贵州多花木兰营养物质及酚类物质的动态变化

2020-06-22陈玉连

西南农业学报 2020年5期

代胜，董祥，陈玉连，郝俊

(贵州大学动物科学学院，贵州贵阳 550025)

【研究意义】多花木兰(Indigoferaamblyantha)为豆科木兰属多年生灌木，别名马黄消，其适应性广，抗逆性强，野生散布于山坡、丘陵区域，主要分布在我国山西、广西、四川、陕西等地[1]。因其根系发达，耐寒、耐旱保水固土能力强，是优良的水土保持灌木，常作为植被恢复的先锋物种[2]。多花木兰蛋白质含量高，矿物质及维生素的含量丰富，家畜喜食其嫩叶，是优质的饲用原料[3]。但灌木中富含酚类物质，其含量过高会影响家畜的采食量和消化吸收效果，甚至产生毒害作用，进而影响家畜的生产水平[4]。因此，研究贵州多花木兰的营养物质及酚类物质的动态变化，对全面衡量和评价其营养价值以及最佳饲喂期的选择具有重要意义。【前人研究进展】酚类物质是植物的重要次生代谢物质之一，主要包括酚、单宁、木质素和缩合单宁[5]。单宁是抗营养因子之一，含量过高能和唾液蛋白结合并沉淀而产生收敛性，且能抑制瘤胃微生物酶的活性，从而影响家畜对蛋白和碳水化合物的消化吸收[6]。然而适当提高反刍动物饲料中的单宁含量，可提高过瘤胃食糜中非氨氮的比例，促进瘤胃尿素氮的循环，提高主要必需氨基酸的利用效率。并且单宁与蛋白结合生成的复杂物质降低了蛋白质的溶解度和活性，由于其与瘤胃环境中的pH值适宜，不易被微生物所降解，在一定程度上有过瘤胃保护作用，还能降低瘤胃中泡沫的稳定性，预防臌胀病的发生[7]。缩合单宁的毒性比水解单宁弱，可降低反刍动物氮的损失和提高蛋白质利用效率，对反刍动物有重要的营养作用。【本研究切入点】多花木兰具有较高的饲用价值，但酚类物质会影响家畜的健康状况，而关于多花木兰营养成分和酚类物质的动态变化的研究未见报道。【拟解决的问题】以贵州地区种植的多花木兰为对象，研究其不同生育期营养物质及酚类物质的动态变化，分析其最佳利用期，避免利用多花木兰时对家畜造成不良影响，提高其利用率，为贵州草地生态畜牧业的发展提供一定的理论依据。

1 材料与方法

1.1 研究区自然概况

研究区位于贵州省贵阳市花溪区，地处黔中腹地，全区地貌以山地和丘陵为主，平均海拔1100 m，东经106°27′～106°52′，北纬26°11′～26°34′，属亚热带湿润温和型气候，冬无严寒，夏无酷暑，阳光充足，雨水充沛，空气湿润，四季无风沙;年平均气温在15.3 ℃左右，最热月(7月下旬)平均气温为24 ℃，最冷月(1月上旬)平均气温4.6 ℃；无霜期约250 d，年降雨量约1178 mm。

1.2 材料的采集与制备

于2015年3月(营养期)、5月(开花期)、7月(结荚期)、10月(成熟期)采集植株分枝末端大约10 cm处的嫩枝叶，每月取样3次，每次3个重复，每次采集鲜样本500～1000 g。带回实验室称重，105 ℃杀青15 min，于65 ℃烘箱中烘干至恒重，称重，粉碎过2.0 mm筛，装袋、编号、保存于阴凉干燥避光处待测。

