乳熟期扁穗雀麥飼用營養價值及其山羊瘤胃降解特性研究

■楊雪海 何燦芳 田 宏 杜晉平 黃少文 劉 洋 郭萬正 魏金濤

（1.湖北省農業科學院畜牧獸醫研究所，湖北武漢430064；2.動物胚胎工程及分子育種湖北省重點實驗室，湖北武漢 430064；3.長江大學動物科學學院，湖北荊州434025）

扁穗雀麥（Bromus catharticus）別名野麥子、澳大利亞雀麥，為禾本科雀麥屬短期多年生草本植物，原產南美洲的阿根廷，19世紀60年代傳入美國，我國于20世紀40年代末期在南京種植，后引入內蒙古、新疆、青海、北京等地栽培，為一年生植物，隨后在云南、四川、貴州、廣西等地栽培，為短期多年生植物[1-2]。有研究表明，在中溫帶的冬春季，逸生條件下扁穗雀麥刈割一次的平均干物質產量達2.41 t/hm2，耕地上的平均干物質產量達3.86 t/hm2，干物質中粗蛋白質含量為9.8%、粗脂肪為3.2%、粗纖維24.6%、灰分8.1%、無氮浸出物44.5%，具有較高營養價值，又由于其喜溫暖濕潤氣候，耐鹽堿能力強，耐旱，適口性好，逐漸成為冬春季優良的禾本科牧草[3]，但作為飼草應用缺乏相應的理論依據，因此，對其營養價值進行評價顯的尤為重要。目前，黔草3號和江夏扁穗雀麥分別于2008年和2012年成為國審品種[4]。然而，長期以來，科研工作者主要圍繞種子的萌發與休眠以及品種選育研究較深[5-9]，對其飼用營養價值的評價卻鮮見報道。飼料營養價值的評價方法較多，常用的有體內法、體外法和半體內法，其中半體內法（in situ）又叫尼龍袋法，是一種操作簡單又能夠較準確地評價飼料營養成分降解特性的方法，而DM、OM、CP、NDF和ADF是評價飼料營養成分降解特性的重要指標。瘤胃降解研究在反芻動物營養中占有重要地位，飼料在瘤胃內降解率的動態變化，能較準確地反映反芻動物的生產性能和正確評價飼料的營養價值[10]。國內繼馮仰廉等首次測定精飼料的降解率之后[11]，很多專家學者分別對一些常規飼料和非常規飼料進行了研究[12-15]。因此，本研究旨在對扁穗雀麥的營養品質進行檢測分析，并以瘺管山羊為動物模型，進行山羊瘤胃降解特性研究，為扁穗雀麥在反芻動物中的應用提供基礎和理論參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

扁穗雀麥為湖北省農業科學院畜牧獸醫研究所牧草及草食家畜團隊提供的乳熟期江夏扁穗雀麥。在同一塊地里分五個不同的地方采樣混合均勻后分為5等分做為5個重復，將樣品置于65℃的烘箱中48 h，然后粉碎過40目（0.45 mm）篩，裝入自封袋中回潮后置干燥處待測。

1.2 試驗儀器

FOSS KjeltecTM2300半自動凱氏定氮儀、ZD?HW-6全自動量熱儀、索氏脂肪抽提儀、上海索普干燥箱、電爐、賽多利斯電子天平、馬弗爐、島津UV-2550型分光光度計、日立L-8900全自動氨基酸分析儀。

1.3 試驗指標

營養成分指標主要檢測：干物質（dry matter，DM）、粗蛋白質（crude protein，CP）、鈣（calcium，Ca）、磷（phosphorus，P）、粗脂肪（ether extract，EE）、粗灰分（crude ash，Ash）、總能（gross energy，GE）、中性洗滌纖維（neutral detergent，NDF）、酸性洗滌纖維（acid deter?gent fiber，ADF）。尼龍袋殘渣樣品的化學成分分析主要檢測：干物質（DM）和灰分（Ash）、粗蛋白質（CP）、中性洗滌纖維（NDF）和酸性洗滌纖維（ADF）。每個樣品做3個重復。氨基酸則主要檢測17種水解氨基酸的含量。

