菊芋粕對(duì)泌乳奶牛的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值評(píng)定

趙芳芳，鄭琛，李發(fā)弟，2，韓向敏＊，郝正里

（1.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，甘肅 蘭州730070；2.甘肅省飼料工程技術(shù)研究中心，甘肅 蘭州730000）

菊芋（Helianthustuberosus）又名洋姜，是一種菊科向日葵屬宿根性草本植物，具有耐寒、耐貧瘠、耐干旱、抗風(fēng)沙、保持水土、繁殖能力強(qiáng)等特點(diǎn)［1，2］。菊芋在我國(guó)西部干旱地區(qū)有長(zhǎng)期種植傳統(tǒng)，近年來(lái)種植面積不斷擴(kuò)大，資源優(yōu)勢(shì)日漸明顯。菊芋地下塊莖富含淀粉、菊糖等果糖多聚物，是最具代表性的生產(chǎn)菊粉的植物［3］。

菊粉已被世界四十多個(gè)國(guó)家批準(zhǔn)列為食品的營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充劑，在乳制品、飲料、巧克力、面點(diǎn)、冰淇淋食品加工中廣泛應(yīng)用。隨著我國(guó)食品安全體系的不斷健全，菊粉作為一種綠色食品添加劑，在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求量急劇增加。我國(guó)現(xiàn)在菊粉需求用量較大的企業(yè)有蒙牛集團(tuán)、寶蘭集團(tuán)、建特集團(tuán)、伊利集團(tuán)等，年需求量約為5萬(wàn)噸左右。國(guó)內(nèi)飲料、保健品行業(yè)中正在大力推廣菊粉添加劑這一產(chǎn)品，在菊粉的功效和作用逐漸被廣大的消費(fèi)者認(rèn)識(shí)后，預(yù)計(jì)未來(lái)市場(chǎng)將以每年6.6%的速度遞增［4］。

菊粉需求量的增加，使得菊芋提取菊粉后的副產(chǎn)品——菊芋渣產(chǎn)量增加。菊芋粕的加工工藝比較簡(jiǎn)單，工藝流程主要包括：洗凈菊芋塊莖，提取菊粉，塊莖渣粉碎制粒，制成菊芋粕。菊芋粕顆粒呈紅褐色，味甘，富含膳食纖維、低聚果糖等。將這些人類不能使用的副產(chǎn)品用于動(dòng)物飼料，既經(jīng)濟(jì)又環(huán)保，不僅減少了廢棄物的排放又降低了處理費(fèi)用。另外，副產(chǎn)品處理后又有額外的收入。菊芋粕作為一種非常規(guī)飼料資源，還未引起養(yǎng)殖場(chǎng)及養(yǎng)殖戶的重視。目前國(guó)內(nèi)外也未有關(guān)于菊芋粕營(yíng)養(yǎng)價(jià)值及其飼喂效果的研究報(bào)道。本次試驗(yàn)對(duì)菊芋粕常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)室分析測(cè)定，并通過(guò)消化試驗(yàn)測(cè)定了菊芋粕在泌乳奶牛體內(nèi)養(yǎng)分的消化率［5，6］，以期對(duì)菊芋粕飼料的合理開(kāi)發(fā)和推廣利用提供一些基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)動(dòng)物及試驗(yàn)材料

2009年12月9日－2010年1月22日，從甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)試驗(yàn)?zāi)膛?chǎng)選用年齡、體重、產(chǎn)奶量、營(yíng)養(yǎng)狀況相近，胎次（2～3胎）、泌乳中期的健康荷斯坦奶牛6頭作為試驗(yàn)動(dòng)物。試驗(yàn)用菊芋粕購(gòu)自甘肅省定西市隴海乳業(yè)有限公司。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)期

試驗(yàn)采用3×3有重復(fù)拉丁方試驗(yàn)設(shè)計(jì)，進(jìn)行3期動(dòng)物試驗(yàn)，每個(gè)試驗(yàn)期16d，其中預(yù)試期10d，正試期6d，每組2頭試牛。試驗(yàn)設(shè)3個(gè)日糧處理，處理1為基礎(chǔ)日糧（含3.04%的菊芋粕），處理2用菊芋粕替代15%基礎(chǔ)日糧（干物質(zhì)基礎(chǔ)），處理3用菊芋粕替代30%基礎(chǔ)日糧（干物質(zhì)基礎(chǔ)）。

1.3 試驗(yàn)飼糧配方

參照中國(guó)奶牛行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)［7］中體重580kg、日產(chǎn)奶（乳脂率3.5%）20kg的奶牛營(yíng)養(yǎng)推薦量配制基礎(chǔ)日糧（處理1），在基礎(chǔ)日糧配方不變的基礎(chǔ)上，根據(jù)套算法分別用菊芋粕代替15%基礎(chǔ)日糧和30%基礎(chǔ)日糧（干物質(zhì)基礎(chǔ)）配制處理2和處理3日糧。

