青藏高原具有海拔高（超过4 500 m）、气温低的特点，造成了高寒草地牧草的总生物量少、全年牧草营养不均衡等问题[1-2]。由于天然牧草的枯草期长达半年，且牧草品质较差，无法保证牦牛、藏羊全年营养均衡，造成牦牛、藏羊的“夏壮、秋肥、冬瘦、春死亡”的问题，限制了高寒地区畜牧业的发展。牧草是草食动物饲料的重要组成部分，也是农牧业发展的重要组成部分。研究发现，栽培草地生产力是天然草地的9倍[3]，但栽培草地面积仅为天然草地的3.3%[4]，优质牧草缺乏阻碍了我国草地畜牧业的发展。十字花科牧草的营养价值高、适应能力强、生长快，是饲用植物的主要种类之一[5]。传统草地牧草评价多采用概略养分法分析牧草的营养含量[6-7]。张林等[8]研究发现，饲料油菜的平均干草产量为1 490 g/m2。杨雪海等[9]研究了不同生长阶段的油菜饲用营养价值。梁万鹏等[10]研究华油杂62和饲油2号饲料油菜的鲜草产量分别为29 870、38 450 g/m2，干草产量分别为3 750、3 250 g/m2，干鲜比分别为0.13、0.08。严学兵[11]利用尼龙袋法测定牧草瘤胃消失率为69.36%。但目前尚未对十字花科牧草进行系统评价。本试验以高寒地区3种十字花科栽培牧草为研究对象，通过概略养分分析牧草的常规营养含量，结合体外产气试验和单位面积产草量综合评价牧草的营养价值，为促进高寒地区畜牧业快速发展、保证家畜的高效生产提供参考。1材料与方法1.1试验样品3种十字花科栽培牧草为华油杂62油菜（Brassica napus L.）、饲油2号油菜（Brassica napus L.）和芸芥（Eruca sativa Mill.），均由青海省海南藏族自治州共和县巴卡台农场提供。1.2试验动物及饲养管理选用3头体况相近、健康状态良好的成年公牦牛作为瘤胃液供体，拴系式饲养。每天7：00和18：00饲喂两次，保证自由饮水。基础日粮组成及营养水平见表1。预试期15 d后，次日晨饲前通过瘤胃负压装置采集新鲜瘤胃液，装入保温瓶带回实验室。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.22.002.T001表1基础日粮组成及营养水平原料组成含量/%营养水平合计100.00燕麦青干草40.00代谢能/(MJ/kg)9.93玉米32.00粗蛋白/%11.69小麦麸9.00中性洗涤纤维/%33.06豆粕14.00酸性洗涤纤维/%16.29食盐1.00钙/%0.77预混料4.00磷/%0.36注：1.每千克预混料为日粮提供：VA 1 250 000 IU、VD 30 000 IU、VE 1 000 IU、铁5 000 mg、铜500 mg、锌750 mg、锰1 250 mg、硒7.5 mg、NSP酶25 g。2.营养水平中代谢能为计算值，其余均为实测值。1.3体外产气试验参照Menke等[12]方法配制人工瘤胃缓冲液，将瘤胃液与缓冲液按照1∶2混合，制成体外瘤胃发酵液。在此期间，持续通入CO2，使温度保持在39 ℃左右。准确称取0.2 g样品，放入100 mL培养管中，加入30 mL瘤胃液-缓冲液混合液，每种样品设置3个重复，并设置3个空白对照，进行72 h体外产气试验。1.4测定指标及方法1.4.1牧草产量在成熟期，每种牧草随机选取1个试验小区，每个小区随机设置3个1.0 m×1.0 m样方，即为3个重复，刈割，留茬高度约5 cm，测定各牧草鲜重。取约1 000 g全株鲜草样品，称重，装入档案袋，阴凉通风处自然晾干至恒重，称重，计算牧草干重。将同种全株干草样品混合粉碎，过1.0 mm网筛。干鲜比=干重/鲜重(1)1.4.2常规营养成分干物质（DM）、粗蛋白质（CP）、粗灰分（Ash）、钙（Ca）和磷（P）的测定参照杨胜[13]《饲料分析及饲料质量检测技术》进行测定。粗脂肪（EE）采用ANKOM XT15i自动脂肪分析仪测定；中性洗涤纤维（NDF）、酸性洗涤纤维（ADF）采用Van Soest[14]的方法测定；总能（GE）采用美国绝热型氧弹热量计Parr 6100型测定。