巨菌草不同生長時間的常規(guī)營養(yǎng)成分及氨基酸含量測定

陳碧成， 林潔榮，2*， 羅宗志， 葉健軍， 焦文靜

(1.福建農(nóng)林大學， 福建 福州 350000； 2.國家菌草工程技術研究中心， 福建 福州 350000)

畜牧·獸醫(yī)·水產(chǎn)

巨菌草不同生長時間的常規(guī)營養(yǎng)成分及氨基酸含量測定

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， 福建 福州 350000； 2.國家菌草工程技術研究中心， 福建 福州 350000)

為了解巨菌草不同生長時間的營養(yǎng)變化規(guī)律，分別在生長90 d、130 d、170 d和210 d時進行取樣，測定其常規(guī)營養(yǎng)成分及氨基酸含量。結果表明：粗蛋白含量在90 d時最高，為9.19%，并隨生長時間的延長極顯著下降(P<0.01)；粗纖維、中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維含量均隨生長時間的延長而增加，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時間延長變化差異不大(P>0.05)。總氨基酸含量隨生長時間的延長而下降，在90 d時總氨基酸含量最高，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。

巨菌草； 營養(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)林大學菌草研究所于2005—2007年由南非引進福建試種成功，暫命名為巨菌草[1]。其直立叢生，莖粗可達3.5 cm，株高最高可達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、萊索托、南非、埃及[2]，中國南方已有大量種植與應用，北方個別地區(qū)也有試種，但只能作為一年生植物看待。巨菌草抗逆性強，根系發(fā)達且具有較強的分蘗能力，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]。幼嫩期營養(yǎng)價值高、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，當巨菌草含量為48%時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)濟效益的草種[9]。常規(guī)營養(yǎng)成分和氨基酸含量作為評價菌草利用價值的重要指標，但在巨菌草上卻未見研究報道。為此，筆者于2015年5月對不同刈割時期巨菌草的常規(guī)營養(yǎng)成分以及氨基酸進行了測定，旨在為其生產(chǎn)上推廣應用提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 巨菌草 試驗巨菌草由福建農(nóng)林大學菌草研究所提供。

1.1.2 儀器與試劑 儀器主要有FW高速萬能粉碎機，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半自動凱氏定氮儀，由意大利VELP公司生產(chǎn)；ANKOM脂肪測定儀和ANKOM半自動纖維測定儀，由美國ANKOM公司生產(chǎn)；A300氨基酸自動分析儀，由德國曼默博爾公司生產(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 試驗地概況

試驗在福建省三明市尤溪縣洋中鎮(zhèn)福建農(nóng)林大學試驗基地進行。該地海拔約450 m，屬亞熱帶季風氣候區(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，平均年日照時數(shù)超過161 6.8 h；土質(zhì)疏松，肥力中等。

1.3 試驗設計

采用隨機區(qū)組試驗設計，共設置4個處理，即生長時間90 d、130 d、170 d和210 d。每個小區(qū)面積2.4 m×5 m=12 m2，每個處理3次重復。

1.4 種植管理與取樣

種植巨菌草之前將每個小區(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，并在分蘗期施復合肥230 kg/hm2，拔節(jié)期施復合肥230 kg/hm2，尿素150 kg/hm2。

待巨菌草分別生長至90 d、130 d、170 d和210 d 時，選擇有代表性的樣點進行取樣，每個樣本取約2.0 kg。新鮮巨菌草先用刀切碎(長約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粉碎并過40目篩，最后密封保存并做好標記，供指標測定用。

1.5 指標測定

1) 常規(guī)營養(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)用差減法計算。

2) 氨基酸含量。樣本測定前處理：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，再充入氮氣，封口；將試管放入110℃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氨基酸自動分析儀分析。

1.6 統(tǒng)計分析

試驗數(shù)據(jù)用Excel 2003軟件進行統(tǒng)計，利用SpssV17.0軟件進行單因素方差分析(One Way ANOVA)，并利用Duncan’s 方法進行多重比較，結果用平均數(shù)±標準差表示。

2 結果與分析

2.1 常規(guī)營養(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。隨生長時間延長粗蛋白含量減少，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時極顯著低于其余時間，但其余時間的差異不顯著；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。粗灰分含量隨生長時間延長而下降，除170 d和210 d間差異不顯著外，其余時間的差異極顯著。粗脂肪含量隨生長時間延長而下降，90 d與210 d間差異極顯著，與其余時間差異不顯著；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時間延長變化差異不大，各組間差異不顯著。

表1 不同生長時間巨菌草的常規(guī)營養(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 不同生長時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時間延長呈降低趨勢，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，也是評價牧草品質(zhì)的重要指標之一[10]。巨菌草的賴氨酸含量90 d時最高，為0.406%；210 d 時最低，為0.145%。總氨基酸含量隨生長時間延長呈下降趨勢，除170 d與210 d間差異顯著外，其余時間的差異極顯著；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，在90 d時最高，分別為76.905%和38.145%。

3 結論與討論

3.1 巨菌草常規(guī)營養(yǎng)成分的動態(tài)變化

植物的營養(yǎng)物質(zhì)是由光合作用所制造的有機物總生產(chǎn)量、呼吸消耗量及其枯死脫落的損失量收支決定[10]，而植物營養(yǎng)成分的變化也會受品種、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)育期營養(yǎng)成分變化很大。測定結果表明，巨菌草的干物質(zhì)含量在生長90～170 d隨生長時間的延長而增加。原因是隨生長時間的延長，巨菌草的生長速度增加，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。粗蛋白含量隨生長時間延長而逐漸降低，這可能是在生長初期水分較多，粗蛋白是隨以氮代謝為主的同化作用而積累，但隨時間延長氮代謝逐漸衰退，因此粗蛋白含量也逐漸降低；同時，生長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[12]，包含于粗纖維，因此其含量與粗纖維的關系呈正相關，也隨生長時間延長、碳代謝增強而增加；酸性洗滌纖維是指示飼草能量的關鍵，其含量越低，飼草消化率越高，飼用價值越大[13]。巨菌草的酸性洗滌纖維在90 d時含量最低，為38.92%，之后隨生長時間的延長而逐漸增加。表明，巨菌草在相對幼嫩時期消化率較高，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，其高低與草的營養(yǎng)品質(zhì)呈正相關。巨菌草的粗脂肪含量隨生長時間的延長而逐漸減少，與劉鐵梅等[10]研究即脂肪在飼草生產(chǎn)初期含量最高，隨生長時間延長其含量逐漸降低的結果一致。

3.2 巨菌草氨基酸含量的動態(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呈下降趨勢，與劉太宇等[15]對黃河灘區(qū)6種牧草的測定結果一致。巨菌草的胱氨酸含量隨生育期增加而呈上升趨勢，與其他牧草不一致，這可能與草的品種有關，有待進一步研究。

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

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(責任編輯： 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“菌草食藥用菌產(chǎn)業(yè)化關鍵技術研究與示范”(2014NZ0002-1)；國家菌草工程技術研究中心項目“菌草生物學特性及優(yōu)良品種評價體系研究”(JCGG14020)

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

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

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

S543

A

Animal Husbandry·Veterinary·Fishery