巨菌草不同生長(zhǎng)時(shí)間的常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分及氨基酸含量測(cè)定

陳碧成， 林潔榮，2*， 羅宗志， 葉健軍， 焦文靜

(1.福建農(nóng)林大學(xué)， 福建 福州 350000； 2.國(guó)家菌草工程技術(shù)研究中心， 福建 福州 350000)

畜牧·獸醫(yī)·水產(chǎn)

巨菌草不同生長(zhǎng)時(shí)間的常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分及氨基酸含量測(cè)定

陳碧成1， 林潔榮1，2*， 羅宗志1， 葉健軍1， 焦文靜1

(1.福建農(nóng)林大學(xué)， 福建 福州 350000； 2.國(guó)家菌草工程技術(shù)研究中心， 福建 福州 350000)

為了解巨菌草不同生長(zhǎng)時(shí)間的營(yíng)養(yǎng)變化規(guī)律，分別在生長(zhǎng)90 d、130 d、170 d和210 d時(shí)進(jìn)行取樣，測(cè)定其常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分及氨基酸含量。結(jié)果表明：粗蛋白含量在90 d時(shí)最高，為9.19%，并隨生長(zhǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)極顯著下降(P<0.01)；粗纖維、中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維含量均隨生長(zhǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)而增加，中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維含量90 d、130 d均與170 d和210 d間差異極顯著(P<0.01)，而170 d與210 d中性洗滌纖維間差異顯著、酸性洗滌纖維間差異不顯著(P>0.05)；無氮浸出物含量隨生長(zhǎng)時(shí)間延長(zhǎng)變化差異不大(P>0.05)。總氨基酸含量隨生長(zhǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)而下降，在90 d時(shí)總氨基酸含量最高，為7.069%；總氨基酸/粗蛋白、總必需氨基酸/總氨基酸均呈現(xiàn)高-低-高變化趨勢(shì)。

巨菌草； 營(yíng)養(yǎng)成分； 氨基酸

巨菌草(P.purpureumcv.Jujuncao.)系禾本科狼尾草屬多年生草本植物，福建農(nóng)林大學(xué)菌草研究所于2005—2007年由南非引進(jìn)福建試種成功，暫命名為巨菌草[1]。其直立叢生，莖粗可達(dá)3.5 cm，株高最高可達(dá)708 cm；適宜在熱帶、亞熱帶地區(qū)栽培；主要分布于巴布亞新幾內(nèi)亞、馬來西亞、盧旺達(dá)、萊索托、南非、埃及[2]，中國(guó)南方已有大量種植與應(yīng)用，北方個(gè)別地區(qū)也有試種，但只能作為一年生植物看待。巨菌草抗逆性強(qiáng)，根系發(fā)達(dá)且具有較強(qiáng)的分蘗能力，具有治理水土流失、增加土壤微生物功能多樣性、提高土壤肥力，并在修復(fù)Cu、Cd污染土壤上有一定的潛力[3-4]。巨菌草為四碳植物，適合作為能源作物，可用于生物發(fā)電、厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣，并可替代石化燃料[5]。幼嫩期營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高、適口性好，可作為牛、羊、鹿、兔、鵝、魚的飼料[6]；利用巨菌草可以代替木屑栽培食用菌，解決菌林矛盾，當(dāng)巨菌草含量為48%時(shí)是栽培靈芝的最佳配方[7]；巨菌草富含纖維素，可用于制備納米纖維素，減少木質(zhì)植物資源的消耗[8]。因此，巨菌草是一種具有很大種植潛力，并能夠產(chǎn)生良好經(jīng)濟(jì)效益的草種[9]。常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分和氨基酸含量作為評(píng)價(jià)菌草利用價(jià)值的重要指標(biāo)，但在巨菌草上卻未見研究報(bào)道。為此，筆者于2015年5月對(duì)不同刈割時(shí)期巨菌草的常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分以及氨基酸進(jìn)行了測(cè)定，旨在為其生產(chǎn)上推廣應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