1.4.3体外发酵参数分别在0、12、24、48、72 h取出培养管并快速读数记录。当某一时间点读数大于80 mL，进行排气。采用经典数学模型分析产气动力学模型。培养72 h后，将培养管置于冰水浴终止发酵，抽取部分发酵液测定pH值，剩余部分-20 ℃保存。使用PHS-3C型pH计（上海佑科仪器仪表有限公司）测定pH值。参照冯宗慈等[15]改进的瘤胃液氨态氮（NH3-N）浓度比色法进行测定氨态氮浓度。使用日本岛津GC-2014 型气相色谱仪进行测定挥发性脂肪酸（VFA）浓度。产气量=该时间段内培养管产气量-对应时间段内空白管平均产气量(2)GP=a+b(1-e-ct) (3)式中：GP为t时刻的产气量（mL）；a+b为理论总产气量（mL）；c为慢速降解部分的产气速率（%/h），t为发酵时间（h）[16]。消化率(IVDMD)=(1-发酵后样品DM重/发酵前样品DM重)×100%(4)1.5数据统计与分析采用Excel 2010数据整理、SPSS 19.0软件进行单因素方差分析，Duncan's法进行多重比较。结果以平均值和标准误表示，P0.05表示差异显著。2结果与分析2.1高寒地区十字花科牧草产量（见表2）由表2可知，华油杂62油菜鲜草产量（2 685.72 g/m2）显著低于其他两种牧草（P0.05），饲油2号油菜的鲜草产量最高（2 852.29 g/m2）；云芥干草产量（802.40 g/m2）显著低于其他两种牧草（P0.05），华油杂62油菜的干草产量最高（826.72 g/m2）；华油杂62油菜的干鲜比显著高于其他两种牧草（P0.05），芸芥的干鲜比最低（0.31）。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.22.002.T002表2高寒地区十字花科牧草产量项目鲜草产量/(g/m2)干草产量/(g/m2)干鲜比华油杂62油菜2 685.72b826.72a0.31a饲油2号油菜2 852.29a821.92a0.29b芸芥2 828.59a802.40b0.28cSEM27.384.070.00P值0.0010.0040.001注：同列数据肩标不同字母表示差异显著（P0.05），相同字母或无字母表示差异不显著（P0.05）；下表同。2.2高寒地区十字花科牧草常规营养成分（见表3）由表3可知，华油杂62油菜的CP和Ca含量均显著高于饲油2号油菜和芸芥（P0.05），但华油杂62油菜的P含量（0.13 mg/g）显著低于其余两种牧草（P0.05）。芸芥的DM和EE含量均显著低于华油杂62油菜和饲油2号油菜（P0.05），但芸芥的Ash含量（8.00%）显著高于其余两种牧草（P0.05）。3种牧草其他营养成分无显著性差异（P0.05）。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.22.002.T003表3高寒地区十字花科牧草常规营养成分（风干基础）项目DM/%GE/(MJ/kg)CP/%EE/%NDF/%ADF/%Ash/%Ca/(mg/g)P/(mg/g)华油杂62油菜94.59a16.858.41a3.82a61.7753.586.39b0.91a0.13b饲油2号油菜94.69a16.476.61b3.87a60.1751.555.67b0.42c0.14a芸芥92.56b17.085.37c3.17b63.8349.888.00a0.48b0.14aSEM0.340.140.450.131.100.970.360.080.00P值0.0120.2310.0010.0080.4530.3320.0010.0010.0042.3高寒地区十字花科牧草单位面积营养物质输出量（见表4）由表4可知，华油杂62油菜的CP产量（69.49 g/m2）显著高于其余两种牧草（P0.05）。芸芥的CP、EE产量均显著低于其余两种牧草（P0.05）。