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The nutritional value of reed canary grass at different growth stages, as determined by in vitro gas production and Cornell net carbohydrate and protein system methods

利用体外产气法和CNCPS法对不同生育期虉草营养价值的评价研究



全 文 :书犇犗犐:10.11686/犮狔狓犫2014399 犺狋狋狆://犮狔狓犫.犾狕狌.犲犱狌.犮狀
陈光吉,宋善丹,郭春华,柏雪,张正帆,张艳,游明鸿,白史且.利用体外产气法和CNCPS法对不同生育期!草营养价值的评价研究.草业学报,
2015,24(9):6372.
CHENGuangJi,SONGShanDan,GUOChunHua,BAIXue,ZHANGZhengFan,ZHANGYan,YOUMingHong,BAIShiQie.Thenutrition
alvalueofreedcanarygrassatdifferentgrowthstages,asdeterminedby犻狀狏犻狋狉狅gasproductionandCornelnetcarbohydrateandproteinsystem
methods.ActaPrataculturaeSinica,2015,24(9):6372.
利用体外产气法和犆犖犆犘犛法对不同
生育期
!
草营养价值的评价研究
陈光吉1,宋善丹1,郭春华1,柏雪1,张正帆1,张艳1,游明鸿2,白史且2
(1.西南民族大学生命科学与技术学院,四川 成都610041;2.四川省草原科学研究院,四川 成都611731)
摘要:为了评定不同生育期
!
草的营养价值,分析体外产气法和CNCPS法两种营养评价方法的相关性。采用体外
产气法测定抽穗期、开花期、灌浆期、乳熟期4个生育期!草的体外发酵产气量、发酵参数(a、b、c)、DM 消化率、
NDF和ADF降解率,用康奈尔净碳水化合物和蛋白质体系(cornelnetcarbohydrateandproteinsystem,CNCPS)
分析方法测定相应组分,评价其营养价值,并比较研究两种方法评价结果的相关性。结果表明,体外发酵至72h结
束,累计总产气量和产气参数a以开花期最高(122.68和4.46mL),显著高于各组(犘<0.05),且从抽穗期、灌浆
期、乳熟期有降低的趋势;抽穗期和开花期的DM消化率、NDF和ADF降解率分别显著高于灌浆期和乳熟期(犘<
0.05)。随着!草生育期的延长,CP和SOLP呈递减趋势,即抽穗期和开花期显著高于灌浆期和乳熟期(犘<
0.05);NDF、ADF和ADL呈递增趋势,但NDFIP、ADFIP呈递减趋势。灌浆期和乳熟期的CHO含量显著高于抽
穗期和开花期(犘<0.05),而CA和CNSC含量则相反,且CC含量同样以灌浆期与乳熟期较高;蛋白质组分中,PA
与CA及CC与PC组分呈现同样的趋势。!草CNSC、CA、CB1、CB2、PA、PB3 组分含量与不同时间点产气量呈显
著或极显著的相关性(犘<0.05或犘<0.01)。因此,开花期!草营养价值最高,其次为抽穗期、灌浆期和乳熟期,产
气法和CNCPS评价牧草具有相关性,用体外产气量估测牧草CNCPS组分是可行的。
关键词:
!
草;生育期;体外法;CNCPS;营养价值  
犜犺犲狀狌狋狉犻狋犻狅狀犪犾狏犪犾狌犲狅犳狉犲犲犱犮犪狀犪狉狔犵狉犪狊狊犪狋犱犻犳犳犲狉犲狀狋犵狉狅狑狋犺狊狋犪犵犲狊,犪狊犱犲狋犲狉犿犻狀犲犱
犫狔犻狀狏犻狋狉狅犵犪狊狆狉狅犱狌犮狋犻狅狀犪狀犱犆狅狉狀犲犾狀犲狋犮犪狉犫狅犺狔犱狉犪狋犲犪狀犱狆狉狅狋犲犻狀狊狔狊狋犲犿犿犲狋犺狅犱狊
CHENGuangJi1,SONGShanDan1,GUOChunHua1,BAIXue1,ZHANGZhengFan1,ZHANGYan1,
YOUMingHong2,BAIShiQie2
1.犆狅犾犾犲犵犲狅犳犔犻犳犲犛犮犻犲狀犮犲犪狀犱犜犲犮犺狀狅犾狅犵狔,犛狅狌狋犺狑犲狊狋犝狀犻狏犲狉狊犻狋狔犳狅狉犖犪狋犻狅狀犪犾犻狋犻犲狊,犆犺犲狀犵犱狌610041,犆犺犻狀犪;2.犛犻犮犺狌犪狀犌狉犪狊狊犾犪狀犱
犛犮犻犲狀犮犲犃犮犪犱犲犿狔,犆犺犲狀犵犱狌611731,犆犺犻狀犪
犃犫狊狋狉犪犮狋:Theobjectiveofthisstudywastoevaluatethenutritionalvalueofreedcanarygrassatdifferent
growthstagesusing犻狀狏犻狋狉狅gasproductionandtheCornelnetcarbohydrateandproteinsystem (CNCPS)
methods,andtocompareresultsfromthesetwomethods.The犻狀狏犻狋狉狅gasproductionmethodwasusedtode
terminegasproduction,fermentationparameters(a,b,c),drymatter(DM)digestibility,andthedegrada
第24卷 第9期
Vol.24,No.9
草 业 学 报
ACTAPRATACULTURAESINICA
2015年9月
Sep,2015
收稿日期:20140923;改回日期:20141103
基金项目:西南民族大学硕士“创新型项目”重点项目(编号:CX2014SZ77)和国家科技支撑计划(编号:2012BAD13B06)资助。
作者简介:陈光吉(1990),男,贵州遵义人,在读硕士。Email:cgjgz09@126.com
通讯作者Correspondingauthor.Email:wwwgch33@aliyun.com
tionratesofneutraldetergentfiber(NDF)andaciddetergentfiber(ADF)atheading,flowering,seedfiling
andmilkripegrowthstagesofreedcanarygrass.CNCPScomponentswerealsodeterminedforcomparisonof
thetwomethods.Thecumulativetotalgasproductionandtheavalue(122.68and4.46mL)attheflowering
