顧祝榮，昝林森,,3*，趙春平，梅楚剛，周仁超

(1.西北農(nóng)林科技大學(xué)動物科技學(xué)院，陜西 楊凌 712100；2.國家肉牛改良中心，陜西 楊凌 712100；3.寧夏西海固高端牛產(chǎn)業(yè)研究院，寧夏 海原 755220)

當(dāng)前我國草食畜牧業(yè)飼草供應(yīng)緊缺，非常規(guī)飼料利用低效，合理開發(fā)利用自然界植物、農(nóng)業(yè)副產(chǎn)物等非常規(guī)飼料意義深遠(yuǎn)[1]。西北地區(qū)氣候寒冷干旱水土流失嚴(yán)重，加之不合理放牧等原因，草地植被退化嚴(yán)重，但也有許多植物在這樣嚴(yán)峻的環(huán)境下依舊能正常生長，甚至肆意蔓延進(jìn)一步威脅當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)[2]，也有人利用植物耐寒旱的特點進(jìn)行栽培利用[3-4]。運用科學(xué)的手段嘗試對西北地區(qū)野外部分長勢較好的植物進(jìn)行營養(yǎng)價值評估，合理的將其作為草食動物飼養(yǎng)的非常規(guī)飼料補充，可以一定程度上緩解我國西北地區(qū)飼草資源不足和人畜爭糧等矛盾。而檸條、油蒿、桑葉、苦馬豆、千屈菜、香豆子、元寶楓葉、無芒雀麥這8種植物在西北干旱、半干旱地區(qū)或是在野外有自然分布的群體，或是廣泛用于防風(fēng)固沙和景觀綠化的栽培，常被用于食用、藥用、家畜飼用等，開展8種耐旱植物在反芻動物中的飼用價值研究，為其開發(fā)利用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗動物

選用4頭裝有永久性瘤胃瘺管的成年秦川牛肉用新品系(簡稱“秦川肉?！?，體重450 kg左右，進(jìn)行瘤胃降解試驗。

1.2 試驗材料

采集西北地區(qū)8種耐旱植物(詳見表1)。將在寧夏和陜西野外采集的8種耐旱植物樣品自然風(fēng)干或烘箱烘干后室內(nèi)回潮，剪成易粉碎的小段，用粉碎機(jī)(30 000 r/min)粉碎成剛好能過18目(1 mm)篩子的粉狀樣品，過18目篩后的樣品用于瘤胃降解試驗，取適量樣品繼續(xù)粉碎，使其能過40目篩，過40目篩后的樣品用于營養(yǎng)成分分析。

表1 西北地區(qū)8種植物樣品的采集信息(2020年)

1.3 飼養(yǎng)管理

瘺管牛管理參考中國肉牛飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)(NY/T 815—2004)，每天飼喂2次(8:30和16:30)，日糧粗精比為6∶4，每天飼喂精料3 kg，粗料13 kg，粗飼料為全株玉米青貯，精飼料以玉米、小麥麩、豆粕為主進(jìn)行配制，日糧精料配方(詳見表2)。

表2.1 試驗牛的精料組成(干物質(zhì)基礎(chǔ))%

表2.2 精料營養(yǎng)成分

1.4 尼龍袋試驗

用1/10000天平稱取5.0 g左右植物樣品，無損轉(zhuǎn)入尼龍袋中(孔徑38 μm，大小80 mm×120 mm)，尼龍繩扎緊口袋，每個時間點每頭牛瘤胃內(nèi)放2個平行樣；裝好樣品的尼龍袋用尼龍繩綁在一根塑料軟管上，放入瘤胃腹囊中進(jìn)行發(fā)酵，發(fā)酵時間為0 h，6 h，12 h，24 h，36 h，48 h(0 h發(fā)酵是把裝樣品的尼龍袋放在37 ℃水浴鍋內(nèi)浸泡1 h)；發(fā)酵好的樣品取出后先放入冰水中使其停止發(fā)酵，再用冷水沖洗至流水澄清；處理好的尼龍袋于65 ℃條件下烘48 h以上，烘干后室內(nèi)回潮24 h再稱重，過1 mm篩，裝入自封袋中保存待測。

