劉 萍，張 林，王 濤，王婧澤，陳燕萍，吳宇瑤，龔永會，秦利軍，代文東

（1.貴州大學生命科學學院 / 農業(yè)生物工程研究院, 山地植物資源保護與種質創(chuàng)新教育部重點實驗室, 貴州 貴陽 550025；2.貴州省農業(yè)科學院油菜研究所, 貴州 貴陽 550008）

飼料油菜(Brassica napus)是以刈割青綠秸稈作飼料的油菜，通常以飼油兼用的甘藍型雙低油菜品種為主[1]。研究表明，飼料油菜粗蛋白含量、無氮浸出物和鈣含量較高，且具有高脂肪、低纖維的特點[2]。如飼料油菜‘華協(xié)1 號’和‘華協(xié)11 號’有機物消化能和磷含量均接近豆科牧草，粗蛋白、粗脂肪含量堪比草木樨(Melilotusalbus)、紅豆草(Onobrychis viciaefolia)，粗蛋白、有機物消化能、磷含量極顯著高于谷草(Setariaitalica)，且粗纖維含量較低[3-4]；此外，油菜秸稈粗蛋白、粗脂肪和磷的含量高于小麥(Triticum aestivum)和玉米(Zea mays)秸稈，粗脂肪含量僅次于豆秸[5]。目前，利用飼料油菜作為鮮草或青貯發(fā)酵飼料，在牛[6-7]、羊[8-10]、豬[11]、肉兔[12]等養(yǎng)殖試驗上均取得較好的效果。由此可見，飼料油菜的選育和利用，拓展了優(yōu)質飼草飼料來源，可能在畜禽優(yōu)質飼料資源的開發(fā)應用上具有一定潛力。特別是近年來，隨著我國畜牧業(yè)的高質量發(fā)展，飼料用糧的需求量不斷增加，飼料糧成為糧食安全的最突出矛盾之一。因此，采取有力措施，加大推進豆粕等飼料糧替代資源的開發(fā)利用，著力增加優(yōu)質飼草的供給，是保障飼料營養(yǎng)供給，維護國家糧食安全的重要途徑。

‘牲飼1 號’和‘牲飼2 號’是貴州省油菜研究所最新育成的飼料油菜新組合(待登記)，其生物產量和植株粗蛋白含量較高，從薹期到終花后1 周均可刈割作牲畜的鮮食飼料。然而，在不同生育進程中，‘牲飼1 號’和‘牲飼2 號’植株粗蛋白及氨基酸各組分含量不清楚，且與其他油菜品種之間是否有差異也不明晰?；诖?，本研究以生產上主推的雙低高產雜交油菜品種‘油研50’為參考，開展飼料油菜蛋白營養(yǎng)相關指標的評價研究，以期為‘牲飼1 號’和‘牲飼2 號’作為蛋白飼料應用提供技術支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗區(qū)概況

試驗地在貴州省長順縣威遠社區(qū)(26°01′35″ N，106°30′58″ E)，海拔1 090 m，屬中亞熱帶濕潤季風氣候，年均溫13.5～18.5 ℃，無霜期275 d，年降水量1 400 mm。試驗土壤類型為黃壤土，排灌方便，前作水稻(Oryza sativa)。

1.2 試驗設計

1.2.1 供試材料

供試材料‘油研50’‘牲飼1 號’和‘牲飼2 號’由貴州省油菜研究所提供。

1.2.2 試驗設計

試驗采用雙因素隨機區(qū)組設計。3 個油菜品種即‘牲飼1 號’(A1)、‘牲飼2 號’(A2)、‘油研50’(A3)；4 個刈割時期即薹高40 cm (bolting stage，BS) (B1)、初花期(early flowering stage，EFS) (B2)、盛花期(full bloom stage，FBS) (B3)、終花后1 周(final flowering stage，FFS) (B4)。試驗共計12 個處理，分別為A1B1、A1B2、A1B3、A1B4、A2B1、A2B2、A2B3、A2B4、A3B1、A3B2、A3B3、A3B4，隨機區(qū)組排列，3 次重復；小區(qū)面積約20 m2，寬3.6 m，長5.56 m；每小區(qū)種植9 行，行距0.4 m；每行種植18 窩，窩距0.31 m。

