全 文 ：第 19 卷 第 4 期
Vol. 19 No. 4
草 地 学 报
ACTA AGRESTIA SINICA
2011 年 7 月
Jul. 2011
利用体外消化率评价青贮品质的问题探讨
王敏玲1, 孙海霞2 , 钟荣珍1 , 周道玮1*
( 1. 中国科学院东北地理与农业生态研究所,吉林 长春 130012;
2. 中国科学院东北地理与农业生态研究所, 黑龙江 哈尔滨 150081)
摘要:饲草青贮后会产生易挥发的发酵产物, 在烘干时使干物质损失, 从而低估了消化率。采用纤维素酶- 胃蛋白
酶两级离体消化法测定玉米(Zea may s L . )、羊草( L eymus chinensis Tzvel. )、苜蓿 (Medicag o sativa L . )的青贮料
与其原料的消化率,并进行校正。结果表明: 青贮饲料体外干物质消化率的实测值与校正值差异显著, 校正后青贮
饲料体外干物质体外消化率显著提高,相比之下 ,玉米青贮饲料提高的幅度更大, 9 月 7 日、9 月 17 日收获的玉米
分别提高了 6 72%和 5. 63%。7月 18 日收获的羊草、9 月 7 日收获的玉米、9月 24 日收获的苜蓿青贮饲料体外干
物质消化率的实测值与原料相比均显著降低,但校正后都显著高于原料。8 月 19 日收获的羊草和 9 月 17 日收获
的玉米青贮饲料体外干物质消化率校正后虽比实测值显著提高, 分别提高了 2. 00%和 5. 63% , 但与原料相比还是
显著下降,但降低幅度变小。7 月 18日收获的羊草和 9月 24 日收获的苜蓿青贮饲料体外干物质校正消化率和原
料差异不显著。
关键词:青贮饲料; 品质评价;校正
中图分类号: S816. 32; S816. 53 文献标识码: A 文章编号: 10070435( 2011) 04067804
Discussion on Silage Quality Evaluation Using In Vitro Dry Matter Digestibility
WANG Minling1 , SUN Haix ia2 , ZHONG Rongzhen1 , ZHOU Daowei1*
( 1. North east Ins titute of Geograph y and Agroecology, Chinese Academy of Sciences, Chan gchun, Jil in Province 130012, Ch ina;
2. North east In st itu te of Geograp hy and Agroecology, Chin ese Academy of Sciences, Haerbin, Heilongjiang Pr ovin ce 150081, Ch ina)
Abstract: T he digest ibility o f silag e could be underest imated due to fermentation pr oduct vo lat ility. Dig est
ibility o f both silage and its crude mater ials such as corn ( Zea may s L. ) , g uineag rass ( L eymus chinensi s
Tzvel. ) and lucerne (M edicago sativa L. ) using the pepsincellulase tw ostep in vit ro technique w as stud
ied comparably here. Results indicated that there is signif icant deference betw een measured and adjusted
I VDMD value of silag e. Adjusted I VDMD values of silage are higher than measured ones. The adjusted
I VDMD value of co rn silage harvested in 7 Sep. and 17 Sep. increased 6. 72% and 5. 63% compared w ith
measured ones, respect ively. T he measur ed I VDMD value of guineagr ass silage har vested in 18 July , corn
silage harvested in 7 Sep. and lucerne silag e harvested in 24 Sep. decreased compared w ith that of crude
materials. But the adjusted values of these silag es all w ere higher than that o f crude materials. Although
the adjusted I VDMD value of guineagr ass silage in 19 August and corn silag e in 17 Sep. incr eased 2. 00%
and 5. 63% compar ed w ith measured values, r espect ively, these values are st ill low er than that o f crude
materials. T here is no signif icant deference betw een adjusted I VDMD value of guineagrass silag e in 18 July
as w ell as lucerne silag e in 24 Sep. and that o f their crude materials.
