向日葵稈和向日葵盤對綿羊營養價值的評定

鐘方寅，鄭琛，李發弟，2*，劉婷

（1.甘肅農業大學動物科學技術學院，甘肅 蘭州730070；2.甘肅省飼料工程技術研究中心，甘肅 蘭州730070）

向日葵（Helianthus annuus），是菊科向日葵屬一年生高大草本植物［1］，秸稈木質化程度比一般草本植物高，主要分布在一些生產力不高的干旱土壤氣候帶以及堿土和過濕土地、泥炭地等地區，具有抗旱、耐鹽堿、耐貧瘠等特性，是我國三大油料作物之一。向日葵是甘肅省河西地區種植較為廣泛的經濟作物。2002年全省種植面積僅為15200 hm2，2006年種植面積為25640 hm2，2007年向日葵種植面積在武威民勤縣突破了6667 hm2，慶陽環縣達到了16667 hm2，全省已經形成了33333多hm2的優質向日葵生產基地，年產量在1億多kg，產值超過了3億元，到2008年甘肅向日葵種植面積達到60000多hm2［2］。

隨著畜牧業的高速發展，人畜爭糧的矛盾越來越突出，新型飼料資源的開發已成為畜牧業可持續發展的緊迫課題［3］。反芻動物飼養中可廣泛利用各種飼草、飼料資源［4］。農作物秸稈作為非競爭性飼料資源，價格低廉，來源廣泛，是反芻動物重要的飼料來源，具有極大的開發潛力和利用價值，提高秸稈產量和飼用品質對于我國糧食安全和節糧型秸稈畜牧業的快速發展具有重要意義。向日葵稈通常被列為低質粗飼料，其營養價值不能滿足家畜對營養物質的需求［5］。為了更好地利用向日葵副產品資源，對其營養特性及影響利用因素等的研究十分必要［6］。現國內外對向日葵的研究比較多，但主要是針對向日葵葉和向日葵盤的化學成分進行研究。美國、德國、日本等國的許多學者對向日葵屬植物的地上部分進行了系統研究。李仲康和劉光榮［7］用葵花稈替代木桿種植白蕓豆（Phaseolus vulgaris），解決傳統農業生產中的農林矛盾問題。張潤厚等［8］研究表明葵花盤及葵花葉中粗蛋白質含量高于而無氮浸出物含量低于青干草，粗纖維含量低于青干草和苜蓿（Medicago sativa）干草，是一種營養豐富的飼料，如能合理加工處理及使用，將是反芻動物的良好飼料。目前對向日葵副產品，如葵花葉、葵花盤及葵花秸稈等的研究僅停留在養分含量測定階段，其對動物營養價值的評定還未見報道。因此，本試驗通過替代試驗評價向日葵稈和向日葵盤對綿羊的營養價值，旨在對向日葵稈和向日葵盤在綿羊生產中的合理開發利用提供基礎數據。

1 材料與方法

1.1 試驗時間與地點

于2011年4月－2011年7月在甘肅農業大學動物科學技術學院動物訓練中心及動物營養實驗室進行。

1.2 試驗材料

向日葵稈和向日葵盤樣品均采自甘肅省民勤縣，自然風干，質量良好。

1.3 試驗動物及飼養管理

選取6只體況良好，體重28 kg左右的2周歲、健康并安裝永久瘤胃瘺管的羯羊作為試驗動物，單籠飼養，每只供試羊每天飼喂1.2 kg飼料。過渡期每只供試羊均飼喂基礎飼糧，每日8：00和16：00兩次等量飼喂，準確記錄每只供試羊采食量，自由飲水。預試期和正試期按照試驗設計飼喂試驗飼糧，飼喂方式和飼養管理不變。

