1. 粗饲料品质检测的意义

    由于粗饲料品质受品种、种类、生理成熟阶段、再生茬次、季节、收获期、刈割高度、肥力和其它因素的影响，使得粗饲料中营养素的浓度变化很大，尤其是牧草，差异更大，如苜蓿中粗蛋白含量为10—25%，有时甚至更高，青干草中粗蛋白含量为4—18%。

    通过对粗饲料中营养素的分析，来评定粗饲料的营养价值，说明需要补添的营养素，从而达到有效配置日粮，优化饲养决策的目的。同时通过检测还能确定粗饲料经加工后的品质、鉴别出粗饲料中有损动物健康和生产性能的有害物质。

    牧草质量检测还可以用来指导牧草生产，如确定如何科学施肥、牧草的最佳刈割期及拟采用的刈割方法等这些与牧草质量相关的因素。在牧草质量检测中，对叶片质量的检测尤为重要，因为叶片含量越高，牧草品质越好，叶片的品质决定了牧草的品质。收获时的成熟期及加工、贮藏都会造成叶片损失，从而降低牧草品质。

    2 粗饲料品质的检测技术
   
    粗饲料质量的检测技术有基于现场感官检验的物理检测技术和将取样送到实验室的化学检测技术，这两种检验方法相互结合使用，比单独使用其中任何一种方法更能有效地控制质量。

    2.1物理检测技术

    物理检测简便快捷，有助于粗饲料的收购，避免增加不必要的检测化验，既经济又节省大量时间。物理检测依靠视觉、触觉、嗅觉及简单的现场检验仪器来进行。通常影响牧草品质的许多因素可通过感官进行估测，如籽实、花在整株苜蓿中的比例、茎杆的纤维化程度与坚硬度等就可通过感官加以粗略鉴别，从而大致了解苜蓿的成熟程度。

    视觉检查 通过视觉观察来判断粗饲料的质量是最好的物理感官判断方法，应用广泛。通过观察，可判断牧草的品种是否纯，是否含有杂草，如有杂草又可能占有多大比例。尽管仅凭色泽并不能全面反映牧草的品质，但色泽还是可大致表明牧草收获及贮存状况，所以检查时要注意其自然颜色：青绿色表明牧草快速晒干且贮存良好。慢速晒干因延长了植物呼吸时间，会导致干草品质降低。干草由于雨淋或不当的贮存或是水分过高，会导致结块和霉菌生长，霉菌在叶片和茎杆上的生长及曝晒等均会使干草褪色。如将含水量等于或大于20%－25%的牧草打捆，就会导致捆内发热，令干草变为棕褐色、褐色或黑色，且发出难闻气味，影响家畜的采食量。视觉检查还可检出异物（稍有或无营养价值的物质）如器具、木棍、石子、金属、衣物碎片、动物死尸及牛、羊粪碎片等，这些物质都是不应该在干草中出现的。干草中的动物死尸可引起波特淋菌中毒，一种致死性疾病，可致动物死亡。灰尘大的干草表明，收获过程中带入了泥土，家畜拒食。优质青贮饲料呈绿色或黄绿色，若呈黄褐色或暗棕色，则品质中等。褐色或黑绿色的青贮饲料，为劣质青贮饲料，不能饲用。

    触觉检查 触觉检查，方法简便，可以得到简单但有效的结论。通过触摸牧草，可以发现：早期刈割的牧草质地柔软，叶片含量高且在打捆时含水量适中。若干草过于柔软，通过手感就较难区分茎杆和叶片；质地柔软的干草手感柔和，凭手感可区别出茎、叶；质地坚硬的干草，触摸茎杆，有粗糙感；硬而脆的干草多茎杆，少叶片，手感不适。用过于坚硬的干草饲喂家畜，会伤害动物口腔，降低采食量。优质青贮饲料在窖内压得很实，抓到手中却很松散、湿润，无发粘的感觉，茎、叶仍然保持原状；若手握时有发粘的感觉，严重时茎、叶粘成一团好象一块污泥，有的整块上面长满白毛，说明青贮失败，这样的青贮饲料要丢掉，不可用来饲喂牛、羊。通过牙咬、触摸、抖动能够判断出粗饲料的水分含量。

