不同种植年限对紫花苜蓿营养价值和体外发酵品质的影响
不同种植年限对紫花苜蓿营养价值和体外发酵品质的影响[20200507184513]
指导教师 朱伟云
摘要：通过对不同生长年限苜蓿营养成分和体外发酵特性测定，研究了不同生长年限对其饲用价值的影响。试验以4头装有永久性瘤胃瘘管的去势波尔杂交山羊为瘤胃液供体，用分别在2008、2009、2010、2011、2012年种植，在2013年8月中旬收割的第二茬紫花苜蓿，称量1 g样品于含有10 ml瘤胃液和90 ml培养基的发酵瓶内39 ºC恒温培养体外发酵，分别于24 h、48 h、72 h、96 h冰浴终止发酵，测定pH、产气量、甲烷产量、DMD、NDFD、ADFD、氨态氮及微生物蛋白浓度。结果表明：种植年限的增加，降低了苜蓿粗蛋白、中性洗涤可溶物，提高了灰分、纤维素的含量。同时降低发酵的产气量、甲烷、干物质消失率。其中2012年组的累计产气量、干物质消失率最高，显著高于其他各组，其次为2011年组、2010年组和2009年组，2008年组最低；2008年组的甲烷含量、氨态氮浓度和微生物蛋白含量最低。以上结果表明，随着种植年限的增加，紫花苜蓿的营养价值与发酵品质下降。
关键词：苜蓿；种植年限；体外发酵；降解率
摘要3
关键词3
Abstract3
Key words3
引言（或绪论）3
1 材料与方法 4
11 试验材料 4
111苜蓿种植采集4
112瘤胃液采集及培养基配制 4
12 测定指标与测定方法4
121常规营养成分分析4
122体外发酵指标测定4
13数据分析5
2 结果分析5
21不同种植年限对紫花苜蓿营养价值的影响5
22不同种植年限对紫花苜蓿体外发酵累计产气量的影响5
23不同种植年限对紫花苜蓿体外发酵累计甲烷产量的影响6
24不同种植年限紫花苜蓿体外发酵DMD、NDFD、ADFD的影响6
25不同种植年限紫花苜蓿体外发酵pH、总产气量、氨氮、MCP变化7
3 讨论8
31不同种植年限对紫花苜蓿营养成分的影响8
32不同种植年限对紫花苜蓿发酵产气量的影响8
33不同种植年限对紫花苜蓿发酵指标的影响8
致谢9
参考文献9
引言：紫花苜蓿是世界上栽培面积最广泛的豆科牧草之一，有“牧草之王”的美誉，在我国已有二千多年的栽培历史。苜蓿营养价值很高，粗蛋白、维生素和矿物质含量丰富，紫花苜蓿氨基酸含量高而多样，组成比较齐全，适口性好。紫花苜蓿营养全面在饲喂畜禽中可代替精饲料[1]。其具有广泛的适应性和稳定的生产力，在我国农牧业生产和生态经济建设中发挥着巨大作用。紫花苜蓿具有产量高，品质好等特点，在奶产业中不可替代。其分布范围极广，美洲、欧洲、亚洲及大洋洲均有分布[2]。多年来，国内外对苜蓿的研究众多，主要集中在播种密度、疏枝、施肥、灌溉、刈割、生长调节剂以及授粉媒介等方面［3］，对于不同种植年限的苜蓿改良土壤理化性质的作用已得到许多研究的肯定［4］，大多数对种植年限的研究集中在苜蓿对土壤的改良作用，很少检测种植年限对于苜蓿品质的影响。
对于饲草营养价值的评定方法，现在主要有体内法、半体内法和体外法等[5]。体内法和半体内法虽然能较准确地反映饲料在瘤胃中的动态降解特性，但由于其费时费力，在对大量样品进行评价时，会受到时间和实验动物的限制。因此，选择快速而准确的饲草营养价值评定方法显得尤为重要。体外产气法预测发酵底物的营养价值简便、经济、快速而被广泛用于评定饲草的营养价值。体外产气法是基于饲料样品在体外用瘤胃液消化所产生C02 和 CH4 气体的比率来估计有机物消化率的方法。其原理是：消化率不同的饲料，在相同的时间内产气量与产气率不同[6]。Menke在1979提出人工瘤胃产气量法，将饲料样品用瘤胃液培养24h后产气量(C02和CH4 )与体内消化率测定值之间呈正相关关系。Makkar[7]等做了进一步改进，在培养过程中保持温度恒定，可在不同时间点测定产气量，以研究发酵动力学。随着发酵产物测定方法的改进，VFA、微生物蛋白等可以直接测定，而不再依赖于通过动态发酵模型的估测。
