池春梅，李亞飛，薛帥帥，雷松波，鐘魯龍，劉浩宇，甘乾福*

[1.寧德市農(nóng)業(yè)科學研究所， 福建 寧德 355017；2.福建農(nóng)林大學動物科學學院 (蜂學學院) ， 福建 福州 350002]

五節(jié)芒Miscanthusfloridulous又稱茅草和寒茅，是禾本科芒屬MiscanthusAndersson的多年生常綠草本植物[1]，主要生長在我國南方省份[2]。五節(jié)芒具有抗逆性強、產(chǎn)量高的特點，其拔節(jié)期適口性好、營養(yǎng)價值高，可用于反芻動物飼喂[3]。半體外法即原位尼龍袋技術(shù)，不僅可以用于研究飼料瘤胃降解特性和營養(yǎng)價值[4]，還可以研究飼料在反芻動物瘤胃內(nèi)降解快慢程度以及被消化水平。李平等[5]用尼龍袋法研究生姜莖葉在瘤胃中的降解特性，發(fā)現(xiàn)其DM、CP、ADF和NDF均有較高的瘤胃降解率。劉笑梅等[6]采用尼龍袋法比較4種粗飼料的飼用價值，結(jié)果表明豆角葉和紅薯葉的飼用價值最高，而檸條草的飼用價值最低。本試驗對不同時期(萌芽期、拔節(jié)期和抽穗期)五節(jié)芒(莖和葉)營養(yǎng)特性進行分析，并通過半體外法研究拔節(jié)期五節(jié)芒在山羊瘤胃中的降解特性，為五節(jié)芒作為非常規(guī)粗飼料在山羊養(yǎng)殖中的應用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗樣品

人工種植的五節(jié)芒采集于福建農(nóng)林大學旗山校區(qū)菌草實驗基地。

1.2 試驗動物及飼養(yǎng)管理

選用5只體重相近(25.43±2.50)kg、生長狀況良好的，裝有永久性瘤胃瘺管的閩東山羊作為試驗動物。試驗日糧的構(gòu)成為粗飼料與混合精飼料。試驗羊單獨飼養(yǎng)，每日飼喂2次(09:00、17:00)，自由飲水，試驗日糧的組成及營養(yǎng)成分見表1。

1.3 樣品制備

不同時期新鮮五節(jié)芒采集后陰干48 h制成風干樣品，風干樣品進行莖葉分離并分別稱重后放入恒溫干燥箱(上海陽光實驗儀器有限公司)65℃烘干48 h稱重計算干物質(zhì)(DM)含量。每個樣品稱取500 g用粉碎機粉碎，過40目篩，用作常規(guī)營養(yǎng)成分檢測。采集拔節(jié)期全株五節(jié)芒樣品，恒溫干燥箱65℃烘干48 h后粉碎過40目篩，用于瘤胃降解試驗。

表1 試驗飼糧組成和營養(yǎng)成分(風干基礎(chǔ))

1.4 樣品營養(yǎng)成分測定

測定樣品干物質(zhì)(DM)和粗蛋白(CP)含量參考張麗英[7]的方法進行，中性洗滌纖維(NDF)和酸性洗滌纖維含量(ADF)測定的參考Van-Soest等[8]的方法進行，飼料中總能利用氧彈式量熱儀測定，鈣含量參考GB/T6436-2002《飼料中鈣的測定》的方法測定，磷含量參考GB/T6437-2018《飼料中總磷的測定 分光光度法》的方法測定。

1.5 瘤胃降解試驗

1.5.1試驗設(shè)計 準確稱取(4.0000±0.0005)g的樣品放入孔徑300目，8 cm×13 cm的尼龍袋中(購自中國農(nóng)業(yè)大學肉牛中心)，用封口機熱壓封口并編號記錄，樣品設(shè)0、4、8、12、24、36、48和72 h共8個時間點，其中0 h為對照。每個待測時間點做2個平行樣品，將14個尼龍袋按一定間隔固定在一條尼龍繩上。采用單因子試驗設(shè)計，一共設(shè)置5個重復，于晨飼前2 h將裝有樣品的尼龍袋送入瘤胃中，采用“ 同時放入，分別取出”的方法，到達某一時間點從瘤胃中取出尼龍袋，將其浸沒在冷水中，用自來水沖洗，直至沖洗到流水清澈。將沖洗過的尼龍袋于65℃下恒溫烘干48 h，回潮24 h后稱重，放入自封袋中待測[9]。

