天然牧草不同草產(chǎn)品形式之間營養(yǎng)性差異研究

徐生陽 玉 柱

（中國農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(xué)院，北京100193）

我國是世界第二大草原大國，天然草地資源豐富，天然草地中有飼用價值的牧草達6 000多種，優(yōu)勢飼用牧草達300 多種[1]，所以天然牧草一直是我國草地畜牧業(yè)發(fā)展的重要支柱。天然晾干制作成干草是牧區(qū)長期利用牧草的方式，相較于干草，青貯不但具有適口性好、氣味芳香等特點，而且還可以減少營養(yǎng)物質(zhì)的損失，提高消化利用率，所以在廣大牧區(qū)青貯技術(shù)逐漸代替了干草技術(shù)，但目前對牧草產(chǎn)品的研究主要集中在青貯和干草方面，對其他形式的草產(chǎn)品研究較少[2-3]。牧草可以被加工制作成多種多樣的草產(chǎn)品，如青貯、干草、草顆粒、草粉、草餅等。所以，研究不同草產(chǎn)品之間的差異，對牧草資源的高效利用是非常重要的。

美國康奈爾大學(xué)的學(xué)者提出了康奈爾凈碳水化合物-蛋白質(zhì)體系（cornell net carbohydrate and protein system，CNCPS）[4]，CNCPS 將CHO（碳水化合物）分為4 個部分：CA（糖類，在瘤胃中可快速降解）、CB1（淀粉，中速降解的部分）、CB2（可利用的細胞壁，緩慢降解的部分）和CC（不可利用的細胞壁）[5]。國內(nèi)，呂路芳等[6]和李穎麗等[7]使用CNCPS 體系評價了多種牧草，發(fā)現(xiàn)CNCPS 體系可以更精確地反映飼料的營養(yǎng)價值與特性。所以，本研究主要使用CNCPS 體系來評價不同形式的天然牧草產(chǎn)品，為高效利用天然牧草提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料及瘤胃液

原料是以羊草為優(yōu)勢種群的天然牧草，來自國家草地生態(tài)系統(tǒng)野外科學(xué)觀測站沽源基地，于2019年7月10日收割，試驗時已充分混勻；瘤胃液來自北京中地畜牧科技有限公司的瘺管奶牛。

1.2 主要儀器

萬青牌顆粒飼料機（型號為9KS-200-Ⅱ）購自北京市平谷萬青機械廠；五兩裝高速萬能粉碎機（型號為QE-250克）購自浙江屹立工貿(mào)有限公司。

1.3 草產(chǎn)品的加工

青貯的制作：將收獲的天然牧草混勻，切碎至1 cm 左右，封裝入1 L 的青貯桶中，密度為500 g/l。天然干燥干草的制作：將收獲的天然牧草混勻，自然晾干。人工干燥干草的制作：將收獲的天然牧草混勻，放入65 ℃烘箱中，烘干48 h。草粉的制作：將制作成功的人工干燥干草放入粉碎機中，粉碎3 min，制成草粉。草顆粒的制作：將草粉與自來水以1∶1 的比例混合后放入顆粒飼料機中，制成草顆粒。

1.4 測定方法

采用Van Soest[8]的方法測定中性洗滌纖維（NDF）和酸性洗滌纖維（ADF）。采用Van Soest 等[9]的方法測青貯樣品中的中性洗滌不溶蛋白質(zhì)（NDIP）和酸性洗滌木質(zhì)素（ADL）的含量。采用AACC(1976)的方法[10]測定淀粉（Starch）。采用AOAC[11]法測定粗脂肪（EE）、灰分（Ash）、粗蛋白（CP）、干物質(zhì)（DM）。采用王瑩[12]的方法測定干物質(zhì)消化率（IVDMD）與總產(chǎn)氣量：準確稱取1.0 g 樣品置于經(jīng)丙酮浸泡后自然晾干的纖維袋，而后放入體外模擬培養(yǎng)箱的消化罐中，每個罐中放入24 個樣品和1 個空白對照。然后在罐中加入AB 緩沖液（A 緩沖液1 330 ml、B 緩沖液266 ml，見表1 所示），再加入400 ml 已經(jīng)提取的瘤胃液，最后向罐中通CO2直至充滿整個罐體，并蓋好蓋子。隨后將消化罐置于體外模擬培養(yǎng)箱內(nèi)，39 ℃發(fā)酵48 h，樣品取出后用蒸餾水沖洗干凈，然后放入105 ℃烘箱中烘干4 h，稱重并計算。干物質(zhì)消化率（IVDMD）=（樣品DM 量-體外培養(yǎng)后DM 量）/樣品DM 量。