1.1.1 巨菌草 試驗(yàn)巨菌草由福建農(nóng)林大學(xué)菌草研究所提供。

1.1.2 儀器與試劑 儀器主要有FW高速萬能粉碎機(jī)，由天津市泰斯特儀器有限公司制造；電子天平，由梅特勒—托利多儀器(上海)有限公司制造；VELP消化爐和VELP半自動(dòng)凱氏定氮儀，由意大利VELP公司生產(chǎn)；ANKOM脂肪測(cè)定儀和ANKOM半自動(dòng)纖維測(cè)定儀，由美國(guó)ANKOM公司生產(chǎn)；A300氨基酸自動(dòng)分析儀，由德國(guó)曼默博爾公司生產(chǎn)。試劑主要有98%硫酸、氫氧化鈉、無水乙醚、30 g/L十二烷基硫酸鈉溶液、20 g/L十六烷三甲基溴化銨溶液，均為分析純。

1.2 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)在福建省三明市尤溪縣洋中鎮(zhèn)福建農(nóng)林大學(xué)試驗(yàn)基地進(jìn)行。該地海拔約450 m，屬亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，年平均氣溫19.4℃，極端高溫37℃，極端低溫-2.0℃，年均降雨量175 7.9 mm，平均年日照時(shí)數(shù)超過161 6.8 h；土質(zhì)疏松，肥力中等。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)，共設(shè)置4個(gè)處理，即生長(zhǎng)時(shí)間90 d、130 d、170 d和210 d。每個(gè)小區(qū)面積2.4 m×5 m=12 m2，每個(gè)處理3次重復(fù)。

1.4 種植管理與取樣

種植巨菌草之前將每個(gè)小區(qū)翻犁30 cm深，按幅寬2.4 m起畦，開好排水溝。2014年4月中旬進(jìn)行種植。每穴扦插1根單芽莖稈，深度3～4 cm，規(guī)格60 cm×50 cm。苗期注意中耕除草，并在分蘗期施復(fù)合肥230 kg/hm2，拔節(jié)期施復(fù)合肥230 kg/hm2，尿素150 kg/hm2。

待巨菌草分別生長(zhǎng)至90 d、130 d、170 d和210 d 時(shí)，選擇有代表性的樣點(diǎn)進(jìn)行取樣，每個(gè)樣本取約2.0 kg。新鮮巨菌草先用刀切碎(長(zhǎng)約3 cm)，后置于65℃烘箱中烘干至恒重，粗樣再用小型植物粉碎機(jī)粉碎并過40目篩，最后密封保存并做好標(biāo)記，供指標(biāo)測(cè)定用。

1.5 指標(biāo)測(cè)定

1) 常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分。干物質(zhì)(Dry Matter)用烘箱干燥法，粗蛋白質(zhì)(Crude Protein)用凱氏定氮法，粗脂肪(Crude Fat)用索氏抽提法，粗纖維(Crude Fiber)用酸堿消煮法，中性洗滌纖維(Neutral Detergent Fiber)、酸性洗滌纖維(Acidic Detergent Fiber)用范氏纖維測(cè)定法，粗灰分(Crude Ash)用550℃高溫灼燒法，無氮浸出物(Nitrogen Free Extract)用差減法計(jì)算。

2) 氨基酸含量。樣本測(cè)定前處理：稱取適宜粉碎并通過40目篩的樣品，加入酸水解管中，并加入10 mL鹽酸(6 mol/L分析純)溶液；冷凍后抽真空，再充入氮?dú)?，封口；將試管放?10℃烘箱中水解22～24 h；冷卻后利用去離子水過濾到50 mL容量瓶中。吸取定容后的溶液 1～2 mL，置60℃真空脫酸至干燥，然后加入1～2 mL樣品緩沖液并混合均勻，針管吸取少量，通過 0.45 μm或 0.22 μm過濾器過濾后，用A300氨基酸自動(dòng)分析儀分析。

1.6 統(tǒng)計(jì)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)用Excel 2003軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，利用SpssV17.0軟件進(jìn)行單因素方差分析(One Way ANOVA)，并利用Duncan’s 方法進(jìn)行多重比較，結(jié)果用平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分

