全 文 :文章编号: 1007-0435( 2004) 02-0132-04
牧草、玉米青贮和作物秸秆营养价值的洗涤剂法评定
杨云贵, 龙明秀, 王 莺, 江中良
(西北农林科技大学动物科技学院, 陕西杨凌 712100)
摘要: 以豆科牧草苜蓿、毛苕子,禾本科牧草草芦、多花黑麦草,玉米青贮及小麦秸、玉米秸为试验材料 ,用 Van-Soest 洗
涤剂法对中性洗涤溶解物( NDS)、半纤维素( HF )、纤维素( F)、酸性洗涤木质素( ADL )及酸不溶灰分( AIA )等成份进行
测试, 结果表明: 豆科牧草的 NDS 平均含量为 73% , F 与 HF 含量之和平均为 23% ,而 ADL 平均含量为 0. 2% ; 其次为
禾本科牧草, 其 NDS 平均为 38% , HF 与 F 含量之和平均为 59% , ADL 平均含量为 0. 5% ; 玉米青贮的 NDS 含量为
42% , F 与 HF 含量之和为 41% , 而 ADL 含量为 3% ; 秸秆类饲料的 NDS 平均含量为 28% , F 与 HF 含量之和平均为
62% ,而 ADL 平均含量为 6% ,其中小麦秸 NDS 含量仅为 23% ,尽管其 F 与 HF 含量为 65% ,但 ADL 含量高达 9%。
关键词: 草原学; 洗涤剂法; 牧草; 青贮; 秸秆; 营养价值
中图分类号: S816. 15 文献标识码: A
Evaluation on the Nutrition Value of Forage, Silage Corn and
Straw Using Van-Soest Method
YANG Yun-gui, LONG M ing-x iu, WANG Ying , JIANG Zhong-liang
( College of An imal S cience and Tech nology, N orthwest Sci-tech Un ivers ity of Agriculture and Fores t ry, Yangling , S haanx i 712100, China)
Abstract: The neutral detergent solut ion ( NDS) , half f iber ( HF) , f iber ( F) , acid deterg ent lignin ( A DL) and
acid insulat ion ash ( AIA ) of alfalfa, hair y vetch, reed canary grass, Italian ry eg rass, silag e corn, w heat
st raw , and corn st raw w ere tested using deter gent method. The result show s that the content o f NDS, fiber,
and ADL of legumes is 73%, 23% , and a minimum of 0. 2% , respect iv ely . For grasses, their content of NDS
is 73% , f iber, 23%, and ADL, 0. 5%. T he silage co rn contains 42% NDS, 41% F, and 3% ADL, w hile the
st raw content of NDS, F , and ADL is, respect iv ely , 28%, 62%, and 6% . Notably , the NDS content o f w heat
st raw is merely 23%, and its F content is as high as 65%, yet it contains 9% ADL.
Key words : Grassland science; Detergent method; For age; Silage corn; St raw ; Nutr it ion value
粗饲料营养价值的评定常借用传统的对精饲料的