總產(chǎn)氣量的測定：采用ANKOM RFS 產(chǎn)氣測量儀器測定，準確稱取1.0 g 樣品置于試驗?zāi)K的模塊瓶中，向模塊瓶中加入AB緩沖液（A緩沖液83.3 ml、B緩沖液16.7 ml），再加入25 ml 已經(jīng)提取的瘤胃液，通入CO2直至充滿整個模塊瓶，隨后將模塊瓶置于39 ℃恒溫培養(yǎng)箱中，設(shè)定儀器配套軟件并開始測定，發(fā)酵48 h，軟件會自動記錄各個時間點的壓力值。最后通過壓力值來計算總產(chǎn)氣量。

式中：Vx——39 ℃，產(chǎn)氣體積(ml)；

Vj——模塊瓶內(nèi)液面上部空間的體積(ml)；P——軟件記錄的累積壓力(psi)。

1.5 CNCPS計算公式[4]

1.6 統(tǒng)計分析

采用Excel 2007進行均值和標準誤的計算，采用SPSS17.0軟件進行單因素方差分析，采用Duncan's法進行組間兩兩比較，結(jié)果用“平均值±標準誤”表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同天然牧草產(chǎn)品之間營養(yǎng)成分的差異（見表2）

表2 不同天然牧草產(chǎn)品之間營養(yǎng)成分的差異(% DM)

由表2 可知，NDF 與ADF 的含量在草顆粒和草粉中最低（P＜0.05），青貯中NDF 和ADF 的含量顯著低于天然干燥干草和人工干燥干草（P＜0.05）。草粉中ADL 的含量顯著低于其他草產(chǎn)品（P＜0.05），青貯與人工干燥干草中ADL 的含量也顯著低于天然干燥干草（P＜0.05）。starch 的含量在草顆粒和草粉中最高，在青貯中最低（P＜0.05）。在青貯和草粉中EE 的含量顯著高于其他草產(chǎn)品（P＜0.05）。人工干燥干草中CP 的含量顯著高于青貯和天然干燥干草（P＜0.05）。

2.2 不同天然牧草產(chǎn)品之間CNCPS碳水化合物組分的差異(見表3)

由表3 可知，草粉中CA 的含量最高，青貯中CA的含量顯著高于草顆粒、天然干燥干草和人工干燥干草（P＜0.05）。草顆粒和草粉中CB1 的含量顯著高于其他草產(chǎn)品（P＜0.05）。草顆粒CB2 含量最低（P＜0.05）。草粉、青貯和人工干燥干草CC的含量顯著低于天然干燥干草與草顆粒，其中草顆粒中CC 的含量最高，草粉中CC的含量最低（P＜0.05）。草粉中CNSC的含量最高，青貯中CNSC的含量顯著高于草顆粒、天然干燥干草和人工干燥干草（P＜0.05）。

2.3 不同天然牧草產(chǎn)品之間干物質(zhì)消化率和產(chǎn)氣量的差異(見表4～表5)

由表4可知，人工干燥干草和草顆粒的消化率顯著高于草粉和天然干燥干草，天然干燥干草的干物質(zhì)消化率顯著低于其他草產(chǎn)品（P＜0.05）。

由表5 可知，隨著發(fā)酵時間的增加，各草產(chǎn)品的產(chǎn)氣量均顯著增加（P＜0.05）。當發(fā)酵時間為48 h時，青貯、草顆粒和草粉的產(chǎn)氣量顯著高于天然干燥干草和人工干燥干草（P＜0.05）。

表3 不同天然牧草產(chǎn)品之間CNCPS碳水化合物組分的差異

表4 不同天然牧草產(chǎn)品之間干物質(zhì)消化率的差異(%)