1.4 試驗設計

試驗采用2個3×3無重復拉丁方設計，進行3期動物試驗，每個試驗期17 d，其中預試期10 d，正試期7 d。每個試驗設3個飼糧處理，向日葵稈處理1為基礎飼糧（含8%的向日葵稈），向日葵稈處理2用向日葵稈替代15%基礎飼糧（風干基礎），向日葵稈處理3用向日葵稈替代30%基礎飼糧（風干基礎）；向日葵盤處理1為基礎飼糧（含8%的向日葵盤），向日葵盤處理2用向日葵盤替代15%基礎飼糧（風干基礎），向日葵盤處理3用向日葵盤替代30%基礎飼糧（風干基礎）［9-10］（表1）。

1.5 試驗飼糧配方

參照中國肉羊飼養標準（NY／T 816-2004）中體重30 kg、日增重0.1 kg的育成公綿羊營養推薦量配制含有向日葵稈和向日葵盤8%的基礎飼糧（處理1），在基礎飼糧配方不變的基礎上，根據套算法分別用向日葵稈和向日葵盤代替15%及30%基礎飼糧配制處理2和處理3飼糧。

1.6 樣品的采集及處理

1.6.1 飼料樣品的采集及處理 每期試驗的正試期采用四分法每天采集飼料樣品200 g左右，并收集當天的剩料，將6 d的飼料樣品和剩料樣品分別混勻，風干后用裝有0.45 mm篩的粉碎機粉碎，儲存于廣口瓶內待測。

1.6.2 糞樣的采集及處理 每期試驗的正試期采集部分糞樣，其中一部分糞樣加入10%硫酸用以固氮，將6 d糞樣混勻后4℃冰箱中保存；另一部分糞樣裝入鋁盒后置于65℃烘箱烘干，將7 d糞樣混勻測定初水分后，用裝有0.45 mm篩的粉碎機粉碎，儲存于廣口瓶待測。

1.6.3 瘤胃液的采集及處理 每期試驗正試期的最后1 d在食前與食后2，4，6及8 h通過瘺管從綿羊瘤胃中抽取50 m L瘤胃液，立即測定瘤胃液的p H值，然后用4層紗布過濾，收集于采樣瓶中，并加入1 m L飽和HgCl2溶液使酶滅活，放入－20℃冰箱冷凍保存。

1.7 測定指標及方法

飼料和糞樣中干物質（dry matter，DM）、粗蛋白質 （crude protein，CP）含量的測定采用楊勝［12］的方法；飼料和糞樣中中性洗滌纖維（neutral detergent fiber，NDF）、酸性洗滌纖維（acid detergent fiber，ADF）含量的測定采用Van Soest飼草分析法［13］測定；瘤胃液p H用Sartorius PB-10型酸度計測定；瘤胃液氨氮采用馮宗慈［14］改進后的比色法測定；瘤胃液尿素氮采用二乙酰一肟法測定；飼料和糞樣中的能量采用WZR-1A微電腦自動熱量計測定；瘤胃液揮發性脂肪酸（volatile fatty acid，VFA）采用氣相色譜法測定。

1.8 結果計算

1.9 統計分析

采用SPSS 16.0統計軟件進行拉丁方方差分析，差異顯著時，采用Tukey法進行多重比較。

表1 試驗飼糧配方及營養成分Table 1 Nutritive levels and composition of diets

2 結果與分析

2.1 向日葵稈和向日葵盤與其他常用粗飼料養分含量

風干向日葵稈和向日葵盤樣品中粗纖維含量分別為30.15%和12.48%，粗蛋白質含量分別為5.72%和11.84%（表2）；絕干向日葵稈和向日葵盤樣品中粗纖維含量分別為33.23%和13.92%，粗蛋白質含量分別為6.30%和13.21%，因此，向日葵稈屬于粗飼料，向日葵盤屬于能量飼料。

與苜蓿干草相比，向日葵稈粗蛋白質含量較低，但無氮浸出物含量卻高于苜蓿干草，粗纖維、粗灰分及鈣、磷的含量與苜蓿干草相似，因此，向日葵稈的營養價值略低于苜蓿干草的營養價值，明顯優于小麥秸、大豆秸和稻草等。與其他常用能量飼料相比，向日葵盤粗蛋白質含量相對較高，粗纖維、中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量高于其他能量飼料，無氮浸出物含量低于其他能量飼料，鈣含量高于而磷含量低于除玉米外的其他常用能量飼料，表明向日葵盤的營養價值低于其他一些常用能量飼料。

