秸秆类和秕壳类粗饲料营养成分及饲用价值的比较研究

■ 李红琼 赵永飞 刘蒙龙 马诗月 李慧英

（大理大学农学与生物科学学院，云南大理 671003）

粗饲料为反刍动物提供大量的营养物质，是反刍 动物机体不可或缺的营养来源。随着我国畜牧业的发展，优质粗饲料的需求量越来越大，优质粗饲料资源缺乏导致饲料价格高、养殖成本高等问题[1]。因此，充分利用粗饲料资源、挖掘粗饲料原料的生产潜力、降低养殖饲料成本是提高养殖业生产效益与经济效益的有效手段[2]。

每年我国的秸秆与秕壳产量巨大，丢弃和无控焚烧曾是我国广大农村处置农作物副产品的主要方式，这一方面会造成资源浪费、地力损伤、环境污染，还可导致火灾及交通事故的频发，并对人类健康和周围动植物的生态环境造成严重危害[3]；另一方面，农作物副产品未经任何处理直接用于肥料、燃料和饲料的传统应用模式，正制约着秸秆利用率、转化率和经济效益的进一步提高[4]。而这类饲料主要包括水稻秸秆和秕壳、小麦秸秆和秕壳、玉米秸秆和玉米芯、高粱秸秆和秕壳、谷子秸秆和秕壳、大豆秸秆和荚壳等[5]。秸秆饲料营养成分含量较低，表现为蛋白质、脂肪和碳水化合物含量较少，能量价值较低，质地坚硬粗糙，适口性较差，可消化性低。因此，秸秆饲料不宜单独饲喂，而应与优质干草配合饲用，通过物理方式预处理秸秆后进行氨化或者微贮，可以改善适口性和提高营养价值[6]。秕壳与其同种作物的秸秆相比，秕壳的蛋白质和矿物质含量较高，而粗纤维含量较低。秕壳是家畜（牛、马、猪、羊等）的好饲料，经调制加工后家畜很爱吃，可节约大量精料，降低饲养成本，增加经济收入，变废为宝[7]。因此,农作物副产品的综合利用，既可缓解农村饲料、肥料、燃料和工业原料的紧张状况，又可保护农村生态环境、促进农业和养殖业的可持续协调发展。

饲用价值（RFV）是粗饲料的一项重要经济性状，由美国饲草和草原理事会下属的干草市场特别工作组提出[8]。其定义是：相对一特定标准粗饲料（如盛花期苜蓿），某种粗饲料可消化干物质的采食量[9]。以盛花期苜蓿的RFV 值为100 做标准，RFV 值大于100 的粗饲料表明整体上质量较好。RFV 值越大，表明饲料的营养价值越高[10]。本试验旨在研究秸秆类和秕壳类粗饲料主要营养成分含量，并进行饲用价值的比较，评价8 种粗饲料的品质及营养价值，并且比较同一种农作物秸秆和秕壳的营养价值，为粗饲料的高效利用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

黄豆秸秆、花生秸秆、稻草秸秆、小麦秸秆、黄豆秕壳、花生秕壳、稻草批壳、小麦秕壳（材料来源经淘宝购于个体农户）。纯化水、石油醚、硼酸、氢氧化钠、指示剂、浓硫酸、硫酸铜、盐酸、中性洗涤剂、酸性洗涤剂、丙酮、尼龙袋。

1.2 主要试验仪器及试剂

玻璃坩埚、分析天平、烘箱、电热板、坩埚、坩埚钳、马弗炉、干燥器、脂肪仪、凯氏定氮仪、粉碎机、烧杯，均来自大理大学农学与生物科学学院实验室。

1.3 指标的测定

1.3.1 主要营养物质

参照GB/T 6435—2014《饲料水分测定方法》测定水分含量。参照GB/T 14772—2008《食品中粗脂肪的测定》测定粗脂肪含量。参照GB/T 6438—2007《饲料中粗灰分的测定》测定粗灰分含量。参照GB/T 6432—2018《饲料中粗蛋白的测定》测定粗蛋白含量。