芸芥的ADF产量（400.21 g/m2）显著低于华油杂62油菜（442.97 g/m2）（P0.05），但芸芥的Ash产量（64.21 g/m2）显著高于其余两种牧草（P0.05）。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.22.002.T004表4高寒地区十字花科牧草单位面积营养物质输出量项目GE/(MJ/m2)CP/(g/m2)EE/(g/m2)NDF/(g/m2)ADF/(g/m2)Ash/(g/m2)华油杂62油菜13.9369.49a31.56a510.65442.97a52.79b饲油2号油菜13.5354.33b31.79a494.56423.66ab46.60c芸芥13.7043.11c25.45b512.13400.21b64.21aSEM0.123.871.065.387.272.60P值0.0010.0010.0010.3830.0210.0012.4高寒地区十字花科牧草体外产气评价2.4.1十字花科牧草的体外产气参数（见表5）由表5可知，饲油2号油菜在12、24 h产气量显著低于华油杂62油菜和芸芥（P0.05）。而芸芥在48、72 h产气量最高，饲油2号油菜最低。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.22.002.T005表5十字花科牧草的体外产气参数项目GP12 h/mLGP24 h/mLGP48 h/mLGP72 h/mLa+b/mLc/(%/h)IVDMD/%华油杂62油菜30.41a48.08a57.60ab62.11ab60.92b0.059a50.75b饲油2号油菜24.04b40.07b50.84b58.85b60.05b0.043c54.46a芸芥32.56a49.84a63.61a69.62a68.98a0.049b48.66bSEM1.321.782.192.061.470.000.94P值0.0010.0230.0250.0270.0010.0010.006芸芥的理论最大产气量（a+b）显著大于其他两种牧草（P0.05），华油杂62油菜的慢速降解部分的产气速率（c）显著快于饲油2号油菜和芸芥（P0.05）。饲油2号油菜的IVDMD显著高于华油杂62油菜和云芥（P0.05）。2.4.2十字花科栽草的体外发酵参数（见表6）由表6可知，华油杂62油菜的pH值（7.01）与饲油2号油菜、芸芥差异均不显著（P0.05）。饲油2号油菜的NH3-N浓度及总酸、丙酸、异丁酸、丁酸、异戊酸含量均显著高于华油杂62油菜和芸芥（P0.05）。饲油2号油菜的乙酸含量最高（25.66 mmol/L），华油杂62油菜次之（23.03 mmol/L），均显著高于芸芥（17.78 mmol/L）（P0.05）。华油杂62油菜的乙/丙最高（2.78），饲油2号油菜（2.48）次之，芸芥最低（2.33），但各组差异不显著（P0.05）。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.22.002.T006表6十字花科栽培牧草的体外发酵参数项目pH值NH3-N/(mg/L)总酸/(mmol/L)乙酸/(mmol/L)丙酸/(mmol/L)异丁酸/(mmol/L)丁酸/(mmol/L)异戊酸/(mmol/L)戊酸/(mmol/L)乙/丙华油杂62油菜7.01ab103.7b36.22b23.03a8.34b0.34b3.11b0.43b0.972.78饲油2号油菜7.03a113.7a42.33a25.66a10.40a0.45a4.24a0.61a0.962.48芸芥6.98b82.6c30.05c17.78b7.69b0.32b2.87b0.42b0.972.33SEM0.010.461.921.250.450.020.020.320.020.12P值0.0200.0010.0030.0030.0050.0020.0010.0010.9820.3023讨论3.1高寒地区十字花科牧草产量分析产草量受牧草生长发育规律和气候条件等因素的影响，是评价牧草生产能力的最直接指标之一[17]。