不同苜蓿干草营养成分及饲用价值评价

熊 乙， 许庆方*， 玉 柱， 吉 高， 欧 翔， 马菱艺， 梁 琪， 史 悦， 李金俐

(1. 山西农业大学动物科技学院， 山西 太谷030801; 2.中国农业大学动物科学技术学院， 北京100193)

紫花苜蓿(MedicagosativaL.)是品质优良的豆科牧草，苜蓿干草是我国应用最为广泛的饲草产品之一。干草是草食动物冬季重要的饲料来源[1]，是畜牧业常见的一种饲草利用形式。调制干草通过降低饲草含水量使其更加利于贮藏，便于在缺乏饲料来源的冬季为家畜提供必要的能量。

概略养分分析法一直被作为饲料营养价值评定的常规方法，1964年Van Soest将粗纤维划分为中性洗涤纤维(NDF)，酸性洗涤纤维(ADF)和酸性洗涤木质素(ADL)，通过计算可以得出饲料中纤维素、半纤维素和木质素的含量[2]。1978年美国饲草和草原理事会又提出相对饲喂价值(RFV)，该指标现在是美国广泛使用的粗饲料质量评定指数之一。粗饲料相对质量(RFQ)也是评估粗饲料的指标，RFQ的优点在于其预测模型相较于RFV更加灵活，它可通过总可消化养分(TDN)进行预测，使预测值更接近实际情况[3]。近红外光谱分析技术(NIRS)被草学工作者们应用于饲料样品检测中，该方法在实验室条件下操作简单，快速，高效[4-5]，甚至能够准确测定氨基酸等小分子营养成分[6]。

山西省北部毗邻内蒙古自治区，地处农牧交错带，随着“粮改饲”政策的推行，自2015年起，雁门关北等地区大规模种植紫花苜蓿。当地畜牧企业不再以单一进口或收购当地苜蓿的形式饲喂家畜，规模化苜蓿种植被越来越多的畜牧从业者接受，同时他们购买外地苜蓿干草或进口美国优质苜蓿作为储备饲料。本试验针对本地种植牧草、外地购买的干草和进口牧草对比，主要对比不同产地苜蓿的品质，评估不同苜蓿干草的饲用价值，可为山西北部农牧交错带苜蓿生产提供理论依据。

1 试验方法

1.1 材料来源

试验所用干草于2017年7月取自山西省玉收农牧有限公司，使用用好牛T410型干草取样器取样。山西本地种植的苜蓿干草品种为‘金皇后’，于2016年秋季种植，2017年第2茬初花期收获并进行打捆。甘肃苜蓿干草品种为‘甘农4号’，于2016年秋季购入，进口苜蓿为2016年美国Eckenberg farms公司的特级苜蓿(表1)。

表1 不同苜蓿样品代号Table 1 Sample code of different alfalfa

1.2 测定指标及方法

营养成分指标：干物质(dry matter,DM)、灰分(Ash)、粗脂肪(ether extract,EE)、粗蛋白(crude protein,CP)、可溶性碳水化合物(water soluble carbohydrate，WSC)、中性洗涤纤维(neutral detergent fibre,NDF)、酸性洗涤纤维(acid detergent fibre,ADF)、矿物元素(Ca,P,K,Mg)。

饲喂价值评价：总可消化养分(total digestible nutrients,TDN)、干物质消化率(digestible dry matter，DDM)、干物质采食量(dry matter intake,DMI)、粗饲料相对值(relative feed value,RFV)[7]、粗饲料相对质量(relative forage quality,RFQ)[8]。

常规营养成分测定使用概略养分分析法[9]和洗涤纤维法：样品粉碎过40目筛，四分法分样至200 g保存备用，试验设置3次重复数。DM含量测定采用恒温鼓风干燥箱105℃烘至恒重[10]，Ash测定使用电热板300℃碳化至无烟后再用纳博热LE14/16/R6型马弗炉进行灰化[11]，EE使用Ankom XT15型脂肪测定仪测定[]，CP使用FOSS全自动凯氏定氮仪Kjeltec 8100 进行测定[11]，WSC用紫外分光光度计比色法测定[11]，NDF和ADF含量使用Ankom 2000型纤维测定仪中测定。再用NIRS法测定上述常规营养成分。NIRS法测定营养成分使用福斯饲料专用分析仪(FOSS DS2500)测定，同时测得Ca,P,K,Mg四种元素含量。营养成分测定结果用于RFV、RFQ等指标的计算，并通过Milk 2016计算每吨干草产奶量(Milk·ton-1)[12]。