stageweresignificantlyhigherthanthoseatotherstages,andtheytendedtodecreasefromtheheadingtomilk
ripestages.Similarly,DMdigestibilityanddegradationratesofNDFandADFattheheadingandflowering
stagesweresignificantlyhigherthanthoseattheseedfilingandmilkripestages.Asreedcanarygrassma
tured,thecrudeprotein(CP)andsolubleprotein(SOLP)contentstendedtodecrease,andweresignificantly
lowerattheseedfilingandmilkripestagesthanattheheadingandfloweringstagesNDF,ADFandacidde
tergentlignin(ADL)componentsincreasedwhiletheNDFinsolubleprotein(NDFIP)andADFinsolublepro
tein(ADFIP)generalydecreased.Thecarbohydrate(CHO)contentatthefilingandmilkripestageswassig
nificantlyhigherthanthatattheheadingandfloweringstages,whilesugarcontentinCHO (CA)andnon
structuralcarbohydrate(CNSC)contentswerehigherattheheadingandfloweringstages.Theunavailablefi
ber(CC)contentwasalsohigheratthemilkripestage.Theproteincomponent,thenonproteinnitrogen
(PA),andtheboundprotein(PC)showedsimilartrendstothoseofCAandCC.ThelevelsofCNSC,CA,
starch+nonstarchpolysaccharidefractions(CB1),CB2,PA,andlowdegradabilityprotein(PB3)levelsof
reedcanarygrassweresignificantlyorverysignificantlycorrelatedwiththegasproductionatdifferenttime
points.Therefore,thenutritionalvalueofreedcanarygrasswasthehighestatthefloweringstage,folowed
bytheheadingstage,filingstageandmilkripestageinthatorder.Theresultsfromthetwoevaluationmeth
ods,犻狀狏犻狋狉狅gasproductionandtheCNCPSmethod,werecloselycorrelated,suggestingthatitwasfeasibleto
estimateCNCPScomponentsofforagesusingthe犻狀狏犻狋狉狅gasproductionmethod.
犓犲狔狑狅狉犱狊:reedcanarygrass;growingperiods;犻狀狏犻狋狉狅gasproduction;CNCPS;nutritionalvalues
!
草(犘犺犪犾犪狉犻狊犪狉狌狀犱犻狀犪犮犲犪),又名草芦、园草芦,为禾本科!草属[1],是我国北方天然草地补播和环境条件
恶劣地区人工草地的优良牧草之一,适口性好,马、牛、羊等家畜喜食[2]。“川草3号”!草是1979年美国威斯康
辛大学绍尔教授考察川西北草地时馈赠给四川省草原科学研究院的牧草品种,经过长期的适应性观察和试验,
“川草3号”!草在地域辽阔,地形复杂,环境特殊的川西高原地区表现出适应性强(越冬率为97.5%)、高产(平
均鲜草产量为34764kg/hm2)、多抗(抗虫害、抗鼠害、耐瘠薄的综合评分为8.0分)等优良特性[3]。但是还没有
系统评价“川草3号”!草的营养价值的报道,而适宜的收割期是影响牧草营养价值和种子产量的关键因素之一,
因此,有必要开展不同生育期
!
草的营养价值评定的研究。
随着反刍动物饲料营养价值评定方法的不断发展,从德国人Henneberg和Stohmann于1862年提出的概略
养分分析方法到VanSoest在1964年建立的饲草洗涤剂分析体系,粗饲料的营养价值评定方法取得长足进步,
但这些仍为静态的化学分析方法,不能真实反映反刍动物对饲料的消化利用情况。近年来,尼龙袋技术、体外产
气法和康奈尔净碳水化合物和蛋白质体系(cornelnetcarbohydrateandproteinsystem,CNCPS)等动态的评定
方法的出现,为打破瘤胃“黑箱”,将化学养分分析和瘤胃发酵结合起来评定粗饲料的营养价值提供了新的思路。
其中,体外产气法具有分析方法简单、可大量测定、重复性好、与体内法具有高度相关性等优点,但这仅局限于瘤
胃部分的消化降解情况,未考虑瘤胃中食糜进入后消化道的养分消化和供应情况。而CNCPS法是根据反刍动
物瘤胃降解规律,对饲料碳水化合物和蛋白质进行了细致划分,其结果也可反映饲料在瘤胃的降解特性,更重要
的是,CNCPS可通过化学组分含量来预测反刍动物在特定日粮条件下的采食量、微生物蛋白(MCP)产量、小肠
中氨基酸供应量、代谢能摄入量等,最终可诊断日粮配方的合理性,并指导配方优化,是目前较先进的反刍动物营
养评价体系。在美国的肉牛和奶牛生产中已广泛采纳这个体系,效果显著,但由于CNCPS的测定指标较多,分
46 草 业 学 报 第24卷
析过程较复杂,故探究用上述两种方法评定牧草营养价值时是否具有相关性从而达到预测CNCPS组分含量的
目的具有现实意义。
目前,国内外学者做了大量产气法和CNCPS法评定粗饲料营养价值的研究[49],但将两者结合起来评定牧
草的营养价值并进行比较研究的报道较少。因此,本试验以“川草3号”!草为研究对象,运用产气法和CNCPS
分析方法评价其不同生育期的营养价值,以期为
!
