CNCPS評定毛烏素沙地荒漠化草原區(qū)常見牧草營養(yǎng)價值的研究

谷 英 ，桑 丹 ，孫海洲 ，金 鹿 ，李勝利 ，斯登丹巴 ，凌樹禮 ，珊 丹 ，任曉萍

（1.內(nèi)蒙古鄂爾多斯市農(nóng)牧業(yè)科學(xué)研究院，內(nèi)蒙古 康巴什區(qū) 017000；2.內(nèi)蒙古自治區(qū)農(nóng)牧業(yè)科學(xué)院動物營養(yǎng)與飼料研究所，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010031）

多年來，隨著人們對飼草營養(yǎng)價值研究的不斷深入，應(yīng)用不同的評價方法來確定不同來源飼料的營養(yǎng)價值是否適合動物的營養(yǎng)需求，已成為各國研究者關(guān)注的熱點(diǎn)。一直以來，人們通常應(yīng)用Weende飼料分析體系進(jìn)行飼草的營養(yǎng)價值評價［1］，該體系雖然能為評價飼草質(zhì)量提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，且測定方法簡單而快速，但這種傳統(tǒng)的方法大多只停留在對飼草營養(yǎng)價值靜態(tài)的數(shù)值分析上，未能很好地反映草食家畜瘤胃動態(tài)的消化代謝特點(diǎn)。

表1 毛烏素沙地荒漠化草原區(qū)四季牧草品種

近年來，隨著飼草營養(yǎng)價值評價方法的不斷改進(jìn)和發(fā)展，諸如尼龍袋技術(shù)［2］、自由采食量預(yù)測［3］及微生物最低流速［4］等動物試驗方法應(yīng)運(yùn)而生，但是量化對蛋白質(zhì)和纖維消化方面仍然是迫切需要解決的問題，且利用飼喂動物試驗來評估飼料營養(yǎng)價值費(fèi)力而昂貴?？的螤杻籼妓衔铩鞍踪|(zhì)體系（CNCPS）是一個基于瘤胃消化功能、瘤胃微生物生長及飼料在反芻動物體內(nèi)消化規(guī)律建立的飼料評價體系，能夠很好地將蛋白質(zhì)和碳水化合物進(jìn)行詳細(xì)劃分，并可區(qū)分飼草可降解部分和不可降解部分，可以更好地反映飼草的營養(yǎng)價值［5］。

該試驗對毛烏素沙地荒漠化草原區(qū)四季主要牧草品種的常規(guī)營養(yǎng)成分進(jìn)行了分析，同時對夏季主要牧草品種進(jìn)行了CNCPS剖分，旨在為科學(xué)放牧提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 取樣地選擇及自然條件：毛烏素沙地位于溫帶南部季風(fēng)區(qū)的邊緣，屬溫帶極端大陸性氣候，受蒙古高壓影響極大，西北冷空氣控制時間長，降水少，干旱多風(fēng)蒸發(fā)強(qiáng)烈，日照充足，年日照時數(shù)在2 886 h左右，無霜期偏短，無霜期130～135 d。

選擇毛烏素沙地荒漠化草原區(qū)中的內(nèi)蒙古烏審旗薩如拉嘎查（東經(jīng) 108°32.616′～108°46.181′，北緯 38°36.611′～38°45.280′）3 種毛烏素沙地典型草地類型進(jìn)行采樣，分別為低平地鹽化草甸草場、溫性荒漠草原平原丘陵荒漠草場和溫性荒漠草原沙地荒漠草場。

1.1.2 樣地選擇和取樣方法

1.1.2.1 樣區(qū)和樣地：選擇歷年羊群放牧區(qū)域的四季牧場作為采樣樣區(qū)；采集區(qū)植被發(fā)育正常，群落結(jié)構(gòu)相對穩(wěn)定，能代表該草地類型整體。樣地的面積一般是目視范圍內(nèi)（20 m×20 m/50 m×50 m）。1.1.2.2 取樣方法：樣地采用星點(diǎn)布局法，隨機(jī)選取樣方。每個樣地選擇3～4個樣方采樣。草本草地樣方為1 m×1 m，灌木、半灌木及大型草本植物芨芨草樣方為10 m×10 m。

1.1.3 取樣時間：試驗分別于5月中旬（春季）、7月底（夏季）、10 月初（秋季）和 12 月底（冬季），采集8個牧草品種（見表1）。采集后，將樣品風(fēng)干、粉碎，過1 mm網(wǎng)篩，以用于分析。