1.5.2營養(yǎng)成分降解率及降解參數(shù)的計算 飼料樣品按照如下公式進行校正：

飼料樣品逃逸率(%)=[空白樣品干物質(zhì)重(g)-空白沖洗后殘留物重(g)]/空白干物質(zhì)重(g) ×100；

校正裝袋樣品量(g)=實際裝袋樣品量(g)×(100%-樣品逃逸率)。

參考瘤胃動態(tài)降解率參數(shù)評定方法[10]計算飼料樣品在山羊瘤胃中DM、CP、NDF和ADF的瘤胃降解率和降解參數(shù)：

某目標成分某培養(yǎng)時間點的降解量(g)=[校正裝袋樣品量(g)×空白試驗殘余物中某目標成分的含量(%)]-[某培養(yǎng)時間點殘余物的重量(g)×某培養(yǎng)時間點殘余物中某目標成分的含量(%)]；

某目標成分時間點的實時降解率(%)=某目標成分某時間點的降解量(g)/[校正裝袋樣品量(g)×空白試驗殘余物中某目標成分的含量(%)]×100%；

降解率模型為：P=a+b(1-e-ct)[11]；

式中，P為t時刻被測樣品的實時降解率；a為被測樣品的快速降解部分(%)；b為慢速降解部分(%)；a+b為潛在降解部分；c為慢速降解部分的降解速率(%/h)。

根據(jù)降解率模型公式得出降解參數(shù)a、b、c后，按照有效降解率公式計算飼糧樣品某養(yǎng)分的瘤胃有效降解率。

有效降解率ED=a+[bc/(c+k)]

式中，a為被測樣品的快速降解部分(%)；b為慢速降解部分(%)；a+b為潛在降解部分；c為慢速降解部分的降解速率(%/h)；k為待測飼料瘤胃外流速度，為0.0235 h-1[12]。

1.6 統(tǒng)計分析

采用Excel 2019軟件對試驗數(shù)據(jù)進行初步整理，用SPSS 26.0對各養(yǎng)分的有效降解率進行單因素方差分析和Duncan′s多重比較檢驗，數(shù)據(jù)以平均值±標準差表示，P<0.05表示結(jié)果差異顯著，P<0.01表示結(jié)果差異極顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同時期五節(jié)芒營養(yǎng)成分分析

由表2可知，不同時期五節(jié)芒莖、葉的營養(yǎng)成分存在不同程度的差異。其中DM含量抽穗期莖部最高，為40.53%；CP含量萌芽期葉部最高，為8.23%；NDF含量萌芽期葉部最高，為71.61%；ADF含量抽穗期莖部最高，為41.04%。

從莖部營養(yǎng)成分可知，DM含量抽穗期為40.53%，顯著高于其他兩個時期；CP含量萌芽期為7.86%，顯著高于拔節(jié)期和抽穗期；NDF含量萌芽期為71.61%，抽穗期和拔節(jié)期無顯著差異，但均顯著低于萌芽期(P<0.05)；ADF含量萌芽期高于拔節(jié)期而低于抽穗期，且相較于其他兩個時期差異顯著(P<0.05)。

從葉部營養(yǎng)成分可知，DM含量抽穗期為38.66%，顯著高于萌芽期和拔節(jié)期(P<0.05)；CP含量從萌芽期到抽穗期逐漸降低，且差異顯著(P<0.05)，其中萌芽期最高為8.23%，3個時期的葉部CP含量均高于莖部；NDF含量拔節(jié)期和抽穗期無顯著差異，均顯著低于萌芽期65.76%(P<0.05)；ADF含量拔節(jié)期最高為36.91%，顯著高于其余兩個時期(P<0.05)。

粗飼料的CP、NDF和ADF等營養(yǎng)成分含量是決定其飼用價值的關(guān)鍵因素。一般情況下，粗飼料的CP含量越高，其飼用品質(zhì)越好；而NDF和ADF含量越高表明其木質(zhì)化程度越高，降低反芻動物的適口性和對粗飼料中營養(yǎng)物質(zhì)的消化利用。通過對五節(jié)芒3個時期營養(yǎng)成分的系統(tǒng)分析，抽穗期五節(jié)芒的CP含量最低，且木質(zhì)化程度較高，飼用價值較差。萌芽期的五節(jié)芒雖然CP含量高，但該時期的生物產(chǎn)量較低，不適用于刈割使用。因此拔節(jié)期五節(jié)芒具有生物量大，營養(yǎng)品質(zhì)較優(yōu)的特點，適用于山羊養(yǎng)殖。

表2 不同時期五節(jié)芒營養(yǎng)成分(風干基礎(chǔ))