草的适宜收割及合理利用提供参考,并探讨和比较产气法和
CNCPS法在牧草营养价值评定上相关性。
1 材料与方法
1.1 !草体外产气试验
1.1.1 !草样品的采集和处理  2013年3月至9月在四川省草原科学研究院红原人工牧草基地分别采集抽
穗期、开花期、灌浆期、乳熟期4个生育期的“川草3号”!草,每个生育期草样分别随机选取4个代表性样方,每
个样方1m2。采样时尽量避免叶子脱落,保持草株完整。采回的初级样品切短为2~3cm后在65℃下风干,粉
碎过1mm筛,放入密闭容器备用。
1.1.2 瘤胃液采集与处理  2013年11月在四川省青白江牦牛屠宰场选取3头体重相近(353±5.12)kg的
成年牦牛,屠宰后取瘤胃内容物,混合后用4层纱布过滤,封装后迅速带回实验室备用。
1.1.3 体外产气试验方法  参照Menke和Steingass[10]的方法配制人工唾液,然后加入1mL刃天青溶液,将
其置于39.5℃的恒温培养箱中,持续通入CO2 使溶液由蓝色变成无色,现配现用。将预先用39.5℃恒温水浴锅
保温的瘤胃液与人工唾液按1∶5(V/V)配成混合培养液,准确量取30mL混合培养液加入100mL玻璃注射
器,然后称取牧草样品(400±1)mg放入注射器中,每个样品3个重复,每个重复对应1只培养管,并设1个仅含
有培养液空白管做对照以减少系统误差。最后放入39~39.5℃的恒温培养箱中连续培养72h,分别记录3,6,
9,12,18,24,30,36,48,72h的产气量。
1.1.4 测定指标及计算方法  (1)产气量的计算,产气量(mL)=该时间段内培养管产气量(mL)-对应空白
管产气量(mL)。
(2)产气动力学参数,参照rskov和 McDonald[11]提出的数学模型:P=a+b(1-ect),将各样品在特定时间
点的产气量带入公式计算消化动力学参数a、b、c。
式中,P表示培养t时间点的产气量(mL),e表示自然对数,t表示培养时间(h);a表示饲料快速发酵部分产
气量(mL);b表示慢速发酵部分产气量(mL);c表示b的产气常数(mL/h);a+b为潜在产气量(mL)。
(3)发酵48h后DM消失率、NDF降解率、ADF降解率。
DM消失率(%)=(A-B)/A×l00
式中,A为发酵前样品DM重;B为发酵48h后残渣DM重。
NDF降解率(%)=(NDF前×A-NDF后×B)/NDF×A×100
式中,NDF前 为发酵前的NDF含量;NDF后 为发酵48h后NDF的含量。ADF降解率的计算方法与NDF降解
率的计算方法相同。
1.2 CNCPS组分测定试验
1.2.1 常规营养成分和CNCPS组分测定方法  干物质(DM)、粗蛋白质(CP)、粗脂肪(EE)和粗灰分(Ash)
的测定采用张丽英[12]方法进行测定。中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)、酸性洗涤木质素(ADL)、中
性洗涤不溶性蛋白(NDIP)和酸性洗涤不溶性蛋白(ADIP)按照VanSoest等[13]方法进行;可溶性蛋白质(SOLP)
按照Krishnamoorth等[14]方法测定;非蛋白氮(NPN)、淀粉(starch)的测定按照美国临床化学协会 (American
AssociationforClinicalChemistry,AACC)(1976)[15]方法进行。
1.2.2 CNCPS组分的计算方法  CNCPS组分的计算按照Sniffen等[16]提出的方法计算:
CHO(%DM)=100-CP(%DM)-EE(%DM)-Ash(%DM)
CC(%CHO)=100×[NDF(%DM)×0.01×Lignin(%NDF)×2.4]/CHO(%DM)
56第9期 陈光吉 等:利用体外产气法和CNCPS法对不同生育期!草营养价值的评价研究
CB2(%CHO)=100×[NDF(%DM)-NDFIP(%CP)×0.01×CP(%DM)-NDF
(%DM)×0.01×Lignin(%NDF)×2.4]/CHO(%DM)
CNSC(%CHO)=100-CB2(%CHO)-CC(%CHO)
CB1(%CHO)=starch(%NSC)×[100-CB2(%CHO)-CC(%CHO)]/100
CA(%CHO)=[100-starch(%NSC)]×[100-CB2(%CHO)-CC(%CHO)]/100
PA(%CP)=NPN(%SOLP)×0.01×SOLP(%CP)
PB1(%CP)=SOLP(%CP)-PA(%CP)
PB2(%CP)=100-PA(%CP)-PB1(%CP)-PB3(%CP)-PC(%CP)
PB3(%CP)=NDFIP(%CP)-ADFIP(%CP)
PC(%CP)=ADFIP(%CP)
