利用體外產(chǎn)氣法和CNCPS法對(duì)不同生育期虉草營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的評(píng)價(jià)研究

陳光吉，宋善丹，郭春華*，柏雪，張正帆，張艷，游明鴻，白史且

(1.西南民族大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，四川 成都 610041；2.四川省草原科學(xué)研究院，四川 成都 611731)

利用體外產(chǎn)氣法和CNCPS法對(duì)不同生育期虉草營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的評(píng)價(jià)研究

陳光吉1，宋善丹1，郭春華1*，柏雪1，張正帆1，張艷1，游明鴻2，白史且2

(1.西南民族大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，四川 成都 610041；2.四川省草原科學(xué)研究院，四川 成都 611731)

摘要：為了評(píng)定不同生育期虉草的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，分析體外產(chǎn)氣法和CNCPS法兩種營(yíng)養(yǎng)評(píng)價(jià)方法的相關(guān)性。采用體外產(chǎn)氣法測(cè)定抽穗期、開(kāi)花期、灌漿期、乳熟期4個(gè)生育期虉草的體外發(fā)酵產(chǎn)氣量、發(fā)酵參數(shù)(a、b、c)、DM消化率、NDF和ADF降解率，用康奈爾凈碳水化合物和蛋白質(zhì)體系(cornell net carbohydrate and protein system，CNCPS)分析方法測(cè)定相應(yīng)組分，評(píng)價(jià)其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，并比較研究?jī)煞N方法評(píng)價(jià)結(jié)果的相關(guān)性。結(jié)果表明，體外發(fā)酵至72 h結(jié)束，累計(jì)總產(chǎn)氣量和產(chǎn)氣參數(shù)a以開(kāi)花期最高(122.68 和4.46 mL)，顯著高于各組(P<0.05)，且從抽穗期、灌漿期、乳熟期有降低的趨勢(shì)；抽穗期和開(kāi)花期的DM消化率、NDF和ADF降解率分別顯著高于灌漿期和乳熟期(P<0.05)。隨著虉草生育期的延長(zhǎng)，CP和SOLP呈遞減趨勢(shì)，即抽穗期和開(kāi)花期顯著高于灌漿期和乳熟期(P<0.05)；NDF、ADF和ADL呈遞增趨勢(shì)，但NDFIP、ADFIP呈遞減趨勢(shì)。灌漿期和乳熟期的CHO含量顯著高于抽穗期和開(kāi)花期(P<0.05)，而CA和CNSC含量則相反，且CC含量同樣以灌漿期與乳熟期較高；蛋白質(zhì)組分中，PA與CA及CC與PC組分呈現(xiàn)同樣的趨勢(shì)。虉草CNSC、CA、CB1、CB2、PA、PB3組分含量與不同時(shí)間點(diǎn)產(chǎn)氣量呈顯著或極顯著的相關(guān)性(P<0.05或P<0.01)。因此，開(kāi)花期虉草營(yíng)養(yǎng)價(jià)值最高，其次為抽穗期、灌漿期和乳熟期，產(chǎn)氣法和CNCPS評(píng)價(jià)牧草具有相關(guān)性，用體外產(chǎn)氣量估測(cè)牧草CNCPS組分是可行的。

關(guān)鍵詞：虉草；生育期；體外法；CNCPS；營(yíng)養(yǎng)價(jià)值

The nutritional value of reed canary grass at different growth stages, as determined byinvitrogas production and Cornell net carbohydrate and protein system methods

CHEN Guang-Ji1, SONG Shan-Dan1, GUO Chun-Hua1*, BAI Xue1, ZHANG Zheng-Fan1, ZHANG Yan1, YOU Ming-Hong2, BAI Shi-Qie2

1.CollegeofLifeScienceandTechnology,SouthwestUniversityforNationalities,Chengdu610041,China; 2.SichuanGrasslandScienceAcademy,Chengdu611731,China

