参薯茎叶营养成分和饲用价值分析

■王高鑫 黄东益 周汉林 王定发 吴文嫱 王 坚 黄小龙*

(1.海南大学热带农林学院，海南海口 570228；2.中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所，海南儋州 571737)

参薯(Dioscorea alata L.)，又名大薯，属于单子叶植物纲百合目薯蓣科薯蓣属缠绕性藤本植物，原产于印度，主要分布于热带和亚热带地区[1]。在中国浙江、江西、福建、海南、台湾、湖北、湖南、广东、广西、贵州、四川、云南、西藏等地常有栽培[2]。参薯繁殖简单，生长快，产量潜力高，是最具生产优势的薯蓣属物种之一。地下块茎是参薯的主要营养器官，富含淀粉、蛋白质、丰富的微量元素（如：Zn、Fe、Mn、Cu、Se）、维生素以及多糖等营养成分，在食品和医药领域有着重要的应用价值[3-4]。但参薯地上茎叶生长旺盛、生物量大，一直未得到应有的重视和利用。在海南，黑山羊的养殖以农户散养为主，饲料主要以天然草地和农副产品废弃物为主，采食植物范围较广，对许多热带灌木和草本植物都有采食，对参薯茎叶的采食情况常有发生[5-8]，表明参薯茎叶具有潜在的饲用价值，有可能成为黑山羊的粗饲料。为了将参薯的茎叶变废为宝，开发其潜在饲用价值，服务于当地黑山羊的养殖，促进热区农业畜牧业的发展。本研究以21份参薯品系的茎叶为研究对象，测定其主要营养成分含量，对其营养价值进行评价分析，为参薯茎叶粗饲料的开发和利用提供科学依据，

1 材料与方法

1.1 材料

供试植物参薯种植于海南大学参薯蓣种质资源圃，采样时间为2016 年9 月份。采集品系包括：Da4、Da37、Da46、Da47、Da95、Da118、Da128、Da134、Da137、Da141、Da198、Da200、Da208、Da211、Da216、Da222、Da223、Da228、Da234、Da241、Da254，共21 个品系。所选取的品系有较好的抗病虫害特性，且地上生物量较大。采集时于植株东南西北四个方向的上部、中部、下部各取两个点，将采集的样品剪碎混合，通过120 ℃杀青20 min，然后于65 ℃烘干至恒重，然后用微型粉碎机粉碎，将样品密封分装备测。

1.2 实验方法

1.2.1 样品营养成分测定

参照张丽英的方法[9]测定参薯茎叶的营养成分包括：干物质(DM)、粗蛋白质(CP)、粗脂肪(EE)、中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)、粗纤维（CF）、无氮浸出物（NFE）、粗灰分(ASH)。

单宁(Tannins)含量测定采用F-D 显色法[10]。

1.2.2 饲用品质评定

参薯茎叶饲用价值和品质的评定，采用饲料相对值RFV(Relative Feed Value)[11]和粗饲料分级指数GI(Grading Index)两种方法评定[12]。

RFV=DMI(% BW)×DDM(% DM)/1.29

DMI与DDM的预测模型分别为:

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

DDM(% DM)=88.9-0.779ADF(% DM)

式中：DMI(Dry Matter Intake，占%BW)为粗饲料干物质的随意采食量，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% DM。

RFV 的分级标准为：＞151 为特级标准；在125～151 之间为1 级标准；在103～124 之间为2 级标准；在87～102 之间为3 级标准；在75～86 之间为4 级标准；＜75为5级标准。

GI(Mcal)=ME(Mcal/kg)×DMI(kg/d)×CP(% DM)/NDF(或ADL)(% DM)

ME与DMI的预测模型分别为:

ME=4.201 4+0.023 6ADF+0.179 4CP

DMI[g/(d·kg)W0.75]=51.26/NDF(% DM)

GI 的分级标准为：＞12.83 为特级标准；在8.01～12.83 之间为1 级标准；在4.59～7.00 之间为2 级标准；在2.66～3.93之间为3级标准；在1.50～2.55之间为4级标准；＜1.50为5级标准。