1.5 植物營養(yǎng)成分測定方法

8種耐旱植物的干物質(zhì)(DM)、粗灰分(Ash)、粗脂肪(EE)含量測定參照張麗英[5]；中性洗滌纖維(NDF)、酸性洗滌纖維(ADF)測定采用Van Soest法[6]；粗蛋白、P含量測定參考范麗[7]，采用全自動流動分析儀(AA3-德國SEAL)測定；Ca含量測定采用原子吸收法檢測(PerkinElmer 900F-PinAAcle)，植物樣品以H2SO4-HClO4為催化劑用石墨消解儀進(jìn)行消解。

1.6 瘤胃降解參數(shù)計算

以rskov和Mcdonald[8]提出的指數(shù)模型計算8種耐旱植物營養(yǎng)成分的瘤胃降解參數(shù)：

P=a+b[1-exp(-ct)]

(1)

式中：P為t時間點飼料某一營養(yǎng)成分的瘤胃降解率(%)；a為快速降解部分(%)；b為慢速降解部分(%)；c為b的降解速率(h-1)。

瘤胃有效降解率(ED)：

ED=a+[b×c/(c+k)]

(2)

式中：k為待測飼料的瘤胃外流速率常數(shù)(h-1)，本試驗為0.031[9]。

1.7 統(tǒng)計分析

試驗數(shù)據(jù)用Excel 2013進(jìn)行歸納整理；采用 SPSS 22.0中的非線性回歸分析計算8種耐旱植物營養(yǎng)成分的快速降解部分(a)、慢速降解部分(b)和慢速降解部分的降解速率(c)；采用 SPSS 22.0進(jìn)行單因素方差分析，以Duncan's法進(jìn)行多重比較，P<0.05為差異顯著。結(jié)果以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 西北地區(qū)8種耐旱植物常規(guī)營養(yǎng)成分分析

由表3可知，西北地區(qū)8種耐旱植物的DM含量在89.56%～93.62%之間，從小到大依次為香豆子、檸條、苦馬豆、油蒿、千屈菜、桑葉、無芒雀麥、元寶楓葉，檸條與苦馬豆、油蒿與千屈菜之間差異不顯著(P>0.05)，其他各植物DM含量均差異顯著(P<0.05)。

表3 西北地區(qū)8種耐旱植物的常規(guī)營養(yǎng)成分含量(干物質(zhì)基礎(chǔ)) %

西北地區(qū)8種耐旱植物CP含量從6.69%～15.68%不等，差異較大(P<0.05)，CP含量從小到大依次為無芒雀麥、千屈菜、油蒿、元寶楓葉、檸條、香豆子、桑葉、苦馬豆。西北地區(qū)8種耐旱植物EE含量從小到大的順序為香豆子、無芒雀麥、檸條、苦馬豆、桑葉、油蒿、元寶楓葉、千屈菜，檸條與苦馬豆、元寶楓葉與千屈菜之間差異不顯著(P>0.05)，其他各植物EE含量均差異顯著(P<0.05)。

8種耐旱植物Ash含量檸條與元寶楓葉、千屈菜與無芒雀麥之間差異不顯著(P>0.05)，其他各植物EE含量均差異顯著(P<0.05)，從小到大的依次為千屈菜、無芒雀麥、檸條、元寶楓葉、油蒿、苦馬豆、香豆子、桑葉。

西北地區(qū)8種耐旱植物NDF含量除元寶楓葉與油蒿相近，其他均存在顯著差異(P<0.05)，從小到大的順序為桑葉、苦馬豆、香豆子、檸條、元寶楓、油蒿、千屈菜、無芒雀麥。

8種耐旱植物ADF含量除元寶楓葉與油蒿相近，其他均存在顯著差異(P<0.05)，從小到大的順序為苦馬豆、桑葉、香豆子、檸條、油蒿、元寶楓、無芒雀麥、千屈菜。8種耐旱植物Ca含量在0.21%～3.24%范圍，變化差異較大，其中桑葉顯著高于(P<0.05)香豆子顯著高于元寶楓葉、檸條、苦馬豆顯著高于油蒿顯著高于千屈菜顯著高于無芒雀麥；8種耐旱植物P含量子在0.03%～0.24%，差異較大，其中無芒雀麥與千屈菜顯著低于(P<0.05)桑葉、檸條、油蒿顯著低于香豆子、苦馬豆顯著低于苦馬豆與元寶楓葉。

