陳明霞,黃艷芳,崔衛(wèi)東,馮帆,劉秦華,張建國
(華南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院,廣東 廣州510642)
水稻(Oryzasativa)是我國主要的糧食作物,其副產(chǎn)物稻草約占全國年產(chǎn)秸稈總量的2/5,主要集中在華東、華南和華中地區(qū)。近年來,隨著我國畜牧業(yè)的快速發(fā)展,奶牛、肉牛和羊日糧中稻草的利用逐漸增加[1,2]。另外,在作物種植、生長期間,因家畜無處放牧,飼料短缺,用稻草飼喂家畜不僅可以維持其體質(zhì),而且可以解決稻草緩慢分解或焚燒造成污染的問題。許多國家對(duì)稻草的營養(yǎng)價(jià)值進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)由于稻草致密的細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)以及特有的嗜硅特性,使其粗纖維含量高、粗蛋白含量低,礦物質(zhì)和微量元素嚴(yán)重不足,直接飼喂效果差[3,4]。近年來,我國有部分關(guān)于全株水稻營養(yǎng)含量的報(bào)道,范傳廣等[5,6]研究發(fā)現(xiàn)水稻各營養(yǎng)成分之間,除粗灰分與硅酸含量呈極顯著正相關(guān)之外,其他成分之間均無顯著相關(guān)性,這可能是由于控制水稻飼用營養(yǎng)成分的基因沒有基因連鎖或一因多效,他們還對(duì)6個(gè)水稻品種的營養(yǎng)成分進(jìn)行了分析,發(fā)現(xiàn)天優(yōu)998和華粳秈74的產(chǎn)量和粗蛋白含量高,粗灰分含量低,營養(yǎng)較好;張佩華[7]將不同水稻品種在成熟的不同階段收割,研究不同水稻品種在不同收割階段的植株形態(tài)及化學(xué)成分,發(fā)現(xiàn)湘早秈24株高、穗長、葉面積和粗蛋白均好于其他2個(gè)品種。
稻草通常被列為低質(zhì)粗料,但其營養(yǎng)價(jià)值變化很大。在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn),優(yōu)質(zhì)稻草幾乎可以滿足反芻家畜維持能量需要,而中等或劣等稻草則不能滿足其需要。為了更好利用稻草資源,繼續(xù)對(duì)其營養(yǎng)特性及影響因素等的研究是十分必要的。對(duì)于普通牧草來說,一般植株的稍部比底部、葉比莖更易消化,但Hart和 Wanapat[8]發(fā)現(xiàn),稻茬的消化率比稻草高(49%比42%),這可能是因?yàn)榈绢愒谄浒l(fā)育晚期還會(huì)出現(xiàn)新的分蘗,甚至當(dāng)籽實(shí)成熟時(shí),植株底部還是青綠的。除此之外,留茬高度也會(huì)影響莖葉比,而稻草莖、葉的化學(xué)成分及消化率存在較大差異,所以留茬高度會(huì)影響稻草的品質(zhì)及產(chǎn)量。因此,從不同高度刈割稻草,其化學(xué)成分可能不同,所以,研究留茬高度對(duì)稻草品質(zhì)的影響對(duì)于生產(chǎn)實(shí)踐具有重要意義。
本研究為了更合理地利用稻草,了解其莖、葉的營養(yǎng)特性,對(duì)5個(gè)水稻品種莖、葉的營養(yǎng)含量和干物質(zhì)消化率以及收割時(shí)留茬高度對(duì)稻草養(yǎng)分含量的影響進(jìn)行了研究。
泰優(yōu)99、渝香203、豐優(yōu)22、Ⅱ優(yōu)368和培雜泰豐5個(gè)水稻品種在廣東省種植產(chǎn)量都較高,是種植面積較大的品種,于2008年7月26日在華南農(nóng)業(yè)大學(xué)試驗(yàn)農(nóng)場播種,而后移植,每個(gè)品種設(shè)3個(gè)小區(qū),每個(gè)小區(qū)的面積為2 m×4m,株行距20cm×15cm,常規(guī)管理。
本研究通過2個(gè)試驗(yàn)進(jìn)行,試驗(yàn)1比較5個(gè)水稻品種莖與葉的營養(yǎng)特性。試驗(yàn)2研究3個(gè)留茬高度(0,10和20cm)對(duì)5個(gè)水稻品種稻草營養(yǎng)價(jià)值的影響。
