蘆葦的營養(yǎng)特性及可青貯性研究

康翠翠，　田川堯，　王曉敏，　蔡鋒隆，　洪中山

(天津農學院 動物科學與動物醫(yī)學學院，天津300384)

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蘆葦的營養(yǎng)特性及可青貯性研究

康翠翠，田川堯，王曉敏，蔡鋒隆，洪中山*

(天津農學院 動物科學與動物醫(yī)學學院，天津300384)

摘要：通過對不同生育期的蘆葦營養(yǎng)成分進行測定，并對其中3個生育期的蘆葦進行直接青貯，探討蘆葦的營養(yǎng)特性及可青貯性。結果表明：抽穗期蘆葦營養(yǎng)價值最佳，不同生育期蘆葦的緩沖能值均較大，均在970 ME/kg以上。蘆葦鮮樣中可溶性碳水化合物含量較高，均在1.75%以上。不同生育期青貯蘆葦的pH值分別為4.62、4.47和4.65。不同生育期青貯蘆葦的營養(yǎng)成分在青貯前后均沒有顯著變化。不同生育期青貯蘆葦的感官評定分別為17、17和16，均為1級優(yōu)良。青貯蘆葦中氨態(tài)氮占總氮的比例均在7.36%以下，得分分別為48、46和44分。不同生育期青貯蘆葦的發(fā)酵品質分別為22、23和30分。青貯質量綜合得分分別為59、57.5和61分，為尚可等級以上。綜合而言，蘆葦具有制作青貯飼料的潛力。

關鍵詞：蘆葦；生育期；青貯；營養(yǎng)成分；綜合評定

蘆葦(Phragmitesaustralis)為禾本科蘆葦屬多年生高大草本植物，生長于河岸、河溪邊。蘆葦在我國境內有著大面積的分布，而且更是全球濕地分布最廣、生產力最高的大型水生植物[1-3]。在天津各地均有生長，特別是天津的七里海、黃莊洼等濕地生長繁茂。蘆葦的營養(yǎng)繁殖能力極強,自然種群主要以根莖繁殖補充更新，具有很廣的適應性和極強的抗逆性，在湖濱、池沼、河流沿岸、濱海灘涂、河口甚至荒漠、鹽堿地區(qū)均能夠廣泛分布[4]。目前，北方草原退化，優(yōu)質飼草比例下降，草地承載力降低，優(yōu)質粗飼料的不足制約著畜牧業(yè)的發(fā)展，急需開發(fā)新的粗飼料來源[5]。蘆葦營養(yǎng)價值好，生長范圍廣，所以在確保蘆葦有豐富的營養(yǎng)物質含量的同時保證其具有較高的產量時對蘆葦進行合理利用是擴大飼料來源，緩解粗飼料緊張狀況的有效方法。

目前，關于蘆葦的研究主要集中在其重要的生態(tài)價值，而對其飼用價值及青貯方面的研究較少，研究蘆葦的營養(yǎng)價值及可青貯性，對于合理開發(fā)利用蘆葦資源，發(fā)展畜牧業(yè)具有重要的意義。

1材料與方法

1.1材料

試驗材料采自于天津農學院及其周邊地區(qū)的野生蘆葦。采樣時間為2015年5月7日—2015年10月7日。采樣部位為距根部7 cm以上的全株蘆葦。

1.2試驗設計

選取5～10月分別處于展葉期、生長前期、生長后期、抽穗期、開花期和枯葉期未經過處理的新鮮蘆葦作為原料，測定不同生育期新鮮蘆葦的營養(yǎng)特性。選取生長旺盛、產量較高的6、7、8月，即處于生長前期、生長后期及抽穗期的新鮮蘆葦進行直接青貯調制。

1.3青貯調制

將青貯原料切短至2 cm左右，填裝入400 mL的塑料容器中，邊填裝邊壓實，填滿壓實后用塑料膜封口并蓋上瓶蓋,再用塑料膜包裹后以膠帶密封。放置于室內常溫條件下90 d后啟封。

1.4新鮮蘆葦的營養(yǎng)特性測定

1) 干物質的測定：烘箱干燥法[6];

2) 粗灰分的測定：高溫灼燒法[6];

3) 粗蛋白質的測定：凱氏定氮法[6]，用FOSS全自動定氮儀測定;

4) 粗脂肪的測定：索氏提取法[6];

5) 中性及酸性洗滌纖維的測定：范式纖維測定法[7];

6) 鈣的測定：高錳酸鉀法[6];

7) 磷的測定：鉬黃比色法[6];

