巨型稻與超級稻秸稈營養(yǎng)成分及飼用價值

崔延春，王曼玲，吳端欽，夏新界

(1.中國科學院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所 亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)過程重點實驗室，湖南 長沙 410125；2.中國農(nóng)業(yè)科學院麻類研究所，湖南 長沙 410205)

水稻(Oryzasativa)作為我國三大糧食作物之一，種植面積約占全球的19%[1]。因此，水稻的大面積種植不但保障了糧食的產(chǎn)量，也產(chǎn)生了大量的稻草秸稈。目前，我國對稻草秸稈大部分處理是將稻草秸稈作為肥料還田和生活燃料，也有一定量的稻草被人們直接在田里燃燒還田，而作為飼料用僅占16.2%[2]。稻草不論是作為生活燃料，還是直接在田里焚燒，甚至被人們隨便遺棄處理，不僅造成資源浪費，而且對環(huán)境產(chǎn)生嚴重的污染。將稻草作為草食動物的飼料，尤其是將稻草與其他優(yōu)質牧草組合[3]，或者對稻草進行青貯處理[4-5]，改善其飼用品質，提高動物對稻草的消化利用率等，不但可以保障動物飼料的供應，也可以增加企業(yè)的經(jīng)濟效益[6]。2017年10月，中國科學院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所高產(chǎn)優(yōu)質巨型水稻攻關項目取得重大突破，與傳統(tǒng)水稻相比，巨型稻秸稈高、分蘗數(shù)更多、穗長粒多，株高最高可達2.23 m，因此，巨型稻的秸稈生物量較普通品種的也更高，有作為畜禽飼料資源的潛力。然而，目前對巨型稻秸稈的營養(yǎng)成分及飼用價值的分析研究還是一片空白，不利于將來對巨型水稻秸稈的飼料化應用。為此，本研究對巨型稻秸稈進行營養(yǎng)成分測定分析，評價其飼用價值，以期為其作為草食動物的飼料開發(fā)利用提供理論基礎。

1 材料與方法

1.1 試驗材料及制備

2017年10月，采集中國科學院亞熱帶生態(tài)研究所金井試驗基地的巨型稻品種巨豐5號和豐超6號，兩個巨型稻品種為同一父本，但是母本不同。同時，采集了試驗基地中已被推廣種植的超級雜交稻Y兩優(yōu)1號。每種水稻品種隨機取30株，分別測定株高，計其平均值。樣品采集后，粉碎，于65 ℃條件下干燥至恒重，室內(nèi)回潮24 h，制成風干樣品，粉碎，保存于封口袋中備實驗室分析。

1.2 樣品分析

干物質(dry matter，DM)、粗蛋白質(crude protein，CP)、粗脂肪( crude fat EE)、粗灰分( crude ash，Ash)、粗纖維(crude fibre，CF)、中性洗滌纖維(neutral detergent fiber，NDF)及酸性洗滌纖維(acid detergent fiber，ADF)等按照飼料常規(guī)分析方法進行測定[7]，總能(GE)利用全自動氧彈式量熱儀(湖南開元儀器有限公司)進行測定，樣品中氨基酸的含量采用Pico-Tag法全自動氨基酸分析儀(Waters公司，美國)測定。

1.3 飼用價值指標計算

相對飼用價值(relative feed value，RFV)采用美國牧草草地理事會飼草分析小組委員會提出的粗飼料相對值[8]，進行比較飼草的飼用品質和預期采食量：

RFV=DMI×DDM/1.29(以綿羊為動物基礎)；

DMI=120/NDF；

DDM=88.9-0.779×ADF。

式中：DMI(dry matter intake)為粗飼料干物質采食量，單位為占體重的百分比；DDM(digestible dry matter)為可消化的干物質，單位為占干物質的百分比；NDF為飼草中性洗滌纖維含量，ADF為飼草酸性洗滌纖維含量。

有機物質消化率(organic matter digestibility,OMD)根據(jù)經(jīng)驗公式Y+123.506 8-2.279X(以綿羊為動物基礎)計算[9]。式中：Y為有機物質消化率，X為粗纖維含量。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計

利用Microsoft Excel 2013軟件進行數(shù)據(jù)的錄入處理。采用SPSS 21.0軟件進行單因素方差分析，Duncan氏法多重比較進行組間差異顯著性檢驗，顯著性定為P<0.05，結果以平均值±標準誤表示。

