南方七種常見(jiàn)飼用植物營(yíng)養(yǎng)價(jià)值分析

曹艷紅， 楊 帆， 陳少梅， 宣澤義， 吳柱月， 王 超， 林 波*， 楊膺白*

（1.廣西壯族自治區(qū)畜牧研究所，廣西南寧 530022；2.廣西大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，廣西南寧 530005）

如果中國(guó)畜禽全部用商業(yè)飼料飼喂，推測(cè)出我國(guó)現(xiàn)有階段的飼料產(chǎn)量總體上僅滿(mǎn)足30%的需求量，其中反芻動(dòng)物的供給量不足20%。因此，玉米、豆粕等糧型飼料已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足畜禽需要量，合理的開(kāi)發(fā)與利用非糧型飼料資源迫在眉睫（武婷婷等，2018）。任豆葉、木豆、桂牧一號(hào)、菊苣、高羊茅、桑樹(shù)葉、葛藤是南方常見(jiàn)的新型飼料，廣西畜牧研究所經(jīng)過(guò)多年培育出桂牧一號(hào)象草，其產(chǎn)量、質(zhì)量均高于親本的象草新品種，粗纖維和能量水平也優(yōu)于同類(lèi)牧草。桑樹(shù)葉粗蛋白質(zhì)含量高，葉中蛋氨酸、亮氨酸、甘氨酸、蘇氨酸含量豐富，且含有大量維生素和微量元素，能夠優(yōu)化畜禽飼料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。研究發(fā)現(xiàn)桑樹(shù)葉在氨化稻草飼料中可完全替代菜籽粕補(bǔ)充反芻動(dòng)物生長(zhǎng)所需要的蛋白質(zhì)（陸晶山等，2018）。菊苣品質(zhì)優(yōu)良、抗病較廣，是近些年具有發(fā)展前途的飼料和經(jīng)濟(jì)作物新品種。葛藤是反芻動(dòng)物的潛在蛋白質(zhì)飼料，其化學(xué)成分和消化特性與其他常見(jiàn)飼料相比具有一定價(jià)值優(yōu)勢(shì)，且能充分被反芻動(dòng)物瘤胃吸收。木豆是一種富含蛋白質(zhì)且粗纖維較低的作物。研究發(fā)現(xiàn)在蛋雞日糧中添加20%～30%木豆，其產(chǎn)蛋量保持高水平且不影響營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)（王中身等，2013）。關(guān)于高羊茅的遺傳育種以及抗逆性國(guó)內(nèi)外都做了很多研究，但作為反芻動(dòng)物體外發(fā)酵試驗(yàn)的并沒(méi)有詳細(xì)說(shuō)明。本文將對(duì)桑樹(shù)葉、木豆、桂牧一號(hào)、菊苣、任豆葉、高羊茅、葛藤7種植物進(jìn)行常規(guī)養(yǎng)分分析、體外產(chǎn)氣分析、干物質(zhì)消失率測(cè)定和有機(jī)酸測(cè)定等，綜合闡述這7種植物作為反芻動(dòng)物飼料的營(yíng)養(yǎng)特性、價(jià)值優(yōu)勢(shì)和消化特性，為解決我國(guó)南方反芻動(dòng)物飼料短缺的現(xiàn)狀提供啟發(fā)。

1 材料與方法

1.1 飼料樣品 本試驗(yàn)選用7種南方常見(jiàn)的粗飼料，分別為桑樹(shù)葉、任豆葉、木豆、桂牧一號(hào)、菊苣、高羊茅和葛藤。7種粗飼料樣品采用齊地面刈割法分別取500 g帶回實(shí)驗(yàn)室，切碎后再置于鼓風(fēng)干燥烘箱內(nèi)95℃殺青0.5 h，然后65℃烘干48 h，最后用微型植物粉碎機(jī)粉碎后過(guò)1 mm篩，備用。

1.2 人工瘤胃培養(yǎng)液的制備 人工瘤胃培養(yǎng)液的配制參照Menke等（1979）的方法。本研究采用的全自動(dòng)體外瘤胃發(fā)酵設(shè)備，包括厭氧瓶、三通電磁閥、培養(yǎng)箱、壓力傳感器、計(jì)算機(jī)和氣相色譜儀（Wang等，2013）。培養(yǎng)箱設(shè)定：振蕩頻率 50 r/min和培養(yǎng)溫度39.5℃，通過(guò)導(dǎo)管進(jìn)入氣相色譜儀（安捷倫7890A，美國(guó)安捷倫公司）測(cè)定甲烷含量。甲烷產(chǎn)量根據(jù)厭氧瓶、壓力與氣體體積的轉(zhuǎn)化系數(shù)和甲烷含量進(jìn)行計(jì)算（Wang等2011）。

