芦苇的营养特性及可青贮性研究

康翠翠，　田川尧，　王晓敏，　蔡锋隆，　洪中山

(天津农学院 动物科学与动物医学学院，天津300384)



芦苇的营养特性及可青贮性研究

康翠翠，田川尧，王晓敏，蔡锋隆，洪中山*

(天津农学院 动物科学与动物医学学院，天津300384)

摘要：通过对不同生育期的芦苇营养成分进行测定，并对其中3个生育期的芦苇进行直接青贮，探讨芦苇的营养特性及可青贮性。结果表明：抽穗期芦苇营养价值最佳，不同生育期芦苇的缓冲能值均较大，均在970 ME/kg以上。芦苇鲜样中可溶性碳水化合物含量较高，均在1.75%以上。不同生育期青贮芦苇的pH值分别为4.62、4.47和4.65。不同生育期青贮芦苇的营养成分在青贮前后均没有显著变化。不同生育期青贮芦苇的感官评定分别为17、17和16，均为1级优良。青贮芦苇中氨态氮占总氮的比例均在7.36%以下，得分分别为48、46和44分。不同生育期青贮芦苇的发酵品质分别为22、23和30分。青贮质量综合得分分别为59、57.5和61分，为尚可等级以上。综合而言，芦苇具有制作青贮饲料的潜力。

关键词：芦苇；生育期；青贮；营养成分；综合评定

芦苇(Phragmitesaustralis)为禾本科芦苇属多年生高大草本植物，生长于河岸、河溪边。芦苇在我国境内有着大面积的分布，而且更是全球湿地分布最广、生产力最高的大型水生植物[1-3]。在天津各地均有生长，特别是天津的七里海、黄庄洼等湿地生长繁茂。芦苇的营养繁殖能力极强,自然种群主要以根茎繁殖补充更新，具有很广的适应性和极强的抗逆性，在湖滨、池沼、河流沿岸、滨海滩涂、河口甚至荒漠、盐碱地区均能够广泛分布[4]。目前，北方草原退化，优质饲草比例下降，草地承载力降低，优质粗饲料的不足制约着畜牧业的发展，急需开发新的粗饲料来源[5]。芦苇营养价值好，生长范围广，所以在确保芦苇有丰富的营养物质含量的同时保证其具有较高的产量时对芦苇进行合理利用是扩大饲料来源，缓解粗饲料紧张状况的有效方法。

目前，关于芦苇的研究主要集中在其重要的生态价值，而对其饲用价值及青贮方面的研究较少，研究芦苇的营养价值及可青贮性，对于合理开发利用芦苇资源，发展畜牧业具有重要的意义。

1材料与方法

1.1材料

试验材料采自于天津农学院及其周边地区的野生芦苇。采样时间为2015年5月7日—2015年10月7日。采样部位为距根部7 cm以上的全株芦苇。

1.2试验设计

选取5～10月分别处于展叶期、生长前期、生长后期、抽穗期、开花期和枯叶期未经过处理的新鲜芦苇作为原料，测定不同生育期新鲜芦苇的营养特性。选取生长旺盛、产量较高的6、7、8月，即处于生长前期、生长后期及抽穗期的新鲜芦苇进行直接青贮调制。

1.3青贮调制

将青贮原料切短至2 cm左右，填装入400 mL的塑料容器中，边填装边压实，填满压实后用塑料膜封口并盖上瓶盖,再用塑料膜包裹后以胶带密封。放置于室内常温条件下90 d后启封。

1.4新鲜芦苇的营养特性测定

1) 干物质的测定：烘箱干燥法[6];

2) 粗灰分的测定：高温灼烧法[6];

3) 粗蛋白质的测定：凯氏定氮法[6]，用FOSS全自动定氮仪测定;

4) 粗脂肪的测定：索氏提取法[6];

5) 中性及酸性洗涤纤维的测定：范式纤维测定法[7];

6) 钙的测定：高锰酸钾法[6];

7) 磷的测定：钼黄比色法[6];