干鲜比能够反映牧草的干物质积累情况和动物采食率。张林等[8]研究发现，饲料油菜的平均干草产量为1 490 g/m2。梁万鹏等[10]研究发现，华油杂62和饲油2号饲料油菜的鲜草产量分别为29 870、38 450 g/m2，干草产量分别为3 750、3 250 g/m2，干鲜比分别为0.13、0.08，与本试验的结果均存在差异，但总体趋势一致。本试验中，干鲜比高的原因可能是高原地区温差大，有利于有机物质积累。3.2高寒地区十字花科牧草常规营养成分分析常规营养是评价牧草品质的最基本指标，其中CP含量能够正面反映牧草品质和供给蛋白质能力。EE影响牧草的适口性，NDF则是植物细胞壁的主要成分，包含纤维素、半纤维素、木质素等，其含量越高，适口性越差，家畜采食量越低[18]。饲草料的NDF和ADF含量越低，代表牧草品质越好。Ash可反应矿物质元素含量，Ca和P对家畜骨骼发育及生长、繁殖具有重要作用，而GE反映牧草供应能量的潜在能力。本试验所得的常规营养成分含量与杨雪海等[9]、梁万鹏等[10]结果一致。3.3高寒地区十字花科牧草单位面积营养物质输出量分析草地营养物质生产力指在一定的时间范围内，单位面积的草地通过植物的光合作用积聚EE、ADF、NDF、Ash、CP等营养物质的含量[19]。本试验中，CP和ADF产量排序为：华油杂62油菜饲油2号油菜芸芥；EE产量排序为：饲油2号油菜华油杂62油菜芸芥；NDF和Ash产量排序为：芸芥华油杂62油菜饲油2号油菜。因此，单位面积营养物质输出量受产草量和营养物质含量的综合影响，与祁军等[20]研究相符。3.4高寒地区十字花科牧草体外产气评价分析GP能够综合反映反刍动物瘤胃微生物活性和饲料可消化营养成分含量。本试验中，饲油2号油菜在12、24 h产气量最高，而芸芥在48、72 h产气量最高；芸芥的理论最大产气量最大，华油杂62油菜的产气速率最快。瘤胃降解程度与牧草营养价值呈正相关[21]，是评价饲草料营养价值的重要指标[22]。靳玲品等[23]、文亦芾等[24]研究表明，牧草的干物质降解率与CP含量呈正相关，与ADF、NDF呈负相关，与本试验结果相符。瘤胃液pH值一般在5.6~7.5，当其低于5.5时，纤维素分解严重受阻，反刍动物对粗饲料消化率急剧下降[25]。本试验中，十字花科3种牧草体外培养72 h，瘤胃液pH值均在正常范围内，表明十字花科栽培牧草可以在瘤胃内消化，且对瘤胃无影响。反刍动物所食饲草料中的CP和NPN在瘤胃内降解后产生NH3-N。体外培养的最适NH3-N浓度一般在3.5~290.0 mg/L[26]。本试验中，十字花科栽培牧草经体外72 h培养后，NH3-N浓度为82.6~113.7 mg/L，符合体外培养的NH3-N浓度。VFA是反映瘤胃发酵的重要指标，是饲草料中碳水化合物经瘤胃微生物发酵后的主要产物[27]。乙酸、丙酸和丁酸约占总挥发性脂肪酸含量的95%，饲草料营养成分组成和瘤胃微生物活力是影响挥发性脂肪酸含量高低、比例构成的决定性因素[28]。饲草料一般为乙酸型发酵，乙酸、丙酸、丁酸通常在饲草中占为50%~65%、18%~25%和12%~20%，乙/丙为2.0~3.6[29]。当乙/丙较低时，即为丙酸型发酵，有助于反刍动物机体利用更多能量，从而提高反刍动物的生产性能[30]。本试验中，十字花科栽培牧草的挥发性脂肪酸平均占比范围分别为：乙酸17.78%~25.66%、丙酸为7.69%~10.40%、丁酸为2.87%~4.24%，乙/丙为2.33~2.78，其中除丁酸外，其他挥发性脂肪酸占比均在正常范围内，丁酸占比偏低，原因可能与发酵时长、供体动物或是底物个体差异相关。4结论本试验中，华油杂62油菜和饲油2号油菜综合生产性能显著优于云芥。因此，鉴于高寒地区天然草地退化严重，牧草的枯草期较长，牦牛和藏羊所需牧草营养严重缺乏等问题，家畜可通过采食十字花科类栽培牧草缓解上述问题。