本研究对不同种植年限紫花苜蓿营养价值和体外发酵品质进行分析测定，以明确种植时间与紫花苜蓿营养成分、体外发酵品质的关系，从而得到紫花苜蓿最佳种植时间，为紫花苜蓿的利用提供理论依据。
1材料与方法
1.1材料
1.1.1苜蓿种植采集
苜蓿种植于甘肃兰州，分别在2008、2009、2010、2011、2012种植，并在2013年8月中旬收割第二茬，65°C烘干，粉碎后过20目及28目的双层筛，取中间的粉料做为试验底物，室温保存于样品袋中备用。
1.1.2瘤胃液采集及培养基配制
瘤胃液采自南京农业大学动物房 5头装有永久性瘤胃瘘管的去势波尔杂交公山羊。饲粮为青干草，同时补饲自配精料( 玉米∶豆粕= 7∶3) ，自由饮水。试验当日，于饲喂后2 h采集瘤胃液并保存于充满二氧化碳的39°C热水瓶内，迅速带回实验室，整个过程严格厌氧。培养基参照Theodorou等[8]方法配制，然后与经过 4 层纱布过滤的瘤胃液在厌氧条件下充分混合（体积比为10:50），厌氧分装60ml/瓶（含1 g发酵底物），39 °C静置恒温培养96 h。
1.2测定指标与测定方法
1.2.1常规营养成分分析
按AOAC[9]方法测定试验样品中干物质（DM）、粗蛋白（CP）、粗脂肪（EE）和粗灰分（Ash）含量，采用Van Soest等[10]方法测定中性洗涤纤维（NDF）及酸性洗涤纤维（ADF）。计算底物干物质消失率（DMD）、中性洗涤纤维消失率（NDFD）和酸性洗涤纤维消失率（ADFD）。
1.2.2发酵指标测定
发酵过程中测定动态产气量，于24 、48 、72 和96 h时结束发酵并测定发酵液pH值、氨态氮（NH3-N）及菌体蛋白（MCP）浓度。参照Theodorou等和朱伟云等[11]方法测定产气量； Weathburn[12]方法测定NH3-N浓度；MCP 浓度的测定参照Makkar等[13]的方法。
1．3数据分析
各试验数据经Excel 2010初步整理后，利用SPSS 20.0 统计软件进行one-way ANOVA统计分析，试验结果以平均值±标准误（Mean±SEM）表示，显著性水平为P < 0.05。
2结果与分析
2.1 不同种植年限对紫花苜蓿营养价值的影响
表1 不同种植年限紫花苜蓿营养成分分析（%）
Table 1Composition of different planting year alfalfas（%）
指导教师 朱伟云
摘要：通过对不同生长年限苜蓿营养成分和体外发酵特性测定，研究了不同生长年限对其饲用价值的影响。试验以4头装有永久性瘤胃瘘管的去势波尔杂交山羊为瘤胃液供体，用分别在2008、2009、2010、2011、2012年种植，在2013年8月中旬收割的第二茬紫花苜蓿，称量1 g样品于含有10 ml瘤胃液和90 ml培养基的发酵瓶内39 ºC恒温培养体外发酵，分别于24 h、48 h、72 h、96 h冰浴终止发酵，测定pH、产气量、甲烷产量、DMD、NDFD、ADFD、氨态氮及微生物蛋白浓度。结果表明：种植年限的增加，降低了苜蓿粗蛋白、中性洗涤可溶物，提高了灰分、纤维素的含量。同时降低发酵的产气量、甲烷、干物质消失率。其中2012年组的累计产气量、干物质消失率最高，显著高于其他各组，其次为2011年组、2010年组和2009年组，2008年组最低；2008年组的甲烷含量、氨态氮浓度和微生物蛋白含量最低。以上结果表明，随着种植年限的增加，紫花苜蓿的营养价值与发酵品质下降。
