陕北地区羊常用粗饲料的营养成分及饲用价值分析

The nutritional components and feeding values of roughages commonly used for sheep in Northern Shaanxi

摘要

目的 探讨陕北地区3种羊常用粗饲料（青玉米、高粱、向日葵）的营养成分及饲用价值，为该地区饲草料的开发利用提供依据。 方法 通过常规饲料分析法对3种粗饲料的粗灰分、粗纤维、粗脂肪、粗蛋白、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维以及氨基酸组成进行分析，评估其饲用价值。 结果 3种羊常用粗饲料中，向日葵粗蛋白、粗脂肪含量较高，粗纤维、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维含量较低，具有较好的营养价值，其次为高粱、青玉米；向日葵的相对饲用价值以及有机物质消化率最高，分别达到863.22和112.32%，且其粗饲料分级指数（GI）为147.59，属于Ⅰ级饲草；相对于青玉米而言，高粱的总氨基酸、必需氨基酸含量较高，分别为0.9、1.24 g/(100 g)，可以给动物机体提供更优质的蛋白质。 结论 3种羊粗饲料，饲喂时可优先饲喂向日葵与高粱，其次饲喂青玉米。

关键词

常用粗饲料 / 营养成分 / 饲用价值 / 氨基酸 / 有机物质消化率

Key words

commonly used roughages / nutritional components / feeding values / amino acid / organic matter digestibility (OMD)

陕北地区地处我国黄土高原向内蒙古荒漠草原过渡的边缘地带，为典型温带大陆季风气候，自古以来畜牧养殖就是该地区的传统优势产业和农业经济主导产业^[1]。近年来，随着退耕还林（草）以及封山禁牧的实施，该区域养殖模式产生本质的变化，由之前的放牧饲养转变为种植饲草圈养的模式^[2]。因此，营养均衡、充足的饲草已成为制约陕北养羊业发展的重要因素之一。

调查发现，陕北地区养羊业的主要模式仍然是农户小规模散养^[3]。养殖户种植苜蓿、草木樨、红豆草等优质牧草的比例较低，优质饲草供应严重不足，当地饲草料主要以玉米、高粱、向日葵等农作物及其秸秆为主。玉米（Zea mays L.），一年生禾本科植物，因其对环境适应性强，产量高，尤其是在蛋白质、脂肪、粗纤维等方面均具有很高的营养价值，享有“饲料之王”的美誉，是非常重要的粗饲料之一。陈晓琳^[4]利用Weende分析法分析50个粗饲料的常规营养成分，发现豆科牧草、禾本科牧草以及藤蔓类秸秆营养物质优于普通的粮食作物秸秆，且在粮食作物秸秆中玉米秸秆的品质较优。这在张暄梓等^[5]关于肉羊常用农作物秸秆类粗饲料营养价值的试验中也得到了进一步验证。高粱（Sorghum bicolor (L.) Moench），一年生草本植物，茎秆甜嫩，叶片柔软，适口性好，是一种优良的饲料作物，既可放牧，又可刈割做青饲、青贮和干草。远德龙等^[6]对高粱秸秆、梨渣、枣粉等的研究中发现，高粱秸秆与燕麦草的营养成分相似，但是蛋白质的瘤胃消失率高，需要经过处理后再食用比较好。但赵崇学^[7]在饲喂羔羊的试验中发现，在其他摄入营养条件相同的情况下，给羔羊饲喂青贮甜高粱秸秆育肥效果更显著。向日葵（Helianthusannuus），一年生草本，其秸秆粗纤维含量高，也是一种常用油料作物，油渣或向日葵饼也可作饲料。钟方寅等^[8]的研究发现，向日葵秆提供的能量略高于其他常用粗饲料。目前，关于玉米秸秆、高粱秸秆、向日葵3种粗饲料的研究报道比较多，但对于这3种粗饲料营养成分之间的比较试验较少。因此，本试验通过常规饲料分析法对陕北地区3种常用饲草料及其秸秆（青玉米、高粱、向日葵）的水分、粗灰分、粗纤维、粗脂肪、粗蛋白、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维、砷、铅含量以及氨基酸组成进行分析，进而对其饲用价值进行初步评估，以期为该地区饲草料的进一步开发利用提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

2022年10月13日于榆林市横山区种养殖合作社采集玉米秸秆、高粱秸秆（含高粱谷物）、向日葵秸秆（含向日葵饼）各5 kg，粉碎，于65 ℃烘干制成风干样，过1 mm孔筛，备测。

