据杨雪海等^[8]报道, 华油杂62油菜盛花期及结荚初期植株最为适宜用作反刍动物的优质蛋白源, 故本研究选择华油杂62盛花期及结荚初期的植株作为样品。样品在2017年3-4月采集于湖北省钟祥市(钟祥市位于江汉平原西北角, 属北亚热带季风气候, 全市年平均气温16.4 ℃, 年平均降水量为987.6 mm, 平均无霜期260 d)。分别从同一块地的不同位点、不同时期采集油菜盛花期、结荚初期植株, 将采集的样品用铡草机铡成碎段混匀后置于65 ℃风干48 h, 回潮后经粉碎过0.38 mm筛, 装入自封袋中于阴凉干燥处保存待测。

动物试验在湖北省农业科学院畜牧兽医研究所金水试验基地进行。试验动物选用3只体重(46.7± 1.1) kg、装有永久瘤胃瘘管的波尔山羊。预试期2周, 试验期为1周, 试验羊单圈饲养, 自由饮水; 每日于上午8:00和下午4:00各等量饲喂1次, 基础饲粮组成及营养成分见表1。

表1

Table 1

表1(Table 1)

表1 基础饲粮组成及营养成分 Table 1 Composition and nutrient levels of the basal diet (air-dry basis) 原料 Ingredients 含量 Content (%) 营养水平 Nutrient levels2) 含量 Content 玉米 Corn 25.6 干物质 Dry matter (DM, %) 90.90 豆粕 Soybean meal 11.3 代谢能 Metabolic energy (ME, MJ· kg-1) 8.12 花生秸秆 Peanut straw 30.0 粗蛋白质 Crude protein (CP, %) 12.74 玉米秸秆 Corn stalk 30.0 钙 Calcium (Ca, %) 0.70 磷酸氢钙 CaHPO4 1.7 总磷 Total phosphorus (TP, %) 0.51 食盐 NaCl 0.4 中性洗涤纤维 Neutral detergent fiber (NDF, %) 39.03 预混料 Premix1) 1.0 酸性洗涤纤维 Acid detergent fiber (ADF, %) 26.11 1) 1 kg预混料中含有1 kg premix contain: Fe 7900 mg, Cu 1050 mg, Zn 4900 mg, Mn 3050 mg, Se 32 mg, I 76 mg, Co 83 mg, VA 15000 IU, VD 3000 IU, VE 1200 IU; 2)代谢能为计算值, 其余均为实测值。Metabolic energy was calculated and the others were measured values.

表1 基础饲粮组成及营养成分 Table 1 Composition and nutrient levels of the basal diet (air-dry basis)

1.3.1 瘤胃降解率的测定 本试验采用单因子试验设计, 每个样品用3只羊进行试验。准确称取2 g左右的待测样品装入已知重量的孔径为48 μ m尼龙袋中, 尼龙袋以塑料软管固定, 于晨饲2 h后通过瘤胃瘘管送入瘤胃腹囊中。每个样品在每个时间点设置2个平行。采用“ 同时放入, 分别取出” 的方法, 于放袋后0、12、24、36、48、72 h分别取出尼龙袋。尼龙袋从瘤胃内取出后立即放入冷水中终止反应, 再用自来水缓缓冲洗至水澄清。将洗净后的尼龙袋在65 ℃烘干至恒重后置于4 ℃冰箱中保存备测。具体操作参考魏金涛等^[9]的方法。

1.3.2 营养成分测定方法 采用张丽英^[10]和杨胜^[11]的方法测定粗蛋白质(crude protein, CP)、粗脂肪(ether extract, EE)、干物质(dry matter, DM)、粗灰分(crude ash, CA)、钙(calcium, Ca)、总磷(total phosphorus, TP)、氟(F)、有机物(organic matter, OM)含量; 采用Van Soest等^[12]的方法测定中性洗涤纤维(neutral detergent fiber, NDF)和酸性洗涤纤维(acid detergent fiber, ADF)含量。采用日立L-8800氨基酸自动分析仪(日本)测定氨基酸(amino acid, AA)含量; 采用岛津AA-7000原子吸收分光光度计(日本)测定铜(Cu)、铁(Fe)、锌(Zn)、锰(Mn)、铅(Pb)含量; 采用银盐法测定砷(As)含量; 采用钨酸钠-磷钼酸分光光度法测定单宁含量。采用高效液相色谱法^[13]测定硫甙含量。