饲用价值相关指标计算公式如下：

TDN%=82.38-(0.7515×ADF)

TDM%=82.9-(0.779×ADF)

DMI%=120÷NDF

RFV=DMI×DDM÷1.29

RFQ=TDN×DMI÷1.23

1.3 数据统计与分析

试验数据采用Microsoft Excel 2010整理原始数据，运用sigmaplot 12.5软件绘图，运用SPSS 19.0软件对数据进行统计分析，使用单因素方差分析(One-way ANOVA)，多重比较分析采用Duncan法，P<0.05为差异显著。

2 结果与分析

2.1 常规法测定营养成分

由表2可知，不同苜蓿干草营养成分存在很大的差异。不同苜蓿EE和NDF差异不显著(P>0.05)。DM含量，US显著高于SX(P<0.05)，但SX和GS，GS和US两两间无显著差异(P>0.05)。Ash含量，SX显著高于GS，US最低(P<0.05)。CP含量，US最高，GS和AO间无差异显著性(P>0.05)。WSC含量US显著高于SX和GS(P<0.05)。ADF含量，SX和GS最低且2组间无差异显著性，US显著高于其它2组(P<0.05)。

表2 常规法测定干草常规营养成分Table 2 Analysis of alfalfa hay nutrients by conventional method

注：常规养分基于DM含量，SEM(standard error mean)表示均值标准误，P-Value表示方差分析的P值，同行不同小写字母表示不同苜蓿干草营养成分差异显著(P<0.05)，下同

Note:The conventional nutrient is based on DM content,SEM means:standard error mean,P-Value meansPvalue of variance analysis,and different lowercase letters in same column indicate significant difference of different Alfalfa at the 0.05 level,the same as below

2.2 NIRS法测定营养成分

由表3可知，NIRS法测定结果显示不同苜蓿干草各个营养成分也存在较大的差异。DM含量结果显示US最高，SX最低(P<0.05)，且SX和GS以及GS和US间无显著差异。Ash、CP和ADF含量均呈现出SX>GS>US的趋势(P<0.05)，EE含量则与之趋势相反(P<0.05)。WSC含量显示SX和GS间无显著差异，US含量最高(P<0.05)。NDF含量SX最高，GS最低(P<0.05)。

表3 近红外法测定干草常规营养成分Table 3 Analysis of alfalfa hay nutrients by NIRS method

2.3 差异度分析

由表3可见，DM、CP、WSC、NDF和ADF测定结果比较，两种方法的差异度不大，均低于0.2，两种方法在DM和WSC测定值间差异度最小。NIRS和传统法测定趋势相似，但两种方法EE和Ash测定值间的差异度均大于0.2，其中EE差异度最大，最高达12.3333。

表4 NIRS与常规法差异度分析Table 4 Difference analysis of NIRS and actual value

注:差异度=(︱近红外法—常规法︱)/常规法

Note:Degree of difference =(︱NIRS—Conventional︱)/Conventional

2.4 矿物元素含量

紫花苜蓿是优良的饲草，其矿质元素含量丰富。图1显示了不同苜蓿Ca、P、K、Mg四种元素的百分含量。GS的Ca含量最高，不同来源的苜蓿P含量无显著差异，而K元素则为几种元素中含量最高的，其中SX的K、Mg含量最高。

图1 苜蓿干草矿物元素百分含量Fig.1 Mineral Elements percentage of alfalfa hay

2.5 饲用价值评价

饲用价值评价是对饲料品质的评估，评估指标反映饲料品质的优劣，是饲喂家畜的重要参考值。表5对近红外快速测定的结果进行饲用价值评估，SX的TDN最高，US最低。DDM计算值结果中GS最高，SX最低。DMI评估结果SX最高，US最低。SX的RFV最高，US的RFV最低，RFQ呈现相似的趋势。使用Milk 2016 软件计算奶吨(Kg Milk·ton-1)，SX奶吨指数最高，US奶吨指数最低。