1.4 試驗(yàn)?zāi)膛５娘曫B(yǎng)管理

試驗(yàn)牛飼喂全混合日糧，單槽飼喂。在過(guò)渡期，3個(gè)處理組每頭試牛每日飼喂16.5kg日糧（干物質(zhì)基礎(chǔ)），由于菊芋粕替代基礎(chǔ)日糧后，產(chǎn)奶凈能略有降低，因此，從第1期預(yù)試期開(kāi)始，在保證試牛基本采食完全部飼糧的基礎(chǔ)上，處理1、處理2和處理3每頭試牛每日分別飼喂16.50，17.68和17.71kg日糧（干物質(zhì)基礎(chǔ)）。每天于5：30，14：30和21：00各等量飼喂1次。每天清槽1次，下槽后讓奶牛到運(yùn)動(dòng)場(chǎng)自由飲水和運(yùn)動(dòng)，保證試驗(yàn)場(chǎng)地干凈衛(wèi)生，每天隨時(shí)觀察試牛的采食、排糞情況。每天于6：00和15：00各擠奶1次 。

1.5 樣品的采集及處理

1.5.1 飼料樣品的采集及處理 每階段正試期采用四分法每天采集飼料樣品200g左右，并收集當(dāng)天的剩料，將6d的飼料樣品和剩料樣品分別混勻，風(fēng)干后用裝有40目（0.45mm）篩的粉碎機(jī)粉碎，儲(chǔ)存于廣口瓶?jī)?nèi)待測(cè)。

表1 試驗(yàn)日糧配方及營(yíng)養(yǎng)成分（風(fēng)干基礎(chǔ)）Table 1 Nutritive levels and composition of trial feed（Air dry basis）

1.5.2 糞樣的采集及處理 每階段正試期采集部分糞樣，其中一部分糞樣加入10% 硫酸用以固氮，將6d糞樣混勻后4℃冰箱中保存；另一部分糞樣裝入鋁盒后置于65℃烘箱烘干，將6d糞樣混勻測(cè)定初水分后，用裝有40目（0.45mm）篩的粉碎機(jī)粉碎，儲(chǔ)存于廣口瓶待測(cè)。

1.5.3 乳樣采集 每階段正試期的第3和6天采集乳樣，每天收集2次，根據(jù)每次產(chǎn)奶量多少按比例混合均勻，分別放入帶蓋玻璃瓶中，4℃冰箱中保存，用于測(cè)定乳成分。

1.6 測(cè)定指標(biāo)和方法

每天記錄每頭牛的飼喂量和剩料量，計(jì)算采食量；每階段正試期連續(xù)6d記錄產(chǎn)奶量，計(jì)算平均日產(chǎn)奶量；用JulieC2乳成分分析儀測(cè)定乳脂率（milk fat content）、乳蛋白（milk protein content）、乳糖（lactose）、非脂固形物（solid non－fat，SNF）等乳成分；飼料和糞樣中干物質(zhì)（dry matter，DM）、粗蛋白質(zhì)（crude protein，CP）、酸不溶灰分（acid－insoluble ash，AIA）含量按照楊勝［8］方法測(cè)定；飼料和糞樣中中性洗滌纖維（neutral detergent fiber，NDF）、酸性洗滌纖維（acid detergent fiber，ADF）含量按照 Van Soest飼草分析法［9］測(cè)定；飼料和糞樣中的能值采用WZR－1A真空彈微電腦自動(dòng)熱量計(jì)測(cè)定。

采用內(nèi)源指示劑法進(jìn)行奶牛消化試驗(yàn)，養(yǎng)分消化率計(jì)算公式如下［10］：

根據(jù)消化能實(shí)測(cè)值推算產(chǎn)奶凈能，其計(jì)算公式為：產(chǎn)奶凈能＝0.550 1×消化能－0.395 8［7］

1.7 統(tǒng)計(jì)分析

采用SPSS 16.0統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行拉丁方方差分析，差異顯著時(shí)，采用SNK法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 菊芋粕及其他常見(jiàn)能量飼料養(yǎng)分含量

風(fēng)干菊芋粕樣品中粗蛋白含量為12.98%，粗纖維含量為12.67%（表2），絕干菊芋粕樣品中粗蛋白含量為14.04%，干物質(zhì)中粗纖維含量為13.71%，因此，菊芋粕屬于能量飼料［11］。

