奶牛日糧中復(fù)合處理玉米秸與苜蓿及精料的最佳組合研究

青島農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院 呂永艷 蔡李逢 崔海凈 孫國(guó)強(qiáng)＊

對(duì)作物秸稈進(jìn)行加工調(diào)制可以提高其飼用價(jià)值（孫國(guó)強(qiáng)等，2012；王成章和王恬，2004）。 此外，飼用價(jià)值還受飼料之間不同組合的影響。飼料之間不同比例的組合可影響干物質(zhì)采食量、養(yǎng)分消化率以及瘤胃發(fā)酵參數(shù)等飼用價(jià)值指標(biāo)。關(guān)于加工調(diào)制玉米秸在反芻動(dòng)物養(yǎng)殖中的應(yīng)用效果已有大量報(bào)道，但關(guān)于復(fù)合處理玉米秸與其他粗飼料間及其與精料之間適宜組合比例的研究鮮見(jiàn)報(bào)道。本試驗(yàn)通過(guò)人工瘤胃技術(shù)測(cè)定復(fù)合處理玉米秸與苜蓿及精飼料間不同比例組合對(duì)奶牛瘤胃發(fā)酵的影響，探討復(fù)合處理玉米秸與苜蓿之間，復(fù)合處理玉米秸與精飼料之間以及復(fù)合處理玉米秸與苜蓿間的最優(yōu)組合再與精飼料之間的理想組合比例，旨在為提高飼料飼用價(jià)值提供試驗(yàn)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料 復(fù)合處理玉米秸，尿素和氫氧化鈣的添加量均為玉米秸干物質(zhì)重的4%、苜蓿干草、精飼料均來(lái)自青島市，經(jīng)65℃干燥48 h、粉碎、過(guò)40目篩，密封保存待用，日糧精飼料組成及營(yíng)養(yǎng)水平見(jiàn)表1。

表1 日糧精飼料組成及營(yíng)養(yǎng)水平

1.2 試驗(yàn)用瘤胃液供體動(dòng)物與日糧 選用2頭健康、體重相近的成年荷斯坦奶牛，作為試驗(yàn)用瘤胃液供體動(dòng)物。試驗(yàn)期間每天每頭飼喂精飼料4 kg，精飼料分3次飼喂，自由采食羊草，自由飲水。精料配方：玉米58.5%、麩皮9%、豆粕12%、棉籽粕6%、花生粕8%，磷酸氫鈣2.5%、碳酸氫鈉1.5%、貝殼粉0.5%、預(yù)混料1%、食鹽1%。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 將復(fù)合處理玉米秸與苜蓿、復(fù)合處理玉米秸與精料均以 0∶100、20∶80、40∶60、60∶40、80∶20、100∶0 比例進(jìn)行兩兩組合（表2）。篩選出復(fù)合處理玉米秸與苜蓿的最優(yōu)組合后再與精飼料分別以 0∶100、20∶80、40∶60、60∶40、80∶20、100∶0 比例進(jìn)行兩兩組合（表3），每個(gè)組合3個(gè)重復(fù)。

表2 復(fù)合處理玉米秸、苜蓿和精飼料的組合比例%

表3 復(fù)合處理玉米秸苜蓿最優(yōu)組合與精飼料的組合比例%

1.4 人工瘤胃

1.4.1 人工瘤胃裝置 人工瘤胃裝置主體為水浴溫度可調(diào)的電熱恒溫水浴鍋 （北京市長(zhǎng)風(fēng)儀器儀表公司）和作發(fā)酵培養(yǎng)管之用的玻璃注射器（可計(jì)量容積為100 mL）。注射器每次使用之前洗凈晾干，然后用少量凡士林涂在活塞筒4周，用來(lái)減少摩擦和防止漏氣（孫獻(xiàn)忠，2007）。

