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紫羊茅不同生长阶段营养成分及其瘤胃降解动态研究



全 文 :第41卷 第9期
2013年9月
西北农林科技大学学报(自然科学版)
Journal of Northwest A&F University(Nat.Sci.Ed.)
Vol.41 No.9
Sep.2013
网络出版时间:2013-08-26 17:57
网络出版地址:http://www.cnki.net/kcms/detail/61.1390.S.20130826.1757.034.html
紫羊茅不同生长阶段营养成分及其
瘤胃降解动态研究
 [收稿日期] 2012-10-24
 [基金项目] 河南省重大科技攻关项目(092101110100);河南省世行贷款生态畜牧业项目(WX2010-166-1-1);郑州牧业工程高等专
科学校科技创新团队项目(2011014003);郑州市重点科技攻关项目
 [作者简介] 刘太宇(1962-),男,河南淮阳人,教授,博士,主要从事反刍动物营养调控研究。E-mail:liuty2008@126.com
 [通信作者] 邓红雨(1974-),男,黑龙江穆棱人,博士,主要从事牛学研究。E-mail:denghongyu2004@126.com
刘太宇,郑 立,李梦云,刘庆华,邓红雨
(郑州牧业工程高等专科学校,河南 郑州450011)
[摘 要]  【目的】研究不同生长阶段紫羊茅营养成分及其绵羊瘤胃降解动态。【方法】以紫羊茅为研究对象,
分别测定其4个不同生长阶段(分蘖期、拔节期、开花期、成熟期)的营养成分含量;同时选择装有永久性瘤胃瘘管的
小尾寒羊6只,测定紫羊茅各生长阶段常规营养成分的瘤胃降解动态。【结果】1)不同生长阶段紫羊茅各营养物质的
含量差异显著(P<0.05);随着生长阶段的推进,粗蛋白(CP)和Ca含量呈下降趋势,中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤
纤维(ADF)含量呈升高趋势;P含量却在分蘖期、拔节期差异不显著,开花期含量较高。2)分蘖期、拔节期、开花期和
成熟期紫羊茅的总氨基酸(TAA)含量分别为15.29%,12.55%,10.60%和7.02%,17种氨基酸含量随着紫羊茅生长
阶段的推进逐渐降低,且分蘖期最高,成熟期较低;总必需氨基酸/总氨基酸(TEAA/TAA)、总必需氨基酸/非必需氨
基酸(TEAA/NEAA)呈现高-低-高-低趋势,TAA/CP呈现高-低-高趋势。3)紫羊茅营养成分在瘤胃中降解的难易程
度有极显著差异(P<0.01);随着生长阶段的推进,紫羊茅营养成分的有效降解率极显著下降(P<0.01),都在分蘖期
最高,成熟期最低。【结论】综合紫羊茅不同生长阶段营养成分含量及瘤胃降解动态,建议在开花期对紫羊茅刈割利用。
[关键词] 生长阶段;紫羊茅;瘤胃降解率
[中图分类号] S543 [文献标志码] A [文章编号] 1671-9387(2013)09-0033-05
Nutrients and sheep rumen degradation dynamics of
red fescue at diferent growth stages
LIU Tai-yu,ZHENG Li,LI Meng-yun,LIU Qing-hua,DENG Hong-yu
(Zhengzhou College of Animal Husbandry Engineering,Zhengzhou,Henan450011,China)
Abstract:【Objective】The study investigated the nutrients and sheep rumen degradation dynamics of
red fescue at different growth stages.【Method】Nutrient contents of red fescue at four different growth
stages,tilering stage,jointing,flowering and maturity were measured,rumen degradation dynamic of dif-
ferent childbearing period nutrients in 6Smal Tail Han sheep with permanent ruminal cannulas was deter-
mined.【Result】1)Nutrient contents of red fescue at different growth stages were different(P<0.05).CP
and Ca contents decreased as the advance of the growth period while contents of DM,NDF and ADF in-
creased.P contents at flowering period were high and that at tilering stage and jointing stage had no signif-
icant difference.2)TAA contents of red fescue at tilering stage,jointing stage,flowering stage and maturi-
ty stage respectively were 15.29%,12.55%,10.60%,7.02%,respectively.17amino acids gradualy de-
creased as the advance of growth with the highest contents at tilering stage,and the lowest contents at ma-
DOI:10.13207/j.cnki.jnwafu.2013.09.021
ture stage.Values of TEAA/TAA and TEAA/NEAA exhibited a“high-low-high-low”trend and values of
TAA/CP exhibited a“high-low-high”trend.3)The degrees of difficulty in degrading red fescue nutrients
in the rumen were significant different(P<0.01).With the postponement of fertility,the degradation rates
of the nutrients gradualy decreased(P<0.01)with the lowest level in tilering stage and the highest in
the maturity stage.【Conclusion】Considering the nutrients of red fescue in different growth stages,rumen
degradation dynamics and crop yield balance,mowing of red fescue in the flowering stage was recommended.
