云南文山州畜禽饲用秸秆的糖、蛋白和脂类养分的含量和综合等级

张雪廷，袁恩平，王 灿，李 罡，王绍祥，李 云，赵水灵，钟正阳，李桂琼，杨 迪，夏 攀，许 姹，赵昶灵

（1文山壮族苗族自治州农业科学院蔬菜研究所，云南文山 663000；2文山壮族苗族自治州农业科学院畜牧水产研究所，云南文山 663000；3云南农业大学农学与生物技术学院，昆明 650201）

0 引言

秸秆是指大宗农作物、小杂粮、经济作物和中草药等收获经济器官后剩余的茎叶等残留物[1]。近年来，云南省文山州被畜禽养殖户自发使用的饲用秸秆主要有8种，即草果(Amomum tsaoko)、‘西畴芭蕉芋’(Canna edulis‘Xichou Bajiaoyu’)、辣椒‘文金 1 号’(Capsicum annuum‘WenJin No.1’)、辣椒‘文紫椒3号’(Capsicum annuum‘WenZiJiao No.3’)、小米辣(Capsicum frutescens)、滇重楼 (Pairs polyphyllavar.yunnanensis)、象草(Pennisetum purpureum)和玉米‘文青贮2号’(Zea mays‘Wenqingzhu No.2’)的秸秆。草果为姜科豆蔻属多年生常绿草本，茎丛生，高可达3 m[2]，文山州为草果的地理标志和原产地[3]。芭蕉芋属美人蕉科美人蕉属草本，茎秆粗壮，高达3 m，茎秆及叶可充当家畜的蛋白质饲料[4]；‘西畴芭蕉芋’为文山州西畴县的芭蕉芋地方品种[5]。辣椒‘文金1号’和‘文紫椒3号’均属文山州辣椒主栽品种丘北辣椒[6]。小米辣属茄科辣椒属一或多年生灌木状辣椒，文山州已成为云南最大的小米辣生产地[7]。滇重楼为延龄草科重楼属多年生草本，茎高20～100 cm[8]；文山州文山市、马关县和富宁县等是滇重楼在云南的主产区之一[9-10]。象草因大象喜食而得名，是禾本科狼尾草属多年生丛生草本，秆直立，高2～5 m[11]。青贮玉米可很好保存养分，能解决冬春季畜禽饲草不足的难题[12]；文山州的青贮玉米品种以文山壮族苗族自治州农业科学院（下简称“文山农科院”）选育的‘文青贮2号’为代表，株高3.20～3.80 m，在该州约种植了73 hm2。

研究表明，畜禽饲用秸秆的糖、蛋白和脂类化合物含量与秸秆的营养价值密切相关[13]。可溶性糖可为畜禽提供营养，也与秸秆饲料的适口性和消化率有关[14-15]；淀粉可为畜禽提供大量能量[16]；可溶性蛋白主要指以小分子态溶于水的蛋白质，与粗蛋白一起充当畜禽所需蛋白质的主要来源[17]；粗脂肪是能量最高的营养素，并能提高秸秆饲料的适口性[18]。

但是，文山州上述8种畜禽饲用秸秆的糖、蛋白和脂类养分的含量及其综合等级迄今未见报道，导致该州养殖户选用秸秆时随意、盲目，不仅大大降低了秸秆资源的利用率，而且严重制约了秸秆的配方设计和高效利用。因此，本研究探索了文山州上述饲用秸秆的可溶性糖、总淀粉、可溶性蛋白质、粗蛋白和粗脂肪的含量及其综合等级，旨在为该州畜禽饲用秸秆的养分评价和配置提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料的采集与预处理

文山州8种常用畜禽饲用秸秆，即草果、‘西畴芭蕉芋’[5]、‘文金1号’、‘文紫椒3号’、小米辣、滇重楼、象草和玉米‘文青贮2号’的秸秆，由文山农科院于2019年12月—2020年2月据广大畜禽养殖户近年的使用经验采集于该州的马关县、文山市和砚山县，滇重楼为2～4年生，其余植物均为1年生；将‘文青贮2号’秸秆烘干，将其余7种秸秆自然阴干，经菜刀切碎或550型秸秆铡草粉碎机（郑州申英机械设备有限公司产品）粉碎、得粗粉（表1）；将粗粉于85℃烘至恒重，用高速多功能粉碎机（永康市铂欧五金制品有限公司产品）将其进一步粉碎，过80目筛、装入自封袋、置硅胶干燥器中备用。