Abstract:The objective of this study was to evaluate the nutritional value of reed canary grass at different growth stages using in vitro gas production and the Cornell net carbohydrate and protein system (CNCPS) methods, and to compare results from these two methods. The in vitro gas production method was used to determine gas production, fermentation parameters (a, b, c), dry matter (DM) digestibility, and the degradation rates of neutral detergent fiber (NDF) and acid detergent fiber (ADF) at heading, flowering, seed filling and milk ripe growth stages of reed canary grass. CNCPS components were also determined for comparison of the two methods. The cumulative total gas production and the a value (122.68 and 4.46 mL) at the flowering stage were significantly higher than those at other stages, and they tended to decrease from the heading to milk ripe stages. Similarly, DM digestibility and degradation rates of NDF and ADF at the heading and flowering stages were significantly higher than those at the seed filling and milk ripe stages. As reed canary grass matured, the crude protein (CP) and soluble protein (SOLP) contents tended to decrease, and were significantly lower at the seed filling and milk ripe stages than at the heading and flowering stages NDF, ADF and acid detergent lignin (ADL) components increased while the NDF insoluble protein (NDFIP) and ADF insoluble protein (ADFIP) generally decreased. The carbohydrate (CHO) content at the filling and milk ripe stages was significantly higher than that at the heading and flowering stages, while sugar content in CHO (CA) and non-structural carbohydrate (CNSC) contents were higher at the heading and flowering stages. The unavailable fiber (CC) content was also higher at the milk ripe stage. The protein component, the non-protein nitrogen (PA), and the bound protein (PC) showed similar trends to those of CA and CC. The levels of CNSC, CA, starch+non-starch polysaccharide fractions (CB1), CB2, PA, and low degradability protein (PB3) levels of reed canary grass were significantly or very significantly correlated with the gas production at different time points. Therefore, the nutritional value of reed canary grass was the highest at the flowering stage, followed by the heading stage, filling stage and milk ripe stage in that order. The results from the two evaluation methods, in vitro gas production and the CNCPS method, were closely correlated, suggesting that it was feasible to estimate CNCPS components of forages using the in vitro gas production method.

Key words:reed canary grass; growing periods; in vitro gas production; CNCPS; nutritional values

虉草(Phalarisarundinacea)，又名草蘆、園草蘆，為禾本科虉草屬[1]，是我國(guó)北方天然草地補(bǔ)播和環(huán)境條件惡劣地區(qū)人工草地的優(yōu)良牧草之一，適口性好，馬、牛、羊等家畜喜食[2]?！按ú?號(hào)”虉草是1979年美國(guó)威斯康辛大學(xué)紹爾教授考察川西北草地時(shí)饋贈(zèng)給四川省草原科學(xué)研究院的牧草品種，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的適應(yīng)性觀察和試驗(yàn)，“川草3號(hào)”虉草在地域遼闊，地形復(fù)雜，環(huán)境特殊的川西高原地區(qū)表現(xiàn)出適應(yīng)性強(qiáng)(越冬率為97.5%)、高產(chǎn)(平均鮮草產(chǎn)量為34 764 kg/hm2)、多抗(抗蟲(chóng)害、抗鼠害、耐瘠薄的綜合評(píng)分為8.0分)等優(yōu)良特性[3]。但是還沒(méi)有系統(tǒng)評(píng)價(jià)“川草3號(hào)”虉草的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的報(bào)道，而適宜的收割期是影響牧草營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和種子產(chǎn)量的關(guān)鍵因素之一，因此，有必要開(kāi)展不同生育期虉草的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值評(píng)定的研究。

隨著反芻動(dòng)物飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值評(píng)定方法的不斷發(fā)展，從德國(guó)人Henneberg和Stohmann于1862年提出的概略養(yǎng)分分析方法到Van Soest在1964年建立的飼草洗滌劑分析體系，粗飼料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值評(píng)定方法取得長(zhǎng)足進(jìn)步，但這些仍為靜態(tài)的化學(xué)分析方法，不能真實(shí)反映反芻動(dòng)物對(duì)飼料的消化利用情況。近年來(lái)，尼龍袋技術(shù)、體外產(chǎn)氣法和康奈爾凈碳水化合物和蛋白質(zhì)體系(cornell net carbohydrate and protein system，CNCPS)等動(dòng)態(tài)的評(píng)定方法的出現(xiàn)，為打破瘤胃“黑箱”，將化學(xué)養(yǎng)分分析和瘤胃發(fā)酵結(jié)合起來(lái)評(píng)定粗飼料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值提供了新的思路。其中，體外產(chǎn)氣法具有分析方法簡(jiǎn)單、可大量測(cè)定、重復(fù)性好、與體內(nèi)法具有高度相關(guān)性等優(yōu)點(diǎn)，但這僅局限于瘤胃部分的消化降解情況，未考慮瘤胃中食糜進(jìn)入后消化道的養(yǎng)分消化和供應(yīng)情況。而CNCPS法是根據(jù)反芻動(dòng)物瘤胃降解規(guī)律，對(duì)飼料碳水化合物和蛋白質(zhì)進(jìn)行了細(xì)致劃分，其結(jié)果也可反映飼料在瘤胃的降解特性，更重要的是，CNCPS可通過(guò)化學(xué)組分含量來(lái)預(yù)測(cè)反芻動(dòng)物在特定日糧條件下的采食量、微生物蛋白(MCP)產(chǎn)量、小腸中氨基酸供應(yīng)量、代謝能攝入量等，最終可診斷日糧配方的合理性，并指導(dǎo)配方優(yōu)化，是目前較先進(jìn)的反芻動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)評(píng)價(jià)體系。在美國(guó)的肉牛和奶牛生產(chǎn)中已廣泛采納這個(gè)體系，效果顯著，但由于CNCPS的測(cè)定指標(biāo)較多，分析過(guò)程較復(fù)雜，故探究用上述兩種方法評(píng)定牧草營(yíng)養(yǎng)價(jià)值時(shí)是否具有相關(guān)性從而達(dá)到預(yù)測(cè)CNCPS組分含量的目的具有現(xiàn)實(shí)意義。