8) 可溶性碳水化合物的測定：蒽酮硫酸比色法[8]。

1.5青貯飼料的青貯品質評定

1) 感官評定采用德國農業(yè)協會(DLG)評分法，根據青貯后飼料的氣味、結構及色澤進行評分。根據得分分成優(yōu)良、尚好、中等及腐敗4個等級[9]。

2) 發(fā)酵品質評定青貯飼料的發(fā)酵品質評定根據德國科學家Flieg于1938年提出的青貯飼料評定方法：費氏評分法進行評定[10]。

3) 氨態(tài)氮含量評分青貯飼料的氨態(tài)氮含量評定標準采用1996年農業(yè)部《青貯飼料質量評定標準》進行評定[11]。

4) 青貯飼料質量的綜合評定青貯飼料質量的綜合評定將氨態(tài)氮含量評分與發(fā)酵品質評分相綜合，2者得分各占50%，計算所得即為青貯飼料質量的綜合得分[9]。

5) 發(fā)酵品質的指標測定①pH值的測定:稱取樣品20.0 g于細口瓶中，加入180 mL去離子水，攪拌混合均勻，浸泡24 h后用四層紗布過濾，測定pH值[12]。②氨態(tài)氮的測定:稱取0.4 g樣品放入100 mL燒杯中，加入0.010 g活性炭和50 mL無氨水充分攪拌后過濾至100 mL容量瓶中，定容至100 mL，取1 mL溶液以納氏試劑比色法測定氨態(tài)氮[13]。③乳酸的測定:稱取0.1 g樣品于15 mL試管中，加入10 mL蒸餾水，4 000 r/min離心10 min，取上清液2.0 mL用對羥基聯苯比色法測定乳酸[14]。④揮發(fā)酸的測定:揮發(fā)酸主要為乙酸、丙酸及丁酸，用氣相色譜法進行測定[15]。

1.6緩沖能值的測定

稱取2.0 g用100 mL蒸餾水充分攪碎混合，邊攪拌邊測定pH值。用鹽酸調節(jié)溶液pH值至3.0，用已知濃度的氫氧化鈉溶液滴定至4.0，再將pH值滴定至6.0，記錄pH值從4.0～6.0時所用的氫氧化鈉量，以蒸餾水做空白重復操作。用以下述公式計算[16]。

式中,DM%為干物質含量；F為0.1 N NaOH的校正值。

1.7數據分析

采用Excel 2010及SPSS 17.0對數據進行整理及統(tǒng)計分析。

2結果與分析

2.1不同生育期蘆葦的營養(yǎng)特性變化

由表1可知，從展葉期開始，隨著蘆葦的生長，水分含量逐漸下降，干物質含量不斷增加，從展葉期的25.22%逐漸增加至枯葉期的53.36%，并且不同生育期之間的干物質含量均呈顯著增長(P<0.05)。在幼嫩時，蘆葦具有較高的粗蛋白質含量，展葉期的粗蛋白質含量可達到17.28%。隨著蘆葦生長，粗蛋白質含量不斷降低，表現為展葉期>生長前期、生長后期>抽穗期>開花期>枯葉期(P<0.05)。由表1的粗脂肪含量可知，在蘆葦的生長過程中，粗脂肪的含量呈先上升后下降的趨勢。在展葉期時，有相對較高的粗脂肪含量，并在其生長過程中粗脂肪含量逐漸增加，到生長后期時達到了最高值，然后呈現出顯著的下降趨勢(P<0.05)。粗灰分的變化具有波動性，變化為生長前期>展葉期>枯葉期>生長后期、抽穗期、開花期(P<0.05)。中性洗滌纖維含量與酸性洗滌纖維含量的變化相似，均隨著蘆葦的生長呈上升趨勢。中性洗滌纖維含量從展葉期到生長期、生長期到抽穗期、開花期到枯葉期有顯著的增加(P<0.05)，而生長期的2個階段之間及抽穗期與開花期之間含量的增長不顯著(P>0.05)。酸性洗滌纖維含量只在抽穗期至開花期間差異不顯著(P>0.05)，在展葉期至生長前期的一段時間中,酸性洗滌纖維含量增加較快，隨后其含量的增長速度有所減緩。由表1的鈣含量可以看出，蘆葦生長過程中,鈣含量呈顯著下降趨勢(P<0.05)。隨著蘆葦的生長，磷的含量也在不斷下降，主要在展葉期至生長前期間下降顯著(P<0.05)，然后便逐漸的趨于平緩，并在抽穗期、開花期到枯葉期時都沒有出現顯著的下降趨勢。