测定方法,即将饲料的营养成份分为水分、无氮浸出物
( NND)、粗蛋白质( CP)、粗脂肪( EE)、粗纤维 ( CF)、
粗灰分( Ash)六大部分。其中粗纤维应是由纤维素、半
纤维素、木质素及果胶等组成的混合物,主要存在于植
物的细胞壁中。通常测得的粗纤维只是包括部分半纤
维素和纤维素以及大部分木质素在内的一组复合物,
另外有部分半纤维素和少量纤维素、木质素溶解于酸
碱的溶液中, 被计算到无氮浸出物中。因此,用传统分
析法测定粗饲料中的粗纤维和无氮浸出物含量均不能
反映出饲料本身被家畜利用的真实情况 [ 1, 3~5]。于是,
Van-Soest 等人根据动物对饲料的利用程度于 1976
年提出了洗涤剂纤维分析法, 用以弥补传统分析方法
分析粗饲料的不足 [ 2, 6, 7, 9, 11]。
对于粗饲料的营养价值, 人们的认识普遍比较模
糊,历来把秸秆作为优质饲草优先利用,认为青干草不
及秸秆,青贮饲料没什么营养价值。本实验通过对牧
草、玉米青贮和作物秸秆的营养价值进行评定, 用来指
导农民对牧草、青贮和秸秆的正确利用。
1 材料与方法
1. 1 供试材料
1. 1. 1 牧草
豆科牧草苜蓿(M edicago sativa L. )、毛苕子( Vi-
cia vil losa Roth) , 禾本科牧草草芦( Phalari s arundi-
nacea L. )、多花黑麦草 ( L ol ium multif lor um Lam. ) ,
于 1998年 5月中旬取自西北农业大学牧草实
投稿日期: 2003-05-29;修回日期: 2003-09-25
作者简介:杨云贵( 1964-) ,男,甘肃省人,副教授,在职博士,主要从事草地生态和动物营养方面的研究
第 12卷 第 2期
Vo l. 12 No. 2
草 地 学 报
ACT A AGRESTIA SIN ICA
2004 年 6月
June 2004
验地和蓝田县大寨乡的苜蓿地。每种选 5个点, 在距地
面 3~4cm 处剪取, 每点采 4~5株样, 将各点原始样
品剪碎,混合均匀后用四分法缩减至 500g。
1. 1. 2 玉米青贮
玉米青贮样品于 1998年 5月取自西北农业大学
畜牧场青贮塔, 在 1997年制作玉米青贮的饲用断面
上;取样前除去秸秆及发霉变质的青贮饲料,等距选取
5个点,每点取样 200 g ,混合均匀后用四分法缩减至
500 g。
1. 1. 3 作物秸秆
玉米和小麦秸秆于 1998年 5月采自蓝田县前一
年收获的秸秆。在存放秸秆的堆垛中均匀选取五个点
进行采样,每点采样 200 g, 采样时应尽量避免叶子脱
落,选完整具有代表性的样品,将各点原始样品剪碎,
混匀后用四分法缩减至 500 g。
1. 2 方法
1. 2. 1 洗涤剂配制
1. 2. 1. 1 中性洗涤剂( 3%十二烷基硫酸钠) 称取
18. 6 g 乙二胺四乙酸二钠( EDT A, C10H14N 2O8Na2·
2H2O)和 6. 8 g 硼酸钠 ( Na2B4O 7·10H2O)一同放入
1000 ml刻度烧杯中, 加入少量蒸馏水, 加热溶解后,
再加入 30g 十二烷基硫酸钠( C12H25NaO 4S )和 10 m l
乙二醇乙醚( C4H10O 2)。称取 4. 56 g 无水磷酸氢二钠
( Na2HPO 4)置于另一烧杯中, 加少量蒸馏水微微加热
溶解后, 倾倒入第一个烧杯中, 在容量瓶中稀释至
1000 m l,此溶液 pH 6. 9~7. 1。
1. 2. 1. 2 酸性洗涤剂( 2%十六烷三甲基溴化铵) 称
取 20 g 十六烷三甲基溴化铵( CT AB)溶于 1000 m l浓
度为 1. 00 mol / L 硫酸溶液中,搅拌溶解,必要时过滤。
1. 2. 2 含水量测定和样品预处理 将 500 g 样品放入
105℃烘箱中烘 3 h,冷却后称重, 计算含水量, 然后将
样品粉碎,过 40目筛, 每个分析样做3个重复。
1. 2. 3 中性洗涤纤维 ( NDF)测定 称取分析样
1. 000 g, 置于高脚烧杯中。加入室温的中性洗涤剂
100 m l和数滴消泡剂正辛醇, 套上冷凝装置。将高脚
烧杯置于调温电炉上加热, 要求在 5~10 min内煮沸,