1.3.1 調(diào)查方法 在水稻黃熟期,每小區(qū)隨機(jī)取面積為1m×1m的樣點(diǎn)測產(chǎn)。各樣點(diǎn)取5株,調(diào)查其分蘗數(shù)和株高,取6株按莖、葉、穗分開,測定各部位組成比例,將莖、葉分別切短為2~3cm,混合均勻,測定其營養(yǎng)成分及干物質(zhì)消化率。另外,每小區(qū)分別以0,10和20cm的刈割高度取2~3kg,進(jìn)行人工脫粒,然后將稻草切短至2~3cm,分析其營養(yǎng)含量。
1.3.2 分析方法 株高取其自然高度,即由基地表到最高劍葉頂點(diǎn)的距離。分蘗數(shù)為水稻在地表以下或近地面處發(fā)生的分枝[9]。干物質(zhì)含量采用70℃干燥法測定;粗灰分含量采用灼燒法測定[10];粗纖維、中性洗滌纖維的含量采用濾袋法測定[5];粗蛋白含量采用凱氏定氮法測定(定氮儀KDN-103F,上海纖檢儀器有限公司);粗脂肪含量采用乙醚浸提法測定(SLF-06,杭州托普儀器有限公司);可溶性碳水化合物(water soluble-carbohydrates,WSC)含量采用蒽酮-硫酸法測定[11];無氮浸出物采用傳統(tǒng)公式得出,無氮浸出物(%DM)=100-(粗灰分+粗蛋白質(zhì)+粗脂肪+粗纖維)(%DM);干物質(zhì)消化率則采用尼龍袋法測定樣品在瘤胃內(nèi)72h的減少量[12,13]。
采用Excel和SPSS 13.0軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。不同水稻的農(nóng)藝性狀使用單因素方差分析,不同品種莖、葉的營養(yǎng)含量、消化率和不同刈割高度稻草的營養(yǎng)含量使用雙因素方差分析,并用Duncan法對(duì)均值進(jìn)行多重比較。
本試驗(yàn)所選的5個(gè)水稻品種在廣東省產(chǎn)量較高,是可以大面積推廣的食用稻品種,5個(gè)品種在株高、分蘗數(shù)、葉量或產(chǎn)量方面各有不同,具有一定的多樣性(表1)。5個(gè)品種的平均單株莖重、穗重及莖葉比差異不顯著(P>0.05)。豐優(yōu)22和培雜泰豐的單株干重較高,超過了37g。
表1 不同水稻品種的農(nóng)藝性狀Table 1 Agronomic trait of different rice varieties
水稻品種對(duì)粗蛋白含量有顯著影響(P<0.05),對(duì)粗脂肪和粗灰分含量影響極顯著(P<0.01)(表2);莖葉部位除對(duì)粗纖維含量無顯著影響外,對(duì)其他指標(biāo)都達(dá)到極顯著(P<0.01);品種和部位間互作只在粗纖維和粗灰分含量上顯著(P<0.05)。所有水稻品種葉的粗蛋白、粗灰分和粗脂肪含量比莖高,且除渝香203和豐優(yōu)22的粗脂肪外,都達(dá)到了顯著(P<0.05);葉的無氮浸出物含量比莖低,且渝香203、培雜泰豐、豐優(yōu)22和Ⅱ優(yōu)368的莖、葉差異顯著(P<0.05)。豐優(yōu)22莖、葉的粗蛋白含量均為最高(7.31%DM和3.78%DM),莖的粗蛋白含量與泰優(yōu)99以外的其他水稻品種差異顯著(P<0.05),葉的粗蛋白含量與泰優(yōu)99、Ⅱ優(yōu)368以外的品種差異顯著(P<0.05)。泰優(yōu)99莖的粗纖維含量顯著高于其他幾個(gè)品種,不同水稻品種間葉的無氮浸出物含量無顯著差異(P>0.05),渝香203莖的無氮浸出物含量最高(56.38%DM),且顯著高于泰優(yōu)99(P<0.05)。
表2 不同水稻品種莖、葉的營養(yǎng)含量Table 2 Nutrient contents of leaf and stem for different varieties
圖1 不同水稻品種莖、葉的干物質(zhì)消化率Fig.1 The dry matter digestibility of stem and leaf for different rice varieties
不同水稻品種間葉的干物質(zhì)消化率差異不顯著(P>0.05),莖的干物質(zhì)消化率差異顯著(P<0.05)(圖1)。所有水稻品種莖的干物質(zhì)消化率均高于葉(P<0.05)。豐優(yōu)22莖的干物質(zhì)消化率與培雜泰豐和泰優(yōu)99差異不顯著(P>0.05),但顯著高于渝香203和Ⅱ優(yōu)368(P<0.05)。培雜泰豐莖的干物質(zhì)消化率也顯著高于渝香203和Ⅱ優(yōu)368(P<0.05)。
