不同苜蓿干草營養成分及飼用價值評價

熊 乙， 許慶方*， 玉 柱， 吉 高， 歐 翔， 馬菱藝， 梁 琪， 史 悅， 李金俐

(1. 山西農業大學動物科技學院， 山西 太谷030801; 2.中國農業大學動物科學技術學院， 北京100193)

紫花苜蓿(MedicagosativaL.)是品質優良的豆科牧草，苜蓿干草是我國應用最為廣泛的飼草產品之一。干草是草食動物冬季重要的飼料來源[1]，是畜牧業常見的一種飼草利用形式。調制干草通過降低飼草含水量使其更加利于貯藏，便于在缺乏飼料來源的冬季為家畜提供必要的能量。

概略養分分析法一直被作為飼料營養價值評定的常規方法，1964年Van Soest將粗纖維劃分為中性洗滌纖維(NDF)，酸性洗滌纖維(ADF)和酸性洗滌木質素(ADL)，通過計算可以得出飼料中纖維素、半纖維素和木質素的含量[2]。1978年美國飼草和草原理事會又提出相對飼喂價值(RFV)，該指標現在是美國廣泛使用的粗飼料質量評定指數之一。粗飼料相對質量(RFQ)也是評估粗飼料的指標，RFQ的優點在于其預測模型相較于RFV更加靈活，它可通過總可消化養分(TDN)進行預測，使預測值更接近實際情況[3]。近紅外光譜分析技術(NIRS)被草學工作者們應用于飼料樣品檢測中，該方法在實驗室條件下操作簡單，快速，高效[4-5]，甚至能夠準確測定氨基酸等小分子營養成分[6]。

山西省北部毗鄰內蒙古自治區，地處農牧交錯帶，隨著“糧改飼”政策的推行，自2015年起，雁門關北等地區大規模種植紫花苜蓿。當地畜牧企業不再以單一進口或收購當地苜蓿的形式飼喂家畜，規?；俎７N植被越來越多的畜牧從業者接受，同時他們購買外地苜蓿干草或進口美國優質苜蓿作為儲備飼料。本試驗針對本地種植牧草、外地購買的干草和進口牧草對比，主要對比不同產地苜蓿的品質，評估不同苜蓿干草的飼用價值，可為山西北部農牧交錯帶苜蓿生產提供理論依據。

1 試驗方法

1.1 材料來源

試驗所用干草于2017年7月取自山西省玉收農牧有限公司，使用用好牛T410型干草取樣器取樣。山西本地種植的苜蓿干草品種為‘金皇后’，于2016年秋季種植，2017年第2茬初花期收獲并進行打捆。甘肅苜蓿干草品種為‘甘農4號’，于2016年秋季購入，進口苜蓿為2016年美國Eckenberg farms公司的特級苜蓿(表1)。

表1 不同苜蓿樣品代號Table 1 Sample code of different alfalfa

1.2 測定指標及方法

營養成分指標：干物質(dry matter,DM)、灰分(Ash)、粗脂肪(ether extract,EE)、粗蛋白(crude protein,CP)、可溶性碳水化合物(water soluble carbohydrate，WSC)、中性洗滌纖維(neutral detergent fibre,NDF)、酸性洗滌纖維(acid detergent fibre,ADF)、礦物元素(Ca,P,K,Mg)。

飼喂價值評價：總可消化養分(total digestible nutrients,TDN)、干物質消化率(digestible dry matter，DDM)、干物質采食量(dry matter intake,DMI)、粗飼料相對值(relative feed value,RFV)[7]、粗飼料相對質量(relative forage quality,RFQ)[8]。

常規營養成分測定使用概略養分分析法[9]和洗滌纖維法：樣品粉碎過40目篩，四分法分樣至200 g保存備用，試驗設置3次重復數。DM含量測定采用恒溫鼓風干燥箱105℃烘至恒重[10]，Ash測定使用電熱板300℃碳化至無煙后再用納博熱LE14/16/R6型馬弗爐進行灰化[11]，EE使用Ankom XT15型脂肪測定儀測定[]，CP使用FOSS全自動凱氏定氮儀Kjeltec 8100 進行測定[11]，WSC用紫外分光光度計比色法測定[11]，NDF和ADF含量使用Ankom 2000型纖維測定儀中測定。再用NIRS法測定上述常規營養成分。NIRS法測定營養成分使用福斯飼料專用分析儀(FOSS DS2500)測定，同時測得Ca,P,K,Mg四種元素含量。營養成分測定結果用于RFV、RFQ等指標的計算，并通過Milk 2016計算每噸干草產奶量(Milk·ton-1)[12]。

