應用體外產(chǎn)氣和體外消化法評定國外大葉型白三葉營養(yǎng)價值

■王紅梅 王仲良

(1.寧夏大學動物科學系，寧夏銀川 750021；2.平羅縣畜牧局，寧夏石嘴山 753400)

牧草營養(yǎng)價值評定是引種的重要參照指標之一，也是反芻動物飼料評價的重要參考。目前，體內(nèi)法(in vivo)、半體內(nèi)法(in situ)和體外法(in vitro)等用于反芻動物飼草營養(yǎng)價值評定。Menke等最早提出體外產(chǎn)氣法，其理論依據(jù)是將待測樣品置于瘤胃液中進行培養(yǎng)，其CO2和CH4產(chǎn)氣量與體內(nèi)消化率測定值之間存在高相關(guān)性。由于操作方法易掌握、測定數(shù)據(jù)重復性好、較真實地模擬飼料在瘤胃內(nèi)的消化狀況等優(yōu)勢，體外產(chǎn)氣法已被廣泛應用于牧草營養(yǎng)價值評定。白三葉（Trifolium repens）又名匍匐三葉草、白車軸草等，是多年生豆科牧草，屬可再生蛋白植物資源。白三葉最早于16世紀中后期在荷蘭栽培，后傳入美國、英國及新西蘭等國。我國自20世紀初引種以來，白三葉種植已遍布全國，是南方地區(qū)的當家豆科牧草之一。本研究團隊先前已對國內(nèi)主要白三葉品種進行了營養(yǎng)價值評定，而關(guān)于國外白三葉品種營養(yǎng)價值評定的研究鮮有報道。本試驗旨在結(jié)合體外產(chǎn)氣與活體外消化率法評定國外7個大葉型白三葉品種的營養(yǎng)價值，為國外大葉型白三葉品種引進及在草食動物生產(chǎn)中的利用提供參考和依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

選取7個白三葉引進栽培品種，均為大葉型，具體見表1。點播，種子未進行根瘤菌接種，有機肥拌土覆種1 cm，播后澆水，并進行正常的田間管理。于次年5月下旬（盛花期）采集7個品種地上整株（留茬1 cm）樣品各300 g，盛花期以平均70%植株開花為準。白三葉樣品置于取樣袋中，65℃烘干48 h，測定各樣品鮮樣重和干物質(zhì)含量，粉碎過篩(1 mm），按四分法取樣。

表1 試驗白三葉品種名稱及來源

1.2 試驗方法

1.2.1 營養(yǎng)成分測定

牧草干物質(zhì)（DM）、粗蛋白（CP）、中性洗滌纖維（NDF）和酸性洗滌纖維（ADF）含量按常規(guī)方法測定。半纖維素（HC）=NDF-ADF，中性洗滌可溶物（NDS）=100-NDF，營養(yǎng)成分含量以質(zhì)量分數(shù)表示（%）。

1.2.2DMD、NDFD和ADFD的測定

測定根據(jù)Tilly等的兩階段法進行。首先在厭氧的條件下，用瘤胃液的稀釋液(瘤胃液∶緩沖液=1∶2)消化定量的樣品48 h，然后用胃蛋白酶在酸性條件下再消化48 h。瘤胃液采自飼喂精粗比為40∶60試驗日糧的安裝有永久性瘤胃瘺管的西門塔爾×冀南雜交一代閹牛。

1.2.3 活體外發(fā)酵產(chǎn)氣量的測定

測定按Menke等的方法進行。在39℃厭氧條件下，將200 mg待測樣品DM放入特制的100 ml玻璃注射器（德國制造）中，用30 ml經(jīng)稀釋后的瘤胃液消化，記錄72 h內(nèi)25個時間點的產(chǎn)氣量。每個培養(yǎng)設(shè)3個重復。

采用模型y=B（1-e-c(t-lag)）計算動態(tài)消化產(chǎn)氣參數(shù)。

式中：y——t時間點200 mg底物DM的產(chǎn)氣量(ml)；

B——200 mg底物DM理論最大產(chǎn)氣量(ml)；

c——樣本的產(chǎn)氣速度(h-1)；

t——活體外培養(yǎng)時間(h)；

lag——產(chǎn)氣延滯期(h)。

1.2.4 統(tǒng)計分析

采用SAS統(tǒng)計分析軟件中的廣義線性模型（GLM）進行單因子方差分析和Duncan's法多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 國外不同白三葉品種主要營養(yǎng)成分含量(見表2)

