云南文山州畜禽飼用秸稈的糖、蛋白和脂類養(yǎng)分的含量和綜合等級

張雪廷，袁恩平，王 燦，李 罡，王紹祥，李 云，趙水靈，鐘正陽，李桂瓊，楊 迪，夏 攀，許 姹，趙昶靈

（1文山壯族苗族自治州農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜研究所，云南文山 663000；2文山壯族苗族自治州農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧水產(chǎn)研究所，云南文山 663000；3云南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)與生物技術(shù)學(xué)院，昆明 650201）

0 引言

秸稈是指大宗農(nóng)作物、小雜糧、經(jīng)濟作物和中草藥等收獲經(jīng)濟器官后剩余的莖葉等殘留物[1]。近年來，云南省文山州被畜禽養(yǎng)殖戶自發(fā)使用的飼用秸稈主要有8種，即草果(Amomum tsaoko)、‘西疇芭蕉芋’(Canna edulis‘Xichou Bajiaoyu’)、辣椒‘文金 1 號’(Capsicum annuum‘WenJin No.1’)、辣椒‘文紫椒3號’(Capsicum annuum‘WenZiJiao No.3’)、小米辣(Capsicum frutescens)、滇重樓 (Pairs polyphyllavar.yunnanensis)、象草(Pennisetum purpureum)和玉米‘文青貯2號’(Zea mays‘Wenqingzhu No.2’)的秸稈。草果為姜科豆蔻屬多年生常綠草本，莖叢生，高可達(dá)3 m[2]，文山州為草果的地理標(biāo)志和原產(chǎn)地[3]。芭蕉芋屬美人蕉科美人蕉屬草本，莖稈粗壯，高達(dá)3 m，莖稈及葉可充當(dāng)家畜的蛋白質(zhì)飼料[4]；‘西疇芭蕉芋’為文山州西疇縣的芭蕉芋地方品種[5]。辣椒‘文金1號’和‘文紫椒3號’均屬文山州辣椒主栽品種丘北辣椒[6]。小米辣屬茄科辣椒屬一或多年生灌木狀辣椒，文山州已成為云南最大的小米辣生產(chǎn)地[7]。滇重樓為延齡草科重樓屬多年生草本，莖高20～100 cm[8]；文山州文山市、馬關(guān)縣和富寧縣等是滇重樓在云南的主產(chǎn)區(qū)之一[9-10]。象草因大象喜食而得名，是禾本科狼尾草屬多年生叢生草本，稈直立，高2～5 m[11]。青貯玉米可很好保存養(yǎng)分，能解決冬春季畜禽飼草不足的難題[12]；文山州的青貯玉米品種以文山壯族苗族自治州農(nóng)業(yè)科學(xué)院（下簡稱“文山農(nóng)科院”）選育的‘文青貯2號’為代表，株高3.20～3.80 m，在該州約種植了73 hm2。

研究表明，畜禽飼用秸稈的糖、蛋白和脂類化合物含量與秸稈的營養(yǎng)價值密切相關(guān)[13]。可溶性糖可為畜禽提供營養(yǎng)，也與秸稈飼料的適口性和消化率有關(guān)[14-15]；淀粉可為畜禽提供大量能量[16]；可溶性蛋白主要指以小分子態(tài)溶于水的蛋白質(zhì)，與粗蛋白一起充當(dāng)畜禽所需蛋白質(zhì)的主要來源[17]；粗脂肪是能量最高的營養(yǎng)素，并能提高秸稈飼料的適口性[18]。

但是，文山州上述8種畜禽飼用秸稈的糖、蛋白和脂類養(yǎng)分的含量及其綜合等級迄今未見報道，導(dǎo)致該州養(yǎng)殖戶選用秸稈時隨意、盲目，不僅大大降低了秸稈資源的利用率，而且嚴(yán)重制約了秸稈的配方設(shè)計和高效利用。因此，本研究探索了文山州上述飼用秸稈的可溶性糖、總淀粉、可溶性蛋白質(zhì)、粗蛋白和粗脂肪的含量及其綜合等級，旨在為該州畜禽飼用秸稈的養(yǎng)分評價和配置提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料的采集與預(yù)處理