关键词：苜蓿；种植年限；体外发酵；降解率
摘要3
关键词3
Abstract3
Key words3
引言（或绪论）3
1 材料与方法 4
11 试验材料 4
111苜蓿种植采集4
112瘤胃液采集及培养基配制 4
12 测定指标与测定方法4
121常规营养成分分析4
122体外发酵指标测定4
13数据分析5
2 结果分析5
21不同种植年限对紫花苜蓿营养价值的影响5
22不同种植年限对紫花苜蓿体外发酵累计产气量的影响5
23不同种植年限对紫花苜蓿体外发酵累计甲烷产量的影响6
24不同种植年限紫花苜蓿体外发酵DMD、NDFD、ADFD的影响6
25不同种植年限紫花苜蓿体外发酵pH、总产气量、氨氮、MCP变化7
3 讨论8
31不同种植年限对紫花苜蓿营养成分的影响8
32不同种植年限对紫花苜蓿发酵产气量的影响8
33不同种植年限对紫花苜蓿发酵指标的影响8
致谢9
参考文献9
引言：紫花苜蓿是世界上栽培面积最广泛的豆科牧草之一，有“牧草之王”的美誉，在我国已有二千多年的栽培历史。苜蓿营养价值很高，粗蛋白、维生素和矿物质含量丰富，紫花苜蓿氨基酸含量高而多样，组成比较齐全，适口性好。紫花苜蓿营养全面在饲喂畜禽中可代替精饲料[1]。其具有广泛的适应性和稳定的生产力，在我国农牧业生产和生态经济建设中发挥着巨大作用。紫花苜蓿具有产量高，品质好等特点，在奶产业中不可替代。其分布范围极广，美洲、欧洲、亚洲及大洋洲均有分布[2]。多年来，国内外对苜蓿的研究众多，主要集中在播种密度、疏枝、施肥、灌溉、刈割、生长调节剂以及授粉媒介等方面［3］，对于不同种植年限的苜蓿改良土壤理化性质的作用已得到许多研究的肯定［4］，大多数对种植年限的研究集中在苜蓿对土壤的改良作用，很少检测种植年限对于苜蓿品质的影响。
对于饲草营养价值的评定方法，现在主要有体内法、半体内法和体外法等[5]。体内法和半体内法虽然能较准确地反映饲料在瘤胃中的动态降解特性，但由于其费时费力，在对大量样品进行评价时，会受到时间和实验动物的限制。因此，选择快速而准确的饲草营养价值评定方法显得尤为重要。体外产气法预测发酵底物的营养价值简便、经济、快速而被广泛用于评定饲草的营养价值。体外产气法是基于饲料样品在体外用瘤胃液消化所产生C02 和 CH4 气体的比率来估计有机物消化率的方法。其原理是：消化率不同的饲料，在相同的时间内产气量与产气率不同[6]。Menke在1979提出人工瘤胃产气量法，将饲料样品用瘤胃液培养24h后产气量(C02和CH4 )与体内消化率测定值之间呈正相关关系。Makkar[7]等做了进一步改进，在培养过程中保持温度恒定，可在不同时间点测定产气量，以研究发酵动力学。随着发酵产物测定方法的改进，VFA、微生物蛋白等可以直接测定，而不再依赖于通过动态发酵模型的估测。
本研究对不同种植年限紫花苜蓿营养价值和体外发酵品质进行分析测定，以明确种植时间与紫花苜蓿营养成分、体外发酵品质的关系，从而得到紫花苜蓿最佳种植时间，为紫花苜蓿的利用提供理论依据。
1材料与方法
1.1材料
1.1.1苜蓿种植采集
苜蓿种植于甘肃兰州，分别在2008、2009、2010、2011、2012种植，并在2013年8月中旬收割第二茬，65°C烘干，粉碎后过20目及28目的双层筛，取中间的粉料做为试验底物，室温保存于样品袋中备用。
1.1.2瘤胃液采集及培养基配制
