应用体外消化法评定不同生育期麦类作物营养价值

王　莉，宋天增，Michael Friend，John Wilkins，John Piltz

（1.西藏自治区农牧科学院畜牧兽医研究所，拉萨850000；2.查尔斯特大学动物与兽医学院；3.新南威尔士州初级产业部瓦嘎瓦嘎农业研究所）

应用体外消化法评定不同生育期麦类作物营养价值

王莉1，宋天增1，Michael Friend2，John Wilkins3，John Piltz3

（1.西藏自治区农牧科学院畜牧兽医研究所，拉萨850000；2.查尔斯特大学动物与兽医学院；3.新南威尔士州初级产业部瓦嘎瓦嘎农业研究所）

试验旨在探讨澳大利亚东南部玛瑞达令河沿岸平原地区小麦、青稞和燕麦这3种主要冬季麦类作物在不同生育期的营养价值变化规律。通过近红外光谱分析法测定这3种麦类作物在拔节期、扬花期和灌浆期的主要营养成分和体外消化率。结果表明：生长期对麦类作物的营养价值有显著影响；拔节期的CP含量、DMD、OMD显著高于扬花期（P＜0.05）和灌浆期（P＜0.05）；而拔节期的NDF和ADF含量虽然与扬花期和灌浆期无显著差异（P＞0.05），但还是比后者含量要低。综上所述，拔节期的营养价值高于扬花期和灌浆期，建议作为饲草种植的冬播麦类作物的收获期以拔节期为宜。

体外消化法；生育期；麦类作物；营养价值

冬播麦类作物在旱季饲草短缺时作为一种很好的放牧饲草来维持家畜的基本需要，在澳大利亚南部是很普遍的现象［1］。因为麦类作物在冬季不仅生长快，承载能力强，且有很好的适应性。另外，麦类作物正越来越多地被制作成干草或青贮以饲喂家畜。

青稞、小麦和燕麦是作为饲草研究的主要麦类作物。一般来说，所有品种的消化率都随生育期的延长而下降［2］。很多国家对此已经做了很多研究，但是澳大利亚在这方面的研究还不是很深入，成果也很少，尤其对冬播麦类作物的研究更少。因此，本试验选定冬播青稞、小麦和燕麦作为研究对象，评估其在不同生育期的营养价值，是很有必要的，可以为澳大利亚冬播麦类作物营养研究提供参考数据。另外，由于澳大利亚纬度较低，气候温暖，整体气候条件与我国华北地区比较类似，因此，本研究对我国华北地区冬播麦类饲草的营养价值研究也有重要借鉴意义。近红外光谱分析法是近年来发展较快较领先的一种饲料养分分析方法，该方法具有快速、准确、无污染、无需称量等优点，但是目前在我国尚未得到广泛应用。

1　材料与方法

1.1试验材料及处理方法

试验选用澳大利亚WaggaWagga农业研究所于2008年在Craboon（32.04°S，149.48°E，新南威尔士州）种植的3种麦类作物：小麦（Triticum aestivum）、青稞（Hordeum vulgare）和燕麦（Avena sativa）作为研究对象，且每个品种包括了2～3个不同的品系。其中小麦品系包括Amarok、Wedgetail和Whistler；青稞品系包括Urambie和Yambla;燕麦品系包括Bimbil、Eurabbie和Genie。所有品系均按生长期（拔节期——130 d、扬花期——150 d、灌浆期——170 d）收割并每个生长期设3个重复，共收集样品72份。

所有样品被收割后，经称鲜重，80°C干燥24 h，5 mm孔径研磨（Retsch®SM100，德国），1 mm孔径研磨后（Perten®Laboratorymill 3100,瑞士），于自封袋中室温密闭保存。

1.2试验方法及测定指标

本研究取样大约150 g，先经80℃干燥24 h测定样品的干物质含量；然后所有其他指标均采用近红外光谱分析（NIR）方法由Bruker多功能分析仪（MPA，Bruker Optik GmbH，Ettlingen，德国）和OPUS软件（5.1版）测定，并根据澳大利亚新南威尔士州工业与投资部食品安全协会（Industry&Investment NSW Feed Quality Service，I&I NSWFQS）制定的标准样品进行校对。

本试验测定的指标主要是：中性洗涤纤维（NDF）、酸性洗涤纤维（ADF）、半纤维素（HC）、中性洗涤可溶物（NDS）、粗蛋白（CP）、干物质消化率（DMD）、有机物消化率（OMD）和可消化有机物占干物质的比重（DOMD）。