8) 可溶性碳水化合物的测定：蒽酮硫酸比色法[8]。

1.5青贮饲料的青贮品质评定

1) 感官评定采用德国农业协会(DLG)评分法，根据青贮后饲料的气味、结构及色泽进行评分。根据得分分成优良、尚好、中等及腐败4个等级[9]。

2) 发酵品质评定青贮饲料的发酵品质评定根据德国科学家Flieg于1938年提出的青贮饲料评定方法：费氏评分法进行评定[10]。

3) 氨态氮含量评分青贮饲料的氨态氮含量评定标准采用1996年农业部《青贮饲料质量评定标准》进行评定[11]。

4) 青贮饲料质量的综合评定青贮饲料质量的综合评定将氨态氮含量评分与发酵品质评分相综合，2者得分各占50%，计算所得即为青贮饲料质量的综合得分[9]。

5) 发酵品质的指标测定①pH值的测定:称取样品20.0 g于细口瓶中，加入180 mL去离子水，搅拌混合均匀，浸泡24 h后用四层纱布过滤，测定pH值[12]。②氨态氮的测定:称取0.4 g样品放入100 mL烧杯中，加入0.010 g活性炭和50 mL无氨水充分搅拌后过滤至100 mL容量瓶中，定容至100 mL，取1 mL溶液以纳氏试剂比色法测定氨态氮[13]。③乳酸的测定:称取0.1 g样品于15 mL试管中，加入10 mL蒸馏水，4 000 r/min离心10 min，取上清液2.0 mL用对羟基联苯比色法测定乳酸[14]。④挥发酸的测定:挥发酸主要为乙酸、丙酸及丁酸，用气相色谱法进行测定[15]。

1.6缓冲能值的测定

称取2.0 g用100 mL蒸馏水充分搅碎混合，边搅拌边测定pH值。用盐酸调节溶液pH值至3.0，用已知浓度的氢氧化钠溶液滴定至4.0，再将pH值滴定至6.0，记录pH值从4.0～6.0时所用的氢氧化钠量，以蒸馏水做空白重复操作。用以下述公式计算[16]。

式中,DM%为干物质含量；F为0.1 N NaOH的校正值。

1.7数据分析

采用Excel 2010及SPSS 17.0对数据进行整理及统计分析。

2结果与分析

2.1不同生育期芦苇的营养特性变化

由表1可知，从展叶期开始，随着芦苇的生长，水分含量逐渐下降，干物质含量不断增加，从展叶期的25.22%逐渐增加至枯叶期的53.36%，并且不同生育期之间的干物质含量均呈显著增长(P<0.05)。在幼嫩时，芦苇具有较高的粗蛋白质含量，展叶期的粗蛋白质含量可达到17.28%。随着芦苇生长，粗蛋白质含量不断降低，表现为展叶期>生长前期、生长后期>抽穗期>开花期>枯叶期(P<0.05)。由表1的粗脂肪含量可知，在芦苇的生长过程中，粗脂肪的含量呈先上升后下降的趋势。在展叶期时，有相对较高的粗脂肪含量，并在其生长过程中粗脂肪含量逐渐增加，到生长后期时达到了最高值，然后呈现出显著的下降趋势(P<0.05)。粗灰分的变化具有波动性，变化为生长前期>展叶期>枯叶期>生长后期、抽穗期、开花期(P<0.05)。中性洗涤纤维含量与酸性洗涤纤维含量的变化相似，均随着芦苇的生长呈上升趋势。中性洗涤纤维含量从展叶期到生长期、生长期到抽穗期、开花期到枯叶期有显著的增加(P<0.05)，而生长期的2个阶段之间及抽穗期与开花期之间含量的增长不显著(P>0.05)。酸性洗涤纤维含量只在抽穗期至开花期间差异不显著(P>0.05)，在展叶期至生长前期的一段时间中,酸性洗涤纤维含量增加较快，随后其含量的增长速度有所减缓。由表1的钙含量可以看出，芦苇生长过程中,钙含量呈显著下降趋势(P<0.05)。随着芦苇的生长，磷的含量也在不断下降，主要在展叶期至生长前期间下降显著(P<0.05)，然后便逐渐的趋于平缓，并在抽穗期、开花期到枯叶期时都没有出现显著的下降趋势。