表2 向日葵稈和向日葵盤及其他常用粗飼料營養成分（風干基礎）Table 2 The common nutritional composition of H.annuus straw and plate（Air dry basis）

2.2 各處理組飼糧、向日葵稈和向日葵盤養分表觀消化率及消化能的變化

從表3可以看出，在風干物質基礎上，分別用向日葵稈和向日葵盤替代15%和30%的基礎飼糧時，采食向日葵稈處理3飼糧的綿羊消化能極顯著低于采食處理1和處理2飼糧綿羊（P＜0.01），其余各養分消化率均無顯著差異（P＞0.05）。

2.3 各處理組飼糧瘤胃液p H及揮發性脂肪酸的變化

從表4可以看出，用向日葵稈飼喂綿羊時，采食處理3飼糧綿羊瘤胃液中乙酸摩爾比顯著高于采食處理1飼糧綿羊（P＝0.016），其余差異不顯著（P＞0.05）。

用向日葵盤飼喂綿羊時，采食處理3飼糧綿羊瘤胃液中乙酸摩爾比極顯著高于采食處理1和處理2飼糧綿羊（P＝0.000，P＝0.001），采食處理3飼糧綿羊瘤胃液中丙酸摩爾比分別極顯著和顯著低于采食處理1和處理2飼糧綿羊（P＝0.005，P＝0.050），采食處理3飼糧綿羊瘤胃液中乙酸／丙酸分別極顯著和顯著高于采食處理1和處理2飼糧綿羊（P＝0.001，P＝0.012）。

從圖1可以看出，采食含向日葵稈飼糧后各處理組綿羊的瘤胃液p H降低（圖1a），處理1和處理3組在4 h降至最低點，處理2組在6 h降至最低點，隨后升高；各處理組綿羊瘤胃液乙酸摩爾比在采食后4 h升至最高值（圖1b），隨后逐漸降低；各處理組綿羊瘤胃液丙酸摩爾比變化規律與乙酸大致相同（圖1c），采食后2 h升至最高點后逐漸降低；各處理組綿羊瘤胃液丁酸摩爾比在采食后4 h降至最低點（圖1d），隨后逐漸升高；各處理組綿羊瘤胃液乙酸／丙酸在食后2 h降至最低點（圖1e），隨后緩慢升高。

從圖2可以看出，飼喂含向日葵盤飼糧后各處理組綿羊瘤胃液p H逐漸降低（圖2a），4 h降至最低點隨后升高，但處理2組綿羊瘤胃液p H在食后2 h降至最低點，4 h升至最高點后又逐漸降低；各處理組綿羊瘤胃液乙酸摩爾比在食后2 h降至最低點，隨后逐漸升高（圖2b），但處理1組綿羊瘤胃液乙酸摩爾比在6 h后降低；各處理組綿羊瘤胃液丙酸摩爾比在食后2 h升至最高點后逐漸降低；各處理組綿羊瘤胃液丁酸摩爾比在食后4 h降至最低點，隨后逐漸升高，但處理3組綿羊瘤胃液丁酸摩爾比整體呈逐漸下降趨勢；各處理組綿羊瘤胃液乙酸／丙酸在食后2 h降至最低點后逐漸升高（圖2e）。

2.4 綿羊瘤胃內含氮量

從表5可以看出，用向日葵稈飼喂綿羊時，處理3組綿羊瘤胃液中氨氮含量顯著低于處理1組（P＝0.044），其余各組均無顯著差異（P＞0.05）。

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表4 綿羊瘤胃液p H、總揮發性脂肪酸濃度及各種酸摩爾比Table 4 The p H，TVFA concentration and molar ratio of each acid in ruminal fluid of sheep

圖1 飼喂向日葵稈綿羊瘤胃液參數動態變化Fig.1 Dynamic changes of parameters in rumen fluid of sheep fed diets with H.annuus straw