1.3 样品测定指标及测定方法

常规营养成分选用凯氏定氮法测粗蛋白(CP)、酸洗涤法测酸性洗涤纤维(ADF)、中性洗涤法测中性洗涤纤维(NDF)、灰化法测粗灰分(Ash)、浸提法测粗脂肪(EE)、恒温烘干法测水分、EDTA滴定法测全钙(Ca)、钒钼黄比色法测磷(P)。酚类物质中总酚(TEPH)含量采用Folin-Ciocalteu试剂比色法测定[8]，简单酚(SPH)含量采用比色法测定[9]，单宁(TET)含量为总酚含量与简单酚含量的差值，缩合单宁(TECT)含量用香草醛-盐酸法的改良法测定[10]。饲料相对价值(RFV)[11]指粗饲料相对价值指数，即相对于盛花期苜蓿RFV值为100，该种粗饲料可消化干物质的采集量，RFV值越高牧草的营养价值越高。

RFV计算公式：

RFV=DMI(%)×DDM(%)/1.29

DMI(%)=120/NDF(%)

DDM(%)=88.9-0.779ADF

式中，DMI为粗饲料干物质的随意采食量，DDM为可消化的干物质，NDF为中性洗涤纤维，ADF为酸性洗涤纤维。

1.4 数据统计与分析

采用Microsoft Excel 2007进行数据统计整理、SPSS 17.0对数据进行单因素方差分析和Duncan多重比较，以P<0.05作为差异显著性判断标准，结果以“平均值±标准差”形式表示。

2 结果与分析

2.1 多花木兰不同生育期的营养物质含量

由表1可知，粗蛋白含量在开花期最高，为22.89 %，显著高于营养期和成熟期，与结荚期的差异不显著。粗脂肪含量在营养期和开花期较高，均显著高于结荚期和成熟期，营养期与开花期间、结荚期与成熟期间差异不显著。酸性洗涤纤维含量在成熟期最高，为18.09 %，显著高于开花期，与营养期和结荚期间差异不显著。中性洗涤纤维的含量在结荚期时最高，为29.08 %，显著高于其他几个生育期。粗灰分含量在开花期时最高，为11.24 %，显著高于营养期和成熟期，且营养期的含量显著高于成熟期。钙含量在结荚期最高，为3.37 %，显著高于营养期和成熟期，与开花期间差异不显著。磷含量在营养期显著低于其他时期，开花期、结荚期及成熟期的磷含量差异不显著，以开花期最高，为0.16 %。

2.2 多花木兰不同生育期酚类物质的含量

由表2可知，总酚含量以结荚期时最高，为138.60 g/kg，显著高于其他几个生育期。单宁含量随着生育期推移逐渐降低，以营养期最高，为89.53 g/kg，显著高于成熟期，但与开花期和结荚期间的差异不显著。缩合单宁含量以营养期最高，与成熟期间的差异显著，但与开花期和结荚期间的差异不显著。简单酚含量结荚期显著高于其他生育期。

表1 不同生育期多花木兰干物质的营养成分含量

注：同行不同字母表示差异显著(P<0.05)，下同。

Note: Different lowercase letters in the same row indicate significance of difference atP<0.05 level. The same as below.

表2 多花木兰不同生育期的酚类物质含量

2.3 多花木兰4个生育期的饲料相对值

多花木兰营养期、开花期、结荚期和成熟期的饲料相对值分别为311.87、316.12、242.67和293.93，平均为291.15，以开花期最高，结荚期最低，但各时期的饲料相对值均高于200，说明多花木兰具有较高的饲喂价值。