1.4.2 培養(yǎng)液的制備 培養(yǎng)液的制備參照郭冬生（2004）培養(yǎng)液配制法進(jìn)行配制。

1.4.3 瘤胃液的采集 在早晨飼喂前抽取瘤胃液。將牛保定于六柱欄，戴上開(kāi)口器，取液器從開(kāi)口器經(jīng)口腔徐徐插入食道再進(jìn)入瘤胃，在瘤胃中不斷變換方位，取液器另一端與真空抽慮瓶相連，真空抽慮瓶接真空泵，開(kāi)動(dòng)真空泵抽取足量瘤胃液，灌入經(jīng)預(yù)熱達(dá)39℃并通有CO2氣體的保溫瓶中，立即蓋嚴(yán)瓶口，迅速返回實(shí)驗(yàn)室，兩頭牛的瘤胃液混合，經(jīng)四層紗布過(guò)濾于接收瓶中，置于39℃水浴中保存，持續(xù)通入CO2氣體。

1.4.4 人工瘤胃液的制備 將250 mL預(yù)先配制好并在39℃水浴中預(yù)熱的培養(yǎng)液與1000 mL在39℃水浴中預(yù)熱的蒸餾水混合之后再加入312.5 mL過(guò)濾后并持續(xù)通入CO2氣體的瘤胃液，混合，攪拌均勻置于39℃恒溫水浴鍋中保存，人工瘤胃液始終用CO2氣體飽和，待用。

1.4.5 操作步驟 準(zhǔn)確稱取飼料樣品200.0 mg，置于玻璃注射器的前端，取30 mL始終用CO2氣體飽和的人工瘤胃液加到每一個(gè)注射器中，排凈注射器中的空氣，密封，然后在39℃的水浴鍋中培養(yǎng)24 h。培養(yǎng)開(kāi)始后每隔8 h搖動(dòng)一次。每個(gè)樣品設(shè)3個(gè)重復(fù)，另設(shè)置3個(gè)空白樣品，分別排列于培養(yǎng)框架的前位與后位，以消除試驗(yàn)誤差。

1.5 測(cè)定指標(biāo)與方法 將注射器于培養(yǎng)24 h后取出，迅速放入冷水浴中終止發(fā)酵，并將注射器中發(fā)酵液排出至離心管中，立刻測(cè)定瘤胃液pH，然后將瘤胃液離心（4000 r/min，15 min），上清液制樣以備測(cè)定瘤胃液氨氮（NH3-N）濃度、微生物蛋白（MCP）產(chǎn)量和揮發(fā)性脂肪酸（VFA）濃度。

1.5.1 瘤胃液pH 采用25型酸度計(jì)測(cè)定 （北京哈納科儀科技有限公司）。

1.5.2 瘤胃液氨氮（NH3-N）濃度 參照馮宗慈和高民的比色法（1993）進(jìn)行測(cè)定。

1.5.3 瘤胃液微生物蛋白（MCP）產(chǎn)量 參照Cotta和Russell（1982）的差速離心法進(jìn)行測(cè)定。

1.5.4 瘤胃液揮發(fā)性脂肪酸（VFA）濃度 按照曹慶云等（2006）的氣相色譜法測(cè)定瘤胃液VFA濃度。

1.6 數(shù)據(jù)處理 試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS軟件進(jìn)行方差分析和顯著性檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 復(fù)合處理玉米秸與苜蓿及精料不同組合對(duì)瘤胃液pH、NH3-N濃度及MCP產(chǎn)量的影響由表4可知，復(fù)合處理玉米秸與苜蓿、復(fù)合處理玉米秸與精料的各不同比例組合對(duì)瘤胃液pH的影響均不顯著（P＞0.05）。對(duì)瘤胃液NH3-N濃度有顯著或極顯著影響（P＜0.05或P＜0.01），在復(fù)合處理玉米秸與苜蓿的不同比例組合中，當(dāng)復(fù)合處理玉米秸比例為60%時(shí)，瘤胃液NH3-N濃度最高，顯著或極顯著高于其他比例的組合 （P＜0.05）；在復(fù)合處理玉米秸與精飼料的不同比例組合中復(fù)合處理玉米秸比例為40%時(shí)，瘤胃液NH3-N濃度最高，顯著或極顯著高于其他比例的組合 （P＜0.05或P＜0.01）。在復(fù)合處理玉米秸與苜蓿及復(fù)合處理玉米秸與精飼料的不同比例組合中，均以80∶20的比例組合時(shí)MCP產(chǎn)量極顯著或顯著高于其他比例的組合（P＜0.05）。

