“中苧1號(hào)”苧麻不同茬次的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值分析及在山羊中的飼喂效果研究

杜恩存 楊雪海 郭萬(wàn)正 趙 娜 陳 芳 魏金濤

（湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧獸醫(yī)研究所 動(dòng)物胚胎工程及分子育種湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北武漢430064）

苧麻[Boehmeria nivea (L.) Gaud.]又稱(chēng)“中國(guó)草”，是蕁麻科（Urticaceae）苧麻屬（Boehmeria）多年生宿根型草本植物，自古以來(lái)就被作為一種優(yōu)良的纖維作物。傳統(tǒng)苧麻種植模式以收獲韌皮纖維為主，僅占其生物產(chǎn)量的4%左右[1-2]，而苧麻嫩莖葉等大量副產(chǎn)物被丟棄，造成了極大的浪費(fèi)。近些年的研究表明，苧麻嫩莖葉營(yíng)養(yǎng)價(jià)值豐富，粗蛋白質(zhì)含量在20%左右[3-4]，可與牧草之王苜蓿相媲美。苧麻適應(yīng)能力強(qiáng)，生長(zhǎng)速度快，將苧麻作為牧草開(kāi)發(fā)利用既能提高其經(jīng)濟(jì)價(jià)值，又能緩解我國(guó)南方地區(qū)草食家畜優(yōu)質(zhì)牧草短缺的現(xiàn)狀[4]。由于苧麻不同茬次之間存在生長(zhǎng)周期、氣候、栽培措施等條件的差異，其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值也會(huì)發(fā)生變化[5-6]?！爸衅r1號(hào)”是中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院麻類(lèi)研究所選育的優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、抗逆性強(qiáng)的苧麻品種，是我國(guó)適應(yīng)范圍最廣、種植面積最大的苧麻品種之一?；诋?dāng)前種植面積較大的苧麻品種開(kāi)展飼料化研究具有重要意義，但是目前尚缺乏對(duì)“中苧1號(hào)”不同茬次營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的報(bào)道。因此，本研究以“中苧1號(hào)”為研究對(duì)象，探索一年內(nèi)不同茬次的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，同時(shí)研究其在山羊中的飼喂效果，從而為“中苧1號(hào)”的牧草化利用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 苧麻的采集與制備

“中苧1 號(hào)”苧麻種植于湖北省咸寧市農(nóng)業(yè)科學(xué)院苧麻種植示范基地，分別于5 月初、6 月初、7 月初、8 月初、9月初、10月初和11月初在同一片區(qū)5個(gè)均勻分散的采集點(diǎn)定點(diǎn)收割樣品，收割高度為80 cm，每茬次收割100 kg 以上。利用鍘草機(jī)鍘成碎段后按照四分法分出10 kg 樣品，置于60 ℃烘箱中烘至恒重，粉碎過(guò)1 mm篩，-20 ℃冰箱中冷凍保存，用于苧麻營(yíng)養(yǎng)價(jià)值評(píng)定。

1.2 試驗(yàn)動(dòng)物與日糧

選擇體重相近的3 月齡左右的波爾山羊閹公羔30只，隨機(jī)分為對(duì)照組和試驗(yàn)組，每組5個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)3 只羊。其中，對(duì)照組飼喂苜蓿型日糧，試驗(yàn)組飼喂苧麻型日糧。日糧組成及營(yíng)養(yǎng)水平見(jiàn)表1，兩種日糧的消化能和粗蛋白質(zhì)含量均相等。試驗(yàn)所用苜蓿為西班牙進(jìn)口紫花苜蓿草顆粒，由深圳廣大科技發(fā)展有限公司提供（粗蛋白質(zhì)含量為18.53%）；試驗(yàn)所用苧麻為“中苧1 號(hào)”第二茬次和部分第三茬次的混合物（粗蛋白質(zhì)含量為20.3%）。日糧中各原料按比例混合后利用自主設(shè)計(jì)的顆粒飼料生產(chǎn)線制成顆粒飼料進(jìn)行飼喂。試驗(yàn)在湖北省荊門(mén)市天越牧業(yè)有限公司進(jìn)行，預(yù)試期15 d，正試期75 d。

