姜慶國,溫日宇*,張魏斌,薛翼鵬,程 景,高瑞紅,趙 力
(1.山西農業大學玉米研究所,山西忻州 034000; 2.山西農業大學動物醫學學院,山西太谷 030801; 3.山西農業大學動物科學學院,山西太谷 030801)
藜麥是一種一年生雙子葉草本植物,種質資源豐富、適應能力強,富含必需脂肪酸、礦物質和維生素等多種營養物質,其主要的活性物質包括多酚、黃酮等,具有抗氧化、提高免疫水平等生物學功能(胡一晨等,2018;申瑞玲等,2015)。20世紀末開始,藜麥在我國的種植產業快速發展,目前藜麥的食用價值已得到廣泛的研究與認可,因其獨特的營養學組成受到人們的青睞。基于藜麥的這些特性,其在農業等領域具有廣泛的應用前景(周彥航等,2020)。研究發現,某些晚熟藜麥品種在部分地區種植具有生物量大、不易成熟,且全株營養成分含量高等特點,非常適合作為反芻動物新的飼草資源來滿足當地養殖業發展需求。作為牧草開發有利于降低我國對進口牧草的依賴性,對畜牧業發展具有重要意義,但其飼用發展潛力仍缺乏系統而深入的研究。此外,藜麥的營養組成及含量隨著生長時期的變化而改變,針對藜麥的這些特性,本試驗旨在通過檢測不同采收時期藜麥的營養組成及作為青綠飼料對肉牛生長性能的影響,分析不同生育期的藜麥營養組成差異及在肉牛養殖中的飼喂價值。
1.1 試驗材料 試驗1選擇山西農業大學玉米研究所藜麥課題組新近育成的飼草藜麥品種:忻藜5號(忻府區生育期145 d左右,不易成熟,開花期30 d以上,灌漿期30 d以上,成熟期株高3.5 m左右,生物量大)作為本次的試驗品種。試驗2選擇年齡和體重相近的40頭健康西門塔爾雜種肉牛。
1.2 試驗設計 試驗1:藜麥種植試驗在山西省忻州市忻府區玉米研究所試驗場進行,藜麥于2019年4月15日采用覆膜播種,種植前進行常規施肥,使用藜麥播種機起壟覆膜穴播,每穴點3~5粒,播種深度2 cm,行距40 cm,株距 24 cm,播種密度7000株/畝,株高15~20 cm間苗,及時中耕除草,整個生長期間不再澆水追肥。
試驗2:于2019年9~11月在山西省忻州市忻府區某養殖場內進行。試驗選擇年齡和體重相近的40頭健康西門塔爾雜種肉牛,隨機分為4組,試驗1、2、3組分別用開花期、灌漿期和成熟期的藜麥替換對照組50%的玉米青貯。試驗期間分欄飼養,每天飼喂等量精料,上午、下午各飼喂一次,飼喂量為每頭2.2 kg/d,為期30 d,期間試驗牛可自由飲水和采食。在不同時期種植忻藜5號(分別于5月23日和6月30日種植第2期與第3期,9月中旬進入灌漿期和開花期,與進入成熟期的第一期藜麥同處于一個時間段),使動物試驗期間有藜麥同時處于3個生長階段,種植方法同試驗1。
1.3 樣品采集與處理 在播種后第9天(進入出苗期,當株高達到10 cm以上)、79 d(開花期,50%以上植株開始開花)、117 d(灌漿期,50%以上籽粒形成)和155 d(成熟期,50%以上穗子籽粒達到蠟熟)時分別進行采樣,每個時期隨機采取長勢接近平均水平的16株藜麥,清洗掉泥沙后晾干表面水分后分別平均分為兩組,其中一組保持整株狀態,另一組將每一株的根、莖、葉、穗分開,用于后續檢測。每一份樣本都稱量、記錄鮮重。
1.4 測定指標
1.4.1 營養成分測定 采用直接干燥法,將采集到的樣本在105 ℃的條件下烘干至恒重,記錄重量,之后研磨至40目,密封、低溫保存。
