文 章 信 息

期刊名称：Grassland Research（草地研究）
中文标题：喀麦隆西部高地旱季反刍动物可食用牧草饲用价值研究
第一作者&通讯作者：Leslie Tieubou Tsopgni（喀麦隆德昌大学）

编译者：王晓芳 兰州大学草地农业科技学院 在读博士生

声明：该文仅代表编译者对论文的理解，如需参考和引用相关内容，请查阅原文。

摘要

研究背景——在喀麦隆西部高地（Western Highlands of Cameroon, WHC），关于反刍动物食用的饲草种类的营养价值的信息非常有限。
研究方法——通过对养殖户的访谈和对牧场动物的监测，获得了反刍动物消耗的饲料资源类型的信息。在15个地区采集每种牧草样品，之后进行混合，切碎，在60℃的烘箱中干燥，然后研磨进行化学成分分析。
研究结果——共鉴定出22种牧草。其中，Vernonia amygdalina（29.43% ± 0.45% 干物质[DM]）和Pennisetum clandestinum（87.21% ± 1.33% DM）的蛋白质和中性洗涤纤维含量分别最高。就泌乳饲草单位和产肉饲草单位而言，Manihot esculenta是能量最丰富的饲草之一。层次升序分类法显示，得出了三个主要的饲料类别，分别富含粗纤维（G1）、蛋白质（G2）和能量（G3）含量丰富的饲草。
研究结论——本研究确定了在喀麦隆西部高地的22种反刍动物啃食的牧草。需要进一步研究确定其中的抗营养因子，并利用体外或原位消化技术评估其营养价值。
关键词——化学成分，营养价值，反刍动物，热带牧草，喀麦隆西部高地

前言

在热带地区，牧草资源的营养价值是牧民经常面临的问题（Awono et al., 2012）。牲畜的生产性能与牧场牧草的营养价值密切相关（Klein et al., 2014）。缺乏一个地方牧草种类的清单和营养价值的数据是规划和制定牧场管理计划的阻碍（Suheel et al., 2015）。在喀麦隆，Lucha和Chuyong（2016）以及Pahimi等人（2020）对两个农业生态区牧草种类进行了研究。在西北地区鉴定出151种牧草，在北方地区鉴定出41种牧草。然而，这些研究仅局限于饲料资料的清查，没有关注其营养价值。近几十年来，喀麦隆西部高地（WHC）的畜牧农民数量增加，导致牧草需求增加，特别是在旱季，饲料短缺问题尤为严重（ministires de l'Elevage, des Pêches et des Industries Animales [MINEPIA], 2011）。改善该地区牧草品种的营养价值有助于提高喀麦隆肉类和乳制品产量。本研究的总体目标是通过设计一个包含饲料资源及其营养价值的数据库，为更好地了解喀麦隆反刍动物的喂养情况以及可利用的牧草资源及其营养价值。具体而言，其目的是识别并确定西部高原地区反刍动物消费的饲料物种的营养价值。

材料与方法

研究区概况

喀麦隆西部高地（WHC）（图1）的年降雨量为1500-2000 mm，雨季为9个月，旱季为3个月。年气温22 ~ 25℃。土壤为红壤，砂质粘土，一般不深，因侵蚀而恢复活力。土壤中富含腐殖质，适合粮食和多年生作物的种植。

采样

选择了五个规模庞大的畜牧分区，分别是Menoua, Bamboutos, Ndé, Mifi和Noun。在此基础上，每个分区选择了三个区域。在这三个区域中，使用了滚雪球抽样或链式抽样方法，从其他养殖者中找出新的养殖者，以形成样本。这些养殖者被询问其家畜所消耗的饲料物种信息。随后，在得到他们的许可后，对田间的动物进行直接观察以确定牧草种类。在15个区域的开花期收集样品。将鲜样品切碎、混合并在田里晒干6天。干燥后的样本粉碎并保存在塑料袋中，以便进行化学成分评估。