1.4 試驗方法

1.4.1 常規營養成分及氨基酸的檢測方法

干物質測定按照GB/T 6435—200方法測定；粗蛋白質的測定按照GB/T 6432—1994方法測定；Ca的測定按照GB/T 6436—2002方法測定；P的測定按照GB/T 6437—2002方法測定；粗脂肪的測定按照GB/T 6433—2006方法測定；粗灰分的測定按照GB/T 6438—2007方法測定；總能采用ZDWH-6全自動量熱儀測定；中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維采用濾袋法測定，具體操作按照靳玲品（2013）方法執行[16]；氨基酸測定按照GB/T 18246—2000方法測定。

1.4.2 山羊瘤胃降解率及降解參數測試方法

選用3只體重為（47.0±1.2）kg裝有永久瘤胃瘺管的波雜山羊為試驗動物，每只羊為不同時間點試驗樣品的一個重復。試驗于2016年7月在湖北省農科院畜牧所金水試驗基地進行，預試期2周，正試期為4 d，試驗羊只單圈飼養。試驗基礎飼糧組成及營養水平見表1。

表1 基礎飼糧組成及營養水平（風干基礎）

1.4.2.1 稱樣與放袋

選擇孔徑為300目（0.05 mm），裁成12 cm×8 cm的尼龍布，對折后用細滌綸線縫雙道，制成10 cm×6 cm的尼龍袋。將扁穗雀麥的風干樣品粉碎，準確稱取待測樣品2 g左右裝入尼龍袋中，每個樣品每個時間點設置2個平行，將2個尼龍袋固定在一端有開口的長約20 cm的半軟塑料管上，借助細木棍將尼龍袋送入瘤胃的腹囊處。塑料管的另一端通過尼龍繩與瘺管塞連接到一起，固定牢固。每只羊的瘤胃內放置5根塑料軟管。

1.4.2.2 培養時間與取袋

尼龍袋在瘤胃內停留的時間為0、12、24、36、48、72 h，于清晨飼喂前1 h放入尼龍袋，在不同的時間點依次放入瘤胃內，最終在同一時間點取出。尼龍袋從瘤胃內取出后立即放入冷水終止反應，再用自來水漂洗至水澄清。將洗凈后的尼龍袋放入65℃干燥箱中烘干48 h至恒重，回潮24 h。將同一時間點的2個尼龍袋殘渣合在一起裝入自封袋，干燥處保存備用。

1.4.2.3 瘤胃降解率和降解參數的計算方法

不同時間點的降解率

式中：A——待測飼料的DM或CP瘤胃某一時間的降解率；

B——待測樣品中DM或CP含量；

C——待測樣品尼龍袋殘渣中DM或CP含量。

1.4.2.4 DM、CP等營養物質降解參數及有效降解率

參照Фrskov和McDonald提出的瘤胃動力學數學模型，計算公式為：

式中：dp——待測飼料的DM或CP瘤胃某一時間的降解率；

a——快速降解部分（%）；

b——慢速降解部分（%）；

c——慢速降解部分的降解速率常數（h-1）；

t——瘤胃內培養時間（h）。

式中：k——瘤胃外流速率，本試驗中k值取0.031/h。

1.5 數據處理與分析

采用Excel 2007初步整理試驗數據，再用SPSS19.0統計軟件進行分析，采用單因素方差（One-way ANOVA）分析進行差異顯著性檢驗，采用Dun?can's法進行多重比較，P＜0.05為差異顯著,結果以“平均值±標準差”表示。用Excel 2007對各營養成分的瘤胃降解時間（x）和降解率（y）進行回歸方程擬合。

2 結果與分析

2.1 乳熟期扁穗雀麥營養成分分析（見表2）

表2 乳熟期扁穗雀麥的營養成分(干物質基礎)

從表2可以看出，乳熟期扁穗雀麥粗蛋白質含量達到11.74%，粗脂肪為3.40%，Ca的含量為0.84%，P的含量為0.24%，鈣含量較高，磷含量較低，鈣磷比接近3.5∶1。中性洗滌纖維較高達到66.48%，酸性洗滌纖維為44.38%。