1.2 试验方法

粗脂肪（EE）、粗灰分（Ash）、干物质（DM)、粗纤维（CF）、粗蛋白（CP）含量按照张丽英^[9]的方法测定。中性洗涤纤维（NDF）、酸性洗涤纤维（ADF）含量按照Van等^[10]的方法进行测定。氨基酸（AA）采用氨基酸自动分析仪（日立L-8800）测定。

1.3 计算方法

1）相对饲用价值(RFV)。采用Rohweder等^[11]提出的相对饲用价值计算方法。

2）有机物质消化率（OMD）^[12]。根据经验公式Y=123.506 8－2.279X（以绵羊为动物基础）计算OMD。式中，Y为OMD，X为粗纤维（CF）含量。

3）粗饲料分级指数（GI）评价。按照其其格等^[13]提出的GI分级标准进行粗饲料营养价值等级的评定，具体等级划分见表1。

根据张吉鹍等^[14]提出的粗饲料分级指数模型评定所测定样品的营养价值，计算模型如下：

ME=4.201 4+0.023 6×ADF+0.179 4×CP

DMI=120/NDF×6

GI=ME×DMI×CP/ADF

式中，ME为粗饲料代谢能，DMI为粗饲料干物质随意采食量。

1.4 统计与分析

试验数据经Excel 2022初步整理后，采用SPSS Statistics 22进行统计分析，结果用“平均值±标准差”表示，P<0.05为差异显著。

2 结果与分析

2.1 营养成分

由表2可知，本试验选取的3种粗饲料样品中高粱的水分含量最低，显著低于青玉米和向日葵；粗蛋白含量为高粱>向日葵>青玉米，高粱和向日葵中的粗蛋白含量分别显著高出青玉米1.32、1.10百分点；高粱的粗脂肪、粗灰分含量显著高于青玉米和向日葵；向日葵的粗纤维、酸性洗涤纤维、中性洗涤纤维、铅、砷的含量也显著低于其他2种粗饲料。

2.2 饲用价值

从表3可以看出，向日葵的各项参数均显著高于青玉米以及高粱，而青玉米与高粱的DMI、RFV、OMD、GI之间均无显著差异。通过与表1分级标准对比发现，按照RFV对3种粗饲料进行分级时，青玉米、高粱、向日葵的RFV值均大于151，三者均属于Ⅰ级饲草；按照GI对3种粗饲料进行分级时，青玉米的GI值为27.06，属于Ⅲ级饲草；高粱的GI值为47.61，属于Ⅱ级饲草；向日葵的GI值为147.59，属于Ⅰ级饲草，说明GI值相对于RFV值而言，可将饲草中能量和蛋白质指标相结合，同时将难以消化的酸性洗涤木质素（ADL）进一步融合，更能客观全面地反映不同饲草的营养价值。

2.3 蛋白质营养价值

由表3可知，青玉米与高粱的饲用价值评定中各项指标间差异不显著，故进一步对二者的蛋白质营养成分进行分析。通过表4可以看出，高粱中氨基酸总量（TAA）和必需氨基酸总量（EAA）分别为2.14、0.90 g/(100 g)，其中Glu、Asp含量较高，达到0.30 g/(100 g)以上，占氨基酸总含量的14%以上；其次是Ala、Leu，占氨基酸总含量的8%以上。青玉米中氨基酸总量（TAA）和必需氨基酸总量（EAA）分别为1.09、0.44 g/(100 g)，其中Glu含量最高，达到0.17 g/(100 g)，占氨基酸总含量的16%；其次是Asp，占氨基酸总含量的12%。同时发现，青玉米中Arg含量为零，而高粱中Arg含量达到0.09 g/(100 g)。

氨基酸比值系数法是根据饲草中氨基酸含量与FAO/WHO模式氨基酸含量间的比值进行饲草蛋白质营养价值的评价。一般来说比值越接近，代表偏差越小，被测饲草中蛋白质营养价值越高^[15]。本试验将高粱与玉米的必需氨基酸含量与FAO/WHO模式中的必需氨基酸进行对比，结果见表5。

