姜慶國(guó),溫日宇*,張魏斌,薛翼鵬,程 景,高瑞紅,趙 力
(1.山西農(nóng)業(yè)大學(xué)玉米研究所,山西忻州 034000; 2.山西農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物醫(yī)學(xué)學(xué)院,山西太谷 030801; 3.山西農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)學(xué)院,山西太谷 030801)
藜麥?zhǔn)且环N一年生雙子葉草本植物,種質(zhì)資源豐富、適應(yīng)能力強(qiáng),富含必需脂肪酸、礦物質(zhì)和維生素等多種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),其主要的活性物質(zhì)包括多酚、黃酮等,具有抗氧化、提高免疫水平等生物學(xué)功能(胡一晨等,2018;申瑞玲等,2015)。20世紀(jì)末開(kāi)始,藜麥在我國(guó)的種植產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展,目前藜麥的食用價(jià)值已得到廣泛的研究與認(rèn)可,因其獨(dú)特的營(yíng)養(yǎng)學(xué)組成受到人們的青睞?;谵见湹倪@些特性,其在農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景(周彥航等,2020)。研究發(fā)現(xiàn),某些晚熟藜麥品種在部分地區(qū)種植具有生物量大、不易成熟,且全株?duì)I養(yǎng)成分含量高等特點(diǎn),非常適合作為反芻動(dòng)物新的飼草資源來(lái)滿足當(dāng)?shù)仞B(yǎng)殖業(yè)發(fā)展需求。作為牧草開(kāi)發(fā)有利于降低我國(guó)對(duì)進(jìn)口牧草的依賴性,對(duì)畜牧業(yè)發(fā)展具有重要意義,但其飼用發(fā)展?jié)摿θ匀狈ο到y(tǒng)而深入的研究。此外,藜麥的營(yíng)養(yǎng)組成及含量隨著生長(zhǎng)時(shí)期的變化而改變,針對(duì)藜麥的這些特性,本試驗(yàn)旨在通過(guò)檢測(cè)不同采收時(shí)期藜麥的營(yíng)養(yǎng)組成及作為青綠飼料對(duì)肉牛生長(zhǎng)性能的影響,分析不同生育期的藜麥營(yíng)養(yǎng)組成差異及在肉牛養(yǎng)殖中的飼喂價(jià)值。
1.1 試驗(yàn)材料 試驗(yàn)1選擇山西農(nóng)業(yè)大學(xué)玉米研究所藜麥課題組新近育成的飼草藜麥品種:忻藜5號(hào)(忻府區(qū)生育期145 d左右,不易成熟,開(kāi)花期30 d以上,灌漿期30 d以上,成熟期株高3.5 m左右,生物量大)作為本次的試驗(yàn)品種。試驗(yàn)2選擇年齡和體重相近的40頭健康西門(mén)塔爾雜種肉牛。
1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)1:藜麥種植試驗(yàn)在山西省忻州市忻府區(qū)玉米研究所試驗(yàn)場(chǎng)進(jìn)行,藜麥于2019年4月15日采用覆膜播種,種植前進(jìn)行常規(guī)施肥,使用藜麥播種機(jī)起壟覆膜穴播,每穴點(diǎn)3~5粒,播種深度2 cm,行距40 cm,株距 24 cm,播種密度7000株/畝,株高15~20 cm間苗,及時(shí)中耕除草,整個(gè)生長(zhǎng)期間不再澆水追肥。