1.2.3 田間播種管理

2020 年9 月23 日播種，每小區(qū)定量播種15.0 g，即播種量7 500 g·hm-2，出苗后不間苗定苗。試驗以600 kg·hm-2三 元 復 合 肥(N，P2O5，K2O 成 分 為15-15-15)作底肥；苗期(三葉期)追施尿素105 kg·hm-2，越冬期施尿素150 kg·hm-2。

1.3 測定內容與方法

1.3.1 飼料油菜生物產量

每個品種(組合) 根據生育進程，于BS、EFS、FBS 和FFS 4 個時期刈割及取樣。刈割部位為距離油菜子葉節(jié)10 cm 處，刈割后稱小區(qū)植株鮮重；隨機從每個小區(qū)植株中取樣2 kg 左右，稱重后立即殺青烘干，稱干重，計算植株含水量；干樣用于測定粗蛋白等營養(yǎng)成分。

1.3.2 粗蛋白的測定

飼料油菜植株粗蛋白(crude protein，CP)的檢測按照飼料中粗蛋白含量檢測標準(GB/T 6432—2018)。

1.3.3 氨基酸的測定

氨基酸組分測定按照飼料中氨基酸測定標準(GB/T 18246—2019)。

1.3.4 氨基酸組分評價

將4 個生育期飼料油菜植株蛋白質的氨基酸組成與1973 年FAO/WHO 提出的人體必需氨基酸(essential amino acids，EAA) 標準模式[13]進行比對，計算氨基酸比值(ratio of amino acid，RAA)、氨基酸比值系數(ratio coefficient of amino acid，RC)、氨基酸比值系數分(score of ratio coefficient of amino acid，SRC)。其中，RAA = 待評蛋白質某種必需氨基酸含量(mg·g-1蛋白質)/FAO/WHO 模式中相應必需氨基酸的含量(mg·g-1蛋白質)；；SRC =100 - CV × 100 (CV 為RC 的變異系數，CV = 標準差/均值；的平均值)。RC 最小值對應的氨基酸為第一限制氨基酸，以此類推；RC 大于或小于1，說明該種必需氨基酸相對過?；蛘呦鄬Σ蛔悖琑C = 1 表明其組分比例與模式譜一致；SRC 越小，說明營養(yǎng)價值越低；越接近100，則營養(yǎng)價值越高[14]。必需氨基酸指數(essential amino acid index，EAAI)值顯示待測蛋白質中所有必需氨基酸與標準蛋白質必需氨基酸的接近程度。研究指出，飼養(yǎng)動物對飼料中氨基酸的需求與其自身的氨基酸組成顯著相關，以動物蛋白為參考，當EAAI ＞ 0.95 為優(yōu)質蛋白 質，0.86 ≤ EAAI ≤ 0.95 為 良 好 蛋 白 質，0.75 ＜EAAI ＜ 0.86 為可用蛋白質，EAAI ＜ 0.75 為不適蛋白源[15]。評價飼料蛋白源的方法引用Penaflorida[16]的測定方法：

式中：n為比較的必需氨基酸個數，n≤ 8；aan為試驗中某種必需氨基酸的含量與總必需氨基酸的比值；AAn為參比蛋白中該必需氨基酸含量與總必需氨基酸的比值。

1.4 數據分析

采用DPS 9.01 對所測數據進行統(tǒng)計分析，對不同飼料油菜品種(組合)的不同刈割時期進行雙因素方差分析，并用LSD 法對各測定數據進行多重比較；用Excel 2010 進行繪圖。采用t檢驗評價粗蛋白等含量的差異顯著性，P＜ 0.05 時差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果與分析

