巨菌草饲用价值评价

Evaluation of the feeding value of Pennisetum giganteum

摘要

目的 为巨菌草高效饲用建立基础营养成分数据参数。 方法 对不同生育期、不同茬次巨菌草及以草代木用阶段巨菌草叶梢、茎、全株和青贮巨菌草进行常规营养成分检测分析及相对饲用价值评价。 结果 不同生育期巨菌草，随生育期延长，干物质（DM）、钙（Ca）、中性洗涤纤维（NDF）含量升高，粗蛋白（CP）含量、相对饲用价值（RFV）降低；拔节中后期、枯黄期CP较分蘖期、拔节前期显著降低，拔节后期Ca、NDF较分蘖期、拔节前期显著升高；拔节前期与分蘖期各营养成分无显著差异，且CP≥8.43%，是最适合饲用的时期，但其生物产量相对较低。不同茬次巨菌草及青贮巨菌草的常规营养成分和相对饲用价值没有显著差异。以草代木用阶段巨菌草叶梢CP、EE等营养物质含量与拔节前期相当，但NDF、ADF显著高于拔节前期及分蘖期。 结论 以草代木用阶段巨菌草叶梢营养成分与拔节前期巨菌草相当；拔节期结束前巨菌草均适合饲用，而拔节中期或刚进入拔节后期是最佳饲用刈割期。

Abstract

Objectives This study aimed to establish foundational nutritional data parameters for the efficient utilization of Pennisetum giganteum as forage. Methods Conventional nutritional component analysis and relative feeding value (RFV) evaluation were conducted on Pennisetum giganteum across different growth stages, harvest cycles and silage, as well as on leaf sheaths, stems, whole plants of the grass at the wood-substitute stage. Results With prolonged growth stages, the contents of dry matter (DM), calcium (Ca), and neutral detergent fiber (NDF) of Pennisetum giganteum were increased, while the content of crude protein (CP) and relative feeding value (RFV) were decreased. The content of CP during the mid-late jointing and senescence stages of Pennisetum giganteum were significantly lower than those during the tillering and early jointing stages. The contents of Ca and NDF in the late jointing stage of Pennisetum giganteum were significantly higher than in the tillering and early jointing stages. No significant differences in nutritional components were observed between the early jointing and tillering stages of Pennisetum giganteum. However, the early jointing stage (CP≥8.43%) of Pennisetum giganteum was identified as the optimal period for forage use, despite its relatively lower biomass yield. 2. No significant differences in conventional nutritional components or RFV were observed among Pennisetum giganteum from different harvest cycles or silage. At the wood-substitute stage of Pennisetum giganteum, the CP and ether extract (EE) content in leaf sheaths were comparable to those in the early jointing stage, but NDF and acid detergent fiber (ADF) were significantly higher than in both the early jointing and tillering stages. Conclusions Leaf sheaths of Pennisetum giganteum at the wood-substitute stage exhibit nutritional equivalence to those in the early jointing stage. The grass remains suitable for forage use prior to the end of the jointing stage, with the optimal harvesting window identified as mid-jointing or the initial phase of late jointing.

关键词

巨菌草 / 生育期 / 茬次 / 营养成分 / 饲用价值

Key words

Pennisetum giganteum / growth period / stubble times / nutrient composition / feeding value

巨菌草（Pennisetum giganteum）是一种多年生狼尾草属植物，其植株高大，在生长速度、产量以及光合作用效率上相比其他禾本科植物具有优势，且其直立丛生，根系发达，抗逆性强，具有较强的分蘖能力，对各种环境有较强的适应性，种植管理要求不高，可以在热带、亚热带和温带生长。巨菌草蛋白质、糖分含量较高，适口性好，可作为羊^[1]、牛^[2-3]、猪^[4]、鸭^[5]、鸡^[6]及鹅^[7]等畜禽饲料，特别适宜作为牛羊的饲草^[8-9]。

近年来，在湖北十堰等地将巨菌草做为以草代木生产菌菇材料引进并大面积种植，其产量已远远超出用作木本材料生产香菇菌棒的消耗量，同时菌棒取材后废弃的叶梢等占鲜草质量的50%以上，仍有大量的生物质资源有待开发利用。因而，对其稍、茎、全株等进行饲用营养价值评价，为其饲料化产业链条开发奠定研究基础及理论支持。现阶段，巨菌草不同生育期^[10]、不同种植地的营养成分评价^[11-13]及与其他饲草的比较研究等^[14-15]已有报道，但鲜见对全年不同收获茬次及菌棒取材后的叶梢进行营养成分评价。

因此，本研究全面针对不同生育期、不同茬次巨菌草全株及以草代木用阶段巨菌草叶梢、茎、全株以及青贮巨菌草进行饲用营养价值评价，以期为巨菌草高效饲用及产业链拓展提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

所有巨菌草及青贮巨菌草样品均由湖北省郧西县湖北鑫农生态科技有限责任公司提供。于2024年8月1日—11月30日，在公司巨菌草种植基地采样不同生育期、不同茬次全株巨菌草，以草代木用阶段巨菌草叶梢、茎、全株以及青贮巨菌草（湖北鑫农生态科技有限责任公司2023年秋季生产），选择有代表性的样区，采用五点取样法。