從表1看出，巨菌草的干物質(zhì)含量最高為170 d的94.43%，最低為90 d的91.76%，各組間差異極顯著。隨生長(zhǎng)時(shí)間延長(zhǎng)粗蛋白含量減少，而粗纖維、中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維含量增加，粗蛋白含量各組間差異極顯著；粗纖維含量90 d時(shí)極顯著低于其余時(shí)間，但其余時(shí)間的差異不顯著；中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維含量90 d、130 d均與170 d和210 d間差異極顯著，而170 d與210 d中性洗滌纖維間差異顯著、酸性洗滌纖維間差異不顯著。粗灰分含量隨生長(zhǎng)時(shí)間延長(zhǎng)而下降，除170 d和210 d間差異不顯著外，其余時(shí)間的差異極顯著。粗脂肪含量隨生長(zhǎng)時(shí)間延長(zhǎng)而下降，90 d與210 d間差異極顯著，與其余時(shí)間差異不顯著；170 d與130 d、210 d間差異不顯著，130 d與210 d間差異顯著。無氮浸出物含量隨生長(zhǎng)時(shí)間延長(zhǎng)變化差異不大，各組間差異不顯著。

表1 不同生長(zhǎng)時(shí)間巨菌草的常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分

注：同行不同大、小寫字母分別表示差異極顯著(P<0.01)和差異顯著(P<0.05)(下同)。

Note：Different capital and lowercase letters in the same row indicated 1% and 5% significant levels respectively. The same below.

表2 不同生長(zhǎng)時(shí)間巨菌草的氨基酸含量

注：*表示必需氨基酸。

Note: * indicates essential amino acid.

2.2 氨基酸含量

從表2可知，巨菌草17種氨基酸除胱氨酸外均隨生長(zhǎng)時(shí)間延長(zhǎng)呈降低趨勢(shì)，170 d和210 d間除脯氨酸存在極顯著差異外，其余氨基酸間差異不顯著。巨菌草富含天冬氨酸、谷氨酸和丙氨酸，在90 d時(shí)最高，含量分別為0.864%、0.761%和0.742%；含量最低的為含硫氨基酸，包括胱氨酸和蛋氨酸，含量分別為0.024%和0.096%。表明，含硫氨基酸是巨菌草自身的限制性氨基酸。賴氨酸是家畜第一限制性氨基酸，也是評(píng)價(jià)牧草品質(zhì)的重要指標(biāo)之一[10]。巨菌草的賴氨酸含量90 d時(shí)最高，為0.406%；210 d 時(shí)最低，為0.145%。總氨基酸含量隨生長(zhǎng)時(shí)間延長(zhǎng)呈下降趨勢(shì)，除170 d與210 d間差異顯著外，其余時(shí)間的差異極顯著；總氨基酸/粗蛋白、總必需氨基酸/總氨基酸均呈現(xiàn)高-低-高變化趨勢(shì)，在90 d時(shí)最高，分別為76.905%和38.145%。

3 結(jié)論與討論

3.1 巨菌草常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分的動(dòng)態(tài)變化

植物的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)是由光合作用所制造的有機(jī)物總生產(chǎn)量、呼吸消耗量及其枯死脫落的損失量收支決定[10]，而植物營(yíng)養(yǎng)成分的變化也會(huì)受品種、氣候、生育期、留茬高度、土壤肥力等多因素影響。裴彩霞等[11]研究發(fā)現(xiàn)，無芒雀麥等5種牧草不同發(fā)育期營(yíng)養(yǎng)成分變化很大。測(cè)定結(jié)果表明，巨菌草的干物質(zhì)含量在生長(zhǎng)90～170 d隨生長(zhǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)而增加。原因是隨生長(zhǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)，巨菌草的生長(zhǎng)速度增加，生物合成加快，物質(zhì)生產(chǎn)效率高，提高了植物的干物質(zhì)含量。粗蛋白含量隨生長(zhǎng)時(shí)間延長(zhǎng)而逐漸降低，這可能是在生長(zhǎng)初期水分較多，粗蛋白是隨以氮代謝為主的同化作用而積累，但隨時(shí)間延長(zhǎng)氮代謝逐漸衰退，因此粗蛋白含量也逐漸降低；同時(shí)，生長(zhǎng)后期葉子的脫落以及莖葉比例的不斷增加，使主要集中在葉子上的蛋白比例逐漸減少。中性洗滌纖維是反映纖維質(zhì)量好壞最有效的指標(biāo)[12]，包含于粗纖維，因此其含量與粗纖維的關(guān)系呈正相關(guān)，也隨生長(zhǎng)時(shí)間延長(zhǎng)、碳代謝增強(qiáng)而增加；酸性洗滌纖維是指示飼草能量的關(guān)鍵，其含量越低，飼草消化率越高，飼用價(jià)值越大[13]。巨菌草的酸性洗滌纖維在90 d時(shí)含量最低，為38.92%，之后隨生長(zhǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸增加。表明，巨菌草在相對(duì)幼嫩時(shí)期消化率較高，從飼草角度而言，更有利于作為牧草供畜禽飼用；也遵循普通牧草的一般變化規(guī)律。粗脂肪是指植物中的脂肪、游離脂肪酸、磷脂、蠟、色素以及脂溶性維生素等，其高低與草的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)呈正相關(guān)。巨菌草的粗脂肪含量隨生長(zhǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸減少，與劉鐵梅等[10]研究即脂肪在飼草生產(chǎn)初期含量最高，隨生長(zhǎng)時(shí)間延長(zhǎng)其含量逐漸降低的結(jié)果一致。

