生姜茎叶在肉羊瘤胃中的降解特性研究

李 平，王富伟，邵大富，李毓华，毕小兵，张乃锋，屠 焰，刁其玉，毕研亮*

（1.山东省潍坊市峡山区农业农村和水资源局，山东潍坊 261325；2.北京首农畜牧发展有限公司，北京 100076；3.中国农业科学院信息所，北京 100081；4.宁夏固原市畜牧技术推广服务中心，宁夏固原 756000；5.中国农业科学院饲料研究所，农业农村部饲料生物技术重点实验室，北京 100081）

生姜是我国农产品市场中重要的经济作物之一，种植规模与产量均居世界首位。我国生姜的主产地在中国中东部、东南部至西南部，北方主产区生姜产量占全国总产量的65%，其中山东生姜产量占全国总产量的30%～40%。2018 年我国生姜种植面积29.9 万公顷，生姜总产量846 万t，生姜地上茎叶产量达400 万t。目前，对生姜的开发利用主要集中在地下块茎部分，对地上茎叶部分开发利用的研究鲜有报道。在广大的生姜主产区，生姜茎叶的利用率非常低，生姜茎叶被随意抛弃、焚烧的现象愈演愈烈，带来资源浪费、环境污染以及病虫害扩散传播等一些列问题。生姜茎叶含有丰富的蛋白质、可溶性糖类、粗纤维、维生素及微量元素，还含有黄酮类、多酚类化合物以及姜辣素等多种功能因子，可开发为非常规饲料资源用于家畜生产，不仅可减少资源浪费，还可在一定程度上缓解我国优质粗饲料短缺的问题。目前，生姜茎叶作为粗饲料资源开发利用的研究较少。焦洪超研究发现，青贮姜苗及其提取物可显著降低肉仔鸡耗料增重比，提高饲料报酬，促进肉仔鸡免疫器官的生长发育，提高肉鸡的抗氧化能力，显著增加肉鸡小肠的绒毛高度，降低隐窝深度。刘公言等报道，饲粮中不同比例的生姜秸秆替代花生秧对莱芜黑兔的生长性能和肌肉品质无明显不良影响，但能提高肌肉的营养价值。生姜茎叶的主要营养成分在反刍动物瘤胃中的降解率及生姜茎叶作为反刍动物粗饲料资源的研究未见报道。本试验旨在研究新鲜生姜茎叶主要营养成分在肉羊瘤胃中的降解率，为生姜茎叶作为粗饲料资源用于反刍动物生产提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料 新鲜生姜茎叶来源于山东省潍坊市昌邑县，品种为金昌面姜，生姜收获时，从不同地块采集10 份新鲜生姜茎叶，详细记录每份新鲜生姜茎叶的重量，然后低温邮寄至中国农业科学院饲料研究所反刍动物饲料创新团队进行常规营养成分检测和瘤胃降解率测定。从前期常规营养成分分析可知，新鲜生姜茎叶中的干物质（DM）含量为8.48%，干物质样品中粗蛋白质（CP）为17.24%，中性洗涤纤维（NDF）和酸性洗涤纤维（ADF）含量分别为47.36%和27.99%。

1.2 试验动物与饲粮 生姜茎叶肉羊瘤胃降解率试验于2019 年12 月于中国农业科学院饲料研究所南口中试基地进行。选用3 只装有永久性瘤胃瘘管、健康状况良好的杜泊羊（♂）× 小尾寒羊（♀）杂交1 代成年公羊为试验动物。试验饲粮以羊草、玉米和豆粕为主要原料，试验饲粮组成和营养成分见表1。试验羊单栏饲养，每日饲喂3 次（07:30，13:30，18:30），自由饮水。