1.3.2 饲用价值（RFV）

中性洗涤纤维（neutral detergent fiber，NDF）、酸性洗涤纤维（acid detergent fiber，ADF）的含量按照聚酯纤维滤网袋法测定[11]。

式中：DMI——干物质随意采食量（% BW）；

DDM——可消化干物质含量（% DM）；

ADF——酸性洗涤纤维含量（% DM）；

NDF——中性洗涤纤维含量（% DM）。

1.3.3 分级指数（GI）的计算

GI（MJ/d）=ME×DMI×CP/NDF

从最新《常用饲料成分及营养价值表》中查8 种粗饲料原料的代谢能（ME），分别计算出8种粗饲料原料的GI进行比较。

1.4 数据统计与分析

所有数据先用Excel 进行整理统计，并计算出不同种类粗饲料干物质、粗脂肪、粗灰分、粗蛋白、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维含量平均值，计算饲用价值，然后采用SPSS 17.0 统计软件进行单因素方差分析（one-way ANOVA），差异显著的进行Duncan’s 多重比较，P＜0.05为差异显著，P＜0.01为差异极显著，结果用“平均值±标准差”表示。

2 结果与分析

2.1 秸秆类和秕壳类粗饲料原料主要营养成分含量的比较

2.1.1 秸秆类和秕壳类粗饲料原料干物质含量的比较

由表1 可以看出，8 种粗饲料原料的干物质含量由高到低依次为稻草秸秆、稻草秕壳、小麦秸秆、黄豆秸秆、小麦秕壳、花生秸秆、花生秕壳、黄豆秕壳。稻草秸秆的干物质含量最高，极显著高于其他粗饲料原料（P＜0.01）；花生秕壳与花生秸秆，黄豆秕壳、小麦秕壳与黄豆秸秆，小麦秸秆与稻草秕壳的干物质含量无显著差异（P＞0.05）；黄豆秕壳的干物质含量最低，除了与花生秕壳无显著差异外（P＞0.05），显著低于其他粗饲料原料（P＜0.05）。

表1 秸秆类和秕壳类粗饲料原料的主要营养物质含量(%)

2.1.2 秸秆类和秕壳类粗饲料原料粗灰分含量的比较

由表1 可以看出，8 种粗饲料原料的粗灰分含量由高到低依次为稻草秕壳、稻草秸秆、小麦秸秆、小麦秕壳、花生秸秆、黄豆秕壳、黄豆秸秆、花生秕壳。稻草秕壳的粗灰分含量最高，极显著高于其他粗饲料原料（P＜0.01）；这几种粗饲料原料粗灰分含量均差异显著（P＜0.05）；花生秕壳的粗灰分含量最低，极显著低于其他粗饲料原料（P＜0.01）。

2.1.3 秸秆类和秕壳类粗饲料原料粗脂肪含量的比较由表1 可以看出，8 种粗饲料原料的粗脂肪含量由高到低依次为花生秕壳、小麦秸秆、花生秸秆、黄豆秕壳、黄豆秸秆、稻草秸秆、小麦秕壳、稻草秕壳。花生秕壳的粗脂肪含量最高，除了与小麦秸秆无显著差异外，均显著高于其他粗饲料原料的粗脂肪含量（P＜0.05）；稻草秕壳与稻草秸秆、稻草秕壳与小麦秕壳、小麦秕壳与稻草秸秆、小麦秕壳与黄豆秕壳、小麦秕壳与黄豆秸秆、小麦秸秆与花生秸秆、小麦秸秆与花生秕壳的粗脂肪含量无显著差异（P＞0.05）；稻草秕壳的粗脂肪含量最低，除了与黄豆秕壳和黄豆秸秆差异显著（P＜0.05），与稻草秸秆和小麦秕壳无显著差异外，均显著低于其他粗饲料原料（P＜0.05）。