1.3.3 瘤胃降解率和降解参数的计算方法 饲料中某营养成分在瘤胃不同时间点的降解率、瘤胃降解参数、有效降解率等按照魏金涛等^[9]的公式进行计算。

测定结果使用Excel 2016进行预处理, 使用SAS 9.2软件中NLIN非线性模型来确定指数模型中的参数, 并用Duncan’ s作多重比较。

盛花期饲用油菜的粗蛋白质含量为17.30%、总氨基酸含量为11.48%, 显著高于结荚初期(P< 0.05); 两个生长期油菜的粗脂肪、粗灰分、钙、总磷、中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量差异不显著(P> 0.05)(表2和表3)。盛花期饲用油菜的硫甙含量高于结荚初期(P< 0.05), 但二者的单宁含量无显著差异(P> 0.05)。盛花期饲用油菜的微量元素锰、铁含量低于结荚初期(P< 0.05), 抗营养因子指标铅、氟、砷含量与结荚初期无显著差异(P> 0.05)(表4), 均不超过饲料卫生标准^[14]要求。

表2

Table 2

表2(Table 2)

表2 饲用油菜中营养成分含量 Table 2 Nutrient content in forage rape (DM%) 项目 Items 盛花期 Flowering stage 结荚初期 Early podding stage 项目 Items 盛花期 Flowering stage 结荚初期 Early podding stage 粗蛋白质CP 17.30± 0.31a 8.50± 0.42b 总磷TP 0.40± 0.03 0.38± 0.08 粗脂肪EE 4.52± 0.89 5.41± 0.66 中性洗涤纤维NDF 40.11± 1.32 42.20± 1.47 粗灰分CA 14.31± 0.83 13.59± 0.71 酸性洗涤纤维ADF 34.81± 1.43 33.85± 1.35 钙Ca 2.12± 0.41 2.93± 0.29 Note: Different lowercase letters in same row indicate significant differences (P< 0.05), and no letters indicate no significant differences (P> 0.05), the same below. 注:同行不同小写字母表示差异显著(P< 0.05), 无字母表示差异不显著(P> 0.05), 下同。

表2 饲用油菜中营养成分含量 Table 2 Nutrient content in forage rape (DM%)

表3

Table 3

表3(Table 3)

表3 饲用油菜中氨基酸含量 Table 3 Amino acid content in forage rape (DM%) 项目 Items 盛花期 Flowering stage 结荚初期 Early podding stage 项目 Items 盛花期 Flowering stage 结荚初期 Early podding stage 苏氨酸Threonine (Thr) 0.54± 0.01 0.38± 0.02 蛋氨酸Methionine (Met) 0.18± 0.04 0.15± 0.02 丝氨酸Serine (Ser) 0.53± 0.03 0.40± 0.00 异亮氨酸Isoleucine (Ile) 0.44± 0.07 0.31± 0.03 谷氨酸Glutamic acid (Glu) 2.54± 0.13 1.41± 0.07 亮氨酸Leucine (Leu) 0.77± 0.05 0.60± 0.10 甘氨酸Glycine (Gly) 0.65± 0.01 0.41± 0.02 酪氨酸Tyrosine (Tyr) 0.52± 0.04 0.56± 0.05 丙氨酸Alanine (Ala) 0.81± 0.06 0.42± 0.03 苯丙氨酸Phenylalanine (Phe) 0.64± 0.03 0.64± 0.02 胱氨酸Cystine (Cys) 0.02± 0.00 0.15± 0.01 组氨酸Histidine (His) 0.66± 0.04 0.56± 0.03 缬氨酸Valine (Val) 0.65± 0.04 0.46± 0.02 精氨酸Arginine (Arg) 0.71± 0.05 0.45± 0.06 赖氨酸Lysine (Lys) 0.66± 0.03 0.70± 0.02 总氨基酸Total amino acid 11.48± 0.34a 8.22± 0.27b

表3 饲用油菜中氨基酸含量 Table 3 Amino acid content in forage rape (DM%)

表4

Table 4

表4(Table 4)