式中,CA为碳水化合物(CHO)中糖类的含量,在瘤胃中可快速降解;CB1为CHO中淀粉和果胶含量,为中速降
解部分;CB2 是CHO中可利用纤维含量,为缓慢降解部分;CC为CHO中不可利用纤维含量,为 ADL含量×
2.4;CNSC为CHO中非结构性碳水化合物。PA为粗蛋白质(CP)中非蛋白氮含量;PB1、PB2、PB3 分别表示CP
中快速、中速、慢速降解真蛋白质含量;PC表示为CP中不可利用的或结合的蛋白质。Lignin为木质素,NDFIP
为中性洗涤不溶蛋白质,ADFIP为酸性洗涤剂不溶蛋白,NSC为非结构性碳水化合物。
1.3 统计分析
使用SPSS18.0软件中一般线性模型(GLM)程序进行方差分析,采用Duncan’s法进行多重比较;用非线性
回归参数估计程序求出产气动力学参数,用简单相关分析、多元线性回归和和一元线性回归程序分别求出相应参
数的相关性和回归方程。
2 结果与分析
2.1 不同生育期!草常规营养成分特点
由表1可看出,不同生育期!草主要营养成分差异较大。其中,抽穗期和开花期CP分别为10.83%和
10.79%,显著高于灌浆期和乳熟期(犘<0.05),SOLP呈现同样的趋势;但NPN、NDFIP、ADFIP也表现为抽穗
表1 不同生育期!草的常规营养成分(狀=8)
犜犪犫犾犲1 犆狅狀狏犲狀狋犻狅狀犪犾狀狌狋狉犻狋犻狅狀犪犾犮狅犿狆狅狀犲狀狋狊犻狀犱犻犳犳犲狉犲狀狋犵狉狅狑犻狀犵狆犲狉犻狅犱狅犳狉犲犲犱犮犪狀犪狉狔犵狉犪狊狊
干物质基础Drymatterbasis,%
项目
Items
抽穗期
Heading
stage
开花期
Flowering
stage
灌浆期
Filing
stage
乳熟期
Milkripe
stage
SEM
Standard
error

干物质 Drymatter(DM) 91.42d 92.30bc 93.55a 92.72ab 0.35 <0.001
粗蛋白Crudeprotein(CP) 10.83a 10.79a 8.65b 7.77c 0.23 <0.001
粗脂肪Etherextract(EE) 3.09a 2.69a 3.03a 4.38a 0.53 0.160
粗灰分Crudeash(Ash) 8.15a 8.17a 6.81b 6.38b 0.36 <0.001
中性洗涤纤维 Neutraldetergentfiber(NDF) 50.62b 50.95b 60.33a 64.22a 0.87 <0.001
酸性洗涤纤维 Aciddetergentfiber(ADF) 30.87b 29.55b 33.86a 35.97a 0.85 <0.001
非蛋白氮 Nonproteinnitrogen(NPN) 4.33a 4.46a 3.47b 3.06c 0.11 <0.001
可溶性蛋白Solubleprotein(SOLP) 6.11a 6.14a 5.22b 4.53c 0.19 <0.001
酸性洗涤木质素 Aciddetergentlignin(ADL) 3.15b 3.08b 4.52a 4.78a 0.13 <0.001
中性洗涤不溶蛋白 Neutraldetergentinsolubleprotein(NDFIP) 3.75a 3.59a 2.67b 2.59b 0.10 <0.001
酸性洗涤不溶蛋白 Aciddetergentinsolubleprotein(ADFIP) 1.89a 1.73a 1.25b 1.20b 0.08 <0.001
淀粉Starch 2.96a 3.39a 3.38a 3.67a 0.36 0.590
 注:同行数据后所标字母相异表示差异显著(犘<0.05)。下同。
 Note:Differentlettersinthesamerowmeansignificantdifferencebetweenthetreatments(犘<0.05).Thesameasbelow.
66 草 业 学 报 第24卷
期和开花期分别显著高于灌浆期和乳熟期(犘<0.05),这说明虽然抽穗期和开花期的CP含量较高,但是CP中
NPN、NDFIP、ADFIP含量高,即蛋白质品质低于灌浆期和乳熟期。此外,抽穗期和开花期的NDF、ADF和ADL
显著低于灌浆期和乳熟期(犘<0.05)。
2.2 不同生育期!草体外发酵产气特性
图1 不同生育期!草不同时间点体外产气规律
犉犻犵.1 犜犺犲犵犪狊狆狉狅犱狌犮狋犻狅狀狉狌犾犲狊狅犳犱犻犳犳犲狉犲狀狋犵狉狅狑犻狀犵
狆犲狉犻狅犱狊狉犲犲犱犮犪狀犪狉狔犵狉犪狊狊
不同生育期
!
草体外发酵的产气量及产气动力
学参数见表2,产气曲线如图1所示。从产气速率来
看,12h前抽穗期和开花期!草产气速率明显大于灌
浆期和乳熟期,随后从12~36h放缓;而灌浆期和乳
熟期
!