2.2 復(fù)合處理玉米秸與苜蓿及精料不同組合對(duì)瘤胃液VFA濃度的影響 由表5可知，在乙酸濃度及三種揮發(fā)性脂肪酸總濃度上，復(fù)合處理玉米秸與苜蓿比例為60∶40及80∶20的組合均極顯著高于其他比例的組合（P＜0.01）；復(fù)合處理玉米秸與苜蓿比例為60∶40及80∶20的組合的丙酸濃度均極顯著或顯著高于其他比例的組合 （P＜0.01或P＜0.05）；復(fù)合處理玉米秸比例為20%、60%和100%時(shí)，乙酸/丙酸均極顯著或顯著高于其他比例的組合（P＜0.01或P＜0.05）。復(fù)合處理玉米秸與精料比例為60∶40和80∶20的組合的乙酸和三種揮發(fā)性脂肪酸總濃度均極顯著或顯著高于其他比例的組合（P＜0.01或P＜0.05），但這兩個(gè)比例組合之間無(wú)顯著差異 （P＞0.05）；精料比例為100%的組合的丙酸濃度極顯著高于其他比例的組合 （P＜0.01）；乙酸/丙酸上，精飼料比例為80%～100%的組合均低于2.0，且均極顯著低于其他比例的組合 （P＜0.01），精飼料比例為20%組合的乙酸/丙酸極顯著高于其他比例的組合（P ＜ 0.01）。

表4 復(fù)合處理玉米秸與苜蓿及精料不同組合對(duì)瘤胃液pH、NH3-N濃度及MCP產(chǎn)量的影響

表5 復(fù)合處理玉米秸與苜蓿及精料不同組合對(duì)瘤胃液VFA濃度的影響mmoL/L

正常情況下瘤胃中乙酸、丙酸、丁酸占總揮發(fā)性脂肪酸的比例分別為 50%～65%、18%～25%和12%～20%（李建國(guó)和安永福，2003）。所以乙酸/丙酸為2.0～3.6屬于正常范圍。由于在乙酸/丙酸的正常范圍之內(nèi)，三種揮發(fā)性脂肪酸總濃度越高說(shuō)明瘤胃發(fā)酵效果越好，因而復(fù)合處理玉米秸與苜蓿比例為60∶40及80∶20的組合、復(fù)合處理玉米秸與精料比例為60∶40和80∶20的組合均最有利于瘤胃發(fā)酵產(chǎn)生VFA。

因?yàn)閺?fù)合處理玉米秸與苜蓿及精料的不同比例組合對(duì)瘤胃液pH影響均不顯著，而NH3-N濃度為13.59～18.35 mg/100 mL，均在正常變動(dòng)范圍內(nèi)（崔海凈等，2010）。因此，在本試驗(yàn)中，復(fù)合處理玉米秸與苜蓿及精料不同組合對(duì)瘤胃發(fā)酵的影響就取決于MCP產(chǎn)量和VFA濃度，綜合考慮MCP產(chǎn)量和VFA濃度，在復(fù)合處理玉米秸與苜蓿的不同組合中，以80∶20的比例組合為最優(yōu)組合，在復(fù)合處理玉米秸與精飼料的不同比例組合中也以80∶20為最優(yōu)組合。

2.3 復(fù)合處理玉米秸與苜蓿的最優(yōu)組合與精料的不同組合對(duì)瘤胃發(fā)酵參數(shù)的影響 由表6可知，復(fù)合處理玉米秸與苜蓿的最優(yōu)組合（80∶20）與精料不同組合對(duì)體外瘤胃液pH影響均不顯著（P＞0.05）。在NH3-N濃度方面，當(dāng)復(fù)合處理玉米秸與苜蓿的最優(yōu)組合占40%和80%時(shí)NH3-N濃度極顯著高或顯著高于其他比例組合 （P＜0.05或P＜0.05）；在MCP產(chǎn)量方面，當(dāng)復(fù)合處理玉米秸苜蓿的最優(yōu)組合與精飼料比例為60∶40時(shí)，MCP產(chǎn)量最高，極顯著或顯著高于其他比例（P＜0.05或 P＜0.05）。