表4 饲用油菜中微量元素及部分抗营养因子含量 Table 4 Contents of trace elements and some anti-nutritional factors in forage rape (DM) 项目 Items 盛花期 Flowering stage 结荚初期 Early podding stage 项目 Items 盛花期 Flowering stage 结荚初期 Early podding stage 锰Mn (mg· kg-1) 31.00± 2.14b 37.15± 1.63a 氟F (mg· kg-1) 2.21± 0.24 1.97± 0.21 铁Fe (mg· kg-1) 57.57± 3.41b 67.74± 2.11a 砷As (mg· kg-1) 0.16± 0.03 0.14± 0.02 铜Cu (mg· kg-1) 9.41± 0.76 10.93± 1.00 单宁Tannin (%) 0.94± 0.10 0.90± 0.07 锌Zn (mg· kg-1) 36.54± 1.69 33.87± 1.21 硫甙Thiopurine (μ mol· g-1) 10.17± 1.01a 6.88± 0.79b 铅Pb (mg· kg-1) 1.49± 0.15 1.19± 0.03

表4 饲用油菜中微量元素及部分抗营养因子含量 Table 4 Contents of trace elements and some anti-nutritional factors in forage rape (DM)

盛花期饲用油菜中干物质、粗蛋白质、有机物、中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维的瘤胃降解率随消化时间的延长均呈逐渐升高的趋势; 粗蛋白质瘤胃降解率在0~72 h内逐渐提高, 72 h时达到84.70%; 干物质瘤胃降解率在0~24 h快速升高, 48 h后稳定在67%左右; 有机物瘤胃降解率在0~24 h快速升高, 24和36 h时差异不显著(P> 0.05), 48和72 h持续上升; 中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维的瘤胃降解率上升速度较慢, 72 h时分别为48.22%和45.78%(表5)。

表5

Table 5

表5(Table 5)

表5 盛花期饲用油菜各营养成分山羊瘤胃降解率 Table 5 Ruminal degradation rate of various nutrients in flowering stage forage rape (%) 项目 Items 时间Time (h) 0 12 24 36 48 72 粗蛋白质CP 63.55± 0.32f 75.03± 1.37e 78.16± 0.60d 79.58± 0.41c 81.23± 0.40b 84.70± 0.45a 干物质DM 42.85± 0.41e 56.24± 1.06d 63.31± 0.55c 65.67± 0.70b 67.56± 1.74ab 68.68± 2.05a 有机物OM 37.76± 0.58e 49.32± 2.88d 59.49± 1.07bc 59.26± 0.68bc 63.72± 1.14b 67.45± 1.38a 中性洗涤纤维NDF 10.16± 0.73f 19.02± 0.28e 26.62± 1.19d 34.04± 0.46c 37.76± 0.27b 48.22± 0.70a 酸性洗涤纤维ADF 5.62± 0.62f 14.93± 0.89e 27.90± 0.38d 30.14± 1.10c 37.39± 2.01b 45.78± 0.80a

表5 盛花期饲用油菜各营养成分山羊瘤胃降解率 Table 5 Ruminal degradation rate of various nutrients in flowering stage forage rape (%)

结荚初期饲用油菜中各营养物质的瘤胃降解率随消化时间的延长均呈逐渐升高的趋势, 各时间点差异显著(P< 0.05), 其中中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维瘤胃降解率增长较为缓慢(表6)。结荚初期饲用油菜粗蛋白质、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维在0 h时, 其瘤胃降解率高于盛花期, 12~36 h增幅缓慢, 到48~72 h均低于盛花期; 结荚初期饲用油菜中干物质、有机物在0~72 h时, 其瘤胃降解率均低于同时间点的盛花期(表5和表6)。

表6

Table 6

表6(Table 6)

