A series of seven experiments were conducted in order to achieve following objectives: (1) to determine the extent of change in nitrogen fractions and ruminal degradability of forage protein during silage making; (2) to clarify the factors that influence on these changes; and (3) to investigate the subsequent effects on nitrogen utilization by ruminants.

　In this study, forage nitrogen was separated into 4 fractions as follows: fraction 1: total N-BSIN (buffer solution insoluble nitrogen); fraction 2: BSIN-NDIN(neutral detergent insoluble nitrogen) ; fraction 3; NDIN-ADIN(acid detergent insoluble nitrogen); and fraction 4: ADIN. In vitro procedure was used to determine the ruminal degradability of forage protein. Nitrogen utilization of forage protein was evaluated by the nitrogen balance trials with sheep.

　Experiment 1. The silage was made from timothy (Phleum pretense L.) grass in order to clarify the characteristics of change in nitrogen fractions and ruminal degradability of forage protein during ensilage compared to those during hay making. N retention of sheep fed on well-conserved hay did not significantly differ from that fed on the material grass. However, N retention of sheep fed on the silage was significantly decreased. This was though to be due to changes during ensilage such as the increase of proportion of fraction 1, the decrease of proportion of fraction 2 and fraction 3, and the increase of total N degradability. In addition, the decease of WSC content during ensilage could also be one of the reasons to reduce the efficiency of nitrogen utilization.

　Experiment 2. Orchardgras (Dactylis glomerata L.) and Alfalfa (Medicago sativa L.) were separately ensiled in order to examine the effect of length of ensiling(5,21 and 56 days). The proportion of fraction 1 in both silages was higher than that in the material grasses, and increased with extending of ensiling period. Within 5 days of ensiling, this increment reached 70% of the whole increase during 56 days of ensiling. The proportion of fraction 2 and fraction 3 in silages tended to decreased with extending of ensiling period. The total N degradability of silages was higher than that of the material grasses, and slightly rose as ensiling period extended. Sheep fed on silage increased urinary N to decrease N retention as ensiling advanced.

　Experiment 3. Alfalfa was ensiled in the mini laboratory glass silos (500ml capacity) to examine the changes in forage protein during the early stages of fermentation(opened the silos 1,2,3,5,7,14 and 21 days after packing). The tendencies of the changes in nitrogen fractions at specifically found that these changes were extensively occurred during initial days of fermentation. Within 2 days of ensiling, the increment of fraction 1 accounted for 80% of the whole increase during 21 days of ensiling.

　Experiment 4. Orchardgrass silages were made from the materials that had high (76%), medium (65%), and low (40%) moisture contents, respectively. The decrease of the moisture content of the silage lowered proportion of fraction 1, increased proportion of fraction 3, and increased insoluble N degradability. Results from the nitrogen balance trial showed that there was no difference in percentage of N excreted in feces among silage treatments. However, the percentage of urinary N was decreased with reducing moisture content of silage, resulting in the improvement of nitrogen utilization by sheep.

　Experiment 5. Orchardgrass was used in this experiment. The material grass was left outside for 0, 24 and 48 hours before being filled into the silos in order to examine the effect of delay prior to ensiling. The 24-hour delay did not have great influence on nitrogen fractions, ruminal protein degradability and nitrogen utilization by sheep. However, the 48-hour delay resulted in decreased fraction 3 and increased fraction 4, and declined total N and insoluble N degradability. The 48-hour delay made the nitrogen utilization lower, being characterized by more cxcretion of nitrogen into feces than into urine.

　Experiment 6. To examine the effect of acid addition on changes in forage protein during ensiling, material grass of orchardgrass and alfalfa were separately added with formic acid (2% of DM) and sulfuric acid (2.13% of DM). In both forages, the acid addition suppressed the changes in nitrogen fractions and ruminal degradability of forage protein caused by silage making to tend to improve nitrogen utilization by sheep.

　Experiment 7. The material grass of alfalfa was added with lactic acid(0,3,6,9,12% of DM) and then ensiled in the mini laboratory glass silos (500ml capacity). The lactic fermentation improved restricted in silage with more than 6% lactic acid addition. Even in the 12%-added silage, of which silage fermentation seemed to have been fully restricted, the breakdown of fraction 2 and fraction 3 was occurred.

　In general conclusions, this study showed that the quality of forage protein(nitrogen fractions and ruminal N degradability) was changed during ensiling. The treatments such as wilting and adding acids suppressed this change. In addition, from the results of nitrogen balance trials with sheep, it was reasonable to conclude that the change of the quality of forage protein during ensilage brought about increasing amount of N excreted in the urine to depress the nitrogen utilization by sheep.