Key words:growth period;red fescue;rumen degradability
  紫羊茅(Red fescue)又名红狐茅,属禾本科羊茅
属,为多年生草本植物,为冷季型草坪草,广泛分布于
北半球温寒地带,在我国长江流域以北各省均有分
布。紫羊茅具有短的根茎及发达的须根,在气温达4
℃时,种子开始萌发;生长较适宜的温度为10~25
℃,当气温过高时,则会影响其再生力和产草量。紫
羊茅适口性良好,牛、羊、兔、鹅等各种家畜都喜食,在
供给家畜青饲料方面有良好的价值。紫羊茅粗蛋白
质占干物质的21%,粗纤维只有24.6%,其有机质消
化率较羊茅高10%[1]。紫羊茅主要用于放牧,亦可用
以调制干草。近年来,许多学者先后从引种栽培、高
产、营养成分、施肥、饲喂技术、转基因等方面对紫羊
茅进行了研究[2],但尚未见对其不同生长阶段营养物
质变化动态及瘤胃降解动态的报道。为此,本试验对
不同生长阶段紫羊茅的营养物质及其在绵羊瘤胃内
的降解动态趋势进行了研究,旨在为紫羊茅适宜收获
时间的确定及合理利用提供依据。
1 材料与方法
1.1 试验地概况
试验地在黄河滩郑州段,地理位置处于东经
112°42′~114°14′和北纬34°16′~34°58′,属北温带
大陆性季风气候,冷暖适中、四季分明,春季干旱少
雨,夏季炎热多雨,秋季晴朗日照长,冬季寒冷少雨,
年平均气温在14~14.3℃。郑州年平均降雨量
640.9mm,无霜期220d,全年日照时间约2 400h。
1.2 样品的制备
分别在紫羊茅分蘖期、拔节期、开花期、成熟期
4个生长阶段,离地面3cm刈割,在烘箱中于120
℃ 烘10~15min,然后在70℃烘9h,在室温条件
下回潮24h,用剪刀剪成3cm小段,剪碎后混合,用
粉碎机粉碎过孔径1mm筛,装入棕色广口瓶密封
保存备用。
1.3 瘤胃降解动态试验
试验于河南省高校动物营养与饲料工程技术研
究中心试验场进行,预试期15d。选择体况良好、体
质量相近((30±5)kg)的装有永久性瘤胃瘘管的小
尾寒羊6只,分成3组,每组2只。试羊日粮给料量
为1.3倍维持需要量,每只每天给予400g精料补
充料和500g优质干草,每天08:00和16:00分2
次饲喂,自由饮水。
将孔径40μm的上海尼龙绸布裁成长×宽为8
cm×6cm的尼龙袋,边用涤纶线双线缝合,散边用
烙铁烫密封,标号,用自来水浸泡冲洗后,65℃烘干
至恒质量备用。称取牧草样品5g左右,放入已知
恒质量的尼龙袋中,标记,取长8cm半软塑料管,在
上面打2个孔,捆绑2个尼龙袋作为平行样。将捆
有尼龙袋的塑料管于早晨饲喂后2h投入瘤胃,管
的另一端用尼龙绳固定在瘘管上,每只羊瘤胃内放
入7根塑料管,培养6,12,16,24,36,48和72h(测
定氨基酸时,培养6和16h),之后取出袋子连同塑
料管放在自来水龙头下冲洗,直至尼龙袋中流出的
水清澈明亮无味为止。放入65℃烘箱中烘至恒质
量,然后放入干燥器中冷却30min,称质量备用。
1.4 测定指标与方法
按实验室常规分析方法[3]测定样品中的干物质
(DM)、粗蛋白(CP)、钙(Ca)和磷(P)含量;氨基酸
(AA)含量采用酸水解法测定;中性洗涤纤维
(NDF)和酸性洗涤纤维(ADF)含量参照Van Soest
等[4]的方法测定。结果均用质量分数(%)表示。
1.5 待测饲料营养成分有效降解率的计算
待测饲料营养成分(DM、CP、NDF)的有效降解
率(P)根据Φrskov等[5]提出的公式计算:
dp=a+b(1-e-c(t)),
P=a+(b×c)/(c+k)。
式中:dp为t时段的降解率;a为快速降解部分,b
为慢速降解部分,c为b的降解常数,根据最小二乘
法可将每种饲料的a、b、c解出;t为饲料在瘤胃中的
停留时间;k为外流速度,由方程k=-0.024+
0.179×(1-e-0.278×L)解出,其中L为饲养水平[6]。
1.6 数据处理
利用SAS 8.2对试验数据进行统计处理。
43 西北农林科技大学学报(自然科学版) 第41卷
2 结果与分析
2.1 紫羊茅不同生长阶段营养成分含量的动态变化
由表1可知,不同生长阶段紫羊茅的CP、NDF、
ADF、Ca、P含量差异大多达显著水平(P<0.05),CP和
Ca含量随着紫羊茅生长阶段的推进呈现下降趋势,
NDF、ADF含量随着紫羊茅生长阶段的推进呈现上升
趋势,P含量呈高-低-高-低的变化趋势。
表1 不同生长阶段紫羊茅营养成分的含量(质量分数)