表5 不同天然牧草產(chǎn)品之間產(chǎn)氣量的差異

3 討論

3.1 不同天然牧草產(chǎn)品之間營養(yǎng)成分的差異

植物性飼料經(jīng)過中性洗滌劑和酸性洗滌劑分解后的剩余物就是NDF 和ADF，他們與飼料的適口性和消化率有關(guān)，NDF 和ADF 的含量越多，那么可以被牲畜吸收的營養(yǎng)成分就越少[13]。本研究中，草顆粒和草粉中NDF 和ADF 的含量顯著低于其他草產(chǎn)品，說明草顆粒和草粉中可供吸收的營養(yǎng)成分較多。格根圖等[14]認為，與干草相比，青貯可以有效保存天然牧草中的營養(yǎng)成分，可以有效降低中性洗滌纖維的含量。這與本研究青貯中NDF和ADF的含量顯著低于天然干燥干草和人工干燥干草的結(jié)果相類似。ADL 不能被瘤胃微生物所降解，也不能被消化吸收[5]，而草粉、青貯與人工干燥干草中ADL 的含量也顯著低于天然干燥干草，說明草粉、青貯與人工干燥干草的草產(chǎn)品形式相對于天然干燥干草可能有利于天然牧草營養(yǎng)物質(zhì)的吸收。有研究表明[15]，在青貯過程中淀粉可能會被兼性厭氧或厭氧的發(fā)酵性或水解性細菌分解為揮發(fā)性脂肪酸等物質(zhì)。在本研究中，青貯中淀粉的含量顯著低于其他草產(chǎn)品，在草顆粒和草粉中淀粉的含量最高，說明青貯不利于淀粉的保存，加工成草顆粒和草粉有利于保存天然牧草中淀粉。EE 是衡量飼料營養(yǎng)價值水平的重要物質(zhì)，含有較多熱量，是提供能量的重要物質(zhì)[13]，而青貯可以有效保存天然牧草中粗脂肪等營養(yǎng)物質(zhì)[8]。在本研究中，在青貯和草粉中EE 的含量顯著高于其他草產(chǎn)品，說明青貯和草粉有利于天然牧草中粗脂肪的保存。

3.2 不同天然牧草產(chǎn)品之間CNCPS碳水化合物組分的差異

CHO 是植物性飼料中反芻動物的主要能量來源，但飼料中CHO 對反芻動物的營養(yǎng)價值主要取決于CNSC 的含量[16]。本研究中，各草產(chǎn)品CHO 的含量范圍為80.31%～82.89%，是主要提供CHO 的粗飼料。CA 為糖類，可在瘤胃中可快速降解，草粉中CA 的含量最高，青貯中CA 的含量高于天然和人工干燥干草。說明草粉可以較好地保存CA，相較于干草，青貯保存CA 的效果更好。CB1 是CHO的中速降解部分，草顆粒和草粉中CB1 的含量最高。CC 是CHO 中不可利用的細胞壁，其含量主要與ADL 的含量有關(guān)，本研究中草粉、青貯和人工干燥干草中CC 的含量顯著低于其他草產(chǎn)品，這與其ADL 含量較低相印證。草粉中CNSC 的含量最高，說明草粉相對于其他草產(chǎn)品對反芻動物的營養(yǎng)價值較高。

3.3 不同天然牧草產(chǎn)品之間干物質(zhì)消化率和產(chǎn)氣量的差異

王瑩[12]研究了13種有代表性的牧草，發(fā)現(xiàn)其體外消化率的范圍為25.88%～76.62%。本研究中，各草產(chǎn)品的消化率均在該范圍中。天然干燥干草的干物質(zhì)消化率顯著低于其他草產(chǎn)品，說明相較于天然干燥干草，加工成其余草產(chǎn)品均有利于提高天然牧草的干物質(zhì)消化率。青貯、人工干燥干草和草顆粒的干物質(zhì)消化率較高，說明青貯、人工干燥干草和草顆粒的草產(chǎn)品形式對于天然牧草來說較優(yōu)，更有利于營養(yǎng)物質(zhì)的消化。

目前，體外產(chǎn)氣法是評價反芻動物飼料飼用價值的重要手段，其主要通過不同發(fā)酵時間的產(chǎn)氣量來判斷飼料的消化性能，飼料中有機物的含量與產(chǎn)氣量呈正相關(guān)關(guān)系，有機物含量越高，產(chǎn)氣量越高，但產(chǎn)氣量并不能直接來衡量不同飼料的降解程度，必須要結(jié)合NDF、DM 等的降解率來評價[17]。本研究中，發(fā)酵48 h 之后，青貯、草顆粒和草粉的產(chǎn)氣量顯著高于天然干燥干草和人工干燥干草，說明青貯、草顆粒和草粉中含有較多的易于發(fā)酵的物質(zhì)。再者青貯、人工干燥干草和草顆粒的干物質(zhì)消化率要高于其他草產(chǎn)品，結(jié)合產(chǎn)氣來看，青貯和草顆粒更易于發(fā)酵和消化。

4 結(jié)論

①草顆粒和草粉可以保存較多的營養(yǎng)物質(zhì)，草顆粒更易于發(fā)酵和消化。

②相較于天然干燥干草，加工成青貯和人工干燥干草更有利于天然牧草的消化降解。