試驗(yàn)羔羊在試驗(yàn)期間按試驗(yàn)場(chǎng)常規(guī)方法進(jìn)行消毒和防疫。試驗(yàn)羔羊在預(yù)試期開(kāi)始和結(jié)束時(shí)稱(chēng)量羔羊個(gè)體空腹重，用于隨機(jī)分組。正試期各組羔羊按試驗(yàn)設(shè)計(jì)飼喂日糧，自由采食和飲水。

1.3 動(dòng)物樣品采集

在飼養(yǎng)期最后1 d，每個(gè)處理隨機(jī)選取體重相近的6只羔羊，空腹24 h后屠宰。然后立即無(wú)菌采集瘤胃液2 份，并用4 層消毒紗布過(guò)濾。其中一份用于測(cè)定pH值，另一份加入飽和二氯化汞溶液2滴，使瘤胃微生物滅活，4 000 r/min 離心15 min后于-20 ℃冰箱中保存，用于測(cè)定氨態(tài)氮和短鏈脂肪酸的含量。

表1 試驗(yàn)日糧組成及營(yíng)養(yǎng)水平（風(fēng)干基礎(chǔ)）

1.4 檢測(cè)指標(biāo)與方法

1.4.1 苧麻常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分和抗?fàn)I養(yǎng)成分含量測(cè)定苧麻的粗蛋白質(zhì)含量測(cè)定采用凱氏定氮法（凱氏定氮儀Kjeltec 2300，丹麥福斯有限公司），參照GB/T 6432—2018方法進(jìn)行；粗脂肪含量測(cè)定采用索氏抽提法（索氏抽提器ST310，丹麥福斯有限公司），參照GB/T 6433—2006方法進(jìn)行；干物質(zhì)（DM）、粗灰分、鈣、總磷和氟含量測(cè)定按照張麗英[7]的方法進(jìn)行。中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維的含量按照Van Soest 等[8]的方法測(cè)定。苧麻樣品經(jīng)酸水解（6 mol/l鹽酸在110 ℃水解24 h）或氧化水解（蛋氨酸和胱氨酸的測(cè)定使用過(guò)氧甲酸進(jìn)行氧化）處理后，采用氨基酸自動(dòng)分析儀（日立L-8800）測(cè)定除色氨酸以外的氨基酸含量[7]。樣品經(jīng)硝酸-高氯酸消解法消解后使用原子吸收分光光度計(jì)（島津AA-7000）測(cè)定鐵、銅、錳、鉛、鎘等微量元素及重金屬的含量，采用銀鹽法測(cè)定砷的含量[9]。此外，采用鎢酸鈉—磷鉬酸分光光度法測(cè)定苧麻中單寧的含量[10]。

1.4.2 山羊生長(zhǎng)性能測(cè)定

試驗(yàn)羔羊在正試期結(jié)束時(shí)，空腹稱(chēng)量個(gè)體重。試驗(yàn)期間以重復(fù)為單位記錄羔羊的平均采食量，并計(jì)算平均日采食量、平均日增重和料重比。

1.4.3 山羊瘤胃發(fā)酵參數(shù)的測(cè)定

瘤胃液pH 值用pH 計(jì)測(cè)定。氨態(tài)氮含量采用苯酚-次氯酸鈉比色法測(cè)定。短鏈脂肪酸含量用氣相色譜法測(cè)定，所用色譜儀為Dionex ICS-3000 離子色譜儀，使用IonPac AS-HC 分離柱（4 mm×250 mm）與IonPac AG 11-HC保護(hù)柱（4 mm×50 mm）。