文山州8種常用畜禽飼用秸稈，即草果、‘西疇芭蕉芋’[5]、‘文金1號’、‘文紫椒3號’、小米辣、滇重樓、象草和玉米‘文青貯2號’的秸稈，由文山農(nóng)科院于2019年12月—2020年2月?lián)V大畜禽養(yǎng)殖戶近年的使用經(jīng)驗采集于該州的馬關(guān)縣、文山市和硯山縣，滇重樓為2～4年生，其余植物均為1年生；將‘文青貯2號’秸稈烘干，將其余7種秸稈自然陰干，經(jīng)菜刀切碎或550型秸稈鍘草粉碎機（鄭州申英機械設(shè)備有限公司產(chǎn)品）粉碎、得粗粉（表1）；將粗粉于85℃烘至恒重，用高速多功能粉碎機（永康市鉑歐五金制品有限公司產(chǎn)品）將其進(jìn)一步粉碎，過80目篩、裝入自封袋、置硅膠干燥器中備用。

表1 文山州8種常見畜禽飼用秸稈的采集地點和初步粉碎方式

1.2 秸稈糖類含量的測定

1.2.1 可溶性糖 秸稈的可溶性糖含量用蒽酮-硫酸比色法測定、以蔗糖(天津風(fēng)船化學(xué)試劑科技有限公司產(chǎn)品)為標(biāo)樣、按文獻(xiàn)[19]操作，略作修改：取秸稈粉末0.0500 g，加10 mL水；定容至25 mL；取濾液2 mL，加5 mL 0.2%蒽酮-硫酸；可溶性糖含量用標(biāo)準(zhǔn)曲線方程Y=0.0054X+0.0066(R2=0.9995)計算，其中，Y代表A620.0，X代表蔗糖量(μg)。

1.2.2 總淀粉 秸稈的總淀粉含量也用蒽酮-硫酸比色法測定、以淀粉（天津風(fēng)船化學(xué)試劑科技有限公司產(chǎn)品）為標(biāo)樣、按文獻(xiàn)[20]和[21]的操作，略作修改：取秸稈粉末0.0500 g，加10 mL水；定容至25 mL；靜置30 min后過濾，取殘渣，加20 mL水，置沸水浴15 min；加9.2 mol/L高氯酸2 mL處理15 min；冷卻、過濾，定容至50 mL；取濾液2 mL，加5 mL 0.2%蒽酮-硫酸；總淀粉含量用標(biāo)準(zhǔn)曲線方程Y=0.0061X+0.00112(R2=0.9996)計算，其中，Y代表A620.0，X代表淀粉量(μg)。

1.3 秸稈蛋白類含量的測定

1.3.1 可溶性蛋白質(zhì) 秸稈的可溶性蛋白質(zhì)含量用考馬斯亮藍(lán)G250法測定、以牛血清白蛋白（美國Amresco公司產(chǎn)品）為標(biāo)樣、按文獻(xiàn)[22]操作，略作修改：取秸稈粉末0.2500 g，加10 mL水；定容至25 mL；過濾后取濾液1 mL，加5 mL0.1%考馬斯亮藍(lán)G250；可溶性蛋白質(zhì)含量用標(biāo)準(zhǔn)曲線方程Y=0.0057X+0.0089(R2=0.9991)計算，其中，Y代表A595.0，X代表牛血清白蛋白量(μg)。

1.3.2 粗蛋白 秸稈的粗蛋白含量用凱氏定氮法測定、按文獻(xiàn)[23]操作：取秸稈粉末1.0000 g；加0.2 g五水合硫酸銅和6.0 g硫酸鉀，混勻后加10 mL濃硫酸；升至360～420℃，至混合物呈透明藍(lán)綠色，繼續(xù)加熱2 h；將消煮液冷至室溫，加30～50 mL水；向消煮管加50 mL 40%氫氧化鈉，加熱蒸餾，至流出液為100 mL；蒸餾停止后，立即用0.05 mol/L鹽酸標(biāo)準(zhǔn)液滴定。

