5種飼草的分級指數(shù)測定與評價(jià)

成立新，楊瑞杰，格根圖，孫 林，付俊平，賈玉山

(1.內(nèi)蒙古自治區(qū)農(nóng)牧業(yè)科學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010031； 2.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)生態(tài)環(huán)境學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010019)

飼草是草食家畜飼糧的重要組成部分，生產(chǎn)高品質(zhì)的飼草是保障畜產(chǎn)品安全供給和科學(xué)緩解“人畜爭糧”矛盾的有效途徑。為了高效地生產(chǎn)和利用高品質(zhì)飼草，對飼草的品質(zhì)評價(jià)顯得尤為重要。飼草品質(zhì)的評定指標(biāo)主要包括常規(guī)營養(yǎng)成分、采食量、消化率以及評價(jià)飼草品質(zhì)的各種指數(shù)等在內(nèi)的各種指標(biāo)。常規(guī)營養(yǎng)成分只能說明飼草各種營養(yǎng)成分的含量，只有將飼草和家畜兩大因素綜合考慮才能對飼草的品質(zhì)進(jìn)行合理的評價(jià)[1]，進(jìn)而有效地利用飼草資源。盧德勛[2]首次提出的粗飼料分級指數(shù)(GI)技術(shù)體系是人們比較認(rèn)可的飼草品質(zhì)評價(jià)方法。GI綜合考慮了飼草的粗蛋白(CP)和纖維素(CEL)兩大因素，同時(shí)結(jié)合了草食家畜的生產(chǎn)性能等因素，能夠?qū)︼暡葙Y源進(jìn)行合理分級、評定，還能夠?yàn)轱暡葙Y源的組合利用提供理論依據(jù)。在生產(chǎn)實(shí)踐中，GI更通俗易懂，便于推廣，易被生產(chǎn)者接受[3]。因此，本研究通過對苜蓿、沙打旺、高丹草、狼尾草及黑麥草的常規(guī)營養(yǎng)成分、飼草代謝能(ME)及自由采食量(DMI)進(jìn)行測定，利用GI指數(shù)對5種飼草的品質(zhì)進(jìn)行科學(xué)、客觀、合理地評價(jià)，旨在為飼草科學(xué)高效利用提供可靠的技術(shù)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1試驗(yàn)材料 試驗(yàn)選用內(nèi)蒙古自治區(qū)通遼市奈曼旗初花期的“草原2號”雜花苜蓿(Medicagovariacv. caoyuan No.2)、沙打旺(Astragalusadsurgens)、高丹草(Sorghumvulgare×S.sudanese)、狼尾草(Pennisetumalopecuroides)、黑麥草(Loliumperenne)5種飼草為材料，自然風(fēng)干。

1.2試驗(yàn)測定指標(biāo) 干物質(zhì)(Dry Matter，DM)、粗蛋白(Crude Protein，CP)、粗脂肪(Ether Extract，EE)、中性洗滌纖維(Neutral Detergent Fiber，NDF)、酸性洗滌纖維(Acid Detergent Fiber，ADF)、酸洗木質(zhì)素(Acid Detergent Lignin，ADL)、粗灰分(ASH)、Ca、P、中性洗滌纖維不溶蛋白(Neutral Detergent Fiber Insoluble Protein，NDFIP)、總能(Gross Energy，GE)、代謝能(Metabolic Energy，ME)及干物質(zhì)采食量(Dry Matter Intake，DMI)。

1.3測定方法 對苜蓿、沙打旺、高丹草、狼尾草及黑麥草的常規(guī)營養(yǎng)成分即DM、CP、EE、NDF、ADF、ADL、ASH、CF、Ca、P和GE指標(biāo)的測定方法參考《飼料分析及飼料質(zhì)量檢測技術(shù)》[4]。NDFIP值分析按照Van Soest等[5]的方法進(jìn)行。利用Terry和Tilley(1963)兩級離體消化法測定飼草的體外消化率，然后經(jīng)計(jì)算模型ME/DE得出ME值[3]。選取15只體況良好的內(nèi)蒙古細(xì)毛羔羊，隨機(jī)分為5組，以試驗(yàn)材料逐步取代常規(guī)日糧，預(yù)飼期為10 d，正飼期為30 d，記錄試驗(yàn)羊的日采食量(g·d-1W0.75)。

1.4計(jì)算公式

1.4.1飼草營養(yǎng)指標(biāo)的計(jì)算

CHO(%)=1-CP-EE-ASH；

SC(%)=NDF-NDFIP；

NSC(%)=1-(NDF+CP+EE+ASH-NDFIP)；

HC(%)=NDF-ADF；

CEL(%)=ADF-ADL-ASH.