1.3统计分析

试验数据应用SPSS 19.0统计软件进行单因素方差分析（One-way ANOVA），差异显著性采用Duncan氏法进行多重比较。

2　结果与分析

2.1不同生育期营养成分分析

本试验所测定的不同生育期麦类饲草主要营养成分如表1所示。小麦不同生育期CP含量均差异显著（P＜0.05），且呈急剧下降趋势。青稞拔节期与扬花期、灌浆期间均差异显著（P＜0.05），而扬花期与灌浆期间无显著差异（P＞0.05）。燕麦CP含量的变化趋势与青稞基本相同。在拔节期，青稞与小麦差异显著（P＜0.05），与燕麦差异不显著（P＞0.05）。在所测定的3种麦类作物中，小麦的CP含量在整个生长周期均高于其他两种作物。

表1　不同生育期麦类牧草营养成分含量%

小麦拔节期与扬花期、灌浆期间的NDF含量差异显著（P＜0.05），但扬花期与灌浆期间无明显差异（P＞0.05）。青稞与燕麦的NDF含量先增后减，但不同生育期之间差异不显著（P＞0.05）。对于相同生育期，3种麦类作物的NDF含量没有表现出明显差异（P＞0.05），只是青稞和燕麦NDF含量在扬花期略高于灌浆期。ADF含量的变化在各品种间也不尽相同，但总体变化规律与NDF相似。

2.2不同生育期体外消化率的变化规律

本试验所测定的不同生育期麦类饲草体外消化率如表2所示。就干物质消化率（DMD）来说，3种作物具有基本一致的变化规律，即：拔节期与扬花期、灌浆期间均差异显著（P＜0.05），且拔节期的体外消化率明显高于扬花期和灌浆期；而扬花期与灌浆期间无显著性差异（P＞0.05）。3种作物之间比较，拔节期、扬花期的DMD在种间无显著差异（P＞0.05）；但是燕麦灌浆期的DMD明显低于小麦和青稞。有机物消化率（OMD）3种作物也具有基本相同的变化规律，不同的是小麦和青稞灌浆期的OMD略高于扬花期，但是差异不显著（P＞0.05）。

对于可消化有机物占干物质的比重（DOMD）来说，小麦和青稞在拔节期、扬花期和开花期都无显著差异（P＞0.05），而燕麦拔节期的DOMD明显高于扬花期和灌浆期。3种作物之间比较，相同生长期在种间无显著差异（P＞0.05）。

表2　不同生育期麦类牧草体外消化率%

3　讨论

3.1生育期对麦类作物中营养成分的影响

营养价值的高低是评价牧草和作物秸秆是否优良的重要指标，主要取决于所含营养成分的种类和数量。从营养价值来看，粗蛋白是动物必不可少的营养物质，是家畜蛋白质需求的主要来源；粗纤维是热能的主要来源，具有芳香气味，对牧草适口性具有重要影响，纤维含量主要通过中性和酸性洗涤纤维来衡量，主要影响消化率、适口性和采食量。

很多研究者发现，麦类作物中的粗蛋白含量会随生育期逐渐下降［3-5］，这与本试验的结果一致。本试验的结果显示，生育期对各种麦类作物纤维成分的影响不显著，整体变化趋势为先增（拔节期至扬花期）后减（扬花期至灌浆期）。这个结果与之前的研究结果类似，如Smith［4］、Polan等［5］和Delogu等［6］都曾先后在其试验中发现类似规律。

麦类作物的纤维素含量从拔节期至扬花期呈现上升趋势，最可能的原因是随着生育期的发展，茎叶比例有了大幅度的提高［7］。一般来说，由于茎、叶组织中细胞壁成分的差别，农作物茎中的纤维素含量远远超过叶子中纤维素的含量。具体来说，茎中大部分的细胞为次生细胞壁，而这也意味着会有更多纤维堆积；叶中的细胞则多数为初生细胞壁，其中纤维素含量很少［8］。

纤维素含量从扬花期至灌浆期出现下降趋势，主要原因是随着麦类作物的抽穗和灌浆，植物淀粉开始在这一时期合成。虽然作物茎叶中的纤维含量在这一时期仍在上升，但是由于茎叶在这个作物中所占的比例大幅下降，所以纤维素含量整体呈下降趋势。