由表5可知，高粱和玉米的各必需氨基酸值整体上均高于模式谱，只有Phe+Tyr的必需氨基酸值小于模式谱，说明2种粗饲料中只有Phe+Tyr稍显不足，其余必需氨基酸成分均相对过剩。青玉米中必需氨基酸值最接近模式谱的是Phe+Tyr，其次是Ile；高粱中必需氨基酸值最接近模式谱的是Lys，其次是Ile。

3 讨论

3.1 羊常用粗饲料营养成分分析

CP、EE、CF、ADF、NDF均是衡量饲料营养价值的重要指标，一般情况下优质饲料要求有较高的CP、EE，以及较低的CF、ADF和NDF。本试验中，CP含量：向日葵>高粱>青玉米；NDF含量：青玉米>高粱>向日葵；ADF、CF含量：高粱>青玉米>向日葵，向日葵NDF、ADF、CF含量显著低于其他2种粗饲料，向日葵EE含量显著高于青玉米。说明3种粗饲料中向日葵具有较好的营养价值。

3.2 羊常用粗饲料饲用价值分析

评价粗饲料营养价值的一项重要指标是RFV，其大小与粗饲料营养价值的高低整体上呈正相关^[16]。本试验中以RFV为评定指标对3种粗饲料进行营养价值评价，结果发现向日葵RFV高达863.22，显著高于青玉米和高粱，说明向日葵的营养价值显著优于青玉米和高粱。陈艳等^[17]也用RFV作为评定指标对黑麦草、甘薯蔓、牛鞭草、玉米秸秆和稻草5种粗饲料进行营养价值评价，发现黑麦草和甘薯蔓的RFV值较高，营养价值整体较好，其次为牛鞭草，玉米秸秆和稻草的RFV值均较低。

研究^[18]发现在评价粗饲料营养价值时，不仅要考虑RFV值大小，还应进一步考虑纤维品质，了解纤维在家畜体内的代谢转化过程，以及与人体所需营养物质的差异性。张吉鹍等^[14]在研究中指出不同饲料间纤维品质存在很大区别，饲草中各营养成分因品种、刈割方式等不同，导致其在家畜体内的消化吸收程度也存在显著差异，消化吸收率高的饲草才对家畜生产具有重要的应用价值。饲草中营养品质与有机物质消化率（OMD）呈正相关，与干物质消化率相关性小。因此，常将有机物质消化率（OMD）作为评价饲草营养品质的主要指标之一^[19]。本试验中向日葵的OMD值为112.32，显著高于青玉米和高粱，进一步说明了向日葵的总体营养价值要高于青玉米和高粱。GI作为一种更全面评定饲料等级的方法，是将粗饲料中可利用能量和蛋白质指标联系起来，同时与动物机体难以消化的ADL相结合，从而达到更为客观地反映粗饲料营养价值的目的。试验结果显示，按照GI值对3种粗饲料进行等级划分比依据RFV值进行饲料等级划分更为具体，进一步说明了GI值可以明显区分养分含量差异较小的不同种类饲料，精确性更高。这与王慧娟^[20]的研究结果一致。

3.3 羊常用粗饲料中蛋白质营养价值分析

氨基酸作为构成动物营养所需蛋白质的基本单元，其组成与蛋白质的营养价值密切相关，特别是必需氨基酸的含量和比例^[21]。本试验将RFV、OMD差异不显著的高粱和青玉米进行了氨基酸组成的测定，结果发现高粱TAA含量是青玉米的2倍。EAA作为动物机体所必需的，但由于其不能在动物机体内充分合成，所以需要通过饲料来获取。目前绝大多数理论研究结果也均表明高粱中大部分必需氨基酸的含量高于玉米，但是其中Lys、Met及Cys的含量低于玉米^[22]。而本试验中相对于青玉米，高粱不仅具有较高的EAA，可以给动物机体提供更优质的蛋白质；其Lys、Met及Cys的含量也均高于青玉米，这可能是因为青玉米、高粱品种以及刈割取样方式的不同所导致。此外，青玉米及高粱中的必需氨基酸整体上均高于FAO/WHO推荐的人体蛋白质氨基酸模式值，说明这2种粗饲料蛋白质营养价值比较高。

4 结论

通过分析3种陕北地区羊常用粗饲料的营养成分及其饲用价值可知，3种羊粗饲料中，向日葵粗蛋白、粗脂肪含量较高，粗纤维、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维含量较低，具有较好的营养价值，其次为高粱、青玉米。向日葵的相对饲用价值以及有机物质消化率最高，分别达到863.22和112.32%，且其GI等级较高。相对于青玉米而言，高粱的总氨基酸、必需氨基酸含量较高，分别达0.90、1.24 g/(100 g)，可以给动物机体提供更优质的蛋白质。基于此，在饲喂时可考虑优先饲喂向日葵与高粱，其次饲喂青玉米。

参考文献

[1] 刘柯柯, 李鑫, 霍永智, 榆林市山羊绒品质现状调查[J]. 畜牧兽医杂志, 2024, 43(1):57-59.