牧草物种的识别

使用植物学指南“Graminée du Cameroun”（Van Der Zon, 1992）和“Guide des ligneux”（Geerling, 1982）对饲料物种进行了识别。根据这些指南，饲料植物的识别主要是基于其形态特征。

牧草化学成分的分析

饲料化学成分的分析包括通过在103°C的烘箱中干燥12小时来确定牧草的水分含量。通过在500°C的马弗炉中焚烧6小时来确定牧草的灰分含量。粗蛋白（CP）、醚提取物（EEs）和粗纤维（CF，100%干物质[DM]）分别使用Kjeldahl、Soxhlet和Weende方法进行测定（Association of Official Analytical Chemists [AOAC]，2000年）。有机物（OM）通过干物质（DM）和灰分的百分比之差来确定。碳水化合物的计算是通过OM、CP和EEs的百分比之差来进行的。中性洗涤纤维（NDF）和酸性洗涤纤维（ADF）使用Van Soest等人的方法进行测定（1991）。

牧草的营养价值

通过化学成分估算每种牧草的营养价值（能量和蛋白质价值）。这项研究使用了法国的牧草营养价值评估方法，该方法最初是由法国农业研究国家研究所（通常称为INRA，自2020年起更名为INRAE）在20世纪70年代开发的。该系统经过数十年的完善，并由Colin-Schoellen等人（2000年）进行了完善。该系统将一种饲料的营养价值与1千克大麦对反刍动物的饲料价值进行了比较，并根据饲料是被反刍动物消耗用于产奶还是生产肉类，并考虑了一系列饲料质量标准，包括估计的日粮蛋白质利用率，进行了单独的计算。
根据以下公式（Sauvant et al., 1995）计算出泌乳饲草单位（UFL）和产肉饲草单位（UFV）:

对饲料可消化蛋白质的估计，除了计算CP和OM含量外，还需要了解其瘤胃氮含量的理论降解率（DT）和肠道蛋白质的实际消化率（dr）。小肠可消化蛋白质对应于使用以下公式计算的PDIE（由瘤胃未降解饲粮蛋白质提供的小肠可消化蛋白质+由瘤胃发酵OM的微生物蛋白质提供的蛋白质）和PDIN（由瘤胃未降解饲粮蛋白质提供的小肠可消化蛋白质+由瘤胃发酵OM的微生物蛋白质提供的蛋白质）值（INRA, 2007）:

其中（Zirmi-Zembri＆Kadi，2016年）：

其中绿色牧草的DT = 0.73，dr = 0.75，PDIA表示通过反刍未降解的膳食蛋白质提供的小肠中可消化蛋白质，PDIMN表示当反刍可发酵氮受限制在小肠中消化的微生物蛋白质，PDIME表示当反刍可发酵能量限制时在小肠中消化的微生物蛋白质，FOM表示可发酵有机物（OM），OMD表示有机物（OM）可消化性（DM）。

统计分析

对鉴定出的牧草种类进行了层次升序分类（HAC）。此方法允许将个体根据共同特征划分为组，并在树状图中进行分类。化学成分和营养价值的数据进行了单因素方差分析（ANOVA），以比较饲料物种以及其组间差异。使用5%的显著性水平下的Duncan's检验进行均值分离。使用SPSS 20.0软件进行ANOVA分析（SPSS，2020），使用XLSTAT 25.1（XLSTAT，2021）软件包执行了HAC分类。

