16南方牧草-第16章 牧草品质

南方牧草第16章牧草品质D.M.鲍尔C.S.郝福兰G.D.莱斯费尔德牧草品质最好用家畜的生产性能来表示，如日增重、产奶量、产毛量或繁殖率。许多人还试图用其他方式来定义牧草品质，包括叶量、茎的细度、颜色、气味、蛋白质含量、纤维及木质素含量。牧草的化学成分虽可用于评定牧草品质，但不全面，因为最终决定牧草品质高低的是家畜而不是人。适口性适口性是指家畜对某种牧草的偏爱超过另一种牧草。一般优质牧草的适口性高，反之亦然，但情况并非一成不变。家畜对某种牧草的选食性取决于其嗅觉、触觉和味觉。牧草的质地、香味、汁液、茸毛、叶量、施肥、家畜粪尿污染、含糖量或其他一些能使牧草有甜、苦、酸、咸等感觉的成分，都会影响牧草的适口性。如果家畜被限定在适口性较差的牧草，只要牧草营养价值高而且家畜采食量不降低，那么家畜的生产性能仍然是相当令人满意的。例如，在燕麦和黑麦之间，放牧家畜会优先选食燕麦，但是当家畜被限制在黑麦的草地采食时，其生产性能也同样不错（图16.1）。一年生黑麦草的适口性甚至比燕麦还高，但家畜在被迫采食燕麦时，生产性能也不低。因此，仅以适口性来表示牧草品质是有误导性的。况且，同一种牧草的适口性随生长季节的不同而有变化。(图：图16.1在自由选食小区内，马始终选食燕麦(正被采食)或一年生黑麦草，而非黑麦(右边)、小麦和小黑麦(佐治亚州雅典))家畜对牧草的消化反刍动物（即牛、绵羊、山羊、鹿、骆驼、水牛和驼羊）都有一个巨大的四室的胃，这种结构使它们能消化大量的含高纤维的牧草。反刍动物这种独特而重要的功能使它们能利用非反刍动物所不能有效利用的饲料物质。反刍动物采食的牧草从食道到达瘤胃和网胃，再经反刍和咀嚼，然后被瘤胃微生物所消化（图16.2）。(图：图16.2牧草通过反刍动物消化道的典型过程)消化过程中产生的挥发性脂肪酸通过瘤胃壁被家畜吸收利用。微生物及未被消化的物质进入重瓣胃，水分在这里被吸收。接着微生物在皱胃（真胃）中被降解，其产物在小肠内被吸收，供家畜利用。淀粉和糖类物质也在小肠中被吸收。牧草的消化率（在消化道中被吸收的牧草的比例）的大小变化极大，这取决于家畜所采食的牧草种类。未成熟的多叶禾草的消化率为80%~90%，而成熟后的粗老饲草通常在50%以下。某些非反刍动物例如马，具有功能性的盲肠和结肠，微生物在这里可以消化纤维。然而，盲肠（发酵室）和结肠在小肠之后，其胃的总容量要比反刍动物小得多，因此，马体内的微生物活性较低。马一般只能分解牧草中30%的纤维，而反刍动物可利用60%~70%的牧草纤维。马消化的劣质粗饲料没有反刍动物的多，因此，要达到高的生产性能就须饲喂优质牧草。牧草组成生长中的多叶牧草含有70%~90%的水分，因此，牧草产量及化学组分最好以干物质为基础来表示。牧草的成分可分为两大类：①植物组织中的细胞内容物或非结构性物质（蛋白质、糖类和淀粉）；②组成细胞壁的结构性物质（纤维素、半纤维素和木质素）。细胞内容物几乎是完全可消化的，而细胞壁消化率因牧草种类、生长阶段和温度等很多因素的不同而变化。另外，矿物质、维生素和抗营养因子（anti-qualityfactors），如单宁、硝酸盐、生物碱、氨苷、雌性激素或霉菌毒素都会影响家畜的生产性能，其影响决定于植物种类和环境条件。蛋白质可消化蛋白质位于细胞质（细胞内容物）内，而相对不可消化的蛋白质位于叶绿体内（细胞质中的结构），它占叶绿体中蛋白质总量约40%。细胞壁能过滤蛋白质大分子，这往往使它们在消化过程中不能被家畜所利用。在化学成分分析中，将蛋白质称为“粗蛋白”，就表示这些蛋白质的一部分可能是家畜不可利用的。不可利用的粗蛋白比例取决于牧草种类、收获时的成熟度以及其他因素。某些牧草如狗牙根和巴哈雀稗的细胞壁木质化程度高，其粗蛋白大多不能被家畜所利用。然而，对于放牧的肉用母牛来说，因为所有的氨基酸均可由瘤胃微生物合成，所以牧草的蛋白质品质并不十分重要。幼嫩多叶的禾本科和豆科牧草一般蛋白质含量较高，通常可以满足放牧家畜的蛋白质需要。