牛志力，楊訊業(yè)，吳 瓊，趙志輝，尹福泉，郭廣振，高振華

（廣東海洋大學(xué), 廣東 湛江 524088）

“海水稻” (Oryza sativa)，也叫耐鹽堿水稻，是在野生耐鹽堿水稻的基礎(chǔ)上利用生物遺傳育種技術(shù)進行改良和培育的一種新型的特種水稻，具有抗鹽堿、抗倒伏、抗?jié)场⒖购?、抗蟲、生態(tài)修復(fù)等重要功能[1]?！昂Ｋ尽苯斩捠恰昂Ｋ尽钡母碑a(chǎn)品，其秸稈高大，產(chǎn)量高。據(jù)不完全統(tǒng)計，我國目前沿海灘涂面積約10萬 hm2，僅在湛江就有濱海鹽堿地4萬 hm2左右，我國可用于“海水稻”種植的區(qū)域面積達0.18億 hm2以上，截至2020年為止，抗海水濃度3%以上、畝產(chǎn)300 kg的海水稻品種，計劃在全國推廣0.09億 hm2，預(yù)計可產(chǎn)稻米 300億 kg，能夠養(yǎng)活 8 000 萬人口[2-3]。隨著“海水稻”種植規(guī)模的增大，其秸稈的飼料化利用也將成為重要的研究課題。而目前水稻秸稈的處理方式主要集中于秸稈還田、收集漚肥[4-5]，未見飼料化利用的相關(guān)研究報道。作為一種有潛力的粗飼料資源，有必要對其進行飼料化利用的相關(guān)研究。

因此本研究借鑒水稻秸稈和其他粗飼料研究方法和研究結(jié)果，通過養(yǎng)分測定、物理性狀分析、相對飼喂價值(relative feeding value, RFV)、粗飼料質(zhì)量指數(shù)(quality index, QI)和粗飼料分級指數(shù)(grading index, GI)等的動態(tài)變化，評定“海水稻”秸稈的營養(yǎng)價值和飼用價值，為其科學(xué)利用提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

本試驗使用的“海水稻”(海紅-12)、普通雜交水稻(建新99)、皇竹草(Pennisetum sinese)、玉米(Zea mays)秸稈、花生(Arachis hypogaea)秧均采自廣東海洋大學(xué)濱海農(nóng)業(yè)學(xué)院同區(qū)域試驗田，每個品種采集5個區(qū)域，每個區(qū)域采集面積為50 cm × 50 cm。經(jīng)干燥粉碎后用于營養(yǎng)價值對比研究。“海水稻”秸稈的飼用價值的動態(tài)變化研究樣品是采集于湛江15個種植區(qū)域，每個區(qū)域采集的面積為50 cm × 50 cm，采集時間為水稻成熟收割后，留茬高度為10 cm。

1.2 試驗設(shè)計

選定不同粗飼料樣品進行概略養(yǎng)分分析，每個樣品重復(fù)設(shè)3個平行樣。收割后“海水稻”秸稈采用自然通風(fēng)干燥法，秸稈收割后先在田間晾曬2 h，除去表面水分運到設(shè)有通風(fēng)道的牧草干燥架上，架上的秸稈根部向上，堆成圓屋脊形，堆積厚度約為75 cm，控制溫度在35 ℃、相對濕度為78%完成干燥。在干燥的第1、7、15、30、45、60天分別隨機選取40株“海水稻”秸稈，進行物理性狀和常規(guī)營養(yǎng)成分測定。

1.3 指標測定及方法

1.3.1物理性狀指標

測定單株稻草的重量和自然長度。線性密度 =重量/長度×100%。直徑：按長度均分上、中、下3段，于各段中點處用游標卡尺測其直徑，取平均值。剪切力：在上中下3段分別用嫩度計測定剪切力(kg)，計算3次測定的平均值作為單株秸稈的剪切力[6]。