    味觉检查 通过味觉，可以判断粗饲料的新鲜程度。晒制良好的干草气味宜人。所晒制的干草，若水分含量高于16－18%，贮存时，捆内发热霉变，发出陈腐气味，口味极差，家畜拒食，会降低粗饲料的采食量和利用率；有趣的是，若变质干草产生轻微焦糖味，家畜反而喜食。青贮饲料的气味可表明发酵的好坏，若将含水量过高的原料进行青贮（通常认为青贮原料适宜水分含量应控制在60%～68%），不利于抑制梭菌的繁殖；若用于青贮的原料水分含量过低，植株的叶片损失量增加，且不易压实，降低了有益微生物发酵所需的厌氧条件的形成速度，结果都将影响青贮饲料的品质。优质的青贮饲料甘甜有酸味，变质的青贮饲料呈丁酸气味（类似于腐败气味）或刺鼻焦糊味或霉味，严重变质的还会出现氨味、腐臭或霉败味。气味异常的青贮饲料家畜不喜食甚至拒食，因而大大降低家畜的采食量。

    对牧草营养价值的看、摸、闻等物理感官鉴定，尽管有时会得出错误结论，如精确度有限，需要丰富的经验才能对粗饲料质量作出正确的判断；一旦产生争论，感官检查和其它现场测试的结果不易被接受；检测结果无法形成正规检测报告等，但物理检测的优点还是很明显的，也很实用：1）、物理检测法快捷、简便、直观，不需要增加成本，使昂贵的实验室设备和技术的费用降至最低；2）、类似搀杂、结块、发霉等问题通过物理检测能很容易地查出来：从视觉上可以判定出牧草收获时的成熟期、有无害虫、颜色正常否、叶片多寡，对牧草品质作出初步结论，霉腐气味说明粗饲料因贮存不当而变质。对于家畜来说柔而松软的粗饲料才是理想的；3）、适合所有的生产商，包括散户自己的粗饲料。
物理检测也是决定是否将样品送到实验室进行化学检验所必须的步骤，当将物理检测与更精确更客观的化学检测结合起来，对粗饲料品质进行鉴定时，所得出的结论更为客观、更加可信。

    2.2近红外光谱分析

    在粗饲料营养价值评定方法上，目前普遍应用的是湿法分析，即所有的分析项目需要对样品进行破坏处理，如酸、碱消化，有机溶剂浸提等。另外，还需熟练的操作技术和较长的分析时间，这都不同程度地限制了快速评定。20世纪70年代以后，近红外光谱分析法（Near Infrared Reflectance Spectroscopy，NIRS）开始应用，其理论依据是在0.7～2.5um这段近红外光谱区内，饲料各种有机成分对红外光都有吸收，但不同成分对近红外光的最强吸收波长不同，同一成分也因含量高低而对近红外光的吸收强弱有一定差别。因而可根据饲料中的有机成分对近红外光的特征吸收，而建立光谱值与含量之间的相关关系。NIRS是一种物理检测方法，与其它方法相比，NIRS是唯一一个不破坏样品，不需化学试剂，因而不受其它因素干扰的分析方法。在测试前只需对样品进行粉碎处理，应用相应定标软件，在一分钟内便可测出样品的多种成分含量，具有简便、快速（几秒钟出测定结果）、污染小（不需化学试剂）、相对准确等优点。在粗饲料质量检验方面，不仅用于常规成分分析，而且用在钙、磷、钾、镁等微量元素以及牧草体外干物质消化率及采食量等方面的测定、青贮品质的分析。

