反芻動物飼草組合效應(yīng)的研究＊

付俊平，賈玉山＊，劉庭玉，高 靜

（1.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)生態(tài)環(huán)境學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010019；2.內(nèi)蒙古民族大學(xué)農(nóng)學(xué)院，內(nèi)蒙古 通遼 028043）

隨著畜牧業(yè)和飼料工業(yè)的迅速發(fā)展，我國飼草料不足的矛盾已日趨突出。特別是在荒漠化草原區(qū)，實(shí)施“禁牧、休牧”生態(tài)治理工程后，飼草料不足問題尤為突出。苜蓿連續(xù)幾年出現(xiàn)了供不應(yīng)求的情況，飼草料價(jià)格飛速上漲，不僅擾亂了飼草料市場的穩(wěn)定，而且對畜牧業(yè)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展造成了威脅。我國北方農(nóng)區(qū)秸稈資源十分豐富，而當(dāng)前作為飼料利用的部分還不足總產(chǎn)量的10%。大量作物秸稈被焚燒或亂堆亂放，不僅是極大的浪費(fèi)，而且造成污染環(huán)境。內(nèi)蒙地區(qū)檸條資源豐富，可利用總面積400多萬hm2，按照1.5t／hm2。干重的年均產(chǎn)量估算，年生物產(chǎn)量合計(jì)600萬t以上，可滿足100萬頭奶牛的粗飼料需求〔1〕。因此，研究苜蓿、檸條和玉米秸稈之間組合效應(yīng)，既有利于充分利用非常規(guī)飼草料資源，又對緩解草畜矛盾，促進(jìn)畜牧業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重大意義。

人工瘤胃產(chǎn)氣法是Menke等（1988）提出的體外評定草食家畜飼料營養(yǎng)價(jià)值的方法，具有簡單易行，重復(fù)性好、易于標(biāo)準(zhǔn)化，且易于實(shí)行批量操作、測試等優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛應(yīng)用〔2〕〔3〕。近年來，人工瘤胃產(chǎn)氣法也被嘗試用于評估飼料間組合效應(yīng)，并獲得初步成功〔4〕〔5〕。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

實(shí)驗(yàn)原料均取于內(nèi)蒙古通遼市奈曼旗，檸條（Caragana korshinskii Kom.）〔6〕為當(dāng)?shù)?005年4月人工種植防沙固沙檸條灌木林，于2010年6月下旬進(jìn)行隔帶平茬，去除雜草，干燥后入庫備用。玉米（Zea maysL.）秸稈為當(dāng)?shù)?010年10月份收獲籽粒后，秸稈經(jīng)干燥入庫備用。苜蓿（Medicago sativa Linn）〔7〕為3年生始花期紫花苜蓿地上部分，于2010年7月上旬收獲，干燥后入庫備用。

1.2 常規(guī)營養(yǎng)成分測定

干物質(zhì)（DM）、有機(jī)物（OM）、粗蛋白質(zhì)（CP）、中性洗滌纖維（NDF）、酸性洗滌纖維（ADF）的測定按照《飼料分析及飼料質(zhì)量檢測技術(shù)》（楊勝，1996）〔8〕。

1.3 體外消化代謝試驗(yàn)

1.3.1 試驗(yàn)動物

自內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院實(shí)驗(yàn)基地選3只體況良好、體重（35±3）kg、安裝有永久性瘤胃瘺管的綿羊供采集瘤胃液。

1.3.2 試驗(yàn)日糧

試驗(yàn)采用對比試驗(yàn)設(shè)計(jì)，試驗(yàn)日糧為每只試驗(yàn)羊每日飼喂1.5kg，日喂2次（8∶00和18∶00），并于19∶00一次性投喂精料200g。自由飲水，常規(guī)光照。根據(jù)羊的初始體重，設(shè)計(jì)精料配方為維持水平。精料配方如下：

表1 試驗(yàn)羊精料配方及其營養(yǎng)組成

1.3.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)為檸條與苜蓿、秸稈與苜蓿不同配比混合體外培養(yǎng)24小時消化試驗(yàn)，對照為不加任何試樣的空白樣，詳情見表2：

表2 體外培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)原料試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.4 測定指標(biāo)及方法

1.4.1 測定指標(biāo)

體外產(chǎn)氣量（GP）、干物質(zhì)（DM）和中性洗滌纖維（NDF）的降解率。

1.4.2 測定方法

1.4.2.1 實(shí)驗(yàn)裝置

用內(nèi)徑為32mm，長為200mm，刻度體積為100ml的上海金鴿牌玻璃注射器作為人工瘤胃體外發(fā)酵裝置，注射器頂端帶有可打開和關(guān)閉的塑料三通閥以保證厭氧環(huán)境，注射器每次使用之前洗凈晾干，然后用少量凡士林均勻涂在注射芯的四周，以防漏氣，而且可盡量減少氣體產(chǎn)生過程中活塞向上移動的阻力〔9〕。用WHY—2數(shù)顯往返恒溫水浴搖床，水浴溫度和振蕩頻率可調(diào)。