Key Words: Silag e; Evaluate; Correct ion
饲草品质包括化学成分组成、消化率、转化率
等。家畜活体消化率或体外消化率是衡量牧草营养
物质可消化性的尺度, 是评价牧草营养价值的综合
指标之一[ 1] 。按照研究的需要,不同的研究人员测
试的具体指标不同,如有机物消化率、NDF 消化率、
ADF 消化率、干物质消化率及其他营养组分的消化
率等。牧草活体消化试验需要消耗大量人力和物
力, 不适合作为常规分析手段。T illey和Terry[ 2] 提
出了两级离体消化试验法,模拟饲料在瘤胃、皱胃和
部分小肠的消化,即体外消化法。Janes和Hayward[3] ,
收稿日期: 20100729;修回日期: 20110311
基金项目:国家自然科学基金( 30970493)资助
作者简介:王敏玲 ( 1982) , 女,黑龙江省绥化市人, 硕士, 主要从事农业生态方向研究, Email : w an gml@ neigae. ac. cn; * 通讯作者
Auth or for correspon dence, Email: z houdaow ei@ neigae. ac. cn
第 4期 王敏玲等:利用体外消化率评价青贮品质的问题探讨
Mcqueen和 Van soest [ 4]鉴于瘤胃液质量变异大,需
要进行标定与校正, 改瘤胃液为纤维素酶,即第一阶
段用纤维素酶; 第二阶段用胃蛋白酶进行消化试验,
取得了较好效果。体外消化法经过广泛的应用与验
证,其测定结果与活体消化试验结果存在着直线
相关。
体外消化率在测定时, 需要制备烘干样品并粉
碎处理。一般, 饲料在烘干过程中挥发的只是水分,
烘干后能获得实际的干物质含量,而青贮饲料却是
个例外。青贮饲料在发酵过程中产生可挥发的发酵
产物,在烘干过程中, 这些发酵产物挥发损失, 造成
实际干物质变少,而挥发的物质是可完全消化的有
机物, 最终导致低估青贮饲料的消化率[ 5] 。因此, 对
于研究青贮饲料的消化率, 如不对烘干测定的干物
质进行损失校正, 会导致错误的评价。本文针对用
体外消化率法可能错误评价青贮饲料营养价值这一
问题进行试验研究,探讨了青贮发酵挥发产物对消
化率的影响,进而为合理评价青贮饲料的营养价值
提供理论依据。
1 材料与方法
1. 1 样品采集与制备
试验在中国科学院长岭草地农牧生态研究站
( N4433, E12331)进行。于 2008年7月 18日和
2008年 8月 19 日分别刈割羊草( L eymus chinensis
Tzvel. ) (留茬 5 cm )进行青贮及烘干处理: 将羊草
用铡刀切成 2~ 3 cm 长,充分混匀后, 装入塑料桶,
压实密封进行青贮, 每期 5桶;同时将一部分羊草放
入烘箱105 杀青30 min后, 65 烘干,每期3个重
复。于 2008 年 9月 7日(此时玉米为腊熟期, 籽粒
乳线在 1/ 4~ 1/ 2处)和 2008年 9月 17日(此时玉
米为腊熟期, 籽粒乳线在 1/ 2~ 3/ 4 处) 刈割玉米
( Zea may s L. ) ,玉米留茬高度 40 cm, 摘掉玉米棒,
保留少部分苞叶,青贮与烘干处理方法同羊草,青贮
时每桶贮存 7株玉米。于 2008年 9月 24日刈割紫
花苜蓿(M edicag o sat iv a L. ) (割后再生植株, 此时
为初花期,留茬 5 cm)进行青贮及烘干处理,方法同
羊草。所有青贮样品于 2008年 12月 1日打开密封
桶,去掉最表层( 0. 5 cm 左右)腐烂的样品。取符合
优质青贮饲料标准(感官上,青贮饲料有淡的、温和
的酸味,颜色与原料相近略显褐色, 质地松软, 不粘
手)的 3桶青贮作为 3 个重复。每桶取其上部、中
部、下部 3个点进行混匀,一部分置于- 20 冰箱冷
冻用于 pH 及氨态氮测定,一部分称其鲜重后,放入
烘箱 80 烘干至恒重称干重,测定烘干干物质含量,
然后粉碎过 40目筛,用于体外干物质消化率测定。
1. 2 测定方法
