全 文 ：第 17 卷 第 1 期
Vol. 17 No . 1
草 地 学 报
ACTA AGRESTIA SINICA
2009 年 1 月
Jan. 2009
不同生育期豆科饲用灌木碳水化合物
含量及对体外消化率的影响
文亦芾1 , 曹国军1 , 毛华明1, 张英俊2
( 1.云南农业大学动物科学技术学院, 云南 昆明 650201; 2.中国农业大学动物科技学院,中国 北京 100094)
摘要: 为充分利用云南省豆科饲用灌木资源, 通过对云南省几种主要豆科饲用灌木不同生育期碳水化合物含量和体
外消化率的动态变化分析结果表明:同一生育期各灌木 NFC 含量差异显著( P< 0. 05) ; 假大青兰 ( I ndig of era g ale-
go ides DC. )和树苜蓿( Chamaecy tisus palmensis ( Chr ist) ) NDF 含量在营养期、开花期、结荚期和枯黄期含量均较
高,较低的是银合欢 ( Leucaona leucocoochala ( L am. ) ) ; ADF 含量平均值较高是假木豆 ( Dendrolobium tr iangular e
( Retz. ) ) ( 375 g / kg DM) , 较低为银合欢( 200 g/ kg DM ) ; ADL 含量在同一生育期差异显著( P < 0. 05) ; IVOMD 和
IVDMD与 NDF、ADF、ADL 呈极显著负相关( P< 0. 01) , 而与 NFC 呈极显著正相关关系( P< 0. 01)。
关键词: 碳水化合物含量; 体外消化率;豆科饲用灌木
中图分类号: S54 文献标识码: A 文章编号: 1007-0435( 2009) 01-0101-05
Effect of Carbohydrate Content on In Vitro Digestibility of Leguminous
Shrub Forage in Different Growth Stages
WEN Y-i fei
1
, CAO Guo-jun
1
, MAO Hua-ming
1
, Zhang Ying- jun
2
( 1. College of An imal S cien ce, Yunnan Agricul tu ral Un iversity, Kunming, Yunnan Provin ce 650201, C hina;
2. College of Animal Science and T ech nology, C hina Agricultural U niver sity, Beijing 100193, Chin a)
Abstract: In or der to make full use of leguminous forage shr ub resour ces in Yunnan Prov ince, the dynam-
ics of carbohydrate content and in vit ro digest ibility w ere studied of sev eral major legum inous shrubs at dif-
ferent g row th stag es. The r esults show that the non f ibrous car bohydrate ( NFC ) contents of different
shrubs at the same g row th stage w ere signif icantly dif ferent ( P< 0. 05) ; neut ral detergent fibre ( NDF)
content o f I ndigof er a galegoid es DC. and Chamaecy t i sus palmensi s ( Christ ) F . A . Bisby & K. W. N-i
cholls [ ex cluded] in vegetat ive stag e, f low ering stage, podding stage, and w ithering stag e w er e high, but
low w as that of L eucaona leucocoochala ( Lam. ) de Wit ; acid deterg ent fibre ( ADF) content of Den-
drolobium triangulare ( Retz. ) Schindl. w as high ( 375g kg-1 DM ) but lower for the L . leucocep hala
( 200g kg-1 DM) ; aced detergent lignin ( ADL) content in the same g row th stage w as signif icant ly different
among different shrubs ( P< 0. 05) ; in vit ro org anic mat ter digest ibility ( IVOMD) and in v it ro dr y mat ter
digest ibility ( IVDMD) had a very signif icant ly negat ive cor relat ion w ith NDF, ADF, and ADL ( P <
0. 01) , while v ery signif icant po sit ive co rrelat ion w ith NFC ( P< 0. 01) .