2.1.4 秸秆类和秕壳类粗饲料原料粗蛋白含量的比较由表1 可以看出，8 种粗饲料原料的粗蛋白含量由高到低依次为黄豆秕壳、小麦秕壳、花生秸秆、稻草秸秆、花生秕壳、小麦秸秆、黄豆秸秆、稻草秕壳。黄豆秕壳的粗蛋白含量最高，显著高于黄豆秸秆和稻草秕壳（P＜0.05）；小麦秕壳、小麦秸秆、花生秕壳、花生秸秆、稻草秸秆和黄豆秕壳的粗蛋白含量无显著差异(P＞0.05)；稻草秕壳的粗蛋白含量最低，且极显著低于其他粗饲料原料的粗蛋白含量（P＜0.01）。

2.2 秸秆类和秕壳类粗饲料原料饲用价值的计算与比较

2.2.1 秸秆类和秕壳类粗饲料原料中性洗涤纤维含量的比较

NDF是青贮饲料的主要成分，可以为动物提供能量，是目前反映纤维质量好坏的有效指标[12]。饲料中的NDF 含量与非纤维碳水化合物（NFC）、能量浓度、干物质采食量（DMI）呈负相关[13]。饲料中含有一定量NDF对维持瘤胃正常的发酵功能具有重要意义，但过高的NDF会对干物质采食量产生负效应，其含量可以作为估测日粮精粗比是否合适的重要指标。

由表2 可以看出，8 种粗饲料原料的NDF 含量由高到低依次为花生秕壳、稻草秕壳、小麦秸秆、稻草秸秆、小麦秕壳、黄豆秸秆、黄豆秕壳、花生秸秆。花生秕壳的NDF 含量最高，与稻草秕壳无显著差异，极显著高于其他粗饲料原料（P＜0.01）；花生秸秆的NDF含量最低，与稻草秕壳和花生秕壳差异极显著（P＜0.01），与小麦秸秆差异显著（P＜0.05），与其他粗饲料原料均无显著差异（P＞0.05）。

表2 秸秆类和秕壳类粗饲料原料的饲用价值

2.2.2 秸秆类和秕壳类粗饲料原料酸性洗涤纤维含量的比较

参考Saptarshi Das[7]的工作,本文选用功函数较低的铝作为源漏电极,以进一步降低肖特基势垒,之后在200 ℃、N2气氛下退火2 h,以改善Al/MoS2的接触质量[8]。考虑到MoS2与氧化硅是通过范德华力结合的,我们在制备过程中没有采用超声、lift-off等工艺来定义源、漏电极;而是采用湿法腐蚀工艺去除沟道区域的铝金属,以形成如图1(b)所示的电极。腐蚀溶液为10%去离子水+5%乙酸+5%硝酸+80% 磷酸的体积比混合液,该溶液对铝薄膜的腐蚀速率约为1 nm/s。最终制备的器件如图1(b)所示,经AFM扫描,沟道处的MoS2厚度约为24 nm。

ADF很难被动物消化，ADF与动物的消化率有关，其含量越低，饲草的消化率越高，饲用价值越大[14-15]。

由表2 可以看出，8 种粗饲料原料的ADF 含量由高到低依次为花生秕壳、稻草秕壳、黄豆秸秆、花生秸秆、稻草秸秆、小麦秸秆、小麦秕壳、黄豆秕壳。花生秕壳的ADF 含量最高，极显著高于其他粗饲料原料（P＜0.01）；黄豆秕壳的ADF含量最低，与稻草秕壳、花生秕壳和黄豆秸秆差异极显著（P＜0.01），与花生秸秆、稻草秸秆差异显著（P＜0.05），与其他粗饲料原料均无显著差异（P＞0.05）。

2.2.3 秸秆类和秕壳类粗饲料原料DMI的比较

DMI是反刍动物饲养中最重要的指标之一，是科学配制反刍动物饲粮的前提，它决定着维持动物健康和生产所需养分的数量[16]。

由表2 可以看出，8 种粗饲料原料的DMI 含量由高到低依次为花生秸秆、黄豆秕壳、小麦秕壳、稻草秸秆、小麦秸秆、黄豆秸秆、稻草秕壳、花生秕壳。花生秸秆的DMI 最高，除了黄豆秕壳外，极显著高于其他粗饲料原料（P＜0.01）；花生秕壳的DMI 最低，除了稻草秕壳外，极显著低于其他粗饲料原料（P＜0.01）。正确估计DMI对于制定饲料配方尤为重要，它可以防止供给养分的不足或过剩，以及促进养分的有效利用。养分供应不足会限制动物的生产性能，并影响健康；养分供应过剩，会导致饲料成本增加，并造成大量的养分随粪排出，造成浪费[15]。