2.1 飼料油菜生物產量的差異

刈割時期生物產量顯著分析表明，各處理飼料油菜生物產量變幅為2 749.09～9 971.02 kg·hm-2(表1)，處理A2B4的生物產量最高，A2B3次之，A1B1最低。其中，處理A2B4與處理A2B3、A3B4、A1B3之間差異不顯著(P＞ 0.05)，與其他處理差異顯著(P＜ 0.05)；說明‘牲飼2 號’FFS 和FBS 刈割、‘油研50’ FFS 刈割、‘牲飼1 號FBS’刈割的生物產量高(表1)。處理A1B1生物產量較低，除與A3B1和A2B1差異不顯著外，與其他處理的差異均顯著，說明3 種飼料油菜BS 刈割生物產量均較低(表1)。

表1 不同品種(組合)及不同刈割時期的產量Table 1 Yield of the different varieties and different mowing period

生物產量方差分析表明，飼料油菜品種(組合)間生物產量具有顯著差異(P= 0.048 1)，刈割時期對生物產量有極顯著的影響(P= 0.000 1)，飼料油菜品種和刈割互作效應不顯著(P= 0.670 8)，說明不同的飼料油菜品種，隨刈割時期從薹期到終花后1 周，生物產量的變化趨勢一致(表2)。

2.2 飼料油菜植株粗蛋白含量的差異

隨著生育進程的推進，飼料油菜植株粗蛋白含量逐漸降低，且差異均達顯著水平(P= 0.001)(圖1)。其中，‘牲飼1 號’植株粗蛋白含量從26.88%(A1B1)降至15.22% (A1B4)；‘牲飼2 號’植株粗蛋白含量從27.05% (A2B1)降到16.06% (A2B4)；‘油研50’植株粗蛋白從25.66% (A3B1)降到15.45% (A3B4)。薹期和終花后1 周植株的粗蛋白含量差異顯著(P＜ 0.05)，3 個飼料油菜品種在同一生育時期差異不顯著(P＞ 0.05)；除‘牲飼2 號’初花期(A2B2)和盛花期(A2B3)粗蛋白含量差異顯著外，其他兩個飼料油菜品種初花期和盛花期粗蛋白含量差異不顯著。表明油菜從初花期到盛花期粗蛋白含量變化不大，而薹期到初花期和盛花期到終花后1 周粗蛋白降低。

圖1 各處理油菜植株粗蛋含量及差異Figure 1 The crude protein content and the significant differences among treatments

根據各處理植株生物產量干重及粗蛋白含量，計算獲得植株粗蛋白理論每公頃產量及其差異分析表明，‘牲飼2 號’盛花期(A2B3)植株粗蛋白產量最高，達1 855.55 kg·hm-2，‘牲飼1 號’薹期(A1B1)油菜粗蛋白產量最低，僅為741.25 kg·hm-2；‘牲飼1 號’植 株 粗 蛋 白 產 量 表 現 為FBS ＞ EFS ＞ FFS ＞BS，‘牲飼2 號’和‘油研50’則表現為FBS ＞ FFS ＞ EFS ＞BS；‘牲飼2 號’盛花期油菜粗蛋白產量除了與薹期3 個品種油菜粗蛋白產量差異顯著外，與其他處理差異不顯著，但其產量較排第二的‘牲飼1 號’盛花期植株粗蛋白增加209.70 kg·hm-2(圖2)。

圖2 不同刈割時期3 個油菜品種植株粗蛋白產量Figure 2 Crude protein yield per hectare of three Brassica napus feeds at different mowing periods