由表2可知，不同白三葉品種間CP含量存在差異，克羅迪克CP含量顯著或極顯著高于其它品種（P＜0.05、P＜0.01），考拉CP含量次之，顯著或極顯著高于除克羅迪克外其它品種（P＜0.05、P＜0.01），蘇斯和凱雷娜CP含量相近，顯著或極顯著高于巴杰、胡依阿和酷普（P＜0.05、P＜0.01），后三者之間CP含量差異不顯著（P＞0.05）；胡依阿NDF含量最高（44.42%），與巴杰NDF含量差異不顯著（P＞0.05），考拉NDF含量最低（38.01%），與克羅迪克、酷普和蘇斯間差異不顯著（P＞0.05），但顯著低于凱雷娜（P＜0.05），極顯著低于胡依阿（P＜0.01）；考拉ADF含量最低，為15.31%，胡依阿是其1.22倍。NDS的含量以考拉最高，其次為克羅迪克、酷普、蘇斯，含量最低的為胡依阿。

表2 國外不同品種白三葉盛花期營養(yǎng)成分含量(%)

2.2 國外不同白三葉品種養(yǎng)分體外消化率（見表3）

由表3可知，考拉DMD最高，達到了84.21%，與克羅迪克、蘇斯和凱雷娜差異不顯著（P＞0.05），但顯著高于其它品種(P＜0.05)；從NDFD和ADFD這2項指標來看，不同品種之間差異明顯，NDFD以考拉最高，其次為克羅迪克和蘇斯，酷普最低；胡依阿ADFD最低，為13.27%，極顯著低于克羅迪克(P＜0.01)，顯著低于考拉和蘇斯(P＜0.05)，與其它品種差異不顯著(P＞0.05)。

2.3 體外產(chǎn)氣動態(tài)參數(shù)變化規(guī)律（見表4及圖1）

表3 國外不同品種白三葉盛花期養(yǎng)分活體外消化率(%)

表4 不同生育期禾本科牧草體外階段產(chǎn)氣量和產(chǎn)氣動態(tài)參數(shù)

圖1 瘤胃微生物對不同白三葉體外發(fā)酵產(chǎn)氣量的動態(tài)變化

由表4可知，培養(yǎng)24 h時，克羅迪克產(chǎn)氣量最高，考拉次之，胡依阿產(chǎn)氣量最低，其他介于考拉與胡依阿之間，這種產(chǎn)氣量排列順序一直延續(xù)到發(fā)酵結(jié)束。從24 h產(chǎn)氣量來看，蘇斯、凱蕾娜、巴杰、胡依阿和酷普之間差異不顯著（P＞0.05），但克羅迪克產(chǎn)氣量顯著高于考拉（P＜0.05），考拉與蘇斯之間差異不顯著（P＞0.05），但顯著高于其它品種（P＜0.05）；48 h的產(chǎn)氣量與24 h的變化趨勢相同，克羅迪克顯著或極顯著高于除考拉之外的其它品種（P＜0.05、P＜0.01）；此外，克羅迪克的理論最大產(chǎn)氣量顯著或極顯著高于其它品種（P＜0.05或P＜0.01），胡依阿的理論最大產(chǎn)氣量最低，比克羅迪克和考拉分別低15.5%和11.0%。產(chǎn)氣速度與最大產(chǎn)氣量變化情況一致，從產(chǎn)氣速度來看，不同品種之間也存在一定差異，克羅迪克產(chǎn)氣速度最快，顯著高于胡依阿和凱蕾娜（P＜0.05），其它品種間差異不顯著（P＞0.05）。不同品種的產(chǎn)氣延滯期長短順序為：克羅迪克＜考拉＜蘇斯＜酷普＜巴杰＜凱蕾娜＜胡依阿。