2.2.4 秸秆类和秕壳类粗饲料原料DDM的比较

2.2.5 秸秆类和秕壳类粗饲料原料RFV的比较

由表2 和图1 可以看出，8 种秸秆类和秕壳类粗饲料原料的RFV 从高到低依次为黄豆秕壳、花生秸秆、小麦秕壳、稻草秸秆、小麦秸秆、黄豆秸秆、稻草秕壳、花生秕壳。黄豆秕壳的RFV 最大且极显著高于其他类型的粗饲料原料（P＜0.01）；花生秕壳的RFV 最低，除了稻草秕壳外，极显著低于其他粗饲料原料（P＜0.01）；根据试验数据的统计与分析，取整数之后得黄豆秕壳、花生秸秆、小麦秕壳、稻草秸秆、小麦秸秆、黄豆秸秆、稻草秕壳、花生秕壳的RFV 值依次为159.43、133.82、122.57、112.17、100.25、91.64、56.02、46.27。

图1 秸秆类和秕壳类粗饲料原料饲用价值的比较

2.2.6 秸秆类和秕壳类粗饲料GI值的比较

由表3可以看出，8种粗饲料原料的GI值由高到低依次为黄豆秕壳、小麦秕壳、花生秸秆、小麦秸秆、花生秕壳、稻草秸秆、稻草秕壳、黄豆秸秆。黄豆秕壳的GI值最高，极显著高于其他类型的粗饲料原料（P＜0.01）；黄豆秸秆的GI值最低，除了与小麦秸秆、稻草秕壳、稻草秸秆无显著差异外（P＞0.05），极显著低于其他类型的粗饲料原料（P＜0.01）。小麦和黄豆的GI值都是秕壳高于秸秆，而花生和稻草的GI值都是秕壳低于秸秆。8种粗饲料原料的GI值与RFV值的排序不同，由于RFV值的计算没有考虑粗饲料原料的CP组分和ME,且相较于其他粗饲料原料，秸秆及秕壳的NDF高于苜蓿、狼尾草等作物，不能通过NDF很好地预测DMI。所以用GI值分级结果的排序来评价粗饲料原料的营养价值更为合理。

表3 秸秆类和秕壳类粗饲料原料的分级指数

3 讨论

3.1 秸秆类和秕壳类粗饲料原料干物质含量比较

研究发现，秸秆类粗饲料的干物质含量为87.16%～89.39%[17]。本试验所测几种秸秆类粗饲料干物质含量为89.66%～92.26%，与前人的研究结果有所差异，其他学者所用试验原料有玉米秸秆、小麦秸秆、稻草秸秆3 种，本试验研究原料有小麦秸秆、花生秸秆、稻草秸秆、黄豆秸秆4 种，所以本试验结果干物质含量范围更广。与莫放等[18]的研究相比，小麦秸秆干物质含量略低，稻草秸秆干物质含量略高。莫放等[18]研究所用稻草取自北京豆各庄，本试验稻草取自黑龙江省佳木斯市，地域的差异会影响原料营养物质的含量；莫放等[18]测定饲料中的水分含量是根据国家标准GB/T 6435—1986，本试验研究测定饲料中的水分含量是根据国家标准GB/T 6435—2014。本试验所测几种秕壳类粗饲料中，干物质含量为88.93%～91.35%，与张崇玉等[19]的研究相比，小麦秕壳和稻草秕壳的干物质含量都略高。张崇玉等[19]所用原料为小麦，并没有单独将小麦秕壳和小麦秸秆作为原料进行测定；而稻草秕壳也未说明是鲜草还是干草、或是否进行过一定处理，但本研究中干草经过常规化粉碎处理。从整体上分析可知秸秆的干物质含量略高于秕壳。