草均从12h后逐渐上升。产气参数方面,a以
开花期最高,即其快速发酵部分的瞬时产气量最高,为
4.46mL,其次为抽穗期(2.36mL)、灌浆期(-1.63
mL)和乳熟期(-5.99mL);而b则以乳熟期最高
(177.76mL),其次为灌浆期(166.45mL),说明两者
慢速发酵部分的产气量较高,这与图1呈现的产气曲
线规律一致。对于累计产气量,开花期显著高于其他
各生育期(犘<0.05),其次为乳熟期和抽穗期,两者差异不显著(犘>0.05),但均显著高于灌浆期(犘<0.05)。
DM消失率、NDF降解率、ADF降解率均表现为抽穗期和开花期分别显著大于灌浆期和乳熟期(犘<0.05)。因
此,综合来看,抽穗期和开花期表现出了较好的瘤胃降解特性。
表2 不同生育期!草不同时间点累计产气量、产气参数及48犺的犇犕、犖犇犉、犃犇犉降解率
犜犪犫犾犲2 犜犺犲犱犻犳犳犲狉犲狀狋犵狉狅狑犻狀犵狆犲狉犻狅犱狊狉犲犲犱犮犪狀犪狉狔犵狉犪狊狊’犮狌犿狌犾犪狋犻狏犲狋狅狋犪犾犵犪狊狆狉狅犱狌犮狋犻狅狀,狆犪狉犪犿犲狋犲狉狊狅犳犵犪狊狆狉狅犱狌犮狋犻狅狀
犪狀犱狋犺犲犱犲犵狉犪犱犪狋犻狅狀狉犪狋犲狅犳48犺犃犇犉犪狀犱犖犇犉犪狋犱犻犳犳犲狉犲狀狋狋犻犿犲狆狅犻狀狋狊
项目
Item
抽穗期
Headingstage
开花期
Floweringstage
灌浆期
Filingstage
乳熟期
Milkripestage
SEM 犘
3h(mL) 3.05b 4.03a 2.85c 2.50c 0.24 0.002
6h(mL) 22.10b 25.83a 19.73c 14.98d 0.62 <0.001
9h(mL) 30.13a 32.68a 24.63b 18.40c 0.81 <0.001
12h(mL) 35.43b 38.93a 28.10c 23.22c 0.98 <0.001
18h(mL) 50.43b 55.30a 39.42c 38.37c 1.20 <0.001
24h(mL) 55.15b 61.42a 50.25c 51.62c 1.85 0.004
30h(mL) 63.48c 67.92a 66.15a 63.58c 2.21 0.036
36h(mL) 69.63b 74.28a 73.05a 70.95b 2.18 0.029
48h(mL) 104.37a 103.43a 95.50b 99.90b 2.40 0.012
72h(mL) 117.38b 122.68a 113.75b 115.08b 2.83 0.022
a(mL) 2.36b 4.46a -1.63c -5.99d 0.29 0.017
b(mL) 164.90d 159.94c 166.45b 177.76a 3.20 0.042
a+b(mL) 167.26ab 164.40b 164.82b 171.77a 3.10 0.038
c(mL/h) 0.017a 0.018a 0.017a 0.017a 0.001 0.001
DM消失率 DMdisappearancerate(%) 53.37a 51.92a 43.34b 42.79c 1.02 <0.001
NDF降解率 NDFdegradationrate(%) 34.77a 33.68a 30.90b 30.88b 0.79 0.002
ADF降解率 ADFdegradationrate(%) 23.72b 26.33a 21.89c 20.96c 0.40 0.002
 注:a:饲料快速发酵部分产气量;b:慢速发酵部分产气量;a+b:潜在产气量;c:b部分的产气常数。
 Note:a:Thegasproductionproducedbythesectionoffastfermentation;b:Thegasproductionproducedbythesectionofslowfermentation;a+
b:Potentialgasproduction;c:Theconstantofgasproductioninbsection.
76第9期 陈光吉 等:利用体外产气法和CNCPS法对不同生育期!草营养价值的评价研究
2.3 不同生育期!草CNCPS组分特点
由表3可知,4个生育期!草的CNCPS组分呈现较大的差异。对于碳水化合物组分,灌浆期、乳熟期和开花
期的CHO含量显著高于抽穗期(犘<0.05);抽穗期和开花期CA和CNSC组分含量显著高于灌浆期和乳熟期
(犘<0.05),相反,CC含量则以灌浆期和乳熟期较高(犘<0.05)。蛋白质组分中,抽穗期和开花期的PA和PC
含量显著高于灌浆期和乳熟期(犘<0.05)。
2.4 !草体外产气量及相应降解率与CNCPS组分的相关回归关系
考察整个生育期
!