1.5 數(shù)據(jù)處理

苧麻營(yíng)養(yǎng)成分和抗?fàn)I養(yǎng)成分含量數(shù)據(jù)采用Ex?cel 2019 進(jìn)行處理，計(jì)算平均值、標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù)，使用Prism6 軟件制作圖形。動(dòng)物試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS 23.0進(jìn)行t檢驗(yàn)，結(jié)果以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤”表示。

2 結(jié)果

2.1 不同茬次苧麻的常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分含量

“中苧1號(hào)”苧麻常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分含量見(jiàn)表2。由表2可知，7個(gè)茬次苧麻的粗蛋白質(zhì)含量均較高，平均值為21.52%。從第一茬到第七茬，苧麻粗蛋白質(zhì)含量呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)，在第五茬達(dá)到最高值（24.83%），此后降低。7個(gè)茬次苧麻的粗脂肪平均含量為3.46%，其中第四茬粗脂肪含量最高，達(dá)到6.64%。7 個(gè)茬次苧麻的中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維和粗灰分的平均值分別為65.88%、40.10%和15.26%；鈣和總磷的平均含量分別為5.13%和0.34%，鈣磷比值高達(dá)15，提示鈣磷比值不平衡。

表2 “中苧1號(hào)”苧麻常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分含量(% DM)

2.2 不同茬次苧麻的氨基酸組成

由表3 可知，7 個(gè)茬次苧麻的16 種氨基酸總含量平均達(dá)到17.07%，占粗蛋白質(zhì)質(zhì)含量的79%，其中賴(lài)氨酸平均含量為0.86%，蘇氨酸平均含量為0.88%，而蛋氨酸加胱氨酸的平均含量為0.18%?！爸衅r1 號(hào)”各茬次之間蛋氨酸和胱氨酸的變異較大，而賴(lài)氨酸、蘇氨酸、谷氨酸及氨基酸總含量相對(duì)穩(wěn)定，變異系數(shù)小于9%。

表3 “中苧1號(hào)”苧麻氨基酸組成(% DM)

2.3 不同茬次苧麻的微量元素和重金屬含量

不同茬次苧麻的微量元素和重金屬含量見(jiàn)表4。從表4可以看出，“中苧1號(hào)”的鐵和錳含量較高，7個(gè)茬次的平均含量分別達(dá)到422.19 mg/kg和445.41 mg/kg。其中，鐵含量最高的是第一茬，高達(dá)734.06 mg/kg；錳含量最高的是第七茬，高達(dá)667.62 mg/kg?！爸衅r1號(hào)”各茬次銅的平均含量為12.78 mg/kg，其中第四茬含量最高，達(dá)到20.48 mg/kg。

表4 “中苧1號(hào)”苧麻微量元素和重金屬含量(mg/kg DM)

不同茬次苧麻的鉛、鎘和氟的平均含量分別為2.73 mg/kg、1.52 μg/kg、10.86 mg/kg，均低于國(guó)家飼料衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)（GB13078—2017）。砷和汞的含量均在檢測(cè)限以下（＜0.04 mg/kg和＜1.00 μg/kg），也符合國(guó)家飼料衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。

2.4 不同茬次苧麻的單寧含量

圖1 “中苧1號(hào)”苧麻單寧含量

由圖1可知，“中苧1號(hào)”的單寧含量較高，7個(gè)茬次的平均值為0.58%。其中，第一茬的單寧含量最高，達(dá)到1.08%。除第一茬外，各茬次苧麻的單寧含量接近，均在0.5%左右。

2.5 苧麻型日糧對(duì)山羊生長(zhǎng)性能的影響

表5 苧麻型日糧對(duì)山羊生長(zhǎng)性能的影響

由表5 可知，與苜蓿型日糧相比，飼喂相同消化能和相同粗蛋白質(zhì)含量的苧麻型日糧不影響山羊的體重、平均日增重及平均日采食量（P＞0.05）。然而，飼喂苧麻型日糧使得試驗(yàn)期間山羊的料重比提高6%，差異顯著（P＜0.05）。

