裹包全混合日糧瘤胃降解特性的研究

張俊瑜,王加啟,王 晶,卜登攀,國衛(wèi)杰,宋增廷,雒秋江

（1.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所動(dòng)物營養(yǎng)學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100193；2.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)學(xué)院,新疆 烏魯木齊 830052）

全混合日糧（Total Mixed Ration,TMR）飼喂方式與常規(guī)精粗分開飼喂方式相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn),美國、加拿大、以色列等國外奶牛養(yǎng)殖業(yè)發(fā)達(dá)的國家普遍采用該飼養(yǎng)技術(shù),在亞洲的韓國和日本,TMR飼養(yǎng)技術(shù)的推廣應(yīng)用也已達(dá)到全國奶?？倲?shù)的50%[1]。我國目前僅有北京、上海、廣州、福建等地的一些大型牛場使用TMR飼喂技術(shù),而對于大多數(shù)以小規(guī)模養(yǎng)殖為主、缺乏資金和技術(shù)人員的中、小型養(yǎng)牛場和養(yǎng)殖戶來說,采用 TMR飼養(yǎng)技術(shù)存在一定局限性。

裹包TMR飼料是將生產(chǎn)好的全混合日糧,用專業(yè)裹包機(jī)和專用塑料拉伸膜將其緊緊的裹包起來,造成密封厭氧的環(huán)境,以使TMR飼料能夠貯存一定時(shí)間。該技術(shù)可有效保持原料的營養(yǎng)價(jià)值[2],具有一次性資金投入少、作業(yè)機(jī)械化程度高、取飼方便等特點(diǎn),同時(shí)能夠滿足市場流通所需時(shí)間,是針對我國奶牛養(yǎng)殖業(yè)現(xiàn)狀而產(chǎn)生的一種新型奶牛飼喂技術(shù)。研究證明,用裹包TMR飼喂奶牛能夠提高其生產(chǎn)性能[3]。但近年來,關(guān)于不同種類單一粗飼料[4-6]或精飼料[7-9]瘤胃降解規(guī)律的報(bào)道較多 ,而關(guān)于全混合日糧瘤胃降解規(guī)律的報(bào)道較少。為了評價(jià)裹包TMR飼料的營養(yǎng)價(jià)值,試驗(yàn)通過測定其營養(yǎng)成分在瘤胃中的降解率,研究裹包 TMR飼料各營養(yǎng)成分的瘤胃降解規(guī)律,為裹包TMR飼料更好地應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

1.1.1原料和儀器設(shè)備 試驗(yàn)所用各種飼料原料均來自榮耀飼料生物技術(shù)開發(fā)有限公司（哈爾濱雙城）。TMR飼料生產(chǎn)所用攪拌機(jī)為司達(dá)特163（DMU115 Labrador）自走式TMR攪拌機(jī)（司達(dá)特畜牧設(shè)備有限公司,北京）,所用打捆機(jī)和裹包機(jī)分別為YKB-50型青貯打捆機(jī)和YKB-50型青貯裹包機(jī)（榮耀農(nóng)牧業(yè)機(jī)械有限公司,哈爾濱雙城）,所用裹包膜為具有高強(qiáng)度、回縮記憶型好,有單面自黏性能的雙向拉伸聚乙烯薄膜（British Polythene Limitied,London）。

1.1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)及裹包TMR的制作 試驗(yàn)設(shè)計(jì)選擇3種精粗比（質(zhì)量比4∶6、5∶5和6∶4）和3種水分含量（40%、50%和60%）的9種TMR飼料,每種飼料設(shè)3個(gè)平行處理。相同精粗比、不同水分處理組原料組分和干物質(zhì)比例均相同,TMR飼料配方如表1所示。采用TMR攪拌機(jī)、打捆機(jī)和裹包機(jī)分別將9種飼料進(jìn)行混合、打捆和裹包。裹包TMR直徑55 cm,高52 cm,裹包層數(shù)為3層。制作好的裹包TMR縱軸兩面貼好標(biāo)簽,于10 cm高木墊板上單層露天存放。

1.1.3樣品的采集 各種原料經(jīng)TMR攪拌機(jī)混合后采用多點(diǎn)取樣法立即采集新鮮TMR樣。裹包TMR樣于貯存后第15天沿裹包中線打開,采用相同方法等量采集每種飼料樣,平行樣品之間等量混勻后進(jìn)行縮樣,于65℃、48～72 h烘干后過2 mm篩,密封保存用于瘤胃降解率的測定。