1.4 秸稈粗脂肪含量的檢測

秸稈的粗脂肪含量用索氏抽提法依托SZF-06T脂肪測定儀(上海新嘉電子有限公司產(chǎn)品)測定[24]：取秸稈粉末4.0000 g；在抽提筒內(nèi)加50 mL石油醚；設(shè)定溫度60℃，回流提取2 h。

1.5 數(shù)據(jù)分析

試驗均重復(fù)3次；雙因素方差分析用SPSS 20.0完成。8種秸稈糖、蛋白和脂類養(yǎng)分含量的綜合等級用隸屬函數(shù)法評定，隸屬函數(shù)見公式(1)。

其中，μ為特定秸稈某養(yǎng)分指標(biāo)的隸屬函數(shù)值，X為特定秸稈某養(yǎng)分指標(biāo)的均值，Xmax和Xmin分別為所有秸稈該指標(biāo)的最大和最小值。

各秸稈糖類、蛋白類和脂類養(yǎng)分含量的綜合度量值(D)為該秸稈糖、蛋白和脂類養(yǎng)分含量μ值的均值[25]。

2 結(jié)果與分析

2.1 文山州常用畜禽飼用秸稈的糖類養(yǎng)分含量特征

2.1.1 可溶性糖特征 滇重樓秸稈的可溶性糖含量最高，約為163.603±0.218 mg/g(DW)，分別約為草果、‘西疇芭蕉芋’、‘文金1號’、‘文紫椒3號’、小米辣、象草和‘文青貯2號’秸稈可溶性糖含量的8.418、3.682、8.757、5.546、3.101、4.258和18.287倍（圖1）；方差分析中，F(xiàn)≈877825.26＞4.28=F0.01(7,14)，故秸稈可溶性糖在不同秸稈間的差異達(dá)到極顯著水平。

圖1 文山州常用畜禽飼用秸稈的可溶性糖含量

2.1.2 總淀粉特征‘文青貯2號’秸稈的總淀粉含量最高，約為283.008±2.507 mg/g(DW)，分別約為草果、‘西疇芭蕉芋’、‘文金1號’、文紫椒3號、小米辣、滇重樓和象草秸稈總淀粉含量的40.401、46.398、26.753、30.249、26.012、12.647和53.505倍（圖2）；在方差分析中，F(xiàn)≈21821.20，故秸稈總淀粉在不同秸稈間的差異也達(dá)到極顯著水平。

圖2 文山州常用畜禽飼用秸稈的總淀粉含量

2.2 文山州常用畜禽飼用秸稈的蛋白類養(yǎng)分含量特征

2.2.1 可溶性蛋白質(zhì)特征 滇重樓秸稈的可溶性蛋白質(zhì)含量最高，約為16.637±0.038 mg/g(DW)，分別比草果、‘西疇芭蕉芋’、‘文金1號’、‘文紫椒3號’、‘小米辣’、象草和‘文青貯2號’秸稈的可溶性蛋白質(zhì)含量約高387.345%、218.609%、321.968%、127.539%、116.853%、340.504%和2031.791%（圖3）。在方差分析中，因F≈242980.35，故秸稈可溶性蛋白質(zhì)含量在不同秸稈間的差異也達(dá)到極顯著水平。

圖3 文山州常用飼用秸稈的可溶性蛋白質(zhì)含量

2.2.2 粗蛋白特征‘文紫椒3號’秸稈的粗蛋白含量最高，約為11.864±0.202%，分別比草果、‘西疇芭蕉芋’、‘文金1號’、小米辣、滇重樓、象草和‘文青貯2號’秸稈的粗蛋白含量約高120.083%、121.207%、105.743%、12.731%、17.323%、93.805%和93.916%（圖4）。在方差分析中，因F≈471.0749，故秸稈粗蛋白含量在不同秸稈間的差異也達(dá)到極顯著水平。