目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者做了大量產(chǎn)氣法和CNCPS法評(píng)定粗飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的研究[4-9]，但將兩者結(jié)合起來(lái)評(píng)定牧草的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值并進(jìn)行比較研究的報(bào)道較少。因此，本試驗(yàn)以“川草3號(hào)”虉草為研究對(duì)象，運(yùn)用產(chǎn)氣法和CNCPS分析方法評(píng)價(jià)其不同生育期的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，以期為虉草的適宜收割及合理利用提供參考，并探討和比較產(chǎn)氣法和CNCPS法在牧草營(yíng)養(yǎng)價(jià)值評(píng)定上相關(guān)性。

1材料與方法

1.1　虉草體外產(chǎn)氣試驗(yàn)

1.1.1虉草樣品的采集和處理2013年3月至9月在四川省草原科學(xué)研究院紅原人工牧草基地分別采集抽穗期、開(kāi)花期、灌漿期、乳熟期4個(gè)生育期的“川草3號(hào)”虉草，每個(gè)生育期草樣分別隨機(jī)選取4個(gè)代表性樣方，每個(gè)樣方1 m2。采樣時(shí)盡量避免葉子脫落，保持草株完整。采回的初級(jí)樣品切短為2～3 cm后在65℃下風(fēng)干，粉碎過(guò)1 mm篩，放入密閉容器備用。

1.1.2瘤胃液采集與處理2013年11月在四川省青白江牦牛屠宰場(chǎng)選取3頭體重相近(353±5.12) kg的成年牦牛，屠宰后取瘤胃內(nèi)容物，混合后用4層紗布過(guò)濾，封裝后迅速帶回實(shí)驗(yàn)室備用。

1.1.3體外產(chǎn)氣試驗(yàn)方法參照Menke和Steingass[10]的方法配制人工唾液，然后加入1 mL刃天青溶液，將其置于39.5℃的恒溫培養(yǎng)箱中，持續(xù)通入CO2使溶液由藍(lán)色變成無(wú)色，現(xiàn)配現(xiàn)用。將預(yù)先用39.5℃恒溫水浴鍋保溫的瘤胃液與人工唾液按1∶5(V/V)配成混合培養(yǎng)液，準(zhǔn)確量取30 mL混合培養(yǎng)液加入100 mL玻璃注射器，然后稱取牧草樣品(400±1) mg放入注射器中，每個(gè)樣品3個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)對(duì)應(yīng)1只培養(yǎng)管，并設(shè)1個(gè)僅含有培養(yǎng)液空白管做對(duì)照以減少系統(tǒng)誤差。最后放入39～39.5℃的恒溫培養(yǎng)箱中連續(xù)培養(yǎng)72 h，分別記錄3, 6, 9, 12, 18, 24, 30, 36, 48, 72 h的產(chǎn)氣量。

1.1.4測(cè)定指標(biāo)及計(jì)算方法(1)產(chǎn)氣量的計(jì)算，產(chǎn)氣量(mL)=該時(shí)間段內(nèi)培養(yǎng)管產(chǎn)氣量(mL)-對(duì)應(yīng)空白管產(chǎn)氣量(mL)。

