成立新，杨瑞杰，格根图，孙 林，付俊平，贾玉山

(1.内蒙古自治区农牧业科学院，内蒙古 呼和浩特 010031； 2.内蒙古农业大学生态环境学院，内蒙古 呼和浩特 010019)

饲草是草食家畜饲粮的重要组成部分，生产高品质的饲草是保障畜产品安全供给和科学缓解“人畜争粮”矛盾的有效途径。为了高效地生产和利用高品质饲草，对饲草的品质评价显得尤为重要。饲草品质的评定指标主要包括常规营养成分、采食量、消化率以及评价饲草品质的各种指数等在内的各种指标。常规营养成分只能说明饲草各种营养成分的含量，只有将饲草和家畜两大因素综合考虑才能对饲草的品质进行合理的评价[1]，进而有效地利用饲草资源。卢德勋[2]首次提出的粗饲料分级指数(GI)技术体系是人们比较认可的饲草品质评价方法。GI综合考虑了饲草的粗蛋白(CP)和纤维素(CEL)两大因素，同时结合了草食家畜的生产性能等因素，能够对饲草资源进行合理分级、评定，还能够为饲草资源的组合利用提供理论依据。在生产实践中，GI更通俗易懂，便于推广，易被生产者接受[3]。因此，本研究通过对苜蓿、沙打旺、高丹草、狼尾草及黑麦草的常规营养成分、饲草代谢能(ME)及自由采食量(DMI)进行测定，利用GI指数对5种饲草的品质进行科学、客观、合理地评价，旨在为饲草科学高效利用提供可靠的技术依据。

1 材料与方法

1.1试验材料 试验选用内蒙古自治区通辽市奈曼旗初花期的“草原2号”杂花苜蓿(Medicagovariacv. caoyuan No.2)、沙打旺(Astragalusadsurgens)、高丹草(Sorghumvulgare×S.sudanese)、狼尾草(Pennisetumalopecuroides)、黑麦草(Loliumperenne)5种饲草为材料，自然风干。

1.2试验测定指标 干物质(Dry Matter，DM)、粗蛋白(Crude Protein，CP)、粗脂肪(Ether Extract，EE)、中性洗涤纤维(Neutral Detergent Fiber，NDF)、酸性洗涤纤维(Acid Detergent Fiber，ADF)、酸洗木质素(Acid Detergent Lignin，ADL)、粗灰分(ASH)、Ca、P、中性洗涤纤维不溶蛋白(Neutral Detergent Fiber Insoluble Protein，NDFIP)、总能(Gross Energy，GE)、代谢能(Metabolic Energy，ME)及干物质采食量(Dry Matter Intake，DMI)。

1.3测定方法 对苜蓿、沙打旺、高丹草、狼尾草及黑麦草的常规营养成分即DM、CP、EE、NDF、ADF、ADL、ASH、CF、Ca、P和GE指标的测定方法参考《饲料分析及饲料质量检测技术》[4]。NDFIP值分析按照Van Soest等[5]的方法进行。利用Terry和Tilley(1963)两级离体消化法测定饲草的体外消化率，然后经计算模型ME/DE得出ME值[3]。选取15只体况良好的内蒙古细毛羔羊，随机分为5组，以试验材料逐步取代常规日粮，预饲期为10 d，正饲期为30 d，记录试验羊的日采食量(g·d-1W0.75)。

1.4计算公式

1.4.1饲草营养指标的计算

CHO(%)=1-CP-EE-ASH；

SC(%)=NDF-NDFIP；

NSC(%)=1-(NDF+CP+EE+ASH-NDFIP)；

HC(%)=NDF-ADF；

CEL(%)=ADF-ADL-ASH.

式中，CHO为饲草碳水化合物含量(%),CP为饲草粗蛋白含量(%)，EE为饲草粗脂肪含量(%)，ASH为饲草粗灰分含量(%)，SC为饲草结构性碳水化合物含量(%)，NDF为饲草中性洗涤纤维含量(%)，NDFIP为饲草中性洗涤纤维不溶蛋白含量(%)，NSC为饲草非结构性碳水化合物含量(%)，ADF为饲草酸性洗涤纤维含量(%)，HC为饲草半纤维素含量(%)，CEL为饲草纤维素含量(%)，ADL为饲草酸洗木质素含量(%)。

1.4.2饲草的代谢能值(ME)的计算

IVDMD=[(M3-M1)-M2]/M0×DM×100.