表1 文山州8种常见畜禽饲用秸秆的采集地点和初步粉碎方式

1.2 秸秆糖类含量的测定

1.2.1 可溶性糖 秸秆的可溶性糖含量用蒽酮-硫酸比色法测定、以蔗糖(天津风船化学试剂科技有限公司产品)为标样、按文献[19]操作，略作修改：取秸秆粉末0.0500 g，加10 mL水；定容至25 mL；取滤液2 mL，加5 mL 0.2%蒽酮-硫酸；可溶性糖含量用标准曲线方程Y=0.0054X+0.0066(R²=0.9995)计算，其中，Y代表A620.0，X代表蔗糖量(μg)。

1.2.2 总淀粉 秸秆的总淀粉含量也用蒽酮-硫酸比色法测定、以淀粉（天津风船化学试剂科技有限公司产品）为标样、按文献[20]和[21]的操作，略作修改：取秸秆粉末0.0500 g，加10 mL水；定容至25 mL；静置30 min后过滤，取残渣，加20 mL水，置沸水浴15 min；加9.2 mol/L高氯酸2 mL处理15 min；冷却、过滤，定容至50 mL；取滤液2 mL，加5 mL 0.2%蒽酮-硫酸；总淀粉含量用标准曲线方程Y=0.0061X+0.00112(R²=0.9996)计算，其中，Y代表A620.0，X代表淀粉量(μg)。

1.3 秸秆蛋白类含量的测定

1.3.1 可溶性蛋白质 秸秆的可溶性蛋白质含量用考马斯亮蓝G250法测定、以牛血清白蛋白（美国Amresco公司产品）为标样、按文献[22]操作，略作修改：取秸秆粉末0.2500 g，加10 mL水；定容至25 mL；过滤后取滤液1 mL，加5 mL0.1%考马斯亮蓝G250；可溶性蛋白质含量用标准曲线方程Y=0.0057X+0.0089(R²=0.9991)计算，其中，Y代表A595.0，X代表牛血清白蛋白量(μg)。

1.3.2 粗蛋白 秸秆的粗蛋白含量用凯氏定氮法测定、按文献[23]操作：取秸秆粉末1.0000 g；加0.2 g五水合硫酸铜和6.0 g硫酸钾，混匀后加10 mL浓硫酸；升至360～420℃，至混合物呈透明蓝绿色，继续加热2 h；将消煮液冷至室温，加30～50 mL水；向消煮管加50 mL 40%氢氧化钠，加热蒸馏，至流出液为100 mL；蒸馏停止后，立即用0.05 mol/L盐酸标准液滴定。

1.4 秸秆粗脂肪含量的检测

秸秆的粗脂肪含量用索氏抽提法依托SZF-06T脂肪测定仪(上海新嘉电子有限公司产品)测定[24]：取秸秆粉末4.0000 g；在抽提筒内加50 mL石油醚；设定温度60℃，回流提取2 h。

1.5 数据分析

试验均重复3次；双因素方差分析用SPSS 20.0完成。8种秸秆糖、蛋白和脂类养分含量的综合等级用隶属函数法评定，隶属函数见公式(1)。

其中，μ为特定秸秆某养分指标的隶属函数值，X为特定秸秆某养分指标的均值，Xmax和Xmin分别为所有秸秆该指标的最大和最小值。

各秸秆糖类、蛋白类和脂类养分含量的综合度量值(D)为该秸秆糖、蛋白和脂类养分含量μ值的均值[25]。

2 结果与分析

2.1 文山州常用畜禽饲用秸秆的糖类养分含量特征

2.1.1 可溶性糖特征 滇重楼秸秆的可溶性糖含量最高，约为163.603±0.218 mg/g(DW)，分别约为草果、‘西畴芭蕉芋’、‘文金1号’、‘文紫椒3号’、小米辣、象草和‘文青贮2号’秸秆可溶性糖含量的8.418、3.682、8.757、5.546、3.101、4.258和18.287倍（图1）；方差分析中，F≈877825.26＞4.28=F0.01(7,14)，故秸秆可溶性糖在不同秸秆间的差异达到极显著水平。