2.3 飼料油菜植株氨基酸組分及含量

供試飼料油菜不同生育期，其植株蛋白均含7 種必需氨基酸和10 種非必需氨基酸。單一氨基酸、總氨基酸(T)、必需氨基酸(E)、非必需氨基酸(N)、藥效氨基酸(M)、甜味氨基酸(S)、鮮味氨基酸(F)和苦味氨基酸(B) 含量在本研究12 個處理中，差異均顯著(P ＜0.05)，除半胱氨酸(Cys)、蛋氨酸(Met)和酪氨酸(Tyr)外，‘牲飼2 號’和‘油研50’的其余14 種氨基酸均表現為BS ＞ EFS ＞ FBS ＞ FFS；除了Cys、Met、Tyr、絲氨酸(Ser) 和谷氨酸(Glu) 外，‘牲飼1 號’其余12 種氨基酸表現為BS ＞ EFS ＞ FBS ＞FFS；必需氨基酸除蛋氨酸外，在3 個飼料油菜品種(組合) 中均表現BS ＞ EFS ＞ FBS ＞ FFS。除Met 和賴氨酸(Lys)的4 個刈割時期、天門冬氨酸(Asp)和Met 在盛花期刈割之外，其他氨基酸含量在相同時期均表現出‘牲飼2 號’ ＞ ‘牲飼1 號’ ＞ ‘油研50’的趨勢(表3)。處理A2B1的T、E、N、M、S、F 和B 含量最高，處理A1B1次之，處理A1B4最低；處理A1B2與A1B3、A3B2與A3B3的T、E、N、M、F 和B 含量無顯著差異，其他時期差異顯著。在相同刈割時期，‘牲飼2 號’植株蛋白質的T、E、N、M、S、F 和B 含量均最高。其中，B1時期的N 和F 含量、B2時期的T、N、M 和F 含量與‘牲飼1 號’和‘油研50’的 差 異 達 顯 著 水 平；B1時 期 的T 和M 含 量、B2時期的E、S 和B 含量和B3時期的F 含量與同時期的‘牲飼1 號’差異不顯著，但與‘油研50’差異顯著；B4時期的N 含量與同時期的‘油研50’差異不顯著，但與‘牲飼1 號’差異顯著；其余指標在同一時期的3 個品種(組合)間均無顯著差異。

表3 飼料油菜氨基酸組分及含量Table 3 Composition and content of amino acid of the Brassica napus feed

2.4 飼料油菜營養(yǎng)價值評價

各處理必需氨基酸占總氨基酸的質量分數(E/T)，除Met + Cys 外，其他各必需氨基酸占總氨基酸的比例，均高于FAO/WHO 推薦氨基酸模式譜的標準，表明3 種飼料油菜的第一限制氨基酸是Met +Cys (表4)。各處理必需氨基酸與總氨基酸的比例在37%～39%，與理想蛋白的比例接近；必需氨基酸與非必需氨基酸的比例(E/N) 為59%～64%，除處理A2B1外，其余均高于理想蛋白的比例標準(表5)。

表4 飼料油菜必需氨基酸比例與FAO/WHO 推薦氨基酸模式譜比較Table 4 Comparison of essential amino acid composition in Brassica napus feed and the FAO/WHO recommendation%

表5 飼料油菜必需氨基酸比例與理想蛋白質標準比較Table 5 The proportion of essential amino acids and the ideal protein standards comparison in Brassica napus feed%

利用RAA、RC 和SRC 值進一步評價飼料油菜營養(yǎng)價值，各處理SRC 值處于56.81～71.34 (表6)。其中SRC 值以處理A2B4最高，處理A3B4第二，處理A3B3排列第三，處理A2B3排列第四。由此可見，‘牲飼2 號’在FFS 刈割營養(yǎng)價值最高，其次是‘油研50’在FFS 刈割。

表6 飼料油菜蛋白質必需氨基酸比值評價Table 6 Essential amino acid ratio of rapeseed in four growth stages of three varieties of Brassica napus feed

2.5 飼料油菜必需氨基酸指數分析

根據EAAI 的評價標準，以三江牛紅牛肉[17]、婆羅門牛肉[18]和巴美肉羊[19]為參比蛋白，處理A2B4、A3B4植株蛋白為良好蛋白質，A1B1、A1B4、A2B3和A3B3植株蛋白為可用蛋白質，其余處理植株蛋白為不適蛋白質。以蕨麻豬肉[20]為參比蛋白，處理A2B4植株蛋白為優(yōu)質蛋白質，A2B3和A3B4植株蛋白為良好蛋白質，A1B1、A1B3、A1B4和A3B3植株蛋白為可用蛋白質，其余處理植株蛋白為不適蛋白質(表7)。由此可見，在作為牛、羊、生豬飼料中，首選‘牲飼2 號’在FFS 和FBS 刈割，其次是‘油研50’在FFS 刈割。