1.4.2.2 緩沖液配制

參照 Menke和Steingass（1988）的方法〔8〕。

1.4.2.3 瘤胃液的采集

在三頭瘺管羊晨飼前，利用自制真空負(fù)壓裝置，于每頭羊分別采集瘤胃液300mL，經(jīng)兩層紗布過濾裝入保溫瓶，迅速帶回實(shí)驗(yàn)室，通CO2，置于39℃水浴中保溫。

1.4.2.4 體外產(chǎn)氣試驗(yàn)

稱取200mg樣品裝入注射器，小心吸取20mL瘤胃液、40mL緩沖液入注射器中，注射器口裝上塑料三通閥，培養(yǎng)前迅速通少量CO2，造成厭氧環(huán)境，檢查好裝置的密閉性后將其放39℃水浴振蕩器中進(jìn)行培養(yǎng)。

1.4.2.5 體外培養(yǎng)試驗(yàn)

稱取5g樣品裝入錐形瓶，量取40mL瘤胃液、80mL人工唾液混入瓶中，塞上雙通道的橡皮塞，持續(xù)通CO2放39℃水浴振蕩器中進(jìn)行培養(yǎng)。

1.4.2.6 樣品預(yù)處理

24h各時間點(diǎn)培養(yǎng)結(jié)束后，將注射器放入4℃的冰水中終止發(fā)酵并測定每瓶瘤胃液的pH，發(fā)酵殘留物用尼龍布過濾、蒸餾水洗滌，測定DM，以計(jì)算DM的消化率，同時測定NDF的消化率。

1.4.2.7 產(chǎn)氣量、DM、NDF降解率的測定

按上述方法分別培養(yǎng)2h，4h，8h，12h，18h，24h。記錄每個注射器活塞的位置讀數(shù)（ml）。計(jì)算公式為：

某時間點(diǎn)的GP（ml）＝該段時間樣品GP（ml）－該段時間空白樣GP（ml）

將各樣品不同時間點(diǎn)的產(chǎn)氣量帶入由Φrskov E.R and M.C.Donald L〔10〕在1979年提出的模型GP＝a＋b（1－e－ct），根據(jù)非線性最小二乘法原理，求出a、b、c值，其中a為飼料快速發(fā)酵部分的產(chǎn)氣量，b為慢速發(fā)酵部分的產(chǎn)氣量，c為b的速度常數(shù)，a＋b為潛在產(chǎn)氣量，GP為t時的產(chǎn)氣量。

將發(fā)酵殘留物用尼龍布過濾、蒸餾水洗滌，在65℃烘箱中烘干，恒重。DM／NDF的降解率計(jì)算公式為：

式中：P為待測飼草的DM／NDF在瘤胃內(nèi)的降解率；B為樣本中待測飼草DM／NDF質(zhì)量；

C為殘留物中干物質(zhì)質(zhì)量。

式中：P為不同時間點(diǎn)飼草在綿羊瘤胃內(nèi)的降解率

a：快速降解部分 b：慢速降解部分

c：d部分的降解速率常數(shù)

根據(jù)不同時間點(diǎn)的降解率，利用公式（4），采用最小二乘法求出a、b、c的值。

1.5 數(shù)據(jù)分析

本試驗(yàn)數(shù)據(jù)的前期處理均利用Microsoft Office Excel2003軟件進(jìn)行，體外產(chǎn)氣量（GP）、干物質(zhì)（DM）和中性洗滌纖維（NDF）的降解率參數(shù)a、b、c的計(jì)算及數(shù)據(jù)的方差分析利用SPSS11.0軟件進(jìn)行。

2 結(jié)果與分析

2.1 秸稈與苜蓿、檸條與苜?；旌袭a(chǎn)氣量的組合效應(yīng)

表3 玉米秸稈與苜蓿、檸條與苜?；旌袭a(chǎn)氣量的組合效應(yīng)

組合1、2和3進(jìn)行24小時體外培養(yǎng)后，累計(jì)產(chǎn)氣量組合效應(yīng)除組合1在24時出現(xiàn)負(fù)組合效應(yīng)后均顯著（P＜0.05）（見表3），并且都為正效應(yīng)，整體上看，組合3的正效應(yīng)最高，次之為組合2，最差為組合1。

組合4、5和6進(jìn)行24小時體外培養(yǎng)后，累計(jì)產(chǎn)氣量組合效應(yīng)除組合4、5在18時出現(xiàn)負(fù)組合效應(yīng)后均顯著（P＜0.05）（見表3），并且都為正效應(yīng)，整體上看，組合6的正效應(yīng)最高，次之為組合5，最差為組合4。

2.2 秸稈與苜蓿、檸條與苜?；旌螪M動態(tài)降解率的組合效應(yīng)

表4 玉米秸稈與苜蓿、檸條與苜蓿混合DM動態(tài)降解率組合效應(yīng)