图1 文山州常用畜禽饲用秸秆的可溶性糖含量

2.1.2 总淀粉特征‘文青贮2号’秸秆的总淀粉含量最高，约为283.008±2.507 mg/g(DW)，分别约为草果、‘西畴芭蕉芋’、‘文金1号’、文紫椒3号、小米辣、滇重楼和象草秸秆总淀粉含量的40.401、46.398、26.753、30.249、26.012、12.647和53.505倍（图2）；在方差分析中，F≈21821.20，故秸秆总淀粉在不同秸秆间的差异也达到极显著水平。

图2 文山州常用畜禽饲用秸秆的总淀粉含量

2.2 文山州常用畜禽饲用秸秆的蛋白类养分含量特征

2.2.1 可溶性蛋白质特征 滇重楼秸秆的可溶性蛋白质含量最高，约为16.637±0.038 mg/g(DW)，分别比草果、‘西畴芭蕉芋’、‘文金1号’、‘文紫椒3号’、‘小米辣’、象草和‘文青贮2号’秸秆的可溶性蛋白质含量约高387.345%、218.609%、321.968%、127.539%、116.853%、340.504%和2031.791%（图3）。在方差分析中，因F≈242980.35，故秸秆可溶性蛋白质含量在不同秸秆间的差异也达到极显著水平。

图3 文山州常用饲用秸秆的可溶性蛋白质含量

2.2.2 粗蛋白特征‘文紫椒3号’秸秆的粗蛋白含量最高，约为11.864±0.202%，分别比草果、‘西畴芭蕉芋’、‘文金1号’、小米辣、滇重楼、象草和‘文青贮2号’秸秆的粗蛋白含量约高120.083%、121.207%、105.743%、12.731%、17.323%、93.805%和93.916%（图4）。在方差分析中，因F≈471.0749，故秸秆粗蛋白含量在不同秸秆间的差异也达到极显著水平。

图4 文山州常用畜禽饲用秸秆的粗蛋白含量

2.3 文山州常用畜禽饲用秸秆的粗脂肪含量特征

‘文青贮2号’秸秆的粗脂肪含量最高，约为3.598±0.055%，分别约为草果、‘西畴芭蕉芋’、‘文金1号’、‘文紫椒3号’、小米辣、滇重楼和象草秸秆的粗脂肪含量的8.706、2.717、9.858、8.451、3.716、1.323和3.545倍（图5）；在方差分析中，因F≈831.7133，故秸秆的粗脂肪含量在不同秸秆间的差异也达到极显著水平。

图5 文山州常用畜禽饲用秸秆的粗脂肪含量

2.4 文山州常用畜禽饲用秸秆糖、蛋白和脂类养分的综合等级特征

隶属函数分析表明，文山州8种常用畜禽饲用秸秆糖、蛋白和脂类养分的综合等级特征为：滇重楼＞‘文青贮2号’＞小米辣＞‘文紫椒3号’＞‘西畴芭蕉芋’＞象草＞‘文金1号’＞草果（表2），即滇重楼秸秆的糖、蛋白和脂类的综合养分等级为最佳，而草果的为最差。

表2 文山州常用饲用秸秆糖类、蛋白类和脂类养分的综合等级比较

3 结论与讨论

对于云南文山州，畜禽养殖户近年凭经验自发实施的秸秆初步饲料化是在该州畜牧业快速发展形势下衍生的积极尝试，但相应的基础研究明显滞后。作为云南省畜牧业大州之一，文山州畜牧业产值约占农业总产值的40%以上，对农民增收的贡献率约为22%，该州已成为中国泛珠三角地区畜禽产品的重要供应地[26]；但是，文山州可使用的耕地面积和用于饲料生产的土地面积均少；随着畜禽养殖规模的不断扩大，畜牧业粮食消耗量不断攀升，导致该州饲料原料越发紧张，人畜争粮的矛盾日益凸显。所以，近年来，文山州广大畜禽养殖户自发地凭经验就地、就近采集草果等上述8种植物的秸秆，将其干燥后进行粉碎等初加工，单独或配置后饲喂牛、马、猪、羊、兔以及鸡、鸭和鹅等家畜、家禽，效果良好，为该州畜禽饲料的开发积累了宝贵经验。研究表明，畜禽饲用秸秆的营养价值与其糖、蛋白和脂类的含量密切相关[13]。但是，文山州上述8种畜禽饲用秸秆的糖、蛋白和脂类化合物含量及其相应的综合营养等级划分长期未被探究，导致畜禽养殖户在选用时全凭经验和传闻，非常盲目、随意，严重妨碍了秸秆的高效利用和养殖高效益的获取以及秸秆饲料的快速开发。