瘤胃液取自裝有永久性瘤胃瘺管的成年瀏陽(yáng)黑山羊，試驗(yàn)動(dòng)物每天飼喂2次，飼喂時(shí)間為07：00和17：00，自由飲水。晨飼前1 h采集瘤胃瘺管中新鮮瘤胃液，迅速裝入保溫瓶帶回實(shí)驗(yàn)室。將采集的瘤胃液用6層脫脂紗布過(guò)濾，量取500 mL的瘤胃液迅速加入到準(zhǔn)備好的2000 mL人工瘤胃營(yíng)養(yǎng)液中 （瘤胃液與人工瘤胃營(yíng)養(yǎng)液體積比為1：4），制成混合人工瘤胃培養(yǎng)液。整個(gè)過(guò)程的溫度保持在39.5℃，通入純CO2以保持厭氧環(huán)境（以刃天青變成無(wú)色來(lái)判斷），用磁力攪拌器攪拌以保持瘤胃液與培養(yǎng)液混合均勻。

1.3 常規(guī)養(yǎng)分的測(cè)定 按照常規(guī)方法測(cè)定飼料樣品中的干物質(zhì)（DM）、粗蛋白質(zhì)（CP）、粗纖維（CF）、粗脂肪（EE）、無(wú)氮浸出物（NFE）、中性洗滌纖維（NDF）、能量（E）和粗灰分（Ash）的含量。

1.4 體外瘤胃發(fā)酵試驗(yàn)操作 稱(chēng)取0.5 g底物置入150 mL厭氧發(fā)酵瓶中，置于39.5℃的培養(yǎng)箱中預(yù)熱，然后向厭氧發(fā)酵瓶中通入CO2以保證發(fā)酵瓶中為厭氧環(huán)境，最后用分液器（Eppendorf）向每個(gè)發(fā)酵瓶中加入60 mL人工瘤胃培養(yǎng)液。

1.5 干物質(zhì)降解率和揮發(fā)性脂肪酸測(cè)定 將發(fā)酵內(nèi)容物用紗布抽干置于鋁盒中，放入105℃烘箱烘8 h后稱(chēng)重，用于測(cè)定干物質(zhì)降解率（DMD），DMD的計(jì)算參照 Zhang等（2019）的方法。

70 h體外發(fā)酵終止后，取2 mL發(fā)酵液，4℃、15000 r/min條件下離心10 min。取1.5 mL上清液于2 mL離心管中，加入0.15 mL 25%偏磷酸固定15 min，放置于-20℃保存。樣品在常溫條件下解凍，15000 r/min和4℃條件下再次離心10 min，取0.6 mL裝于測(cè)定瓶中，在氣相色譜儀測(cè)定發(fā)酵液樣品中揮發(fā)性脂肪酸各組分含量（Wang，2011）。

1.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)處理 應(yīng)用非線(xiàn)性軟件（NLREG）程序，按照Wang（2011）模型對(duì)體外瘤胃發(fā)酵產(chǎn)氣

曲線(xiàn)進(jìn)行擬合，模型及相關(guān)參數(shù)的計(jì)算公式如下：

式中：GP為 t時(shí)刻的累積產(chǎn)氣量，mL/g；Vf為潛在最大產(chǎn)氣量，mL/g；k 為產(chǎn)氣速率，mL/h；b為形狀參數(shù)。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)用Excel初步記錄并做簡(jiǎn)單處理，然后采用SPSS（21.0）軟件中一般線(xiàn)性模型（GLM）程序?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行方差（ANOVA）分析和Duncan’s多重比較。

2 結(jié)果

2.1 7種植物的常規(guī)養(yǎng)分測(cè)定結(jié)果 由表1可知，不同植物的粗蛋白質(zhì)含量為任豆葉＞桑樹(shù)葉＞菊苣＞葛藤＞桂牧一號(hào)＞高羊茅＞木豆。其中木豆、桂牧一號(hào)、高羊茅粗蛋白質(zhì)明顯低于其他植物。粗纖維含量為木豆＞桂牧一號(hào)＞高羊茅＞葛藤＞菊苣＞任豆葉＞桑樹(shù)葉。其中木豆、桂牧一號(hào)、高羊茅、葛藤的粗纖維含量明顯高于菊苣、任豆葉、桑樹(shù)葉，以桑樹(shù)葉為最低。木豆、任豆葉和葛藤的總能值高于桑樹(shù)葉、菊苣等，以菊苣為最低。