2 結果

2.1 基本農(nóng)藝性狀及營養(yǎng)成分

巨豐5號和豐超6號的株高均顯著高于Y兩優(yōu)1號(P<0.05)。巨豐5號的株高達2.06 m，比Y兩優(yōu)1號高57.25%；豐超6號的株高為1.69 m，比Y兩優(yōu)1號高29.01%。就分蘗數(shù)來說，3個樣品之間無顯著差異(P>0.05)。巨豐5號與豐超6號的鮮重均顯著高于Y兩優(yōu)1號(P<0.05)。巨豐5號與豐超6號的單株鮮重高達1 533.33和1 205.00 g，是Y兩優(yōu)1號單株鮮重的2.74與2.15倍(表1)。

3個樣品的常規(guī)營養(yǎng)成分含量顯示(表2)，其粗蛋白質、粗脂肪及總能值無顯著差異(P>0.05)。巨豐5號的干物質含量最高，達到21.43%，比豐超6號高約24.83%，二者間差異顯著(P<0.05)；比Y兩優(yōu)1號高約14.23%，二者間無顯著差異(P>0.05)。豐超6號與Y兩優(yōu)1號的粗灰分含量無顯著差異(P>0.05)，但顯著高于巨豐5號(P<0.05)。豐超6號的粗蛋白含量最高，達7.21%，比Y兩優(yōu)1號高約9.24%。巨豐5號與豐超6號的粗纖維和中性洗滌纖維的含量均顯著高于Y兩優(yōu)1號(P<0.05)，且豐超6號的酸性洗滌纖維含量顯著高于巨豐5號和Y兩優(yōu)1號，后兩者之間的酸性洗滌纖維含量無顯著差異(P>0.05)。

表1 巨型稻與超級稻的基本農(nóng)藝性狀Table 1 Basic agronomic characteristics of giant rice and super hybrid rice

同行不同字母表示品種間顯著差異(P<0.05)。下同。

Different lowercase letters indicate significant differences between different varieties at the 0.05 level; similarly for the following tables.

表2 巨型稻與超級稻秸稈常規(guī)營養(yǎng)成分含量Table 2 Typical nutrient composition of the straw of giant rice and super hybrid rice

2.2 氨基酸組成

3個不同品種稻草秸稈中的氨基酸組成顯示(表3)，必需氨基酸含量3個樣品間均無顯著差異(P>0.05)；而且就必需氨基酸總量的均值而言，豐超6號中的含量比巨豐5號高14.58%，比Y兩優(yōu)1號高20.70%，巨豐5號比Y兩優(yōu)1號高7.72%，但是三者之間仍無顯著差異(P>0.05)。3個稻草秸稈中的非必需氨基酸總量最高為豐超6號(2.92%)，分別高于巨豐5號和Y兩優(yōu)1號10.96%和18.49%，巨豐5號比Y兩優(yōu)1號高10.96%，但是三者之間并無顯著差異(P>0.05)。

2.3 飼用價值分析

分析表明(表4)，Y兩優(yōu)1號的DMI、RFV和OMD較高，且顯著高于巨豐5號和豐超6號(P<0.05)，而巨豐5號的DMI、DDM、RFV和OMD又顯著高于豐超6號(P<0.05)。

3 討論與結論

3.1 3個稻草秸稈的基本農(nóng)藝性狀及營養(yǎng)成分分析

目前，常見大面積推廣的水稻株高一般不是太高，因為水稻如果株高過高，更容易倒伏。對廣東省種植面積較廣的5個水稻品種的研究發(fā)現(xiàn)，5個水稻品種株高為80.91～120.28 cm，分蘗數(shù)為8～11個[10]。本研究中的巨型稻株高盡管高達2.06 m， 但抗倒能力強，與Y兩優(yōu)1號相比，巨型稻中粗纖維、中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維的含量較高，同時巨型稻分蘗數(shù)較多，莖稈較粗，秸稈生物產(chǎn)量較高，因此，巨型稻的抗倒伏能力強。這些優(yōu)異的農(nóng)藝性狀不但提高了稻谷產(chǎn)量，同時也增加了稻草秸稈的生物量，可以為草食畜牧業(yè)提供大量的粗飼料。

表3 巨型稻和超級稻秸稈氨基酸含量 Table 3 Amino acid content of the straw of giant rice and super hybrid rice %

“-”表示檢測值太低,可忽略。

“-”, The detection values are too low to be statistically analyzed.