2.2 乳熟期扁穗雀麥氨基酸組成（見表3）

從試驗結果可以看到，檢測到17種氨基酸，其中包括除色氨酸以外的所有必需氨基酸，氨基酸總量達6.51%，占粗蛋白質含量的55.45%，必需氨基酸占總氨基酸的39.48%，必需氨基酸/非必需氨基酸（E/N）比值為0.65。必需氨基酸中苯丙氨酸、亮氨酸和纈氨酸的含量相對較高，分別達0.40%、0.47%和0.45%，其次是賴氨酸0.26%、蘇氨酸0.25%和精氨酸0.24%。

表3 乳熟期扁穗雀麥氨基酸組成及含量

2.3 乳熟期扁穗雀麥營養成分在山羊瘤胃的降解率及降解參數

乳熟期扁穗雀麥各營養成分在山羊瘤胃的降解率見表4。干物質、粗蛋白質、有機物、中性洗滌纖維以及酸性洗滌纖維隨時間的延續，各營養成分降解率呈逐漸升高的趨勢，且各時間點降解率差異顯著（P＜0.05）。

表4 乳熟期扁穗雀麥營養成分在山羊瘤胃的降解率(%)

各營養成分隨降解時間的延長，與山羊降解率擬合出的方程呈明顯不同（見表5）。在72 h內，其粗蛋白質呈線性正相關，決定系數達0.998；干物質和有機物瘤胃降解率與降解時間呈指數相關，決定系數分別達0.971和0.967；中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維擬合出一元二次方程，決定系數達到0.986和0.987。

表5 營養成分的降解時間(x)與山羊瘤胃降解率(y)的回歸分析

表6 乳熟期扁穗雀麥營養成分山羊瘤胃降解參數

由表6可見，各營養成分的快速降解部分（a）差異是顯著的（P＜0.05），其中粗蛋白質的快速降解部分達到了57.49%，明顯優于干物質、有機物、中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維的快速降解部分。慢速降解部分（b）中，干物質和有機物的差異不顯著(P＞0.05)，有機物和酸性洗滌纖維的差異不顯著(P＞0.05)。b的降解速率方面，干物質、有機物和中性洗滌纖維都優于粗蛋白質和酸性洗滌纖維（P＜0.05）。有效降解率方面粗蛋白質＞干物質＞有機物＞酸性洗滌纖維＞中性洗滌纖維，且各營養成分差異顯著（P＜0.05）。瘤胃動態降解率分別為dp(DM)=38.69+29.43(1-e-0.02t)、dp(CP)=57.49+24.793(1-e-0.01t)、dp(OM)=35.57+31.91(1-e-0.02t)、dp(NDF)=24.06+39.02(1-e-0.02t)、dp(ADF)=29.63+35.82(1-e-0.01t)。

3 討論

3.1 扁穗雀麥的飼用營養價值

依據牧草的調制與用途不同，應選擇在不同的生育期刈割，用于青飼或調制干草時，最好在孕穗初期；用于青貯時，可在開花至乳熟期刈割。試驗中選擇了乳熟期進行刈割并分析飼用營養價值，著力為乳熟期扁穗雀麥的飼用提供依據。

評價牧草飼用價值的重要指標之一是牧草營養成分的高低[17]，牧草營養成分受牧草種類、生育期、收獲株高以及生長環境等因素影響，不同生育期的牧草，其營養成分在莖葉之間的轉移與分配不斷發生變化，從而導致植株整體飼用價值和利用率的巨大變化[18]，禾本科牧草的營養價值隨著生育期的延長而逐漸下降[19]。粗蛋白質和粗纖維的含量決定了牧草營養的品質。有研究報道，扁穗雀麥的粗蛋白質含量為9.8%[3]，試驗中扁穗雀麥粗蛋白質達到11.74%，這可能與采集樣品所處的生育期不同有很大關系，與其他牧草相比優于北方常用牧草羊草11.02%（開花期）及同屬無芒雀麥9.06%（開花期）[19]。中性洗滌纖維對反芻動物的干物質采食量、營養物質的消化率、瘤胃內環境、產奶量和乳脂率的調控等都具有重要的意義[20]，是評價粗飼料營養價值的重要指標之一。試驗中乳熟期扁穗雀麥中性洗滌纖維的含量達66.48%，能夠較好的滿足反芻動物對中性洗滌纖維的需要。

