應(yīng)用體外消化法評(píng)定不同生育期麥類作物營(yíng)養(yǎng)價(jià)值

王　莉，宋天增，Michael Friend，John Wilkins，John Piltz

（1.西藏自治區(qū)農(nóng)牧科學(xué)院畜牧獸醫(yī)研究所，拉薩850000；2.查爾斯特大學(xué)動(dòng)物與獸醫(yī)學(xué)院；3.新南威爾士州初級(jí)產(chǎn)業(yè)部瓦嘎瓦嘎農(nóng)業(yè)研究所）

應(yīng)用體外消化法評(píng)定不同生育期麥類作物營(yíng)養(yǎng)價(jià)值

王莉1，宋天增1，Michael Friend2，John Wilkins3，John Piltz3

（1.西藏自治區(qū)農(nóng)牧科學(xué)院畜牧獸醫(yī)研究所，拉薩850000；2.查爾斯特大學(xué)動(dòng)物與獸醫(yī)學(xué)院；3.新南威爾士州初級(jí)產(chǎn)業(yè)部瓦嘎瓦嘎農(nóng)業(yè)研究所）

試驗(yàn)旨在探討澳大利亞東南部瑪瑞達(dá)令河沿岸平原地區(qū)小麥、青稞和燕麥這3種主要冬季麥類作物在不同生育期的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值變化規(guī)律。通過近紅外光譜分析法測(cè)定這3種麥類作物在拔節(jié)期、揚(yáng)花期和灌漿期的主要營(yíng)養(yǎng)成分和體外消化率。結(jié)果表明：生長(zhǎng)期對(duì)麥類作物的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值有顯著影響；拔節(jié)期的CP含量、DMD、OMD顯著高于揚(yáng)花期（P＜0.05）和灌漿期（P＜0.05）；而拔節(jié)期的NDF和ADF含量雖然與揚(yáng)花期和灌漿期無顯著差異（P＞0.05），但還是比后者含量要低。綜上所述，拔節(jié)期的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高于揚(yáng)花期和灌漿期，建議作為飼草種植的冬播麥類作物的收獲期以拔節(jié)期為宜。

體外消化法；生育期；麥類作物；營(yíng)養(yǎng)價(jià)值

冬播麥類作物在旱季飼草短缺時(shí)作為一種很好的放牧飼草來維持家畜的基本需要，在澳大利亞南部是很普遍的現(xiàn)象［1］。因?yàn)辂滎愖魑镌诙静粌H生長(zhǎng)快，承載能力強(qiáng)，且有很好的適應(yīng)性。另外，麥類作物正越來越多地被制作成干草或青貯以飼喂家畜。

青稞、小麥和燕麥?zhǔn)亲鳛轱暡菅芯康闹饕滎愖魑?。一般來說，所有品種的消化率都隨生育期的延長(zhǎng)而下降［2］。很多國(guó)家對(duì)此已經(jīng)做了很多研究，但是澳大利亞在這方面的研究還不是很深入，成果也很少，尤其對(duì)冬播麥類作物的研究更少。因此，本試驗(yàn)選定冬播青稞、小麥和燕麥作為研究對(duì)象，評(píng)估其在不同生育期的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，是很有必要的，可以為澳大利亞冬播麥類作物營(yíng)養(yǎng)研究提供參考數(shù)據(jù)。另外，由于澳大利亞緯度較低，氣候溫暖，整體氣候條件與我國(guó)華北地區(qū)比較類似，因此，本研究對(duì)我國(guó)華北地區(qū)冬播麥類飼草的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值研究也有重要借鑒意義。近紅外光譜分析法是近年來發(fā)展較快較領(lǐng)先的一種飼料養(yǎng)分分析方法，該方法具有快速、準(zhǔn)確、無污染、無需稱量等優(yōu)點(diǎn)，但是目前在我國(guó)尚未得到廣泛應(yīng)用。