表1　不同生育期芦苇营养特性

注：DM-干物质；CP-粗蛋白质；EE-粗脂肪；Ash-粗灰分；ADF-酸性洗涤纤维；NDF-中性洗涤纤维；Ca-钙；P-磷；表中数据均为平均值；同列标字母不同者差异显著(P<0.05)。

2.2不同生育期芦苇的缓冲能值变化

不同生育期芦苇的缓冲能值见表2。芦苇的缓冲能值总体偏高，随着芦苇的生长，缓冲能值不断降低。其中，从展叶期至开花期下降幅度大且显著，在随后的生育期中缓冲能值变化平缓没有出现显著的下降趋势。

表2　不同生育期芦苇的缓冲能值及可溶性碳水化合物含量

注：BC-缓冲能值；WSC-可溶性碳水化合物；FW-鲜重；表中数据均为平均值；同行标字母不同者差异显著(P<0.05)。

2.3不同生育期芦苇可溶性碳水化合物变化

由表2可知，可溶性碳水化合物在展叶期时含量较高，当进入生长前期及生长后期时，可溶性碳水化合物含量显著升高(P<0.05)。进入抽穗期后，可溶性碳水化合物含量开始显著下降(P<0.05)。芦苇鲜重中可溶性碳水化合物含量于展叶期时较低，随着生育期推进至生长后期，含量不断升高(P<0.05)。进入抽穗期后可溶性碳水化合物含量显著降低，之后没有出现显著变化。

2.4青贮芦苇的感官评定

根据德国农业协会评分法对芦苇的青贮饲料进行感官评定(表3)。生长前期与生长后期的青贮芦苇有较轻的酸味，芳香味较弱，质地上与原料相近，茎叶保持良好，与原料相比无肉眼可见变化，颜色黄绿色，无沾手现象，感官评分均为17分。抽穗期的青贮芦苇有轻微的酸味，芳香味较弱，质地与原料相近，茎叶保持良好色泽，呈黄绿色，无沾手现象，感官评价略差于前2个生育期，但总体评价尚好,为16分。不同生育期直接青贮的芦苇感官评定结果都达到了1级优良的等级。

表3　不同生育期芦苇青贮后的感官评定

2.5青贮芦苇的营养成分

青贮芦苇的营养成分如图1所示。

图1　芦苇青贮前后各营养成分的变化

由图1可知，干物质含量经过青贮后显著下降。青贮芦苇的粗蛋白质含量相对原料显著降低(P<0.05)。粗脂肪含量青贮后显著高于原料(P<0.05)。粗灰分含量在生长前期及生长后期青贮中，显著高于原料(P<0.05)，而抽穗期青贮芦苇中粗灰分含量与原料并无显著变化(P>0.05)。在生长前期和抽穗期，中性洗涤纤维的含量在青贮前后没有显著变化(P>0.05)，而生长后期青贮芦苇的中性洗涤纤维含量显著高于青贮前(P<0.05)。酸性洗涤纤维的含量在生长后期及抽穗期时青贮前后没有显著变化(P>0.05)，在生长前期青贮后比青贮前有显著的提高(P<0.05)。青贮后芦苇钙的含量显著低于原料(P<0.05)。不同生育期芦苇的磷含量在青贮前后均没有显著的变化(P>0.05)。可溶性碳水化合物含量变化极大，不同生育期芦苇在青贮后可溶性碳水化合物含量均有显著下降(P<0.05)。

2.5青贮芦苇的发酵品质

pH值是评定青贮饲料的一个重要指标，pH值下降至4.2以下，代表青贮饲料的制作比较成功。由表4可知，芦苇在直接青贮后生长前期的pH值为4.62，生长后期为4.47，抽穗期为4.65，均高于理想值4.2。