pH 测定:取20 g 青贮饲料秆鲜样, 加入 200 mL
蒸馏水, 4 下浸提 24 h, 4层纱布过滤后, 用 PHS
3C 型精密 pH 计(上海精密仪器有限公司生产)测
量浸提液的 pH。
氨态氮测定: 凯氏定氮法[ 6]。
体外干物质消化率( I n vi tr o dr y mat ter dig est
ibility, I VDMD) :应用纤维素酶- 胃蛋白酶两级离
体消化法测定。酶溶液的选择与配制测参照 De
Boever
[ 7] 的方法测定有机物消化率( I VDOMD) , 方
法和步骤参照卢德勋[ 8] 两级离体消化法测定干物质
消化率。
1. 3 数据处理
青贮饲料烘干过程中有挥发物产生, 直接测量
结果不代表实际干物质含量,即常温下牛羊采食消
化包括挥发的干物质, 而实际测定消化率时不包括
挥发掉的物质。因此, 准确测定并计算青贮饲料的
消化率需要知道实际干物质含量。
实际干物质含量( % ) = 3. 96+ ( 0. 94 青贮饲
料烘干后干物质含量) ( %) ( 1)
青贮样品在 80 下烘干, 此方程适用于烘干干
物质在 15%~ 50%之间的青贮饲料 [ 5]。据此方程,
可以计算干物质损失量, 进一步计算校正后青贮饲
料体外干物质消化率, 方程分别如下:
干物质损失量= 样品烘干干物质重 实际干物
质含量/烘干干物质含量- 样品干物质重;
青贮饲料校正体外干物质消化率= (样品干物
质量 实测消化率+ 干物质损失量 易挥发有机物
消化率) / (样品干物质重+ 干物质损失量) (以易挥
发有机物的消化率为 100%计)。
1. 4 数据分析
采用 SPSS 11. 0 软件对数据进行方差分析,
Duncan多重比较。
2 结果与分析
2. 1 青贮饲料干物质含量
样品80 烘干后损失了部分干物质,但可以测定
烘干干物质含量,通过( 1)式计算获得实际的干物质含
量。与烘干干物质含量相比,不同时期收获青贮的羊
草、玉米、苜蓿实际干物质含量均高出 2%~ 3%(表 1)。
这部分提高是导致直接烘干测定青贮消化率产生误
差的原因,另一个原因是挥发性物质具有高的消化率。
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草 地 学 报 第 19卷
表 1 青贮饲料干物质含量
Table 1 DM contents of silage
干物质含量
DM content
羊草( 0718)
Guineagrass ( 0718)
羊草( 0819)
Gu ineagrass( 0819)
玉米( 0907)
corn( 0907)
玉米( 0917)
corn( 0917)
苜蓿( 0924)
Lucerne( 0924)
烘干 DM Oven DM , % 33. 44 0. 11 43. 14 0. 32 20. 48 0. 40 23. 61 0. 35 24. 16 0. 04
实际 DM T rue DM, % 35. 39 0. 10 44. 51 0. 31 23. 21 0. 37 26. 15 0. 33 26. 67 0. 04
注:羊草( 0718)表示 7月 18日收获的羊草,其他同义
Note: Guineagrass ( 0718) means harvested in 17 Ju ly, th e sam e as follow ings
2. 1 青贮饲料发酵质量评价
pH、氨态氮是评价青贮饲料发酵质量的重要
指标。将青贮饲料 pH 作为发酵质量的指标时,应
该考虑到干物质含量。如果干物质含量较低, 贮
存良好的青贮饲料 pH 应在 3. 5~ 4. 2之间。如果
青贮饲料干物质含量> 35% , 那么 pH 不能作为发
酵质量的有用指标 [ 5]。豆科植物青贮良好时, pH
有可能超过 5. 0 [ 5] , 另外, 苜蓿青贮饲料在发酵弱、
pH 高的情况下, 有氧稳定较好 [ 9] 。氨态氮是评价
青贮饲料发酵过程中蛋白质降解程度的最好指
标, 其水平小于总氮含量的 5%就表明青贮饲料发