圖4 文山州常用畜禽飼用秸稈的粗蛋白含量

2.3 文山州常用畜禽飼用秸稈的粗脂肪含量特征

‘文青貯2號’秸稈的粗脂肪含量最高，約為3.598±0.055%，分別約為草果、‘西疇芭蕉芋’、‘文金1號’、‘文紫椒3號’、小米辣、滇重樓和象草秸稈的粗脂肪含量的8.706、2.717、9.858、8.451、3.716、1.323和3.545倍（圖5）；在方差分析中，因F≈831.7133，故秸稈的粗脂肪含量在不同秸稈間的差異也達(dá)到極顯著水平。

圖5 文山州常用畜禽飼用秸稈的粗脂肪含量

2.4 文山州常用畜禽飼用秸稈糖、蛋白和脂類養(yǎng)分的綜合等級特征

隸屬函數(shù)分析表明，文山州8種常用畜禽飼用秸稈糖、蛋白和脂類養(yǎng)分的綜合等級特征為：滇重樓＞‘文青貯2號’＞小米辣＞‘文紫椒3號’＞‘西疇芭蕉芋’＞象草＞‘文金1號’＞草果（表2），即滇重樓秸稈的糖、蛋白和脂類的綜合養(yǎng)分等級為最佳，而草果的為最差。

表2 文山州常用飼用秸稈糖類、蛋白類和脂類養(yǎng)分的綜合等級比較

3 結(jié)論與討論

對于云南文山州，畜禽養(yǎng)殖戶近年憑經(jīng)驗自發(fā)實施的秸稈初步飼料化是在該州畜牧業(yè)快速發(fā)展形勢下衍生的積極嘗試，但相應(yīng)的基礎(chǔ)研究明顯滯后。作為云南省畜牧業(yè)大州之一，文山州畜牧業(yè)產(chǎn)值約占農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值的40%以上，對農(nóng)民增收的貢獻(xiàn)率約為22%，該州已成為中國泛珠三角地區(qū)畜禽產(chǎn)品的重要供應(yīng)地[26]；但是，文山州可使用的耕地面積和用于飼料生產(chǎn)的土地面積均少；隨著畜禽養(yǎng)殖規(guī)模的不斷擴大，畜牧業(yè)糧食消耗量不斷攀升，導(dǎo)致該州飼料原料越發(fā)緊張，人畜爭糧的矛盾日益凸顯。所以，近年來，文山州廣大畜禽養(yǎng)殖戶自發(fā)地憑經(jīng)驗就地、就近采集草果等上述8種植物的秸稈，將其干燥后進(jìn)行粉碎等初加工，單獨或配置后飼喂牛、馬、豬、羊、兔以及雞、鴨和鵝等家畜、家禽，效果良好，為該州畜禽飼料的開發(fā)積累了寶貴經(jīng)驗。研究表明，畜禽飼用秸稈的營養(yǎng)價值與其糖、蛋白和脂類的含量密切相關(guān)[13]。但是，文山州上述8種畜禽飼用秸稈的糖、蛋白和脂類化合物含量及其相應(yīng)的綜合營養(yǎng)等級劃分長期未被探究，導(dǎo)致畜禽養(yǎng)殖戶在選用時全憑經(jīng)驗和傳聞，非常盲目、隨意，嚴(yán)重妨礙了秸稈的高效利用和養(yǎng)殖高效益的獲取以及秸稈飼料的快速開發(fā)。