品種只對(duì)中性洗滌纖維有極顯著影響(P<0.01),豐優(yōu)22和Ⅱ優(yōu)368的中性洗滌纖維含量較低,與其他水稻品種差異顯著(P<0.05)(表3)。留茬高度也只對(duì)中性洗滌纖維有顯著影響(P<0.05),留茬高度20cm時(shí),中性洗滌纖維含量趨于增加。
表3 不同留茬高度稻草的營養(yǎng)含量Table 3 Nutrient contents of rice straw harvested at different cutting height
作物隨著成熟期的接近,尤其是種子灌漿后,細(xì)胞中可溶性碳水化合物主要轉(zhuǎn)化為細(xì)胞壁不可溶大分子纖維結(jié)構(gòu),整個(gè)植株?duì)I養(yǎng)體的纖維化程度明顯增加,這表明更易于消化的內(nèi)容物含量較少[14,15],水稻也是如此,所以,稻草的纖維素、半纖維素及木質(zhì)素含量較高。一些國家對(duì)稻草的化學(xué)成分進(jìn)行了測定,發(fā)現(xiàn)其營養(yǎng)成分變化很大,稻草的中性洗滌纖維含量較高,一般為61%~86%DM,粗蛋白含量一般較低(平均值4.1%),變異范圍較大(2.2%~9.5%)。本研究所選的5個(gè)水稻品種的中性洗滌纖維為62.19%~67.25%DM,在61%~86%DM范圍的低含量一側(cè),粗蛋白含量為4.93%~6.37%DM,高于4.1%,品質(zhì)較好。水稻品種間粗纖維含量無顯著差異,粗蛋白含量差異顯著,其中豐優(yōu)22的粗蛋白含量最高,營養(yǎng)價(jià)值較好。
對(duì)于多數(shù)牧草而言,葉比莖更易消化,葉越多(莖葉比越低),飼用價(jià)值可能越好[16]。水稻則有所不同,Winugroho[17]測定稻草不同部位的體外有機(jī)物消化率,發(fā)現(xiàn)節(jié)間的消化率54%(42%~77%)與葉片的消化率52%(45%~60%)相近,而葉鞘的消化率45%(38%~56%)較低。Sannasgala和Jayasuriya[18]測定了9種稻草的體外有機(jī)物消化率,發(fā)現(xiàn)葉片的消化率32%(20%~52%)與葉鞘的消化率31%(20%~45%)相近,而節(jié)間的消化率44%(35%~50%)比葉片和葉鞘高。本試驗(yàn)也得出了與其相同的結(jié)果,水稻莖的干物質(zhì)消化率高于葉,不同水稻品種莖的干物質(zhì)消化率差異顯著,其中以豐優(yōu)22的消化率最高。本研究所測的消化率總體偏高,這可能與所取稻草是收割后立即干燥分析,沒有在野外堆放有關(guān);另外,可能72h測定時(shí)間相對(duì)于動(dòng)物實(shí)際消化時(shí)間偏長。但作為相對(duì)比較,所測得的消化率應(yīng)該完全可以反映它們的消化難易程度,可以作為可靠的參考指標(biāo)。
在我國尚未看到關(guān)于留茬高度對(duì)稻草品質(zhì)影響的報(bào)道,僅有留茬高度對(duì)再生稻稻米產(chǎn)量的研究報(bào)道[19,20]。研究發(fā)現(xiàn),一般牧草的留茬高度為6~8cm[21,22]。在本試驗(yàn)中,除中性洗滌纖維含量外,不同品種的留茬高度對(duì)稻草的各種營養(yǎng)含量均無顯著影響,說明留茬高度對(duì)稻草的營養(yǎng)價(jià)值影響不大。留茬越低,稻草的收量越大,但留茬過低會(huì)混入土壤、石礫等影響稻草利用,因此在收獲時(shí),留茬高度以保證不混入泥土即可(約3~5cm)。
豐優(yōu)22的粗蛋白、纖維含量及莖、葉消化率等指標(biāo)最好,株高、產(chǎn)量也較高,比其他4個(gè)品種更有飼用價(jià)值。水稻葉的粗蛋白質(zhì)含量比莖高,無氮浸出物含量和干物質(zhì)消化率比莖低。留茬高度對(duì)稻草營養(yǎng)含量影響不大,水稻收割應(yīng)留茬3~5cm,以便增加產(chǎn)量。
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