表6 结荚初期饲用油菜各营养成分山羊瘤胃降解率 Table 6 Ruminal degradation rate of various nutrients in early podding stage forage rape (%) 项目 Items 时间Time (h) 0 12 24 36 48 72 粗蛋白质CP 69.39± 0.44f 71.64± 0.21e 73.48± 0.28d 78.50± 0.21c 79.60± 0.51b 80.33± 0.23a 干物质DM 40.87± 0.20f 49.14± 0.17e 54.83± 0.31d 58.77± 0.76c 59.95± 0.32b 64.12± 0.42a 有机物OM 35.25± 0.17f 49.16± 0.52e 55.46± 0.31d 57.16± 0.21c 59.72± 0.47b 61.36± 0.44a 中性洗涤纤维NDF 15.53± 0.08f 25.89± 0.97e 28.79± 0.95d 32.62± 0.24c 34.53± 0.20b 39.58± 0.27a 酸性洗涤纤维ADF 9.04± 0.73f 16.44± 0.15e 25.52± 0.36d 29.64± 0.54c 34.56± 0.41b 37.17± 0.34a

表6 结荚初期饲用油菜各营养成分山羊瘤胃降解率 Table 6 Ruminal degradation rate of various nutrients in early podding stage forage rape (%)

盛花期饲用油菜植株中各营养成分之间快速降解部分差异显著(P< 0.05), 其中粗蛋白质快速降解部分最高, 为64.06%; 各营养成分慢速降解部分差异显著(P< 0.05), 其中中性洗涤纤维相对较高, 为62.42%; b的降解速率方面, 干物质的降解速率最快, 但和粗蛋白质降解速率差异不显著(P> 0.05); 从有效降解率来看, 粗蛋白质有效降解率显著高于其他营养成分(P< 0.05), 达76.50%(表7)。

表7

Table 7

表7(Table 7)

表7 盛花期饲用油菜各营养成分山羊瘤胃降解参数 Table 7 Rumen degradation parameters of various nutrients in flowering stage forage rape 项目 Items 快速降解部分 Rapidly soluble fraction (a, %) 慢速降解部分 Slowly degradable fraction (b, %) b的降解速率 Rate constant of b (c, h-1) 潜在降解部分 Potentially degradable fraction (a+b, %) 有效降解率 Effective degradation (ED, %) 粗蛋白质CP 64.06± 0.38a 19.57± 0.56d 0.055± 0.01ab 83.63± 0.48a 76.50± 0.39a 干物质DM 42.84± 0.48b 26.22± 2.17e 0.062± 0.01a 69.06± 2.00bc 60.14± 0.39b 有机物OM 37.77± 1.04c 30.47± 4.09c 0.043± 0.01b 68.24± 3.10bc 55.30± 0.23c 中性洗涤纤维NDF 10.24± 0.68d 62.42± 1.46a 0.012± 0.00c 72.66± 2.14b 28.91± 1.20d 酸性洗涤纤维ADF 5.37± 0.92e 53.38± 0.89b 0.020± 0.00c 58.75± 1.81d 26.16± 0.64e Note: Different lowercase letters in the same column indicate significant differences (P< 0.05), the same below. 注:同列不同小写字母表示差异显著(P< 0.05), 下同。

表7 盛花期饲用油菜各营养成分山羊瘤胃降解参数 Table 7 Rumen degradation parameters of various nutrients in flowering stage forage rape

结荚初期饲用油菜植株中粗蛋白质快速降解部分为68.81%, 显著高于其他营养成分(P< 0.05), 且各营养成分快速降解部分之间差异显著(P< 0.05); 有机物、干物质、中性洗涤纤维的慢速降解部分差异不显著(P> 0.05), 但酸性洗涤纤维的慢速降解部分显著高于其他营养成分(P< 0.05); 慢速降解部分的降解速率方面, 有机物b的降解速率显著高于其他营养成分(P< 0.05); 从有效降解率来看, 粗蛋白质的有效降解率显著高于其他营养成分, 达75.13%(P< 0.05)(表8)。

表8

Table 8

表8(Table 8)

表8 结荚初期饲用油菜各营养成分山羊瘤胃降解参数 Table 8 Rumen degradation parameters of various nutrients in early podding stage forage rape 项目 Items 快速降解部分 Rapidly soluble fraction (a, %) 慢速降解部分 Slowly degradable fraction (b, %) b的降解速率 Rate constant of b (c, h-1) 潜在降解部分 Potentially degradable fraction (a+b, %) 有效降解率 Effective degradation (ED, %) 粗蛋白质CP 68.81± 0.39a 15.94± 0.86c 0.0205± 0.002e 84.75± 1.05a 75.13± 0.13a 干物质DM 40.94± 0.22b 25.16± 0.45b 0.0328± 0.001b 66.10± 0.64b 53.87± 0.18b 有机物OM 35.88± 0.17c 25.32± 0.73b 0.0598± 0.005a 61.20± 0.58c 52.52± 0.18c 中性洗涤纤维NDF 16.31± 0.34d 25.35± 1.45b 0.0302± 0.003c 41.66± 1.32d 28.77± 0.09d 酸性洗涤纤维ADF 8.41± 0.73e 34.32± 0.20a 0.0270± 0.002d 42.72± 0.91d 24.46± 0.17e