2.2 西北地區(qū)8種耐旱植物瘤胃降解特性

2.2.1 干物質(zhì)的瘤胃降解特性 由表4可知，隨著發(fā)酵時間的延長，8種耐旱植物的DM逐漸被降解，且降解程度根據(jù)植物的營養(yǎng)成分不同差異較大。桑葉DM降解率在各個時間點的降解率都最高，48 h高達(dá)78.48%，顯著高于其他植物(P<0.05)；無芒雀麥DM降解率顯著低于其他植物(P<0.05)，48 h僅降解了29.56%；油蒿、千屈菜、元寶楓葉在48 h時的DM降解情況差異不顯著(P>0.05)，在其他各時間點的降解率也相近；8種植物48 h的DM降解從小到大依次為無芒雀麥、元寶楓、千屈菜、油蒿、檸條、香豆子、苦馬豆、桑葉，從各個時間點的降解情況來看，桑葉與苦馬豆的降解效果好，在70%以上，香豆子、檸條降解率次之，達(dá)到64.83%和56.18%。從瘤胃動態(tài)降解參數(shù)看，八種耐旱植物中a值較高的是桑葉和苦馬豆，顯著高于其他植物(P<0.05)，b值最高的是桑葉、苦馬豆和香豆子，顯著高于其他植物(P<0.05)，a值和b值最低的是無芒雀麥；ED值除元寶楓葉與千屈菜、千屈菜與油蒿差異不顯著(P>0.05)，其他各植物均差異顯著(P<0.05)，8種耐旱植物ED值從小到大依次為無芒雀麥、元寶楓、千屈菜、油蒿、檸條、香豆子、苦馬豆、桑葉。

表4 西北地區(qū)8種耐旱植物的DM瘤胃降解率及降解參數(shù)

2.2.2 粗蛋白的瘤胃降解特性 由表5可知，八種耐旱植物CP的降解率隨著時間推移逐漸提高，在6 h時，CP降解效果苦馬豆和桑葉較好，分別為35.92%和34.29%(P<0.05)，顯著高于其余植物(P<0.05)；48 h，桑葉CP的降解效率最好，苦馬豆、香豆子次之，無芒雀麥最低。a值最高的是苦馬豆，再是桑葉與香豆子；b值最高的是香豆子和桑葉，再是檸條和苦馬豆；ED值最小的是無芒雀麥28.40%，最大的為苦馬豆65.80%，8種耐旱植物差異顯著(P<0.05)，ED值從小到大依次為無芒雀麥、元寶楓葉、千屈菜、油蒿、檸條、香豆子、桑葉、苦馬豆。

表5 西北地區(qū)8種耐旱植物的CP瘤胃降解率及降解參數(shù)

2.2.3 中性洗滌纖維的瘤胃降解特性 由表6可知，8種植物的NDF降解率差異化明顯(P<0.05)，其中6 h，48 h最高的是桑葉31.50%，79.05%，其次是苦馬豆30.83%，61.33%，48 h降解率最低的是無芒雀麥28.08%，元寶楓葉、油蒿、千屈菜相差不大，在35.66%～38.41%。a值最高的是苦馬豆19.94%，再是桑葉18.27%；b值最高的是桑葉75.47%，其次是香豆子66.23%；ED值最小的是無芒雀麥18.82%，最大的為桑葉57.72%，8種耐旱植物ED值差異顯著(P<0.05)，ED值從小到大依次為無芒雀麥、元寶楓葉、油蒿、千屈菜、檸條、香豆子、苦馬豆、桑葉。

表6 西北地區(qū)8種耐旱植物的NDF瘤胃降解率及降解參數(shù)