2.6 苧麻型日糧對(duì)山羊瘤胃發(fā)酵參數(shù)的影響

由表6 可知，日糧類(lèi)型不影響山羊瘤胃液pH 值（P＞0.05），對(duì)瘤胃氨態(tài)氮含量和短鏈脂肪酸的組成均無(wú)顯著影響（P＞0.05），說(shuō)明瘤胃發(fā)酵參數(shù)相似。

表6 苧麻型日糧對(duì)山羊瘤胃發(fā)酵參數(shù)的影響

3 討論

國(guó)內(nèi)外關(guān)于苧麻營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的報(bào)道較多[3，5-6，11]。研究發(fā)現(xiàn)，苧麻嫩莖葉營(yíng)養(yǎng)價(jià)值豐富，全株粗蛋白質(zhì)含量在20%左右[12]，高于多年生黑麥草[13]和“桂牧1 號(hào)”雜交象草[14]，可與苜蓿相媲美。此外，苧麻粗纖維含量和中性洗滌纖維含量均低于苜蓿，還含有豐富的生物活性物質(zhì)，如綠原酸、黃酮類(lèi)物質(zhì)、類(lèi)胡蘿卜素等[5]。苧麻生長(zhǎng)旺盛，在南方地區(qū)全年生長(zhǎng)周期可達(dá)10 個(gè)月，年可刈割8～10 次。由于牧草的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值受到生長(zhǎng)周期、氣候、栽培措施等條件的影響，因此有必要研究不同茬次苧麻的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，以促進(jìn)苧麻作為南方牧草的科學(xué)應(yīng)用。然而，作為我國(guó)種植面積最大的苧麻品種之一，目前尚缺乏對(duì)“中苧1 號(hào)”不同茬次營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的系統(tǒng)研究。通常苧麻的收割高度為60～80 cm[15]。根據(jù)朱濤濤等[11]的研究結(jié)果，“中苧1號(hào)”最適宜的收割高度是80 cm，這一高度下苧麻生長(zhǎng)速度快、產(chǎn)量高且粗蛋白質(zhì)含量較高，本研究采用這一高度進(jìn)行收割。

在本研究中，我們對(duì)5～11 月共7 個(gè)茬次的“中苧1 號(hào)”苧麻嫩莖葉進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)成分檢測(cè)分析。營(yíng)養(yǎng)成分含量，特別是粗蛋白質(zhì)含量是評(píng)價(jià)牧草飼用價(jià)值的重要指標(biāo)。我們發(fā)現(xiàn)，各茬次苧麻的粗蛋白質(zhì)含量均較高，平均值為21.52%，與前人報(bào)道相似[5-6，12，16]。從第一茬到第七茬，苧麻粗蛋白質(zhì)含量呈現(xiàn)先升高后降低的現(xiàn)象，在第五茬達(dá)到峰值24.83%，而第七茬粗蛋白質(zhì)含量為17.84%，差值達(dá)7%。王延周等對(duì)“中苧1號(hào)”和“中苧2號(hào)”兩個(gè)品種的苧麻進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)成分分析，從4月份到8月份每月收割1次，發(fā)現(xiàn)不同茬次之間的粗蛋白質(zhì)含量呈現(xiàn)出后四次低于前兩次的現(xiàn)象，粗蛋白質(zhì)含量差值也高達(dá)7%[16]。這種粗蛋白質(zhì)含量變化趨勢(shì)的差異可能與品種及生長(zhǎng)期的氣候條件不同有關(guān)。在不同茬次之間，苧麻葉的粗蛋白質(zhì)含量較高且相對(duì)穩(wěn)定，而莖的粗蛋白質(zhì)含量較低且變異較大[16]，因此整株苧麻粗蛋白質(zhì)含量的變異主要來(lái)源于莖?？紤]到粗蛋白質(zhì)含量的變化，在“中苧1號(hào)”苧麻后兩次刈割時(shí)可適當(dāng)降低收割高度。國(guó)內(nèi)外關(guān)于苧麻氨基酸組成的研究報(bào)道較少，本研究發(fā)現(xiàn)各茬次苧麻的氨基酸總含量平均值達(dá)到17.07%，占粗蛋白質(zhì)含量的79%。其中，賴(lài)氨酸平均含量為0.86%，蘇氨酸平均含量為0.88%，而蛋氨酸加胱氨酸的平均含量為0.18%，略高于“鄂牧苧0904”的平均含量[5]?？梢?jiàn)，“中苧1號(hào)”苧麻的蛋白質(zhì)品質(zhì)整體較好，賴(lài)氨酸含量尤為豐富，但部分氨基酸組成不平衡。