表5 不同苜蓿干草的饲用价值评估Table 5 Feeding value evaluation of different alfalfa hay

3 讨论

3.1 测定方法差异度分析

1976年Norris首次运用NIRS技术测定干草和青贮的CP、DM和EE含量[13-14]，如今国内运用近红外测定饲草已经较为普遍，不仅可以测定常规养分含量，而且能够估测动物代谢试验的指标。苜蓿饲用价值已经有许多评价指数，李志强等研究认为RFV适宜苜蓿干草的评价，RFQ更适宜评价燕麦干草[15-16]。

NIRS法各养分数据与常规法趋势一致，但测定苜蓿干草养分结果与常规法表现出一定的差异性。DM含量测定结果显示两种方法具有相同的趋势，US的DM含量均最高，但近红外测定值略低于常规法。Ash结果趋势完全一致，但NIRS测定结果比较低，且差异度大，均超过了0.4。NIRS法测定过程中，饲草中的杂质可能造成较大误差[17]，使得差异度偏大。各养分指标差异度最大的是EE，WSC差异度最小。但可以看出，NIRS在DM和WSC测定结果表现极佳，对CP、NDF和ADF测定结果表现较好，差异度均不超过0.2。

3.2 不同产地苜蓿养分及矿物元素差异

DM含量影响着干草的保存，US最高且和GS间无差异显著性。Ash是粗饲料重要的指标，反映出牧草矿质元素的总体含量，以及生境条件[18]，但如果收获机械操作不当或者整地不平使得紫花苜蓿收获时带入一些泥土，使得Ash含量增加，这可能是两种方法测定均显示SX的Ash含量最高的原因。NIRS测定EE结果显示不同苜蓿干草具有显著差异性，SX的EE含量高，可能是因为盐碱土壤条件下，植物积累脂肪酸比正常pH土壤条件下多的原因[19-20]。US的CP含量均最高，其品质仍然较好，但由于存放一年，其品质较特级苜蓿有所下降。WSC含量测定结果显示US最高，WSC含量反映着牧草收获时呼吸损失的情况。首先干草收获打捆过程中，水分降低过慢导致细胞呼吸消耗过多的糖分是关键制约因素之一[21]，其次受气候因素影响，苜蓿收获季节降雨较多，淋雨造成糖分损失是又一制约因素[22-23]。NDF和ADF测定结果显示SX和GS均小于US，这表明国产苜蓿纤维含量低，比美国进口苜蓿更加优良。由于日粮补充矿物饲料，粗饲料中矿物元素常常不被重视，但其含量和比例对草食动物健康很重要。SX的K、Mg元素含量高，一方面是土壤盐碱化的体现，另一方面可能是收获时掺入泥土杂质。三种苜蓿干草K含量均较高，这与王俊慧等对不同生长年限紫花苜蓿K含量研究结果一致[24]。

3.3 饲用价值评价

饲用价值评价是对饲料品质的一种综合评定，有助于指导苜蓿干草产品加工。在反刍动物日粮中，粗饲料所占比重约为40%～80%。TDN反映粗饲料的消化率和动物的消化能力。因为CP高且纤维低的干草通常有较高的TDN[18]。三种苜蓿TDN、DDM等指标均较低，未达到优质苜蓿的级别，这可能是贮藏时间导致的。RFV是美国苜蓿生产重要的参考评价指数，它也是ADF和NDF对饲草品质影响的综合反映[25]，由表4可知，SX的RFV最高，US最低。虽然RFV能够较好的反映苜蓿干草的饲用价值，但是不足之处在于仅仅对苜蓿进行了简单的分级，未考虑到苜蓿中CP含量对品质的影响[26]。三种苜蓿干草奶吨指数有一定差异，因为ADF低，所以SX奶吨指数最高。可以看出NDF和ADF对饲用价值评价影响很大，US的CP含量最高，但ADF和NDF含量也较高，所以最终导致RFV等指标的偏低。

4 结论

研究结果表明，NIRS法高效便捷，能满足常规养分测定及用于饲用价值的评估，但Ash和EE的测定差异度较大，仍需大量的数据对模型进行校正。虽然美国进口苜蓿干草NDF和ADF较高导致RFV值偏低，但其CP含量显著高于SX和GS的苜蓿干草。故饲用价值评价不能只关注某项指数，依赖某一种常见指标进行评价，应该就各指标进行综合评价。