分別用凱氏定氮法和索氏提取法檢測各樣本中粗蛋白質(CP)和粗脂肪(EE)的含量,用范氏(Van Soest)檢測法檢測酸性洗滌纖維(ADF)和中性洗滌纖維(NDF)的含量,采用多元素測定方法檢測樣本中鈣、磷的含量(GB 5009.268-2016)。具體操作按照國標法測定食物中各養分含量的檢測方法進行,計算各時期樣本的相對飼喂價值(RFV)。
1.4.2 生長性能測定 在試驗開始和結束時稱量肉牛空腹體重,記錄每日的采食量,計算平均日增重(ADG)、平均干物質采食量(ADMI)及料肉比(FCR)。
1.5 數據統計與分析 采用SAS 9.2對數據進行單因素方差分析,采用Duncan’s法進行多重比較。結果以“平均值±總標準誤”表示,P<0.05表示差異顯著,P<0.01表示差異極顯著。
2.1 不同采收時期藜麥營養成分變化 由表1可知,各營養成分組成比例隨藜麥生長時期的改變發生變化,除了鈣以外,各養分含量及相對飼喂價值在各階段的含量差異顯著(P<0.05)。其中,干物質含量隨生長階段的變化逐漸升高,從出苗期23.32%逐漸增加至成熟期56.25%,增加1.41倍;CP、EE的含量逐漸降低,CP含量從22.45%逐漸降低至16.89%(P<0.05),EE含量從9.64%逐漸降低至3.41%(P<0.05)。NDF和ADF的含量隨生長階段的變化呈先上升后降低的變化趨勢(P<0.05),而鈣、磷的含量則呈先降低后上升的趨勢(P<0.05)。藜麥出苗期的相對飼喂價值最高,其次為灌漿期、開花期和成熟期。

表1 不同采收時期藜麥營養成分變化 %
2.2 不同采收時期藜麥不同部位的營養成分差異 由表2可知,藜麥各生長階段各部位的養分差異較大,在4個生長階段中,干物質、CP、NDF和ADF在各個部位中的含量差異顯著 (P<0.05),EE只在成熟期各部位中含量差異顯著(P<0.05)。干物質在出苗期含量最低,之后各部位的含量均增加,其中莖稈和穗的干物質增加比例最大,在成熟期含量最高,而葉片和根莖中的干物質含量呈現先增加后下降的趨勢。各階段的葉片、莖稈、根系和穗中的CP含量均呈現逐漸下降的趨勢,穗中的CP含量高于其他部位,葉片中的CP含量次之。出苗期、開花期和灌漿期的藜麥各器官中EE含量為6.52%~9.03%,成熟后各器官中EE含量均降低至2.5%以下,且莖稈和根莖中含量不足0.2%。在藜麥的生長期內,NDF、ADF主要集中在莖稈和根系中,莖稈中的含量逐漸增加,而根系中一直維持較高的含量。

表2 不同采收時期藜麥不同部位的營養成分差異 %
2.3 3 個采收期藜麥青綠飼料對肉牛生長性能的影響 由表3可知,日糧中添加藜麥作為青綠飼料對肉牛ADG、ADMI和FCR均有顯著影響。試驗1、2組肉牛ADG較對照組分別提高23.8%、29.7%(P<0.05),且均高于試驗3組(P<0.05)。相比于對照組,試驗2組肉牛ADMI提高7.6%(P<0.05),試驗1、3組的ADMI較對照組無顯著變化(P>0.05)。試驗1、2、3組肉牛FCR較對照組分別顯著降低18.7%、17.0%、7.5%(P<0.05)。除此之外,試驗組末重較對照組有一定提高,但未達顯著水平(P>0.05)。
3.1 不同采收期藜麥飼用價值分析 藜麥營養豐富、易種植,是潛在的優質牧草資源,開發藜麥的飼用價值可為解決優質牧草短缺問題提供了思路和途徑。本研究檢測了藜麥各個生長階段的養分含量及各生長階段各部位的養分含量,初步評價藜麥的飼用潛力和飼用價值。