(2) 產(chǎn)氣動(dòng)力學(xué)參數(shù)，參照?rskov和McDonald[11]提出的數(shù)學(xué)模型：P=a+b(1-ect)，將各樣品在特定時(shí)間點(diǎn)的產(chǎn)氣量帶入公式計(jì)算消化動(dòng)力學(xué)參數(shù)a、b、c。

式中,P表示培養(yǎng)t時(shí)間點(diǎn)的產(chǎn)氣量(mL)，e表示自然對(duì)數(shù)，t表示培養(yǎng)時(shí)間(h)；a表示飼料快速發(fā)酵部分產(chǎn)氣量(mL)；b表示慢速發(fā)酵部分產(chǎn)氣量(mL)；c表示b的產(chǎn)氣常數(shù)(mL/h)；a+b為潛在產(chǎn)氣量(mL)。

(3)發(fā)酵48 h后DM消失率、NDF降解率、ADF降解率。

DM消失率(%)=(A-B)/A×l00

式中,A為發(fā)酵前樣品DM重；B為發(fā)酵48 h后殘?jiān)麯M重。

NDF降解率(%)=(NDF前×A-NDF后×B)/NDF×A×100

式中,NDF前為發(fā)酵前的NDF含量；NDF后為發(fā)酵48 h后NDF的含量。ADF降解率的計(jì)算方法與NDF降解率的計(jì)算方法相同。

1.2　CNCPS組分測(cè)定試驗(yàn)

1.2.1常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分和CNCPS組分測(cè)定方法干物質(zhì)(DM)、粗蛋白質(zhì)(CP)、粗脂肪(EE)和粗灰分(Ash)的測(cè)定采用張麗英[12]方法進(jìn)行測(cè)定。中性洗滌纖維(NDF)、酸性洗滌纖維(ADF)、酸性洗滌木質(zhì)素(ADL)、中性洗滌不溶性蛋白(NDIP)和酸性洗滌不溶性蛋白(ADIP)按照Van Soest等[13]方法進(jìn)行；可溶性蛋白質(zhì)(SOLP)按照Krishnamoorth等[14]方法測(cè)定；非蛋白氮(NPN)、淀粉(starch)的測(cè)定按照美國(guó)臨床化學(xué)協(xié)會(huì) (American Association for Clinical Chemistry, AACC)(1976)[15]方法進(jìn)行。

1.2.2CNCPS組分的計(jì)算方法CNCPS組分的計(jì)算按照Sniffen等[16]提出的方法計(jì)算：

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

CC(%CHO)=100×[NDF(%DM)×0.01×Lignin(%NDF)×2.4]/CHO(%DM)

CB2(%CHO)=100×[NDF(%DM)-NDFIP(%CP)×0.01×CP(%DM)-NDF

(%DM)×0.01×Lignin(%NDF)×2.4]/CHO(%DM)

CNSC(%CHO)=100-CB2(%CHO)-CC(%CHO)

CB1(%CHO)=starch(%NSC)×[100-CB2(%CHO)-CC(%CHO)]/100

CA(%CHO)=[100-starch(%NSC)]×[100-CB2(%CHO)-CC(%CHO)]/100

PA(%CP)=NPN(%SOLP)×0.01×SOLP(%CP)

PB1(%CP)=SOLP(%CP)-PA(%CP)

PB2(%CP)=100-PA(%CP)-PB1(%CP)-PB3(%CP)-PC(%CP)

PB3(%CP)=NDFIP(%CP)-ADFIP(%CP)

PC(%CP)=ADFIP(%CP)

式中,CA為碳水化合物(CHO)中糖類的含量，在瘤胃中可快速降解；CB1為CHO中淀粉和果膠含量，為中速降解部分；CB2是CHO中可利用纖維含量，為緩慢降解部分；CC 為CHO中不可利用纖維含量，為ADL含量×2.4；CNSC為CHO中非結(jié)構(gòu)性碳水化合物。PA為粗蛋白質(zhì)(CP)中非蛋白氮含量；PB1、PB2、PB3分別表示CP中快速、中速、慢速降解真蛋白質(zhì)含量；PC表示為CP中不可利用的或結(jié)合的蛋白質(zhì)。Lignin 為木質(zhì)素， NDFIP為中性洗滌不溶蛋白質(zhì)，ADFIP為酸性洗滌劑不溶蛋白，NSC為非結(jié)構(gòu)性碳水化合物。