1.3.2養(yǎng)分測定指標

收割后的“海水稻”秸稈按設(shè)計時間105 ℃烘至恒重，稱重，計算水分含量?；爻?4 h粉碎后過0.63 mm篩用于養(yǎng)分測定。

能量(gross energy，GE)采用燃燒法測定；采用AOAC的常規(guī)方法測定干物質(zhì)(dry matter, DM)、粗灰分(crude ash, Ash)、粗蛋白(crude protein, CP)、粗纖維(crude fiber, CF)含量；有機物(organic matter, OM)為干物質(zhì)去除粗灰分部分；中性洗滌纖維(neutral detergent fiber, NDF)和酸性洗滌纖維(acid detergent fiber, ADF)含量采用范氏纖維測定法測定。

1.3.3粗飼料品質(zhì)評定指數(shù)

根據(jù)1.3.2測定結(jié)果計算飼料相對飼喂價值(RFV)，質(zhì)量指數(shù)(QI)和粗飼料分級指數(shù)(GI2001)，計算方法如下：式中：RFV為相對飼喂價值，RFV值越低，表明粗飼料營養(yǎng)價值越低；DMI的單位為%，即為粗飼料的干物質(zhì)隨意采食量占體重的百分比；DDM的單位為%，即為可消化干物質(zhì)占干物質(zhì)的百分比；NDF的單位為%，即為中性洗滌纖維占干物質(zhì)的百分比；ADF的單位為%，即為酸中性洗滌纖維占干物質(zhì)的百分比。

式中：QI為質(zhì)量指數(shù)，QI值越低, 表明粗飼料營養(yǎng)價值越低；TDN采食量的單位為g·MW-1，為每千克代謝體重所采食粗飼料總可消化養(yǎng)分的克數(shù)；DM采食量的單位為g·MW-1，為每千克代謝體重所采食粗飼料干物質(zhì)的克數(shù)；TDN的單位為%，即為總可消化養(yǎng)分占干物質(zhì)的百分比；NDF的單位為%，即為中性洗滌纖維占干物質(zhì)的百分比；OM的單位為%，即為有機物占干物質(zhì)的百分比；OMD的單位為%，即為有機物消化率；IVOMD的單位為%，即為體外有機物消化率；

式中：GI為粗飼料分級指數(shù)，GI值越低, 表明粗飼料營養(yǎng)價值越低；ME的單位為MJ·kg-1，即為粗飼料代謝能；DMI預(yù)測模型按照張吉鹍等[7]研究進行，計算時花生秧按豆科牧草計，皇竹草與玉米秸稈按秸稈類計，“海水稻”和普通水稻按禾本科牧草計；DMI的單位為kg·d-1，為粗飼料每天干物質(zhì)采食量；CP的單位為%，即為粗蛋白質(zhì)占干物質(zhì)的百分比；NDF的單位為%，即為中性洗滌纖維占干物質(zhì)的百分比；IVDMD的單位為%，即為體外干物質(zhì)消化率。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS 23.0分析統(tǒng)計數(shù)據(jù)，分別對不同品種、不同風(fēng)干時間處理進行單因素方差分析，并用Duncan法對各測定數(shù)據(jù)進行多重比較，以P＜0.05作為顯著性判斷標準。

2 結(jié)果

2.1 “海水稻”秸稈營養(yǎng)價值及品質(zhì)評定指數(shù)