試驗(yàn)2:于2019年9~11月在山西省忻州市忻府區(qū)某養(yǎng)殖場(chǎng)內(nèi)進(jìn)行。試驗(yàn)選擇年齡和體重相近的40頭健康西門(mén)塔爾雜種肉牛,隨機(jī)分為4組,試驗(yàn)1、2、3組分別用開(kāi)花期、灌漿期和成熟期的藜麥替換對(duì)照組50%的玉米青貯。試驗(yàn)期間分欄飼養(yǎng),每天飼喂等量精料,上午、下午各飼喂一次,飼喂量為每頭2.2 kg/d,為期30 d,期間試驗(yàn)??勺杂娠嬎筒墒场T诓煌瑫r(shí)期種植忻藜5號(hào)(分別于5月23日和6月30日種植第2期與第3期,9月中旬進(jìn)入灌漿期和開(kāi)花期,與進(jìn)入成熟期的第一期藜麥同處于一個(gè)時(shí)間段),使動(dòng)物試驗(yàn)期間有藜麥同時(shí)處于3個(gè)生長(zhǎng)階段,種植方法同試驗(yàn)1。
1.3 樣品采集與處理 在播種后第9天(進(jìn)入出苗期,當(dāng)株高達(dá)到10 cm以上)、79 d(開(kāi)花期,50%以上植株開(kāi)始開(kāi)花)、117 d(灌漿期,50%以上籽粒形成)和155 d(成熟期,50%以上穗子籽粒達(dá)到蠟熟)時(shí)分別進(jìn)行采樣,每個(gè)時(shí)期隨機(jī)采取長(zhǎng)勢(shì)接近平均水平的16株藜麥,清洗掉泥沙后晾干表面水分后分別平均分為兩組,其中一組保持整株?duì)顟B(tài),另一組將每一株的根、莖、葉、穗分開(kāi),用于后續(xù)檢測(cè)。每一份樣本都稱量、記錄鮮重。
1.4 測(cè)定指標(biāo)
1.4.1 營(yíng)養(yǎng)成分測(cè)定 采用直接干燥法,將采集到的樣本在105 ℃的條件下烘干至恒重,記錄重量,之后研磨至40目,密封、低溫保存。
分別用凱氏定氮法和索氏提取法檢測(cè)各樣本中粗蛋白質(zhì)(CP)和粗脂肪(EE)的含量,用范氏(Van Soest)檢測(cè)法檢測(cè)酸性洗滌纖維(ADF)和中性洗滌纖維(NDF)的含量,采用多元素測(cè)定方法檢測(cè)樣本中鈣、磷的含量(GB 5009.268-2016)。具體操作按照國(guó)標(biāo)法測(cè)定食物中各養(yǎng)分含量的檢測(cè)方法進(jìn)行,計(jì)算各時(shí)期樣本的相對(duì)飼喂價(jià)值(RFV)。
1.4.2 生長(zhǎng)性能測(cè)定 在試驗(yàn)開(kāi)始和結(jié)束時(shí)稱量肉??崭贵w重,記錄每日的采食量,計(jì)算平均日增重(ADG)、平均干物質(zhì)采食量(ADMI)及料肉比(FCR)。
1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析 采用SAS 9.2對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析,采用Duncan’s法進(jìn)行多重比較。結(jié)果以“平均值±總標(biāo)準(zhǔn)誤”表示,P<0.05表示差異顯著,P<0.01表示差異極顯著。
2.1 不同采收時(shí)期藜麥營(yíng)養(yǎng)成分變化 由表1可知,各營(yíng)養(yǎng)成分組成比例隨藜麥生長(zhǎng)時(shí)期的改變發(fā)生變化,除了鈣以外,各養(yǎng)分含量及相對(duì)飼喂價(jià)值在各階段的含量差異顯著(P<0.05)。其中,干物質(zhì)含量隨生長(zhǎng)階段的變化逐漸升高,從出苗期23.32%逐漸增加至成熟期56.25%,增加1.41倍;CP、EE的含量逐漸降低,CP含量從22.45%逐漸降低至16.89%(P<0.05),EE含量從9.64%逐漸降低至3.41%(P<0.05)。NDF和ADF的含量隨生長(zhǎng)階段的變化呈先上升后降低的變化趨勢(shì)(P<0.05),而鈣、磷的含量則呈先降低后上升的趨勢(shì)(P<0.05)。藜麥出苗期的相對(duì)飼喂價(jià)值最高,其次為灌漿期、開(kāi)花期和成熟期。