1.3　統(tǒng)計(jì)分析

使用SPSS 18.0軟件中一般線性模型(GLM)程序進(jìn)行方差分析，采用Duncan’s法進(jìn)行多重比較；用非線性回歸參數(shù)估計(jì)程序求出產(chǎn)氣動(dòng)力學(xué)參數(shù)，用簡(jiǎn)單相關(guān)分析、多元線性回歸和和一元線性回歸程序分別求出相應(yīng)參數(shù)的相關(guān)性和回歸方程。

2結(jié)果與分析

2.1　不同生育期虉草常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分特點(diǎn)

由表1可看出，不同生育期虉草主要營(yíng)養(yǎng)成分差異較大。其中，抽穗期和開(kāi)花期CP分別為10.83%和10.79%， 顯著高于灌漿期和乳熟期(P<0.05)， SOLP呈現(xiàn)同樣的趨勢(shì)；但NPN、NDFIP、ADFIP也表現(xiàn)為抽穗期和開(kāi)花期分別顯著高于灌漿期和乳熟期(P<0.05)，這說(shuō)明雖然抽穗期和開(kāi)花期的CP含量較高，但是CP中NPN、NDFIP、ADFIP含量高，即蛋白質(zhì)品質(zhì)低于灌漿期和乳熟期。此外，抽穗期和開(kāi)花期的NDF、ADF和ADL顯著低于灌漿期和乳熟期(P<0.05)。

表1　不同生育期虉草的常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分(n=8)

注：同行數(shù)據(jù)后所標(biāo)字母相異表示差異顯著(P<0.05)。下同。

Note: Different letters in the same row mean significant difference between the treatments (P<0.05). The same as below.

2.2　不同生育期虉草體外發(fā)酵產(chǎn)氣特性

不同生育期虉草體外發(fā)酵的產(chǎn)氣量及產(chǎn)氣動(dòng)力學(xué)參數(shù)見(jiàn)表2，產(chǎn)氣曲線如圖1所示。從產(chǎn)氣速率來(lái)看，12 h前抽穗期和開(kāi)花期虉草產(chǎn)氣速率明顯大于灌漿期和乳熟期，隨后從12～36 h放緩；而灌漿期和乳熟期虉草均從12 h后逐漸上升。產(chǎn)氣參數(shù)方面，a以開(kāi)花期最高，即其快速發(fā)酵部分的瞬時(shí)產(chǎn)氣量最高，為4.46 mL，其次為抽穗期(2.36 mL)、灌漿期(-1.63 mL)和乳熟期(-5.99 mL)；而b則以乳熟期最高(177.76 mL)，其次為灌漿期(166.45 mL)，說(shuō)明兩者慢速發(fā)酵部分的產(chǎn)氣量較高，這與圖1呈現(xiàn)的產(chǎn)氣曲線規(guī)律一致。對(duì)于累計(jì)產(chǎn)氣量，開(kāi)花期顯著高于其他各生育期(P<0.05)，其次為乳熟期和抽穗期，兩者差異不顯著(P>0.05)，但均顯著高于灌漿期(P<0.05)。DM消失率、NDF降解率、ADF降解率均表現(xiàn)為抽穗期和開(kāi)花期分別顯著大于灌漿期和乳熟期(P<0.05)。因此，綜合來(lái)看，抽穗期和開(kāi)花期表現(xiàn)出了較好的瘤胃降解特性。

圖1　不同生育期虉草不同時(shí)間點(diǎn)體外產(chǎn)氣規(guī)律Fig.1　The gas production rules of different growing periods reed canary grass

表2　不同生育期虉草不同時(shí)間點(diǎn)累計(jì)產(chǎn)氣量、產(chǎn)氣參數(shù)及48 h的DM、NDF、ADF降解率

注:a：飼料快速發(fā)酵部分產(chǎn)氣量；b：慢速發(fā)酵部分產(chǎn)氣量；a+b：潛在產(chǎn)氣量；c：b部分的產(chǎn)氣常數(shù)。

Note:a: The gas production produced by the section of fast fermentation; b: The gas production produced by the section of slow fermentation; a+b: Potential gas production; c: The constant of gas production in b section.