3.2生育期对麦类作物体外消化率的影响

消化率是评价饲草营养价值的另一个重要指标，它直接体现饲草的营养成分和家畜利用率之间的关系。本试验发现，麦类作物的体外消化率在拔节期最高，而在扬花期和灌浆期基本维持不变，且相同生育期的不同麦类作物间的体外消化率无显著差异。这一结果与本试验对麦类作物营养成分的分析相对应，也与很多其他研究结论一致。研究发现，虽然干物质含量会随作物生育期的延长而大幅提高，但与此同时，粗蛋白含量会急剧下降，而粗纤维含量却大幅上升。因此，大多数学者认为，无论是考虑适口性还是消化率，麦类作物作为饲草提供给家畜时，其收获期都不宜太迟，最好不要晚于灌浆期。

4　结论

本试验结果表明：生长期对麦类作物的营养价值有显著影响；拔节期的CP含量、DMD、OMD显著高于扬花期和灌浆期；而拔节期的NDF和ADF含量虽然与扬花期和灌浆期无显著差异，但还是比后者含量要低。综上所述，拔节期的营养价值高于扬花期和灌浆期，建议作为饲草种植的冬播麦类作物的收获期以拔节期为宜。

本试验由于每个作物都包括了不同品系，而试验对于品系对营养价值的影响未做分析，因此较难对不同作物在相同生育期的营养价值进行准确比较。但在本试验条件下的研究结果显示，小麦的营养价值在拔节期优于青稞和燕麦。

［1］Fisher l J，Fowler D B.Predicted forage value of whole plant cereals［J］.Canadian Journal ofPlant Science,1975，55：975-986.

［2］ Helsel Z R，Thomas J W.Small grains for forage［J］.Journal of Dairy Science，1987，70：2330-2338.

［3］ Brundage A L，Taylor R L，Burton V L.Relative yields and nutritive values of barley，oats，and peas harvested at four successive dates for forage［J］.Journal ofDairyScience,1979，62：740-745.

［4］Smith D.Yield and chemical composition of oats for forage with advance in maturity［J］.AgronomyJournal,1960，52：637-639.

［5］ Polan C E，Starling T M，Huber J T，et al.Yields，compositions，and nutritive evaluation of barley silages at three stages of maturity for lactatingcows［J］.Journal ofDairyScience，1968，51：1801-1805.

［6］Delogu G，Faccini N，Faccioli P，et al.Dry matter yield and quality evaluation at two phenological stages of forage triticale grown in the Po Valley and Sardinia，Italy［J］.Field Crops Research，2002，74：207-215.

［7］ Walker DW，West CP，Bacon R K，et al.Changes in forage yield and composition of wheat and wheat-ryegrass mixtures with maturity［J］. Journal ofDairyScience,1990，73：1296-1303.

［8］ JungH G，Allen MS.Characteristics of plant cell walls affectingintake and digestibilityofforages byruminants［J］.Journal ofAnimal Science，1995，73：2774-2790.

Evaluation on the Nutrition Value of Cereal Forages at Different Growth Stage with Near Infrared Spectroscopy

WangLi1，SongTianzeng1，Michael Friend2，et al
（1.Institute ofAnimal Science，Tibet AcademyofAgricultural and Animal HusbandryScience，Lhasa 850009，China；2.Animal and VeterinaryScience School，Charles Sturt University，Australia）

This experiment was todiscuss the changingrules ofnutriments at different growth stage ofthree main winter cereal forages（wheat/barley/oats）planted in the plain region along the Marry-Darling river，southwest of Australia.The main nutriments and the in vitro digestibilityofthe three cereal forages at boot，anthesis and milk stage were tested with Near Infrared Spectroscopy（NIS）.The results showed as following：Growth stage affected the contents ofCP/NDF/ADF and in vitro digestibilitysignificantly；the values of CP/DMD/OMD in boot stage were higher than those in anthesis and milk stages significantly；NDF and ADF in boot stage were less than those in anthesis and milk stages，but no significant difference.Overall，for these three kinds of cereal forages，the nutrition value at boot stage was higher than those at anthesis and milk stages，therefore，the experiment suggested that the best harvest stage was at boot ifwinter cereal forage was planted as fodder.

in vitro digestibilitymethod；growth stage；gereal forage；nutrition value

S816.15

A

2095-3887（2015）01-0032-03

10.3969/j.issn.2095-3887.2015.01.010

2014-10-31

John Allwright Fellowship supported byAustralian Center for International Agricultural Research

王莉（1983-），女，硕士，主要从事反刍动物（奶牛）改良与营养研究。