從表4可以發(fā)現(xiàn)秸稈與苜?；旌系?個組合的DM動態(tài)降解率的組合效應(yīng)均顯著，且除組合2在18時出現(xiàn)負(fù)效應(yīng)外，均為正效應(yīng)（P＜0.05），整體上看組合1的正效應(yīng)最高，次之為組合3，最差為組合2。

從表4可以發(fā)現(xiàn)檸條與苜蓿混合的3個組合的DM動態(tài)降解率的組合效應(yīng)均顯著，且除組合4在18、24時出現(xiàn)負(fù)效應(yīng)外，均為正效應(yīng)（P＜0.05），整體上看組合6的正效應(yīng)最高，次之為組合5，最差為組合4。

2.3 秸稈與苜蓿、檸條與苜?；旌螻DF動態(tài)降解率的組合效應(yīng)

表5 玉米秸稈與苜蓿、檸條與苜?；旌螻DF動態(tài)降解率組合效應(yīng)

從表5可以發(fā)現(xiàn)秸稈與苜?；旌系?個組合的NDF動態(tài)降解率的組合效應(yīng)均顯著，且均為正效應(yīng)（p＜0.05），整體上看組合3的正效應(yīng)最高，次之為組合1，最差為組合2。

從表5可以發(fā)現(xiàn)檸條與苜蓿混合的3個組合的NDF動態(tài)降解率的組合效應(yīng)均顯著，且除組合4在12、24時出現(xiàn)負(fù)效應(yīng)外，均為正效應(yīng)，整體上看組合6的正效應(yīng)最高，次之為組合5，最差為組合4。

3 討論

飼料發(fā)酵有一個過程，在初始階段發(fā)酵不充分，產(chǎn)氣量較少；當(dāng)?shù)揭欢ǖ臅r間，產(chǎn)氣量開始達(dá)到最高峰，然后逐漸下降，不同的飼料產(chǎn)氣量達(dá)到最高峰的時間不同。一般含可溶性碳水化合物多的能量飼料達(dá)到最高峰是在24h之內(nèi)〔11〕，蛋白質(zhì)飼料在48h可達(dá)到較高的降解率高峰。本試驗(yàn)是測定不同的原料在體外培養(yǎng)24h的產(chǎn)氣量、DN和NDF的降解率。

很多試驗(yàn)證明，不同的粗精比的日糧組合，對反芻動物存在著正、負(fù)組合效應(yīng)。本試驗(yàn)將玉米秸稈與苜蓿、檸條與苜蓿組合后，經(jīng)體外培養(yǎng)24h后瘤胃發(fā)酵參數(shù)顯著不同，進(jìn)一步證實(shí)了反芻動物飼料營養(yǎng)價(jià)值的非加性效應(yīng)。研究已經(jīng)證實(shí)，檸條與苜蓿混合以組合3的DM的24h正組合效應(yīng)最大，玉米秸稈與苜?；旌弦越M合6的DM的24h正組合效應(yīng)最大，由此可見，在由玉米秸稈和苜蓿、檸條和苜蓿混合組合中，組合6和組合3的營養(yǎng)物質(zhì)講解率效率最高，表現(xiàn)出了飼料組合效應(yīng)最佳。這一結(jié)論對于指導(dǎo)反芻家畜生產(chǎn)等具有重要的意義。結(jié)果表明，混合后組合其理論最大產(chǎn)氣量及降解率高于玉米秸稈和檸條，組合秸稈的產(chǎn)氣量和降解率可獲得顯著的正組合效應(yīng)，說明粗飼料進(jìn)行合理的搭配、組合后可以獲得較好的正組合效應(yīng)〔12〕。本試驗(yàn)中，將秸稈、檸條按不同比例與苜?；旌希诓煌l(fā)酵時間的產(chǎn)氣量都表現(xiàn)出了正組合效應(yīng)，且正組合效應(yīng)達(dá)到顯著水平與周傳社的結(jié)論是一致的。究其原因，可能是由于不同品種粗飼料間組合后，部分營養(yǎng)成分不同造成的。

4 結(jié)論

經(jīng)24小時體外培養(yǎng)產(chǎn)氣試驗(yàn)表明，能顯著提高玉米秸稈和檸條的產(chǎn)氣量和瘤胃內(nèi)DM和NDF的降解率，且正組合效應(yīng)顯著，各組合的a快速降解部分顯著提高（p＜0.05）b慢速降解部分顯著降低（p＜0.05），但整體上可降解部分都有顯著提高（P＜0.05）。

分別比較玉米秸稈與苜蓿、檸條與苜?；旌喜蓊w粒的常規(guī)營養(yǎng)、DM和NDF的降解率發(fā)現(xiàn)，玉米秸稈與苜蓿組合中以組合3利用價(jià)值改善最明顯，正組合效應(yīng)最高；檸條與苜蓿組合中以組合6利用價(jià)值改善最明顯，正組合效應(yīng)最高。

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