表1　不同生育期蘆葦營養(yǎng)特性

注：DM-干物質；CP-粗蛋白質；EE-粗脂肪；Ash-粗灰分；ADF-酸性洗滌纖維；NDF-中性洗滌纖維；Ca-鈣；P-磷；表中數據均為平均值；同列標字母不同者差異顯著(P<0.05)。

2.2不同生育期蘆葦的緩沖能值變化

不同生育期蘆葦的緩沖能值見表2。蘆葦的緩沖能值總體偏高，隨著蘆葦的生長，緩沖能值不斷降低。其中，從展葉期至開花期下降幅度大且顯著，在隨后的生育期中緩沖能值變化平緩沒有出現顯著的下降趨勢。

表2　不同生育期蘆葦的緩沖能值及可溶性碳水化合物含量

注：BC-緩沖能值；WSC-可溶性碳水化合物；FW-鮮重；表中數據均為平均值；同行標字母不同者差異顯著(P<0.05)。

2.3不同生育期蘆葦可溶性碳水化合物變化

由表2可知，可溶性碳水化合物在展葉期時含量較高，當進入生長前期及生長后期時，可溶性碳水化合物含量顯著升高(P<0.05)。進入抽穗期后，可溶性碳水化合物含量開始顯著下降(P<0.05)。蘆葦鮮重中可溶性碳水化合物含量于展葉期時較低，隨著生育期推進至生長后期，含量不斷升高(P<0.05)。進入抽穗期后可溶性碳水化合物含量顯著降低，之后沒有出現顯著變化。

2.4青貯蘆葦的感官評定

根據德國農業(yè)協會評分法對蘆葦的青貯飼料進行感官評定(表3)。生長前期與生長后期的青貯蘆葦有較輕的酸味，芳香味較弱，質地上與原料相近，莖葉保持良好，與原料相比無肉眼可見變化，顏色黃綠色，無沾手現象，感官評分均為17分。抽穗期的青貯蘆葦有輕微的酸味，芳香味較弱，質地與原料相近，莖葉保持良好色澤，呈黃綠色，無沾手現象，感官評價略差于前2個生育期，但總體評價尚好,為16分。不同生育期直接青貯的蘆葦感官評定結果都達到了1級優(yōu)良的等級。

表3　不同生育期蘆葦青貯后的感官評定

2.5青貯蘆葦的營養(yǎng)成分

青貯蘆葦的營養(yǎng)成分如圖1所示。

圖1　蘆葦青貯前后各營養(yǎng)成分的變化

由圖1可知，干物質含量經過青貯后顯著下降。青貯蘆葦的粗蛋白質含量相對原料顯著降低(P<0.05)。粗脂肪含量青貯后顯著高于原料(P<0.05)。粗灰分含量在生長前期及生長后期青貯中，顯著高于原料(P<0.05)，而抽穗期青貯蘆葦中粗灰分含量與原料并無顯著變化(P>0.05)。在生長前期和抽穗期，中性洗滌纖維的含量在青貯前后沒有顯著變化(P>0.05)，而生長后期青貯蘆葦的中性洗滌纖維含量顯著高于青貯前(P<0.05)。酸性洗滌纖維的含量在生長后期及抽穗期時青貯前后沒有顯著變化(P>0.05)，在生長前期青貯后比青貯前有顯著的提高(P<0.05)。青貯后蘆葦鈣的含量顯著低于原料(P<0.05)。不同生育期蘆葦的磷含量在青貯前后均沒有顯著的變化(P>0.05)?？扇苄蕴妓衔锖孔兓瘶O大，不同生育期蘆葦在青貯后可溶性碳水化合物含量均有顯著下降(P<0.05)。

2.5青貯蘆葦的發(fā)酵品質

pH值是評定青貯飼料的一個重要指標，pH值下降至4.2以下，代表青貯飼料的制作比較成功。由表4可知，蘆葦在直接青貯后生長前期的pH值為4.62，生長后期為4.47，抽穗期為4.65，均高于理想值4.2。

青貯飼料中的氨態(tài)氮含量代表青貯原料在青貯過程中是否有腐敗現象發(fā)生。青貯飼料中氨態(tài)氮含量占總氮的比例愈多，代表飼料中蛋白質腐敗現象愈嚴重。由表4可以看出，不同生育期青貯蘆葦的氨態(tài)氮含量均為0.10%，說明不同生育期青貯蘆葦的腐敗程度低。