式中，CHO為飼草碳水化合物含量(%),CP為飼草粗蛋白含量(%)，EE為飼草粗脂肪含量(%)，ASH為飼草粗灰分含量(%)，SC為飼草結(jié)構(gòu)性碳水化合物含量(%)，NDF為飼草中性洗滌纖維含量(%)，NDFIP為飼草中性洗滌纖維不溶蛋白含量(%)，NSC為飼草非結(jié)構(gòu)性碳水化合物含量(%)，ADF為飼草酸性洗滌纖維含量(%)，HC為飼草半纖維素含量(%)，CEL為飼草纖維素含量(%)，ADL為飼草酸洗木質(zhì)素含量(%)。

1.4.2飼草的代謝能值(ME)的計(jì)算

IVDMD=[(M3-M1)-M2]/M0×DM×100.

式中，IVDMD為干物質(zhì)體外消化率，M0為樣品質(zhì)量(g)，M1為坩堝重(g)，M2為空白樣殘?jiān)?g)，M3為坩堝+殘?jiān)?g)，DM為飼草樣品干物質(zhì)含量(%)。

DE=GE×IVDMD;

ME=DE×0.815[6].

式中，DE為飼草消化能(MJ·kg-1)，GE為飼草總能(MJ·kg-1)，ME為飼草代謝能(MJ·kg-1)。

1.4.3飼草GI的計(jì)算

GI=(DMI×ME×CP)/NDF;

GI′=(DMI×ME×CP)/ADF;

GI″=(DMI×ME×CP)/ADL.

式中，DMI為飼草干物質(zhì)隨意采食量(kg·d-1)。

1.4.4飼草相對值(RFV)的計(jì)算

RFV=DMI×DDM/1.29.

DMI與DDM由以下預(yù)測公式計(jì)算可得：

DMI(g·d-1W0.75)=120/NDF[7];

DDM=88.9-0.779×(ADF)[7].

式中，DDM為可消化干物質(zhì)。

1.5數(shù)據(jù)處理 圖、表及數(shù)據(jù)的前期處理均采用Microsoft Excel 2003軟件，數(shù)據(jù)的方差分析利用SAS9.0(Statistical Analysis System)軟件進(jìn)行。

2 結(jié)果與分析

2.1飼草常規(guī)營養(yǎng)成分的分析比較 參考美國制定的豆科與禾本科等級劃分標(biāo)準(zhǔn)(表1)，根據(jù)5種飼草常規(guī)成分測定結(jié)果(表2)可以看出，苜蓿CP(17.10%)和ADF(31.50%)介于一級和二級豆科干草之間，NDF(40.50%)介于特級和一級豆科干草之間，其NDFIP含量較高，占CP的21.23%，SC含量較其他4種飼草偏低，總體分析可得，本試驗(yàn)所用的“草原2號”雜花苜蓿品質(zhì)屬于二級偏上水平；沙打旺CP含量為13.20%，介于豆科干草二級和三級之間，ADF(34.30%)和NDF(44.90%)都處于一級和二級之間，而且HC、CEL和CHO含量偏低，ADL含量較苜蓿偏高，較其他3種飼草偏低，總體評價(jià)認(rèn)為，沙打旺品質(zhì)屬于三級偏上水平。對于禾本科牧草來說，參照等級劃分比較，CP含量分別為高丹草(7.00%)>狼尾草(6.50%)>黑麥草(9.00%)。其中，狼尾草CP含量最低，CHO(84.50%)、ADF(46.80%)和NDF(64.60%)含量最高。綜上分析可知，由于3種禾本科牧草的CP含量較低，粗纖維含量和CHO含量較高，其品質(zhì)均屬于中等禾本科牧草。