2.2.4 酸性洗滌纖維的瘤胃降解特性 由表7可知，8種植物中的元寶楓葉ADF降解率與油蒿相近(P>0.05)，檸條與香豆子相近(P>0.05)，其他各植物之間差異化明顯(P<0.05)，其中桑葉的6 h，48 h降解率達(dá)到了30.38%和74.54%，遠(yuǎn)高于其他植物，無芒雀麥的48 h降解率僅25.11%。a值最高的是桑葉18.80%，再是苦馬豆11.31%，油蒿與千屈菜相近，最小的是元寶楓和無芒雀麥2.39%，2.54%；b值最高的是桑葉68.28%，其次香豆子和油蒿；ED值最小的是無芒雀麥16.96%，最大的為桑葉55.00%，檸條、苦馬豆、香豆子的ED降解率相近(P>0.05)，油蒿和元寶楓葉相近(P>0.05)，ED值從小到大依次為無芒雀麥、元寶楓葉、油蒿、千屈菜、苦馬豆、香豆子、檸條、桑葉。

表7 西北地區(qū)8種耐旱植物的NDF瘤胃降解率及降解參數(shù)

3 討 論

3.1 西北地區(qū)8種耐旱植物的營養(yǎng)成分分析

植物的營養(yǎng)成分組成與其品種、采樣時間、部位、運輸保存方式等多種因素有關(guān)，本試驗在寧夏海原、陜西楊凌、陜西安康三地采集了8種耐旱植物，經(jīng)過檢測，8種耐旱植物的營養(yǎng)成分組成差異較大。其中檸條的CP、EE、Ash、Ca、P含量與李占麗等[10]、李浩霞等[11]報道的基本一致，但是NDF、ADF含量偏低了10%左右，主要原因可能是本試驗采集的檸條樣品為1～2年生枝條，而大部分研究采集的是多年生檸條地上部分全株樣品；油蒿營養(yǎng)成分含量與張繼等[12]報道的相差較大，但與劉瑞香等[13]研究結(jié)果基本一致；桑葉的NDF、ADF、EE、Ash、Ca含量與He等[14]、王寧偉等[15]報道的基本一致，但是CP含量少5%～7%左右，但與崔夢迪等[16]對陜西4個桑葉品種檢測結(jié)果中小葉桑的CP含量基本一致；苦馬豆的營養(yǎng)成分與于婷等[17]報道的基本一致，EE含量高于于婷等報道，關(guān)于苦馬豆NDF、ADF的研究結(jié)果還未見報道，本試驗苦馬豆NDF、ADF的檢測結(jié)果為26.65%、17.71%；千屈菜的研究多集中于其栽培繁殖等方面，其化學(xué)成分研究較少，關(guān)于其常規(guī)營養(yǎng)成分的報道未有發(fā)現(xiàn)，本試驗測得千屈菜的營養(yǎng)成分為CP：10.24%，EE：4.29%，Ash：5.94%，NDF：51.82%，ADF：39.33%，Ca：0.48%，P：0.03%；關(guān)于香豆子全株的營養(yǎng)成分，洪汝興等[18]檢測香豆子風(fēng)干樣的CP含量為19.5%，徐又新等[19]對香豆子種子提膠后的副產(chǎn)物香豆粉進(jìn)行營養(yǎng)成分測得CP和EE含量高達(dá)32.5%，8.61%，極具營養(yǎng)價值，本試驗測得的香豆子全株風(fēng)干樣營養(yǎng)成分為CP：13.83%，EE：1.83%，Ash：14.37%，NDF：31.57%，ADF：23.26%，Ca：1.43%，P：0.22%，與文獻(xiàn)報道結(jié)果有一定差異；關(guān)于元寶楓的文獻(xiàn)研究主要是關(guān)于元寶楓籽油及其提取物，對元寶楓葉營養(yǎng)成分的報道較少，本試驗測得的CP：12.88%，EE：4.28%，Ash：6.88%，NDF：46.41%，ADF：35.13%、Ca：1.01%，P：0.24%，與張旭暉等[20]報道的元寶楓葉CP含量一致，EE含量高于張旭暉的結(jié)果；無芒雀麥的營養(yǎng)成分與黃薇等[21]研究報道相差較大，與暢寶花等[22]的研究結(jié)果基本一致，且與王吉東等[23]報道的燕麥干草營養(yǎng)成分組成相似。本試驗的部分耐旱植物營養(yǎng)成分檢測結(jié)果與許多研究報道有一定差距，CP、NDF、ADF含量低于文獻(xiàn)報道，尤其是檸條和桑葉，這可能是植物品種、采樣部位、檢測方法以及操作差異性等多種原因?qū)е隆?/p>

