为牛鞭草和甘薯蔓，玉米秸秆和稻草最低。OMD是饲料中CF的反映，饲草OMD越高，说明其被消化利用特性越好。吴发莉等[28]对甘南碌曲和合作地区冬夏季节高寒天然牧草的饲用价值进行了研究，结果发现，无论碌曲还是合作，夏季牧草的OMD显著高于冬季牧草(P<0.05)，说明季节对饲料中的CF含量有显著的影响。本研究中，不同品种饲料其饲用价值差别较大，但是并未涉及到季节对其饲用价值影响的分析。构树青贮、全株芦笋和芦笋皮的DMI、DDM、RFV和OMD均显著高于中苎1号青贮(P<0.05)，说明中苎1号青贮的饲用价值相对较差。饲用苎麻收割高度一般为70 cm，而本研究中的刈割高度为100 cm左右，这可能降低了其饲用价值，因此对饲用苎麻还需要进一步研究，发挥其最大饲用潜力。同样，研究发现苜蓿植株的生长高度与其RFV呈极显著的负相关[29]。