1.2 試驗方法

1.2.1 營養(yǎng)成分分析：干物質(zhì)（DM）、粗蛋白（CP）、粗灰分（Ash）、粗脂肪（EE）、鈣（Ca）、磷（P）按照AOAC 法［6］進(jìn)行分析；中性洗滌纖維（NDF）、酸性洗滌纖維（ADF）、酸性洗滌木質(zhì)素（ADL）、中性洗滌不溶氮（NDIP）、酸性洗滌不溶氮（ADIP）按照Van Soest法進(jìn)行分析［7］；淀粉（Starch）含量應(yīng)用AOAC 推薦的淀粉葡萄糖苷酶/α-淀粉酶法［8］進(jìn)行分析；非蛋白氮（NPN）通過將樣品浸泡在10%三氯乙酸溶劑，再用定量濾紙過濾進(jìn)行定氮分析［9］；可溶性粗蛋白（SCP）通過將樣品浸泡在BP緩沖液和10%疊氮化鈉后，再用定量濾紙真空過濾后定氮分析［9］。碳水化合物（CHO）、非纖維性碳水化合物（NFC）、非結(jié)構(gòu)性碳水化合物（NSC）為計算所得。

1.2.2 CNCPS對蛋白質(zhì)和碳水化合物組分的剖分：康奈爾凈碳水化合物—蛋白質(zhì)體系（CNCPS）根據(jù)牧草的降解特性對CP和CHO進(jìn)行了劃分［10］。碳水化合物分為4個部分，即CA為糖類，在瘤胃中可快速降解；CB1為淀粉，中速降解部分；CB2為可利用的細(xì)胞壁，緩慢降解部分；CC為不可利用的細(xì)胞壁［9］。粗蛋白分為5個部分，即PA為非蛋白氮，快速降解部分；PB為真蛋白；PC為酸性洗滌劑不溶性蛋白，不可利用蛋白質(zhì)部分。真蛋白質(zhì)又進(jìn)一步分為三部分，即PB1為溶于緩沖液中的真蛋白，快速降解部分；PB2為中性洗滌劑可溶性蛋白，中速降解部分；PB3為酸性洗滌劑可溶性蛋白，緩慢降解部分［9］。

表2 蛋白質(zhì)與碳水化合物各組分的計算公式以及瘤胃降解速率

1.3 計算方法

CHO（%DM）=100%-CP（%DM）-EE（%DM）-Ash（%DM）

NFC（%DM）=100%-CP（%DM）-EE（%DM）-NDF（%DM）-Ash（%DM）

蛋白質(zhì)和碳水化合物各組分計算公式見表2。

1.4 統(tǒng)計分析

數(shù)據(jù)處理采用SAS 9.0軟件進(jìn)行方差分析，Duncan法多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 毛烏素沙地荒漠化草原區(qū)常見牧草品種四季營養(yǎng)成分比較

由表3可知，毛烏素沙地荒漠化草原區(qū)主要牧草的干物質(zhì)率從春季到冬季均提高。8種牧草四季的蛋白質(zhì)含量差異較大，蛋白質(zhì)含量除委陵菜外，從春季到冬季均逐季下降，春季蘆葦?shù)牡鞍踪|(zhì)含量達(dá)19.28%，居所有牧草之首；羊草和芨芨草四季蛋白含量差異也較大。蘆葦、中間錦雞兒、委陵菜和旋復(fù)花四季NDF的含量差異較大，其余牧草品種部分季節(jié)差異較大；羊草、芨芨草、蘆葦和中間錦雞兒四季ADF的含量差異較大；NDF和ADF大部分呈上升趨勢。牧草中Ca含量在夏季較高，P含量從春季到冬季整體呈下降趨勢。

2.2 夏季主要牧草的營養(yǎng)成分及CNCPS對蛋白質(zhì)和碳水化合物的剖分

為了更精準(zhǔn)地評定毛烏素沙地荒漠化草原區(qū)常見牧草品種的營養(yǎng)價值，該試驗將夏季5種產(chǎn)量較多且可食牧草的蛋白質(zhì)和碳水化合物進(jìn)行了剖分，具體營養(yǎng)成分及剖分結(jié)果見表4、表5和表6。

由表4可知，5種常見可食牧草中，芨芨草的CP和CHO最高，其次為羊草，而旋復(fù)花的CP較高，但CHO最低。雖然芨芨草的CP含量高于羊草，但其可溶性粗蛋白（SCP）卻低于羊草的SCP，同樣委陵菜、寸草苔和旋復(fù)花的CP和SCP也呈現(xiàn)出不一致性，這就說明牧草的CP和SCP具有不一致性。

以上5種主要牧草中，委陵菜為薔薇科植物，芨芨草和羊草為禾本科植物，寸草苔為莎草科植物，而旋復(fù)花為菊科植物。由表5可知，禾本科植物的快速降解蛋白占蛋白質(zhì)比例較高，其瘤胃可降解蛋白同蛋白質(zhì)含量具有一致性，所占比例較高。而在該試驗中，寸草苔的蛋白含量低于旋復(fù)花，但其快速降解部分顯著高于旋復(fù)花的快速降解部分，整體瘤胃可降解蛋白含量又低于旋復(fù)花。薔薇科的委陵菜蛋白質(zhì)含量大于寸草苔，但其快速降解部分和整體瘤胃可降解蛋白含量均低于寸草苔。這就表明，蛋白質(zhì)含量與瘤胃可降解蛋白含量及快速降解部分所占比例呈現(xiàn)不一致性，而不能單一地用蛋白質(zhì)含量來評定飼料的營養(yǎng)價值。