与豆科牧草相比，多年生冷季型禾草的蛋白质含量虽然较低，但仍可满足大多数种类家畜的需要。冬季一年生牧草如小谷类和一年生黑麦草的粗蛋白含量较高，若用过瘤胃蛋白饲料如鱼粉或某些谷类精料补饲，则架子牛增重速度会更快。这是由于牧草中大部分的可消化性氮都是可溶性的，在瘤胃中会很快转变为氨气而损失。施肥多的暖季型禾草或在成熟早期刈割的干草一般都能为肉用母牛提供充足的蛋白质。然而，如果暖季型禾草氮肥不足，可能会导致蛋白质不足的问题，尤其是霜冻过的草地或在成熟早期刈割的干草，情况更是如此。消化能“碳水化合物”是指由碳、氢、氧组成的化合物，它是食物中的主要能源，故在营养方面极为重要。非结构性碳水化合物可被各类家畜直接消化。然而，反刍动物独特的消化能力使其可以消化植物细胞壁上的某些结构性碳水化合物。纤维素和半纤维素是结构性碳水化合物，可被瘤胃里的细菌所消化，但这种消化能力会随木质素含量的增加而急剧下降。反刍动物不可消化的木质素在豆科牧草如白三叶和百脉根，或未成熟的小谷类和黑麦草中含量较低。苜蓿在未成熟时品质较好，一旦成熟之后，随着茎秆中木质素含量的增加，其消化率将迅速下降。暖季型多年生禾草如狗牙根和柳枝稷，在成熟时木质素含量增加较快，从而其消化率下降。木质化程度较高的牧草长时间滞留在瘤胃中，这是由于其消化速率较低，导致干物质采食量减少的缘故。木质化程度较高的牧草因其采食量的降低而严重影响家畜的生产性能。一般，可消化能是影响牧草采食量及家畜生产性能的最重要的限制性营养因素。家畜如采食高度木质化和过度成熟的暖季型多年生牧草，产量及体重将迅速下降。牧草利用率和家畜生产性能取决于牧草的消化率和家畜的自由采食量。一般而言，牧草消化率和采食量之间，以及采食量和家畜生产性能之间，都有着较高的相关性。影响牧草品质的因素1.牧草种类一般，冷季型禾草的消化率高于暖季型禾草，例如高羊茅的消化率高于海岸狗牙根（图16.3）。而且，在同样的生长阶段，一年生冷季型草种（黑麦草、燕麦、小麦和黑麦）的消化率高于多年生冷季型禾草（鸭茅、高羊茅或草地早熟禾）。即使是具有相似季节生长分布的牧草，其消化率也存在差异，例如同是暖季型禾草，在相同的生长阶段，毛花雀稗等的消化率要高于狗牙根、地毯草或巴哈雀稗。(图：图16.3海岸狗牙根(左)的消化率低于Ky31高羊茅(右)，经过0、12和72小时之后，瘤胃液内未被消化的均为木质化较高的部分)狗牙根的育种工作已经使其消化率明显提高。岸杂1号狗牙根的消化率要比海岸狗牙根根高12%，小肉牛的平均日增重也因此而提高了30%。提夫顿78号（Tifton78）和国提夫顿85号（Tifton85）狗牙根的抗冻性高于岸杂1号狗牙根，而其消化率均高于海岸狗牙根。一般豆科牧草如苜蓿、三叶草和百脉根的品质较好，其消化率随成熟度的下降速度低于暖季型多年生禾草。另外，豆科牧草的蛋白质含量高于禾本科牧草。牧草中可能含有某些特殊的化合物，对牧草品质有不良影响。例如，截叶胡枝子的某些品种含有单宁，能降低牧草的消化率、家畜的采食量及生产性能。不过，植物育种学家已经培育出低单宁含量的截叶胡枝品种，使家畜生产性能得到明显改善。2.气候暖季型和冷季型多年生牧草的消化率在春季最高，在夏季中后期降低，而秋季又开始回升。即使轮牧状态下的苜蓿，在炎热的夏季，其消化率和粗蛋白含量也会下降（表16.1）。(表：表16.1佐治亚州中部阿波罗(Apollo)苜蓿草的体外干物质消化率(IVDMD)和粗蛋白(CP)含量的季节变化(两年的平均值))月份IVDMD（%）CP（%）46925565226611875716注释：注：在放牧2周、休闲4周的轮制中，每次放牧初对草地进行取样。来源：C.S.Hoveland，N.S.Hill，R.S.Lowrey，Jr.