研究结果

牧草的化学成分和营养价值

在喀麦隆西部高地（WHC）中一共鉴定出11科22种饲料物种：禾本科（8种）、豆科（5种）、旋花科（1种）、桃金娘科（1种）、锦葵科（1种）、楝科（1种）、大戟科（1种）、天冬门科（1种）、菊科（1种）、芭蕉科（1种）和月桂科（1种）（见表1）。表2和表3分别总结了牧草的化学成分和营养价值。蛋白质（29.43% ± 0.45% DM）和PDIN（18.48 ± 1.45g/kg DM）含量最高的是扁桃斑鸠菊（Vernonia amygdalina），更高的NDF（87.21% ± 1.33% DM）和PDIE（109.03 ± 3.27g/kg DM）含量分别记录在铺地狼尾草（Pennisetum clandestinum）和木薯（Manihot esculenta）中。干物质（DM）、有机物（OM）和蛋白质含量分别为84.61%~92.23%、71.77%~86.77%和12.31%~23.49%。除了白茅（Imperata cylindrica）、狗牙根（Cynodon dactylon）、升马唐（Digitaria ciliaris）和筒状非洲楝（Entandrophragma cylindricum）之外，所有牧草的UFL和UFV值均大于0.70 UF kg-1 DM。

牧草种类分类

分类树状图（图2）将牧草种类分组，以最大限度的提高组间的差异。水平轴由树状图上的虚线表示，分为三个组：组1（G1）、组2（G2）和组3（G3）。表4根据牧草的数量、种类和植物科对不同牧草进行描述。
根据类群之间的差异的标准，获得了饲料物种的层次分类结果，确定了三个组。表5列出了三组牧草的化学成分和营养价值。

牧草种群的化学成分和营养价值

表5概述了不同牧草种类的化学和营养价值。与G1和G3的饲料相比，G2中的饲料在蛋白质和PDIN含量较高，但在PDIE含量家底（p < 0.05）。与G1和G2的饲料相比，G3组的饲料在UFL、UFV和PDIE方面显著更高（p < 0.05）。与G2和G3相比，G1的牧草在CF和CP方面分别最高和最低。

