利用CNCPS体系评价不同生育期饲料油菜的营养价值研究

■ 王洪超 刘春龙 刘大森 陆欣春 李忠秋 黄国欣 杜江华

（1.中国科学院东北地理与农业生态研究所，黑龙江哈尔滨 150081；2.东北农业大学动物科技学院，黑龙江哈尔滨 150030；3.黑龙江省农业科学院畜牧研究所，黑龙江哈尔滨 150086）

（参考文献25篇，刊略，需者可函索）

康奈尔净碳水化合物净蛋白体系（CNCPS，Cornell Net Carbohydrate and Protein System for Cattle）由美国康奈尔大学在1991年提出的，CNCPS体系将饲料的化学成分与反刍动物的消化利用结合起来，能够真实反映出碳水化合物与蛋白质在瘤胃内的降解率、消化率等情况。通过多项指标的测定，能够从一定程度上反映出动物对饲料的消化利用情况，可以准确的对各饲料品质进行评定，使得分析结果更具有参考价值（Fox等，1995）。NRC（2001）奶牛营养需要、肉牛营养需要都借鉴CNCPS体系先进之处，以成为反刍动物发展的重要理论依据和技术支撑（李威等，2008；解祥学等，2010）。近年来，在中国应用CNCPS进行饲料营养价值评定，已有相当多的研究报道。CNCPS在中国的应用及其与中国反刍动物研究现状的结合，将对中国反刍动物事业的发展具有巨大的促进作用。

饲料油菜又名双低（低芥酸、低硫代葡萄糖甙）油菜，是由科技工作者经传统油菜改良后育成的油饲兼用品种，为十字花科、芸薹属牧草，具有生长快、产量高（平均鲜草产量为49 747.5 kg/hm2,最高可达74 550 kg/hm2）（郭丛阳等，2008），饲用效果好（每只羊平均日增74.15 g，比对照组多11.97 g）（张俊英等，2006）、营养价值高（蛋白含量为25.6%，粗脂肪含量为2.4%）（金光忠等，2008）、易于推广等特点，是饲料作物中的一种优质青粗饲料资源（董小英等，2014）。此外，双低油菜具有较强的耐寒性（王殿武等，1999），可以在晚秋延长青绿饲料供给期，解决牧草生产的季节性与家畜对营养需求的相对均匀性之间存在的供求矛盾（李峻成等，2002）。

有关饲料油菜的育种、播期、复种情况、饲喂效果等方面的研究较多，适宜的收割期是影响牧草营养价值的关键因素，但目前尚缺乏有关饲料油菜不同生育期营养价值的系统评定数据，本试验旨在通过利用CNCPS体系评价不同生育期饲料油菜的营养价值，为合理利用饲料油菜提供理论依据和参考。

1 材料与方法

1.1 样品的采集与处理

本试验饲料油菜为“华油杂62”，由华中农业大学提供。2015年4月24日在黑龙江海伦市东北地理与农业生态研究所试验基地种植，同年分别刈割采集现蕾期（6月11日）、盛花期（6月18日）、结荚期（7月3日）3个不同生育期的饲料油菜，每个生育期样品分别随机选取3个代表性样方，距离地面3 cm刈割，并保证草株完整性良好。进行烘箱105℃、15 min杀青处理，再进行65℃烘48 h的风干样制备，粉碎过1 mm筛，放入自封袋备用。

1.2 测定指标与方法

干物质（DM）、粗蛋白（CP）、粗脂肪（EE）和粗灰分（Ash）的测定采用AOAC（1980）方法测定；中性洗涤纤维（NDF）、酸性洗涤纤维（ADF）、酸性洗涤木质素（ADL）、中性洗涤不溶性蛋白（NDFIP）和酸性洗涤不溶性蛋白（NDFIP）按照Van Soest等（1981）方法进行；可溶性蛋白质（SOLP）按照Krishnamoorthy（1983）等方法测定；非蛋白氮（NPN）、淀粉（Starch）的测定按照AACC（1976）方法进行。

1.3 CNCPS组分的计算方法

CNCPS组分的计算按照Sniffen等（1992）提出的方法计算：

PA(%CP)=NPN(%SOLP)×0.01×SOLP(%CP)；

PB1(%CP)=SOLP(%CP)-PA(%CP)；

PC(%CP)=ADFIP(%CP)；

PB3(%CP)=NDFIP(%CP)-ADFIP(%CP)；

PB2(%CP)=100-PA(%CP)-PB1(%CP)-PB3(%CP)-PC(%CP)。

其中：PA(%CP)为非蛋白氮占粗蛋白质的百分比；PB1(%CP)为快速降解蛋白占粗蛋白的百分比；PB2(%CP)为中度降解蛋白质占粗蛋白的百分比；PB3(%CP)为慢速降解蛋白质占粗蛋白的百分比；PC(%CP)为结合蛋白质占粗蛋白质的百分比。