表4 巨型稻和超級稻秸稈的飼用價值評定Table 4 Evaluation of feed value of the straw of giant rice and super hybrid rice

稻草作為一種秸稈飼料，其品質不高，具有蛋白含量低、粗纖維含量高等特點[11]。對江蘇地區(qū)9個常用水稻品種飼用品質的研究發(fā)現(xiàn)，干物質蛋白含量最低的為5.35%，最高的為6.89%[12]。陳明霞等[10]分析5個水稻品種發(fā)現(xiàn)，干物質蛋白含量為4.93%～6.37%，粗纖維含量為28.59%～32.49%。韓肖敏等[13]發(fā)現(xiàn)，稻草秸稈中蛋白質含量為6.13%，中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量分別為68.95%和39.27%。本研究中，巨型稻豐超6號秸稈中粗蛋白質含量高達7.21%，明顯高于其他研究中水稻品種中的含量，這可能與其采樣時莖稈和葉片仍是綠色，而對照Y兩優(yōu)1號已經(jīng)干枯，蛋白降解有關。因此，巨型稻品種不但可以提供較高生物量，而且其蛋白質畝產(chǎn)量也較高，有利于其飼料化。

3.2 3個稻草秸稈的氨基酸組成分析

粗蛋白含量是反映飼草營養(yǎng)價值的重要指標之一，而蛋白質的營養(yǎng)價值與其氨基酸組成密切相關，特別是必需氨基酸的含量和比例[14]。本研究測定的巨型稻品種的總必需氨基酸含量和總非必需氨基酸含量均高于超級稻，表明巨型稻品種累計氨基酸的能力較強，可以為動物提供較優(yōu)質的蛋白。對常用的幾種粗飼料營養(yǎng)成分分析發(fā)現(xiàn)，不同粗飼料中必需氨基酸含量差異較大，含量最低的為稻草[15]。

必需氨基酸是動物自身不能合成，但是又是構成機體蛋白質骨架所必需的營養(yǎng)物質，必須由飼料提供。已有研究報道，奶牛[16]和斷奶湖羊羔羊[17]的第一和第二限制性氨基酸均為賴氨酸和蛋氨酸；內(nèi)蒙古絨山羊生絨的限制性氨基酸為蛋氨酸和組氨酸[18]。本研究中，巨豐5號中賴氨酸含量高，豐超6號中蛋氨酸和組氨酸含量高，品質較好。

3.3 3個稻草秸稈的飼用價值分析

粗飼料在畜牧業(yè)中應用，首先需要科學地對粗飼料的營養(yǎng)價值進行評定分析。RFV是粗飼料中ADF和NDF的綜合反映，是評價粗飼料的一項重要指標，RFV值大于100，表明該粗飼料營養(yǎng)價值整體較好，且RFV數(shù)值越大說明該粗飼料的營養(yǎng)價值越高[19]。張雷等[20]以RFV為評定指標對牛鞭草(Hemarthriaaltissima)、黑麥草(Loliumperenne)、玉米(Zeamays)秸稈、甘薯(Dioscoreaesculenta)蔓及稻草5 種粗飼料進行營養(yǎng)價值評價分析，發(fā)現(xiàn)稻草的飼用價值較低，為68.83，與玉米秸稈飼用價值差不多。同樣，陳艷等[15]研究也發(fā)現(xiàn)，稻草的RFV為68左右。本研究中，3個水稻品種的RFV均高于上述的研究結果，巨豐5號與豐超6號的RFV都低于Y兩優(yōu) 1號，可能與這兩個品種含有較高的中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維有關。OMD是飼料中粗纖維的反映，飼料OMD越高，說明被消化利用的特性越好。本研究中，Y兩優(yōu)1號的飼用價值接近100，且OMD值也顯著高于巨型稻品種。因此，如果將巨型稻飼料化利用的話，可以采取一定的技術或方法對其進行改善品質，提高其飼用價值。

4 結論

巨型稻品種的生物量顯著高于超級稻，且與超級稻Y兩優(yōu) 1號的蛋白質含量無顯著差異(P>0.05)；巨型稻品種的總氨基酸、賴氨酸及蛋氨酸的含量均高于超級稻Y兩優(yōu) 1號；巨型稻品種的相對飼用價值及有機物消化率的估測值均低于超級稻Y兩優(yōu) 1號。本研究結果將為巨型稻飼料化在動物營養(yǎng)中應用提供初步的數(shù)據(jù)支持。