表6 復(fù)合處理玉米秸苜蓿的最優(yōu)組合與精料組合對(duì)瘤胃液pH、NH3-N濃度及MCP產(chǎn)量的影響

由表7可知,在乙酸濃度和三種揮發(fā)性脂肪酸總濃度及乙酸/丙酸上，復(fù)合處理玉米秸與苜蓿的最優(yōu)組合與精料比例為60∶40和80∶20的組合均極顯著高于其他比例的組合（P＜0.01），而兩組合間無(wú)顯著差異（P＞0.05）；在丙酸濃度上，精料比例為100%的組合極顯著高于其他比例的組合 （P＜0.01）；因此，在復(fù)合處理玉米秸與苜蓿的最優(yōu)組合與精料不同比例的組合中，以比例為60∶40和80∶20的組合對(duì)瘤胃發(fā)酵產(chǎn)生VFA最為有利。

表7 復(fù)合處理玉米秸苜蓿的最優(yōu)組合與精料不同比例組合對(duì)體外瘤胃液VFA濃度影響mmol/L

3 討論

3.1 復(fù)合處理玉米秸、苜蓿與精料不同組合對(duì)體外瘤胃液pH、NH3-N濃度及MCP產(chǎn)量的影響pH是反映瘤胃發(fā)酵最重要的參數(shù)之一，維持正常pH范圍是保證瘤胃正常發(fā)酵的前提條件之一。一般而言，瘤胃液pH隨采食時(shí)間而呈周期性變化，瘤胃液正常pH變動(dòng)范圍為6～7（馮仰廉，2004）。本試驗(yàn)所有組合的pH均在正常范圍內(nèi)，說(shuō)明飼料的不同比例組合對(duì)瘤胃液pH無(wú)明顯影響。

瘤胃液中的NH3-N反映了特定日糧組成下蛋白質(zhì)降解與微生物蛋白合成的動(dòng)態(tài)平衡關(guān)系，一方面飼料被瘤胃微生物分解產(chǎn)生NH3-N；另一方面瘤胃中的微生物利用飼料降解的NH3-N與酮酸合成微生物蛋白質(zhì)。瘤胃液中的NH3-N濃度因不同的飼料變動(dòng)較大，總體上反映了飼料的含氮量、飼料蛋白的可溶性和降解特性。NH3是瘤胃內(nèi)合成菌體蛋白的主要前體物質(zhì)，瘤胃中NH3的濃度過(guò)高或過(guò)低均不利于微生物的生長(zhǎng)繁殖，進(jìn)而影響 MCP 的產(chǎn)量（Bandle 和 Gupta，1997）。 因此保持瘤胃液最適NH3-N濃度是保證MCP合成的首要條件。試驗(yàn)表明，瘤胃液最適NH3-N濃度為 8～10 mg/100 mL，但 6.3～27.5 mg/100 mL 時(shí)也屬正常變動(dòng)范圍，不影響微生物的活性，NH3-N濃度過(guò)高會(huì)造成氮源浪費(fèi)，NH3-N濃度過(guò)低將影響瘤胃能氮平衡，降低瘤胃微生物活性，降低MCP的合成和纖維類物質(zhì)的降解（劉哲等，2005）。本試驗(yàn)中，所有組合瘤胃液NH3-N濃度為（13.59±1.28） ～ （18.35±1.65）mg/100 mL，均在正常變動(dòng)范圍，說(shuō)明瘤胃微生物活性正常。