    美国牧草和草地协会（AFGC）应用此技术制定了豆科、豆科与禾本科混合干草的质量标准（见表1）。此项技术为牧草营养价值的快速评定和现场交易奠定了技术基础。该技术的突出优点是不需要对样品进行破坏性处理，能在短时间内测出CP、NDF、ADF 3项重要指标，然后通过计算可得到DDM、DMI、RFV3项指标。而湿法分析中测DDM和DMI则要通过动物试验确定。该技术本身在精度上不及湿法分析，但不同等级同类牧草之间存在的只是该方法带来的系统误差，因而具有相对可比性。该技术已在美国得到普及，在我国尚未得到广泛的应用。

    表1  豆科、豆科与禾本科混合干草的质量标准

    注：DDM（%DM）=88.7–0.779ADF（%DM）;DMI（%BM）=120/NDF（%DM）；RFV=DMI×DDM/1.29。CP：粗蛋白；DM：干物质；NDF：中性洗涤纤维；ADF：酸性洗涤纤维；DDM：干物质消化率；DMI：干物质采食量；BW：体重；RFV：相对饲料价值NIRS分析的准确性主要受所用仪器，采用的定标方法、粗饲料品种等因素影响。由于NIRS准确性依赖常规实验室分析准确性，所以作为NIRS的基础方法-化学分析法的准确性必然成为影响NIRS准确性的重要因素。虽然NIRS的背景依赖于传统的化学分析法，但是有时它还可作为检验化学分析准确性的手段。Barton等（1988）比较了不同实验室利用化学法和NIRS测定粗饲料的CP和ADF的重复性误差，NIRS与标准的化学法有相近的分析结果，表明了近红外光谱法在不同实验间的重复性较化学法还好。Given（1991）应用NIRS及三种体外法测定了谷物秸秆及氨化秸秆的有机物消化率（DOM），并将这些数据与体内法所测有机物消化率值进行回归统计，其中，NIRS估测值与体内法测值相关最好，相关系数0.65，预测标准误0.0371。

    应用NIRS，首先要进行仪器的定标工作，然后用定标方程预测样品的成分含量。今后要加大采集国内饲料样品的力度，注重样品的代表性，要根据样品结构特性或光谱特性选样，同时还要考虑样品的品种、其物理与化学和植物学特征、成熟期、牧草生长的土壤、环境条件、刈割方法、填料密度、加工贮藏方法及样品粉碎粒度等，对样品应用准确化学方法测试其各项值，建立开放性定标方程，使定标样品群尽可能包容各方面的变异特性，不断完善定标软件，制定更多有自主知识产权的定标软件并不断积累、补充、校正软件，从而不断提高NIRS的准确性。

    2.3 化学检测技术

    化学检测技术即湿法分析，指的是在实验室中借助化学试剂和仪器对饲料样品进行处理后，通过化学反应及抽提来确定粗饲料营养素的含量，此法成熟、可靠。其最大优点是各营养指标都制定了相应的国家标准，重复性好，同一营养指标在不同饲料间具有可比性。化学检测可以确定某种粗饲料的品质及家畜的营养需要量，预测动物的生产性能，但通过化学指标来评定粗饲料的营养价值，仍具有一定的片面性，并不能完全反映其真实的营养价值，主要原因在于：（1）、化学检测技术受许多因素的影响，如试验条件、设备、分析方法、试剂配制等；（2）、传统的化学检测技术所分析的指标太少，特别是对纤维含量高的的秸秆类，所分析的指标并不能全面反映秸秆纤维的营养价值；（3）、孤立于粗饲料的分析，而未考虑动物自身的生理、生化特性；（4）、分析过程中，经酸、碱、热处理时，造成部分营养物质损失。如用微生物处理的秸秆，在105℃测定其干物质（DM）时，由于温度升高太快，使一部分有机酸挥发掉，实际测定的DM值偏低，从而过高地估计了其它营养成分的值，却又过低地估计了动物的采食量。又如，尿素处理的的玉米秸，其粗蛋白（CP）约提高1.6倍，但动物对其真正利用了多少？据参木有(2001)的研究，尿素氮的回收率仅为23%～30%，而大部分被浪费了。因此，粗蛋白指标就不是一个能很好地反映用尿素处理过的玉米秸营养值的理想指标。此外，化学法处理程序繁琐，对仪器要求高，测一个指标要用多种仪器；耗用大量的化学试剂，对人体健康和环境造成潜在污染。

