張志儒, 李超欣, 馬 駿, 王圣贊, 張?zhí)鞝q, 薛 蓮,郭云霞, 郝慶紅*,吳國江, 劉月琴
(1.河北農(nóng)業(yè)大學,河北保定 071001;2.頸復康藥業(yè)集團有限公司,河北承德 068150)
飼草是反芻動物必備的粗飼料之一,在養(yǎng)殖生產(chǎn)中占飼料成本的50%以上,因此,可以說粗飼料是決定養(yǎng)殖成功的重要因素。粗飼料中各種養(yǎng)分組成比例及其本身特性對動物消化、代謝具有重要作用。如何有效、快速地對飼料中的養(yǎng)分進行分析、鑒定,以評價飼料的飼用價值是目前研究的重點。國內(nèi)普遍采用的是概略養(yǎng)分和范氏洗滌纖維法來測定飼料中營養(yǎng)成分的含量,通過洗滌纖維分析可得到飼料中纖維素、半纖維素、木質(zhì)素的含量。利用洗滌纖維素和干物質(zhì)采食量,美國飼草和草原理事會提出了相對飼喂價值 (RFV),作為粗飼料質(zhì)量評定指數(shù)(熊乙等,2018)。通過預測模型得出的相對牧草品質(zhì)(RFQ)也可作為粗飼料的評定指標,比RFV更加靈活,可通過總可消化養(yǎng)分(TDN)進行預測,使預測值更接近實際情況(閆佰鵬等,2019)。近年來,隨著計算機技術(shù)和化學計量技術(shù)的飛速發(fā)展,近紅外光譜技術(shù)(NIR)以其高效、簡便、快捷等優(yōu)點,被廣泛應用于畜禽飼料養(yǎng)分評定領(lǐng)域(陳輝等,2019;劉娜等,2019)。
串葉松香草(Silphium perfoliatum L.)為多年生菊科草本植物,是一種優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)飼用植物,其富含SOD、類SOD、黃酮類成分、蛋白質(zhì)等(郭云霞等,2019)。通過常規(guī)養(yǎng)分分析發(fā)現(xiàn),隨著生育期的推遲,蛋白質(zhì)含量下降速度較快,從蓮座葉叢期到抽莖期可下降25%(董寬虎等,2007)。串葉松香草作為新型高蛋白飼草的研究報道較少,為此,本試驗利用紅外光譜技術(shù)通過對串葉松香草不同生長期營養(yǎng)物質(zhì)含量及總可消化養(yǎng)分、相對飼喂價值、相對牧草品質(zhì)等方面進行評價,為串葉松香草適宜收獲期的確定及飼料配方的合理利用提供科學依據(jù)。
1.1 試驗材料 分別在相同地塊前、中、后區(qū)于不同時期采集10株現(xiàn)蕾期、開花期、結(jié)實期的串葉松香草(保定地區(qū)中贏自然(北京)農(nóng)業(yè)科技發(fā)展有限公司種植基地)。
1.2 試驗方法
1.2.1 樣品處理 采集串葉松香草后,105℃烘干20 min,然后65℃烘48 h后,粉碎過60目篩,保存?zhèn)溆谩?/p>
1.2.2 近紅外分析方法 采用近紅外分析儀,把處理好的樣品分別裝入樣品槽,選擇相應的預測模型進行掃描。測定營養(yǎng)成分用于飼喂價值的評估,飼喂價值評價包括總可消化養(yǎng)分(TDN)、干物質(zhì)消化率(DDM)、干物質(zhì)采食量(DMI)、相對飼喂價值(RFV)、相對牧草品質(zhì)(RFQ)。分析5種微量元素 Ca、P、K、Mg、S 含量。
1.3 數(shù)據(jù)處理 采用Excel 2017對數(shù)據(jù)進行初步整理,采用SPSS(17.0)單因素方差分析(Oneway ANOVA)對營養(yǎng)成分進行統(tǒng)計分析,P<0.01為差異極顯著,P<0.05為差異顯著,P>0.05為差異不顯著。
2.1 不同生長期串葉松香草常規(guī)養(yǎng)分分析 由表1~2可知,現(xiàn)蕾期干物質(zhì)含量顯著低于開花期和結(jié)實期,分別下降了21.53%和15.91%(P<0.01),開花期和結(jié)實期差異不顯著(P > 0.05);現(xiàn)蕾期和開花期粗蛋白質(zhì)、粗灰分含量顯著高于結(jié)實期,現(xiàn)蕾期和開花期粗蛋白質(zhì)含量分別增加了31.59%和 22.25%(P < 0.01),NDF、ADF隨著生長期延長呈顯著增加趨勢,其中現(xiàn)蕾期和開花期顯著低于結(jié)實期,NDF分別下降了26.11%和22.05%(P < 0.01),ADF分別下降了 22.94%和18.25%(P<0.01);開花期WSC含量顯著高于結(jié)實期,增加了45.83%(P<0.01),現(xiàn)蕾期與結(jié)實期差異不顯著(P>0.05)。