表1 基础饲粮组成和营养成分（干物质基础）

1.3 尼龙袋试验方法 选用孔径300 目（0.05 mm）的尼龙布制成尼龙袋，准确称取5 g 过2 mm 筛的样品装入尼龙袋中，每个样品设立3 个重复，每个重复1 只羊。样品设0、4、8、12、24、48、72 h 7 个时间点，每个待测时间点做2 个平行样品，每2 个平行样固定在一段塑料管的细缝中并用尼龙扎带固定。饲喂后2 h 投放至瘤胃，采用不同时间点投放，最后统一取出的方法，从瘤胃中取出尼龙袋，随后立即连同软塑料管一起浸泡在冷水中，用自来水冲洗（0 时间点的也需要一起冲洗），直至冲洗流水澄清为止。将冲洗过的尼龙袋于65℃下恒温烘48 h，回潮24 h 后称重，放入自封袋中待测。

1.4 降解率的计算

1.4.1 饲料样品量的校正

样品逃逸率= [空白样重（g）–空白袋中残渣重（g）] /空白样重（g）×100%

校正饲料样重= 实际饲料样重（g）×[1–逃逸率]

1.4.2 营养成分降解率的计算

营养成分某时间点的降解量=校正饲料样重（g）×空白残渣中营养成分的含量（%） –某时间点残渣重（g）×某时间点残渣中营养成分的含量（%）

某营养成分瘤胃降解率=营养成分某时间点的降解量（g）/ [校正饲料样重（g）×空白残渣中营养成分的含量（%）] ×100%

1.4.3 瘤胃降解参数和有效降解率的计算

式中，P 为某养分在t 时间点时的降解率；a 为快速降解部分；b 为慢速降解部分；a+b 为潜在降解部分；c为b 的降解速率；ED 为待测样品目标养分的有效降解率（%）；t 为瘤胃降解时间；K 为饲料瘤胃外流速率，本试验K 取值0.031 4 /h。

1.5 统计分析 试验数据采用Excеl 整理统计后，降解参数用SAS 9.4 NLIN（Nonlinеar rеgrеssion）程序计算。降解率和降解参数采用SAS 9.4 的ANOVA 进行单因素方差分析，采用Duncan′s 多重比较进行差异显著性分析。<0.05 作为差异显著的判定标准。结果用平均值±标准差表示。

2 结 果

2.1 生姜茎叶DM、CP、NDF 和ADF 在肉羊瘤胃的降解率变化 由图1 看出，生姜茎叶DM、CP、NDF 和ADF 在肉羊瘤胃中不同时间点的降解率均差异显著，但降解趋势相似，降解率均随停留时间的延长而增加。生姜茎叶DM 在各时间点的降解率均高于CP、NDF 和ADF 在相应时间点的降解率（<0.05），DM 在4 h 降解率达到了25.20%，之后平稳增加，48 h 和72 h 的降解率分别达到了52.79% 和58.69%。生姜茎叶CP、NDF 和ADF 的降解趋势相似，在12 h 内缓慢增加，12～48 h 降解率快速增加，之后缓慢增加。生姜茎叶CP在4 h 降解率为5.32%，24 h 降解率为24.90%，48 h 和72 h 的降解率分别为32.05%和35.92%，CP 在24 h 之前降解率高于NDF 和ADF 的降解率（<0.05），24 h之后的降解率低于NDF 和ADF 的降解率（<0.05）。NDF 和ADF 的降解率在4 h 时降解率很低，只有3.56%和3.94%，24 h 后降解率迅速升高，48 h 的降解率分别为38.31%和40.64%，72 h 的降解率分别为44.94%和47.20%。

图1 生姜茎叶DM、CP、NDF 和ADF 在肉羊瘤胃中的降解率

2.2 生姜茎叶DM、NDF、ADF 和CP 在肉羊瘤胃中的降解参数分析 由表2 看出，生姜茎叶DM、NDF、ADF 和CP 在肉羊瘤胃中的降解参数存在显著差异。DM 的a 值较高，为19.01%，而CP、NDF 和ADF 没有快速降解部分。NDF 和ADF 的b 值高于DM 和CP（<0.05）。DM、NDF 和ADF 的a+b 值非常高，都在63%以上，并且高于CP（<0.05）。生姜茎叶各营养成分的ED 值也存在显著差异，DM 的ED 值高于CP、NDF 和ADF（<0.05），DM 的ED 值 为43.64%，CP、NDF 和ADF 的ED 值相似，都超过25%。