青贮饲料中的氨态氮含量代表青贮原料在青贮过程中是否有腐败现象发生。青贮饲料中氨态氮含量占总氮的比例愈多，代表饲料中蛋白质腐败现象愈严重。由表4可以看出，不同生育期青贮芦苇的氨态氮含量均为0.10%，说明不同生育期青贮芦苇的腐败程度低。

表4　青贮芦苇的发酵品质

注：AN-氨态氮；LA-乳酸；AA-乙酸；PA-丙酸；BA-丁酸；表中数据均为平均值；同列标字母不同者差异显著(P<0.05)。

由表4中不同生育期青贮芦苇的有机酸含量可知，乳酸含量在生长前期青贮的芦苇中较高，并显著高于生长后期和抽穗期(P<0.05)。乙酸含量在不同生育期青贮芦苇之间均差异显著(P<0.05)，其中，以生长后期含量最低，而生长前期最高。丙酸含量普遍比较低，不同生育期青贮芦苇间差异显著(P<0.05)，抽穗期的青贮芦苇含量最高，生长后期最低。丁酸含量的高低与腐败菌的发酵相关。青贮芦苇的丁酸含量以生长前期最高，为0.06%，生长后期居中，为0.03%，抽穗期最低，为0.01%，两两之间差异显著(P<0.05)。

由表5可以看出，生长前期和生长后期的青贮芦苇氨态氮占总氮的比例显著低于抽穗期。不同生育期的饲料中氨态氮含量评分分别为48、46和44分。不同生育期青贮芦苇中氨态氮含量在总氮中所占的比例适中，说明在芦苇的青贮过程中蛋白质及氨基酸分解程度低。

表5　青贮芦苇质量的综合评分

注：AN-氨态氮；LA-乳酸；AA-乙酸；BA-丁酸；TN-总氮；TA-总酸；表中数据均为平均值；同列标字母不同者差异显著(P<0.05)

不同生育期青贮芦苇的费氏评分结果如表5所示。不同生育期青贮芦苇的费氏评分分别为22、23和30分，均处于较差等级。不同生育期青贮芦苇之间的乳酸含量无显著差异且均不高，故得分较低(P>0.05)。在生长前期和生长后期时青贮芦苇中的乙酸含量不高，所以得分较高，抽穗期青贮芦苇中乙酸含量较高失分严重。生长前期和生长后期的青贮芦苇中丁酸含量过高，严重失分，而抽穗期青贮芦苇的丁酸含量显著低于前2个生育期，而有所得分(P<0.05)。

青贮芦苇质量综合评定得分见表5。不同生育期青贮芦苇质量综合评定得分及定级分别为生长前期59分尚可，生长后期57.5分尚可，抽穗期61分为良。

3讨论

3.1芦苇的营养特性

在芦苇生长过程中，干物质、中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维的含量不断上升，粗蛋白质含量不断下降。芦苇在最初的生育期时脂肪沉积不多，随着芦苇发育至生长期，脂肪不断积累，并且随着生长期的延长，脂肪沉积速度加快。当芦苇过了生长期后，脂肪的积累速度随着植株老化而减慢，使芦苇的粗脂肪含量变化先上升后下降。芦苇生长过程中，粗灰分及钙和磷的变化与和海秀[17]测定的针茅等禾本科牧草中粗灰分的波动性略有不同。因为牧草生长过程中粗灰分的变化不存在一定的规律性[18]。钙和磷的吸收主要在芦苇幼嫩时期进行，所以初期芦苇中钙磷含量较高，随植株生长，钙磷含量不断减少。生长期的芦苇鲜重中可溶性碳水化合物含量为2.73%和3.96%，由于其生长速度快，新陈代谢旺盛，故体内有大量可溶性碳水化合物积累。过了生长期后，芦苇生长速度减缓并开始老化，可溶性碳水化合物逐渐转化成淀粉及其他结构性碳水化合物，使植株体内的可溶性碳水化合物含量逐渐下降，芦苇的可溶性碳水化合物含量呈先上升后下降的变化形式。芦苇的缓冲能值一直很高，均在970 ME/kg以上，这可能与芦苇本身的生物学特性相关。因为芦苇抗逆性很强，在盐碱地、荒漠及池沼等多种多样的环境中都能很好地生存，这就使芦苇本身具有很强的适应酸碱变化的能力，所以芦苇在生长周期中一直具有很高的缓冲能值。