3 討論

3.1 向日葵稈和向日葵盤的營養成分

粗蛋白質、粗纖維和無氮浸出物是衡量飼料營養價值的重要指標［16］。粗蛋白質和無氮浸出物含量越高，纖維素含量越低，飼料營養價值就越高；反之，飼料營養價值就越低［17］。本試驗測得向日葵盤的粗蛋白質含量為11.84%，略低于張潤厚等［8］所報道葵花盤的粗蛋白質含量，高于玉米（Zea mays）、高粱（Sorghum bicolor）等常用能量飼料，因此，可用向日葵盤替代部分玉米、高粱，有助于降低飼糧中蛋白質飼料的用量。

隨著反芻動物營養的深入研究，粗纖維這一指標多用中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維取代。中性洗滌纖維主要是植物細胞壁中結構性成分的纖維素、半纖維素和木質素等，酸性洗滌纖維主要是纖維素、酸性洗滌不溶氮及角質物等［18-19］。本次試驗中，向日葵稈的中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量分別為53.09%和39.40%，可被動物體利用的半纖維素很低。

圖2 飼喂向日葵盤綿羊瘤胃液參數動態變化Fig.2 Dynamic changes of parameters in rumen fluid of sheep fed diets with H.annuus plate

表5 綿羊瘤胃液中含氮量Table 5 Nitrogen content in rumen fluid of sheep mg／m L

無氮浸出物主要包括糖和淀粉，也有少量半纖維素和木質素，后兩者含量的多少取決于植物的種類和成熟期。無氮浸出物易于被動物體消化吸收，可以提高飼糧的能量濃度［15］，供給動物代謝活動快速應變需要的有效營養素。本試驗中，向日葵稈的無氮浸出物含量為42.36%，高于苜蓿、小麥（Triticum aestivum）秸等粗飼料，表明其提供的能量略高于其他常用粗飼料；向日葵盤的無氮浸出物含量為49.14%，與玉米等能量飼料相比仍較低，且向日葵盤的粗纖維含量高于其他能量飼料，從而限制了飼糧中向日葵盤的用量。

3.2 向日葵稈和向日葵盤的養分消化率

飼料常規成分分析和體外試驗并不能準確對飼料進行營養價值評價，還需要通過動物試驗對飼料養分的消化率進行評定［20］。飼料中養分被家畜消化吸收越多，飼料養分消化率就越高，飼料營養價值越高［21］。盧煥玉和李杰［22］用東北細毛羊評定大豆（Glycine max）秸稈的營養價值，結果表明東北細毛羊對大豆秸稈干物質消化率為51.81%，中性洗滌纖維消化率為49.74%，酸性洗滌纖維消化率為46.51%。吳自立等［23］利用全收糞法測定甘肅高山細毛羊對普通紅豆草（Onobrychis viciaefolia）營養期青干草的消化率，結果表明，甘肅高山細毛羊對營養期紅豆草青干草干物質消化率為62.28%，有機物消化率為65.70%，粗蛋白質的消化率為69.79%，無氮浸出物消化率為69.83%，粗纖維消化率為55.68%。本試驗中綿羊對向日葵稈和向日葵盤的干物質消化率、氮消化率、氮存留率、有機物消化率、中性洗滌纖維消化率、酸性洗滌纖維消化率、鈣消化率、磷消化率和消化能分別為61.61%，65.37%，34.72%，65.19%，48.18%，44.89%，29.10%，26.07%，8.75 MJ／kg 和 70.96%，69.57%，41.60%，76.26%，60.87%，58.60%，37.98%，44.75%，9.97 MJ／kg。與上述報道的飼料各養分消化率相近或略高。