表7 飼料油菜必需氨基酸指數Table 7 The essential amino acid index of Brassica napus feed

3 討論

3.1 飼料油菜粗蛋白含量及產量

粗蛋白含量及氨基酸含量和組成是牧草營養(yǎng)價值的重要指標[21]。本研究供試3 個飼料油菜品種(組合)，植株粗蛋白含量隨生育進程逐漸降低，由薹期的25.66%～27.05% 降至終花后1 周的15.22%～16.06%，與紫羊茅(Festuca rubra)和多年生黑麥草(Lolium perenne)[22]、華油雜62 (Brassica napus)[23]粗蛋白動態(tài)變化一致，同樣符合張吉鹍[24]對飼草粗蛋白變化的研究結論。粗蛋白含量隨生育進程逐步降低，主要原因是飼草從營養(yǎng)生長向生殖生長過渡的過程中，植株需消耗大量的營養(yǎng)來滿足生殖生長，導致細胞壁纖維成分不斷增加，細胞內容物成分不斷減少，植株的木質化程度加深，結構性碳水化合物含量增加，最終導致粗蛋白等含量逐漸降低[25-26]，飼料油菜植株粗蛋白含量的變化，原因可能也是如此。盡管如此，飼料油菜終花后1 周刈割，其植株粗蛋白含量仍然較青貯玉米(4.62%～5.92%)、飼草玉米(9.46%～11.06%)、飼草高粱(5.29%～12.80%)和皇竹草(6.70%～15.08%) 高[27-28]；盛花期之前刈割，其植株粗蛋白含量與紫花苜蓿(Medicago sativa)相當，甚至高于紫花苜蓿[29]。本研究中，植株粗蛋白含量和生物產量在品種間和刈割期間均存在的差異，各處理粗蛋白產量也存在差異。因此，從粗蛋白生產效率的角度來考慮，‘牲飼2 號’和‘牲飼1 號’適宜盛花期刈割(粗蛋白分別達1 855.55和1 645.85 kg·hm-2)，‘牲飼2 號’適宜終花后1 周刈割(粗蛋白產量達1 610.75 kg·hm-2)。