式中，IVDMD为干物质体外消化率，M0为样品质量(g)，M1为坩埚重(g)，M2为空白样残渣重(g)，M3为坩埚+残渣重(g)，DM为饲草样品干物质含量(%)。

DE=GE×IVDMD;

ME=DE×0.815[6].

式中，DE为饲草消化能(MJ·kg-1)，GE为饲草总能(MJ·kg-1)，ME为饲草代谢能(MJ·kg-1)。

1.4.3饲草GI的计算

GI=(DMI×ME×CP)/NDF;

GI′=(DMI×ME×CP)/ADF;

GI″=(DMI×ME×CP)/ADL.

式中，DMI为饲草干物质随意采食量(kg·d-1)。

1.4.4饲草相对值(RFV)的计算

RFV=DMI×DDM/1.29.

DMI与DDM由以下预测公式计算可得：

DMI(g·d-1W0.75)=120/NDF[7];

DDM=88.9-0.779×(ADF)[7].

式中，DDM为可消化干物质。

1.5数据处理 图、表及数据的前期处理均采用Microsoft Excel 2003软件，数据的方差分析利用SAS9.0(Statistical Analysis System)软件进行。

2 结果与分析

2.1饲草常规营养成分的分析比较 参考美国制定的豆科与禾本科等级划分标准(表1)，根据5种饲草常规成分测定结果(表2)可以看出，苜蓿CP(17.10%)和ADF(31.50%)介于一级和二级豆科干草之间，NDF(40.50%)介于特级和一级豆科干草之间，其NDFIP含量较高，占CP的21.23%，SC含量较其他4种饲草偏低，总体分析可得，本试验所用的“草原2号”杂花苜蓿品质属于二级偏上水平；沙打旺CP含量为13.20%，介于豆科干草二级和三级之间，ADF(34.30%)和NDF(44.90%)都处于一级和二级之间，而且HC、CEL和CHO含量偏低，ADL含量较苜蓿偏高，较其他3种饲草偏低，总体评价认为，沙打旺品质属于三级偏上水平。对于禾本科牧草来说，参照等级划分比较，CP含量分别为高丹草(7.00%)>狼尾草(6.50%)>黑麦草(9.00%)。其中，狼尾草CP含量最低，CHO(84.50%)、ADF(46.80%)和NDF(64.60%)含量最高。综上分析可知，由于3种禾本科牧草的CP含量较低，粗纤维含量和CHO含量较高，其品质均属于中等禾本科牧草。

从上述结果来看，以CP、ADF和NDF的含量进行比较，5种饲草的品质顺序为苜蓿>沙打旺>黑麦草>高丹草>狼尾草。

2.2能值的分析比较 苜蓿的GE显著高于其他几种饲草(P<0.05)，而黑麦草、沙打旺及高丹草间能值差异不显著(P>0.05)，狼尾草显著低于其他饲草。通过公式计算得出，苜蓿ME最高，其次为沙打旺、高丹草、黑麦草，最低为狼尾草(表3)。

表1 豆科牧草与禾本科牧草等级划分标准Table1 The classification of legumes and gramineous forages

表2 5种饲草营养成分测定结果Table 2 Chemical compositions of five forages

造成不同饲草GE和ME测定值差异的主要原因在于IVDMD不同。苜蓿属于优质豆科饲草，CP含量较高，CEL含量较低，所以其消化率比较高；对同为禾本科饲草的高丹草、狼尾草及黑麦草，狼尾草的GE含量(14.31 MJ·kg-1)显著低于高丹草(15.16 MJ·kg-1)和黑麦草(15.87 MJ·kg-1)(表3)。这是由于狼尾草CP较低，CEL较高，造成其IVDMD低。由此可知，ME值与常规营养成分不同，顺序为苜蓿>沙打旺>高丹草>黑麦草>狼尾草。

表3 不同饲草的能值测定结果Table 3 The energy value results of 5 forages

2.3饲草自由采食量(DMI)的分析 DMI值从高到低顺序为苜蓿>沙打旺>黑麦草>高丹草>狼尾草。黑麦草DMI略低于两种豆科牧草，又显著高于高丹草和狼尾草(P<0.05)。对于比较相似的高丹草和狼尾草，两者主要营养成分指标差异不显著，但高丹草DMI显著高于狼尾草，这可能与饲草NDF含量有关。因为由CEL、HC和ADL组成的NDF会影响CF的总体消化水平(表4)。