與其他常用能量飼料相比，菊芋粕粗蛋白含量相對(duì)較高，粗纖維含量高于其他能量飼料而中性洗滌纖維含量高于除稻谷和小麥麩外的其他能量飼料，酸性洗滌纖維含量低于稻谷、高于其他常用能量飼料，無(wú)氮浸出物含量低于除小麥麩和米糠外的其他能量飼料，鈣含量高于而磷含量低于其他常用能量飼料，其產(chǎn)奶凈能低于其他常用能量飼料，表明菊芋粕的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值低于其他一些常用能量飼料。

表2 菊芋粕及其他常用能量飼料營(yíng)養(yǎng)成分Table 2 The nutritive composition of H.tuberosus meal and common energy feed

2.2 菊芋粕常規(guī)養(yǎng)分消化率及消化能

在干物質(zhì)基礎(chǔ)上，用菊芋粕替代15%和30%的泌乳中期奶牛基礎(chǔ)日糧，通過(guò)內(nèi)源指示劑法，測(cè)定不同替代比例菊芋粕在奶牛體內(nèi)養(yǎng)分消化率，消化能和產(chǎn)奶凈能。結(jié)果（表3，4）表明，2種不同替代比例的菊芋粕養(yǎng)分消化率，消化能和產(chǎn)奶凈能均無(wú)顯著差異（P＞0.05）。因此，用2種不同替代比例的菊芋粕養(yǎng)分消化率，消化能和產(chǎn)奶凈能的平均值作為菊芋粕的養(yǎng)分消化率，消化能和產(chǎn)奶凈能。

2.3 對(duì)產(chǎn)奶量及乳成分的影響

在干物質(zhì)基礎(chǔ)上菊芋粕替代不同比例日糧時(shí)，對(duì)奶牛的產(chǎn)奶量和乳成分無(wú)顯著影響（P＞0.05）（表5），這表明添加菊芋粕對(duì)奶牛生產(chǎn)性能無(wú)不良影響。

表3 各處理組日糧養(yǎng)分消化率、消化能及產(chǎn)奶凈能Table 3 Digestive rate of nutrients，digestible energy and net energy in different treatment

表4 菊芋粕養(yǎng)分消化率、消化能及產(chǎn)奶凈能Table 4 Digestive rate of nutrients，digestible energy and net energy of H.tuberosus meal

表5 不同處理對(duì)奶牛生產(chǎn)性能的影響Table 5 Effects of different treatments on production performance of dairy cattle

3 討論

3.1 菊芋粕的常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分

粗蛋白、粗纖維和無(wú)氮浸出物是衡量飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的重要指標(biāo)。一般來(lái)說(shuō)，粗蛋白含量高，飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高［11，12］。本試驗(yàn)中，菊芋粕風(fēng)干樣品中粗蛋白含量為12.98%，高于玉米、大麥等常用能量飼料，因此，可用菊芋粕替代部分玉米、大麥，降低日糧中蛋白質(zhì)飼料的用量。

目前，在奶牛營(yíng)養(yǎng)上，多用中性洗滌纖維這一指標(biāo)替代粗纖維。中性洗滌纖維主要是植物細(xì)胞壁中結(jié)構(gòu)性成分的纖維素、半纖維素和木質(zhì)素等，酸性洗滌纖維主要是纖維素、酸性洗滌不溶氮及角質(zhì)物等［13，14］，中性洗滌纖維－酸性洗滌纖維＝半纖維素。本試驗(yàn)中，菊芋粕風(fēng)干樣品中中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維含量分別為25.93%和21.44%，這表明菊芋粕的半纖維素含量較低。

無(wú)氮浸出物主要包括糖和淀粉以及少量的半纖維素和木質(zhì)素，后兩者含量的多少取決于植物的種類和成熟期。糖和淀粉易于被動(dòng)物體消化吸收，可以提高日糧的能量濃度［11］。與常用能量飼料相比，菊芋粕風(fēng)干樣品中無(wú)氮浸出物含量略低，表明菊芋粕能提供的能量低于大多數(shù)常用能量飼料。同時(shí)菊芋粕的產(chǎn)奶凈能、脂肪含量與常用能量飼料相比也較低，這都限制了日糧中菊芋粕的用量。