表2 生姜茎叶主要营养成分在肉羊瘤胃中的降解参数

3 讨 论

3.1 生姜茎叶的营养价值分析 由此前对新鲜生姜茎叶常规营养成分分析可知，新鲜生姜茎叶中的DM 含量较低，只有8.48% 左右，但生姜茎叶含有丰富的营养物质，CP 含量达到17.24%，EE 含量达到3.51%，Ca和P 含量分别为1.20% 和0.25%，同时生姜茎叶含有较低的纤维含量，NDF 和ADF 含量分别为47.36% 和27.99%。从营养成分上分析，生姜茎叶是一种优质的粗饲料资源。

花生秧是肉羊常用粗饲料，比较二者营养成分，可进一步了解生姜茎叶的营养价值。唐梦琪等研究了河南省13 个花生品种花生秧的营养价值，发现CP 含量为11.17%～14.64%，NDF 含量为39.86%～46.02%，ADF 含量为30.13%～37.85%，EE 含量为1.87%～2.58%，Ca 含量为1.44%～1.92%，P 含量为0.13%～0.21%。蔡阿敏等研究发现，春花生秧与夏花生秧的营养成分的营养成分有显著差异，春花生秧与夏花生秧CP 含量分别为10.44% 和7.16%，NDF 含量分别为37.70% 和54.43%，ADF 含量分别为34.50%和51.55%，EE 含量分别为2.41% 和2.06%。刘黎等统计了不同地区花生茎叶的常规营养成分，发现不同省区、季节和品种的花生茎叶营养成分差异很大，CP 含量为5.97%～10.44%，NDF 含量为35.93%～77.30%，ADF 含量为29.25%～51.55%。从营养成分分析可知，生姜茎叶的CP、EE 含量高于花生秧，ADF 含量低于花生秧，两者的NDF 含量相当。总体来看，生姜茎叶的营养价值高于花生秧的营养价值，可作为优质粗饲料资源用于反刍动物生产。

3.2 生姜茎叶DM、CP、NDF 和ADF 的降解率 粗饲料各营养成分的瘤胃降解率不仅可以反映其可消化程度，还能影响反刍动物的DM 采食量，瘤胃降解率越高，其饲料原料越容易被消化利用。本研究结果表明，生姜茎叶DM、CP、NDF 和ADF 在肉羊瘤胃中的降解率存在显著差异，DM、ADF、NDF 和CP 的72 h 瘤胃降解率依次降低，分别为58.69%、47.20%、44.94%和35.92%，DM 的ED 值最高为43.64%，CP、NDF 和ADF 的ED 值差别不大，在25.13%～26.33%。于胜晨等测定花生秧DM、ADF、NDF 和CP 在杜×寒杂交肉羊瘤胃中的72 h降解率分别为69.52%、57.38%、54.54%和79.30%，ED分别为46.88%、40.41%、34.41%和57.24%。陈晓琳等测定花生秧DM 和NDF 在杜×寒杂交肉羊瘤胃中72 h降解率分别为54.14% 和38.18%，ED 分别为43.36%和26.38%。不同研究中花生秧各营养成分的降解率不同可能是由于品种、种植条件、收获和储存时间不同等引起的。本研究中发现，生姜茎叶主要营养成分在肉羊瘤胃的降解率低于于胜晨等测定花生秧的结果，但与陈晓琳等结果相似。由此可见，生姜茎叶在肉羊瘤胃中的降解率也较高，是一种优质粗饲料资源。本研究中生姜茎叶CP 的48 h 和72 h 瘤胃降解率均显著低于NDF 和ADF，而其他粗饲料（如苜蓿、花生秧等）CP 的瘤胃降解率均高于NDF 和ADF，原因可能是生姜茎叶的CP 与其他成分结合不容易被微生物降解利用。目前，国内外对生姜茎叶的营养特性及瘤胃降解率研究较少，具体原因需要进一步研究。

4 结 论

本试验结果表明，生姜茎叶DM、CP、NDF 和ADF在肉羊瘤胃中的降解率差异较大， 但生姜茎叶DM、CP、NDF 和ADF 均具有较高的瘤胃降解率。生姜茎叶的营养价值较高，可作为优质粗饲料资源用于反刍动物生产。