3.2 飼料油菜植株氨基酸組成及營養(yǎng)評價

牧草中氨基酸種類是否齊全及必需氨基酸含量和組成比例是衡量蛋白質優(yōu)劣的標準[30-32]，可直接影響家畜對含氮物質的利用率、蛋白質的轉化率和反芻家畜瘤胃微生物蛋白質的組成和數量[33]。供試3 個飼料油菜品種均含有17 種氨基酸，包含7 種必需氨基酸。其中，谷氨酸含量最高，同時也是藥效和鮮味氨基酸中最高的；其次是天門冬氨酸，與桑葉蛋白粉[34]、紫花苜蓿[35]中含量最高的兩種氨基酸一致。該兩種氨基酸含量高，有利于調控機體基本能量代謝，起到保護心肌、延緩骨骼和牙齒損壞等功能[36-37]。必需氨基酸的含量及其與非必需氨基酸的比值是衡量牧草蛋白質營養(yǎng)價值的一個重要指標。其中，亮氨酸在營養(yǎng)物質代謝調節(jié)中起到營養(yǎng)信號的作用，可激活翻譯過程的起始因子，促進蛋白質合成，與異亮氨酸和纈氨酸共作可修復肌肉，控制血糖，并給機體供能[38]。本研究供試3 個飼料油菜含有的7 種必需氨基酸中，亮氨酸含量最高(0.98%～1.68%)，該結果與飼料油菜‘華油雜62’結果一致[22]。從E/T 和E/N 值來考量，3 種飼料油菜在4 個時期刈割，其植株蛋白均接近或高于理想蛋白的標準，而且E/T 值接近于7 種家禽(羊肉、豬肉、牛肉、兔肉、鵝肉、雞肉、鴨肉)的E/T比值[39]，說明氨基酸組成平衡，飼用價值較高，是優(yōu)質的蛋白源。從RC 值來看，除蛋氨酸 + 半胱氨酸外，其他必需氨基酸均接近FAO/WHO 推薦必需氨基酸模式；與“飼草之王”紫花苜蓿第一限制氨基酸相同[32]，蛋氨酸 + 半胱氨酸均是3 個飼料油菜品種第一限制氨基酸，會影響機體對蛋白質的利用?，F代營養(yǎng)學研究認為，氨基酸不足和過剩，均會影響蛋白質營養(yǎng)價值，氨基酸的平衡對飼料的價值尤其重要[37]。本研究供試品種的必需氨基酸較接近或高于模式標準值，氨基酸組成相對均衡合理。從SRC 來看，根據SRC 值越接近100，則營養(yǎng)價值越高[13]，‘牲飼2 號’終花后1 周刈割SRC 值(71.34)最高，超過桑葉蛋白的SRC 值(69.71)[33]，說明‘牲飼2 號’終花后1 周刈割營養(yǎng)價值高，具有較高的飼用價值。從EAAI 值來看，EAAI 與生物價(BV)存在特定的正比關系，EAAI 值在一定程度上可以反映蛋白質的消化利用率[32-40]，‘牲飼2 號’終花后1 周刈割，是牛、羊和生豬養(yǎng)殖的良好蛋白源、尤其是生豬養(yǎng)殖的優(yōu)質蛋白源，是消化利用率較好的蛋白飼料。然而，研究表明飼用油菜‘華油雜62 號’蕾苔期和結莢初期營養(yǎng)價值較高[41]、‘渝油21’在結實期收獲是優(yōu)質的粗飼料資源[42]、‘華協(xié)11 號’現蕾期至初花期營養(yǎng)價值最高[43]。由此可見，飼料油菜獲得較佳營養(yǎng)價值的刈割時期，因品種不同而有一定的差異，或許還與生產環(huán)境和施肥管理等有一定的關系。因此，開展飼料油菜品種不同刈割時期的營養(yǎng)品質分析，結合當地生產特性、生物產量、飼喂動物種類等考量因素，綜合營養(yǎng)指標選擇合適的生長階段采收、貯存和飼用相當重要[44]。本研究條件下，綜合生物產量和營養(yǎng)指標分析，獲得‘牲飼1 號’最佳刈割期為終花后1 周，‘牲飼2 號’和‘油研50’則是終花后1 周和盛花期。其中，‘牲飼2 號’在三者中營養(yǎng)指標最優(yōu)。

此外，氨基酸不僅影響品質，風味氨基酸還是飼草的呈味物質的主要來源之一，包括鮮味氨基酸、甜味氨基酸、苦味氨基酸[45]。本研究結果表明，甜味氨基酸的含量范圍在3.91%～6.68%，苦味氨基酸的含量范圍在3.87%～6.42%，鮮味氨基酸的含量范圍在2.84%～5.68%，每種飼料油菜在相同的刈割時期內，均表現為甜味氨基酸 ＞ 苦味氨基酸 ＞ 鮮味氨基酸，與干腌的油菜苔呈味一致[46]，說明在以上4 個生育期，飼料油菜的鮮甜味大于苦味，作為飼草適口性較好。

4 結論

本研究條件下，‘牲飼1 號’‘牲飼2 號’和‘油研50’植 株 粗 蛋 白 含 量 表 現 為 薹 期 ＞ 初 花 期 ＞ 盛 花期 ＞ 終花后1 周，粗蛋白總產量均以盛花期最高；3 個飼料油菜品種(組合)均含有7 種必需氨基酸，其中終花后1 周和盛花期的‘牲飼2 號’植株、終花后1 周的‘油研50’植株，其氨基酸組成較為平衡，營養(yǎng)價值較好，達良好蛋白及以上標準。其中，‘牲飼2 號’終花后1 周刈割，其植株蛋白達到優(yōu)質蛋白質標準。