表4　青貯蘆葦的發(fā)酵品質

注：AN-氨態(tài)氮；LA-乳酸；AA-乙酸；PA-丙酸；BA-丁酸；表中數據均為平均值；同列標字母不同者差異顯著(P<0.05)。

由表4中不同生育期青貯蘆葦的有機酸含量可知，乳酸含量在生長前期青貯的蘆葦中較高，并顯著高于生長后期和抽穗期(P<0.05)。乙酸含量在不同生育期青貯蘆葦之間均差異顯著(P<0.05)，其中，以生長后期含量最低，而生長前期最高。丙酸含量普遍比較低，不同生育期青貯蘆葦間差異顯著(P<0.05)，抽穗期的青貯蘆葦含量最高，生長后期最低。丁酸含量的高低與腐敗菌的發(fā)酵相關。青貯蘆葦的丁酸含量以生長前期最高，為0.06%，生長后期居中，為0.03%，抽穗期最低，為0.01%，兩兩之間差異顯著(P<0.05)。

由表5可以看出，生長前期和生長后期的青貯蘆葦氨態(tài)氮占總氮的比例顯著低于抽穗期。不同生育期的飼料中氨態(tài)氮含量評分分別為48、46和44分。不同生育期青貯蘆葦中氨態(tài)氮含量在總氮中所占的比例適中，說明在蘆葦的青貯過程中蛋白質及氨基酸分解程度低。

表5　青貯蘆葦質量的綜合評分

注：AN-氨態(tài)氮；LA-乳酸；AA-乙酸；BA-丁酸；TN-總氮；TA-總酸；表中數據均為平均值；同列標字母不同者差異顯著(P<0.05)

不同生育期青貯蘆葦的費氏評分結果如表5所示。不同生育期青貯蘆葦的費氏評分分別為22、23和30分，均處于較差等級。不同生育期青貯蘆葦之間的乳酸含量無顯著差異且均不高，故得分較低(P>0.05)。在生長前期和生長后期時青貯蘆葦中的乙酸含量不高，所以得分較高，抽穗期青貯蘆葦中乙酸含量較高失分嚴重。生長前期和生長后期的青貯蘆葦中丁酸含量過高，嚴重失分，而抽穗期青貯蘆葦的丁酸含量顯著低于前2個生育期，而有所得分(P<0.05)。

青貯蘆葦質量綜合評定得分見表5。不同生育期青貯蘆葦質量綜合評定得分及定級分別為生長前期59分尚可，生長后期57.5分尚可，抽穗期61分為良。

3討論

3.1蘆葦的營養(yǎng)特性

在蘆葦生長過程中，干物質、中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維的含量不斷上升，粗蛋白質含量不斷下降。蘆葦在最初的生育期時脂肪沉積不多，隨著蘆葦發(fā)育至生長期，脂肪不斷積累，并且隨著生長期的延長，脂肪沉積速度加快。當蘆葦過了生長期后，脂肪的積累速度隨著植株老化而減慢，使蘆葦的粗脂肪含量變化先上升后下降。蘆葦生長過程中，粗灰分及鈣和磷的變化與和海秀[17]測定的針茅等禾本科牧草中粗灰分的波動性略有不同。因為牧草生長過程中粗灰分的變化不存在一定的規(guī)律性[18]。鈣和磷的吸收主要在蘆葦幼嫩時期進行，所以初期蘆葦中鈣磷含量較高，隨植株生長，鈣磷含量不斷減少。生長期的蘆葦鮮重中可溶性碳水化合物含量為2.73%和3.96%，由于其生長速度快，新陳代謝旺盛，故體內有大量可溶性碳水化合物積累。過了生長期后，蘆葦生長速度減緩并開始老化，可溶性碳水化合物逐漸轉化成淀粉及其他結構性碳水化合物，使植株體內的可溶性碳水化合物含量逐漸下降，蘆葦的可溶性碳水化合物含量呈先上升后下降的變化形式。蘆葦的緩沖能值一直很高，均在970 ME/kg以上，這可能與蘆葦本身的生物學特性相關。因為蘆葦抗逆性很強，在鹽堿地、荒漠及池沼等多種多樣的環(huán)境中都能很好地生存，這就使蘆葦本身具有很強的適應酸堿變化的能力，所以蘆葦在生長周期中一直具有很高的緩沖能值。

3.2蘆葦的青貯質量

植物可溶性碳水化合物含量的高低是決定青貯成敗的關鍵。研究表明,當可溶性碳水化合物含量占鮮重的比例在2.5%以上時，該植物才能有較好的青貯質量[19]。蘆葦在生長期前后階段的可溶性碳水化合物含量占鮮重的比例>2.5%。抽穗期的比例為2.26%，與2.5%差距較小，故在此方面無較大影響。所以蘆葦在青貯發(fā)酵過程中底物充足，能較好地發(fā)酵。