讨论

在喀麦隆西部高地（WHC）的调查，牧民们共鉴定出22种牧草。这一数字远低于与同一国家西北和北部地区分别记录的151种和41种牧草。这可能是因为WHC中大部分土地用于农业，而留给牲畜的空间主要是由土壤肥力非常低的边缘土地组成，例如山腰和道路边缘。将鉴定的饲料被分为富含粗纤维（G1）、富含蛋白质（G2）和富含高UFL（G3）3组。研究发现D. intortum的DM含量最高（91.93% ± 0.92%），而I. cylindrica的含量最低（84.61% ± 1.12%）。在阿尔及利亚的Doucen地区，Djennane（2016）报告DM含量在Plantago notata的最大值为97.89%和Maresia nana最小值为18.82%。根据Vélez‐Terranova等人（2022）的研究，因为植物的蒸散作用速率增加，牧草的DM含量在旱季较高，从而减少了叶片中水分的可用性。在本研究中，D. ciliaris的灰分含量最高（17.49%），这个结果接近在阿尔及利亚记录的Astragalus armatus中灰分含量为19.86%。由于植物可以从土壤中吸收矿物质，其灰分含量很大程度上取决于土壤的矿物组成（Vélez‐Terranova et al.，2022）。V. amygdalina的蛋白质含量最高（29.43% ± 0.45% DM）。Oboh（2006）指出，V. amygdalina的叶片富含CP（33.3%）；然而，这些作者警告说，该物种的单宁（0.6%）和氰化物（1.1 mg kg-1）含量可能会引起毒性症状，包括哺乳动物红细胞溶血。最高和最低的粗纤维含量分别记录在I. cylindrica（33.41% ± 0.25% DM）和M. esculenta（12.50% ± 0.47% DM）中。在阿尔及利亚，Djennane（2016）记录了Launanen residifolia中纤维含量最高（47.09% DM）和Centaurea dimerphategia中纤维含量最低（7.27% DM）。NDF值的最高值为P. clandestinum植物的87.21 ± 1.33% DM，最低为C. calothyrsus的23.37% ± 1.31% DM。在其他地方，Shah等人（2019）在印度记录了最高和最低的NDF含量，分别为Thysanolaena maxima（79.22% DM）和Ficus semicordata（53.21% DM）。在本研究中，P. clandestinum的纤维含量为87.21% ± 1.33% DM，而Camacho‐Ospina等人（2021）在哥伦比亚的San Miguel de Sema市对该物种进行的研究中发现纤维含量为60.86%。这种差异可以解释为土壤成分和所采样植物的生理阶段的差异造成的。HAC显示了三组主要的饲料，主要富含粗纤维（G1）、蛋白质（G2）和能量（G3）。G1主要由禾本科植物组成，已知禾本科植物普遍富含纤维（Klein et al, 2014）。该结果与Zirmi‐embri和Kadi（2016）和Badourou等人（2021）的研究结果不同，他们分别记录了阿尔及利亚和贝宁牧草品种的CP含量为0.70% ~ 28.60% DM和5.64% ~ 13.13% DM。蛋白质含量因物种而异，这可能取决于土壤的氮含量。施氮增加了饲料蛋白质含量和饲料植物产生的生物量（Tendonkeng et al., 2011）。研究结果表明V. amygdalina和M. esculenta富含丰富的PDIN和PDIE。这一发现可以解释它们分别具有很高的蛋白质和能量含量。根据Baumont等人的研究（2009年），蛋白质含量与PDIN之间存在正相关关系，能量含量与PDIE之间也存在正相关关系。Zirmi‐embri和Kadi（2016年）发现，棘萼菊是反刍动物最容易消化的蛋白质（PDIN和PDIE > 200 g kg-1 DM）。M. esculenta是一种具有很高能量的饲料，其UFV值为1.12 ± 0.01 UF kg-1 DM和UFL为1.08 ± 0.01 UF kg-1 DM。而根据Zirmi‐embri和Kadi（2016年）的报道，阿尔及利亚的UFL（1.5 UF kg-1 DM）和UFV（1.6 UF kg-1 DM）的饲料。这种差异可以解释为牧草的营养价值因物种而异，土壤因素因地区而异（Klein等，2014）。根据Bouazza等人的研究（2012年），如果牧草的CP > 10% DM且NDF < 30% DM，则牧草的质量较好；如果CP < 10%且NDF > 50%，则其质量较差。如果一个牧草的UFL ≥ 0.7且UFV ≥ 0.6，则被认为是一种良好的能源。由于其高蛋白质和低纤维含量，C. calothyrsus（CP = 22.10% ± 0.29% DM；NDF = 23.37% ± 0.12% DM）可以被认为是一种优质的饲料。纤维素含量高（NDF > 50%）的饲料不易被动物的消化。在本研究中，大多数饲料的NDF含量超过了50%。本研究中的NDF值相对较高，可能是因为样品在开花期收集，而NDF随着植物进入生殖发育阶段，纤维素含量会增加（Klein et al.，2014）。
为了提高反刍动物的生产性能，提供富含对瘤胃微生物正常功能所必需的营养素的饲料至关重要。可以根据G1、G2和G3的饲料提供瘤胃微生物所需营养的潜力来评估它们。G2和G3的牧草的能量和蛋白质表明它们适合促进瘤胃微生物的正常功能。G1的牧草具有高纤维含量，可能限制瘤胃的消化。在类似的研究中，Sidi等人（2016）记录了贝宁东北部的牧区中富含纤维、能量和蛋白质的木本植物。

结论

通过对喀麦隆西部高地的22种牧草对反刍动物食用的牧草的化学成分和营养价值的特性进行了表征。将其分为富含粗纤维（G1）、蛋白质（G2）和能量（G3）的饲料群体。进一步的研究应该进行以确定这些饲料存在的抗营养因子以及这些饲料的体外或体内消化性能。

图表

表1 喀麦隆西部高地反刍动物啃食的已识别物种的名称和植物科

表2 饲草种类群的化学组成

注：同一列中标有不同字母表示差异显著（p < 0.05）。ADF，酸性洗涤纤维；CF，粗纤维；CH，碳水化合物；CP，粗蛋白；DM，干物质；EE，醚萃取物；NDF，中性洗涤纤维；OM，有机物