3.2 泌乳奶牛對(duì)日糧和菊芋粕養(yǎng)分消化率的影響

常規(guī)養(yǎng)分測(cè)定并不能完全反映飼料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，還需要通過(guò)動(dòng)物試驗(yàn)來(lái)評(píng)價(jià)其利用率。飼料中養(yǎng)分被家畜消化吸收越多，飼料養(yǎng)分消化率就越高，飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值就越高［11］。王桂瑛等［15］報(bào)道，粉碎玉米在泌乳奶牛上干物質(zhì)，粗蛋白，中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維的消化率分別為51.41%，37.94%，32.89%和32.84%（干物質(zhì)基礎(chǔ)）。張宏福［16］報(bào)道，牛對(duì)玉米粗蛋白和粗纖維的消化率為69%和16%，對(duì)小麥麩粗蛋白和粗纖維的消化率為76%和42%，對(duì)大米粗蛋白和粗纖維的消化率為70%和76%，對(duì)大麥粗蛋白和粗纖維的消化率為72%和32%，對(duì)黑麥粗蛋白和粗纖維的消化率為84%和59%，對(duì)燕麥粗蛋白和粗纖維的消化率為78%和42%。本試驗(yàn)中，菊芋粕總能，干物質(zhì)，粗蛋白，中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維消化率分別62.09%，61.81%，73.26%，51.67%和61.20%，與上述報(bào)道中常用能量飼料的消化率相近或略高，表明在奶牛日糧中添加菊芋粕對(duì)日糧消化率不會(huì)產(chǎn)生不利的影響。

從理論上說(shuō)，纖維素和半纖維素是可以完全被反芻動(dòng)物消化的，但是由于木質(zhì)素和半纖維素形成的酯鍵將纖維素包裹在其中，影響到反芻動(dòng)物瘤胃微生物對(duì)纖維素和半纖維素的消化利用，從而影響了中性洗滌纖維的消化利用程度［17，18］。本試驗(yàn)中，菊芋粕酸性洗滌纖維消化率和中性洗滌纖維消化率較高，這表明菊芋粕中纖維是非木質(zhì)化的，奶牛對(duì)其消化程度高。

3組日糧的干物質(zhì)消化率、中性洗滌纖維消化率、酸性洗滌纖維消化率、消化能和產(chǎn)奶凈能差異不顯著（P＞0.05），而處理2和處理3的粗蛋白消化率差異顯著。引起粗蛋白消化率明顯降低的原因可能是：1）菊芋粕加工工藝中使用的化學(xué)提取物影響了粗蛋白在泌乳奶牛上的消化利用；2）隨著菊芋粕替代基礎(chǔ)日糧比例的增加，菊芋粕與基礎(chǔ)日糧發(fā)生了組合效應(yīng)，使得奶牛瘤胃內(nèi)環(huán)境發(fā)生變化，降低了粗蛋白的消化利用程度。菊芋粕粗蛋白在奶牛瘤胃內(nèi)的降解機(jī)理還有待于進(jìn)一步的研究。

3.3 日糧和菊芋粕對(duì)奶牛生產(chǎn)性能的影響

飼料的組成和消化利用程度，影響奶牛的生產(chǎn)性能。劉強(qiáng)［19］研究發(fā)現(xiàn)非結(jié)構(gòu)性碳水化合物（non－structural carbohydrates，NSC）要比中性洗滌纖維降解快得多，非結(jié)構(gòu)性碳水化合物的快速降解可能導(dǎo)致?lián)]發(fā)性脂肪酸的積累，使瘤胃pH值降低、滲透壓升高。纖維降解菌對(duì)低pH值很敏感，在這種條件下，纖維的降解速度就會(huì)降低，從而造成瘤胃中乙酸比例減少，而丙酸比例增加，導(dǎo)致乳脂率的降低。本試驗(yàn)中，各處理組奶牛產(chǎn)奶量和乳成分無(wú)顯著差異（P＞0.05），可能與菊芋粕風(fēng)干樣品中中性洗滌纖維含量較高有關(guān)，也表明奶牛日糧中添加菊芋粕時(shí)不會(huì)降低奶牛產(chǎn)奶量及乳成分［20］。

4 結(jié)論

菊芋粕風(fēng)干樣品中干物質(zhì)、粗蛋白、粗脂肪、粗纖維、中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維、粗灰分、鈣、磷和產(chǎn)奶凈能分別為92.43%，12.98%，0.81%，12.67%，25.93%，21.44%，3.92%，0.27%，0.20%和5.18MJ／kg。泌乳奶牛對(duì)菊芋粕干物質(zhì)消化率、粗蛋白消化率、中性洗滌纖維消化率、酸性洗滌纖維消化率分別為61.78%，73.21%，51.65%，61.14%；消化能和產(chǎn)奶凈能分別為10.13和5.18MJ／kg。干物質(zhì)基礎(chǔ)上菊芋粕替代不同比例基礎(chǔ)日糧后，試牛產(chǎn)奶量和乳成分無(wú)顯著差異。這表明菊芋粕是種養(yǎng)分含量低，但養(yǎng)分消化率較高的能量飼料，在奶牛日糧中添加一定比例的菊芋粕不會(huì)影響奶牛生產(chǎn)性能。

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