CHO(%DM)=100-CP(%DM)-EE(%DM)-ASH(%DM)；

CC(%CHO)=100×[NDF(%DM)×0.01×LIGNIN(%NDF)×2.4]/CHO(%DM)；

CB2(%CHO)=100×{[NDF(%DM)-NDFIP(%CP)×0.01×CP(%DM)-NDF(%DM)×0.01×LIGNIN(%NDF)×2.4]/CHO(%DM)}；

CNSC(%CHO)=100-CB2(%CHO)-CC(%CHO)；

CB1（%CHO）=STRACH（%NSC）× [100-CB2（%CHO）-CC（%CHO）]/100；

CA(%CHO)=[100-STARCH(%NSC)]×[100-CB2(%CHO)-CC(%CHO)]/100。

其中：CA(%CHO)为糖类占碳水化合物的百分比,表示快速降解部分；CB1(%CHO)为淀粉和果胶占碳水化合物的百分比，表示中度降解部分；CB2(%CHO)为可利用纤维占碳水化合物的百分比，表示缓慢降解部分；CC(%CHO)为不可利用纤维占碳水化合物的百分比，表示不可利用的细胞壁。

1.4 数据处理

采用Excel 2003进行数据的初步整理和结果换算。用SAS9.1版软件方差统计分析，均值的多重比较采用Duncan's法，试验结果均以“平均值±标准差”表示，以P＜0.05作为差异显著性判断标准。

2 结果与分析

2.1 不同生育期饲料油菜常规营养成分

表1 不同生育期的饲料油菜常规营养成分（%，绝干基础）

由表1可看出，不同生育期饲料油菜营养含量差异显著（P＜0.05）。盛花期的粗蛋白占干物质（CP/DM）、粗脂肪占干物质（EE/DM）、可溶性蛋白占粗蛋白（SP/CP）的比例显著高于现蕾期和结荚期的含量（P＜0.05），盛花期CP/DM、EE/DM和SP/CP含量分别为26.08%、4.31%和35.39%。中性洗涤纤维占干物质（NDF/DM）、酸性洗涤纤维占干物质（ADF/DM）和木质素占中性洗涤纤维（ADL/NDF）的比例表现为随着生育期的延长，比例变大，即结荚期的NDF/DM（71.87%）、ADF/DM（56.9%）和ADL/NDF（17.17%）显著高于现蕾期和盛花期（P＜0.05）。木质素不能被反刍动物利用，结荚期ADL/NDF比例高于现蕾期的4.18%和盛花期的9.44%。现蕾期的CP/DM比例为21.86%显著高于结荚期CP/DM的比例11.50%（P＜0.05），同时现蕾期的中性洗涤不溶蛋占粗蛋白（NDFIP/CP）、酸性洗涤不溶蛋占粗蛋白（ADFIP/CP）、非蛋白氮占可溶性蛋白（NPN/SP）的比例分别为58.75%、13.59%和6.18%显著高于结荚期（8.44%、9.93%和3.91%）（P＜0.05）。粗灰分占干物质（ASH/DM）的比例由现蕾期、盛花期到结荚期依次减小，分别为22.33%、17.44%和10.05%（P＜0.05）。

2.2 不同生育期饲料油菜CNCPS组分特点

表2 不同生育期饲料油菜的CNCPS含量(%)

由表2可以看出，在CNCPS蛋白质组分上，盛花期的PA（29.24%）含量最高，显著高于现蕾期（21.40%）和结荚期（11.70%）（P＜0.05）。现蕾期、盛花期和结荚期PB3含量分别是45.16%、19.80%和0.30%，随着生育期的延长含量下降，即现蕾期高于盛花期和结荚期（P＜0.05）。PB2表现为随着生育期的延长含量升高，依次为 12.55%、37.55%和 55.07%（P＜0.05）。PB1的含量在结荚期（22.33%）显著高于现蕾期和盛花期（P＜0.05），但现蕾期（6.89%）和盛花期（5.18%）差异不显著（P＞0.05）。相反，现蕾期的PC含量为13.59%显著高于盛花期的7.19%和结荚期的9.37%（P＜0.05），其中盛花期和结荚期差异不显著（P＞0.05）。在碳水化合物组分上，结荚期的CHO含量显著高于现蕾期和盛花期（P＜0.05）。现蕾期的不可利用CC含量为4.76%，盛花期CC含量为20.75%，结荚期CC含量为39.24%，不可利用部分含量在结荚期最高，三者之间含量差异显著（P＜0.05）。CNSC和CA的组分含量逐渐减小，表现为现蕾期大于盛花期大于结荚期（P＜0.05）。CB1在结荚期的含量为1.61%，显著高于盛花期1.24%和结荚期0.02%（P＜0.05）。盛花期与结荚期CB2的含量分别为55.47%和53.80%差异不显著（P＞0.05），但都显著高于现蕾期17.59%（P＜0.05）。