[2] 王缠石, 王韵, 李迎鸽, 陕北白绒山羊产业发展现状及建议[J]. 中国畜牧业, 2021(11):48-50.

[3] 马彩英. 陕北白绒山羊养殖小区种养一体化模式研究与实践——以陕西榆林市横山区马家梁养殖小区为例[D]. 杨凌： 西北农林科技大学, 2023.

[4] 陈晓琳. 肉羊常用粗饲料营养价值和瘤胃降解特性研究[D]. 青岛： 青岛农业大学, 2015.

[5] 张暄梓, 于胜晨, 郝小燕, 树叶、秸秆及糟渣类饲料在杜×寒杂交羊瘤胃中的降解特性研究[J]. 中国畜牧杂志, 2021,57(5):165-170, 176.

[6] 远德龙, 刘学峰， 刘志昌. 4种反刍动物非常规饲料的营养价值及瘤胃发酵参数比较[J]. 饲料研究, 2022,45(14):19-22.

[7] 赵崇学. 青贮甜高粱秸秆育肥羔羊效果研究[J]. 中国草食动物科学, 2015,35(6):79-80.

[8] 钟方寅, 郑琛, 李发弟, 向日葵秆和向日葵盘对绵羊营养价值的评定[J]. 草业学报, 2014, 23(3):205-214.

[9] 张丽英. 饲料分析及饲料质量检测技术[M]. 北京: 中国农业大学出版社, 2007.

[10] VAN SOEST P J, ROBERTSON J B, LEWIS B A, et al. Methods for dietary fiber, neutral detergent fiber, and nonstarch polysaccharides in relation to animal nutrition[J]. Journal of dairy science, 1991,74(10):3583-3597.

[11] ROHWEDER D A, BARNES R F, JORGENSE F, et al. Proposed hay grading standards based on laboratory analyses for evaluating quality[J/OL]. Journal of animal science, 1978,47(3):747[2024-05-24].

[12] 韩建国, 贾慎修. 放牧绵羊采食量及消化率的研究[J]. 草原牧业杂志, 1987,4(4):35-37.

[13] 其其格, 金曙光, 刘锋. 内蒙古地区12种牧草的粗饲料分级指数及粗饲料相对值的测定及比较[J]. 内蒙古农业大学学报(自然科学版), 2008,29(3):19-22.

[14] 张吉鹍, 邹庆华, 卢德勋. 反刍动物粗饲料纤维品质的整体评定研究[J]. 饲料工业, 2011,32(1): 31-34.

[15] 罗晓莉, 张沙沙, 严明, 云南8种栽培食用菌蛋白质和氨基酸分析及营养价值评价[J]. 食品工业, 2021(8):328-332.

[16] 王郝为, 杨焕胜, 陈青, 三种非常规粗饲料营养成分及饲用价值的比较研究[J]. 饲料研究, 2017(21):28-31.

[17] 陈艳, 王之盛, 张晓明, 常用粗饲料营养成分和饲用价值分析.草业学报, 2015,24(5):117-125.

[18] 张雅飞, 张英杰, 段春辉, 羊用四种粗饲料营养价值评定[J]. 饲料工业, 2017,38(9):27-30.

[19] 余苗, 王卉, 问鑫, 牧草品质的主要评价指标及其影响因素[J]. 中国饲料, 2013(13):1-3, 7.

[20] 王慧娟. 羊常用粗饲料营养价值评定[D]. 杨凌： 西北农林科技大学, 2018.

[21] 秦贵信, 孙泽威, 龙国徽, 饲料蛋白质的理化特性与其营养价值的关系[J]. 动物营养学报, 2014,26(10):2942-2948.

[22] 冯红红. 饲用高粱的营养价值研究进展[J]. 畜牧兽医科学(电子版), 2021(11):113-114.

基金资助

陕西省科技厅重点研发计划项目(2022NY-068)