草的CNCP组分占DM 的含量与体外产气量相关性(表4)。可见,各生育期!草的CA
组 分含量分别与6,9,12,18h产气量及DM消失率、NDF降解率、ADF降解率呈极显著正相关(犘<0.01);CB1
表3 不同生育期!草犆犖犆犘犛组分含量
犜犪犫犾犲3 犜犺犲犆犖犆犘犛犮狅狀狋犲狀狋狅犳犱犻犳犳犲狉犲狀狋犵狉狅狑犻狀犵狆犲狉犻狅犱狊狉犲犲犱犮犪狀犪狉狔犵狉犪狊狊
干物质基础Drymatterbasis,%
项目
Items
抽穗期
Headingstage
开花期
Floweringstage
灌浆期
Filingstage
乳熟期
Milkripestage
标准误
Standarderror(SEM)

CHO 77.93bc 78.34ab 81.51a 81.48a 0.79 0.004
CA 28.75a 29.33a 21.09b 16.84c 0.92 <0.001
CB1 2.31a 2.66a 2.75a 2.99a 0.30 0.460
CNSC 31.06a 30.99a 23.85b 19.83c 0.85 <0.001
CB2 39.31b 39.97b 46.80a 50.17a 0.81 <0.001
CC 7.55b 7.38b 10.86a 11.47a 0.31 <0.001
PA 4.33a 4.46a 3.47b 3.06c 0.11 <0.001
PB1 1.78a 1.68a 1.75a 1.47b 0.13 0.038
PB2 5.30a 5.53a 4.24b 3.70b 0.19 <0.001
PB3 1.86a 1.86a 1.42b 1.40b 0.07 <0.001
PC 1.89a 1.73a 1.25b 1.20b 0.08 <0.001
表4 !草体外产气量及相应降解率与犆犖犆犘犛组分的相关系数
犜犪犫犾犲4 犜犺犲犮狅狉狉犲犾犪狋犻狅狀犮狅犲犳犳犻犮犻犲狀狋狅犳狉犲犲犱犮犪狀犪狉狔犵狉犪狊狊’犻狀狏犻狋狉狅犵犪狊狆狉狅犱狌犮狋犻狅狀犪狀犱犮狅狉狉犲狊狆狅狀犱犻狀犵
犱犲犵狉犪犱犪狋犻狅狀狉犪狋犲狑犻狋犺犆犖犆犘犛犮狅犿狆狅狀犲狀狋
项目Items
CNCPS组分CNCPScomponent
CA CB1 CNSC CB2 CC PA PB1 PB2 PB3 PC
Y3h 0.388 -0.037 0.396 -0.357 -0.475 0.530 0.011 0.261 0.326 -0.147
Y6h 0.747 0.093 0.784 -0.753-0.768 0.846 -0.174 0.402 0.488 -0.260
Y9h 0.838 0.046 0.872 -0.838-0.852 0.914 -0.204 0.379 0.571-0.303
Y12h 0.814 0.055 0.848 -0.807-0.851 0.904 -0.172 0.384 0.567-0.264
Y18h 0.807 0.003 0.834 -0.781-0.860 0.870 -0.196 0.375 0.550-0.273
Y24h 0.400 0.254 0.446 -0.363 -0.601 0.538 -0.040 0.188 0.459 0.011
Y30h -0.079 0.482 -0.020 0.089 -0.177 0.108 0.165 -0.072 0.281 0.259
Y36h -0.135 0.451 -0.082 0.175 -0.158 0.007 0.170 -0.099 0.251 0.249
Y48h 0.334 0.020 0.358 -0.254 -0.548 0.290 0.139 0.233 0.599 -0.048
Y72h 0.268 0.160 0.297 -0.196 -0.498 0.285 0.078 0.102 0.543 0.014
DM消失率 DMdisappearancerate 0.897 -0.162 0.906 -0.857-0.907 0.874 -0.067 0.570 0.631-0.431
NDF降解率 NDFdegradationrate 0.820 -0.220 0.819 -0.764-0.825 0.678 -0.163 0.435 0.570-0.255
ADF降解率 ADFdegradationrate 0.660 -0.030 0.678 -0.595-0.757 0.720 -0.159 0.402 0.450 -0.340
 注:表示犘<0.01,表示犘<0.05;Y表示体外产气量(mL)。
 Note: means犘<0.01, means犘<0.05;Yrepresents犻狀狏犻狋狉狅gasproduction(mL).
86 草 业 学 报 第24卷
组分则与30及36h产气量呈显著正相关(犘<0.05);
CNSC组分与6,9,12,18,24h产气量呈显著或极显
著正相关(犘<0.05或犘<0.01),与 DM 消失率、
NDF降解率、ADF 降解率呈极显著正相关(犘<
0.01);CB2 及CC组分与CNSC组分呈现相反的趋
势;除却30,36,48,72h外,PA组分与其他参数呈显
著或极显著的正相关(犘<0.05或犘<0.01);PB2 则
分别与12h产气量、DM 消失率、NDF降解率呈显著
或极显著的正相关(犘<0.05或犘<0.01);除3,30和
36h产气量外,PB3 组分与其他参数呈显著或极显著
的正相关(犘<0.05或犘<0.01);PC组分则仅与DM
消失率呈显著正相关(犘<0.05)。

!