前人研究發(fā)現(xiàn)，夏季7 月份收割的“中苧1 號(hào)”苧麻（收割高度為80 cm）葉的粗蛋白質(zhì)含量為23.3%，粗纖維含量為17.1%，粗脂肪含量為5.64%；莖的粗蛋白質(zhì)含量為7%，粗纖維含量為43.2%，粗脂肪含量為0.86%[11]。在本研究中，“中苧1號(hào)”苧麻在第六茬和第七茬的粗蛋白質(zhì)含量下降的同時(shí)，粗脂肪含量也下降，而中性洗滌纖維的含量升高，這與王延周等[16]對(duì)“中苧1 號(hào)”和“中苧2 號(hào)”的研究結(jié)果相似。究其原因，可能是5～9 月份的氣候條件適宜苧麻的生長(zhǎng)，有助于蛋白質(zhì)和脂肪的合成，而9月份以后莖桿逐漸老化，粗纖維含量升高，苧麻品質(zhì)變差。

與“中飼苧1號(hào)”、“鄂牧苧0904”等品種的苧麻相似[5-6]，“中苧1 號(hào)”的粗灰分含量也較高，平均值為15.26%。其中，鈣含量為5.13%，而總磷含量為0.34%，鈣磷比值高達(dá)15。在動(dòng)物礦物質(zhì)營(yíng)養(yǎng)中，鈣磷營(yíng)養(yǎng)非常重要，特別是當(dāng)動(dòng)物處于特殊生理?xiàng)l件時(shí)（如妊娠期、泌乳期），不能滿足鈣磷供應(yīng)或鈣磷比例不當(dāng)都可引起代謝失調(diào)并發(fā)生一系列疾病[17]。因此，將苧麻作為動(dòng)物飼料原料使用時(shí)應(yīng)注意鈣磷不平衡的問(wèn)題。

國(guó)內(nèi)外關(guān)于苧麻微量元素含量和重金屬富集量的研究比較少見(jiàn)。微量元素功能多樣，是動(dòng)物維持正常代謝功能與生長(zhǎng)發(fā)育的重要營(yíng)養(yǎng)素。根據(jù)本研究的結(jié)果，“中苧1 號(hào)”苧麻微量元素含量豐富，各茬次銅、鐵、錳的平均含量分別為12.78、422.19 mg/kg 和445.41 mg/kg。這些微量元素在動(dòng)物體內(nèi)的生物學(xué)效價(jià)如何，還有待研究。根據(jù)國(guó)家飼料衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)（GB13078—2017），牧草的重金屬鉛、鎘、砷、汞及氟的含量不得超過(guò)30、1、2、0.1 mg/kg及150 mg/kg，本研究中“中苧1 號(hào)”各茬次的重金屬含量均遠(yuǎn)低于國(guó)家飼料衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。