在文山州畜禽养殖规模不断扩大的形势下，秸秆的饲料化利用不仅可将秸秆变废为宝、通过拓展饲料的来源促进该州节粮型、农牧结合型畜牧业的构建[27]，而且可延长中草药和辣椒生产的产业链、为乡村脱贫致富开辟一条新途径。近年，文山州年产秸秆约1.64×106t，但仅约15.76%被饲料化利用；其中，每年废弃的草果和滇重楼等中草药的秸秆更是不计其数，辣椒秸秆也大部分被抛弃或被焚烧后还田，既浪费了资源又污染了环境[28-30]。可见，文山州秸秆的畜禽饲料化利用拥有巨大的秸秆资源量基础、可成为该州扩大畜禽饲料来源、打造资源节约型畜牧业、助力乡村脱贫致富的重要支撑，同时可大大减少生产中秸秆的浪费和对环境的污染[26]。特别是，文山州秸秆的饲料化利用必然涉及中草药和辣椒的秸秆。文山州种植草果历史悠久，该州马关县于2001年被农业部授予“中国草果之乡”称号[3]；文山市、马关县和富宁县等滇重楼资源丰富[9-10]；多年来，文山州草果和滇重楼及其他中草药的秸秆资源量大，但利用率低。文山州种植丘北辣椒已有400多年，2019年的种植面积近6.67×104hm2[31]；云南是全国小米辣遗传多样性中心和生态多样性中心[32]，文山州已成为云南省最大的小米辣生产地[7]。研究表明，辣椒秸秆的饲料化利用具备的特殊优势是，秸秆的辣椒素和二氢辣椒素能显著提高禽畜的食欲和生产性能、改善禽畜健康状况[33]。所以，文山州中草药和辣椒秸秆的饲料化利用显然可延长中药材和辣椒生产产业链，提升药材和辣椒生产的附加值、助力乡村脱贫致富。

以文山州上述常用的8种畜禽饲用秸秆为材料，本研究发现，文山州8种常用畜禽饲用秸秆的可溶性糖含量特征为：滇重楼＞小米辣＞‘西畴芭蕉芋’＞象草＞‘文紫椒3号’＞草果＞‘文金1号’＞‘文青贮2号’，总淀粉含量特征为：‘文青贮2号’＞滇重楼＞小米辣＞‘文金1号’＞‘文紫椒3号’＞草果＞‘西畴芭蕉芋’＞象草；可溶性蛋白质含量特征为：滇重楼＞小米辣＞‘文紫椒3号’＞‘西畴芭蕉芋’＞‘文金1号’＞象草＞草果＞‘文青贮2号’，粗蛋白含量特征为：‘文紫椒3号’＞小米辣＞滇重楼＞象草＞‘文青贮2号’＞‘文金1号’＞草果＞‘西畴芭蕉芋’；粗脂肪含量特征为：‘文青贮2号’＞滇重楼＞‘西畴芭蕉芋’＞象草＞小米辣＞‘文紫椒3号’＞草果＞‘文金1号’；而且，可溶性糖、淀粉、可溶性蛋白质、粗蛋白和粗脂肪含量在不同秸秆间的差异均达到极显著水平；8种秸秆糖类、蛋白类和脂类养分的综合等级为：滇重楼＞‘文青贮2号’＞小米辣＞‘文紫椒3号’＞西畴芭蕉芋＞象草＞‘文金1号’＞草果（表2）。可见，本研究初步阐明了文山州8种畜禽饲用秸秆的糖、蛋白和脂养分的含量和综合等级，可为该州广大畜禽养殖户多年企盼的饲用秸秆的养分评价和合理选用提供依据[34]，这对全省乃至全国畜牧业的健康发展也有借鉴价值。