1.2 试验设计

对测定不同茬次巨菌草营养价值所选定的采样株在相同生长高度下刈割4茬取样；对以草代木用阶段巨菌草适时（拔节中后期）收割取叶梢样、茎秆和全株；对不同生育期巨菌草分别于各生育期刈割取样。所有样品均采集3个重复，分别测定营养成分。

1）不同茬次巨菌草采样。在种植大田内近四角及中央区选取5丛生长正常的巨菌草，对每丛进行标记，当株高达到1.5 m时每丛1株离地4~5 cm整株刈割制样(相当于拔节中期刚进入拔节后期时间）。每次刈割后按大田管理方式同样管理，下一茬次当株高达到1.5 m时同丛株以相同方式重复取样。新鲜巨菌草先用刀切碎（长约3 cm），用密封袋密封置冰箱冷冻室（-20 ℃，普通冰箱即可）暂存备测。不同茬次样品取齐后，将冻存样品置于65 ℃烘箱中烘干至恒重，制备风干样品。粗样再用小型植物粉碎机粉碎并过孔径0.4 mm筛，最后密封保存并做好标记，供指标测定用。

2）以草代木阶段（秆材用）全株巨菌草及茎、叶梢等采样。选择有代表性的采样区，在首茬拔节后期，株高2 m以上巨菌草，整株刈割高度相近的巨菌草8株以上，随机分为2组，1组约为刈割株总量的1/3，整株切碎；另1组在茎秆木质变化明显的节点切分为茎秆部和叶梢部，将茎秆和叶梢分别切碎；如上相同方法制备样品备测。

3）不同生育期巨菌草取样。在种植大田内近四角及中央区选取5丛生长正常的首茬巨菌草，分别在巨菌草：分蘖期（第1节拔出前的生育期）、拔节前期（拔出第1节至7~8节的生育期）、拔节中期（至拔出第13~15节）、拔节后期（至拔节停止，一般拔出第21~23节）和枯黄期（拔节停止，初叶开始变黄），对各生育期巨菌草从第1节节尾点向上刈割取样。田间鲜样各1.0 kg以上按上相同方法制备样品，备测。

4）巨菌草青贮取样。在湖北鑫农生态科技有限责任公司巨菌草青贮存贮区，对2023年秋季生产的巨菌草青贮（第2茬，株高1.5~2.0 m，拔节中后期刈割，青贮袋青贮），在5个样点各取1袋，每袋在袋内靠中心位置取样1.0 kg混合均匀，混合样取1.0 kg以上如上相同方法制备样品备测。

1.3 主要测定指标与方法

干物质（DM）参考GB/T 6435—2014《饲料中水分的测定》，采用烘干减重法测出样品的水分，计算DM含量。

粗蛋白质（CP）参考GB/T 6432—1994《饲料中粗蛋白的测定》，采用全自动凯氏定氮仪测定。

粗脂肪（EE）参考GB/T 6433—2025《饲料中粗脂肪的测定》，采用索氏抽提法测定。

钙（Ca）参考GB/T 6436—2018《饲料中钙的测定》，采用EDTA法测定。

磷（P）参考GB/T 6437—2018《饲料中总磷的测定 分光光度法》，采用钼黄比色法测定。

中性洗涤纤维（NDF）和酸性洗涤纤维（ADF）采用范氏（VanSoest)纤维测定法测定，全自动纤维分析仪（海能F2000）测定。

相对饲用价值（RFV）^[15]的计算公式如下：

RFV=干物质采食量（DMI）×可消化干物质（DDM）/1.29。

DMI和DDM的预测模型如下：

DMI（%BW）=120/NDF（%DM），

DDM（%DM）=88.9－0.779ADF（%DM）。

1.4 数据统计

试验数据采用SPSS 19.0软件进行单因素方差分析，LSD法进行多重性比较，结果以“平均值±标准差”表示，以P<0.05作为差异显著性判断标准。

2 结果与分析

2.1 不同生育期巨菌草的常规营养成分

由表1可见，巨菌草DM随生育期延长而增加，分蘖期、拔节前期、拔节中期差异不显著（P>0.05）；拔节期前、中、后差异也不显著；拔节后期显著高于分蘖期，枯黄期显著高于拔节期和分蘖期（P<0.05）。CP在分蘖期与拔节前期差异不显著，拔节中期与后期差异不显著；拔节中期、后期显著低于分蘖期和拔节前期，枯黄期显著低于拔节期和分蘖期（P<0.05）。Ca、NDF分蘖期与拔节前期差异不显著，拔节中后期与枯黄期差异不显著，但拔节后期显著高于分蘖期和拔节前期。EE、P、ADF各生育期差异不显著。拔节前期RFV最高，显著高于其他生育期；分蘖期与拔节中期差异不显著，但显著高于拔节后期和枯黄期；拔节后期与枯黄期差异不显著。