1.2.3 数据处理

采用SPSS 数据处理软件和Excel 软件进行数据处理和统计分析; 差异显著性标准采用Duncan's 法，数据用平均值表示，P＜0.05 为差异显著。

2 结果与分析

2.1 参薯品系茎叶营养成分（见表1）

21 份参薯品系茎叶主要营养成分如表1 所示。干物质含量的平均值为13.72%，其中Da200号品系含量最小为9.86%；Da46号品系含量最大为17.53%。粗蛋白质含量的平均值为19.55，其中Da141 号品系含量最小为16.26%；Da198 号品系含量最大为23.26%。粗灰分含量的平均值为9.23%，其中Da46号品系含量最小为7.60%；Da200 号品系含量最大为11.00%。粗脂肪含量的平均值为2.70%，其中Da222 号品系含量最小为1.78%；Da118号品系含量最大为4.19%。粗纤维含量的平均值为25.16%，其中Da222号品系的含量最小为20.98%；Da46 号品系的含量最大为30.98%。无氮浸出物含量的平均值为43.36%，其中Da200号品系的含量最小为37.20%；Da141号品系的含量最大为48.69%。中性洗涤纤维含量的平均值为50.73%，其中Da128号品系的含量最小为44.32%；Da228号品系的含量最大为56.00%。酸性洗涤纤维含量的平均值为33.76%，其中Da46 号品系的含量最小为30.78%；Da254 号品系的含量最大为39.11%。单宁含量的平均值为0.66%，其中Da241 号品系的含量最小为0.49%；Da47号品系的含量最大为0.78%。

在各营养成分的差异显著性方面，21份参薯品系分成了多个差异区间，差异区间数目多且存在不在同一区间的品系，说明品系之间存在着差异显著性，同时区间内包含的品系数目也多且存在很多同一品系存在于多个区间的现象，说明也存在很多差异不显著的品系。就最为重要的营养成分粗蛋白质而言，存在11个之多的差异区间，在表中显示为11个不同小字母后缀，其中存在无共同小字母的品系，即表示差异显著，同时也有一个品系存在于许多连续区间的现象，在表中显示为一个数字后有4个小字母后缀，如Da234号粗蛋白质含量为20.08%cdef拥有四个小字母，表示它与其他拥有cdef小字母的品系全部没有差异显著性，这样的品系一共有10个，在同一个区间中最多拥有7个品系，在表中表示为拥有同一个字母，如d拥有它的品系一共有Da208、Da211、Da216、Da222、Da234、Da241、Da254七个，表明这七个品系间粗蛋白质含量无显著性差异，占了实验品系总量的三分之一。除粗蛋白质外其余营养成分的差异显著性也存在同样的现象，既有存在很多差异区间品系间存在显著性差异，也有一个区间有很多品系最高占比高达76.19%不存在显著性差异。

表1 参薯茎叶主要营养成分（干物质基础%）

2.2 参薯品系茎叶品质评定（见表2）

由表2 可以看出，参薯茎叶的平均饲料相对值RFV 为115.20，平均粗饲料分级指数GI 为3.37，根据RFV 和GI 的饲料分级标准发现，在RFV 体系中为2级，而在GI体系中为3级。从单个品系的角度看饲料相对值RFV 最好的是Da128 为134.03，达到了1 级标准，最差的是Da254为103.72，达到2级标准。而粗饲料分级指数GI最好的是Da200为4.59达到2级标准，最差的是Da141 为2.31，仅是4 级标准。总的来看饲料相对值RFV，达到1 级标准的品系有3 个，占比14.29%，达到2 级标准的品系有18 个，占比85.71%。而粗饲料分级指数GI，达到2级标准的品系有1个，占比4.76%，达到2 级到3 级标准之间的品系有4 个，占比19.05%，达到3 级标准的品系有13 个，占比61.91%，达到3 级到4 级标准之间的品系有1 个占比4.76%，达到4级标准的品系有2个，占比9.52%。

表2 检测样品的RFV和GI数值

在差异显著性方面，也同营养成分的差异显著性相似，虽然差异区间数目减少为四个和五个，但是还是存在差异显著性，区间数目减少同时导致区间内品系数目变多，不存在差异显著性品系数目占比也增高。