＜和訳＞
　本研究の目的は、（１）牧草蛋白質のサイレージ化にともなう窒素分画区分、第一胃内分解率の変化の程度を調べること、 （２）それらの変化に影響を与える要因を明らかにすること、（３）それらの変化がめん羊による窒素の利用性に 及ぼす影響を検討することである。これらの目的のために以下の７つの実験を行った。

　なお、本研究では蛋白質を次の４つの区分に分画した。フラクション１（Ｆ１）：全窒素－緩衝液不溶窒素（ＢＳＩＮ）、 フラクション２（Ｆ２）：ＢＳＩＮ－中性デタージェント不溶窒素（ＮＤＩＮ）、フラクション３（Ｆ３）：ＮＤＩＮ－ 酸性デタージェント不溶窒素（ＡＤＩＮ）、フラクション４（Ｆ４）：ＡＤＩＮ。 また、蛋白質の第一胃内分解率は in vitro 法で測定した。窒素利用率は、めん羊による窒素出納試験により測定した。

　実験１：チモシー主体の混播牧草を原料草として用いて、サイレージを調製し、その窒素分画区分と第一胃内分解率を 乾草と比較した。また、めん羊による利用性についても比較した。その結果、乾草のめん羊による窒素利用率は 原料草のそれと等しかったが、サイレージでは、有意に低下した。また、ＷＳＣ含量の減少も一つの原因と考えられた。

　実験２：オーチャードグラスとアルファルファを原料草として用いて、サイレージを調製し、貯蔵期間の違い （詰め込み後、５、２１、５６日目に開封）の影響について検討した。サイレージのＦ１の割合は、原料草より高く、 発酵が進むにつれ増加し、その増加割合は５日目で全体（５６日間）の７０％に達していた。 サイレージのＦ２およびＦ３は、原料草より低く、発酵が進むにつれて減少する傾向にあった。 サイレージの全窒素分解率は原料草より高く、サイレージ発酵が進むにつれわずかに上昇した。サイレージ給与時の 窒素出納についてみると、サイレージの発酵が進むにつれて、尿中への窒素排泄量は増加し、その結果、窒素蓄積率は低下した。

　実験３：アルファルファを原料草として用いて、ミニサイロでサイレージを調製し、発酵初期（詰め込み後、 １、２、３、５、７、１４、２１日目に開封）を中心に窒素分画区分、分解率の変化を検討した。 サイレージ発酵の進行にともなう窒素分画区分および窒素分解率の変化は実験２と同様であったが、それらの変化は 発酵初期に著しく、Ｆ１の増加割合は２日目で全体（２１日間）の８０％であり、全窒素分解率は８３％であった。

　実験４：オーチャードグラスを原料草として用いて、高水分（水分含量７６％）、中水分（６５％）および 低水分（４０％）のサイレージを調製した。サイレージの水分含量の減少は牧草蛋白質中のＦ１を減少、Ｆ３を増加、 また不溶性窒素分解率を上昇させた。窒素出納では、水分含量の違いは糞中への窒素排泄量には影響しなかったが、 尿中への窒素排泄量は水分含量の低下にともない、減少した。その結果、窒素の利用率は上昇した。

　実験５：オーチャードグラスを原料草として用い、サイレージを調製した。その時刈り取り後、０、２４、４８時間屋外に 放置してからサイロに詰め込み、詰め込みの遅れの影響を検討した。その結果、２４時間の遅れでは窒素分画区分、 分解率、利用率に大きな影響を与えなかった。しかし、４８時間の遅れでは、Ｆ３の著しい減少とＦ４の増加、 全窒素および不溶性窒素分解率の低下が見られた。また、４８時間の遅れは窒素利用率を低下させたが、この時、 尿中への窒素排泄量は減少していたが、糞中への排泄量がその量を上まわって増加していたことが特徴的であった。

　実験６：オーチャードグラスとアルファルファを原料草として用い、ギ酸（乾物当たり２％）、硫酸（ギ酸と 同じ規定濃度）を添加してサイレージを調製した。酸添加は、サイレージ化にともなうＦ１の増加およびＦ２とＦ３の 減少を抑制し、不溶性窒素分解率を高めた。また、めん羊によるサイレージの窒素利用性を高める傾向が見られた。

　実験７：アルファルファを原料草として用い、乳酸を添加して（乾物当たり０、３、６、９、１２％）、ミニサイロで サイレージを調製した。無添加サイレージに比べて、３％添加サイレージで乳酸発酵が著しく増進したが、 ６％以上の添加では発酵は抑制された。サイレージ発酵がほぼ完全に抑制されたと思われた１２％添加サイレージでも Ｆ２、Ｆ３の分解が起きていた。

　以上、本研究では、牧草蛋白質の品質（窒素分画区分、第一胃内分解率）はサイレージ化により変化し、 原料草の予乾、酸添加の処理は、この変化を抑制することが示された。また、窒素出納の点から見ると蛋白質の 品質の変化は尿中への排泄量を増加させることにより窒素利用率の低下をもたらすものと考えられた。