1　材料與方法

1.1試驗(yàn)材料及處理方法

試驗(yàn)選用澳大利亞WaggaWagga農(nóng)業(yè)研究所于2008年在Craboon（32.04°S，149.48°E，新南威爾士州）種植的3種麥類作物：小麥（Triticum aestivum）、青稞（Hordeum vulgare）和燕麥（Avena sativa）作為研究對(duì)象，且每個(gè)品種包括了2～3個(gè)不同的品系。其中小麥品系包括Amarok、Wedgetail和Whistler；青稞品系包括Urambie和Yambla;燕麥品系包括Bimbil、Eurabbie和Genie。所有品系均按生長(zhǎng)期（拔節(jié)期——130 d、揚(yáng)花期——150 d、灌漿期——170 d）收割并每個(gè)生長(zhǎng)期設(shè)3個(gè)重復(fù)，共收集樣品72份。

所有樣品被收割后，經(jīng)稱鮮重，80°C干燥24 h，5 mm孔徑研磨（Retsch?SM100，德國(guó)），1 mm孔徑研磨后（Perten?Laboratorymill 3100,瑞士），于自封袋中室溫密閉保存。

1.2試驗(yàn)方法及測(cè)定指標(biāo)

本研究取樣大約150 g，先經(jīng)80℃干燥24 h測(cè)定樣品的干物質(zhì)含量；然后所有其他指標(biāo)均采用近紅外光譜分析（NIR）方法由Bruker多功能分析儀（MPA，Bruker Optik GmbH，Ettlingen，德國(guó)）和OPUS軟件（5.1版）測(cè)定，并根據(jù)澳大利亞新南威爾士州工業(yè)與投資部食品安全協(xié)會(huì)（Industry&Investment NSW Feed Quality Service，I&I NSWFQS）制定的標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行校對(duì)。

本試驗(yàn)測(cè)定的指標(biāo)主要是：中性洗滌纖維（NDF）、酸性洗滌纖維（ADF）、半纖維素（HC）、中性洗滌可溶物（NDS）、粗蛋白（CP）、干物質(zhì)消化率（DMD）、有機(jī)物消化率（OMD）和可消化有機(jī)物占干物質(zhì)的比重（DOMD）。

1.3統(tǒng)計(jì)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)應(yīng)用SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行單因素方差分析（One-way ANOVA），差異顯著性采用Duncan氏法進(jìn)行多重比較。

2　結(jié)果與分析

2.1不同生育期營(yíng)養(yǎng)成分分析

本試驗(yàn)所測(cè)定的不同生育期麥類飼草主要營(yíng)養(yǎng)成分如表1所示。小麥不同生育期CP含量均差異顯著（P＜0.05），且呈急劇下降趨勢(shì)。青稞拔節(jié)期與揚(yáng)花期、灌漿期間均差異顯著（P＜0.05），而揚(yáng)花期與灌漿期間無顯著差異（P＞0.05）。燕麥CP含量的變化趨勢(shì)與青稞基本相同。在拔節(jié)期，青稞與小麥差異顯著（P＜0.05），與燕麥差異不顯著（P＞0.05）。在所測(cè)定的3種麥類作物中，小麥的CP含量在整個(gè)生長(zhǎng)周期均高于其他兩種作物。

表1　不同生育期麥類牧草營(yíng)養(yǎng)成分含量%

小麥拔節(jié)期與揚(yáng)花期、灌漿期間的NDF含量差異顯著（P＜0.05），但揚(yáng)花期與灌漿期間無明顯差異（P＞0.05）。青稞與燕麥的NDF含量先增后減，但不同生育期之間差異不顯著（P＞0.05）。對(duì)于相同生育期，3種麥類作物的NDF含量沒有表現(xiàn)出明顯差異（P＞0.05），只是青稞和燕麥NDF含量在揚(yáng)花期略高于灌漿期。ADF含量的變化在各品種間也不盡相同，但總體變化規(guī)律與NDF相似。

2.2不同生育期體外消化率的變化規(guī)律

本試驗(yàn)所測(cè)定的不同生育期麥類飼草體外消化率如表2所示。就干物質(zhì)消化率（DMD）來說，3種作物具有基本一致的變化規(guī)律，即：拔節(jié)期與揚(yáng)花期、灌漿期間均差異顯著（P＜0.05），且拔節(jié)期的體外消化率明顯高于揚(yáng)花期和灌漿期；而揚(yáng)花期與灌漿期間無顯著性差異（P＞0.05）。3種作物之間比較，拔節(jié)期、揚(yáng)花期的DMD在種間無顯著差異（P＞0.05）；但是燕麥灌漿期的DMD明顯低于小麥和青稞。有機(jī)物消化率（OMD）3種作物也具有基本相同的變化規(guī)律，不同的是小麥和青稞灌漿期的OMD略高于揚(yáng)花期，但是差異不顯著（P＞0.05）。