表1 七種植物營(yíng)養(yǎng)成分含量

2.2 體外瘤胃發(fā)酵的產(chǎn)氣參數(shù) 由圖1和表2可知，最終累積總產(chǎn)氣量與所得參數(shù)的潛在最大產(chǎn)氣量（Vf）依次為高羊茅＞桑樹(shù)葉＞桂牧一號(hào)＞菊苣＞葛藤＞任豆葉＞木豆。形狀參數(shù)（b）由低到高依次為任豆葉＜木豆＜桑樹(shù)葉＜高羊茅＜葛藤＜桂牧一號(hào)＜菊苣。產(chǎn)氣速率為菊苣＞木豆＞桂牧一號(hào)＞桑樹(shù)葉＞葛藤＞高羊茅＞任豆葉。最終甲烷產(chǎn)量由高到低依次為高羊茅＞桑樹(shù)葉＞桂牧一號(hào)＞木豆＞葛藤＞任豆葉＞菊苣。

2.3 體外發(fā)酵干物質(zhì)消失率及發(fā)酵液中揮發(fā)性脂肪酸含量 由表3得知，發(fā)酵液中乙酸濃度為高羊茅＞菊苣＞桂牧一號(hào)＞桑樹(shù)葉＞任豆葉＞葛藤＞木豆。丁酸濃度為高羊茅＞木豆＞桑樹(shù)葉＞任豆葉＞葛藤＞桂牧一號(hào)＞菊苣；丙酸濃度依次為高羊茅＞桂牧一號(hào)＞任豆葉＞桑樹(shù)葉＞葛藤＞菊苣＞木豆；戊酸濃度依次為任豆葉＞桑樹(shù)葉＞桂牧一號(hào)＞高羊茅＞葛藤＞木豆＞菊苣。總揮發(fā)性脂肪酸濃度依次為高羊茅＞菊苣＞桂牧一號(hào)＞桑樹(shù)葉＞任豆葉＞葛藤＞木豆。干物質(zhì)消失率依次為桑樹(shù)葉＞菊苣＞高羊茅＞任豆葉＞桂牧一號(hào)＞葛藤＞木豆（39.11%），以桑樹(shù)葉最高，木豆最低，僅為桑樹(shù)葉的51.1%。

3 討論

飼料化學(xué)分析的方法將養(yǎng)分劃分為水分、粗蛋白質(zhì)、粗纖維、粗脂肪、粗灰分和無(wú)氮浸出物6大營(yíng)養(yǎng)成分，然而不同植物品種所含養(yǎng)分存在明顯差異。本研究中七種飼料中木本科桑樹(shù)葉和任豆葉、菊科的菊苣、藤本科的葛藤粗蛋白質(zhì)含量均高于20%，其中任豆葉達(dá)31.2%，顯著高于其他禾本科植物，表明禾本科植物的蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值低于其他科的植物；七種植物中以禾本科的高羊茅和桂牧一號(hào)纖維含量較高，桑葉和任豆葉的纖維含量較低，可見(jiàn)木本科植物的葉子可能對(duì)動(dòng)物具有較好的消化特性，可作為動(dòng)物良好的粗飼料來(lái)源。然而飼料常規(guī)養(yǎng)分中能被動(dòng)物消化吸收的部分都是有營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的，禾本科植物雖然蛋白質(zhì)含量低、纖維含量高，但其長(zhǎng)纖維一方面可刺激反芻，另一方面在瘤胃內(nèi)緩慢降解后，仍然能為動(dòng)物提供養(yǎng)分（付霞杰等，2017）。因此，僅測(cè)定了飼料原料的化學(xué)養(yǎng)分，并不能代表其真正的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。

表2 體外瘤胃發(fā)酵產(chǎn)氣公式與最大產(chǎn)氣量與甲烷產(chǎn)量比例參數(shù)

