天然牧草不同草产品形式之间营养性差异研究

徐生阳 玉 柱

（中国农业大学动物科技学院，北京100193）

我国是世界第二大草原大国，天然草地资源丰富，天然草地中有饲用价值的牧草达6 000多种，优势饲用牧草达300 多种[1]，所以天然牧草一直是我国草地畜牧业发展的重要支柱。天然晾干制作成干草是牧区长期利用牧草的方式，相较于干草，青贮不但具有适口性好、气味芳香等特点，而且还可以减少营养物质的损失，提高消化利用率，所以在广大牧区青贮技术逐渐代替了干草技术，但目前对牧草产品的研究主要集中在青贮和干草方面，对其他形式的草产品研究较少[2-3]。牧草可以被加工制作成多种多样的草产品，如青贮、干草、草颗粒、草粉、草饼等。所以，研究不同草产品之间的差异，对牧草资源的高效利用是非常重要的。

美国康奈尔大学的学者提出了康奈尔净碳水化合物-蛋白质体系（cornell net carbohydrate and protein system，CNCPS）[4]，CNCPS 将CHO（碳水化合物）分为4 个部分：CA（糖类，在瘤胃中可快速降解）、CB1（淀粉，中速降解的部分）、CB2（可利用的细胞壁，缓慢降解的部分）和CC（不可利用的细胞壁）[5]。国内，吕路芳等[6]和李颖丽等[7]使用CNCPS 体系评价了多种牧草，发现CNCPS 体系可以更精确地反映饲料的营养价值与特性。所以，本研究主要使用CNCPS 体系来评价不同形式的天然牧草产品，为高效利用天然牧草提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 试验材料及瘤胃液

原料是以羊草为优势种群的天然牧草，来自国家草地生态系统野外科学观测站沽源基地，于2019年7月10日收割，试验时已充分混匀；瘤胃液来自北京中地畜牧科技有限公司的瘘管奶牛。

1.2 主要仪器

万青牌颗粒饲料机（型号为9KS-200-Ⅱ）购自北京市平谷万青机械厂；五两装高速万能粉碎机（型号为QE-250克）购自浙江屹立工贸有限公司。

1.3 草产品的加工

青贮的制作：将收获的天然牧草混匀，切碎至1 cm 左右，封装入1 L 的青贮桶中，密度为500 g/l。天然干燥干草的制作：将收获的天然牧草混匀，自然晾干。人工干燥干草的制作：将收获的天然牧草混匀，放入65 ℃烘箱中，烘干48 h。草粉的制作：将制作成功的人工干燥干草放入粉碎机中，粉碎3 min，制成草粉。草颗粒的制作：将草粉与自来水以1∶1 的比例混合后放入颗粒饲料机中，制成草颗粒。

1.4 测定方法

采用Van Soest[8]的方法测定中性洗涤纤维（NDF）和酸性洗涤纤维（ADF）。采用Van Soest 等[9]的方法测青贮样品中的中性洗涤不溶蛋白质（NDIP）和酸性洗涤木质素（ADL）的含量。采用AACC(1976)的方法[10]测定淀粉（Starch）。采用AOAC[11]法测定粗脂肪（EE）、灰分（Ash）、粗蛋白（CP）、干物质（DM）。采用王莹[12]的方法测定干物质消化率（IVDMD）与总产气量：准确称取1.0 g 样品置于经丙酮浸泡后自然晾干的纤维袋，而后放入体外模拟培养箱的消化罐中，每个罐中放入24 个样品和1 个空白对照。然后在罐中加入AB 缓冲液（A 缓冲液1 330 ml、B 缓冲液266 ml，见表1 所示），再加入400 ml 已经提取的瘤胃液，最后向罐中通CO2直至充满整个罐体，并盖好盖子。随后将消化罐置于体外模拟培养箱内，39 ℃发酵48 h，样品取出后用蒸馏水冲洗干净，然后放入105 ℃烘箱中烘干4 h，称重并计算。干物质消化率（IVDMD）=（样品DM 量-体外培养后DM 量）/样品DM 量。

总产气量的测定：采用ANKOM RFS 产气测量仪器测定，准确称取1.0 g 样品置于试验模块的模块瓶中，向模块瓶中加入AB缓冲液（A缓冲液83.3 ml、B缓冲液16.7 ml），再加入25 ml 已经提取的瘤胃液，通入CO2直至充满整个模块瓶，随后将模块瓶置于39 ℃恒温培养箱中，设定仪器配套软件并开始测定，发酵48 h，软件会自动记录各个时间点的压力值。最后通过压力值来计算总产气量。

式中：Vx——39 ℃，产气体积(ml)；

Vj——模块瓶内液面上部空间的体积(ml)；P——软件记录的累积压力(psi)。

1.5 CNCPS计算公式[4]

1.6 统计分析

采用Excel 2007进行均值和标准误的计算，采用SPSS17.0软件进行单因素方差分析，采用Duncan's法进行组间两两比较，结果用“平均值±标准误”表示。

2 结果与分析

2.1 不同天然牧草产品之间营养成分的差异（见表2）

表2 不同天然牧草产品之间营养成分的差异(% DM)

由表2 可知，NDF 与ADF 的含量在草颗粒和草粉中最低（P＜0.05），青贮中NDF 和ADF 的含量显著低于天然干燥干草和人工干燥干草（P＜0.05）。草粉中ADL 的含量显著低于其他草产品（P＜0.05），青贮与人工干燥干草中ADL 的含量也显著低于天然干燥干草（P＜0.05）。starch 的含量在草颗粒和草粉中最高，在青贮中最低（P＜0.05）。在青贮和草粉中EE 的含量显著高于其他草产品（P＜0.05）。人工干燥干草中CP 的含量显著高于青贮和天然干燥干草（P＜0.05）。