對(duì)于可消化有機(jī)物占干物質(zhì)的比重（DOMD）來說，小麥和青稞在拔節(jié)期、揚(yáng)花期和開花期都無顯著差異（P＞0.05），而燕麥拔節(jié)期的DOMD明顯高于揚(yáng)花期和灌漿期。3種作物之間比較，相同生長(zhǎng)期在種間無顯著差異（P＞0.05）。

表2　不同生育期麥類牧草體外消化率%

3　討論

3.1生育期對(duì)麥類作物中營(yíng)養(yǎng)成分的影響

營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的高低是評(píng)價(jià)牧草和作物秸稈是否優(yōu)良的重要指標(biāo)，主要取決于所含營(yíng)養(yǎng)成分的種類和數(shù)量。從營(yíng)養(yǎng)價(jià)值來看，粗蛋白是動(dòng)物必不可少的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，是家畜蛋白質(zhì)需求的主要來源；粗纖維是熱能的主要來源，具有芳香氣味，對(duì)牧草適口性具有重要影響，纖維含量主要通過中性和酸性洗滌纖維來衡量，主要影響消化率、適口性和采食量。

很多研究者發(fā)現(xiàn)，麥類作物中的粗蛋白含量會(huì)隨生育期逐漸下降［3-5］，這與本試驗(yàn)的結(jié)果一致。本試驗(yàn)的結(jié)果顯示，生育期對(duì)各種麥類作物纖維成分的影響不顯著，整體變化趨勢(shì)為先增（拔節(jié)期至揚(yáng)花期）后減（揚(yáng)花期至灌漿期）。這個(gè)結(jié)果與之前的研究結(jié)果類似，如Smith［4］、Polan等［5］和Delogu等［6］都曾先后在其試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)類似規(guī)律。

麥類作物的纖維素含量從拔節(jié)期至揚(yáng)花期呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，最可能的原因是隨著生育期的發(fā)展，莖葉比例有了大幅度的提高［7］。一般來說，由于莖、葉組織中細(xì)胞壁成分的差別，農(nóng)作物莖中的纖維素含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過葉子中纖維素的含量。具體來說，莖中大部分的細(xì)胞為次生細(xì)胞壁，而這也意味著會(huì)有更多纖維堆積；葉中的細(xì)胞則多數(shù)為初生細(xì)胞壁，其中纖維素含量很少［8］。

纖維素含量從揚(yáng)花期至灌漿期出現(xiàn)下降趨勢(shì)，主要原因是隨著麥類作物的抽穗和灌漿，植物淀粉開始在這一時(shí)期合成。雖然作物莖葉中的纖維含量在這一時(shí)期仍在上升，但是由于莖葉在這個(gè)作物中所占的比例大幅下降，所以纖維素含量整體呈下降趨勢(shì)。

3.2生育期對(duì)麥類作物體外消化率的影響

消化率是評(píng)價(jià)飼草營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的另一個(gè)重要指標(biāo)，它直接體現(xiàn)飼草的營(yíng)養(yǎng)成分和家畜利用率之間的關(guān)系。本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，麥類作物的體外消化率在拔節(jié)期最高，而在揚(yáng)花期和灌漿期基本維持不變，且相同生育期的不同麥類作物間的體外消化率無顯著差異。這一結(jié)果與本試驗(yàn)對(duì)麥類作物營(yíng)養(yǎng)成分的分析相對(duì)應(yīng)，也與很多其他研究結(jié)論一致。研究發(fā)現(xiàn)，雖然干物質(zhì)含量會(huì)隨作物生育期的延長(zhǎng)而大幅提高，但與此同時(shí)，粗蛋白含量會(huì)急劇下降，而粗纖維含量卻大幅上升。因此，大多數(shù)學(xué)者認(rèn)為，無論是考慮適口性還是消化率，麥類作物作為飼草提供給家畜時(shí)，其收獲期都不宜太遲，最好不要晚于灌漿期。