飼用價值相關指標計算公式如下：

TDN%=82.38-(0.7515×ADF)

TDM%=82.9-(0.779×ADF)

DMI%=120÷NDF

RFV=DMI×DDM÷1.29

RFQ=TDN×DMI÷1.23

1.3 數據統計與分析

試驗數據采用Microsoft Excel 2010整理原始數據，運用sigmaplot 12.5軟件繪圖，運用SPSS 19.0軟件對數據進行統計分析，使用單因素方差分析(One-way ANOVA)，多重比較分析采用Duncan法，P<0.05為差異顯著。

2 結果與分析

2.1 常規法測定營養成分

由表2可知，不同苜蓿干草營養成分存在很大的差異。不同苜蓿EE和NDF差異不顯著(P>0.05)。DM含量，US顯著高于SX(P<0.05)，但SX和GS，GS和US兩兩間無顯著差異(P>0.05)。Ash含量，SX顯著高于GS，US最低(P<0.05)。CP含量，US最高，GS和AO間無差異顯著性(P>0.05)。WSC含量US顯著高于SX和GS(P<0.05)。ADF含量，SX和GS最低且2組間無差異顯著性，US顯著高于其它2組(P<0.05)。

表2 常規法測定干草常規營養成分Table 2 Analysis of alfalfa hay nutrients by conventional method

注：常規養分基于DM含量，SEM(standard error mean)表示均值標準誤，P-Value表示方差分析的P值，同行不同小寫字母表示不同苜蓿干草營養成分差異顯著(P<0.05)，下同

Note:The conventional nutrient is based on DM content,SEM means:standard error mean,P-Value meansPvalue of variance analysis,and different lowercase letters in same column indicate significant difference of different Alfalfa at the 0.05 level,the same as below

2.2 NIRS法測定營養成分

由表3可知，NIRS法測定結果顯示不同苜蓿干草各個營養成分也存在較大的差異。DM含量結果顯示US最高，SX最低(P<0.05)，且SX和GS以及GS和US間無顯著差異。Ash、CP和ADF含量均呈現出SX>GS>US的趨勢(P<0.05)，EE含量則與之趨勢相反(P<0.05)。WSC含量顯示SX和GS間無顯著差異，US含量最高(P<0.05)。NDF含量SX最高，GS最低(P<0.05)。

表3 近紅外法測定干草常規營養成分Table 3 Analysis of alfalfa hay nutrients by NIRS method

2.3 差異度分析

由表3可見，DM、CP、WSC、NDF和ADF測定結果比較，兩種方法的差異度不大，均低于0.2，兩種方法在DM和WSC測定值間差異度最小。NIRS和傳統法測定趨勢相似，但兩種方法EE和Ash測定值間的差異度均大于0.2，其中EE差異度最大，最高達12.3333。

表4 NIRS與常規法差異度分析Table 4 Difference analysis of NIRS and actual value

注:差異度=(︱近紅外法—常規法︱)/常規法

Note:Degree of difference =(︱NIRS—Conventional︱)/Conventional

2.4 礦物元素含量

紫花苜蓿是優良的飼草，其礦質元素含量豐富。圖1顯示了不同苜蓿Ca、P、K、Mg四種元素的百分含量。GS的Ca含量最高，不同來源的苜蓿P含量無顯著差異，而K元素則為幾種元素中含量最高的，其中SX的K、Mg含量最高。

圖1 苜蓿干草礦物元素百分含量Fig.1 Mineral Elements percentage of alfalfa hay

2.5 飼用價值評價

飼用價值評價是對飼料品質的評估，評估指標反映飼料品質的優劣，是飼喂家畜的重要參考值。表5對近紅外快速測定的結果進行飼用價值評估，SX的TDN最高，US最低。DDM計算值結果中GS最高，SX最低。DMI評估結果SX最高，US最低。SX的RFV最高，US的RFV最低，RFQ呈現相似的趨勢。使用Milk 2016 軟件計算奶噸(Kg Milk·ton-1)，SX奶噸指數最高，US奶噸指數最低。

