應用康奈爾凈碳水化合物—蛋白質體系（CNCPS）評定不同物候期天然牧草營養價值

杜雪燕　王迅　柴沙駝　劉書杰

摘要：利用康奈爾凈碳水化合物-蛋白質體系（CNCPS），測定不同物候期天然牧草CNCPS營養成分，計算蛋白質組分和碳水化合物組分，并估測瘤胃可降解蛋白和瘤胃可降解碳水化合物的吸收率，綜合評價天然牧草營養價值。結果顯示：（1）返青期CP含量最高（14.88%，P<0.01）；枯草期NDF（65.36%，P<0.05）、ADF（45.28%，P<0.01）含量均最高。（2）不同物候期，PA、PB₁、SP含量差異不顯著（P>0.05）；PB2含量，青草期顯著高于枯草期（P<0.05）；PB3和NDFIP（%CP）含量枯草期均極顯著高于返青期、青草期（P<0.01）；返青期RDP（10.01%，P<0.01）、RUP（4.88%，P<0.01）含量最高，可消化的瘤胃非降解蛋白（DRUP）含量最高（2.86%，P<0.01）；枯草期PC（%CP）含量最高（18.98%，P>0.05）。（3）CA和CB₁變化趨勢相似，從牧草返青到干枯，先升高，后線性降低，枯草期時均最低，分別為26.02%（%CHO）、0.92%（%CHO）；緩慢降解碳水化合物中，枯草期CB₂、n NDF、n ADF含量均達到全年最高，前兩者全年差異不顯著（P>0.05），后者則極顯著高于返青期（42.35%CHO，P<0.01）和青草期（43.53%CHO，P<0.01）；枯黃期CC含量最高；不同物候期DRUC和ADL含量差異不顯著（P>0.05）。研究表明：不同物候期，牧草中CP與CHO組成和含量相差較大，營養價值不盡相同；自牧草返青，隨生育期的延續，牧草營養價值降低，枯草期達到最低。

關鍵詞：康奈爾凈碳水化合物-蛋白質體系（CNCPS）；物候期；天然牧草；營養價值

中圖分類號：S812 文獻標志碼：A 文章編號：1002—1302（2016）01—0260—04

天然牧草營養直接影響反芻家畜的營養狀況、生命活動和生產性能。準確評價放牧家畜四季采食牧草營養價值變化，是評估天然草地營養供給的基礎，也是合理開發利用草地生態資源的重要依據。如何評價評定牧草的營養價值一方面需要測定營養物質含量，另一方面需要了解營養物質在家畜體內的消化利用狀況。同時，研究表明，同種植物在不同生育期，營養物質在全株各部位的轉移和分配均不斷發生變化，使得不同物候期，植株飼用價值和利用率不盡相同。可見，準確估測不同物候期天然草地的牧草營養狀況，對于草地畜牧業發展尤為重要。近年來，筆者所在課題組成員用傳統的概略養分分析法結合體外產氣法對三江源區玉樹州、果洛州、瑪多縣等地天然牧草營養價值進行了大量研究。

與Weende體系和Van Soest體系的靜態評價體系相比，美國動物營養科學家提出的康奈爾凈碳水化合物-蛋白質體系（Cornell net carbohydrate and protein system，CNCPS），能真實反映放牧反芻家畜采食牧草中蛋白質和碳水化合物在瘤胃內降解、消化及能量、蛋白質的吸收效率等。國內學者對CNCPS體系進行了多年研究，并在CNCPS體系飼料組分數據庫的建立、模型的驗證和改進方面有了進一步發展。李燕鵬用CNCPS體系研究了玉米、豆粕、苜蓿等23種反芻動物常用的能量飼料、蛋白飼料、粗飼料的營養價值，表明可以通過分析飼料的化學成分，用CNCPS蛋白組分和碳水化合物組分來預測到達小腸的可利用粗蛋白，評定反芻動物飼料營養價值。穆會杰等用CNCPS體系對不同生育期小麥秸營養價值進行評定，結果顯示，生育期可不同程度地影響小麥秸蛋白質和碳水化合物的組成及含量。隋美霞運用CNCPS體系測定7種粗飼料的營養價值，結合人工模擬瘤胃發酵法，建立體外產氣與飼料營養價值聯系。可見，用CNCPS體系評價反芻動物粗飼料營養價值已成為新的趨勢。

目前，應用CNCPS體系對高寒草甸典型草場不同物候期天然牧草營養價值的研究鮮見報道。因此，本試驗根據CNCPS體系的原理和方法，評定三江源區嵩草草地牧草營養價值，研究不同物候期牧草蛋白組分和碳水化合物組分變化，為青海省河南縣天然牧草營養價值數據庫的建立提供基礎數據。

2結果與分析

2.1不同物候期天然牧草營養水平

由表1可知，牧草返青至枯萎，隨著物候期的延遲，CP、NDF、ADF、SCP、NDFIP、CHO含量差異較大。CP含量持續下降，由返青期的14.88%線性下降到枯草期的5.72%（P<0.01）；NDF和ADF含量變化趨勢相似，枯草期極顯著或顯著高于后3期（P<0.01或P<0.05），枯黃期極顯著或顯著高于返青期、青草期（P<0.01或P<0.05）；SCP含量，隨物候期的延遲逐漸下降，返青期最高，顯著高于枯草期（3.69，P<0.05），與青草期、枯黃期差異不顯著（P>0.05）；NDFIP含量在返青期最高，極顯著高于后3期（P<0.01）；CHO含量變化趨勢總體與CP相反，枯草期極顯著高于返青期、青草期、枯黃期（P<0.01），后3者之間差異也是極顯著（P<0.01）。