4　結(jié)論

本試驗(yàn)結(jié)果表明：生長(zhǎng)期對(duì)麥類作物的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值有顯著影響；拔節(jié)期的CP含量、DMD、OMD顯著高于揚(yáng)花期和灌漿期；而拔節(jié)期的NDF和ADF含量雖然與揚(yáng)花期和灌漿期無顯著差異，但還是比后者含量要低。綜上所述，拔節(jié)期的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高于揚(yáng)花期和灌漿期，建議作為飼草種植的冬播麥類作物的收獲期以拔節(jié)期為宜。

本試驗(yàn)由于每個(gè)作物都包括了不同品系，而試驗(yàn)對(duì)于品系對(duì)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的影響未做分析，因此較難對(duì)不同作物在相同生育期的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值進(jìn)行準(zhǔn)確比較。但在本試驗(yàn)條件下的研究結(jié)果顯示，小麥的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值在拔節(jié)期優(yōu)于青稞和燕麥。

［1］Fisher l J，F(xiàn)owler D B.Predicted forage value of whole plant cereals［J］.Canadian Journal ofPlant Science,1975，55：975-986.

［2］ Helsel Z R，Thomas J W.Small grains for forage［J］.Journal of Dairy Science，1987，70：2330-2338.

［3］ Brundage A L，Taylor R L，Burton V L.Relative yields and nutritive values of barley，oats，and peas harvested at four successive dates for forage［J］.Journal ofDairyScience,1979，62：740-745.

［4］Smith D.Yield and chemical composition of oats for forage with advance in maturity［J］.AgronomyJournal,1960，52：637-639.

［5］ Polan C E，Starling T M，Huber J T，et al.Yields，compositions，and nutritive evaluation of barley silages at three stages of maturity for lactatingcows［J］.Journal ofDairyScience，1968，51：1801-1805.

［6］Delogu G，F(xiàn)accini N，F(xiàn)accioli P，et al.Dry matter yield and quality evaluation at two phenological stages of forage triticale grown in the Po Valley and Sardinia，Italy［J］.Field Crops Research，2002，74：207-215.

［7］ Walker DW，West CP，Bacon R K，et al.Changes in forage yield and composition of wheat and wheat-ryegrass mixtures with maturity［J］. Journal ofDairyScience,1990，73：1296-1303.

［8］ JungH G，Allen MS.Characteristics of plant cell walls affectingintake and digestibilityofforages byruminants［J］.Journal ofAnimal Science，1995，73：2774-2790.

Evaluation on the Nutrition Value of Cereal Forages at Different Growth Stage with Near Infrared Spectroscopy

WangLi1，SongTianzeng1，Michael Friend2，et al
（1.Institute ofAnimal Science，Tibet AcademyofAgricultural and Animal HusbandryScience，Lhasa 850009，China；2.Animal and VeterinaryScience School，Charles Sturt University，Australia）

This experiment was todiscuss the changingrules ofnutriments at different growth stage ofthree main winter cereal forages（wheat/barley/oats）planted in the plain region along the Marry-Darling river，southwest of Australia.The main nutriments and the in vitro digestibilityofthe three cereal forages at boot，anthesis and milk stage were tested with Near Infrared Spectroscopy（NIS）.The results showed as following：Growth stage affected the contents ofCP/NDF/ADF and in vitro digestibilitysignificantly；the values of CP/DMD/OMD in boot stage were higher than those in anthesis and milk stages significantly；NDF and ADF in boot stage were less than those in anthesis and milk stages，but no significant difference.Overall，for these three kinds of cereal forages，the nutrition value at boot stage was higher than those at anthesis and milk stages，therefore，the experiment suggested that the best harvest stage was at boot ifwinter cereal forage was planted as fodder.

in vitro digestibilitymethod；growth stage；gereal forage；nutrition value

S816.15

A

2095-3887（2015）01-0032-03

10.3969/j.issn.2095-3887.2015.01.010

2014-10-31

John Allwright Fellowship supported byAustralian Center for International Agricultural Research

王莉（1983-），女，碩士，主要從事反芻動(dòng)物（奶牛）改良與營(yíng)養(yǎng)研究。