表3 毛烏素沙地荒漠化草原區(qū)常見牧草品種四季營養(yǎng)成分 %

表4 毛烏素沙地荒漠化草原區(qū)夏季各牧草的營養(yǎng)成分

表5 牧草各蛋白質(zhì)組分及瘤胃降解參數(shù)

由表6可知，除旋復(fù)花外，其他4種草品種碳水化合物含量均相近，但其CA在CHO中所占的比例差異較大；禾本科的芨芨草CHO（%DM）高于同科的羊草，但其RDC（%DM）略低于羊草的RDC（%DM），同時其 ADL（%nNDF）也高于羊草。 這表明，牧草CHO含量的高低并不能代表其可利用率的高低。

表6 牧草各碳水化合物組分及瘤胃降解參數(shù)

3 討論

3.1 毛烏素沙地荒漠化草原區(qū)常見牧草品種四季營養(yǎng)供給情況分析

毛烏素沙地荒漠化草原區(qū)天然牧草在春季（5月）粗蛋白含量較高，禾本科植物羊草、芨芨草、蘆葦?shù)拇值鞍缀吭诖合膬杉揪^高，且在天然草場中占比較大，屬蛋白質(zhì)含量較高的草原，這與谷英等［11］研究的后備母羊在春夏兩季的蛋白攝入量大于蛋白需求量相一致。毛烏素沙地荒漠化草原區(qū)秋冬季節(jié)的牧草受長時間風(fēng)吹日曬和冷凍影響，自然損耗大，枯草期的保存率為50%～70%，其蛋白質(zhì)含量迅速下降，且產(chǎn)草量降低，而秋冬季節(jié)為主要畜品種細(xì)毛羊的孕育繁殖季節(jié)，營養(yǎng)需求量高，天然草場不能滿足其需求，即使是后備母羊，蛋白質(zhì)攝入量也不能滿足其需求［11］。因此，秋冬季節(jié)需適當(dāng)補(bǔ)飼，才能保證牲畜的正常生長發(fā)育。

3.2 毛烏素沙地荒漠化草原區(qū)夏季牧草品種蛋白質(zhì)及碳水化合物組成分析

該試驗利用CNCPS系統(tǒng)來測定牧草瘤胃降解特性，CNCPS基于不同的降解速率和降解程度將 CP分為 PA、PB1、PB2、PB3和 PC 五部分。這些比率計算的參數(shù)來自體內(nèi)和體外法的研究［12］?？扇苄缘鞍装焖俳到釶A和PB1兩部分，瘤胃可降解蛋白包括快速降解蛋白和慢速降解蛋白。而瘤胃非降解蛋白（RDP）中有一小部分又可在小腸中降解（DRUP）。該試驗中委陵菜蛋白質(zhì)含量為10.22%，大于寸草苔的9.75%，但委陵菜的瘤胃可降解蛋白（4.68%）小于寸草苔的瘤胃可降解蛋白（5.03%），由此可見，委陵菜雖然CP含量較高，但其利用率并不高。

CHO 根據(jù) CNCPS 分為了 CA、CB1、CB2、CC四部分，CA是以糖類為主，CB1以淀粉和果膠為主，CB2以可消化纖維（nNDF）為主，CC以完全不可利用纖維部分為主［13］。瘤胃可降解CHO（RDC）包括CA、CB1和CB2，而瘤胃非降解CHO（RUC）中包括部分小腸可降解CHO（DRUC）。該試驗中芨芨草的CHO含量 （74.65%）比羊草的含量（73.71%）高，但其 RDC（45.99%）卻低于羊草的（46.82%），這就說明不同牧草的CHO在體內(nèi)的降解規(guī)律是不一致的。

該試驗通過瘤胃降解特性對毛烏素沙地荒漠化草原區(qū)夏季牧草的CP和CHO進(jìn)行劃分，發(fā)現(xiàn)CP與RDP，CHO與RDC均呈現(xiàn)不完全一致性，這就表明在生產(chǎn)中不可簡單的利用CP和CHO的含量來評價飼草料的品質(zhì)。

4 結(jié)論

綜上所述，毛烏素沙地荒漠化草原區(qū)主要牧草品種在夏季的營養(yǎng)價值和產(chǎn)草量均較高，而秋冬兩季營養(yǎng)價值較低，應(yīng)用CNCPS根據(jù)瘤胃降解特性、降解速率和程度，將夏季牧草的粗蛋白和碳水化合物進(jìn)行詳細(xì)劃分，能夠更精確地評定和反映飼草料的品質(zhì)，為科學(xué)種植牧草及放牧提供了理論依據(jù)。

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