3 讨论

3.1 不同生育期饲料油菜常规营养成分

试验结果表明，不同生育时期的饲料油菜营养价值之间差异显著。牧草的成熟度、种类以及收获时间等都影响着NDF和ADF的含量（王克平等，2005）。一般而言，随着牧草生育期的延长，其NDF和ADF含量会逐渐增加，干物质产量也会逐渐升高。在本试验中，不同生育期饲料油菜的NDF、ADF和DM含量变化趋势基本相同，都随着生育期延长含量升高，这与李光耀等（2014）研究的牧草养分动态变化规律一致。CP变化成波动性，现蕾期大于结荚期，小于盛花期，在盛花期达到最大值26.08%。黎咏蜀（2014）试验结果表明，饲料油菜的CP为27.0%，牧草间养分数值的偏差可能是由于品种的不同，以及水分和土壤所含营养成分不同造成的(Buxton，1996)。曲永利(2010)测的齐齐哈尔和肇东的苜蓿CP为14.00%和17.04%，NDF和ADF分别为55.33%、44.00%和44.56%、36.14%。可见盛花期的饲料油菜比苜蓿CP含量高、比苜蓿NDF和ADF含量低。盛花期的干物质含量大于现蕾期，说明盛花期的水分含量较低，从蛋白角度看，盛花期的可溶性蛋白和粗蛋白含量高于现蕾期和结荚期，表明盛花期较其他两个时期饲用价值高。CP和NDF、ADF出现这种规律变化的原因可能是随着饲料油菜的生长，叶面积逐渐增大，光合作用强，可以产生较多氨基酸，粗蛋白含量增多，之后植株茎生长较快，茎叶比逐渐增加，叶片退化枯黄，加上细胞壁成分改变，植株内的纤维素和木质素结构性支撑物质含量相对增多，粗蛋白也就相应地减少（李富娟，2006）。本实验研究表明，虽然早期CP含量高，但NDFIP和ADFIP呈现递减趋势，即现蕾期粗蛋白中难以利用的蛋白含量高于结荚期，表明在蛋白质品质上不如结荚期好，这说明，在评价牧草饲料营养价值时，常规静态的指标评价方式（如CP的绝对含量）显现出了相对局限性。单胃动物对NPN的利用较低，但反刍动物可以通过瘤胃微生物利用NPN合成自身蛋白质，NPN是反刍动物良好的氮源。盛花期的NPN含量显著高于现蕾期和结荚期，说明盛花期饲料油菜可以为反刍动物提供较多的氮源供机体利用。从木质素方面看，结荚期的木质素含量最高，为17.17%，ADL存在于具有共扼环的苯分子中，很难被动物消化吸收，并且会抑制微生物对纤维素降解吸收，影响饲料品质。在生长初期，饲料油菜的Ash含量较高，随着生育期的延长，含量逐渐下降，这与余苗（2013）、黄锋华等（2006）研究结果一致，这是因为植物体通常在幼苗期的叶部含灰分最高，茎秆部次之，种子中更少（鲍士旦，1986）。可见，盛花期的营养表现良好，其中盛花期可溶性蛋白占粗蛋白的比值（35.39%）显著高于其他时期（P＜0.05）。

3.2 不同生育期饲料油菜CNCPS组分特点

CNCPS分析方法能够全面地反映出饲草的营养价值，真实地反映出反刍动物对饲草的利用情况，能够准确地评定饲草的营养价值，CNCPS体系在牧草上得以广泛应用（Qu等，2010）。碳水化合物是供给动物机体有效的营养元素，也是脂肪组织、乳腺等代谢、胎儿生长发育、脑神经系统的主要能量来源。本试验表明，结荚期的碳水化合物CHO（%DM）含量最高，为76.05%，与现蕾期和盛花期差异显著（P＜0.05）。但是此时期碳水化合物组分中的不可利用组分CC（%CHO）的含量显著高于其他时期（P＜0.05）。虽然现蕾期可被反刍动物利用的碳水化合物组分最多，为95.43%，但是CHO(%DM)水平最低。综合CNCPS碳水化合物组分来看，盛花期优于现蕾期和结荚期。

在蛋白质方面，PA（%CP）在各时期含量差异显著（P＜0.05），在盛花期时最高为29.24%，其次是现蕾期和结荚期，分别为21.40%和11.70%。说明在盛花期时含氮化合物中NPN较多，对于反刍动物而言非蛋白氮具有重要的营养价值，可作为反刍动物饲料的氮源（杨凤，2000）。同时，粗蛋白中不可利用氮PC（%CP）的含量在盛花期最低，7.19%，PC不能被瘤胃微生物利用消化，含量越低，可利用性越高，说明盛花期饲料油菜较其他时期利用性高。三个时期的PA（%CP）含量都没有超过30%的，说明饲料油菜的蛋白质中真蛋白质较多。现蕾期的PC和PB3含量都高于其他时期，其中PB3含量差异显著（P＜0.05），说明现蕾期相对其他两个时期在动物体内的可利性不好。瘤胃中快速降解部分PB1在结荚期含量最高，与其他时期差异显著（P＜0.05）。说明盛花期含氮化合物中非蛋白氮最多。结荚期的PA（11.70%）含量最少，表明此时期真蛋白含量相对其他时期含量多。PB3在现蕾期含量最大（45.16%），表明在瘤胃中缓慢降解的蛋白质部分所占的比重较大，与其他两个时期相比不易降解。说明结荚期相对质量较差，利用效果低。

4 结论

不同生育期的饲料油菜营养含量差异较大，盛花期营养价值最高，其次是现蕾期和结荚期。