3 讨论

3.1 多花木兰营养物质的动态变化

CP是决定灌木饲料营养品质的一个重要指标之一。随着生育期的推移，多花木兰的CP含量呈先增后降趋势，在开花期达最大，为22.89 %，平均含量为21.61 %，较王春军[12]研究的紫花苜蓿粗蛋白20.44 %高，表现出较高的饲喂价值。EE是饲料中仅次于CP的重要能源物质，对饲料品质有重要影响[13]。4个生育期中，营养期和开花期的EE含量显著高于结荚期和成熟期，原因是随着生育期推移温度升高，高温使得脂肪游离析出且被氧化分解为低分子挥发性物质，进而使EE含量降低[14]。一般植物的纤维性物质会随着组织的生长发育而逐渐增加。NDF通过影响反刍动物的咀嚼时间、唾液分泌量等，间接影响动物的消化率，表现为NDF含量越高，消化率越低[15-16]。试验中随着生育期的延长NDF含量先降低后升高，在成熟期时达最高，这与陈碧成等[17]对巨菌草的研究结果一致。ADF含量直接影响反刍动物的采食量，其含量越低，动物的采食量越高[18]。试验中在结荚期ADF含量最高，达29.08 %，其余几个生育期都在23.5 %左右，所以在多花木兰进行饲喂时尽量避免选用结荚期的叶片。Ash含量是衡量饲料产品和饲料原料中营养成分的重要指标之一，能反映其矿物质的总体水平[19]。试验中Ash整体表现为先增后降趋势，可能是由于植物生长初期对矿质元素的需求高从而吸收较多，所以其所占的比例较高，但随着生育期的推进碳水化合物逐渐增加，所以Ash在干物质中所占比例也下降[20]。

Ca和P是家畜矿物质营养需要的2个重要元素，在家畜的骨骼发育和维护方面有着特殊的作用[21]。植物体内Ca的含量一般为0.1 %～5 %，试验多花木兰Ca含量较高，在2.20 %～3.37 %，平均为2.88 %，与刘华荣[22]研究的多花木兰Ca含量为2.96相差不大，主要是受贵州喀斯特地区土壤高钙背景值的影响[23]。P的含量较稳定且较低，仅为0.15 %左右。反刍动物饲料中适宜的钙磷比约为2∶1，能满足其骨骼的生长发育和正常代谢的需要，高于7∶1则会影响动物对钙、磷的吸收而发生营养不良[24-25]。一般豆科灌木钙磷比都较高，研究中4个生育期钙磷比均大于15，远超出了家畜的可吸收利用范围，所以矿物质营养不平衡。说明，在以多花木兰为优势的草地上放牧或以多花木兰为主要饲料源时，要适量的添加P以降低钙磷比，保证家畜对矿物质的正常吸收[26]。

3.2 多花木兰酚类物质的动态变化

酚类物质高低直接影响家畜的采食量和健康水平[26]，试验中4 种酚类化合物的含量总体表现为TEPH>TET>TECT>SPH，与薛树媛等[27]对饲用灌木类植物酚类物质含量的研究结果一致。TET作为饲料中的抗营养因子，其含量因不同植物以及同种植物不同的生育期、不同的生长环境而异[28]，会影响动物对多花木兰中营养物质的消化吸收，能使部分消化酶失活，进而降低动物的采食量[29]。TET影响反刍动物的消化吸收及代谢[30-34]，当反刍动物饲粮中TET含量大于5 %时，会影响瘤胃微生物的数量和酶的活性，甚至对家畜有毒害作用[35]。试验中TET含量都大于5 %，所以在进行饲喂时应注意用量，或添加其他粗饲料、热处理和厌氧处理等降低对动物的抗营养作用[34]；TET对于动物也有积极作用，能与植物性饲料中的蛋白质结合，形成复合物后蛋白的活性降低，在瘤胃中降解的数量降低，并且该蛋白与单宁结合后在瘤胃发酵的pH值下较稳定，但过瘤胃后迅速被分解，提高了蛋白的利用率，起到了过瘤胃蛋白保护作用[36-37]。另外TET还能防治胃肠道线虫感染、预防胀气病的发生[38-39]。TECT具有重要的营养作用，能在一定程度上与蛋白结合，并且能抑制蛋白分解菌的生长或降低其数量，起到保护蛋白的作用[40]。但PROVENZA[41]研究发现，牧草中的TECT含量超过3 %时会降低草食动物的采食量。本研究中，4个生育期TECT的含量均高于3 %，因此，多花木兰中饲喂家畜时应控制用量。