酵极好[ 5 ]。
如表 2所示, 玉米青贮饲料样品的 pH 分别为
3. 87和 3. 88, 且实际干物质含量均小于 35% , 此
pH 可以作为发酵质量的评价指标。羊草 ( 0718)
和羊草( 0819) pH 分别为 5. 30 和 5. 11, 但其实际
干物质含量> 35% ,因此,该 pH 不能作为评价青贮
发酵质量的指标。青贮苜蓿( 0924) pH 为 4. 6, 作
为豆科牧草,此 pH 也不能作为评价青贮发酵质量
差的指标。羊草与苜蓿的氨态氮均小于总氮含量的
5%。因此, 综合分析, 本试验的 5组青贮样品, 均可
简单断为发酵良好。
表 2 青贮饲料发酵质量评价
Table 2 Assessment of silag e ferment ation quality
指标
Item
羊草( 0718)
Guineagrass( 0718)
羊草( 0819)
Guineagrass( 0819)
玉米( 0907)
Corn ( 0907)
玉米( 0917)
Corn( 0917)
苜蓿( 0924)
Lucerne( 0924)
氨态氮( %总氮)
Ammonia n it rog en( % T otal nit rogen)
1. 78 0. 04 2. 07 0. 03 2. 51 0. 04 2. 46 0. 07 1. 01 0. 02
pH 5. 30 0. 00 5. 11 0. 02 3. 87 0. 05 3. 88 0. 09 4. 63 0. 07
2. 3 青贮饲料与其原料的体外干物质消化率
青贮饲料体外干物质消化率的实测值、校正值与
原料体外干物质的消化率比较如表 3所示,青贮饲料
体外干物质消化率的实测值与校正值之间均存在显
著差异,校正后,青贮饲料体外干物质体外消化率显
著提高( P< 0. 05)。玉米青贮饲料提高的幅度很大,
玉米 ( 0907)、玉米 ( 0917) 分别提高了 6. 72% 和
5. 63%。羊草( 0718)、玉米( 0907)、苜蓿( 0924)青贮
饲料体外干物质消化率的实测值与原料相比,均显著
降低( P< 0. 05) , 但校正后, 都显著高于原料 ( P<
0. 05)。羊草( 0819)和玉米( 0917)青贮饲料体外干
物质消化率校正后虽比实测值显著提高( P< 0 05) ,
分别提高了 2. 00%和5. 63%, 但与原料相比, 还是显
著下降( P< 0. 05) ,但降低幅度变小。羊草( 0718)和
苜蓿( 0924)青贮饲料体外干物质校正消化率和原料
差异不显著。
表 3 青贮饲料体外干物质消化率的实测值、校正值与原料的体外干物质消化率
Table 3 I VDMD measured value, co rrect v alue of silage and crude materials
指标
Item
羊草( 0718)
Guineagrass( 0718)
羊草( 0819)
Guineagrass( 0718)
玉米( 0907)
corn ( 0907)
玉米( 0917)
corn( 0917)
苜蓿( 0924)
Lucerne( 0924)
青贮饲料实测体外干物质消化率
I VDM D Measur ed valu e of silage, %
38. 18 0. 35a 34. 92 0. 27a 42. 88 0. 30a 42. 18 0. 68a 70. 31 0. 89a
青贮饲料校正体外干物质消化率
I VDM D Correct value of silage, %
41. 60 0. 31b 36. 92 0. 24b 49. 60 0. 38c 47. 81 0. 67b 73. 10 0. 81b
原料消化率
I VDM D of material, %
40. 49 0. 72b 39. 86 0. 65c 47. 20 0. 15b 50. 57 0. 60c 73. 99 0. 25b