Table 1 Nutritive contents of red fescue at different growth stages %
营养成分
Nutrient component
分蘖期
Tilering stage
拔节期
Stemelongation stage
开花期
Flowering stage
成熟期
Ripening stage
干物质DM  91.77±0.03b 91.66±0.10c 93.26±0.01a 93.33±0.02a
粗蛋白CP  16.45±0.30b 14.53±0.15a 12.92±0.27c 7.91±0.14d
酸性洗涤纤维ADF  27.78±0.64d 30.96±0.13c 38.23±1.19b 40.09±0.94a
中性洗涤纤维NDF  51.19±1.55c 55.59±1.78b 65.76±1.86a 67.36±0.66a
钙Ca  0.38±0.02a 0.34±0.02a 0.31±0.01b 0.30±0.07b
磷P  0.10±0.02b 0.09±0.00b 0.11±0.00a 0.07±0.00c
  注:同行数据后标不同大写字母者表示差异极显著(P<0.01);标不同小写字母者表示差异显著(P<0.05)。下表同。
Note:The different uppercase letters in the same row indicate very significant difference(P<0.01)and the different lowercase letters mean
significant difference(P<0.05).The same below.
2.2 紫羊茅不同生长阶段氨基酸含量的动态变化
紫羊茅不同生长阶段氨基酸的动态变化见表
2。由表2可知,紫羊茅的总氨基酸(TAA)含量在
分蘖期、拔节期、开花期和成熟期分别为15.29%,
12.55%,10.6%和7.02%,17种氨基酸含量随着紫
羊茅生长阶段的推进总体呈降低趋势,分蘖期最高,
成熟期较低,TEAA/TAA、TEAA/NEAA呈现高-
低-高-低的双峰变化,TAA/CP呈现高-低-高的变
化趋势。
表2 不同生长阶段紫羊茅的氨基酸含量(质量分数)
Table 2 Contents of AA in red fescue during different growth periods %
项目
Item
分蘖期
Tilering period
拔节期
Stemenlonged period
开花期
Flowering period
成熟期
Mature period
赖氨酸*Lys 0.87  0.55  0.68  0.34
蛋氨酸*Met  0.17  0.11  0.09  0.05
精氨酸*Arg 0.81  0.61  0.62  0.33
亮氨酸*Leu  1.27  0.73  0.88  0.48
苏氨酸*Thr  0.72  0.63  0.47  0.28
缬氨酸*Val  1.35  1.07  0.93  0.66
异亮氨酸*Ile  0.65  0.57  0.50  0.25
苯丙氨酸*Phe  0.84  0.63  0.58  0.38
组氨酸*His  0.43  0.31  0.36  0.24
甘氨酸Gly 0.84  0.53  0.62  0.37
脯氨酸Pro  1.29  1.57  0.65  0.77
丙氨酸Ala  1.20  1.03  1.02  0.44
天冬氨酸Asp 1.69  1.60  1.15  0.59
谷氨酸Glu  1.91  1.70  1.25  1.34
丝氨酸Ser  0.69  0.52  0.43  0.28
酪氨酸Tyr  0.47  0.34  0.33  0.18
胱氨酸Cys  0.09  0.05  0.04  0.04
总氨基酸TAA  15.29  12.55  10.60  7.02
总氨基酸/粗蛋白TAA/CP  92.95  86.37  82.04  88.75
总必需氨基酸/总氨基酸TEAA/TAA  46.50  41.52  48.21  42.88
总必需氨基酸/非必需氨基酸TEAA/NEAA 0.87  0.71  0.93  0.75
  注:“*”表示必需氨基酸。
Note:“*”denotes EAA.