溶液沸腾后调节电炉使其始终保持在微沸状态 1 h,
防止产生大量泡沫和样品粘附于烧杯壁上,应经常摇
动烧杯,使杯内样品与溶液充分混合和接触。煮沸完毕
后,取下高脚烧杯,将杯中溶液缓缓倒入铺有干燥并称
重后的定量滤纸的抽滤瓶上抽滤,抽气强度不宜过大,
防止产生大量泡沫。然后关闭抽滤装置,将高脚杯中的
样品残渣全部倒在滤纸上, 并用热蒸馏水( 90~100℃)
冲洗两次,至溶液呈中性反应为止(用蓝色石蕊试纸检
查)。再用丙酮冲洗残渣两次至滤下的丙酮液呈无色为
止,再抽滤。将残渣用滤纸包好,置 105℃烘箱内烘 24
h,取出置干燥器中冷却, 称重。
1. 2. 4 酸性洗涤纤维( ADF)测定 同样称取分析样
1. 000 g ,置于高脚烧杯中, 加入室温的酸性洗涤剂100
ml和数滴消泡剂正辛醇,套上冷凝装置。洗涤方法同
上。
1. 2. 5 酸性洗涤木质素( ADL)测定 将酸性洗涤纤
维放入已知重量的玻璃坩埚中, 将玻璃坩埚放在 50
ml烧杯中,加15℃的 72% H2SO 4至半满, 用玻棒打碎
结块,并搅成均匀糊状物。随时加入 72% H2SO 4并搅
拌,保持坩埚在 20~23℃(必要时冷却) 3 h, 用抽滤装
置尽可能抽干坩埚中的酸,用热水洗涤至 pH 值为中
性。将坩埚置于 100℃鼓风干燥箱中充分干燥后移入
干燥器中冷却,称重。
1. 2. 6 酸不溶灰分( AIA)测定 将上述坩埚在茂福
炉中( 500~550℃)灼烧 2 h, 待温度降至 200℃以下
时,趁热移入 100~105℃烘箱中烘 1 h, 用坩埚钳取出
放入干燥器内冷却至室温后称重。用 72%H2SO 4进行
石棉消化至灰化做空白试验。
1. 3 数据处理
1. 3. 1 中性洗涤溶解物( NDS)
中性洗涤溶解物( % ) = 100× (样品质量- 中性
洗涤纤维质量) /样品质量
1. 3. 2 半纤维素( HF)
半纤维素( % ) = 100×(中性洗涤纤维质量- 酸
性洗涤纤维质量) /样品质量
1. 3. 3 纤维素( F )
纤维素( %) = 100× (酸性洗涤纤维质量- 经硫
酸处理后的残渣质量) /样品质量
1. 3. 4 酸性洗涤木质素( ADL)
酸性洗涤木质素( % ) = 100×(经硫酸处理后的
残渣质量- 酸不溶灰分质量) /样品质量
1. 3. 5 酸不溶灰分( AIA)
酸不溶灰分( %) = 100×灰化剩余物质量/样品
质量
2 结果与分析
2. 1 含水量和中性洗涤溶解物( NDS)
苜蓿、多花黑麦草等青绿饲料及青贮料含水量均
在 75%以上, 而玉米秸和小麦秸的含水量在 20%以
下。毛苕子及苜蓿的 NDS 含量在60%~75%之间, 青
贮料的 NDS 在 40%左右, 草芦、多花黑麦草的 NDS
133第 2期 杨云贵等:牧草、玉米青贮和作物秸秆营养价值的洗涤剂法评定
含量在 30%~40%之间; 麦秸、玉米秸的 NDS 含量仅
在 20%~30% (表 1)。
2. 2 纤维素( F)与半纤维素( HF)
苜蓿和毛苕子的 F 含量在 10%~15% ,草芦和多
花黑麦草及青贮料的 F 含量在 30%左右;小麦秸和玉
米秸的 F 含量在 30%以上, 小麦秸 F 的含量高达
39%,是这几种粗饲料中F 含量最高的。HF 的含量除
了豆科牧草在 10%左右以外, 其它的 HF 含量均在
20%以上。F + HF 的含量: 豆科牧草的平均含量为
23%,禾本科牧草为 59% ,青贮饲料为 41% ,秸秆类饲
料为 62%。苜蓿的 F+ HF 含量最小,仅 22% ,而小麦
秸的F+ HF 含量高达 65%(表 2)。
表 1 粗饲料水分与中性洗涤溶解物含量
T able 1 Wat er content and neutr al deter g ent so lution ( NDS ) of crude feedstuff
苜蓿(蓝田)
A lfalfa
( Lant ian)
苜蓿(杨凌)
Al falfa
( Yangl ing)
毛苕子
Hairy
vetch
草 芦
Reed canary
gras s
多花黑麦草
Italian