注:表中数据均为平均值 标准误,同列不同小写字母表示差异显著( P < 0. 05)
Note: Values w ere mean s SE. Dif ferent smal l let ter s in the s am e volume w ere signif icant ly di ff erent at th e 0. 05 level
3 讨论
青贮饲料的质量取决于其营养价值(消化率、代
谢能、蛋白质和矿物质含量)和发酵质量 [ 10] , 作物的
成熟期会影响其营养的组成及品质 [ 11, 12] , 不同的作
物适宜收获时期不同, 基本原则是作物产量和质量
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第 4期 王敏玲等:利用体外消化率评价青贮品质的问题探讨
最大时收获[ 13] 。本研究由于羊草的不同收获期导
致了青贮饲料消化率不同, 结果显示, 在 7月 18 日
收获的羊草青贮消化率高于 8月 19日,并且于 7月
18日青贮的羊草其营养价值与原料差异不显著, 8
月 19日青贮的羊草营养价值比原料显著下降( P<
0. 05)。因此,在本研究中, 7月 18 日与 8月 19 日
相比,更适宜收获羊草用于青贮。玉米、羊草及苜蓿
消化率的差异主要是因为试验材料不同而引起的。
玉米的不同收获期也导致了青贮消化率的不同, 9月
7日收获的玉米青贮消化率显著高于原料 ( P <
0. 05) ,并且高于 9 月 17 日收获并青贮的消化率。
因此,本研究中, 9月 7日与 9月 17 日相比,更适宜
收获玉米用于青贮。不同材料之间饲草的消化率差
异很大,主要是因为不同材料营养的组成差异大所
致。消化率是评价饲草营养价值的综合指标。青贮
对饲料营养品质的影响有很多报道,大多研究证明
青贮可以提高饲料的消化率[ 14, 15] 。
一般应用纤维素酶- 胃蛋白酶两级离体法测体
外消化率的待测样品都要经过烘干处理, 粉碎后才
能进行测量。值得注意的是, 青贮饲料不同于其他
处理饲料,在青贮发酵的过程中, 会产生挥发物质
(挥发性脂肪酸、酒精和一些含氮化合物) ,在烘干的
过程中会使干物质有所损失。而这些可挥发物质又
是可以完全消化的。如果用实际测量值对青贮饲料
营养价值进行评价, 会由于低估了消化率,而影响真
实的评价结果; 因此,需要校正。
在一些有关秸秆或饲草保存方法的比较研究
中, 青贮作为一种长期保存饲料的方法成为研究
的热点, 但未见有关消化率校正的报道。范华
等[ 16 ]比较了秸秆保存方式对营养价值的影响, 认
为青贮保存瘤胃降解率最低。在青贮与阴干、烘
干、氨化等保存方式的消化率或其他营养比较的
过程中,忽略了处理样品过程中青贮饲料发酵产
物的挥发所带来的影响。而本研究青贮饲料体外
干物质消化率的实测值均显著低于原料, 因此可
认为青贮会使饲草营养价值降低。但校正后却得
到了不一样的结论,校正后羊草( 0718)、玉米( 09
07)青贮饲料体外干物质消化率显著高于原料, 由
此看来青贮会提高饲草的营养价值。羊草( 08
19)、玉米( 0917)、苜蓿( 0924)青贮饲料体外干物
质消化率校正后虽比实测值显著提高, 但与原料
相比还是显著低于原料, 但降低幅度变小很多。
由此也可以得知, 羊草和玉米不适宜在这个时期
进行青贮,会降低干物质的体外消化率。
4 结论
在用烘干法对青贮饲料进行样品前处理,评价
饲草营养品质时, 由于烘干造成发酵产物(挥发性有
机物)的损失,需要对结果进行校正。本研究结果表
明,青贮饲料实测体外干物质消化率与青贮饲料校
正体外干物质消化率之间差异显著, 在用体外干物
质消化率来评价饲草营养品质时, 会低估饲草的营
养品质,从而影响对饲草营养品质的评价。
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(责任编辑 邵新庆)
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