表3 已鉴定牧草品种的营养价值

注：同一列中标有不同字母表示差异显著（p < 0.05）。缩写：DM，干物质；PDIE，由瘤胃提供的小肠可消化蛋白质-未降解的饲粮蛋白质+由瘤胃微生物蛋白质提供的蛋白质-发酵有机物；PDIN，由瘤胃提供的小肠可消化蛋白质-未降解的饲粮蛋白质+由瘤胃提供的微生物蛋白质-降解的饲粮蛋白质；UFL，泌乳饲草单位；UFV，产肉饲草单位。

图2 饲料种类的等级分类。Ag, Arachis glabrata; Br, Brachiaria ruziziensis; Cc, Calliandra calothyrsus; Cd, Cynodon dactylon; Cp, Centrosema pubescens; Dc, Digitaria ciliaris; Df, Draceana fragrans; Di, Desmodium intortum; Du, Desmodium uncinatum; Ec, Entandrophragma cylindricum; Ib, Ipomoea batatas; Ic, Imperata cylindrica; Me, Manihot esculenta; Mp, Musa paradisiaca; Pa, Persea americana; Pc, Pennisetum clandestinum; Pg, Psidium guajava; Pm, Panicum maximum; Pp, Pennisetum purpureum; Sa, Sida acuta; Tl, Trypsacum laxum; Va, Vernonia amygdalina.

表4 不同牧草群组的描述

表5 三种牧草的平均化学成分和营养价值

注：同一行内不同字母表示差异显著（p < 0.05）。缩写：ADF为酸性洗涤纤维；CF为粗纤维；CH为碳水化合物；CP为粗蛋白；DM为干物质；EE为醚提物；NDF为中性洗涤纤维；OM为有机物；PDIE，由瘤胃提供的小肠可消化蛋白质-未降解的饲粮蛋白质+由瘤胃微生物蛋白质提供的蛋白质-发酵有机物；PDIN，由瘤胃提供的小肠可消化蛋白质-未降解的饲粮蛋白质+由瘤胃提供的微生物蛋白质-降解的饲粮蛋白质；UFL，泌乳饲草单位；UFV，产肉饲草单位。

原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/glr2.12051

引用格式：Tieubou Tsopgni, L., Lemoufouet, J., Meutchieye, F., Edie Nounamo, L. W., Nyembo Kondo, C., Kana, J. R., Mouchili, M., & Feudjio, B. A. (2023). Nutritive value of forages consumed by ruminants during the dry season in the Western Highlands of Cameroon. Grassland Research, 2(2), 112–119.
DOI：https://doi.org/10.1002/glr2.12051

排版：张莉
统筹：王新宇
声明：该编译文章仅代表编译者对原文的理解，如需参考和引用相关内容，请查阅原文。编译文章由GR团队制作仅供学术交流，转载须注明转载自Grassland Research微信公众号及编译作者信息。

期刊介绍

Grassland Research是我国草业科学领域第一本国际学术期刊，季刊，由中国草学会和兰州大学共同主办。该刊受中国科技期刊卓越计划高起点新刊项目支持，由国际出版集团John Wiley & Sons Australia, Ltd.提供出版及宣传服务，于2022年正式出版。
Grassland Research论文刊发范围广，综合性强。从分子到全球变化层面，全维度聚焦草业科学及其在人类可持续发展中的作用。期刊将刊登天然草原，栽培草地、草坪和生物能源作物，以及草地生态系统三大板块的基础性和应用性研究成果、综述、论点等类型的文章。优先考虑发表青年学者优秀研究成果，期待成为青年科学家喜爱的国际学术交流主阵地。
在创刊前三年，Grassland Research将免收版面费，以OA形式通过全球化出版平台Wiley Online Library出版。