從上述結(jié)果來看，以CP、ADF和NDF的含量進(jìn)行比較，5種飼草的品質(zhì)順序?yàn)檐俎?沙打旺>黑麥草>高丹草>狼尾草。

2.2能值的分析比較 苜蓿的GE顯著高于其他幾種飼草(P<0.05)，而黑麥草、沙打旺及高丹草間能值差異不顯著(P>0.05)，狼尾草顯著低于其他飼草。通過公式計(jì)算得出，苜蓿ME最高，其次為沙打旺、高丹草、黑麥草，最低為狼尾草(表3)。

表1 豆科牧草與禾本科牧草等級劃分標(biāo)準(zhǔn)Table1 The classification of legumes and gramineous forages

表2 5種飼草營養(yǎng)成分測定結(jié)果Table 2 Chemical compositions of five forages

造成不同飼草GE和ME測定值差異的主要原因在于IVDMD不同。苜蓿屬于優(yōu)質(zhì)豆科飼草，CP含量較高，CEL含量較低，所以其消化率比較高；對同為禾本科飼草的高丹草、狼尾草及黑麥草，狼尾草的GE含量(14.31 MJ·kg-1)顯著低于高丹草(15.16 MJ·kg-1)和黑麥草(15.87 MJ·kg-1)(表3)。這是由于狼尾草CP較低，CEL較高，造成其IVDMD低。由此可知，ME值與常規(guī)營養(yǎng)成分不同，順序?yàn)檐俎?沙打旺>高丹草>黑麥草>狼尾草。

表3 不同飼草的能值測定結(jié)果Table 3 The energy value results of 5 forages

2.3飼草自由采食量(DMI)的分析 DMI值從高到低順序?yàn)檐俎?沙打旺>黑麥草>高丹草>狼尾草。黑麥草DMI略低于兩種豆科牧草，又顯著高于高丹草和狼尾草(P<0.05)。對于比較相似的高丹草和狼尾草，兩者主要營養(yǎng)成分指標(biāo)差異不顯著，但高丹草DMI顯著高于狼尾草，這可能與飼草NDF含量有關(guān)。因?yàn)橛蒀EL、HC和ADL組成的NDF會影響CF的總體消化水平(表4)。

2.4飼草GI結(jié)果分析 采用不同CEL指標(biāo)所得的GI值對5種飼草的品質(zhì)優(yōu)劣劃分順序是一致的，即苜蓿>沙打旺>黑麥草>高丹草>狼尾草(表5)。若將苜蓿的飼草分級指數(shù)值(GI、GI′、GI″)定為100，對于以NDF劃分的GI，沙打旺、黑麥草、高丹草、狼尾草的GI相對值分別為61.41、26.09、20.11、10.33；對于以ADF劃分的GI′，沙打旺、黑麥草、高丹草、狼尾草的GI′相對值分別為62.45、34.18、24.89、10.97；對于以ADL劃分的GI″，沙打旺、黑麥草、高丹草、狼尾草的GI″相對值分別為67.70、35.89、25.94、15.25。

通過比較分析，GI、GI′、GI″的劃分結(jié)果可以看出，使用ADL為纖維素指標(biāo)得出的分級指數(shù)更接近飼草的實(shí)際品質(zhì)。

表4 5種飼草自由采食量測定結(jié)果Table 4 The dry matter intakes of 5 forages

表5 5種飼草GI值的比較Table 5 The grading index of 5 forages

2.5飼草的GI″值與RFV值分析比較 本研究在實(shí)測5種常見的飼草GI″值以及張吉鹍等[6]的研究基礎(chǔ)上，對GI″與RFV進(jìn)行了合理的比較(表6)。用實(shí)測的DMI值計(jì)算得出RFV值，采用模型計(jì)算得出可消化干物質(zhì)(表6)。

飼草品質(zhì)從高到低，按RFV的排序?yàn)檐俎?沙打旺>高丹草>黑麥草>狼尾草，而按GI″的排序?yàn)檐俎?沙打旺>黑麥草>高丹草>狼尾草。在評定飼草品質(zhì)優(yōu)劣分級時(shí)，由于RFV沒有考慮飼草的蛋白質(zhì)組分和木質(zhì)素含量，把黑麥草排在了木質(zhì)素含量較高的高丹草之后；而GI″分級則明顯地區(qū)分出了黑麥草和高丹草的品質(zhì)，這說明RFV不能對飼草品質(zhì)間細(xì)微的差別區(qū)分開來，從而會出現(xiàn)分級的“盲點(diǎn)”。