2.3 紫羊茅不同生长阶段营养成分在绵羊瘤胃中
降解的难易程度
紫羊茅不同生长阶段营养成分在绵羊瘤胃中降
解的难易程度见表3。由表3可知,不同生长阶段
紫羊茅营养成分在瘤胃中的有效降解率有极显著差
异(P<0.01)。随着生长阶段的推进,紫羊茅各营
53第9期 刘太宇,等:紫羊茅不同生长阶段营养成分及其瘤胃降解动态研究
养成分的有效降解率均逐渐下降,都在分蘖期最高,
成熟期最低。快速降解部分中,CP有效降解率呈升
高趋势,DM和NDF有效降解率总体呈下降趋势。
表3 不同生长阶段紫羊茅营养成分在绵羊瘤胃中的有效降解率
Table 3 Rumen effective degradability of nutrition components in red fescue during different growth periods %
项目
Item
指标
Index
分蘖期
Tilering period
拔节期
Stemenlonged period
开花期
Flowering period
成熟期
Mature period
粗蛋白CP
a 45.24±0.46B 42.580±2.09C 49.040±1.59Ab  50.920±0.74Aa
b  46.00±1.15Ba  53.480±1.99A 42.940±2.65B 36.645±0.03C
c  7.39±1.65A 5.015±0.75Ba  4.585±0.57Ba  4.320±0.74Ba
P  77.66±1.79Aa  75.800±1.04ABb  74.810±1.29Bb  72.380±0.77C
中性洗涤纤维
NDF
a 4.90±0.10B 10.48±0.42A 1.05±0.28D 3.81±0.44C
b  67.33±4.51Bb  72.90±1.42ABa  74.19±1.59Aa  76.54±4.70Aa
c  2.54±0.26A 1.37±0.01C 2.21±0.05B 0.84±0.02D
P  35.55±0.23A 33.20±1.02Ba  32.34±0.07Ba  20.44±1.78C
干物质DM
a 33.560±0.15Aa  33.450±0.44Aa  22.410±0.18Bb  21.675±0.79Bc
b  39.075±1.94Bb  44.140±2.25Ba  56.730±1.89A 35.915±2.56C
c  3.930±0.65A 2.045±0.27Ca  2.745±0.13B 2.040±0.12Ca
P  55.510±0.34A 51.170±0.08Ba  49.360±0.39Bb  36.140±2.37C
  注:a.快速降解部分;b.慢速降解部分;c.b的降解常数;P.有效降解率。
Note:aindicates fast degradation part;b means slow degradation part;c means degradation constant;Pindicates effective rumen degradation
rate.
3 讨 论
随着紫羊茅生长期的延长,植株变老,NDF、
ADF含量显著升高,而CP、Ca含量则逐渐下降,这
与严学兵[7]、裴彩霞等[8]、黄锋华等[9]和董宽虎
等[10]的研究结果较为一致。
本研究中,TAA含量总体上随着紫羊茅发育期
的推进呈下降趋势。这种变化趋势与紫羊茅的生长
特性密切相关,随着植物的发育,营养物质在植物组
织中有一个沉积的过程,且谷氨酰胺合成酶是NH4
同化生成氨基酸过程中的关键酶,Gordon等[11]研
究表明,白三叶种植50d时的谷氨酰胺合成酶活性
达到最大值。
饲草中各营养成分在瘤胃中降解的难易程度有
明显差异[12],刘太宇等[13]研究表明,随着白三叶生
长阶段的推进,DM、CP、NDF的瘤胃有效降解率呈
明显下降趋势,CP与DM的有效降解率接近,NDF
的有效降解率最低。董宽虎等[10]研究表明,在串叶
松香草不同生长阶段,NDF和 ADF的有效降解率
明显低于CP、DM、OM,ADF的有效降解率明显低
于NDF,且DM 与 OM 的有效降解率变化规律相
似。聂芙蓉等[14]研究表明,随着生长阶段的推进,
串叶松香草DM、CP和NDF的瘤胃有效降解率均
呈明显的下降趋势,其中CP与DM 的有效降解率
相当 (71% ~86%),NDF 的 有 效 降 解 率 最 低
(51%~66%),这与本试验结果一致。
4 结 论
1)不同生长阶段紫羊茅各营养物质的含量有显
著差异(P<0.05)。随着生长阶段的推进,CP和Ca
含量呈下降趋势,而DM、NDF、ADF的含量呈升高
的趋势。P含量在分蘖期、拔节期差异不显著,开花
期含量较高。
2)紫羊茅的TAA含量在分蘖期、拔节期、开花
期和成熟期分别是15.29%,12.55%,10.60%和
7.02%。17种氨基酸含量随着紫羊茅生长阶段的
推进几乎呈逐渐降低趋势,且分蘖期最高,成熟期较
低。TEAA/TAA、TEAA/NEAA呈现高-低-高-低
双峰变化,TAA/CP呈现高-低-高的变化趋势。
3)紫羊茅营养成分在瘤胃中的降解难易程度有
极显著差异(P<0.01)。随着生长阶段的推进,紫
羊茅营养成分的有效降解率逐渐下降(P<0.01),
且分蘖期最高,成熟期最低。综合紫羊茅不同生长
阶段营养成分、瘤胃降解动态及产量的兼顾性,建议
在紫羊茅开花期对其进行刈割利用。
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