表1 TMR組成及營養(yǎng)成分

1.1.4試驗(yàn)動(dòng)物 選用中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所反芻動(dòng)物營養(yǎng)研究室的2頭健康、泌乳早期[（95±3）d]并安裝永久性三位點(diǎn)（瘤胃-小腸-回腸）瘺管的中國荷斯坦奶牛。試驗(yàn)動(dòng)物采用 TMR飼喂方式進(jìn)行飼喂,每日飼喂2次（07：00,19：00）、擠奶 2次（06：00,18：00）,自由飲水。試驗(yàn)動(dòng)物營養(yǎng)需要量參照中國奶牛飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)[10],日糧組成及營養(yǎng)成分見表2。

表2 日糧組成及營養(yǎng)成分

1.1.5尼龍袋 選擇孔眼為50 μ m的尼龍過濾布,裁成17 cm ×13 cm 的長方塊,對折,用尼龍線雙道制成8 cm ×12 cm（長×寬）的尼龍袋,散邊用塑料封口機(jī)熱燙[10]。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1稱樣與投袋 每個(gè)尼龍袋經(jīng)65℃、48 h烘干并恒量后稱入粉碎的風(fēng)干樣品約4 g,用橡皮筋扎緊袋口,將每個(gè)時(shí)間點(diǎn)的2個(gè)尼龍袋夾在1根長約50 cm的半軟塑料管上,用尼龍繩綁緊,于晨飼后2 h借助一木棍將袋送入瘤胃腹囊處,管的另一端掛在瘺管蓋上。尼龍袋在瘤胃內(nèi)分別停留2、6、12、24、36 、48 和 72 h,取出后與 0 時(shí)間點(diǎn)的尼龍袋一起在中速自來水龍頭下沖洗至水清亮,置于65℃烘箱烘48 h至恒量,將每頭牛同一時(shí)間點(diǎn)2個(gè)袋內(nèi)的殘?jiān)旌?保存待測。

1.2.2樣品測定 飼料樣品和各時(shí)間點(diǎn)降解后殘?jiān)蠨M 、NDF、ADF、CP和有機(jī)物（OM）含量的測定參照楊勝[11]介紹的方法進(jìn)行。

1.2.3瘤胃消失率的計(jì)算 應(yīng)用公式計(jì)算新鮮TMR飼料在不同時(shí)間點(diǎn)DM、NDF、ADF、CP和粗灰分（Ash）的瘤胃消失率。

式中,A為飼料的瘤胃消失率,B為裝入袋中飼料DM、NDF、ADF、CP和 OM 的質(zhì)量（g）,C為某時(shí)間點(diǎn)袋內(nèi)殘?jiān)腄M、NDF、ADF、CP和OM的質(zhì)量（g）。

1.2.4有效降解率（ED）的計(jì)算 根據(jù)McDonald的動(dòng)態(tài)降解模型[12]計(jì)算a、b和c值。

式中,P為t時(shí)間點(diǎn) DM 、NDF、ADF、CP和Ash的降解率；a為樣本中快速降解組分的比例；b為樣本中慢速降解組分的比例；c為b組分的降解速率常數(shù)；t為樣本在瘤胃中的培養(yǎng)時(shí)間。有效降解率按照下式進(jìn)行計(jì)算：

式中,Kp為瘤胃食糜的流通速率常數(shù),試驗(yàn)中TMR飼料殘?jiān)鑫甘趁拥牧魍ㄋ俾蕝⒖糡amminga等[13]的理論值,每小時(shí)粗飼料 Kp為4.5%,精飼料Kp為6%,按照 TMR飼料精粗比例計(jì)算得出精粗比為4∶6、5∶5和6∶4,TMR飼料的Kp分別為5.1%、5.3%和5.4%。