干物質(zhì)基礎(chǔ)上和其他粗飼料原料相比，“海水稻”秸稈的GE和花生秧、皇竹草、普通水稻秸稈相近，低于玉米秸稈(表1)。“海水稻”秸稈的干物質(zhì)中OM含量和普通水稻秸稈接近，顯著低于花生秧、皇竹草和玉米秸稈(P＜ 0.05)。“海水稻”秸稈的CP含量較低僅為5.61%，和皇竹草相當(dāng)，顯著低于玉米秸稈和花生秧1.15%和4.46%；EE含量和玉米秸稈和普通水稻秸稈相當(dāng)，顯著低于花生秧和皇竹草2.29%和1.97%；CF含量在所測樣品中最高，達39.48%；NDF含量與皇竹草和普通水稻秸稈相當(dāng)，ADF和花生秧及普通水稻秸稈相近；Ash含量在所測樣品中最高，是花生秧和皇竹草的1.48倍，玉米秸稈的2.25倍。NDF含量對比分析發(fā)現(xiàn)，皇竹草和普通水稻秸稈接近且顯著高于花生秧和玉米秸稈，顯著低于“海水稻”秸稈，但兩組間差異不顯著(P＞ 0.05)，玉米秸稈NDF顯著高于花生秧秸稈，所有測定原料中“海水稻”秸稈的NDF最高。非纖維性碳水化合物(non-fiber carbohydrate, NFC)的值為玉米秸稈 ＞ 花生秧 ＞ 皇竹草 ＞ 普通水稻秸稈 ＞“海水稻”秸稈；“海水稻”秸稈的RFV和普通水稻秸稈接近，均顯著低于測定的其他粗飼料原料；“海水稻”秸稈QI在測定飼料原料中最低。“海水稻”秸稈和普通水稻秸稈GI無顯著差異，均顯著低于其他測定飼料原料。

表1 不同粗飼料營養(yǎng)成分和品質(zhì)評定指數(shù)的比較Table 1 Comparison of the nutrient compositions and quality evaluation indices of different roughages

2.2 不同干燥時間“海水稻”秸稈物理性狀

自然干燥時間對“海水稻”秸稈的物理性狀有影響(表2)。隨著干燥時間的增加，單株秸稈的重量顯著降低(P＜ 0.05)。干燥1 d后“海水稻”秸稈直徑呈顯著降低的趨勢，且干燥15 d后秸稈直徑再無顯著變化(P＞ 0.05)；干燥時間對“海水稻”秸稈的線性密度影響顯著，干燥7～15 d線性密度沒有顯著變化，但顯著低于收割時的秸稈線性密度，干燥15～60 d“海水稻”的線性密度差異不顯著，但干燥30～60 d“海水稻”的線性密度顯著低于干燥1～7 d的秸稈線性密度?！昂Ｋ尽苯斩挼募羟辛?: 線性密度在干燥時間1～15和30～60 d差異都不顯著，但不同時間段之間存在顯著差異，隨著干燥時間的增加而逐漸增加；“海水稻”秸稈的剪切力 : 直徑隨著干燥時間的延長而降低，干燥7和15 d間存在顯著差異，但15 d后差異不顯著。

表2 不同干燥時間對“海水稻”秸稈物理性狀的影響Table 2 Effects of different drying times on the physical properties of sea rice straw

2.3 不同干燥時間“海水稻”秸稈營養(yǎng)成分

隨著自然干燥時間的延長，OM含量隨干燥時間的增加而下降(表3)，在不同的干燥時間差異無顯著變化(P＞ 0.05)；GE和CP、EE含量直線顯著下降(P＜ 0.05)，15 d到45 d GE顯著降低，1 d CP含量比60 d顯著高0.66%，7～15 d EE含量顯著降低0.51%，1 d EE含量比60 d顯著高1.36%；NDF含量呈下降趨勢，ADF含量呈先增高后降低的趨勢，不同風(fēng)干時間節(jié)點NDF和ADF含量差異不顯著；RFV和QI隨干燥時間的延長變化不顯著；GI隨干燥時間而顯著降低。

表3 不同干燥時間對“海水稻”秸稈營養(yǎng)成分的影響Table 3 Effect of different drying times on the nutrition content of sea rice straw