，S.L.Fales，M.E.McCormickandA.E.Smith，1988.J.Produc.Agrc.1：343~346(表：表16.2佐治亚州雅典的截叶胡枝子的高单宁和低单宁品种的单宁含量季节变化(三年的平均值))品种单宁含量（%）6月8月10月Appalow（高单宁）7.912.810.5Serala（高单宁）8.011.69.5AUDonnelly（高单宁）4.35.35.3AULotan（高单宁）3.14.94.6注释：来源：C.S.Hoveland，W.R.Windham，D.L.Boggs，R.C.Durham，G.V.Calvert，J.E.Newsome，J.W.Dobson，Jr.，andM.Owsley，1990.GeorgiaAgric.Exp.Stn.Res.Bull.393.只要植物还能生长，干旱胁迫对牧草品质的影响很小。实际上适度的胁迫还会使牧草消化率增加。即使牧草受干旱胁迫，如有足够的牧草可以利用，家畜的增重通常高于平均值。降雨过多会使牧草含水量增加，虽然这对牧草的消化率没有影响，但是截叶胡枝子干草中的单宁含量有所降低。3.成熟期与其他因素相比，牧草成熟度对其营养价值的影响最大。随着植物的成熟和细胞壁木质化程度的增加，细胞壁在细胞中的比重增大，最终导致牧草消化率和粗蛋白含量的总体下降，而暖季型禾草比冷季型禾草的下降幅度更大、速度更快。狗牙根在成熟过程中，虽然牧草产量增加但其消化率和粗蛋白含量却显著降低（图16.4），生长至7周时，牧草品质很低，此时消化率低于50%而粗蛋白含量不到8%。(图：图16.4佐治亚南部海岸狗牙根的体外干物质消化率(IVDMD)和粗蛋白含量随生长阶段的变化)春季，随着牧草的进一步成熟，冷季型多年生禾草如高羊茅的营养品质也随之下降（图16.5）。粗蛋白含量在种子蜡熟期之前仍保持较高水平，但消化率在孕穗末期之后大幅度降低。如果在蜡熟期植物的中性洗涤纤维含量较高，则家畜采食量将会下降。如果施肥充足，那么夏季刈割的高羊茅再生草粗蛋白含量和体外干物质消化率分别可达15%和56%。秋季刈割的高羊茅品质较高，其粗蛋白含量和体外干物质消化率分别为15%~17%和63%~65%。(图：图16.5首次刈割的肯塔基31号同羊茅的粗蛋白(CP)、体外干物质消化率(IVDMD)、酸性洗涤纤维(ADF)和中性洗涤纤维(MDF)随生长阶段的变化)未成熟禾本科草含有65%的可溶性细胞内容物和35%的细胞壁。但成熟之后，其细胞内容物只有40%，而细胞壁高达60%，且其中7%为不溶性的木质素。粗蛋白含量可由未成熟时的30%降至成熟时的5%或6%。豆科牧草成熟时其消化率同样会发生变化。拉地诺三叶草（白三叶）没有真正的茎秆，故在生长期内永远保持较高品质。百脉根成熟后，茎的消化率仍可保持较高水平。苜蓿初花期之后茎秆开始木质化且消化率急剧下降（表16.3）。一年生三叶草中，箭三叶在成熟时，其茎的消化率要高于绛三叶。(表：表16.3刈割时苜蓿的成熟度与其总消化养分(TDN)、粗蛋白质(CP)和酸性洗涤纤维(ADF)的关系)成熟阶段总可消化养分（%）粗蛋白（%）酸性洗涤纤维（%）现蕾前6521.728现蕾期6219.9311/10花期5817.2341/2花期5616.038盛花期5415.040成熟期5213.642注释：来源：NutrientRequirementsofDairycattle.1978.Nat.Acad.Sci.Publ.1349.4.氮肥如果不存在因其他养分的极度缺乏而生长受限的问题，则适当施氮肥可增加禾草粗蛋白含量。然而，氮肥对幼嫩叶片的消化率却几乎没有任何影响。刈割牧草的收获、调制和贮存可显著影响其消化率（见第18和19章）。牧草品质的测定方法牧草样品的试验室分析，是为了预测其在反刍家畜体内的生物降解速率，其目的在于根据牧草化学成分的信息组配家畜日粮，预测家畜的反应。1.粗略分析法这是一种最为古老而又普遍使用的牧草评估方法。其分析结果表示为总消化养分（TDN），其目的是将各种饲料统一为能量单位。但这种方法有一个主要的问题，即没有一个能够代表单项化学物质的分析指标。另外，获取的数据也有局限性，因为纤维素、半纤维素及细胞壁总含量的可消化程度会随