不同生育期青貯蘆葦的感官評定結果均為1級優(yōu)良。青貯前后飼料的營養(yǎng)成分變化中，除了可溶性碳水化合物在蘆葦青貯過程中作為底物被乳酸菌等發(fā)酵利用而變化顯著外，其他營養(yǎng)成分變化均較小。氨態(tài)氮含量測定結果表明，在青貯過程中只有少量蛋白質被菌類分解。綜合而言，蘆葦的營養(yǎng)物質經過青貯后保存良好。不同生育期青貯蘆葦的有機酸評定結果均不佳。青貯蘆葦的pH值略高于4.2。該結果與包娜[20]、黎英華等[10]對白草、芨芨草、沙打旺等牧草青貯飼料的pH值測定結果相比低很多。這種結果的產生可能和飼草本身所含有的可溶性碳水化合物含量相關。由于蘆葦相對白草等牧草具有很高的可溶性碳水化合物含量，所以在經過青貯之后，pH值比白草等降的更低。故蘆葦比這些牧草更合適于調制青貯飼料。因為蘆葦具有很強的抗逆性和很高的緩沖能值，所以蘆葦在進行青貯時很難將pH值快速降低，酪酸菌等不良細菌的繁衍活動不能被快速抑制。這些不良細菌和微生物的活動將青貯原料中的養(yǎng)分進行分解并產生大量的丁酸，還和乳酸菌競爭發(fā)酵底物使乳酸的發(fā)酵量減少。這是青貯蘆葦發(fā)酵品質評定結果不佳的直接原因。不同生育期青貯蘆葦中氨態(tài)氮占總氮的比例均不高，氨態(tài)氮含量評定得分較高。說明青貯飼料在發(fā)酵前期好氣性菌活躍時間不長，蛋白質及氨基酸并沒有被過多消耗分解而保存良好。

4結論

蘆葦在抽穗期各營養(yǎng)價值較高，具有較大的飼用價值，且此時蘆葦產量較高，直接收割后飼喂利用價值最高。蘆葦在經過青貯后可以基本保存其營養(yǎng)物質。抽穗期蘆葦在直接青貯后感官評定為1級優(yōu)良，青貯質量綜合評定結果為良。故調制青貯蘆葦的最適生育期為抽穗期。但是蘆葦直接青貯的調制效果僅為良，故在進行蘆葦青貯時需要添加酸或接種乳酸菌以輔助提高其青貯發(fā)酵品質。

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收稿日期：2016-04-02基金項目：天津市科技支撐計劃重點項目(10ZKFNC02600)

作者簡介：康翠翠(1993—)，女，山西呂梁人，學士，研究方向為動物科學。洪中山為通信作者， E-mail：hzs019@163.com

文章編號：1004-7999(2016)02-0149-07

DOI:10.13478/j.cnki.jasyu.2016.02.010

中圖分類號：S816.51

文獻標識碼：A

Nutritive peculiarity and silage study of Phragmites australis

KANG Cuicui,TIAN Chuanyao,WANG Xiaomin,CAI Fenglong,HONG Zhongshan*

(AnimalSciencesandVeterinaryMedicineCollegeofTianjinAgriculturalUniversity,Tianjin300384,China)

Abstract：The nutritive component of phragmites australis in different growth period was measured, and phragmites australis in three periods was directly ensiled . The results showed that the nutritional value of phragmites australis in heading period was best. The BC (Buffering Capacity) of fresh phragmites australis in each period was higher than 970 ME/Kg. WSC (soluble carbohydrate) content in fresh phragmites australis was higher than 1.75%. The pH values of silage phragmites australis in different growth periods were 4.62, 4.47 and 4.65, respectively. The nutrient components of the silage in each period had no significant change before and after ensiling. The sensory evaluation of silage phragmites australis in each growth period was 17, 17, and 16. The sensory evaluation of the three periods was excellent. The AN/TN (proportion of Ammonia Nitrogen to Total Nitrogen) in silage was lower than 7.36%, scores were 48, 46 and 44 points respectively. The fermentation quality of silage was 22, 23 and 30 points.The score of comprehensive silage quality were 59, 57.5 and 61 points; these grades are in the passable level. It suggests that phragmites australis has the potential to ensile.

Key words:Phragmites australis; growth periods; silage; nutritive peculiarity; comprehensive evaluation