3.2 巨菌草氨基酸含量的動(dòng)態(tài)變化

巨菌草中天冬氨酸、谷氨酸、丙氨酸含量較豐富，這3種氨基酸為風(fēng)味氨基酸，其中谷氨酸、天冬氨酸為鮮味氨基酸，丙氨酸為甜味氨基酸，可能對(duì)巨菌草的適口性具有較好的作用；而含硫氨基酸胱氨酸和蛋氨酸的含量較低，與禾本科牧草黑麥草和紫羊茅的氨基酸含量相似[14]。巨菌草氨基酸總量隨生育期延長(zhǎng)呈下降趨勢(shì)，與劉太宇等[15]對(duì)黃河灘區(qū)6種牧草的測(cè)定結(jié)果一致。巨菌草的胱氨酸含量隨生育期增加而呈上升趨勢(shì)，與其他牧草不一致，這可能與草的品種有關(guān)，有待進(jìn)一步研究。

綜合分析巨菌草的常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分和氨基酸含量，其在90 d的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值較高，粗蛋白、總氨基酸含量分別達(dá)9.19%和7.069%；在210 d時(shí)纖維含量高、氨基酸含量低，因此營(yíng)養(yǎng)價(jià)值相對(duì)較低。生產(chǎn)實(shí)踐中可以參考巨菌草的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值變化規(guī)律進(jìn)行合理開發(fā)利用。

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(責(zé)任編輯： 馮 衛(wèi))

Determination of Routine Nutritional Ingredients and Amino Acid Contents of Jujuncao During Different Growth Stages

CHEN Bicheng1， LIN Jierong1,2*， LUO Zongzhi1， YE Jianjun1， JIAO Wenjing1

(1.FujianAgriculturalandForestryUniversity，F(xiàn)uzhou,Fujian350000; 2.ChinaNationalEngineeringResearchCenterofJUNCAOTechnology，F(xiàn)uzhou,Fujian350000，China)

To understand the dynamic variation of nutrition and amino acid of different growth stages of Jujuncao, the contents of routine nutritional ingredients and amino acid were determined at the growth stages of 90 d, 130 d, 170 d and 210 d. Results: Crude protein(CP) content reached the highest(9.19%) after 90 days growth and decreased significantly (P<0.01) with the growth stage prolonging; The content of crude fiber(CF), neutral detergent fiber(NDF) and acidic detergent fiber(ADF) increased with the growth stage prolonging；The content of NDF and ADF both in 90 days and 130 days were significantly different(P<0.01) with 170 days and 210 days, the content between 170 days and 210 days was significantly different for NDF but not significantly different(P>0.05) for ADF. The content of total amino acids in 90 days was 7.069% and reduced with the growth stage prolonging, both of TAA/CP and TEAA/TAA were of high-low-high change trend.

Jujuncao; nutrient content; amino acid

2015-07-20； 2015-12-15修回

福建省農(nóng)業(yè)科技重大專項(xiàng)“菌草食藥用菌產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)研究與示范”(2014NZ0002-1)；國(guó)家菌草工程技術(shù)研究中心項(xiàng)目“菌草生物學(xué)特性及優(yōu)良品種評(píng)價(jià)體系研究”(JCGG14020)

陳碧成(1990-)，男，在讀碩士，研究方向：動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)與飼料科學(xué)。E-mail：fjnldxcbc@163.com

*通訊作者：林潔榮(1958-)，男，副研究員，從事動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)與飼料科學(xué)、草業(yè)科學(xué)研究。E-mail：fafumcs@163.com

1001-3601(2016)01-0027-0101-03

S543

A

Animal Husbandry·Veterinary·Fishery