1.2.5統(tǒng)計(jì)分析 試驗(yàn)數(shù)據(jù)經(jīng)Excel統(tǒng)計(jì)后,使用SAS 9.0軟件中的NONLINEAR方法計(jì)算樣本的動(dòng)態(tài)降解參數(shù),使用MIXED程序進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,用T ukey檢驗(yàn)進(jìn)行顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 裹包貯存對TMR飼料瘤胃降解規(guī)律的影響如表3所示,TMR裹包貯存15 d后其DM、CP、NDF、ADF和OM 的瘤胃消失率在24 h后比新鮮TMR有顯著增加的趨勢,且裹包TMR組各種營養(yǎng)成分在72 h均高于新鮮TMR組,差異顯著（P＜0.05）。由表4可見,與新鮮TMR相比,裹包TM R組DM、CP和NDF的有效降解率顯著提高（P＜0.05）,ADF和OM分別提高7.08%和2.23%,差異不顯著（P＞0.05）。裹包TMR組相比于新鮮TMR組其CP和NDF慢速降解部分的降解速率（c）顯著提高（P＜0.05）。

2.2 精粗比對裹包TM R飼料瘤胃降解規(guī)律的影響精粗比對裹包TMR飼料瘤胃降解規(guī)律的影響如表3和表4所示,TM R飼料中DM、CP、OM和NDF的瘤胃消失率和有效降解率隨飼料精粗比的增加而顯著提高（P＜0.05）。NDF的消失率在12 h后隨精粗比的增加呈現(xiàn)增加趨勢,其中在 12、36和 72 h差異顯著（P＜0.05）,NDF有效降解率4∶6組低于 5∶5組5.53%,低于6∶4組 7.36%,差異不顯著（P＞0.05）。隨精粗比的增加裹包TM R中DM、CP和OM 的快速降解部分（a）及CP和NDF的慢速降解部分的降解速率（c）顯著增加（P＜0.05）。各時(shí)間點(diǎn)CP瘤胃消失率和有效降解率隨精料水平的提高顯著增加（P＜0.05）。OM的消失率和有效降解率6∶4組高于另外兩組,差異顯著（P＜0.05）,5∶5組高于4∶6組,差異不顯著（P＞0.05）。

2.3 水分含量對裹包TMR飼料瘤胃降解規(guī)律的影響由表3可知,DM的瘤胃消失率在0、2和12 h隨水分含量的增加呈下降趨勢（P＜0.05）,其他各時(shí)間點(diǎn)不同水分含量之間DM的瘤胃消失率組間差異不顯著（P＞0.05）。隨水分含量增加DM的快速降解部分（a）顯著降低（P＜0.05）,DM有效降解率各處理間差異不顯著（P＞0.05）。CP瘤胃消失率初期隨水分含量的增加而顯著增加,72 h表現(xiàn)為40%組最高,60%組最低,各處理間差異不顯著（P＞0.05）。隨水分含量增加,CP有效降解率顯著增加（P＞0.05）。OM消失率隨水分含量增加呈下降趨勢,在2、6、12和72 h差異顯著（P＜0.05）。NDF消失率隨水分含量的增加有增加的表現(xiàn),各時(shí)間點(diǎn)差異不顯著。ADF消失率水分含量50%組個(gè)別時(shí)間點(diǎn)顯著高于 40%（2、12和72 h）和60%組（6和12 h）（P＜0.05）,40%組與50%組間差異不顯著（P＞0.05）,其他時(shí)間點(diǎn)表現(xiàn)不一致。OM、NDF和ADF有效降解率不同水分含量處理組間差異不顯著（P＞0.05）。

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3 討論

張佩華等[14]報(bào)道,青貯處理可顯著提高飼料稻秸稈中DM和NDF奶牛瘤胃有效降解率（P＜0.01）。張文舉等[15]采用尼龍袋法測定玉米秸青貯肉牛瘤胃有效降解率的試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),青貯后玉米秸中DM、OM和NDF瘤胃有效降解率顯著提高（P＜0.01）；另有研究表明[16],半干苜蓿Medicago sativa經(jīng)青貯處理后其CP的有效降解率顯著高于苜蓿干草（P＜0.05）,ADF的有效降解率比苜蓿干草提高12.25%（P＞0.05）。從本試驗(yàn)結(jié)果中可以看出,全混合日糧裹包貯存后,營養(yǎng)物質(zhì)在瘤胃中的消失率和有效降解率有明顯增加的趨勢,與上述結(jié)果相似。這可能是因?yàn)?裹包TMR貯存15 d時(shí)NDF含量顯著低于新鮮TMR（P＜0.05）,同時(shí)TMR飼料裹包貯存后其DM含量也有所下降（P＞0.05）[2],NDF和DM的降低相對提高了瘤胃中分解酶的濃度,最終可能導(dǎo)致營養(yǎng)物質(zhì)消化率的提高。