2.2 拔節(jié)期五節(jié)芒DM、CP、NDF和ADF在山羊瘤胃的降解率變化

由圖1可知，拔節(jié)期五節(jié)芒主要營養(yǎng)成分在羊瘤胃內(nèi)的降解隨時間延長降解率不斷升高，72 h達到最高。DM降解率4～12 h增長較為緩慢，但12 h降解率高于4 h，12～36 h降解率DM降解量更多，72 h降解率最高為42.94%，與48 h無明顯差異但高于其余各時間點；ADF與DM在瘤胃內(nèi)的降解率變化趨勢一致，72 h的ADF降解率達到最大為39.65%；CP降解率在不同時間點差異明顯，且在不同時間點均高于DM、NDF和ADF降解率；CP降解率4 h和8 h無明顯差異，8～72 h降解率大幅提高，72 h降解率最高，為59.31%；NDF降解率變化趨勢與CP降解率變化趨勢較為一致，在72 h降解率達到最大為44.15%?？傮w來看，五節(jié)芒各部分營養(yǎng)物質(zhì)在山羊瘤胃中的降解主要集中于前36 h。

2.3 拔節(jié)期五節(jié)芒DM、CP、NDF和ADF在山羊瘤胃的降解參數(shù)

由表3可知，五節(jié)芒在山羊瘤胃中DM的快速降解部分(a)顯著高于NDF和ADF(P<0.05)；CP的慢速降解部分(b)最大，為59.72%，顯著高于其他3種營養(yǎng)成分(P<0.05)，NDF的慢速降解部分(b)顯著高于DM和ADF(P<0.05)；ADF、DM、NDF和CP的潛在可消化部分(a+b)依次顯著升高(P<0.05)；各營養(yǎng)成分慢速降解部分的降解速率(c)無顯著差異(P>0.05)；DM和NDF的有效降解率(ED)均顯著高于ADF，顯著低于CP(P<0.05)，其中CP的有效降解率最高，為40.74%。

圖1 拔節(jié)期五節(jié)芒主要營養(yǎng)成分在山羊瘤胃降解率變化Fig.1 Changes of the degradation rates of main nutrients of Miscanthus floridulus at the period of elongation in the rumen of goats

表3 五節(jié)芒主要營養(yǎng)成分在山羊瘤胃中的降解參數(shù)

3 討論

3.1 不同時期五節(jié)芒的營養(yǎng)價值分析

余苗等[13]研究不同生長時期禾本科牧草的營養(yǎng)成分指標變化后發(fā)現(xiàn)，隨著生長期延長，其CP含量呈顯著下降趨勢。通過測定發(fā)現(xiàn)，隨著生長期不斷增長，五節(jié)芒CP含量不斷降低，主要營養(yǎng)成分的變化也與其研究結(jié)果一致。

與常規(guī)性粗飼料相比，萌芽期五節(jié)芒與王吉東等[14]測定的羊草CP、NDF和ADF含量相近；拔節(jié)期五節(jié)芒NDF和ADF含量相較于稻草、象草和青貯甘蔗梢[15]均偏低，與燕麥草[16]含量相近。NDF含量的高低會影響反芻動物對DM的采食量，ADF含量和飼料的消化率呈一定負相關(guān)[17]。抽穗期五節(jié)芒CP含量偏低，NDF和ADF含量無論對比常規(guī)性粗飼料和非常規(guī)性粗飼料都偏高，是由于在生長后期五節(jié)芒莖葉都會迅速老化，粗纖維含量迅速上升，CP含量迅速下降，飼用價值降低，且多數(shù)芒屬植物的適口性差，未能在飼料產(chǎn)業(yè)中大規(guī)模應用[18]。蕭運峰等[3]通過對不同時期五節(jié)芒營養(yǎng)成分及營養(yǎng)成分研究發(fā)現(xiàn)拔節(jié)期的五節(jié)芒具有嫩莖枝多、葉量大、適口性佳、營養(yǎng)價值高和產(chǎn)草量可觀的特點，是最佳收割利用時期。通過對不同時期五節(jié)芒營養(yǎng)成分測定發(fā)現(xiàn)，五節(jié)芒在拔節(jié)期CP含量雖然不如萌芽期，但是NDF和ADF含量均低于抽穗期。因此在拔節(jié)期收割五節(jié)芒更利于反芻動物飼喂利用。