研究新型飼料資源不但要關(guān)注其營(yíng)養(yǎng)成分含量，也要考慮抗?fàn)I養(yǎng)因子的含量。單寧味澀，易與蛋白質(zhì)（包括消化酶）、金屬離子等結(jié)合，影響飼料原料的適口性和消化率，通常被認(rèn)為是植物性飼料原料的抗?fàn)I養(yǎng)因子之一。本研究發(fā)現(xiàn)，“中苧1號(hào)”不同茬次的單寧含量平均值為0.58%，且第一茬樣品單寧含量高達(dá)1.08%。苜蓿的單寧含量很低，約為0.18%[18]。Tang等[19]用苧麻替代日糧中的苜蓿，隨著替代比例的升高，山羊?qū)θ占Z粗蛋白質(zhì)的消化率線性降低，山羊瘤胃中氨態(tài)氮的濃度也線性下降，作者指出這可能是由于日糧中增加的單寧含量抑制了蛋白質(zhì)的降解而導(dǎo)致的。本課題組前期研究發(fā)現(xiàn)，用“鄂牧苧0904”飼喂山羊，當(dāng)日糧中苧麻水平為40%時(shí)，山羊的采食量顯著降低[20]，這可能與苧麻中的單寧降低了日糧的適口性有關(guān)。然而，日糧中適度的單寧濃度有助于提高優(yōu)質(zhì)蛋白的過(guò)瘤胃率[21]，單寧酸的多元酚羥基能在動(dòng)物體內(nèi)發(fā)揮收斂抗腹瀉、抗氧化、抗病毒、抗寄生蟲(chóng)等功能[22]。因此，將苧麻作為牧草使用時(shí)要注意單寧的含量，以充分發(fā)揮苧麻的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。

Dai 等[23]用苧麻完全替代苜蓿（在日糧中的比例為12%）后發(fā)現(xiàn)，荷斯坦奶牛的產(chǎn)奶量、奶品質(zhì)和血液指標(biāo)未受影響。為了評(píng)估“中苧1 號(hào)”在山羊中的飼喂效果，本研究配制了與常規(guī)苜蓿型日糧消化能水平和粗蛋白質(zhì)含量均相等的苧麻型日糧，其中苧麻在日糧中的比例為22%。研究發(fā)現(xiàn)，飼喂苧麻型日糧雖然使山羊料重比提高了6%，但是對(duì)試驗(yàn)期間的采食量和日增重沒(méi)有明顯影響，說(shuō)明苧麻在山羊中的飼喂效果良好。

氨態(tài)氮含量是重要的瘤胃發(fā)酵參數(shù)，能夠反映瘤胃蛋白質(zhì)降解和合成之間的平衡狀態(tài)[24]。瘤胃微生物發(fā)酵產(chǎn)生的短鏈脂肪酸是反芻動(dòng)物的主要能量來(lái)源，約占其能量需要量的70%左右[25]。本研究發(fā)現(xiàn)，苧麻型日糧對(duì)山羊瘤胃氨態(tài)氮含量、短鏈脂肪酸組成均無(wú)影響，說(shuō)明其發(fā)酵參數(shù)與苜蓿型日糧相似，這與生產(chǎn)性能的結(jié)果相一致?？梢?jiàn)，本研究設(shè)計(jì)的山羊苧麻型日糧可以替代苜蓿型日糧。

4 結(jié)論

本研究探討了“中苧1 號(hào)”苧麻不同茬次的營(yíng)養(yǎng)動(dòng)態(tài)規(guī)律，結(jié)果表明“中苧1 號(hào)”營(yíng)養(yǎng)價(jià)值較高，各茬次粗蛋白質(zhì)平均含量達(dá)到21.52%，且賴(lài)氨酸和微量元素含量豐富。此外，本研究初步探索了“中苧1號(hào)”在山羊中的飼喂效果，發(fā)現(xiàn)苧麻型日糧可以替代苜蓿型日糧，因此“中苧1號(hào)”可以作為南方草食家畜的優(yōu)質(zhì)牧草。在利用“中苧1號(hào)”苧麻飼喂家畜時(shí)，可根據(jù)不同茬次的營(yíng)養(yǎng)成分含量科學(xué)合理地定制飼料配方，同時(shí)應(yīng)注意鈣磷含量不平衡及單寧含量較高的問(wèn)題，以期提高家畜養(yǎng)殖效益。