3 討論與結(jié)論

3.1 “海水稻”秸稈的營養(yǎng)價值評定

“海水稻”是近年研究開發(fā)的水稻新品種，其秸稈高大，產(chǎn)量高，是有待開發(fā)利用的粗飼料資源，其營養(yǎng)價值的評定可以參考其他粗飼料的評定方法，依據(jù)物理特性、化學(xué)養(yǎng)分及粗飼料指數(shù)指標評定飼用特性，并與相近的或常用的粗飼料資源進行比較評定。本研究發(fā)現(xiàn)，“海水稻”秸稈能量含量與皇竹草、花生秧、普通水稻秸稈接近，OM、CP和EE含量最低，CF、NDF、ADF和Ash最高，且與其他原料間差異顯著。說明“海水稻”秸稈的養(yǎng)分含量較低，單純作為養(yǎng)分的補充價值不大。NFC的主要成分是可溶性糖、有機酸和果膠等，“海水稻”秸稈的NFC最低，說明其纖維性碳水化合物易消化的部分最少。RFV、QI和GI是針對粗飼料綜合營養(yǎng)成分和基本預(yù)測模型提出的粗飼料品質(zhì)的綜合評定指數(shù)，可對粗飼料品質(zhì)做出綜合評價[8-9]，相比于單一養(yǎng)分分析，準確性更高[10-11]。本研究發(fā)現(xiàn)，RFV、QI和GI在不同粗飼料之間差異顯著，玉米秸稈 ＞ 花生秧 ＞皇竹草 ＞ 普通水稻秸稈 ＞ “海水稻”秸稈；QI花生秧 ＞玉米秸稈 ＞ 皇竹草 ＞ 普通水稻秸稈 ＞ “海水稻”秸稈；GI花生秧 ＞ 玉米秸稈 = 皇竹草 ＞ “海水稻”秸稈 ＞普通水稻秸稈，與他人研究[12-16]一致。稻草的RFV和QI顯著低于其他種類粗飼料的結(jié)果與李洋等[17]研究一致。RFV、QI和GI綜合評價“海水稻”秸稈的飼用價值較低。

3.2 不同干燥時間“海水稻”秸稈物理性狀的變化

飼草經(jīng)過干燥調(diào)制成干草，可以調(diào)控夏草過剩冬草不足的情況[18]；當(dāng)飼草方捆成型密度大于400 kg·m-3時，干草壓力受含水率的影響迅速增大，通過干燥控制飼草含水量，方便飼草打捆運輸，降低養(yǎng)殖成本[19-20]，飼草干燥的過程中水分變化與其物理性狀密切相關(guān)，飼草物理形狀也可以一定程度地反映秸稈飼用價值和反芻動物擇食趨向[21-22]。粗飼料秸稈的物理性狀和加工的難易程度以及動物的物理消化、化學(xué)消化和微生物消化高度相關(guān)，常用于體現(xiàn)粗飼料物理性狀的指標(包括直徑、線性密度和剪切力等指標)。直徑和剪切力直接影響牧草被切割和咬斷的難易程度。剪切力是指垂直切斷秸稈所需力[23]，成熟期莖的剪切力大小受諸多因素，如莖的物理性狀及營養(yǎng)成分含量等影響，與化學(xué)評定方法相比，剪切力能更直接地反映牧草的營養(yǎng)價值[24]。線性密度是指單位長度的質(zhì)量，和剪切力一起反映飼料斷裂強度。

本研究發(fā)現(xiàn)，隨著干燥時間的延長，“海水稻”直徑和線性密度都顯著減小。“海水稻”秸稈1 d的直徑為7 d的1.24倍， 7 d后直徑無顯著變化；1 d線性密度分別為15和60 d的1.84倍和2.96倍，說明經(jīng)過7～15 d的干燥可以使“海水稻”秸稈更容易被切碎加工和咬斷咀嚼，直接干燥不失為“海水稻”飼喂利用的最方便的加工方法之一?！昂Ｋ尽苯斩挼募羟辛﹄S著干燥時間呈直線下降，與崔秀梅等[25]小麥(Triticum aestivum)秸稈研究結(jié)果一致?？赡艿脑蚴且驗榫€性密度和剪切力受植株結(jié)構(gòu)和營養(yǎng)成分組成尤其是細胞壁結(jié)構(gòu)組分的影響，并且和植物含水量相關(guān)。植株含水量小，纖維抗拉強度大，剪斷所需的力值就大，剪切力就越大[26]。干燥時間越長，剪切力、直徑、線性密度越小，動物可采食可能性越高，秸稈飼用價值越大。同時由于本研究采用的嫩度儀刀口鋒利，測定剪切力時并沒有表現(xiàn)出“海水稻”秸稈干燥過程中韌性增加，剪切力降低的結(jié)果是否與飼料的粉碎難易相關(guān)，還有待進一步研究證實。