3.2 秸秆类和秕壳类粗饲料原料粗灰分含量的比较

本试验所测几种秸秆类粗饲料的粗灰分含量为4.52%～16.52%，秕壳类粗饲料的粗灰分含量为2.47%～18.46%。但是本试验中，由于仪器测定准确度影响，测定时同一原料的平行样品计算结果差异较大，所以验证结果不理想，暂不能用于日常分析。本试验研究测定的粗灰分，因为饲料原料的组分不同、灼烧条件不同，残留物也各不相同，致使同一原料的残留物与原料中原有的无机物并不完全相同，也可能由于原料产地、保存方法、试验操作失误等因素影响试验结果。

3.3 秸秆类和秕壳类粗饲料原料粗脂肪含量的比较

其他学者测定发现，样品65 ℃烘干至恒重的秸秆类粗饲料粗脂肪含量为1.27%～2.78%[20]。本试验所测几种秸秆类粗饲料的粗脂肪含量为0.51%～1.75%，与前人的研究结果有所差异。与张崇玉等[19]的研究相比，小麦秸秆粗脂肪含量略高。本试验所测几种秕壳类粗饲料中，粗脂肪含量为0.16%～1.82%，与张崇玉等[19]的研究相比，小麦秕壳的粗脂肪含量略低。张崇玉等[19]的研究所测原料为小麦，并没有单独将小麦秕壳和小麦秸秆作为原料进行测定，同种农作物不同部位副产品的粗脂肪含量会有所差异，导致试验数据差异较大。

3.4 秸秆类和秕壳类粗饲料原料粗蛋白含量比较

其他学者测定发现，样品65 ℃烘干至恒重的秸秆类粗饲料粗蛋白含量为3%～6%[20]。本试验所测几种秸秆类粗饲料的粗蛋白含量为5.66%～7.72%，二者有差异。与张崇玉等[19]的研究相比，小麦秸秆粗蛋白含量较低，稻草秸秆粗蛋白含量略低。本试验所测几种秕壳类粗饲料的粗蛋白含量为1.62%～8.2%，与张崇玉等[19]的研究相比，小麦秸秆粗蛋白含量较低，稻草秸秆粗蛋白含量略低。张崇玉等[19]所测原料为小麦，并没有单独将小麦秕壳和小麦秸秆作为原料进行测定，同种农作物不同部位副产品的粗蛋白含量会有所差异；而稻草秕壳也并未说明是鲜草还是干草，或是进行过一定条件的处理，但本试验原料都是干草经过常规化粉碎处理而进行测定所得到的结果，导致试验数据差异较大。

3.5 秸秆类和秕壳类粗饲料原料中性洗涤纤维含量比较

农作物秸秆（如玉米秸秆、稻草等常规粗饲料）属于低质粗饲料，主要成分是粗纤维，NDF 占干物质的70%～80%[21]。其他学者测定发现，秸秆类粗饲料样品65 ℃烘干至恒重的NDF含量为31.08%～69.40%[20]。

本试验所测几种秸秆类粗饲料中，NDF 含量为40.83%～56.86%，与前人的研究结果差异较大，与莫放等[18]的研究相比，小麦秸秆和稻草秸秆NDF含量都很低。莫放等[18]试验所用原料稻草取自北京市豆各庄，而小麦秸秆取自北京常营，本试验的稻草取自黑龙江省佳木斯市，小麦秸秆取自河南省正阳县，地域的差异会影响原料营养物质的含量；且莫放等[18]试验研究所用原料经1.0 mm 筛孔的粉碎机粉碎，本试验原料是常规化粉碎，未进行严格过筛；莫放等[18]试验研究测定饲料中的NDF 含量是根据杨胜（1993 年）的方法进行，本试验研究测定饲料中的NDF含量是按照聚酯纤维滤网袋法测定的[11]。本试验所测几种秕壳类粗饲料NDF 含量为40.88%～71.33%，与张崇玉等[19]的研究相比，小麦秕壳和稻草秕壳的NDF 含量都很高。在实际测定过程中发现，煮沸时间、消煮方式、饲料质量、洗涤液比例、过滤时滤孔的孔径大小以及滤膜面积等均会对饲料NDF 的测定结果产生影响[22-24]。整体分析可知，秸秆的NDF含量略高于秕壳。