2.2 不同茬次巨菌草及青贮巨菌草的常规营养成分测定

由表2可见，4个不同茬次的巨菌草以及巨菌草青贮的主要营养成分（CP、EE、Ca、P、NDF、ADF和RFV）之间差异并不显著。

2.3 以草代木阶段巨菌草的常规营养成分测定

由表3可见，秆材用巨菌草全株、叶梢及茎秆三者之间的DM含量差异显著，叶梢最低，茎秆最高；茎秆与全株CP、NDF、ADF的差异不显著，叶梢CP显著高于茎秆和全株，叶梢NDF、ADF显著低于茎秆和全株；茎秆、全株、叶梢EE、Ca、P差异不显著。叶梢RFV显著高于茎秆和全株，茎秆与全株差异不显著。

结合表1和表3可知，以草代木阶段巨菌草叶梢与分蘖期、拔节前期巨菌草CP、EE、Ca、P差异不显著，但CP显著高于拔节中、后期及枯黄期。叶梢NDF、ADF显著高于分蘖期、拔节前期巨菌草；叶梢NDF与拔节中、后期及枯黄期差异不显著，但ADF显著高于拔节中、后期及枯黄期。

3 讨 论

本研究结果表明，巨菌草随着生育期的延长，干物质含量增加，但CP降低，拔节中期以后变化显著；随着生育期的延长，Ca、NDF有升高趋势，并在拔节后期显著升高；各生育期EE、P和ADF没有显著差异；拔节后期巨菌草木质化程度增加，饲用价值降低，NDF达到最高，与枯黄期没有差异，其营养价值显著降低。而拔节前期和分蘖期各营养成分测定值无显著差异，可称为嫩草，CP≥8.43%，其营养物质组成最适合饲用，一定程度上可用于单胃动物饲养^[4,6,9]，但此阶段生物产量低，难以产生经济价值。研究表明，巨菌草饲料化应用应在拔节期结束前进行刈割使用，而在拔节中期结束后开始进入拔节后期的生育期是饲用最有经济价值的收割期，与邓振山等^[16]研究施氮水平对延安市巨菌草农艺性状及饲用品质的影响得出的结论一致，此阶段既可保证较高的营养价值，又能提高生物产量，可用于反刍动物的饲用鲜草和制作青贮饲料^[17]。

本试验结果表明，不同茬次间巨菌草常规营养成分没有显著差异，表明巨菌草饲用品质较为稳定，有利于规模化、工业化开发利用。本试验在巨菌草1.5 m时刈割各茬次样品，其粗蛋白含量在5.76%~6.13%，中性洗涤纤维含量在68.50%~70.39%，酸性洗涤纤维含量在39.87%~42.17%，而杨东升等^[18]研究河套地区巨菌草营养品质发现，巨菌草刈割高度1.6 m时，其粗蛋白含量高达14.15%，中性洗涤纤维含量53.14%，酸性洗涤纤维含量33.35%，而刈割高度达到2.5 m时，其粗蛋白含量仍有9.07%。试验组间的差异，表明巨菌草在不同种植地区的营养成分差异较大，并且水肥条件对其营养物质含量也有较大影响。本试验测得的巨菌草各茬次的营养成分含量较低，主要是试验地气候及土壤条件较差导致。

以草代木阶段，巨菌草已生长至2 m以上，其茎秆木质化程度高，营养物质含量降低，但其生物产量大幅提高，因而其营养物质总量仍是有所提高的。本试验结果表明，以草代木阶段巨菌草叶梢粗蛋白含量为9.34%，因此，对草代木阶段巨菌草茎叶及茎秆分别进行针对性开发利用，仍具有较高的经济价值，但较优质牧草其蛋白含量仍偏低，且粗纤维含量偏高^[13]，因而，其高效饲用加工技术仍是后续工作的重点研究方向。总而言之，巨菌草用作牛羊饲草是可行的，分蘖期和拔节前期巨菌草可用作单胃动物饲料，但进入拔节中期后的巨菌草不适宜单胃动物。分蘖期和拔节前期巨菌草及草代木阶段叶梢营养价值和相对饲用价值较高，可用于犊牛、羔羊料，特别是开口料的配制草料。巨菌草适口性好，拔节后期仍适合饲养羊、牛等牲畜。

4 结 论

随着生育期延长，巨菌草相对饲用价值变低。不同茬次巨菌草及青贮的常规营养成分没有显著差异。分蘖期、拔节前期巨菌草及以草代木阶段巨菌草叶梢最适合饲用，以草代木阶段巨菌草叶梢与拔节前期巨菌草的营养价值相当。分蘖期和拔节前期巨菌草可用于单胃动物的饲养，但以草代木阶段巨菌草叶梢不宜。巨菌草适宜饲用期是在拔节期结束前，拔节中期或刚进入拔节后期是最佳饲用刈割期。

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基金资助

湖北省农业科技创新中心资助项目(2019-620-000-001-21)

湖北省科技成果转化项目“地源性饲料资源高效养殖马头山羊关键技术集成与示范”(2023BBB073)