3.2 拔節(jié)期五節(jié)芒DM、CP、ADF和NDF降解率及降解參數(shù)分析

粗飼料各營養(yǎng)成分的瘤胃降解率不僅可以反映其可消化程度，還能影響反芻動物的DM采食量，瘤胃降解率越高，其飼料原料越容易被消化利用[19]。DM在反芻動物瘤胃中的降解率是影響其采食的重要因素，如果DM的降解率越高，其消化率越強，動物采食就越多[20]。陳曉琳[21]探究肉羊不同種類常用粗飼料的營養(yǎng)成分和其在瘤胃中的降解特性，發(fā)現(xiàn)其中蘆葦、中華羊茅草和羊草等72 h DM降解率分別為32.17%、37.38%和41.67%。本試驗對比發(fā)現(xiàn)，山羊?qū)τ谖骞?jié)芒的DM消化吸收能力高于蘆葦?shù)确浅Ｒ?guī)粗飼料，五節(jié)芒作為非常規(guī)飼料在瘤胃中降解特性比較凸顯。

飼料中的蛋白質(zhì)降解程度對瘤胃微生物蛋白質(zhì)的合成以及反芻動物的生長發(fā)育有著密切的聯(lián)系[22]。本試驗發(fā)現(xiàn)，拔節(jié)期五節(jié)芒DM和CP 72 h降解率分別達到42.94%和59.31%，山羊瘤胃對拔節(jié)期五節(jié)芒CP消化利用效率相對更高。于明等[23]對黑麥草和燕麥草進行瘤胃降解，發(fā)現(xiàn)燕麥草和甜高粱的CP降解率72 h分別達到59.53%和68.32%，五節(jié)芒的CP降解率與燕麥草相似。

NDF和ADF是構(gòu)成植物細胞壁的基本成分，結(jié)構(gòu)復雜[24]。粗飼料的木質(zhì)化程度影響著粗飼料中的纖維物質(zhì)在瘤胃被消化的程度，植物纖維木質(zhì)化程度的高低決定著瘤胃對其消化能力的強弱[25]，本試驗研究發(fā)現(xiàn)，拔節(jié)期五節(jié)芒NDF和ADF降解率72 h分別達到41.04%和37.92%。于明等[26]研究測定荊條在絨山羊瘤胃內(nèi)的NDF和ADF72 h降解率分別為41.51%和38.20%，與本試驗結(jié)果相似。劉笑梅等[6]測定4種粗飼料在杜×寒雜交肉羊瘤胃中的降解特性，發(fā)現(xiàn)檸條草和牛筋草中NDF和ADF等含量較高，72 h的ADF降解率分別為21.97%和20.92%，均低于五節(jié)芒ADF72 h的降解率。馮雷雨[27]通過對燕麥等常用粗飼料進行營養(yǎng)測定研究發(fā)現(xiàn)，燕麥干草的NDF和ADF有效降解率分別為37.10%和34.43%，這與本試驗的測定結(jié)果較為相似，說明五節(jié)芒與燕麥干草具有降解性較好、利于消化等相似的特點。與李志威等[28]研究不同條件處理的香蕉葉在瘤胃降解率結(jié)果相比，五節(jié)芒的ADF和NDF降解率都較高，但是五節(jié)芒的各營養(yǎng)成分有效降解率明顯低于王一強等[29]報道的苜蓿干草瘤胃有效降解率，說明五節(jié)芒在瘤胃中相比其他種非常規(guī)粗飼料具有較好的消化吸收特性，然而與傳統(tǒng)優(yōu)質(zhì)的牧草相比，五節(jié)芒在瘤胃中的降解能力較差。

本試驗中拔節(jié)期五節(jié)芒的CP、NDF、ADF和DM降解率高于一般傳統(tǒng)粗飼料和非常規(guī)飼料，其CP、NDF和ADF在山羊瘤胃內(nèi)易被消化利用，這可能與動物體瘤胃內(nèi)微生物或者自身的纖維組織結(jié)構(gòu)有關(guān)。但是國內(nèi)目前對于五節(jié)芒的營養(yǎng)特性及瘤胃降解率在其他反芻動物上的研究都較少，關(guān)于如何將其進行高效加工利用以及在肉羊飼糧中的適宜添加比例，都需要進一步研究。

4 結(jié)論

綜上所述，在五節(jié)芒生長的萌芽期、拔節(jié)期和抽穗期3個階段中，拔節(jié)期更適合采集飼喂山羊，并且通過瘤胃降解試驗，拔節(jié)期五節(jié)芒DM、CP、NDF和ADF在山羊瘤胃中降解率均較高，作為非常規(guī)粗飼料資源用于山羊生產(chǎn)具有一定的潛力。