3.6 秸秆类和秕壳类粗饲料原料酸性洗涤纤维含量比较

其他学者测定发现，秸秆类粗饲料ADF 含量为22.43%～54.87%[21]。本试验所测几种秸秆类粗饲料的ADF含量为31.32%～42.18%，与前人的研究结果相似。与莫放等[18]的研究相比，小麦秸秆和稻草秸秆ADF含量都很低。莫放等[18]试验所用原料稻草取自北京市豆各庄，而小麦秸秆取自北京市常营，本试验的稻草取自黑龙江省佳木斯市，而小麦秸秆取自河南省正阳县，地域的差异会影响原料所含营养物质的含量；莫放等[18]的研究所用原料经1.0 mm筛孔的粉碎机粉碎，本试验原料是常规化粉碎并未进行严格过筛；莫放等[18]测定饲料中的ADF含量是根据杨胜（1993年）的方法进行，本试验测定饲料中的ADF含量是按照聚酯纤维滤网袋法测定[11]。本试验所测几种秕壳类粗饲料中，ADF 含量为23.32%～69.35%，与张崇玉等[19]的研究相比，小麦秕壳和稻草秕壳的ADF含量都略低。使用滤袋法测定时可将多个滤袋放于同个烧杯中一起消煮，可以扩大样品测定量，本试验定量1 000 mL的酸性洗涤剂中消煮12个滤袋，在洗涤过程中省去抽滤步骤，避免抽滤耗时耗力，而滤袋也因其独特的材质可避免洗涤时造成的包装破裂、样品损失[25]。

3.7 秸秆类和秕壳类粗饲料原料RFV比较

反刍动物的自身因素及其所处的环境条件、饲养管理、饲料品质和日粮组成都会影响其DMI[26]。本试验通过对8种粗饲料原料NDF含量和ADF含量的测定，计算出其DMI和DDM含量，最终算出每种粗饲料原料的RFV。本试验所测几种秸秆类粗饲料RFV由高到低为：花生秸秆、稻草秸秆、小麦秸秆、黄豆秸秆；而所测几种秕壳类粗饲料RFV由高到低为黄豆秕壳、小麦秕壳、稻草秕壳、花生秕壳；从整体上分析可知黄豆和小麦的秕壳或秸秆RFV 都大于100，而稻草秕壳和花生秕壳的RFV小于100，所以从RFV来看，黄豆秕壳、小麦秕壳、花生秸秆、稻草秸秆更适合用作粗饲料原料。

3.8 秸秆类和秕壳类粗饲料原料GI值比较

粗饲料GI 值，是卢德勋[27]根据粗饲料生产利用状况，结合RFV等粗饲料评定指数的优点提出的一种全面评定我国粗饲料营养价值的指标，能够较好地评价粗饲料的有效能量[28]。本试验所测几种秸秆类粗饲料中，GI 值变化范围为（0.05±0.01）～（0.76±0.19），与黄鼎瑞等[29]的研究相比，稻草秸秆与花生秸秆的GI值都略高。本试验所测几种秕壳类粗饲料中，GI值变化范围为（0.41±0.04）～（1.35±0.03），与杨雪海等[28]的研究相比，花生秕壳的GI 值略低。与前人的研究结果相似，所以从GI 值来看，本试验所测几种粗饲料原料中秕壳类的营养价值高于秸秆类。

4 结论

综上所述，对秸秆类和秕壳类粗饲料原料的营养指标进行了测定，其中秸秆类粗饲料中花生秸秆的水分含量和RFV 最高且GI 值最高，粗灰分和粗脂肪含量较低；而秕壳类粗饲料中黄豆秕壳的水分含量和RFV 最高且GI 值最高，粗灰分和粗脂肪含量较低。因此，黄豆秕壳和花生秸秆可作为高营养价值粗饲料原料进行开发利用。