3.3 不同干燥時間“海水稻”秸稈營養(yǎng)成分的變化

本研究發(fā)現(xiàn)，“海水稻”秸稈在收割后干燥15 d水分即達到17.56%，接近酶類停止活動17%的水分含量，饑餓代謝和養(yǎng)分分解階段都較短，干燥過程不會造成營養(yǎng)成分的過度損失，與周娟娟等[27]針對自然干燥下牧草水分變化研究一致，其可能的原因是“海水稻”生長在高鹽堿地區(qū)，滲透調(diào)節(jié)能力是作物耐鹽堿的基本特征之一，在堿脅迫條件下，水稻為了保持細胞質(zhì)、液泡及胞外環(huán)境的滲透勢平衡，必須在細胞質(zhì)中積累和合成一些對細胞沒有毒害作用的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，以平衡細胞質(zhì)與液泡的滲透勢[28]，同時為保持機體滲透壓的穩(wěn)定性以及對高鹽堿環(huán)境的適應(yīng)，細胞也會有增大內(nèi)外環(huán)境的物質(zhì)交換調(diào)節(jié)，在非生活狀態(tài)這種機制的功能可能會維持，這也是在干燥的情況下“海水稻”秸稈能夠快速失水的可能原因。隨著干燥時間的增加，Ash、OM、CF、NDF、ADF含量變化不大，與都帥等[29]關(guān)于牧草晾曬養(yǎng)分變化研究一致；晾曬時間越長，營養(yǎng)成分CP和EE損失越嚴重，干草品質(zhì)越差，與他人的結(jié)果一致[30-32]，這可能是由于秸稈在水分散失的初級階段，水分含量較高且散失速度較快，進而促進了周圍環(huán)境微生物的繁殖生長，微生物的一系列活動消耗植物內(nèi)部的可溶性含氮化合物和碳水化合物，導(dǎo)致CP和EE含量減少[33-34]；隨著干燥時間的延長，“海水稻”秸稈中NFC含量有顯著增加的趨勢，由于“海水稻”秸稈中可溶性糖含量較低，有機酸和果膠等成分所占比例增加，RFV和QI變化不明顯，但GI指數(shù)顯著下降，說明“海水稻”秸稈的飼用價值隨著干燥時間的延長，品質(zhì)急劇下降，飼用價值降低，可能是由于GI指標不僅包括能量和NDF因素，還同時考慮飼料中CP的指標，干燥時間延長CP含量顯著降低，GI指數(shù)也因此降低。而綜合分析“海水稻”秸稈品質(zhì)變化的時間節(jié)點在干燥的15 d，所以自然干燥條件下 ，干燥15 d既可以保證“海水稻”秸稈的飼用價值，又便于儲存，干燥時間延長，營養(yǎng)水平降低，品質(zhì)下降。

綜上所述，常規(guī)養(yǎng)分及RFV、QI和GI分析，不同粗飼料原料的飼用價值為“海水稻”秸稈 ＜ 普通水稻秸稈 ＜ 玉米秸稈 ＜ 皇竹草 ＜ 花生秧；隨著干燥時間的延長，“海水稻”秸稈線性密度和剪切力降低，營養(yǎng)成分含量降低，RFV、QI沒有顯著變化，GI顯著降低；綜合養(yǎng)分含量、物理性狀和粗飼料評價指數(shù)，在溫度35 ℃，相對濕度為78%條件下，保證最大飼用價值的“海水稻”秸稈適宜干燥時間為15 d。