2.2不同物候期天然牧草CNCPS蛋白組分

由表2可知，不同物候期牧草中快速降解蛋白（PA、PB₁、SP）含量差異不顯著（P>0.05）；PB₂含量，青草期顯著高于枯草期（P<0.05）；PB₃和NDFIP（%CP）含量均在枯草期最高.極顯著高于返青期、青草期（P<0.01）.枯黃期最低：RDP（%DM）和RUP（%DM）變化趨勢相同，從返青期到枯草期，依次降低，各物候期差異極顯著或顯著（P<0.01或P<0.05）；可消化的瘤胃非降解蛋白（DRUP）含量，返青期最高，極顯著高于青草期和枯草期（P<0.01）；PC（%CP）含量從返青期到枯草期，依次升高，各物候期差異不顯著（P>0.05）。

2.3不同物候期天然牧草碳水化合物組分

由表3可知，牧草中快速降解碳水化合物（CA）和中速降解碳水化合物（CB₁）變化趨勢相似，從牧草返青到干枯，先升高，再線性降低，枯草期時均為最低，分別為26.02（%CHO）、0.92（%CHO）。緩慢降解碳水化合物中，枯草期CB₂、n NDF、n ADF含量均達到全年最高，前兩者全年差異不顯著（P>0.05），后者則極顯著高于返青期（42.35%CHO，P<0.01）和青草期（43.53%CHO，P<0.01）。瘤胃不降解碳水化合物（CC）枯黃期最高，青草期次之，枯草期最低；不同物候期牧草中可消化瘤胃非降解碳水化合物（DRUC）和酸性洗滌木質素（ADL）含量差異不顯著（P>0.05）。

3討論與結論

3.1不同物候期天然牧草營養水平

與傳統的Weende體系和van Soest體系不同，CNCPS依據牧草在瘤胃中的降解速率不同將蛋白質和碳水化合物進行細分，使得牧草營養價值評價更加精確。杜晉平等的研究結果均表明，CNCPS測定指標較多，對飼料營養價值評定更精確，可作為評價反芻動物粗飼料的方法。天然牧草是放牧家畜采食的主要粗飼料，CNCPS體系評價其營養價值相關的研究較少。艷城等用CNCPS評價了內蒙古鄂爾多斯市荒漠草原區8種牧草的營養價值，認為不同牧草CNCPS蛋白質組分和碳水化合物組分差異較大。

本試驗按照三江源區嵩草草地牧草實際生長狀況，分別測定不同物候期牧草的CNCPS營養成份，結果表明，返青期時CP含量最高，達到14.88%，枯草期時最低，為5.72%，按照任繼周等牧草CP等級指數劃分（≥16%為上等、10%～15%為中等、≤10%為下等），返青期牧草營養品質處于中上等，枯草期為下等。ADF影響家畜對牧草的消化，NDF含量與牧草適口性相關，兩者含量間接反映牧草品質，ADF、NDF含量越高，牧草品質越低。本試驗測得自牧草返青，ADF、NDF含量呈上升趨勢，說明牧草品質下降，枯草期時牧草品質最低。SCP含量也是隨物候期的延遲逐漸下降。表明返青期牧草營養價值最佳，其次為青草期，枯草期時最低。

3.2不同物候期天然牧草CNCPS蛋白組分

Shannak等對CNCPS蛋白組分與瘤胃可降解蛋白（RDP）、瘤胃非降解蛋白（RUP）進行了相關分析，表明CNCPS蛋白組分能夠準確預測飼料的RDP和RUP含量。本試驗結合CNCPS體系研究了不同物候期天然牧草蛋白質中快速降解、慢速降解和非降解蛋白含量變化，結果表明，從返青期到枯草期，牧草中RDP和RUP含量依次降低。快速降解蛋白（PA+PB₁）是反芻動物合成微生物蛋白的主要氮源，其中，非氨基酸氮含量能夠影響微生物蛋白合成。瘤胃緩慢降解的真蛋白質（PB₂+PB₃）貢獻部分過瘤胃蛋白。瘤胃中不能降解的蛋白質（PC）全部貢獻過瘤胃蛋白，但不是小腸可消化蛋白的組分。本試驗結果顯示，從牧草返青開始，PA+PB₁含量依次升高，直到枯草期達到35.45%，PC含量呈現相同變化趨勢。可見，隨生育期的延續，CP、SCP含量降低，PA+PB₁和PC含量升高，牧草中蛋白質趨向于以快速降解蛋白的形式存在。此外，隨牧草的枯萎，細胞組織中蛋白質多與木質素、單寧等結合成不可利用蛋白，牧草品質也隨之下降。

3.3不同物候期天然牧草CNCPS碳水化合物組分

天然牧草中碳水化合物是放牧家畜的主要能量來源，其營養價值主要取決于非結構性碳水化合物和結構性碳水化合物在瘤胃中的降解情況。本試驗結果表明碳水化合物總量隨著生育期的延續不斷升高。快速降解碳水化合物（CA）含量在不同物候期差異不顯著（P>0.05）；緩慢降解碳水化合物中，CB₂和n NDF含量全年差異不顯著（P>0.05），說明牧草CHO對反芻動物的可利用性沒有發生顯著改變，可能與葉片老化、自生光合作用能力下降有關。

3.4結論

本試驗采用CNCPS體系對天然牧草的營養價值進行評價，分析不同物候期CNCPS蛋白組分與碳水化合物組分變化，研究表明，返青期牧草營養價值最佳，其次為青草期，枯草期時最低。