據(jù)報(bào)道,增加日糧中精料的比例可提高奶牛的生產(chǎn)性能[17-18],這可能主要與不同精粗比飼糧瘤胃降解情況不一致有關(guān)。趙祥等[19]用綿羊作為試驗(yàn)動(dòng)物的研究表明,隨 TMR精料水平由40%、50%到60%,DM的有效降解率分別提高11.4%（P＜0.05）和 3.43%（P＞0.05）,OM 瘤胃有效降解率隨精粗比的增加顯著增加（P＜0.05）,CP、NDF和ADF有效降解率降低。這與本試驗(yàn)中DM和OM的瘤胃消失率和有效降解率隨精粗比增加而顯著增加的結(jié)果相似,但與其CP有效降解率隨TMR精粗比例提高而降低的結(jié)果不一致,分析原因可能主要是因?yàn)樵囼?yàn)日糧不同所致,其試驗(yàn)動(dòng)物所采食日糧精粗比為5∶5高于本試驗(yàn)?zāi)膛Ｋ墒橙占Z精粗比（4∶6）。據(jù)報(bào)道[20],添加精料可提高非結(jié)構(gòu)性碳水化合物（NSC）的比例,促使細(xì)菌的活動(dòng)加強(qiáng),提高細(xì)菌對營養(yǎng)物質(zhì)的降解率,但比例過高,反而會(huì)影響細(xì)菌的活動(dòng),可能是由于精料的比例增加,瘤胃內(nèi)產(chǎn)酸過多,從而導(dǎo)致微生物活性下降,某種程度上抑制了飼料的分解。另外,本試驗(yàn)中精粗比為5∶5組TMR飼料的NDF和ADF瘤胃降解率最高,4∶6組的最低,與上述結(jié)果不一致的原因可能是因?yàn)轱暳系姆N類不同所致。飼料中NDF和ADF的瘤胃有效降解率與其所含非結(jié)構(gòu)性碳水化合物和結(jié)構(gòu)性碳水化合物的量有關(guān),NDF的瘤胃有效降解率隨日糧中非結(jié)構(gòu)性碳水化合物比例增加而顯著下降[21]。

Grove等[22]研究了不同水分秸稈裹包貯存2個(gè)月后干物質(zhì)瘤胃消失率的變化情況,結(jié)果表明,隨著水分含量的增加裹包貯存秸稈在36和96 h的干物質(zhì)消失率都呈現(xiàn)增加的趨勢,CP降解率隨水分含量的增加顯著增加（P＜0.01）。從本試驗(yàn)結(jié)果中可以看出,隨飼料中水分含量的增加,DM和OM瘤胃消失率在個(gè)別時(shí)間點(diǎn)表現(xiàn)為較明顯的下降,CP瘤胃消失率在初期顯著增加,后期各處理間差異不顯著,NDF和ADF消失率隨著水分含量有增加表現(xiàn),但是各時(shí)間點(diǎn)規(guī)律表現(xiàn)不一致。Tamaki等[23]的研究表明,不同水分含量的熱帶牧草經(jīng)過青貯后,干物質(zhì)和氮的降解率隨水分含量的增加而增加。在本試驗(yàn)中,隨水分含量的增加,CP有效降解率顯著增加,DM、OM、NDF和ADF有效降解率各水分含量之間差異不顯著,可能與TM R飼料裹包后的發(fā)酵有關(guān)。裹包TMR飼料中水分含量越高,氨氮含量也越高[2]（P＜0.01）,同時(shí)物料酶的活性和微生物的增長率越高[24],飼料中氨氮含量和微生物數(shù)量的增多可能最終導(dǎo)致粗蛋白降解率隨水分含量的增加而增加。

4 小結(jié)

試驗(yàn)證明,TMR飼料裹包貯存后增加了營養(yǎng)物質(zhì)在瘤胃中的消失率和有效降解率,且營養(yǎng)物質(zhì)瘤胃消失率和有效降解率隨飼料精粗比的增加顯著增加,而水分含量對裹包TMR飼料中營養(yǎng)物質(zhì)有一定影響。因此認(rèn)為,將全混合日糧進(jìn)行裹包貯存一段時(shí)間后飼喂奶牛切實(shí)可行,但應(yīng)選擇適宜日糧精粗比和水分含量。

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