2.3　不同生育期虉草CNCPS組分特點(diǎn)

由表3可知，4個(gè)生育期虉草的CNCPS組分呈現(xiàn)較大的差異。對(duì)于碳水化合物組分，灌漿期、乳熟期和開(kāi)花期的CHO含量顯著高于抽穗期(P<0.05)；抽穗期和開(kāi)花期CA和CNSC組分含量顯著高于灌漿期和乳熟期(P<0.05)，相反，CC含量則以灌漿期和乳熟期較高(P<0.05)。蛋白質(zhì)組分中，抽穗期和開(kāi)花期的PA和PC含量顯著高于灌漿期和乳熟期(P<0.05)。

2.4　虉草體外產(chǎn)氣量及相應(yīng)降解率與CNCPS組分的相關(guān)回歸關(guān)系

考察整個(gè)生育期虉草的CNCP組分占DM的含量與體外產(chǎn)氣量相關(guān)性(表4)。可見(jiàn)，各生育期虉草的CA組分含量分別與6,9,12,18 h產(chǎn)氣量及DM消失率、NDF降解率、ADF降解率呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)； CB1組分則與30及36 h產(chǎn)氣量呈顯著正相關(guān)(P<0.05)；CNSC組分與6,9,12,18,24 h產(chǎn)氣量呈顯著或極顯著正相關(guān)(P<0.05或P<0.01)，與DM消失率、NDF降解率、ADF降解率呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)；CB2及CC組分與CNSC組分呈現(xiàn)相反的趨勢(shì)；除卻30,36,48,72 h外，PA組分與其他參數(shù)呈顯著或極顯著的正相關(guān)(P<0.05或P<0.01)；PB2則分別與12 h產(chǎn)氣量、DM消失率、NDF降解率呈顯著或極顯著的正相關(guān)(P<0.05或P<0.01)；除3,30和36 h產(chǎn)氣量外，PB3組分與其他參數(shù)呈顯著或極顯著的正相關(guān)(P<0.05或P<0.01)；PC組分則僅與DM消失率呈顯著正相關(guān)(P<0.05)。

表3　不同生育期虉草CNCPS組分含量

表4　虉草體外產(chǎn)氣量及相應(yīng)降解率與CNCPS組分的相關(guān)系數(shù)

注：**表示P<0.01，*表示P<0.05；Y表示體外產(chǎn)氣量(mL)。

Note: ** meansP<0.01, * meansP<0.05; Y representsinvitrogas production (mL).

對(duì)虉草體外不同時(shí)間點(diǎn)累計(jì)產(chǎn)氣量與CNCPS組分進(jìn)行回歸分析，在達(dá)到顯著水平基礎(chǔ)上剔除變量后得到了相應(yīng)的最優(yōu)回歸方程，結(jié)果如表5所示?？梢?jiàn)，

表5　虉草體外產(chǎn)氣量(X)與CNCPS組分(Y)的回歸關(guān)系

注：X9h、X18h、X30h、X48h、X72h分別代表9,18,30,48,72 h體外累計(jì)產(chǎn)氣量；R2為回歸方程的復(fù)相關(guān)性指數(shù)。

Note : X9h,X18h,X30h,X48h,X72hrepresent theinvitroaccumulative gas production(mL) at 9,18,30,48,72 h time point respectively；R2represents the multiple correlation coefficient.

表6　CNCPS組分(Y)與DM消失率(X1)、NDF降解率(X2)及ADF降解率(X3)的回歸關(guān)系

注：X1、X2、X3分別代表DM消失率、NDF降解率、ADF降解率。

Note: X1, X2, X3represent DM disappearance rate, NDF and ADF degradation rate respectively.

除了PB1和PB2以外，其他組分與相應(yīng)時(shí)間點(diǎn)的累計(jì)產(chǎn)氣量成較強(qiáng)的回歸關(guān)系，因此，在用體外產(chǎn)氣法來(lái)評(píng)價(jià)牧草的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值時(shí)，同時(shí)預(yù)測(cè)其CNCPS組分的含量是可行的。

此外，用一元線性回歸方法擬合體外發(fā)酵后虉草的DM消失率、NDF降解率和ADF降解率與CNCPS組分的回歸方程(表6)。從復(fù)相關(guān)性指數(shù)(R2)可看出，單個(gè)體外發(fā)酵降解率值與相應(yīng)的CNCPS組分沒(méi)有顯示出顯著的線性回歸關(guān)系，同時(shí)說(shuō)明瘤胃降解飼料過(guò)程的復(fù)雜性，是多種因素共同作用的結(jié)果，需要綜合考慮。