目前，關于牧草營養價值評定的研究主要集中在常規營養成分指標上，如粗蛋白質、粗纖維等，對牧草中總氨基酸和各種游離氨基酸含量的研究報道不多。氨基酸是蛋白質的基本組成單位，不同蛋白質由于氨基酸組成的差別，營養價值不完全相同，牧草中氨基酸的含量及組成特點將直接影響其營養價值及家畜生產性能[21]。試驗中，乳熟期扁穗雀麥共測定了17種氨基酸，其中谷氨酸含量最高為1.26%，這與那亞報道的禾本科牧草谷氨酸含量最高相一致[22]。必需氨基酸占總氨基酸的39.48%，必需氨基酸/非必需氨基酸（E/N比值）為0.65，這和FAO/WHO標準規定必需氨基酸含量40%和E/N值為0.6[23]較為接近，表明氨基酸組成較為合理，但略低于那亞報道的無芒雀麥的42.86%和0.75、緣毛雀麥的42.96%和0.75，優于假葦拂子茅32.69%和0.49、益母草35.59%和0.55。這可能與品種、所處生育期以及生長環境有很大關系。

3.2 扁穗雀麥的山羊瘤胃降解特性

瘤胃降解率是決定反芻動物對飼糧營養利用率的重要指標，CP瘤胃降解率的大小反映了飼料營養損失情況，而DM和NDF瘤胃降解率的大小則反映了飼料消化的難易程度，DM的降解率同采食量呈正相關，飼糧更高的DM降解率也代表其在瘤胃中利用程度更高，這是合理制定飼料配方的重要依據[24]。本試驗研究表明，扁穗雀麥各營養成分在山羊瘤胃內的降解率隨樣品在瘤胃內培養時間的延長而逐漸升高，各時間點瘤胃降解率差異顯著（P＜0.05），這和前人的許多報道相一致。試驗中扁穗雀麥干物質和粗蛋白質72 h的瘤胃降解率分別為62.43%和72.37%，優于反芻動物常用牧草羊草（43.02%、41.67%）、多葉老芒麥（44.87%、47.95%），與燕麥草（61.31%、67.72%）較為接近；其DM、CP的潛在降解率分別為68.12%和82.27%，優于羊草（52.44%、42.72%）、多葉老芒麥（48.37%、56.43%）和燕麥草（66.87%、67.68%）[25]，表明扁穗雀麥具有較好的飼用價值。

從降解率與時間擬合的曲線來看，研究發現干物質和有機物擬合出指數方程，粗蛋白質降解擬合出線性方程，中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維擬合出一元二次方程，并呈負相關。表明營養成分之間在瘤胃內的降解趨勢是不一樣的，但試驗中NDF和ADF的瘤胃降解率隨瘤胃培養時間的延長的變化趨勢較為一致，這與姬齊武等[26]報道的白羊草NDF和ADF的瘤胃降解率隨瘤胃培養時間的延長的變化趨勢不同有差異，這可能與所選擇的用于評價動物不同或者飼喂的基礎日糧不同有很大的關系。

4 小結

①乳熟期扁穗雀麥粗蛋白質含量達到11.74%，粗脂肪為3.40%，Ca的含量為0.84%，P的含量為0.24%，中性洗滌纖維為66.48%，必需氨基酸占總氨基酸的39.48%，必需氨基酸/非必需氨基酸（E/N）比值為0.65，接近FAO/WHO標準規定必需氨基酸含量40%和E/N值為0.6，是有較高飼用價值的禾本科牧草。

②扁穗雀麥各營養成分在山羊瘤胃內的降解率隨樣品在瘤胃內培養時間的延長而逐漸升高，但營養成分之間降解趨勢略有不同。各營養成分的瘤胃降解率為瘤胃動態降解率，分別為dp(DM)=38.69+29.43(1-e-0.02t)、dp(CP)=57.49+24.793(1-e-0.01t)、dp(OM)=35.57+31.91(1-e-0.02t)、dp(NDF)=24.06+39.02(1-e-0.02t)、dp(ADF)=29.63+35.82(1-e-0.01t)。