Key words: Carbohydrate content ; In vit ro digest ibility; Leguminous shrub forag e
饲料碳水化合物是反刍动物能量的主要来源,
其功能是为瘤胃微生物和动物提供能量, 同时维护
肠道健康。饲料碳水化合物分为结构性碳水化合物
和非结构性碳水化合物。非结构性碳水化合物
( NFC)主要包括单糖、淀粉、有机酸和其他贮存性
碳水化合物(例如果糖、蔗糖等) ;而结构性碳水化合
物( SC)的组成主要是纤维素、半纤维素、木质素,生
产上使用的指标主要是中性洗涤纤维( NDF)、酸性
洗涤纤维( ADF)和酸性洗涤木质素( ADL)。其中
NDF 含量与饲料干物质消化率呈负相关,直接影响
收稿日期: 2008-05-12;修回日期: 2008- 11-13
基金项目:云南省自然科学基金项目( 2002C00201)、云南省科技攻关项目( 2004NG04)、国家 十一五科技支撑项目( 2006BAD16B07)
作者简介:文亦芾( 1972- ) ,女,副教授,博士,主要从事草地资源与环境方面的研究, E-mail: yif eiw 2005@ yahoo. com. cn
草 地 学 报 第 17卷
反刍动物的瘤胃功能、咀嚼时间、唾液分泌量和乳脂
率, 而 ADF 含量则直接影响饲料干物质进食
量[ 1, 2]。云南省植物资源十分丰富, 豆科灌木生长
快、易吸收,是理想的植物蛋白质资源, 研究开发豆
科饲用灌木对于充分利用云南省山地草场和开发饲
料资源具有重要意义。本试验通过云南省几种主要
豆科饲用灌木不同生育期碳水化合物含量的动态变
化分析,对其营养价值进行评定,利用体外消化率确
定其潜在的饲用价值, 以期为充分利用豆科灌木资
源,改善云南草地畜牧业饲养水平提供理论依据及
技术支持。
1 材料与方法
1. 1 试验区自然状况
采样地点位于昆明市小哨示范牧场。地处 25
21 N, 10258E, 海拔 1500~ 2800 m 之间, 属高原
山地季风气候。年均温 13. 4 ,最热月( 7月)平均
气温 19. 7 。年均降水量990 mm ,主要集中在6~
10月,占全年的 82% 。蒸发量 2033. 7 mm ,相对湿
度 73. 9% ;日照数年均 2445. 6 h,日照率 56%。全
年无霜期在 240 d 以上。土壤为山地红壤, pH 值
5. 5。原生草本植被以野古草 ( A rund inel la hu-
beiensi s D. M . Chen)、扭黄茅( H eter op ogon cont-
or tus ( L . ) Beauv. ex Roem. et Schult. )和白茅
( Imperata cy l indr ical ( L . ) Beauv. )等占优势。
1. 2 样品采集
2007年对每种灌木按不同生育期进行采样。
供试材料为多花木兰 ( I nd igof era amblyantha
Cr aib)、银合欢( L eucaena leucocephala ( Lam . ) de
Wit)、木豆( Caj anus caj an ( L . ) M illsp. )、假木豆
( Dendrolobium tr iangular e ( Retz. ) Schindl. )、假
大青兰 ( I ndigof er a galegoides DC. ) 和树苜蓿
( Chamaecy ti sus palmensi s ( Chr ist ) F. A. Bisby &
K. W. Nicholls [ excluded] )。采样部位为嫩枝叶。
每次采鲜样 1 Kg , 在自然条件下阴干到一定的程
度,带回实验室在 65 条件下烘干至恒重。把样品
全部粉碎并通过 2. 5 mm 筛孔,用自封袋封装,保存
于干燥器中。灌木各生育期采集时间见表 1。
1. 3 测定指标及方法
范氏中性洗涤纤维 ( neut ral deterg ent f ibre,
NDF)、酸性洗涤纤维( acid detergent fibre, ADF)、
表 1 灌木各生育期采集时间 月/日
T able 1 Sampling time during differ ent g rowt h
stag es of shrubs ( Month/ Day )
灌木品种
Species
营养期
Vegeta tive
st age
开花期
F lowering
stag e
结荚期
Podding
stag e
枯黄期
Withering
stag e
多花木兰 I . amblyantha 3/ 25 5/ 28 6/ 25 11/ 23
木豆 C. caj an 8/ 25 4/ 25 5/ 25 6/ 25
假木豆 D. tr iangulare 6/ 25 8/ 25 9/ 25 10/ 28
银合欢 L. l eucocoochala 4/ 25 5/ 25 6/ 25 8/ 20
假大青兰 I . gal eg oides 6/ 25 8/ 25 9/ 25 10/ 28
树苜蓿 Ch. palmensis 6/ 25 8/ 25 9/ 25 10/ 28
酸性洗涤木质素( acid deterg ent lignin, ADL)、非