2.2 不同天然牧草产品之间CNCPS碳水化合物组分的差异(见表3)

由表3 可知，草粉中CA 的含量最高，青贮中CA的含量显著高于草颗粒、天然干燥干草和人工干燥干草（P＜0.05）。草颗粒和草粉中CB1 的含量显著高于其他草产品（P＜0.05）。草颗粒CB2 含量最低（P＜0.05）。草粉、青贮和人工干燥干草CC的含量显著低于天然干燥干草与草颗粒，其中草颗粒中CC 的含量最高，草粉中CC的含量最低（P＜0.05）。草粉中CNSC的含量最高，青贮中CNSC的含量显著高于草颗粒、天然干燥干草和人工干燥干草（P＜0.05）。

2.3 不同天然牧草产品之间干物质消化率和产气量的差异(见表4～表5)

由表4可知，人工干燥干草和草颗粒的消化率显著高于草粉和天然干燥干草，天然干燥干草的干物质消化率显著低于其他草产品（P＜0.05）。

由表5 可知，随着发酵时间的增加，各草产品的产气量均显著增加（P＜0.05）。当发酵时间为48 h时，青贮、草颗粒和草粉的产气量显著高于天然干燥干草和人工干燥干草（P＜0.05）。

表3 不同天然牧草产品之间CNCPS碳水化合物组分的差异

表4 不同天然牧草产品之间干物质消化率的差异(%)

表5 不同天然牧草产品之间产气量的差异

3 讨论

3.1 不同天然牧草产品之间营养成分的差异

植物性饲料经过中性洗涤剂和酸性洗涤剂分解后的剩余物就是NDF 和ADF，他们与饲料的适口性和消化率有关，NDF 和ADF 的含量越多，那么可以被牲畜吸收的营养成分就越少[13]。本研究中，草颗粒和草粉中NDF 和ADF 的含量显著低于其他草产品，说明草颗粒和草粉中可供吸收的营养成分较多。格根图等[14]认为，与干草相比，青贮可以有效保存天然牧草中的营养成分，可以有效降低中性洗涤纤维的含量。这与本研究青贮中NDF和ADF的含量显著低于天然干燥干草和人工干燥干草的结果相类似。ADL 不能被瘤胃微生物所降解，也不能被消化吸收[5]，而草粉、青贮与人工干燥干草中ADL 的含量也显著低于天然干燥干草，说明草粉、青贮与人工干燥干草的草产品形式相对于天然干燥干草可能有利于天然牧草营养物质的吸收。有研究表明[15]，在青贮过程中淀粉可能会被兼性厌氧或厌氧的发酵性或水解性细菌分解为挥发性脂肪酸等物质。在本研究中，青贮中淀粉的含量显著低于其他草产品，在草颗粒和草粉中淀粉的含量最高，说明青贮不利于淀粉的保存，加工成草颗粒和草粉有利于保存天然牧草中淀粉。EE 是衡量饲料营养价值水平的重要物质，含有较多热量，是提供能量的重要物质[13]，而青贮可以有效保存天然牧草中粗脂肪等营养物质[8]。在本研究中，在青贮和草粉中EE 的含量显著高于其他草产品，说明青贮和草粉有利于天然牧草中粗脂肪的保存。

3.2 不同天然牧草产品之间CNCPS碳水化合物组分的差异

CHO 是植物性饲料中反刍动物的主要能量来源，但饲料中CHO 对反刍动物的营养价值主要取决于CNSC 的含量[16]。本研究中，各草产品CHO 的含量范围为80.31%～82.89%，是主要提供CHO 的粗饲料。CA 为糖类，可在瘤胃中可快速降解，草粉中CA 的含量最高，青贮中CA 的含量高于天然和人工干燥干草。说明草粉可以较好地保存CA，相较于干草，青贮保存CA 的效果更好。CB1 是CHO的中速降解部分，草颗粒和草粉中CB1 的含量最高。CC 是CHO 中不可利用的细胞壁，其含量主要与ADL 的含量有关，本研究中草粉、青贮和人工干燥干草中CC 的含量显著低于其他草产品，这与其ADL 含量较低相印证。草粉中CNSC 的含量最高，说明草粉相对于其他草产品对反刍动物的营养价值较高。

3.3 不同天然牧草产品之间干物质消化率和产气量的差异

王莹[12]研究了13种有代表性的牧草，发现其体外消化率的范围为25.88%～76.62%。本研究中，各草产品的消化率均在该范围中。天然干燥干草的干物质消化率显著低于其他草产品，说明相较于天然干燥干草，加工成其余草产品均有利于提高天然牧草的干物质消化率。青贮、人工干燥干草和草颗粒的干物质消化率较高，说明青贮、人工干燥干草和草颗粒的草产品形式对于天然牧草来说较优，更有利于营养物质的消化。

目前，体外产气法是评价反刍动物饲料饲用价值的重要手段，其主要通过不同发酵时间的产气量来判断饲料的消化性能，饲料中有机物的含量与产气量呈正相关关系，有机物含量越高，产气量越高，但产气量并不能直接来衡量不同饲料的降解程度，必须要结合NDF、DM 等的降解率来评价[17]。本研究中，发酵48 h 之后，青贮、草颗粒和草粉的产气量显著高于天然干燥干草和人工干燥干草，说明青贮、草颗粒和草粉中含有较多的易于发酵的物质。再者青贮、人工干燥干草和草颗粒的干物质消化率要高于其他草产品，结合产气来看，青贮和草颗粒更易于发酵和消化。

4 结论

①草颗粒和草粉可以保存较多的营养物质，草颗粒更易于发酵和消化。

②相较于天然干燥干草，加工成青贮和人工干燥干草更有利于天然牧草的消化降解。