3.2芦苇的青贮质量

植物可溶性碳水化合物含量的高低是决定青贮成败的关键。研究表明,当可溶性碳水化合物含量占鲜重的比例在2.5%以上时，该植物才能有较好的青贮质量[19]。芦苇在生长期前后阶段的可溶性碳水化合物含量占鲜重的比例>2.5%。抽穗期的比例为2.26%，与2.5%差距较小，故在此方面无较大影响。所以芦苇在青贮发酵过程中底物充足，能较好地发酵。

不同生育期青贮芦苇的感官评定结果均为1级优良。青贮前后饲料的营养成分变化中，除了可溶性碳水化合物在芦苇青贮过程中作为底物被乳酸菌等发酵利用而变化显著外，其他营养成分变化均较小。氨态氮含量测定结果表明，在青贮过程中只有少量蛋白质被菌类分解。综合而言，芦苇的营养物质经过青贮后保存良好。不同生育期青贮芦苇的有机酸评定结果均不佳。青贮芦苇的pH值略高于4.2。该结果与包娜[20]、黎英华等[10]对白草、芨芨草、沙打旺等牧草青贮饲料的pH值测定结果相比低很多。这种结果的产生可能和饲草本身所含有的可溶性碳水化合物含量相关。由于芦苇相对白草等牧草具有很高的可溶性碳水化合物含量，所以在经过青贮之后，pH值比白草等降的更低。故芦苇比这些牧草更合适于调制青贮饲料。因为芦苇具有很强的抗逆性和很高的缓冲能值，所以芦苇在进行青贮时很难将pH值快速降低，酪酸菌等不良细菌的繁衍活动不能被快速抑制。这些不良细菌和微生物的活动将青贮原料中的养分进行分解并产生大量的丁酸，还和乳酸菌竞争发酵底物使乳酸的发酵量减少。这是青贮芦苇发酵品质评定结果不佳的直接原因。不同生育期青贮芦苇中氨态氮占总氮的比例均不高，氨态氮含量评定得分较高。说明青贮饲料在发酵前期好气性菌活跃时间不长，蛋白质及氨基酸并没有被过多消耗分解而保存良好。

4结论

芦苇在抽穗期各营养价值较高，具有较大的饲用价值，且此时芦苇产量较高，直接收割后饲喂利用价值最高。芦苇在经过青贮后可以基本保存其营养物质。抽穗期芦苇在直接青贮后感官评定为1级优良，青贮质量综合评定结果为良。故调制青贮芦苇的最适生育期为抽穗期。但是芦苇直接青贮的调制效果仅为良，故在进行芦苇青贮时需要添加酸或接种乳酸菌以辅助提高其青贮发酵品质。

参考文献：

[1]刘家宜.天津植物志[M].天津:天津科学技术出版社,2004：764-765.

[2]杨海莲,陈国仓,张承烈.不同生境芦苇的营养成分分析[J].草业学报,1994,3(01):1-6.

[3]胡泓,王东启,李杨杰,等.崇明东滩芦苇湿地温室气体排放通量及其影响因素[J].环境科学研究,2014,27(01):43-50.

[4]庄瑶,孙一香,王中生,等.芦苇生态型研究进展[J].生态学报,2010,30(08):2173-2181.

[5]包娜,刘瑞香.沙芦草青贮研究[J].内蒙古草业,2011,23(02): 35-38.

[6]贺建华.饲料分析与检测[M].北京:中国农业出版社,2011：16-178.