表3 發(fā)酵液中揮發(fā)性脂肪酸濃度和干物質(zhì)消失率

利用反芻動(dòng)物瘤胃體外產(chǎn)氣方法對(duì)飼料進(jìn)行體外發(fā)酵后，根據(jù)不同時(shí)間的累積產(chǎn)氣量可以反映飼料的降解程度，再結(jié)合原料化學(xué)成分的組成，其預(yù)測(cè)結(jié)果將更加準(zhǔn)確（Muetzel等，2011）。靳玲品（2013）研究發(fā)現(xiàn)，粗飼料體外最大產(chǎn)氣量與 ADL呈顯著負(fù)相關(guān)，與NDF和ADF的含量呈顯著正相關(guān)。從本試驗(yàn)各種飼料體外發(fā)酵產(chǎn)氣量動(dòng)態(tài)變化曲線(xiàn)來(lái)看，不同的飼料產(chǎn)氣量達(dá)到最高峰的時(shí)間不同，表明各飼料養(yǎng)分的快速降解部分含量不同。體外發(fā)酵產(chǎn)氣量是反映反芻動(dòng)物飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的一個(gè)很重要的指標(biāo)，本研究結(jié)果表明，7種植物的總產(chǎn)氣量以高羊茅為最高，其次為桑樹(shù)葉，木豆最低，而禾本科的桂牧一號(hào)與菊苣和葛藤相似，表明在實(shí)際動(dòng)物瘤胃狀態(tài)下，如果瘤胃存留時(shí)間足夠長(zhǎng)，高羊茅的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值較高，甚至高于桑葉等易消化飼料?？梢?jiàn)反芻動(dòng)物除需要高蛋白的粗飼料外，長(zhǎng)纖維的禾本科飼料若能刺激反芻，提高粗飼料的瘤胃存留時(shí)間，將提高纖維飼料的利用效率（武婷婷等，2017）。產(chǎn)氣速率可反映飼料在瘤胃內(nèi)的存留時(shí)間，也可反映粗飼料快速降解部分的含量，本試驗(yàn)中產(chǎn)氣速率由高到低依次為菊苣、木豆、桂牧一號(hào)、桑樹(shù)葉、葛藤、高羊茅和任豆葉，表明菊苣最容易被降解，而高羊茅和任豆葉不容易被快速降解。瘤胃甲烷的產(chǎn)生會(huì)導(dǎo)致飼料能量的散失和溫室氣體的排放，本研究發(fā)現(xiàn)體外產(chǎn)氣量高的桑葉和高羊茅等植物甲烷產(chǎn)量也較高，與其他研究結(jié)果一致（付霞杰等，2017；林波等，2016）。 然而，菊苣作為一種產(chǎn)氣量高、易降解的飼料，其甲烷產(chǎn)量為七種飼料中最低，表現(xiàn)出與其他植物不同的趨勢(shì)，表明菊苣可抑制瘤胃發(fā)酵過(guò)程中甲烷的產(chǎn)生，可能是一種抑制瘤胃甲烷的良好飼料來(lái)源。

反芻動(dòng)物瘤胃內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定是保證反芻動(dòng)物對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)正常消化利用的前提，而內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定取決于揮發(fā)性脂肪酸的濃度。瘤胃VFA是反芻動(dòng)物主要的能量來(lái)源，因此VFA的產(chǎn)量及其比例可顯著影響反芻動(dòng)物生產(chǎn)能力（楊云燕等，2018）。本研究中，各植物發(fā)酵液中的總揮發(fā)性脂肪產(chǎn)量以高羊茅為最高，木豆為最低，與體外總產(chǎn)氣量一致，表明體外飼料的消化率與發(fā)酵液中VFA產(chǎn)量呈正相關(guān)關(guān)系，與其他研究結(jié)果一致。然而，真正反映體外飼料降解率的指標(biāo)為體外干物質(zhì)消失率，產(chǎn)氣量和總VFA產(chǎn)量受飼料中養(yǎng)分組成的影響較大，本研究中高蛋白飼料諸如桑葉和菊苣的產(chǎn)氣量不高，但72 h的體外干物質(zhì)消失率較高，其原因與粗蛋白質(zhì)在發(fā)酵液中的產(chǎn)氣量較低有關(guān)（李建國(guó)等，1998）。此外，本研究中高羊茅產(chǎn)氣量和體外干物質(zhì)消失率均為各飼料最高，顯著高于同為禾本科的桂牧一號(hào)，可見(jiàn)雖然高羊茅養(yǎng)分中NDF含量較高，但其大部分均為瘤胃可降解NDF，因此高羊茅為一種較為優(yōu)質(zhì)的禾本科牧草。

4 結(jié)論

本試驗(yàn)結(jié)果表明，木本科的桑葉和任豆葉、藤本科的葛藤和菊科的菊苣粗蛋白質(zhì)含量均在20%以上，且體外消化率均較高，菊苣還有抑制瘤胃甲烷產(chǎn)生的作用；豆科的木豆粗蛋白質(zhì)含量和體外消化率均較低，表明其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值較低；禾本科的高羊茅產(chǎn)氣量和體外消化率為7種飼料中最高，并且可消化NDF含量高，是一種優(yōu)質(zhì)的牧草。