草体外不同时间点累计产气量与CNCPS组
分进行回归分析,在达到显著水平基础上剔除变量后
得到了相应的最优回归方程,结果如表5所示。可见,
表5 !草体外产气量(犡)与犆犖犆犘犛组分(犢)的回归关系
犜犪犫犾犲5 犜犺犲狉犲犵狉犲狊狊犻狅狀狉犲犾犪狋犻狅狀狊犺犻狆狅犳狉犲犲犱犮犪狀犪狉狔犵狉犪狊狊’犻狀狏犻狋狉狅
犵犪狊狆狉狅犱狌犮狋犻狅狀(犡)犪狀犱犆犖犆犘犛犮狅犿狆狅狀犲狀狋(犢)
Y 回归方程 Regressionequation 犚2
CNSC 7.676+0.800X9h-0.753X30h+0.405X72h 0.968
CA 5.608+0.797X9h-0.901X30h+0.483X72h 0.969
CB1 1.973+0.147X30h-0.076X72h 0.644
CB2 50.964-0.584X9h+0.504X30h-0.208X72h 0.940
CC 19.269-0.218X18h 0.860
PA 2.654+0.107X9h-0.025X30h 0.934
PB3 -0.819+0.016X9h+0.017X48h 0.703
 注:X9h、X18h、X30h、X48h、X72h分别代表9,18,30,48,72h体外累计产
气量;犚2为回归方程的复相关性指数。
 Note:X9h,X18h,X30h,X48h,X72hrepresentthe犻狀狏犻狋狉狅accumulative
gasproduction(mL)at9,18,30,48,72htimepointrespectively;犚2re
presentsthemultiplecorrelationcoefficient.
表6 犆犖犆犘犛组分(犢)与犇犕消失率(犡1)、犖犇犉降解率(犡2)及犃犇犉降解率(犡3)的回归关系
犜犪犫犾犲6 犜犺犲狉犲犵狉犲狊狊犻狅狀狉犲犾犪狋犻狅狀狊犺犻狆狅犳狉犲犲犱犮犪狀犪狉狔犵狉犪狊狊’犆犖犆犘犛犮狅犿狆狅狀犲狀狋(犢)犪狀犱犇犕
犱犻狊犪狆狆犲犪狉犪狀犮犲狉犪狋犲,犖犇犉犪狀犱犃犇犉犱犲犵狉犪犱犪狋犻狅狀狉犪狋犲

回归方程 Regressionequation
DM消失率 DMdisappearancerate NDF降解率 NDFdegradationrate ADF降解率 ADFdegradationrate
CA -24.98+103.023X1 -56.918+249.389X2 -12.353+158.762X3
犚2 0.897 0.820 0.660
CB1 3.771-2.311X1 5.374-8.300X2 2.862-0.885X3
犚2 0.658 0.320 0.225
CNSC -21.190+100.671X1 -51.487+240.916X2 -9.457+157.735X3
犚2 0.906 0.819 0.678
CB2 67.835-68.307X1 96.7902-161.358X2 67.109-99.479X3
犚2 0.857 0.764 0.595
CC 26.616-36.235X1 37.727-87.342X2 23.935-63.368X3
犚2 0.907 0.825 0.757
PA -1.787+11.695X1 -4.005+24.016X2 -0.858+20.180X3
犚2 0.874 0.678 0.72
PB1 0.913-0.564X1 1.834-3.646X2 1.298-2.813X3
犚2 0.67 0.363 0.359
PB2 -2.319+8.351X1 -3.822+16.899X2 -1.174+12.349X3
犚2 0.57 0.435 0.402
PB3 -0.156+3.055X1 -1.079+7.320X2 0.251+4.570X3
犚2 0.631 0.570 0.450
PC 17.313-18.063X1 17.863-28.311X2 15.573-29.865X3
犚2 0.432 0.255 0.340
 注:X1、X2、X3分别代表DM消失率、NDF降解率、ADF降解率。
 Note:X1,X2,X3representDMdisappearancerate,NDFandADFdegradationraterespectively.
96第9期 陈光吉 等:利用体外产气法和CNCPS法对不同生育期!草营养价值的评价研究
除了PB1 和PB2 以外,其他组分与相应时间点的累计产气量成较强的回归关系,因此,在用体外产气法来评价牧
草的营养价值时,同时预测其CNCPS组分的含量是可行的。
此外,用一元线性回归方法拟合体外发酵后
!
草的DM消失率、NDF降解率和ADF降解率与CNCPS组分
的回归方程(表6)。从复相关性指数(犚2)可看出,单个体外发酵降解率值与相应的CNCPS组分没有显示出显著
的线性回归关系,同时说明瘤胃降解饲料过程的复杂性,是多种因素共同作用的结果,需要综合考虑。
3 讨论
3.1 不同生育期!草常规营养成分
诸多研究表明,不同生育期饲草养分差异较大。牧草越幼嫩适口性越好,主要养分如CP含量越高,且木质
化程度越低,可溶性碳水化合物越大,但同时干物质产量较低[1719],本试验结果与其一致。随着
!
草生育期的延
长,抽穗期到乳熟期CP含量逐渐降低,NDF、ADF和ADL含量有明显的递增趋势,其中开花期!草DM含量为
92.30%,显著高于抽穗期的91.42%(犘<0.05),而CP含量(10.79%)与抽穗期(10.83%)差异不显著(犘>
0.05),一方面表明开花期!草水分含量较低则饲用价值高于抽穗期,另一方面,开花期!草的CP含量与宋中齐
等[20]报道的开花期多花黑麦草(犔狅犾犻狌犿犿狌犾狋犻犳犾狅狉狌犿)的CP含量(10.20%)相近,而NDF和 ADF含量分别为
50.95%和29.55%,低于多花黑麦草的51.80%和31.35%,表明开花期!草的营养价值高于我国南方地区应用
较多的优质牧草—多花黑麦草[21],且
!