3 讨论

饲料的品系、种植方式、地理环境、收获期以及加工、储存方法均影响饲草的营养价值[13-14]。本实验选取的21 个参薯品系，各项营养指标的差异并不是很大，但有些品系之间的营养指标还是具有较大差异，达到了显著的程度。在各项营养指标中，粗蛋白质含量是衡量粗饲料营养价值的最为重要的指标之一，参薯粗蛋白质含量的均值为19.55%，略微高于Chen等报道的同为藤本植物具有较高饲用价值的甘薯蔓的平均值（16.13%）[15]，高于周汉林等报道的热带禾本科牧草热研2号柱花草粗蛋白质含量平均值（12.39%），而低于热带豆科牧草热研1 号银合欢粗蛋白质含量平均值（20.49%）[16]。其中，Da198和Da47均有较高的粗蛋白质含量质分别为23.26%和22.18%，是有潜力的饲用资源，可作为选择的标准之一。美国国家研究委员会资料表明，反刍动物生产所需的粗蛋白质含量为12%～25%[17]，根据美国牧草和草地局制定的标准[18]，特级牧草产品的粗蛋白质含量大于19%，酸性洗涤纤维小于31%，中性洗涤纤维小于40%。而参薯茎叶的粗蛋白质含量不仅仅达到反刍动物的生产所需的标准，部分品系还达到了特级牧草的标准。在美国牧草和草地局制定的标准中，特级牧草产品的酸性洗涤纤维小于31%，中性洗涤纤维小于40%。但是参薯的酸性洗涤纤维和中性洗涤纤维的含量高于了特级牧草的标准数值。酸性洗涤纤维和中性洗涤纤维，是动物较难利用的资源，两者含量越低，就表明其他可利用的糖类和蛋白质含量越高，因此这两个指标越低，表明饲料质量越好。而参薯的酸性洗涤纤维和中性洗涤纤维的平均值为33.76%和50.73%，高于美国牧草和草地局制定的特级牧草产品的标准。参薯的酸性洗涤纤维达到1 级标准（31%～35%），高于甘薯蔓的33.37%，低于柱花草的37.92%。中性洗涤纤维达到2级标准（47%～53%），高于甘薯蔓的46.37%，低于柱花草的52.22%。粗脂肪和无氮浸出物为动物提供必不可少的能量供应，是主要的能量来源。参薯粗脂肪的平均值为2.70%，高于甘薯蔓的2.62%，低于柱花草的3.36%。总体看参薯各营养指标与甘薯蔓和柱花草有着相近的水平，有着作为饲料的潜力。

RFV 由美国牧草草地理事会饲草分析小组委员会提出，是美国广泛使用的粗饲料质量评定指数，仅需要测定NDF、ADF以及DM就可以计算出RFV、RFV值越大表明该粗饲料营养价值越高[19]。参薯所有品系的均值为115.20 达到2 级饲料标准，其中Da128 和Da200 号是数值最好的两个品系分别为134.03、128.08，达到了1级饲料的标准。

GI是卢德勋在RFV的基础上建立的，它弥补了RFV的不足，在参数上还引入了CP和DMI等参数，将能量与蛋白质指标统一起来考虑[20]。而GI的结果与RFV出现了差异，所有品系的均值，仅达到了3级饲料标准，Da200和Da128号是数值最好的两个品系分别为4.59、4.32，是2级和2～3级饲料标准。虽然与RFV的排名有一些出入，但是Da200和Da128两个品系由两种评定体系评价的结果看数值是最高的。就两个评定体系的结果而言，Da200和Da128两个品系具有成为饲用资源的潜力。

单宁含量对反刍动物的营养代谢和健康养殖有着重要作用。首先，单宁含量的高低影响适口性进而影响反刍动物的采食量，单宁含量越高适口性越差，采食量越低，因此单宁含量不能过高[21-22]。然后，适量的单宁浓度（0.5%～5.5%）在动物体内时,可以降低蛋白质的瘤胃降解率而提高氮的利用率，同时可以抑制反刍动物膨胀病和寄生虫病的发生，除此之外，低到中浓度的单宁（2%～4%）可以提高动物平均排卵率、体重、产毛率和产奶量，减少反刍动物甲烷排放。最后，当单宁浓度高于6%时，单宁被认为是饲料的抗营养因子，会影响饲料适口性和养分消化率[22]。参薯茎叶单宁平均含量为0.66%，为适量浓度单宁含量，为促营养因子，对动物有积极作用。

4 结论

参薯茎叶的营养成分的干物质基础的含量平均值分别为：粗蛋白质19.55%、粗脂肪2.70%、粗纤维25.16%、粗灰分9.23%、酸性洗涤纤维33.76%、中性洗涤纤维50.73%、无氮浸出物43.36%、单宁0.66%。RFV和GI评价的均值为115.20和3.37，分别达到2级和3级饲料标准。参照美国牧草和草地局制定的标准及与同类型饲用植物甘薯蔓和热带牧草柱花草的比较发现，参薯的茎叶有着良好的粗蛋白水平。酸性洗涤纤维、中性洗涤纤维、粗脂肪含量与甘薯蔓和柱花草有着相近的含量水平。有着较低的单宁含量，居于适量的单宁含量标准（0.5%～5.5%），为促营养因子。根据RFV和GI可以筛选出评价数值最高的Da200和Da128两个品系可作为后续研究和应用的基础。参薯茎叶具有饲用的潜质，可以进行进一步开发利用。