    2.4体内法

    Emil Von Wolff（1864）首次发表以可消化营养物质为指标的饲养标准，标志着动物营养科学在化学分析基础上进入了新的阶段，即通过活体（In Vivo）消化试验，评定饲料营养价值与营养需要。体内法的评定指标包括粗饲料的采食量、消化率、降解率、发酵和流通速率等，这些参数在反刍动物营养学中的重要性早已为人们所熟知。消化试验能使我们对各种粗饲料的消化率差异在消化道层次上有一个比较客观的认识，但消化代谢试验所测定的指标太少，且这些指标还存在着含义往往不确定等缺陷，特别是在评定秸秆类粗饲料的消化和利用率上，这些指标还不够规范，可比性差，也难以全面地反映经各种处理的秸秆品质的优劣。目前饲养试验中所使用的饲养技术是人们对长期的实践经验总结和归纳而形成的一套饲养技术，通过饲养试验所获得的生产性能指标往往只能说明综合因素作用的结果，单靠它来评定粗饲料品质的优劣还有许多不确定的因素。总之，从过去评定粗饲料营养价值的体内法来看，对粗饲料尤其是秸秆类负面效应考虑的多些，把秸秆只是看成能量来源，忽视了它的正面效应。

    2.5体外消化率技术

    体内法测定动物随意采食量和消化率耗时、费力、费用昂贵，需要大量粗饲料且不适合于大批量粗饲料的评定。因此科学家们尝试了许多运用实验室技术来预测采食量和消化率的方法。大多数致力于建立回归方程，如由粗饲料的化学成分来预测消化率。但是，迄今为止，并没有建立起适合于预测各种粗饲料消化率的回归方程。从上世纪50年代起，活体（In Vivo）内消化试验技术开始向模拟瘤胃内消化进行探索，即进入离体人工瘤胃消化试验法（In Vitro）的阶段，使得饲料消化率可由模拟动物消化的微生物法进行估测，Bell（1953）首次把这一方法应用到羊的饲料营养价值评定。目前较为流行可有效评定反刍动物日粮消化率的三种方法（微生物法）是：（1）Tilley和Terry（1963）的两级离体消化试验法，模拟饲料在瘤胃，皱胃和部分小肠的消化。即第一阶段瘤胃液的消化；第二阶段酸性胃蛋白酶的消化。有鉴于瘤胃液质量变异大，需要进行标定与校正，后改用瘤胃液为纤维素酶，即第一阶段用纤维素酶；第二阶段用胃蛋白酶，试验取得较好的效果。两级离体消化试验法经过广泛的应用与验证，其试验结果与活体消化试验结果存在着强的直线相关。（2）、Menke等（1979）的产气法，它是根据饲料样品和瘤胃液一起培养24小时的产气量测定有机物质消化率的方法，此法还可用于单个饲料或混合饲料的代谢能值。其依据的原理是：饲料样品与瘤胃液培养24小时，其产气（二氧化碳和甲烷）量与体内消化率测定值之间存在强的相关关系。（3）瘤胃尼龙袋法，又称半体内法（In Situ）。用尼龙袋法测定瘤胃内饲料营养物质的降解率的最大优点是将反刍动物饲料营养价值的评定和营养需要的研究，真正和瘤胃内微生物活动挂起钩来，充分体现了反刍动物的生物学特性。与整体动物消化率相比较，它会给人们提供更多、更清晰的有关饲料营养物质在动物体内的动态变化的信息。

    2.5.1 瘤胃液-胃蛋白酶两级离体消化法 它是评定反刍动物饲料体内消化率最常见的方法，与其它技术仅模拟瘤胃消化不同，此法同时模拟肠道消化，因而可预测多种粗饲料的消化率。

    Moss和Givens（1990）用此法测定了粗饲料的体外消化率（IVD），并以IVD为预测因子，建立了预测体内干物质消化率（DOMD）的模型：

    青绿饲草：    DOMD=12.0+0.857IVD
    高温干燥牧草：DOMD=27.3+0.998IVD
    干草：        DOMD=17.2+0.710IVD
    青贮：        DOMD=10.20+0.870IVD