结构性碳水化合物 ( non fibrous carbohydrate,
NFC)测定方法参照饲料分析及饲料质量检测技
术和 Licit ra等描述的方法[ 3, 4] ;体外干物质消化率
( in vitr o dry matter dig estibility , IVDMD)和体外
有机物消化率 ( in vit ro organic matter digestibility,
IVOMD) 测定采用 Tilley 和Terry 两步法[5, 6]。
1. 4 数据统计与分析
实验数据运用 SPSS( 13. 0版)和 EXCEL 进行
统计分析。各组数据以平均值( X) 标准差( SD)表
示。
2 结果与分析
2. 1 非纤维性碳水化合物(NFC)
从表 2看出, NFC 含量同一生育期各灌木间
差异显著( P< 0. 05)。各灌木 NFC 的含量变化范
围为 87. 7 g / KgDM (木豆的结荚期) ~ 399. 9 g/ Kg-
DM (多花木兰的枯黄期) ; 平均含量由高到低依次
是多花木兰 ( 370. 6 g/ KgDM )、银合欢 ( 344. 1 g/
KgDM)、树苜蓿 ( 245. 2 g/ KgDM )、假木豆( 206. 6
g / KgDM )、假大青兰 ( 156. 6 g / KgDM ) 和木豆
( 136. 8 g/ KgDM )。
2. 2 中性洗涤纤维(NDF)和酸性洗涤纤维( ADF)
从表 2看出, 木豆 NDF 含量呈现为营养期高、
开花期低、结荚期高、枯黄期低的倒 N 型变化;其余
灌木均呈升高或下降的线形变化。除了树苜蓿、银
合欢外,其余灌木 NDF 含量在不同生育期间差异
显著( P< 0. 05) ,同一生育期不同灌木间 NDF 含量
差异显著 ( P < 0. 05)。木豆、假大青兰和树苜蓿
NDF 含量在营养期、开花期、结荚期和枯黄期含量
都较高,较低的是银合欢。
102
第 1期 文亦芾等:不同生育期豆科饲用灌木碳水化合物含量及对体外消化率的影响
表 2 灌木不同生育期营养价值测定( g kg- 1 DM)
Table 2 Nutr itiv e value of shrub at different gr ow th stag es, g kg - 1 DM
指标
Index
灌木种类
Species
营养期
Vegetat ive stag e
开花期
Flow ering stage
结荚期
Podding stage
枯黄期
With ering stage
NDF 多花木兰 I. amblyantha 395 15. 4c 387 14. 6c 380 13. 9c 322 14. 9d
木豆 C. caj an 502 21. 1b 502 21. 1b 536 25. 4a 456 26. 9a
假木豆 D. t riangu lar e 517 27. 1a 475 29. 3b 460 15. 1b 451 20. 1a
银合欢 L . l euc oc oochala 258 11. 4 d 274 12. 3d 260 11. 6d 229 12. 9c
假大青兰 I. ga leg oid es 504 22. 8b 496 29. 6a 461 26. 2b 452 27. 4a
树苜蓿 Ch. p almensi s 492 21. 9b 484 19. 4a 465 23. 2b 457 26. 2a
ADF 多花木兰 I. amblyantha 308 18. 1b 298 16. 5b 303 15. 3b 229 15. 1c
木豆 C. caj an 316 16. 3b 309 15. 4b 296 16. 4b 256 12. 1b
假木豆 D. t riangu lar e 441 24. 7a 368 19. 6a 351 13. 6a 340 18. 9a
银合欢 L . L eucocoochala 196 11. 7 d 220 15. 4d 210 16. 4d 175 14. 6e
假大青兰 I. ga leg oid es 269 17. 3c 252 11. 2c 240 15. 3c 236 13. 7bc
树苜蓿 Ch. p almensi s 315 17. 7b 256 13. 6c 198 11. 4e 190 9. 6d
ADL 多花木兰 I. amblyantha 146 8. 3 b 138 7. 5b 129 8. 9b 104 8. 4d
木豆 C. caj an 127 7. 6c 109 6. 7c 74 6. 4d 112 6. 9c
假木豆 D. t riangu lar e 84 4. 6 d 114 6. 7c 129 5. 1b 132 6. 4b
银合欢 L . l euc oc oochala 55 3. 9e 51 3. 1d 49 3. 6e 46 4. 9e
假大青兰 I. ga leg oid es 234 10. 4a 206 11. 7 a 217 12. 4a 237 10. 1a
树苜蓿 Ch. p almensi s 143 6. 7 b 118 7. 0bc 116 7. 1c 109 7. 0d