表1 不同采收時(shí)期藜麥營(yíng)養(yǎng)成分變化 %
2.2 不同采收時(shí)期藜麥不同部位的營(yíng)養(yǎng)成分差異 由表2可知,藜麥各生長(zhǎng)階段各部位的養(yǎng)分差異較大,在4個(gè)生長(zhǎng)階段中,干物質(zhì)、CP、NDF和ADF在各個(gè)部位中的含量差異顯著 (P<0.05),EE只在成熟期各部位中含量差異顯著(P<0.05)。干物質(zhì)在出苗期含量最低,之后各部位的含量均增加,其中莖稈和穗的干物質(zhì)增加比例最大,在成熟期含量最高,而葉片和根莖中的干物質(zhì)含量呈現(xiàn)先增加后下降的趨勢(shì)。各階段的葉片、莖稈、根系和穗中的CP含量均呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢(shì),穗中的CP含量高于其他部位,葉片中的CP含量次之。出苗期、開(kāi)花期和灌漿期的藜麥各器官中EE含量為6.52%~9.03%,成熟后各器官中EE含量均降低至2.5%以下,且莖稈和根莖中含量不足0.2%。在藜麥的生長(zhǎng)期內(nèi),NDF、ADF主要集中在莖稈和根系中,莖稈中的含量逐漸增加,而根系中一直維持較高的含量。
表2 不同采收時(shí)期藜麥不同部位的營(yíng)養(yǎng)成分差異 %
2.3 3 個(gè)采收期藜麥青綠飼料對(duì)肉牛生長(zhǎng)性能的影響 由表3可知,日糧中添加藜麥作為青綠飼料對(duì)肉牛ADG、ADMI和FCR均有顯著影響。試驗(yàn)1、2組肉牛ADG較對(duì)照組分別提高23.8%、29.7%(P<0.05),且均高于試驗(yàn)3組(P<0.05)。相比于對(duì)照組,試驗(yàn)2組肉牛ADMI提高7.6%(P<0.05),試驗(yàn)1、3組的ADMI較對(duì)照組無(wú)顯著變化(P>0.05)。試驗(yàn)1、2、3組肉牛FCR較對(duì)照組分別顯著降低18.7%、17.0%、7.5%(P<0.05)。除此之外,試驗(yàn)組末重較對(duì)照組有一定提高,但未達(dá)顯著水平(P>0.05)。
3.1 不同采收期藜麥飼用價(jià)值分析 藜麥營(yíng)養(yǎng)豐富、易種植,是潛在的優(yōu)質(zhì)牧草資源,開(kāi)發(fā)藜麥的飼用價(jià)值可為解決優(yōu)質(zhì)牧草短缺問(wèn)題提供了思路和途徑。本研究檢測(cè)了藜麥各個(gè)生長(zhǎng)階段的養(yǎng)分含量及各生長(zhǎng)階段各部位的養(yǎng)分含量,初步評(píng)價(jià)藜麥的飼用潛力和飼用價(jià)值。
干物質(zhì)含量在藜麥生長(zhǎng)期內(nèi)逐漸增高,葉片和根系中的干物質(zhì)含量先增加后下降,可能是由于成熟過(guò)程中葉片和根莖逐漸衰老,干物質(zhì)轉(zhuǎn)移至穗中的結(jié)果,干物質(zhì)的整體變化趨勢(shì)與Peiretti等(2013)的研究結(jié)果一致。CP含量從出苗期的22.45%逐漸降低至成熟期16.89%,其中穗和葉片中的CP含量高于其他部位,葉片是光合作用和養(yǎng)分儲(chǔ)存的主要器官,生長(zhǎng)過(guò)程中穗也起到儲(chǔ)存養(yǎng)分的作用。李星(2019)研究結(jié)果顯示,不同品種的藜麥在開(kāi)花期CP含量為21.5%~26.9%,而灌漿期含量為17.5%~26.7%,于本試驗(yàn)測(cè)得的含量相近,表明藜麥中CP含量較高,具體含量受品種影響。飼糧中適宜的纖維水平有益于動(dòng)物健康和生長(zhǎng)(李嵐捷等,2017),且飼糧中NDF和ADF能提高反芻動(dòng)物的胃腸道發(fā)育和健康水平,但含量過(guò)高時(shí)具有不利影響。