3 討論

3.1 不同白三葉品種營養(yǎng)成分與體外消化率的影響

紫花苜蓿作為草食動物的優(yōu)質(zhì)蛋白飼料，盛花期CP含量在14%～15%之間。本試驗中克羅迪克CP質(zhì)量分數(shù)為16.77%，高于同生育期的紫花苜蓿，蘇斯、凱蕾娜和考拉CP含量與同生育期紫花苜蓿相近，而胡依阿、巴杰和酷普低于同生育期紫花苜蓿；先前研究表明，國內(nèi)常見白三葉盛花期CP含量在9.66%～17.9%之間，相比之下，本研究7種大葉型白三葉品種CP含量變化范圍較??；本試驗涉及7種大葉型白三葉品種，NDF含量差異較小，在38.01%～44.42%之間，與盛花期紫花苜蓿NDF含量相近，但與國內(nèi)常見白三葉品種相比，有增加趨勢；ADF是動物難以消化利用成分，盛花期苜蓿的酸性洗滌纖維質(zhì)量分數(shù)為20%左右，而本試驗中胡依阿ADF含量最高(18.62%)，含量最低的僅為15.31%，所試大葉型白三葉品種ADF的含量普遍低于盛花期紫花苜蓿，說明同生育期內(nèi)大葉型白三葉更能被動物消化利用。

7種大葉型白三葉DMD在78%～84%之間，高于同生育期紫花苜蓿的68.19%，與國內(nèi)常見白三葉品種DMD相近；NDFD和ADFD變化范圍分別在55%～65%和13%～18%，與國內(nèi)常見白三葉盛花期相近，NDFD高于開花期紫花苜蓿的39.96%，而ADFD低于同生育期紫花苜蓿的22.43%，由于白三葉ADF含量較低，可以得出白三葉相比紫花苜蓿更易于被動物消化利用。

3.2 不同品種白三葉營養(yǎng)成分對體外產(chǎn)氣量的影響

牧草瘤胃微生物發(fā)酵產(chǎn)氣的主要底物主要以碳水化合物為主，單位時間內(nèi)產(chǎn)氣量反映了牧草被瘤胃微生物利用的程度，代表牧草營養(yǎng)價值的高低程度。從產(chǎn)氣曲線中可以得出，克羅迪克和考拉營養(yǎng)價值較高，而胡依阿最低。燕麥秸稈的12、24、48 h體外產(chǎn)氣量和產(chǎn)氣速率與NDF和ADF含量呈顯著負相關(guān)，延滯期與NDF含量呈顯著正相關(guān)；不同生育期豆科牧草體外產(chǎn)氣特性也表現(xiàn)出相同規(guī)律，本試驗中不同大葉型白三葉品種的體外產(chǎn)氣量、產(chǎn)氣速度和延滯期也表現(xiàn)出類似規(guī)律。不同牧草品種的體外發(fā)酵產(chǎn)氣特性與牧草的CP沒有顯著相關(guān)性，蛋白質(zhì)對體外發(fā)酵產(chǎn)氣量的貢獻率很低。高巍等(2002)對苜蓿干草的體外發(fā)酵研究表明，苜蓿干草中NDS的產(chǎn)氣量占總產(chǎn)氣量的絕大部分，這在本試驗中也得到了很好印證。NDS主要包括蛋白質(zhì)、脂肪、無氮浸出物（糖類、淀粉和果膠）及部分礦物質(zhì)，可見，非結(jié)構(gòu)性碳水化合物同樣對飼草料的產(chǎn)氣量起調(diào)節(jié)作用。牧草的體外發(fā)酵產(chǎn)氣量與DM消化率呈顯著正相關(guān)，產(chǎn)氣量能夠反映樣品DM消化率。本研究中不同品種產(chǎn)氣量變化趨勢與DMD相互對應。

ADF和NDF能夠降低微生物對牧草的降解速率，從而增加延滯時間和降低產(chǎn)氣速度，而當非結(jié)構(gòu)性碳水化合物或易發(fā)酵物質(zhì)含量較高時，微生物會利用降解產(chǎn)物迅速繁殖，從而提高產(chǎn)氣速率。延滯期的長短能夠反映牧草被瘤胃微生物利用的難易程度。不同品種白三葉產(chǎn)氣延滯期長短順序為：克羅迪克＜考拉＜蘇斯＜酷普＜巴杰＜凱蕾娜＜胡依阿。

4 結(jié)論

①本試驗所測7種白三葉粗蛋白質(zhì)、中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量與國內(nèi)常見白三葉品種相近。

②不同品種體外消化率變化趨勢與體外產(chǎn)氣特性相互印證，能夠較好的反映白三葉營養(yǎng)價值。

③綜合考慮國外7個白三葉品種的營養(yǎng)成分含量、體外消化率和體外產(chǎn)氣量與延滯期，營養(yǎng)價值排序為：克羅迪克＞考拉＞蘇斯＞酷普＞巴杰＞凱蕾娜＞胡依阿。

（參考文獻22篇，刊略，需者可函索）