ryegras s
玉米青贮
Silage
corn
玉米秸
C or n
s traw
小麦秸
Wheat
st raw
含水量
Water con tent
84. 60 86. 20 85. 00 84. 73 74. 90 75. 40 9. 70 16. 60
中性洗涤溶解物
Neu tral detergent s olut ion
74. 16 72. 53 61. 09 41. 13 34. 15 41. 80 32. 91 22. 82
表 2 粗饲料纤维素与半纤维素含量
Table 2 F iber( F) and half fiber ( HF) content of crude feedstuff
苜蓿(蓝田)
A lfalfa
( Lant ian)
苜蓿(杨凌)
Al falfa
( Yangl ing)
毛苕子
Hairy
vetch
草 芦
Reed canary
gras s
多花黑麦草
Italian
ryegras s
玉米青贮
Silage
corn
玉米秸
C or n
s traw
小麦秸
Wheat
st raw
纤维素 Fiber 12. 89 11. 91 13. 88 29. 17 31. 29 29. 02 32. 35 38. 86
半纤维素 Half fib er 11. 60 9. 82 20. 52 26. 68 30. 39 22. 28 26. 02 26. 43
合 计 T otal 24. 49 21. 73 34. 40 55. 85 61. 68 41. 30 58. 38 65. 29
2. 3 酸性洗涤木质素(ADL)与酸不溶灰分(AIA)
青绿饲料的 ADL 含量都小于 1%, 这样就使它们
所含的 F 与 HF 大部分可以被动物体利用,使其能量
利用效率大大提高了,也使它们的潜在能量在很大程
度被利用了。而秸秆类的 ADL 含量都大于 3% ,小麦
秸的 ADL 甚至达到 9%, 虽然秸秆类饲料的 F 与 HF
含量很高, 可由于其 ADL 含量也高,使得它们的 F 与
HF 的可消化率降低,能量利用率降低,潜在能量不能
被很好利用, 导致其营养价值低下。
苜蓿的 AIA 含量最低为 1. 46% ,而玉米秸最高
为 5. 64% ,其它饲料在 2%~4% (表 3)。
表 3 粗饲料的酸性洗涤木质素与酸不溶灰分的含量
Table 3 Acid deter gent lignin and acid insulation ash of crude feedstuff
苜蓿(蓝田)
Al falfa
( Lant ian)
苜蓿(杨凌)
Alfalfa
( Yangl ing)
毛苕子
Hairy
vetch
草 芦
Reed canary
gr as s
多花黑麦草
Italian
ryeg ras s
玉米青贮
Silage
corn
玉米秸
C orn
st raw
小麦秸
Wheat
st raw
酸性洗涤木质素 Acid detergent lignin 0. 19 0. 14 0. 73 0. 12 0. 87 2. 76 3. 06 9. 34
酸不溶灰分 Acid insu lat ion ash 1. 46 — 3. 78 2. 90 3. 30 4. 14 5. 64 2. 55
注:—杨凌苜蓿的酸不溶灰分数值缺。Note: —Dismiss th e AIA data of alfal fa( Yang ling)
3 讨论
3. 1 饲料含水量和中性洗涤溶解物及其营养价值
对于粗饲料来讲, 水分含量较高,则幼嫩多汁, 适口
性好,且可溶性物质易被消化吸收,反之,则粗糙坚硬,
适口性差,且蛋白质易变性, 不易被动物体消化吸收[ 6]。
中性洗涤溶解物即细胞内容物部分, 包括脂肪、糖、淀
粉、粗蛋白质及其它一些可溶性维生素、矿物盐,这些养
分可全部被动物体消化吸收,可消化率高, 营养价值也
高。所以, NDS 含量越高, 此种饲料的营养价值越高,被
动物利用的程度也就越高[ 10]。
参试豆科牧草的水分含量平均为 85% , NDS平均
为 73%, 尤其是苜蓿NDS 含量高达 74%; 禾本科牧