NFC 多花木兰 I. amblyantha 375. 2 19. 1a 359. 5 20. 6a 344. 7 19. 4a 399. 9 17. 7a
木豆 C. caj an 118 7. 6e 168. 4 8. 9d 87. 7 4. 3d 176. 6 12. 1e
假木豆 D. t riangu lar e 139. 6 6. 7 d 208. 2 14c 255. 3 12. 8b 223. 1 11. 6 d
银合欢 L . l euc oc oochala 338. 5 13. 6b 357. 7 19. 6a 354. 9 14. 9a 325. 3 19. 1b
假大青兰 I. ga leg oid es 100. 9 6. 8f 159 9. 1d 155. 3 8. 3c 211. 2 11. 6c
树苜蓿 Ch. p almensi s 203. 1 12. 1c 267. 7 192b 248. 2 14. 6b 261. 9 13. 6 d
注:同列中具有不同标记字母的差异显著( P< 0. 05)
Note: M ean s with dif f erent let ters in the same column for a given in dex are signif icant ly diff er ent at th e 0. 05 level
银合欢 ADF 含量呈营养期低、开花期高、结荚期
高、枯黄期低的塔型变化; 多花木兰呈营养期高、开
花期低、结荚期高、枯黄期低的 N 字型变化;其余灌
木均呈升高或下降的线形变化。假木豆 ADF 含量
平均值较高( 375 g/ kg DM ) , 较低为银合欢( 200 g/
kg DM)。
2. 3 酸性洗涤木质素(ADL)
从表 2看出, 同一灌木不同生育期 ADL 含量差
异显著( P< 0. 05) , 木豆 ADL 含量呈营养期高、开
花期低、结荚期低、枯黄期高的 V 型变化;假大青兰
ADL 含量呈营养期高、开花期低、结荚期高、枯黄期
高的 V 型变化; 假木豆随生育期推移而呈线形递
增,其余灌木均随生育期推移呈现为线形递减。其
中木豆各个生育期间变化较大, 同一生育期各灌木
间 ADL 含量差异显著( P< 0. 05) , 较高为假大青兰
( 222 g/ KgDM ) ,较低为银合欢( 50 g/ KgDM )。
2. 4 体外干物质消化率( IVDMD)和体外有机物消
化率( IVOMD)
从表 3可以看出, 同一生育期不同灌木间体外
干物质消化率( IVDMD)差异显著 ( P < 0. 05)。同
一生育期不同灌木间体外有机物消化率( IV OMD)
差异显著( P< 0. 05)。多花木兰、木豆、假木豆、假
大青兰的 IVDMD和 IVOMD含量随着生育期而逐
渐升高。
2. 5 体外消化率的相关分析
从表 4可以看出体外干物质消化率 IVDMD与
NDF、ADF 和 ADL 的含量呈极显著负相关 ( P<
0. 01) ; 且相关系数绝对值大于 0. 8, 即饲料的 IVD-
MD随 NDF、ADF 和 ADL 含量的升高而降低, 这
与冯仰廉、莫放等研究结果相同[ 7]。 IVDMD 与
NFC呈极显著正相关( P< 0. 01)。体外有机物消化
率 IVOMD与NDF、ADF和ADL呈极显著负相关
103
草 地 学 报 第 17卷
表 3 灌木不同生育期体外干物质消化率和体外有机物消化率( g/ kg DM为基础)
Table 3 Value o f IVDMD and IVOMD of shrubs in differ ent developmental stages( g / kg DM)
灌木品种
Sp ecies
营养期
Vegetat ive stage
开花期
Flow ering stage
结荚期
Seedpot s tage
枯黄期
With ering stage
体外干物质消化率 IVDMD
多花木兰 I . ambly antha 473 15. 5b 501 18. 3b 517 16. 8b 597 20. 9b
木豆 C. caj an 436 15. 7c 480 14. 1bc 487 13. 8d 523 19. 8c
假木豆 D. tr iang ulare 465 21. 9b 515 18. 5b 526 23. 5b 537 24. 1c
银合欢 L . le ucocoochala 701 25. 6a 711 15. 6a 720 25. 6a 749 24. 9a
假大青兰 I . g alegoide s 364 11. 9d 370 11. 7c 434 16. 5e 454 15. 2d
树苜蓿 Ch. pa lmensi s 442 14. 9c 479 11. 4c 466 13. 7de 459 15. 3d
体外有机物消化率 IVOM D
多花木兰 I . ambly antha 551 21. 2d 579 20. 6 c 562 19. 3d 620 21. 4e
木豆 C. caj an 592 20. 1c 620 20. 5 b 630 19. 6c 673 11. 2d