無芒雀麥被稱為禾草飼料之王，是北方重要的優(yōu)質(zhì)牧草來源，本試驗的8種耐旱植物營養(yǎng)成分結(jié)果表明，無芒雀麥在8種植物中CP含量最低，NDF、ADF含量最高，營養(yǎng)價值與其他7種植物相比相對最低，而暢寶花等[22]對煤礦沉陷區(qū)的不同禾本科牧草飼用價值比較發(fā)現(xiàn)，無芒雀麥產(chǎn)量大且飼用價值最優(yōu)，由此可知，本實驗的8種耐旱植物應(yīng)用于西北地區(qū)草食家畜非常規(guī)飼草資源的潛力非常巨大，尤其是檸條、苦馬豆、香豆子、桑葉，可以作為重要的蛋白質(zhì)來源補充。

3.2 西北地區(qū)8種耐旱植物的瘤胃降解特性

反芻動物更易采食DM降解率高的飼料，這進(jìn)一步促進(jìn)了反芻動物對營養(yǎng)物質(zhì)的攝入，提高了生產(chǎn)性能[24-25]。王吉東等[23]測得全株玉米青貯48 h的DM瘤胃降解率為56.67%，ED值46.78%，王敬林等[26]測得燕麥干草的48 h的DM降解率為49.36%，ED值34.77%，在生產(chǎn)中全株玉米青貯是牛的重要青貯飼料來源，燕麥干草是牛的重要粗飼料來源。本試驗桑葉的ED值與王寧偉等[15]結(jié)果一致，而各時間點的瘤胃降解率偏低，桑葉、苦馬豆、香豆子瘤胃降解效果優(yōu)于全株玉米青貯，檸條與全株玉米青貯降解率相當(dāng)，元寶楓、千屈菜、油蒿DM降解率略低于燕麥干草，而無芒雀麥的營養(yǎng)物質(zhì)與燕麥干草相似，但DM降解率遠(yuǎn)低于燕麥干草，這可能是無芒雀麥中的木質(zhì)素比例較高影響其瘤胃利用效果，也與本試驗增加了瘤胃0 h降解率，減去了飼料逃逸部分有關(guān)。

飼草中的CP是瘤胃菌群維持正常功能、產(chǎn)生MCP供機(jī)體利用的主要氮源和重要營養(yǎng)物質(zhì)。飼草中CP的瘤胃降解效果與CP的含量、組成、瘤胃滯留時間及試驗對象等有關(guān)[27]，本試驗的桑葉CP降解率與ED值略低于王寧偉等[15]研究結(jié)果，這與本研究采集的桑葉CP含量偏低有關(guān)，檸條的CP降解率與黃帥等[28]研究結(jié)果接近。宋鈺[29]測得全株玉米青貯48 h的CP瘤胃降解率為69.46%，ED值56.38%，本試驗8種耐旱植物中桑葉、苦馬豆、香豆子瘤胃CP降解效果優(yōu)于全株玉米青貯，檸條接近全株玉米青貯，油蒿、元寶楓葉、千屈菜的ED值比全株玉米青貯低20%左右，這可能是玉米通過青貯改善了CP質(zhì)量，提高了被瘤胃利用的效率，因為纖維素是植物細(xì)胞壁的主要構(gòu)成，而不同纖維素結(jié)構(gòu)對蛋白質(zhì)分解和釋放的影響就不同，通過青貯則可以降解部分纖維素，釋放植物CP利用潛力。CP瘤胃降解參數(shù)中a值和b值越大，其ED值越大，ED 值排名前三的分別是苦馬豆、桑葉、香豆子；檸條的a值偏小但b值較大，其ED值也較高；可見8種耐旱植物在瘤胃內(nèi)降解的越快，最終降解率越高，反芻動物對其有效利用率就越好。