干物質含量在藜麥生長期內逐漸增高,葉片和根系中的干物質含量先增加后下降,可能是由于成熟過程中葉片和根莖逐漸衰老,干物質轉移至穗中的結果,干物質的整體變化趨勢與Peiretti等(2013)的研究結果一致。CP含量從出苗期的22.45%逐漸降低至成熟期16.89%,其中穗和葉片中的CP含量高于其他部位,葉片是光合作用和養分儲存的主要器官,生長過程中穗也起到儲存養分的作用。李星(2019)研究結果顯示,不同品種的藜麥在開花期CP含量為21.5%~26.9%,而灌漿期含量為17.5%~26.7%,于本試驗測得的含量相近,表明藜麥中CP含量較高,具體含量受品種影響。飼糧中適宜的纖維水平有益于動物健康和生長(李嵐捷等,2017),且飼糧中NDF和ADF能提高反芻動物的胃腸道發育和健康水平,但含量過高時具有不利影響。本試驗結果顯示,藜麥中NDF和ADF的含量在灌漿期達到最高,其中根系中的含量最高,與魏玉明等(2018)的研究結果一致。RFV能綜合衡量NDF和ADF對牧草品質的影響,在本試驗中,RFV在出苗期最大,其次為灌漿期、開花期和成熟期,即出苗期藜麥作為牧草的飼喂價值最高。對比表4發現,藜麥的CP含量是全株玉米青貯的兩倍以上,藜麥出苗期和灌漿期的RFV較玉米青貯分別高22.9%、5.2%,表明藜麥具有較高的飼喂價值,出苗期和灌漿期飼喂價值更優。總的來看,CP、EE含量和RFV在出苗期最高,但此時產量低,不適宜作為牧草,灌漿期RFV顯著高于開花期和成熟期,且此時營養組成比例適宜,適口性佳,更宜作為青綠飼料。但牧草的飼喂效果還與養分可消化性等因素密切相關。

表3 3個采收期藜麥青綠飼料對肉牛生長性能的影響

表4 藜麥與玉米青貯飼用營養價值比較 %
3.2 3 個采收期藜麥青綠飼料對肉牛生長性能的影響 本試驗選取了藜麥的3個采收時期,分別部分替代玉米青貯進行飼喂效果研究。結果顯示,藜麥組肉牛生長性能得到改善,其中添加開花期和灌漿期藜麥的肉牛ADG顯著高于對照組和成熟期組,灌漿期ADMI顯著高于對照組,而藜麥組FCR均顯著低于對照組。藜麥營養豐富,蛋白含量高、氨基酸組成均衡,還含有豐富的維生素和礦物質(陳樹俊等,2016),且含有多酚、黃酮和多肽等生物活性成分,為動物提供生長所必需的養分外還能起到抗氧化、免疫調節等功能(胡一晨等,2018),從而提高動物生長性能。ADMI是衡量粗飼料飼喂價值的指標之一,灌漿期的干物質采食量最高,可能是由于開花期藜麥水分含量相對較高,因此,雖然總采食量高,但干物質采食量較對照組無顯著變化,而成熟期藜麥木質素含量增加,適口性降低,影響采食。藜麥組的飼料轉化率均顯著高于對照組,這也說明藜麥的營養價值高,可利用性強。郝生燕等(2020)試驗發現,在飼糧中添加不同水平的藜麥秸稈能顯著提高育肥羊ADG,而FCR顯著降低,并且對有機物的消化率提高。郝懷志等(2019)報道,飼糧中添加藜麥秸稈飼喂荷斯坦奶牛60 d發現,試驗組奶牛產奶量較對照組分別提高6.58%、6.87%。雖然目前還未見肉牛飼糧中添加不同生長時期藜麥的研究報道,但由以上研究可見,藜麥在反芻動物上的飼喂效果較好,飼喂價值高,可替代部分玉米青貯飼喂肉牛,其中灌漿期的替代效果最好。
藜麥的營養組成隨生長階段的變化而變化,各部位中的養分積累也隨之變化,出苗期的飼喂價值最高,但由于產量限制不適合作為牧草大量生產,灌漿期的綜合飼喂價值最高。開花期、灌漿期和成熟期的藜麥部分替代玉米青貯均能改善肉牛生長性能,其中灌漿期飼喂效果最佳,其次是開花期和成熟期。