本試驗(yàn)結(jié)果顯示,藜麥中NDF和ADF的含量在灌漿期達(dá)到最高,其中根系中的含量最高,與魏玉明等(2018)的研究結(jié)果一致。RFV能綜合衡量NDF和ADF對(duì)牧草品質(zhì)的影響,在本試驗(yàn)中,RFV在出苗期最大,其次為灌漿期、開(kāi)花期和成熟期,即出苗期藜麥作為牧草的飼喂價(jià)值最高。對(duì)比表4發(fā)現(xiàn),藜麥的CP含量是全株玉米青貯的兩倍以上,藜麥出苗期和灌漿期的RFV較玉米青貯分別高22.9%、5.2%,表明藜麥具有較高的飼喂價(jià)值,出苗期和灌漿期飼喂價(jià)值更優(yōu)。總的來(lái)看,CP、EE含量和RFV在出苗期最高,但此時(shí)產(chǎn)量低,不適宜作為牧草,灌漿期RFV顯著高于開(kāi)花期和成熟期,且此時(shí)營(yíng)養(yǎng)組成比例適宜,適口性佳,更宜作為青綠飼料。但牧草的飼喂效果還與養(yǎng)分可消化性等因素密切相關(guān)。
表3 3個(gè)采收期藜麥青綠飼料對(duì)肉牛生長(zhǎng)性能的影響
表4 藜麥與玉米青貯飼用營(yíng)養(yǎng)價(jià)值比較 %
3.2 3 個(gè)采收期藜麥青綠飼料對(duì)肉牛生長(zhǎng)性能的影響 本試驗(yàn)選取了藜麥的3個(gè)采收時(shí)期,分別部分替代玉米青貯進(jìn)行飼喂效果研究。結(jié)果顯示,藜麥組肉牛生長(zhǎng)性能得到改善,其中添加開(kāi)花期和灌漿期藜麥的肉牛ADG顯著高于對(duì)照組和成熟期組,灌漿期ADMI顯著高于對(duì)照組,而藜麥組FCR均顯著低于對(duì)照組。藜麥營(yíng)養(yǎng)豐富,蛋白含量高、氨基酸組成均衡,還含有豐富的維生素和礦物質(zhì)(陳樹(shù)俊等,2016),且含有多酚、黃酮和多肽等生物活性成分,為動(dòng)物提供生長(zhǎng)所必需的養(yǎng)分外還能起到抗氧化、免疫調(diào)節(jié)等功能(胡一晨等,2018),從而提高動(dòng)物生長(zhǎng)性能。ADMI是衡量粗飼料飼喂價(jià)值的指標(biāo)之一,灌漿期的干物質(zhì)采食量最高,可能是由于開(kāi)花期藜麥水分含量相對(duì)較高,因此,雖然總采食量高,但干物質(zhì)采食量較對(duì)照組無(wú)顯著變化,而成熟期藜麥木質(zhì)素含量增加,適口性降低,影響采食。藜麥組的飼料轉(zhuǎn)化率均顯著高于對(duì)照組,這也說(shuō)明藜麥的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高,可利用性強(qiáng)。郝生燕等(2020)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),在飼糧中添加不同水平的藜麥秸稈能顯著提高育肥羊ADG,而FCR顯著降低,并且對(duì)有機(jī)物的消化率提高。郝懷志等(2019)報(bào)道,飼糧中添加藜麥秸稈飼喂荷斯坦奶牛60 d發(fā)現(xiàn),試驗(yàn)組奶牛產(chǎn)奶量較對(duì)照組分別提高6.58%、6.87%。雖然目前還未見(jiàn)肉牛飼糧中添加不同生長(zhǎng)時(shí)期藜麥的研究報(bào)道,但由以上研究可見(jiàn),藜麥在反芻動(dòng)物上的飼喂效果較好,飼喂價(jià)值高,可替代部分玉米青貯飼喂肉牛,其中灌漿期的替代效果最好。
藜麥的營(yíng)養(yǎng)組成隨生長(zhǎng)階段的變化而變化,各部位中的養(yǎng)分積累也隨之變化,出苗期的飼喂價(jià)值最高,但由于產(chǎn)量限制不適合作為牧草大量生產(chǎn),灌漿期的綜合飼喂價(jià)值最高。開(kāi)花期、灌漿期和成熟期的藜麥部分替代玉米青貯均能改善肉牛生長(zhǎng)性能,其中灌漿期飼喂效果最佳,其次是開(kāi)花期和成熟期。