[7]张丽英.饲料分析及饲料质量检测技术[M].北京:中国农业大学出版社,2007：72-73.

[8]姚广龙,罗瑛,宋剑灵,等.18种饲用禾本科植物的维生素C和可溶性碳水化合物含量的分析[J].热带作物学报,2010,2(02):198-202.

[9]蔡敦江,周兴民,朱廉.苜蓿添加剂青贮、半干青贮与麦秸混贮的研究[J].草地学报,1997,5(02):123-127.

[10]黎英华.鄂尔多斯高原主要饲用豆科植物青贮特性的研究[D].呼和浩特:内蒙古农业大学,2010.

[11]于山江·玉素浦.优质新疆小芦苇青贮饲料调制技术研究[D].乌鲁木齐:新疆农业大学,2008.

[12]刘瑞香,孙启忠,包娜.油嵩的可青贮性研究[J].草地学报,2011,19(02):264-268.

[13]颜培实,李如治.家畜环境卫生学[M].北京:高等教育出版社,2011：311-313.

[14]高庆,印建和,穆华荣,等.对羟基联苯法测定啤酒中的乳酸[J].酿酒,2005,32(06):93-95.

[15]赵兴涛,徐桂转,刘杰博,等.气相色谱法测定厌氧发酵液中挥发性脂肪酸的研究[J].河南农业大学学报,2013(05): 584-591.

[16]刘瑞香,孙启忠,包娜.黄嵩的可青贮性研究[J].中国奶牛,2011(12):5-8.

[17]和海秀.天然草地不同牧草营养物质四季变化及绵羊消化率的研究[D].石河子:石河子大学,2015.

[18]陈艳琴,刘斌,周汉林,等.山蚂蝗营养价值随生育期变化动态[J].草地学报, 2011,19(01): 63-67.

[19]Alan G K,John W P,Helen M B,et al.Successful Silage[M].New South Wales:NSW Department of Primary Industries,2003：30-31.

[20]包娜.鄂尔多斯高原10种禾本科牧草青贮特性研究[D].呼和浩特:内蒙古农业大学,2011.

收稿日期：2016-04-02基金项目：天津市科技支撑计划重点项目(10ZKFNC02600)

作者简介：康翠翠(1993—)，女，山西吕梁人，学士，研究方向为动物科学。洪中山为通信作者， E-mail：hzs019@163.com

文章编号：1004-7999(2016)02-0149-07

DOI:10.13478/j.cnki.jasyu.2016.02.010

中图分类号：S816.51

文献标识码：A

Nutritive peculiarity and silage study of Phragmites australis

KANG Cuicui,TIAN Chuanyao,WANG Xiaomin,CAI Fenglong,HONG Zhongshan*

(AnimalSciencesandVeterinaryMedicineCollegeofTianjinAgriculturalUniversity,Tianjin300384,China)

Abstract：The nutritive component of phragmites australis in different growth period was measured, and phragmites australis in three periods was directly ensiled . The results showed that the nutritional value of phragmites australis in heading period was best. The BC (Buffering Capacity) of fresh phragmites australis in each period was higher than 970 ME/Kg. WSC (soluble carbohydrate) content in fresh phragmites australis was higher than 1.75%. The pH values of silage phragmites australis in different growth periods were 4.62, 4.47 and 4.65, respectively. The nutrient components of the silage in each period had no significant change before and after ensiling. The sensory evaluation of silage phragmites australis in each growth period was 17, 17, and 16. The sensory evaluation of the three periods was excellent. The AN/TN (proportion of Ammonia Nitrogen to Total Nitrogen) in silage was lower than 7.36%, scores were 48, 46 and 44 points respectively. The fermentation quality of silage was 22, 23 and 30 points.The score of comprehensive silage quality were 59, 57.5 and 61 points; these grades are in the passable level. It suggests that phragmites australis has the potential to ensile.

Key words:Phragmites australis; growth periods; silage; nutritive peculiarity; comprehensive evaluation