假木豆 D. tr iang ulare 550 18. 1d 639 19. 6 b 647 20. 1c 652 17. 8c
银合欢 L . le ucocoochala 893 24. 4a 884 25. 8 a 904 26. 4a 912 27. 7a
假大青兰 I . g alegoide s 426 13. 1e 452 12. 4 d 467 16. 8e 570 19. 1e
树苜蓿 Ch. pa lmensi s 678 21. 1b 643 25. 2 b 725 18. 9b 711 23. 9b
注:同列中具有不同标记字母的差异显著( P< 0. 05)
Note: M ean s with dif f erent let ters in the same column for IVDMD or IVOMD are signif icant ly diff er ent at the 0. 05 level
( P< 0. 01) ; 且相关系数绝对值大于0. 8, 即饲料的
IV OMD随 NDF、ADF 和 ADL 含量的升高而降低,
这与冯仰廉、莫放等研究结果相同[ 7] 。IV OMD 与
NFC 呈极显著正相关( P< 0. 01)。
表 4 饲料成分与体外消化率之间的相关分析
Table 4 Corr elation analysis between feedstuff
content and in vitro dig estibility
中性洗
涤纤维
NDF
酸性洗
涤纤维
ADF
酸性洗
涤木质素
ADL
非纤维性
碳水化合物
NFC
体外干物质消化率
IVDMD
- 0. 856** - 0. 819** - 0. 832** 0. 637**
体外有机物消化率
IVOMD
- 0. 816** - 0. 832** - 0. 812** 0. 543**
注: ** 表示极显著相关( P< 0. 01)。
Note: ** in dicates the signif icant correlat ion at the 0. 01 level
3 讨论
非纤维碳水化合物( NFC) 占反刍动物日粮干
物质的 20% ~ 45% [ 8]。本试验中 NFC 含量较高的
是多花木兰,平均含量达 370. 6 g/ KgDM ,而木豆的
含量较低为 136. 8 g/ KgDM。对于精粗比为 60
40甚至粗料更少的日粮, 40% ~ 45%的 NFC 最为
合适。饲喂适当水平的 NFC 既能提高乳脂率又能
提高乳蛋白率。而过度饲喂, 则会降低0. 1%乳脂
率,甚至更多, 乳蛋白率降低至 0. 2% ~ 0. 3%。为
了给高产奶牛或泌乳高峰期奶牛提供所需的能量,
常常减少配合日粮粗纤维的比例,增加非纤维性碳
水合物的含量。随着非纤维性碳水化合物含量的提
高,日粮在瘤胃中发酵, PH 值下降, 促进丙酸的合
成,乙酸和丁酸的比例相应下降,奶产量和乳蛋白的
含量会相应提高[ 9] 。
对于牧草而言, 如果酸性洗涤纤维在中性洗涤
纤维中占的比例大,说明纤维素和木质素含量高,半
纤维素含量低。中性洗涤纤维能被动物部分利用,
被利用的程度与采食量有关。中性洗涤纤维含量越
低,动物的采食量越高,中性洗涤纤维被利用的程度
越高。酸性洗涤纤维很难被动物消化, 酸性洗涤纤
维与动物的消化率有关, 含量越高, 消化率越
低[ 1 0, 11]。本研究中银合欢有较低 NDF 与 ADF, 表
明其含有更多的可溶性成分,相应的动物对银合欢
的消化利用率也较高。在奶牛日粮干物质中最低酸
性洗涤纤维为 19% ~ 21%,中性洗涤纤维不能低于
26%~ 28%, 如低于这些水平, 奶牛会面临低乳脂
率、酸中毒、体况较差的危险 [ 12]。
4 结论
4. 1 NDF、ADF 和 ADL 随着生育期的变化含量变
化不一致。各灌木 NFC的含量变化范围为 87. 7 g/
KgDM(木豆的营养期) ~ 399. 9 g / KgDM (多花木
兰的枯黄期) ; 平均含量由高到低依次是多花木兰
( 370. 6 g/ KgDM )、银合欢 344. 1 g/ KgDM、树苜蓿
245. 2 g/ KgDM、假木豆 206. 6 g/ KgDM、假大青兰
156. 6 g/ KgDM、木豆 136. 8 g/ KgDM。综合各项
指标评价,银合欢属于优质蛋白饲料,假木豆和木豆
属于中等蛋白饲料,最差的是树苜蓿、多花木兰和假
104
第 1期 文亦芾等:不同生育期豆科饲用灌木碳水化合物含量及对体外消化率的影响
大青兰,纤维成分含量高,适口性差。
4. 2 运用两步法测得的 IVDMD 和 IVOMD 四个
生育期间变化基本一致。IV OMD 和 IVDMD 与
NDF、ADF、ADL 呈极显著负相关( P < 0. 01) , 且
相关系数绝对值大于 0. 8, 即饲料的 IVOMD 和
IVDMD 随 NDF、ADF、ADL 含量的升高而降低; 而
与 NFC 呈极显著正相关( P< 0. 01)。
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(责任编辑 李 扬 梁艳萍)
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