2.4饲草GI结果分析 采用不同CEL指标所得的GI值对5种饲草的品质优劣划分顺序是一致的，即苜蓿>沙打旺>黑麦草>高丹草>狼尾草(表5)。若将苜蓿的饲草分级指数值(GI、GI′、GI″)定为100，对于以NDF划分的GI，沙打旺、黑麦草、高丹草、狼尾草的GI相对值分别为61.41、26.09、20.11、10.33；对于以ADF划分的GI′，沙打旺、黑麦草、高丹草、狼尾草的GI′相对值分别为62.45、34.18、24.89、10.97；对于以ADL划分的GI″，沙打旺、黑麦草、高丹草、狼尾草的GI″相对值分别为67.70、35.89、25.94、15.25。

通过比较分析，GI、GI′、GI″的划分结果可以看出，使用ADL为纤维素指标得出的分级指数更接近饲草的实际品质。

表4 5种饲草自由采食量测定结果Table 4 The dry matter intakes of 5 forages

表5 5种饲草GI值的比较Table 5 The grading index of 5 forages

2.5饲草的GI″值与RFV值分析比较 本研究在实测5种常见的饲草GI″值以及张吉鹍等[6]的研究基础上，对GI″与RFV进行了合理的比较(表6)。用实测的DMI值计算得出RFV值，采用模型计算得出可消化干物质(表6)。

饲草品质从高到低，按RFV的排序为苜蓿>沙打旺>高丹草>黑麦草>狼尾草，而按GI″的排序为苜蓿>沙打旺>黑麦草>高丹草>狼尾草。在评定饲草品质优劣分级时，由于RFV没有考虑饲草的蛋白质组分和木质素含量，把黑麦草排在了木质素含量较高的高丹草之后；而GI″分级则明显地区分出了黑麦草和高丹草的品质，这说明RFV不能对饲草品质间细微的差别区分开来，从而会出现分级的“盲点”。

表6 饲草GI″和RFV值的比较Table 6 Comparison of GI″ with RFV

3 讨论

3.1饲草评价指标的研究 由美国饲草和草原协会(1978)所提出的RFV是当前饲草销售市场及饲草品质检测技术的重要载体。RFV以 DDM为理论依据，而该种饲草的DMI和DDM是通过实测NDF、ADF并利用一定的模型预测得到的。红敏等[7]的采食量预测方程仅仅考虑了NDF，而没有考虑CP对草食家畜采食量的影响。GI综合考虑了粗饲料可利用能量、CP和DMI等指标，更加全面、科学、合理、客观地反映了反刍家畜营养利用规律与粗饲料的营养价值[3]。GI不仅能够用于饲草的品质分级、交易及评定，还可用于指导饲草的种植、刈割以及粗饲料科学搭配组合[8-11]。GI较RFV具有更加科学的生物学意义。

卢德勋在RFV的基础上，利用优化饲养设计模式的理论和系统动物营养工程提出全新饲草品质评定指数——GI值[12]。GI值除利用能量参数外还引入了CP与DMI 等参数，首次将饲草因素(能量、蛋白、纤维物质等)与动物因素(采食量、消化率、利用率等)有机结合，所以GI指数是一个集理论与实践于一体的粗饲料品质评定、分级指数。具有整体性、综合性的特点。

3.2饲草科学搭配和优化组合的筛选 目前，由于对饲草品质的评价缺乏科学合理的分级、评定技术，仍然普遍存在着对饲草的不合理利用和浪费现象，导致饲草料间营养互作的效应无法进行正确合理搭配利用。更严重的是，对草食家畜的饲养成本大幅度增加[13]。而GI指数综合考虑了粗蛋白和能量两大因素，并创造性地引入了难以被草食家畜消化利用的ADL，结合家畜的实际采食量，对饲草品质进行合理评价，根据饲草成本和GI值对饲草进行科学组合，得出优化的混合饲草组合[13-14]。优化后的饲草组合不仅可降低饲养成本，调配草食家畜的营养需求，还可以有效提高家畜的整体生产性能，最终达到提高畜产品品质，保证食品安全的目的。

本研究根据所选5种饲草的实际状况，计算出5种饲草的GI值，从而进行品质评价。此外，通过饲草的GI值可因地制宜地选择不同饲草原料进行合理搭配和组合，提高饲草利用效率。同时还可充分利用当地丰富的饲草、工农业副产品，降低日粮成本，减少不必要的浪费。

4 结论

从常规营养成分分析、饲草代谢能(ME)及自由采食量(DMI)结果综合分析来看，试验所用5种材料品质排列顺序为苜蓿>沙打旺>黑麦草>高丹草>狼尾草。

通过比较分析GI、GI′、GI″的划分结果可以看出，使用ADL为纤维素指标得出的饲草分级指数更为科学合理，符合实际饲养情况。

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