3討論

3.1　不同生育期虉草常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分

諸多研究表明，不同生育期飼草養(yǎng)分差異較大。牧草越幼嫩適口性越好，主要養(yǎng)分如CP含量越高，且木質(zhì)化程度越低，可溶性碳水化合物越大，但同時(shí)干物質(zhì)產(chǎn)量較低[17-19]，本試驗(yàn)結(jié)果與其一致。隨著虉草生育期的延長(zhǎng)，抽穗期到乳熟期CP含量逐漸降低，NDF、ADF和ADL含量有明顯的遞增趨勢(shì)，其中開(kāi)花期虉草DM含量為92.30%，顯著高于抽穗期的91.42%(P<0.05)，而CP含量(10.79%)與抽穗期(10.83%)差異不顯著(P>0.05)，一方面表明開(kāi)花期虉草水分含量較低則飼用價(jià)值高于抽穗期，另一方面，開(kāi)花期虉草的CP含量與宋中齊等[20]報(bào)道的開(kāi)花期多花黑麥草(Loliummultiflorum)的CP含量(10.20%)相近，而NDF和ADF含量分別為50.95%和29.55%，低于多花黑麥草的51.80%和31.35%，表明開(kāi)花期虉草的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高于我國(guó)南方地區(qū)應(yīng)用較多的優(yōu)質(zhì)牧草—多花黑麥草[21]，且虉草在川西北較強(qiáng)的適應(yīng)能力，因此具有廣闊的開(kāi)發(fā)利用價(jià)值。但是，本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)NDFIP和ADFIP含量隨著虉草生育期的推移呈遞減趨勢(shì)，即生育早期CP成分中難以利用的蛋白含量高于生育晚期，且碳水化合物中淀粉含量有遞增的趨勢(shì)，這表明，在評(píng)價(jià)粗飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值時(shí)，靜態(tài)的指標(biāo)評(píng)價(jià)方式(如CP的絕對(duì)含量)顯現(xiàn)出了局限性，不能反映CP中能在瘤胃中快速降解和慢速降解哪部分比重是多大，也不能反映不可利用部分的比重多大，需要根據(jù)反芻動(dòng)物消化生理特點(diǎn)來(lái)進(jìn)行動(dòng)態(tài)地綜合評(píng)價(jià)。

3.2　不同生育期虉草體外產(chǎn)氣特性

產(chǎn)氣法是基于飼料樣品在人工瘤胃液消化所產(chǎn)生的氣體的比例來(lái)評(píng)估有機(jī)物消化率的快速方法，能較地好模擬瘤胃發(fā)酵過(guò)程，預(yù)測(cè)飼料消化率[22]，但產(chǎn)氣量并不能直接衡量飼料之間的降解程度，還需要結(jié)合DM消失率、NDF降解率等指標(biāo)綜合評(píng)定其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值[10]。本試驗(yàn)中，抽穗期和開(kāi)花期虉草72 h體外累計(jì)產(chǎn)氣量、產(chǎn)氣參數(shù)a、NDF降解率、ADF降解率均高于灌漿期和乳熟期，即從開(kāi)花期開(kāi)始，隨著生育期的延長(zhǎng)，虉草在瘤胃內(nèi)快速發(fā)酵部分含量逐漸降低，且隨著NDF和ADF含量的增加，產(chǎn)氣量有降低的趨勢(shì)，這與湯少勛等[23]報(bào)道的粗飼料燕麥秸稈體外產(chǎn)氣量與其NDF和ADF含量呈顯著的負(fù)相關(guān)的結(jié)果一致。對(duì)于抽穗期和開(kāi)花期，兩者DM消失率、NDF降解率、ADF降解率差異不顯著(P>0.05)，但后者產(chǎn)氣參數(shù)a顯著大于前者(P<0.05)，表明開(kāi)花期虉草碳水化合物組分中快速發(fā)酵部分較高，品質(zhì)較好，這與本試驗(yàn)中產(chǎn)氣速率規(guī)律及開(kāi)花期CNCPS組分中CA組分含量數(shù)值高于抽穗期的結(jié)果相吻合。同樣，灌漿期虉草的碳水化合物組分品質(zhì)要高于乳熟期。因此，體外產(chǎn)氣試驗(yàn)表明，開(kāi)花期虉草營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高于抽穗期，其次為灌漿期，最后為乳熟期。