2.2 不同生長期串葉松香草礦物質(zhì)元素含量由表3~4可知,粗飼料中礦物質(zhì)元素含量通常較低,但確是草食動物的必需元素。P含量隨著生長期的延長呈顯著下降,與現(xiàn)蕾期相比,開花期和結(jié)實期P的含量分別下降了17.86%(P<0.05) 和 42.86%(P < 0.01),Mg、Ca和 S現(xiàn)蕾期顯著低于結(jié)實期,與現(xiàn)蕾期相比,開花期和結(jié)實期Mg的含量分別增加了37.5%和62.5%(P<0.01),結(jié)實期Ca含量比現(xiàn)蕾期增加了9.79%(P<0.05),結(jié)實期S含量比現(xiàn)蕾期增加了26.32%(P < 0.05)。
表1 不同生長期串葉松香草常規(guī)營養(yǎng)成分%
表2 各生長期營養(yǎng)成分之間的差異性(P值)
表3 不同生長期串葉松香草礦物質(zhì)元素含量
2.3 不同生長期串葉松香草飼喂價值評估 由表5~6可知,現(xiàn)蕾期和開花期TDN均顯著高于結(jié)實期,分別增加了9.87%和8.80%(P<0.05),RFV開花期最高,結(jié)實期最低,但差異均不顯著(P > 0.05),相對飼草品質(zhì)(RFQ)現(xiàn)蕾期最高,但與開花期和結(jié)實期差異不顯著(P>0.05)。肉羊消化能數(shù)據(jù)顯示,開花期顯著高于結(jié)實期,增加了2.83%(P<0.05),現(xiàn)蕾期略低于開花期,但差異不顯著(P > 0.05)。
表4 各生長期礦物質(zhì)微量元素的差異性(P值)
表5 飼喂價值評估
表6 各生長期飼喂價值評估差異性
植物不同生長期營養(yǎng)物質(zhì)沉積不同,粗蛋白質(zhì)是衡量牧草品質(zhì)和飼用價值的重要指標之一,隨著生長期推遲,結(jié)實期比現(xiàn)蕾期蛋白下降了24%,與董寬虎(2007)報道,從蓮座葉叢期到抽莖期蛋白下降了25.62%相近。ADF和NDF是RFV和RFQ評估過程中關(guān)鍵指標,ADF和NDF與飼草品質(zhì)呈負相關(guān)(熊乙等,2018),本試驗結(jié)果表明,現(xiàn)蕾期、開花期、結(jié)實期ADF和NDF含量逐漸增加,現(xiàn)蕾期RFV和RFQ均最高。粗灰分反映出飼草礦物質(zhì)元素的總體含量及生境條件(胡華鋒等,2014),是評價粗飼料重要指標,其受外部環(huán)境影響較大,如收割時帶入的泥土、雜質(zhì)、結(jié)子實等均會使得粗灰分含量增加。本試驗結(jié)果表明,結(jié)實期粗灰分的含量最高。WSC是參與植物生命代謝的重要物質(zhì),與營養(yǎng)貯積和轉(zhuǎn)運及籽粒產(chǎn)量形成具有重要關(guān)系,其主要成分為果聚糖、蔗糖、葡萄糖等(Ruuska等,2008)。飼草中高的WSC含量,可促進反芻動物對蛋白質(zhì)的利用(Cheng等,2013)和干物質(zhì)的吸收、溫室氣體排放減少(Jonker等,2018)等。WSC含量受植物種類、取樣部位和不同生長時期的影響,一般禾本科牧草開花期WSC含量最高,結(jié)實期WSC轉(zhuǎn)化為淀粉儲存在種子中(黃德君等,2011)。本研究表明,開花期WSC含量顯著高于結(jié)實期。
日糧中會額外補充礦物質(zhì)元素,而粗飼料中的礦物質(zhì)元素常常被忽視,但其含量和比例對反芻動物很重要?;曳种杏性S多礦物質(zhì)鹽組成,礦物質(zhì)元素間接反映了灰分含量,結(jié)實期Ca顯著高于現(xiàn)蕾期,P和Mg含量隨著生長期的延長呈顯著下降。Ca和P對動物骨骼發(fā)育及代謝有一定的促進作用 (王傳龍等,2019),Mg促進動物生長所需的元素,動物缺乏Mg常常表現(xiàn)生長受阻(熊乙等,2018)。綜合比較,現(xiàn)蕾期礦物質(zhì)元素濃度高于開花期和結(jié)實期。
反芻動物日糧中,粗飼料占50%左右,粗飼料的消化率直接影響瘤胃發(fā)酵及腸道消化吸收(郭云霞等,2017)。TDN代表粗飼料的消化率和動物的消化能力(賈存輝等,2017),一般情況下,粗蛋白質(zhì)高、纖維低的飼草,TDN相對來說較高。這與本試驗結(jié)果現(xiàn)蕾期蛋白含量最高,纖維最低,TDN顯著高于開花期和結(jié)實期一致。RFV是ADF和NDF的綜合反映,與NDF和ADF呈負相關(guān)?,F(xiàn)蕾期ADF和NDF含量都較低,且蛋白含量高,則RFV具有較高的評估值。RFQ與RFV相似,均是提供飼草飼用價值的相對估計值,但RFQ更適用于禾本科牧草 (熊乙等,2018)。串葉松香草RFQ值現(xiàn)蕾期較高,肉羊消化能數(shù)據(jù)也提示現(xiàn)蕾期具有較高的飼用潛力。
現(xiàn)蕾期具有較高的蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)元素和較低纖維素,相對飼草品質(zhì)和飼喂價值均高于開花期和結(jié)實期,最適宜作為高蛋白飼草進行開發(fā)利用。