表8 结荚初期饲用油菜各营养成分山羊瘤胃降解参数 Table 8 Rumen degradation parameters of various nutrients in early podding stage forage rape

华油杂62是国家农作物品种审定委员会审定通过的品种, 适宜南方冬油菜主产区及西部春油菜主产区种植。本试验采集的盛花期饲用油菜中粗蛋白质含量高于结荚初期, 这与杨雪海等^[6]的结果一致; 盛花期、结荚初期饲用油菜粗蛋白质含量为8.50%~17.30%, 粗脂肪含量为4.52%~5.41%, 中性洗涤纤维约为40%, 酸性洗涤纤维含量约为34%, 各营养成分含量与紫花苜蓿(Medicao sativa)^[15]基本相当, 华油杂62是营养价值较高的饲草。

饲草中的蛋白质需要在反刍动物瘤胃中被微生物利用产生菌体蛋白, 再进入小肠被消化吸收。饲草中的粗蛋白质瘤胃降解率由粗蛋白质含量、发酵的难易程度和在瘤胃中的滞留时间等因素共同决定^{[16, 17]}。本研究中, 盛花期饲用油菜粗蛋白质瘤胃降解率在12~72 h都高于结荚初期, 造成这一现象的原因, 是粗蛋白质降解率与生育期紧密相关^[18], 也有可能是牧草中粗蛋白质含量高有利于粗蛋白质的降解^[19]。本研究中, 盛花期、结荚初期饲用油菜不易降解部分的含量很少, 说明饲用油菜的绝大部分蛋白质都能在瘤胃中发酵、降解。

干物质瘤胃降解率是评定饲料营养价值的重要指标, 其值受饲料原料纤维素含量和木质化程度的影响, DM降解率高表明其在瘤胃中更容易被消化, 动物的干物质采食量越大。本研究中, 盛花期饲用油菜各个时间点的干物质的瘤胃降解率和有效降解率均高于结荚初期, 说明盛花期的饲用油菜更易被山羊消化。

有机物的瘤胃降解率取决于植物本身的结构和组成。本研究中, 盛花期饲用油菜有机物质降解率较高, 说明盛花期饲用油菜木质化程度低, 所含有机物质更加容易降解。

纤维物质在维持反刍动物瘤胃功能和健康中发挥着重要作用^[20]。不同饲粮中的中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维的瘤胃降解率值反映出饲料纤维物质在反刍动物瘤胃内消化的难易程度。本研究中, 饲用油菜的中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维的瘤胃降解率随着消化时间的延长逐渐升高并最终趋于稳定, 快速降解部分均处于较低值, 说明饲用油菜中的纤维类物质在瘤胃内难以被快速降解。本研究中, 盛花期饲用油菜中性洗涤纤维36 h瘤胃降解率达到了34.04%, 在48~72 h均高于结荚初期; 盛花期饲用油菜慢速降解部分、有效降解率和潜在降解率各时间点都高于结荚初期。这说明随着饲用油菜植株的成熟, 叶茎的木质化程度发生改变, 影响其纤维消化的程度和速度^{[21, 22, 23]}。

本研究中, 随着在瘤胃内消化时间的延长, 饲料油菜的粗蛋白质、干物质和中性洗涤纤维的瘤胃降解率逐渐升高, 且盛花期饲料油菜的粗蛋白质、干物质和中性洗涤纤维有效降解率显著高于结荚期, 这与王洪超等^[24]在奶牛上的试验结果基本一致。本研究中测定的盛花期和结荚初期油菜的干物质降解率、有机物有效降解率、粗蛋白质有效降解率值都接近或高于紫花苜蓿^{[25, 26]}。