3.3　不同生育期虉草CNCPS組分特點(diǎn)及與體外產(chǎn)氣量的相關(guān)回歸關(guān)系

目前，CNCPS分析方法在牧草上的應(yīng)用已有較多報(bào)道[8,24-25]，并一致認(rèn)為，CNCPS分析方法能夠全面地反映飼料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和反芻動(dòng)物對(duì)飼料利用的情況，對(duì)飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的評(píng)定更精確。本試驗(yàn)中，不同生育期虉草CNCPS組分含量差異較大，CHO組分中，灌漿期和乳熟期的CHO含量高于抽穗期和開(kāi)花期，而CA和CNSC含量則相反，且CC含量同樣以灌漿期與乳熟期較高；蛋白質(zhì)組分中，PA與CA及CC與PC組分呈現(xiàn)同樣的趨勢(shì)。這可能由于隨著牧草現(xiàn)蕾后，牧草葉片逐漸老化，莖葉比增加，細(xì)胞壁成分增加，細(xì)胞內(nèi)容物逐漸減少，草株木質(zhì)素和結(jié)構(gòu)性支持物增加，CP迅速下降，部分蛋白成分還與不可利用的纖維部分結(jié)合所致[26]。

對(duì)于粗飼料CNCPS組分與體外產(chǎn)氣量的相關(guān)回歸關(guān)系，隋美霞[27]研究了苜蓿(Medicagosativa)、羊草(Leymuschinensis)、稻草、青貯玉米秸等幾種粗飼料的CNCPS組分與體外產(chǎn)氣量的相關(guān)回歸關(guān)系，結(jié)果表明，粗飼料PA、PB1、PB2、CA、CB1、CB2組分與相應(yīng)時(shí)間點(diǎn)體外產(chǎn)氣量有顯著的相關(guān)性，并建立和驗(yàn)證了這幾種組分與產(chǎn)氣量的回歸模型，認(rèn)為運(yùn)用不同時(shí)間點(diǎn)的產(chǎn)氣量與各飼料養(yǎng)分的回歸模型來(lái)估測(cè)粗飼料的CNCPS的組分含量是可行的。本研究結(jié)果表明，不同生育期虉草CNSC、CA、CB1、CB2、PA、PB3組分含量與不同時(shí)間點(diǎn)產(chǎn)氣量呈顯著或極顯著的相關(guān)性(P<0.05或P<0.01)，并建立和優(yōu)化出了這幾個(gè)組分與9,18,30,48,72 h體外產(chǎn)氣量的回歸模型，這與上述報(bào)道有所差異，可能與試驗(yàn)材料和條件不同有關(guān)。另外，本試驗(yàn)條件下發(fā)現(xiàn)，體外發(fā)酵后DM消失率、NDF和ADF的降解率與CNCPS組分無(wú)強(qiáng)回歸關(guān)系，這可能與NDF和ADF和CNCPS的分析方法差異所致。

綜上所述，不論是產(chǎn)氣法還是用CNCPS的分析方法來(lái)評(píng)定粗飼料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，都是利用反芻動(dòng)物瘤胃微生物的生物學(xué)規(guī)律來(lái)評(píng)價(jià)飼料的有效組分含量和可利用程度，因此兩者具有相關(guān)性是可預(yù)見(jiàn)的，CNCPS分析方法雖然較精確和系統(tǒng)化，但因指標(biāo)較多而費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而在本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，用產(chǎn)氣法建立回歸模型來(lái)估測(cè)CNCPS組分是可行的，具有現(xiàn)實(shí)意義。

4結(jié)論

1)不同生育期虉草營(yíng)養(yǎng)成分差異較大，開(kāi)花期虉草營(yíng)養(yǎng)價(jià)值最高，其次為抽穗期、灌漿期和乳熟期，產(chǎn)氣法和CNCPS分析法的評(píng)價(jià)結(jié)果一致。2)虉草CNCPS組分中，CNSC、CA、CB1、CB2、PA、PB3含量與體外產(chǎn)氣量呈顯著或極顯著的相關(guān)性，用體外產(chǎn)氣量和CNCPS組分含量建立回歸模型來(lái)估測(cè)牧草CNCPS組分是可行的。

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通訊作者*Corresponding author. E-mail:wwwgch33@aliyun.com

作者簡(jiǎn)介：陳光吉(1990-)，男，貴州遵義人，在讀碩士。E-mail:cgjgz09@126.com

基金項(xiàng)目：西南民族大學(xué)碩士“創(chuàng)新型項(xiàng)目”重點(diǎn)項(xiàng)目(編號(hào)：CX2014SZ77)和國(guó)家科技支撐計(jì)劃(編號(hào)：2012BAD13B06)資助。

收稿日期：2014-09-23；改回日期：2014-11-03

DOI：10.11686/cyxb2014399http://cyxb.lzu.edu.cn