    Beever（1999）又接着以DOMD为预测因子，建立了预测代谢能（ME）的模型：

    禾本科：ME（MJ/㎏）=0.15×DOMD%
    豆科：  ME（MJ/㎏）=0.16×DOMD% 

    然而以酶模拟瘤胃液消化粗饲料，对粗饲料能量及消化率所作出的估测，其结果会因品种、类群和收获季节的不同而不同。由于微生物区系和酶对影响消化率和消化程度的因素非常敏感，所以微生物法比化学法更有意义，但要指出的是体外法必须有好的重复性好，且需要用体内法获得的数据进行校正。体外法比体内法具有更多优势，表现在低成本，耗时少，实验条件较易控制。

    2.5.2 半体内（In Situ）降解技术

    尼龙袋技术是直接将饲料样品装入尼龙袋中，悬置于瘤胃中测定营养素的消失率。粗饲料的降解率反映了粗饲料消化的难易程度，与干物质随意采食量（DMI）有一定的相关性。该技术反映了瘤胃中的消化生理实际情况，对粗饲料采食量和消化率有相对精确的预测，且在很大程度上增进了人们对反刍动物氮需要量及微生物的了解，拓展了我们对瘤胃氮代谢的认识。但此法本身也有它的局限性：1）、饲料样品仅仅装在袋中，投放在瘤胃中；2）、测定的是样品中颗粒小到能通过袋孔眼那部分的数量，样品未经咀嚼与反刍，不是分解到最简单的化学成分；3）、受到日粮结构与饲养水平等因素的影响；4）、尼龙袋内饲料样品在瘤胃中会受到瘤胃内容物或微生物的污染。样品的制备方法、水洗和干燥过程、饲料颗粒损失程度和性质、培养位点和次序、宿主动物品种和日粮、尼龙袋尺寸、编织方法和孔径大小、粘附微生物的清除程度等均会影响试验结果。这些因素防碍不同试验间结果的比较，要求我们在应用此法时，需要根据实验目的、设计标准和实验条件加以说明，在解释结果时对操作过程进行细致描述，以便正确应用与分析实验结果。

    2.5.3 体外产气技术

    体外产气技术（Menke等,1979）同半体内技术一样可获得动力学数据，但不是测定日粮成分的消失率，而是测定发酵产生气体数量，主要是CO2、CH4、H2的生成量。与半体内技术相比，产气技术对动物依赖性小，且自动化程度高，减少了劳动力的投入。它同样可测定消化率、挥发性降解物产量及微生物蛋白产量。

    由于通常假定产气量与底物消化率成正比例，从而与饲料营养价值成线性正相关，实际上这种假设通常是不准确的，因为产气量依赖于底物组成、微生物种群及微生物生长时对己糖的利用。研究表明高丙酸产量的日粮，其产气量低于高乙酸和丁酸产量的日粮（Beuvink和Spoelstra，1992；Beever和Mould，2000；Williams，2000），高蛋白饲料中的氨可通过与挥发性脂肪酸反应而降低气体生成量（Schofield,2000），尽管己糖很重要，但产气试验中，很少有资料报道微生物生长时对己糖的利用率和利用量。所有这些因素均会影响底物发酵过程中气体的产生量。为了保持瘤胃液内纤维素酶和淀粉酶比例稳定，一定要尽可能地保持饲喂次数和饲粮组成稳定。同时，为确保所提供的瘤胃液稳定，最好使用标准干草样对产气量进行检查和校正。据报道，单凭产气数据来估测底物的降解率，不是很理想（Beever和Mould，2000）。因此，用产气量指标时，最好同时测定粗饲料的底物消失量、挥发性脂肪酸和微生物蛋白产量，综合考虑才能对粗饲料的营养价值作出合理的评定。
综上所述，对粗饲料营养价值的评定应采用综合指标、集成技术。