表6 飼草GI″和RFV值的比較Table 6 Comparison of GI″ with RFV

3 討論

3.1飼草評價(jià)指標(biāo)的研究 由美國飼草和草原協(xié)會(1978)所提出的RFV是當(dāng)前飼草銷售市場及飼草品質(zhì)檢測技術(shù)的重要載體。RFV以 DDM為理論依據(jù)，而該種飼草的DMI和DDM是通過實(shí)測NDF、ADF并利用一定的模型預(yù)測得到的。紅敏等[7]的采食量預(yù)測方程僅僅考慮了NDF，而沒有考慮CP對草食家畜采食量的影響。GI綜合考慮了粗飼料可利用能量、CP和DMI等指標(biāo)，更加全面、科學(xué)、合理、客觀地反映了反芻家畜營養(yǎng)利用規(guī)律與粗飼料的營養(yǎng)價(jià)值[3]。GI不僅能夠用于飼草的品質(zhì)分級、交易及評定，還可用于指導(dǎo)飼草的種植、刈割以及粗飼料科學(xué)搭配組合[8-11]。GI較RFV具有更加科學(xué)的生物學(xué)意義。

盧德勛在RFV的基礎(chǔ)上，利用優(yōu)化飼養(yǎng)設(shè)計(jì)模式的理論和系統(tǒng)動物營養(yǎng)工程提出全新飼草品質(zhì)評定指數(shù)——GI值[12]。GI值除利用能量參數(shù)外還引入了CP與DMI 等參數(shù)，首次將飼草因素(能量、蛋白、纖維物質(zhì)等)與動物因素(采食量、消化率、利用率等)有機(jī)結(jié)合，所以GI指數(shù)是一個(gè)集理論與實(shí)踐于一體的粗飼料品質(zhì)評定、分級指數(shù)。具有整體性、綜合性的特點(diǎn)。

3.2飼草科學(xué)搭配和優(yōu)化組合的篩選 目前，由于對飼草品質(zhì)的評價(jià)缺乏科學(xué)合理的分級、評定技術(shù)，仍然普遍存在著對飼草的不合理利用和浪費(fèi)現(xiàn)象，導(dǎo)致飼草料間營養(yǎng)互作的效應(yīng)無法進(jìn)行正確合理搭配利用。更嚴(yán)重的是，對草食家畜的飼養(yǎng)成本大幅度增加[13]。而GI指數(shù)綜合考慮了粗蛋白和能量兩大因素，并創(chuàng)造性地引入了難以被草食家畜消化利用的ADL，結(jié)合家畜的實(shí)際采食量，對飼草品質(zhì)進(jìn)行合理評價(jià)，根據(jù)飼草成本和GI值對飼草進(jìn)行科學(xué)組合，得出優(yōu)化的混合飼草組合[13-14]。優(yōu)化后的飼草組合不僅可降低飼養(yǎng)成本，調(diào)配草食家畜的營養(yǎng)需求，還可以有效提高家畜的整體生產(chǎn)性能，最終達(dá)到提高畜產(chǎn)品品質(zhì)，保證食品安全的目的。

本研究根據(jù)所選5種飼草的實(shí)際狀況，計(jì)算出5種飼草的GI值，從而進(jìn)行品質(zhì)評價(jià)。此外，通過飼草的GI值可因地制宜地選擇不同飼草原料進(jìn)行合理搭配和組合，提高飼草利用效率。同時(shí)還可充分利用當(dāng)?shù)刎S富的飼草、工農(nóng)業(yè)副產(chǎn)品，降低日糧成本，減少不必要的浪費(fèi)。

4 結(jié)論

從常規(guī)營養(yǎng)成分分析、飼草代謝能(ME)及自由采食量(DMI)結(jié)果綜合分析來看，試驗(yàn)所用5種材料品質(zhì)排列順序?yàn)檐俎?沙打旺>黑麥草>高丹草>狼尾草。

通過比較分析GI、GI′、GI″的劃分結(jié)果可以看出，使用ADL為纖維素指標(biāo)得出的飼草分級指數(shù)更為科學(xué)合理，符合實(shí)際飼養(yǎng)情況。

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