表5 不同苜蓿干草的飼用價值評估Table 5 Feeding value evaluation of different alfalfa hay

3 討論

3.1 測定方法差異度分析

1976年Norris首次運用NIRS技術測定干草和青貯的CP、DM和EE含量[13-14]，如今國內運用近紅外測定飼草已經較為普遍，不僅可以測定常規養分含量，而且能夠估測動物代謝試驗的指標。苜蓿飼用價值已經有許多評價指數，李志強等研究認為RFV適宜苜蓿干草的評價，RFQ更適宜評價燕麥干草[15-16]。

NIRS法各養分數據與常規法趨勢一致，但測定苜蓿干草養分結果與常規法表現出一定的差異性。DM含量測定結果顯示兩種方法具有相同的趨勢，US的DM含量均最高，但近紅外測定值略低于常規法。Ash結果趨勢完全一致，但NIRS測定結果比較低，且差異度大，均超過了0.4。NIRS法測定過程中，飼草中的雜質可能造成較大誤差[17]，使得差異度偏大。各養分指標差異度最大的是EE，WSC差異度最小。但可以看出，NIRS在DM和WSC測定結果表現極佳，對CP、NDF和ADF測定結果表現較好，差異度均不超過0.2。

3.2 不同產地苜蓿養分及礦物元素差異

DM含量影響著干草的保存，US最高且和GS間無差異顯著性。Ash是粗飼料重要的指標，反映出牧草礦質元素的總體含量，以及生境條件[18]，但如果收獲機械操作不當或者整地不平使得紫花苜蓿收獲時帶入一些泥土，使得Ash含量增加，這可能是兩種方法測定均顯示SX的Ash含量最高的原因。NIRS測定EE結果顯示不同苜蓿干草具有顯著差異性，SX的EE含量高，可能是因為鹽堿土壤條件下，植物積累脂肪酸比正常pH土壤條件下多的原因[19-20]。US的CP含量均最高，其品質仍然較好，但由于存放一年，其品質較特級苜蓿有所下降。WSC含量測定結果顯示US最高，WSC含量反映著牧草收獲時呼吸損失的情況。首先干草收獲打捆過程中，水分降低過慢導致細胞呼吸消耗過多的糖分是關鍵制約因素之一[21]，其次受氣候因素影響，苜蓿收獲季節降雨較多，淋雨造成糖分損失是又一制約因素[22-23]。NDF和ADF測定結果顯示SX和GS均小于US，這表明國產苜蓿纖維含量低，比美國進口苜蓿更加優良。由于日糧補充礦物飼料，粗飼料中礦物元素常常不被重視，但其含量和比例對草食動物健康很重要。SX的K、Mg元素含量高，一方面是土壤鹽堿化的體現，另一方面可能是收獲時摻入泥土雜質。三種苜蓿干草K含量均較高，這與王俊慧等對不同生長年限紫花苜蓿K含量研究結果一致[24]。

3.3 飼用價值評價

飼用價值評價是對飼料品質的一種綜合評定，有助于指導苜蓿干草產品加工。在反芻動物日糧中，粗飼料所占比重約為40%～80%。TDN反映粗飼料的消化率和動物的消化能力。因為CP高且纖維低的干草通常有較高的TDN[18]。三種苜蓿TDN、DDM等指標均較低，未達到優質苜蓿的級別，這可能是貯藏時間導致的。RFV是美國苜蓿生產重要的參考評價指數，它也是ADF和NDF對飼草品質影響的綜合反映[25]，由表4可知，SX的RFV最高，US最低。雖然RFV能夠較好的反映苜蓿干草的飼用價值，但是不足之處在于僅僅對苜蓿進行了簡單的分級，未考慮到苜蓿中CP含量對品質的影響[26]。三種苜蓿干草奶噸指數有一定差異，因為ADF低，所以SX奶噸指數最高?？梢钥闯鯪DF和ADF對飼用價值評價影響很大，US的CP含量最高，但ADF和NDF含量也較高，所以最終導致RFV等指標的偏低。

4 結論

研究結果表明，NIRS法高效便捷，能滿足常規養分測定及用于飼用價值的評估，但Ash和EE的測定差異度較大，仍需大量的數據對模型進行校正。雖然美國進口苜蓿干草NDF和ADF較高導致RFV值偏低，但其CP含量顯著高于SX和GS的苜蓿干草。故飼用價值評價不能只關注某項指數，依賴某一種常見指標進行評價，應該就各指標進行綜合評價。