在文山州畜禽養(yǎng)殖規(guī)模不斷擴大的形勢下，秸稈的飼料化利用不僅可將秸稈變廢為寶、通過拓展飼料的來源促進(jìn)該州節(jié)糧型、農(nóng)牧結(jié)合型畜牧業(yè)的構(gòu)建[27]，而且可延長中草藥和辣椒生產(chǎn)的產(chǎn)業(yè)鏈、為鄉(xiāng)村脫貧致富開辟一條新途徑。近年，文山州年產(chǎn)秸稈約1.64×106t，但僅約15.76%被飼料化利用；其中，每年廢棄的草果和滇重樓等中草藥的秸稈更是不計其數(shù)，辣椒秸稈也大部分被拋棄或被焚燒后還田，既浪費了資源又污染了環(huán)境[28-30]?？梢?，文山州秸稈的畜禽飼料化利用擁有巨大的秸稈資源量基礎(chǔ)、可成為該州擴大畜禽飼料來源、打造資源節(jié)約型畜牧業(yè)、助力鄉(xiāng)村脫貧致富的重要支撐，同時可大大減少生產(chǎn)中秸稈的浪費和對環(huán)境的污染[26]。特別是，文山州秸稈的飼料化利用必然涉及中草藥和辣椒的秸稈。文山州種植草果歷史悠久，該州馬關(guān)縣于2001年被農(nóng)業(yè)部授予“中國草果之鄉(xiāng)”稱號[3]；文山市、馬關(guān)縣和富寧縣等滇重樓資源豐富[9-10]；多年來，文山州草果和滇重樓及其他中草藥的秸稈資源量大，但利用率低。文山州種植丘北辣椒已有400多年，2019年的種植面積近6.67×104hm2[31]；云南是全國小米辣遺傳多樣性中心和生態(tài)多樣性中心[32]，文山州已成為云南省最大的小米辣生產(chǎn)地[7]。研究表明，辣椒秸稈的飼料化利用具備的特殊優(yōu)勢是，秸稈的辣椒素和二氫辣椒素能顯著提高禽畜的食欲和生產(chǎn)性能、改善禽畜健康狀況[33]。所以，文山州中草藥和辣椒秸稈的飼料化利用顯然可延長中藥材和辣椒生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)鏈，提升藥材和辣椒生產(chǎn)的附加值、助力鄉(xiāng)村脫貧致富。

以文山州上述常用的8種畜禽飼用秸稈為材料，本研究發(fā)現(xiàn)，文山州8種常用畜禽飼用秸稈的可溶性糖含量特征為：滇重樓＞小米辣＞‘西疇芭蕉芋’＞象草＞‘文紫椒3號’＞草果＞‘文金1號’＞‘文青貯2號’，總淀粉含量特征為：‘文青貯2號’＞滇重樓＞小米辣＞‘文金1號’＞‘文紫椒3號’＞草果＞‘西疇芭蕉芋’＞象草；可溶性蛋白質(zhì)含量特征為：滇重樓＞小米辣＞‘文紫椒3號’＞‘西疇芭蕉芋’＞‘文金1號’＞象草＞草果＞‘文青貯2號’，粗蛋白含量特征為：‘文紫椒3號’＞小米辣＞滇重樓＞象草＞‘文青貯2號’＞‘文金1號’＞草果＞‘西疇芭蕉芋’；粗脂肪含量特征為：‘文青貯2號’＞滇重樓＞‘西疇芭蕉芋’＞象草＞小米辣＞‘文紫椒3號’＞草果＞‘文金1號’；而且，可溶性糖、淀粉、可溶性蛋白質(zhì)、粗蛋白和粗脂肪含量在不同秸稈間的差異均達(dá)到極顯著水平；8種秸稈糖類、蛋白類和脂類養(yǎng)分的綜合等級為：滇重樓＞‘文青貯2號’＞小米辣＞‘文紫椒3號’＞西疇芭蕉芋＞象草＞‘文金1號’＞草果（表2）?？梢姡狙芯砍醪疥U明了文山州8種畜禽飼用秸稈的糖、蛋白和脂養(yǎng)分的含量和綜合等級，可為該州廣大畜禽養(yǎng)殖戶多年企盼的飼用秸稈的養(yǎng)分評價和合理選用提供依據(jù)[34]，這對全省乃至全國畜牧業(yè)的健康發(fā)展也有借鑒價值。