反芻動物瘤胃是一個巨大的發(fā)酵場所，可以將纖維類物質(zhì)進(jìn)行發(fā)酵，產(chǎn)生的揮發(fā)性脂肪酸(VFA)是機(jī)體的重要供能物質(zhì)，所以纖維物質(zhì)對維持瘤胃功能意義重大，其中NDF由纖維素、半纖維素、木質(zhì)素組成，ADF由纖維素、木質(zhì)素組成，影響植物纖維瘤胃降解率的因素主要與NDF、ADF含量及木質(zhì)化程度有關(guān)[30]。本試驗8種耐旱植物中無芒雀麥纖維含量與王吉東等[23]報道的燕麥干草一致，千屈菜、油蒿、元寶楓葉纖維含量與報道的全株玉米青貯相近，檸條的NDF含量比全株玉米青貯低10%左右，可以作為反芻動物良好的纖維飼料來源。本研究桑葉NDF降解率與王寧偉等[15]研究結(jié)果一致，在8種耐旱植物中最高，苦馬豆次于桑葉，桑葉與苦馬豆6 h的NDF降解率相近，桑葉隨著瘤胃滯留時間的延長NDF降解率提升較快，桑葉的ADF降解率也最好，但是苦馬豆ADF降解率顯著低于桑葉、香豆子(P<0.05)，ED值僅桑葉的一半左右，而桑葉的NDF、ADF含量相差不大，這應(yīng)該是苦馬豆較高的木質(zhì)素含量影響了利用效率。劉笑梅等[31]研究結(jié)果表明，飼料NDF、ADF含量越低，瘤胃的降解效果越高，本試驗的8種耐旱植物NDF、ADF含量與瘤胃降解率的關(guān)系基本與劉笑梅等人的結(jié)果一致。宋鈺[29]測得玉米青貯NDF的ED值為40.43%，ADF的ED值為37.92%，本試驗桑葉、苦馬豆的NDF瘤胃利用率優(yōu)于玉米青貯，香豆子ED值與玉米青貯一致，檸條ED值略低于玉米青貯；桑葉ADF的ED值高于玉米青貯，無芒雀麥僅16.96%，其他植物ADF的ED值在23.00%～29.27%之間。

飼料營養(yǎng)物質(zhì)在瘤胃中的降解效果是評價其營養(yǎng)價值的重要指標(biāo)[32]，本試驗結(jié)果顯示，桑葉、苦馬豆、香豆子的瘤胃降解效果較好，營養(yǎng)價值較高，而檸條降解效果與玉米青貯相似，油蒿、千屈菜、元寶楓葉略差，無芒雀麥被譽為“禾草飼料之王”，與燕麥干草營養(yǎng)成分含量相似，但是其瘤胃利用效果極差。本試驗野外采集的樣品木質(zhì)化程度較高可能是導(dǎo)致這些植物在肉牛瘤胃內(nèi)降解較差的原因之一，可以通過青貯、氨化等方法進(jìn)一步處理，提高其營養(yǎng)價值。

苦馬豆具有一定的毒性，長期大量食用苦馬豆會引起家畜中毒甚至死亡[33]，本研究結(jié)果表明苦馬豆具有較高的營養(yǎng)價值，可以作為干旱地區(qū)草食家畜優(yōu)質(zhì)的非常規(guī)飼料來源，但是在使用時建議少量飼喂、間隔飼喂或者通過氨化、青貯等手段減少苦馬豆生物堿含量再進(jìn)行利用。

4 結(jié) 論

西北地區(qū)8種耐旱植物的營養(yǎng)成分、瘤胃降解特性差異較大，其中桑葉、苦馬豆、香豆子、檸條營養(yǎng)價值較佳，桑葉、苦馬豆、香豆子營養(yǎng)物質(zhì)瘤胃降解效果較好，檸條瘤胃利用效果略差。綜上，桑葉、苦馬豆、香豆子具有良好的飼用價值，可以作為西北地區(qū)草食家畜非常規(guī)飼料資源；檸條、元寶楓葉、油蒿、千屈菜、無芒雀麥可以通過青貯等方法提高飼用價值后用于家畜飼養(yǎng)。