目前，國外普遍采用中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維的消化率作為衡量反芻動物對粗纖維利用能力的指標。本試驗中，向日葵稈的中性洗滌纖維消化率和酸性洗滌纖維消化率分別為48.18%和44.89%，纖維木質化程度較低，雖較盧煥玉和李杰［22］研究的大豆秸纖維消化率（NDF為49.74%，ADF為46.51%）低，但仍能被綿羊較好地利用。向日葵盤的中性洗滌纖維消化率和酸性洗滌纖維消化率較高，表明向日葵盤中纖維是非木質化的，綿羊對其消化程度高。原因可能是向日葵花盤中一些活性物質，如黃酮類化合物［24］，大部分黃酮類化合物均具有較強的生理活性，可能是由于各類黃酮類化合物功能基團的差異造成了其生理活性的不同［25］，對纖維的消化起到了一定的作用。研究表明，適量的異黃酮類化合物能夠促進動物生長，降低料重比，提高飼料效率［26］。因此，在基礎日糧中添加向日葵盤有助于綿羊對粗纖維的消化吸收，對提高反芻動物生產性能有重要意義。

根據反芻動物N代謝的知識，N存留率參數比其消化率更有意義。本次試驗中，用向日葵盤飼喂綿羊后，N存留率為41.60%，處于較高水平。推測可能是向日葵盤中的黃酮類化合物促進瘤胃微生物更好地利用NH3，降低尿N損失。

3.3 飼喂不同含量向日葵稈和向日葵盤飼糧對綿羊瘤胃內環境的影響

瘤胃內p H是反映瘤胃綜合發酵水平的重要指標，直接受飼糧性質和攝食時間、唾液分泌量等因素影響［27］，其波動的根本原因取決于飼糧結構與營養水平。Murphy和Kennelly［28］及韓正康和陳杰［29］指出，瘤胃最適p H值在6.28～6.82之間。當p H值較低時，其活性會受到影響，使粗飼料的消化率下降。本試驗各處理組綿羊瘤胃液p H值隨時間的變化趨勢大致相同，都處于正常變動范圍。

飼料中的碳水化合物是動物機體能量的主要來源，在反芻動物瘤胃發酵后的主要產物是乙酸、丙酸、丁酸等揮發性脂肪酸（volatile fatty acid，VFA），可提供反芻動物機體所需能量的70%～80%［30-31］。瘤胃VFA的含量受飼糧精粗比、酸堿度等的影響。大量的研究表明，粗飼料發酵產生的VFA中乙酸摩爾比高達70%，而丙酸摩爾比僅占20%。本試驗中，綿羊瘤胃液乙酸摩爾比超過70%，丙酸摩爾比小于20%，與上述報道一致。

用向日葵稈飼喂綿羊時，采食處理1飼糧綿羊瘤胃液中乙酸摩爾比顯著低于處理3組，這是由于處理3飼糧中向日葵稈添加比例較高，導致采食處理3飼糧綿羊瘤胃液中乙酸摩爾比較高而丙酸摩爾比較低；用向日葵盤飼喂綿羊時，采食處理3飼糧綿羊瘤胃液中乙酸摩爾比極顯著高于而丙酸摩爾比顯著低于采食處理1和處理2飼糧綿羊，這可能是由于隨著向日葵盤替代量的增加，綿羊瘤胃液p H呈下降趨勢，而p H下降時瘤胃壁對乙酸的吸收速率低于其他VFA，導致瘤胃液中乙酸摩爾比升高［32］，但具體原因還有待于進一步研究。

瘤胃液中的氨氮是一個動態平衡過程，是反芻動物瘤胃內肽、氨基酸、氨化物、尿素和其他非蛋白氮化合物分解的終產物，同時又是微生物合成菌體蛋白的原料。瘤胃中的氨氮濃度因不同的飼料變動較大，總體上反映飼料的含氮量、飼料蛋白的可溶性和降解特性，濃度過高或過低都不利于微生物的生長繁殖。瘤胃內氨氮含量變化范圍一般在10～50 mg／100 m L之間。本試驗中向日葵稈和向日葵盤各處理組綿羊瘤胃液氨氮濃度分別為0.50～0.61 mg／m L和0.81～0.96 mg／m L，均高于氨氮含量變化范圍，這主要是因為p H值與氨氮濃度呈負相關。韓正康和陳杰［29］指出，當瘤胃液p H在7.61以下時，即使瘤胃氨氮高達80 mg／100 m L以上，動物也不會出現中毒癥狀。