草在川西北较强的适应能力,因此具有广阔的开发利用价值。但是,本试
验发现NDFIP和ADFIP含量随着!草生育期的推移呈递减趋势,即生育早期CP成分中难以利用的蛋白含量
高于生育晚期,且碳水化合物中淀粉含量有递增的趋势,这表明,在评价粗饲料营养价值时,静态的指标评价方式
(如CP的绝对含量)显现出了局限性,不能反映CP中能在瘤胃中快速降解和慢速降解哪部分比重是多大,也不
能反映不可利用部分的比重多大,需要根据反刍动物消化生理特点来进行动态地综合评价。
3.2 不同生育期!草体外产气特性
产气法是基于饲料样品在人工瘤胃液消化所产生的气体的比例来评估有机物消化率的快速方法,能较地好
模拟瘤胃发酵过程,预测饲料消化率[22],但产气量并不能直接衡量饲料之间的降解程度,还需要结合DM 消失
率、NDF降解率等指标综合评定其营养价值[10]。本试验中,抽穗期和开花期!草72h体外累计产气量、产气参
数a、NDF降解率、ADF降解率均高于灌浆期和乳熟期,即从开花期开始,随着生育期的延长,!草在瘤胃内快速
发酵部分含量逐渐降低,且随着NDF和ADF含量的增加,产气量有降低的趋势,这与汤少勋等[23]报道的粗饲料
燕麦秸秆体外产气量与其NDF和ADF含量呈显著的负相关的结果一致。对于抽穗期和开花期,两者DM消失
率、NDF降解率、ADF降解率差异不显著(犘>0.05),但后者产气参数a显著大于前者(犘<0.05),表明开花期
!
草碳水化合物组分中快速发酵部分较高,品质较好,这与本试验中产气速率规律及开花期CNCPS组分中CA
组分含量数值高于抽穗期的结果相吻合。同样,灌浆期
!
草的碳水化合物组分品质要高于乳熟期。因此,体外产
气试验表明,开花期
!
草营养价值高于抽穗期,其次为灌浆期,最后为乳熟期。
3.3 不同生育期!草CNCPS组分特点及与体外产气量的相关回归关系
目前,CNCPS分析方法在牧草上的应用已有较多报道[8,2425],并一致认为,CNCPS分析方法能够全面地反
映饲料的营养价值和反刍动物对饲料利用的情况,对饲料营养价值的评定更精确。本试验中,不同生育期
!

CNCPS组分含量差异较大,CHO组分中,灌浆期和乳熟期的CHO含量高于抽穗期和开花期,而CA和CNSC
含量则相反,且CC含量同样以灌浆期与乳熟期较高;蛋白质组分中,PA与CA及CC与PC组分呈现同样的趋
势。这可能由于随着牧草现蕾后,牧草叶片逐渐老化,茎叶比增加,细胞壁成分增加,细胞内容物逐渐减少,草株
木质素和结构性支持物增加,CP迅速下降,部分蛋白成分还与不可利用的纤维部分结合所致[26]。
对于粗饲料CNCPS组分与体外产气量的相关回归关系,隋美霞[27]研究了苜蓿(犕犲犱犻犮犪犵狅狊犪狋犻狏犪)、羊草
(犔犲狔犿狌狊犮犺犻狀犲狀狊犻狊)、稻草、青贮玉米秸等几种粗饲料的CNCPS组分与体外产气量的相关回归关系,结果表明,
粗饲料PA、PB1、PB2、CA、CB1、CB2 组分与相应时间点体外产气量有显著的相关性,并建立和验证了这几种组分
与产气量的回归模型,认为运用不同时间点的产气量与各饲料养分的回归模型来估测粗饲料的CNCPS的组分
07 草 业 学 报 第24卷
含量是可行的。本研究结果表明,不同生育期
!
草CNSC、CA、CB1、CB2、PA、PB3 组分含量与不同时间点产气量
呈显著或极显著的相关性(犘<0.05或犘<0.01),并建立和优化出了这几个组分与9,18,30,48,72h体外产气
量的回归模型,这与上述报道有所差异,可能与试验材料和条件不同有关。另外,本试验条件下发现,体外发酵后
DM消失率、NDF和ADF的降解率与CNCPS组分无强回归关系,这可能与NDF和ADF和CNCPS的分析方
法差异所致。
综上所述,不论是产气法还是用CNCPS的分析方法来评定粗饲料的营养价值,都是利用反刍动物瘤胃微生
物的生物学规律来评价饲料的有效组分含量和可利用程度,因此两者具有相关性是可预见的,CNCPS分析方法
虽然较精确和系统化,但因指标较多而费时费力,而在本试验发现,用产气法建立回归模型来估测CNCPS组分
是可行的,具有现实意义。
4 结论
1)不同生育期!草营养成分差异较大,开花期!草营养价值最高,其次为抽穗期、灌浆期和乳熟期,产气法和
CNCPS分析法的评价结果一致。2)!草CNCPS组分中,CNSC、CA、CB1、CB2、PA、PB3 含量与体外产气量呈显
著或极显著的相关性,用体外产气量和CNCPS组分含量建立回归模型来估测牧草CNCPS组分是可行的。
犚犲犳犲狉犲狀犮犲狊:
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