瘤胃液采自南京农业大学动物房 5头装有永久性瘤胃瘘管的去势波尔杂交公山羊。饲粮为青干草，同时补饲自配精料( 玉米∶豆粕= 7∶3) ，自由饮水。试验当日，于饲喂后2 h采集瘤胃液并保存于充满二氧化碳的39°C热水瓶内，迅速带回实验室，整个过程严格厌氧。培养基参照Theodorou等[8]方法配制，然后与经过 4 层纱布过滤的瘤胃液在厌氧条件下充分混合（体积比为10:50），厌氧分装60ml/瓶（含1 g发酵底物），39 °C静置恒温培养96 h。
1.2测定指标与测定方法
1.2.1常规营养成分分析
按AOAC[9]方法测定试验样品中干物质（DM）、粗蛋白（CP）、粗脂肪（EE）和粗灰分（Ash）含量，采用Van Soest等[10]方法测定中性洗涤纤维（NDF）及酸性洗涤纤维（ADF）。计算底物干物质消失率（DMD）、中性洗涤纤维消失率（NDFD）和酸性洗涤纤维消失率（ADFD）。
1.2.2发酵指标测定
发酵过程中测定动态产气量，于24 、48 、72 和96 h时结束发酵并测定发酵液pH值、氨态氮（NH3-N）及菌体蛋白（MCP）浓度。参照Theodorou等和朱伟云等[11]方法测定产气量； Weathburn[12]方法测定NH3-N浓度；MCP 浓度的测定参照Makkar等[13]的方法。
1．3数据分析
各试验数据经Excel 2010初步整理后，利用SPSS 20.0 统计软件进行one-way ANOVA统计分析，试验结果以平均值±标准误（Mean±SEM）表示，显著性水平为P < 0.05。
2结果与分析
2.1 不同种植年限对紫花苜蓿营养价值的影响
表1 不同种植年限紫花苜蓿营养成分分析（%）
Table 1Composition of different planting year alfalfas（%）
| 干物质 | 灰分 | 粗脂肪 | 粗蛋白 | 中性洗涤可溶物 | 半纤维素 | 纤维素 | 酸性洗涤木质素 | |
| DM | Ash | EE | CP | NDS | HC | cellulose | ADL | |
| 2012 | 91.22 ± 0.04 | 7.61 ± 0.24ab | 2.78± 0.09 | 17.89 ± 0.10a | 39.82 ± 0.61a | 22.41 ± 1.03 | 21.66 ± 0.49a | 6.37 ± 0.23 |
| 2011 | 91.64 ± 0.30 | 6.61 ± 0.18a | 2.57 ±0.04 | 16.79 ± 0.09b | 37.56 ±0.08ab | 19.78 ± 0.40 | 25.83 ±0.59ab | 7.55 ± 0.51 |
| 2010 | 91.70 ± 0.08 | 7.73 ± 0.19b | 2.57 ±0.08 | 16.72 ± 0.17b | 37.99 ±0.60ab | 22.77 ± 0.86 | 22.64 ±1.08ab | 6.47 ± 0.28 |
| 2009 | 91.98 ± 0.32 | 7.98 ± 0.15bc | 2.53 ±0.01 | 15.83 ± 0.30b | 33.35 ± 2.78b | 20.17 ± 0.37 | 27.93 ± 2.36b | 8.34 ± 0.80 |
| 2008 | 91.95 ± 0.01 | 8.86 ± 0.36c | 2.51 ±0.17 | 16.07 ± 0.40b | 33.29 ± 1.03b | 20.34 ±0.23 | 27.75 ± 0.96b | 7.95 ± 0.16 |
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