草的水分含量平均为80%, NDS平均含量为 38% ; 禾
本科牧草草芦与青贮的细胞内容物含量为 41%, 而多
花黑麦草为 34%, 比青贮要低 7个百分点; 秸秆饲料
的水分及 NDS 的含量是最低的, 其水分含量仅 13% ,
NDS 含量为 28%。仅从水分及 NDS 的含量来评定这
几种饲料的营养价值, 豆科牧草优于青贮, 青贮又优
134 草 地 学 报 第 12卷
于禾本科牧草, 秸秆类的营养价值最差。
3. 2 纤维素和半纤维素含量与饲料的营养价值
纤维素、半纤维为构成植物细胞壁的主要成份, 是
植物中含量极其丰富的一种碳水化合物。在纤维素酶、
纤维二糖酶的作用下能分解为葡萄糖, 它是粗饲料中
能量的主要来源。纤维素和半纤维素含量的高低预示
着饲料提供给动物体可利用能量潜力的大小[ 7, 8]。
豆科牧草的 F+ HF 的平均含量为 23%, 禾本科
牧草为 59%, 比豆科牧草高出 36个百分点; 青贮饲料
的 F+ HF 含量比豆科牧草高 14个百分点;青贮饲料
的含量为 41% ,秸秆类饲料的平均含量为 62%, 其中
小麦秸高达 65%。由此能说明小麦秸的总能是很大
的,潜在营养价值也很可观。但是F+ HF 的利用在很
大程度上受木质素含量及木质素与 F 与 HF 的结合情
况。因此,要评定其营养价值,还需看它的总能有多少
可以转化为消化能,这就要看 F 与 HF 的利用状况,所
以从 F 与 HF 的含量上还不能评定出谁优谁劣, 还要
进一步看影响饲料消化的因素, 主要是木质素的含量。
3. 3 酸性洗涤木质素和酸不溶灰分与饲料的营养价值
木质素是高分子苯基-丙烷衍生物的复杂聚合物,
它与纤维素和半纤维素共同作为植物细胞壁的结构物
质。木质素不仅是植物中最稳定和难以被消化的部分,
而且它的存在还影响 F 与 HF 的消化, 不仅造成了消
化能的转化率降低, 而且还影响了其它养分的消化吸
收。因此如果饲料中木质素的含量越高,则这种饲料的
营养利用价值就越低。
豆科牧草的酸性洗涤木质素平均含量仅0. 2%, 禾
本科牧草为 0. 5% ,玉米青贮 3%, 秸秆类饲料的 ADL
平均含量为 6%。豆科牧草的纤维素及半纤维素含量
虽然偏低( 23% ) ,但其木质素含量极低,所以 F 与 HF
的消化率就会升高,能量总效率同样也高, 潜在的营养
价值被充分的挖掘。禾本科牧草与玉米青贮的纤维素、
半纤维素含量相差不大, 都在 51%~61%之间, 但玉
米青贮的木质素含量比草芦高 22倍多,比多花黑麦草
高 3倍多,所以禾本科的营养价值高于青贮玉米。
秸秆类饲料是这些饲料中营养价值最低的, 虽然
纤维素、半纤维素含量可高达 60% ,总能较高,但其木
质素含量也高,阻碍了纤维素、半纤维素的消化, 能量
效率大大地降低, 也影响其他养分的消化吸收, 造成饲
料整体的消化率降低。
AIA 即硅酸盐, 它的存在也在某种程度上影响动
物对饲料其它营养成份的消化。对粗饲料来讲, 这种影
响比ADL 对饲料其它营养成份的利用影响小的多。
4 结论
4. 1 青绿饲料的水分含量最高,均在 75%以上,秸秆
类饲料的水分含量最低,均在 20%以下。豆科牧草的
NDS 含量最高在 60%~75%之间, 其次为禾本科牧草
及青贮在 40%左右,秸秆类饲料的 NDS 含量最低, 仅
在 20%~30%之间。
4. 2 秸秆类饲料的 F 及 HF 含量最高,为 62% ;其次
为禾本科牧草, 为 59%; 豆科牧草的 F 及 HF 含量最
低仅为 23%。
4. 3 秸秆类饲料的 ADL 含量最高, 平均为 6% ,其中
以小麦秸最高, 为 9%, 其次为玉米青贮,含量为 3% ;
青绿饲料的 ADL 含量最低为 0. 4%, 其中草芦最低,
仅 0. 1%。
4. 4 以洗涤剂法评价, 豆科牧草的营养价值最高, 依
次为禾本科牧草、玉米青贮、秸秆类饲料。在豆科牧草
中苜蓿优于毛苕子; 禾本科牧草中草芦优于多花黑麦
草,秸秆类饲料中玉米秸优于小麦秸。
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135第 2期 杨云贵等:牧草、玉米青贮和作物秸秆营养价值的洗涤剂法评定