MCP產(chǎn)量的高低實(shí)際上就是瘤胃微生物生長(zhǎng)繁殖的快慢，是反映瘤胃消化能力的最重要指標(biāo)之一，MCP產(chǎn)量高即說(shuō)明瘤胃微生物生長(zhǎng)繁殖快和瘤胃消化能力強(qiáng)，該指標(biāo)主要取決于瘤胃能氮平衡，飼料中所含的碳水化合物在瘤胃中降解為揮發(fā)性脂肪酸（VFA）同時(shí)釋放能量，飼料中的蛋白質(zhì)和含氮化合物在瘤胃中被微生物降解為NH3和CO2，瘤胃中的微生物利用能量和NH3合成MCP，因此，MCP的合成數(shù)量主要取決于碳水化合物和蛋白質(zhì)（含氮化合物）降解的數(shù)量和速度是否協(xié)調(diào)和匹配，當(dāng)二者降解的數(shù)量和速度越協(xié)調(diào)就可能產(chǎn)生越多的MCP。復(fù)合處理玉米秸與苜蓿以80∶20的組合時(shí)MCP產(chǎn)量最高，在復(fù)合處理玉米秸與精飼料的組合中也以80∶20為最高，說(shuō)明在上述比例組合下，瘤胃能氮平衡狀況以及瘤胃液pH、NH3-N濃度等瘤胃內(nèi)環(huán)境均對(duì)MCP的生成最為有利，同時(shí)，MCP的大量生成又促進(jìn)了瘤胃發(fā)酵，促進(jìn)了飼料在瘤胃中消化代謝。

3.2 復(fù)合處理玉米秸、苜蓿與精料不同組合對(duì)體外瘤胃液VFA濃度的影響 瘤胃是反芻動(dòng)物消化粗飼料的主要場(chǎng)所。瘤胃微生物每天消化的碳水化合物占采食粗纖維和無(wú)氮浸出物的70%～90%。日糧碳水化合物在瘤胃中發(fā)酵的主要產(chǎn)物是乙酸、丙酸、丁酸等VFA，其是反芻動(dòng)物的能量來(lái)源。Gray（1992）研究認(rèn)為，反芻動(dòng)物 60%～80%的消化能由瘤胃VFA提供。瘤胃發(fā)酵產(chǎn)生的VFA以乙酸、丙酸、丁酸為主，占總VFA的95%左右（馮仰廉，2004）。本試驗(yàn)復(fù)合處理玉米秸與精料的組合中，以精料比例為100%時(shí)三種VFA總量較多，但乙酸低，而粗飼料比例為100%時(shí)則相反，這與王中華（2003）的結(jié)論是一致的。飼料不同組合VFA濃度的高低不僅說(shuō)明了碳水化合物在瘤胃中消化率的高低，同時(shí)，瘤胃中VFA濃度也是衡量瘤胃微生物活力的重要指標(biāo)，因?yàn)樵诎l(fā)酵產(chǎn)生VFA的過(guò)程中有能量釋放產(chǎn)生ATP，這些ATP可被微生物作為能源用于維持和生長(zhǎng)，尤其是用于MCP的合成（馮仰廉，2004）。

3.3 復(fù)合處理玉米秸與苜蓿的最佳組合與精料的不同組合對(duì)瘤胃發(fā)酵參數(shù)的影響 本試驗(yàn)中，復(fù)合處理玉米秸與苜蓿的最優(yōu)組合再與精料的不同比例組合中，pH和NH3-N均在正常范圍內(nèi)；而在MCP產(chǎn)量方面以復(fù)合處理玉米秸苜蓿的最優(yōu)組合占60%時(shí)最高；在復(fù)合處理玉米秸與苜蓿的最優(yōu)組合再與精飼料的不同比例組合中，精料比例為100%時(shí)，乙丙比極顯著低于100%的最優(yōu)組合粗飼料，但是在三種VFA總量上100%的精料與100%的最優(yōu)組合粗飼料差異不顯著，這與王中華（2003）的結(jié)論不完全一致，這可能就是最優(yōu)組合粗飼料與單一的粗飼料的區(qū)別。上述說(shuō)明三種飼料在最優(yōu)比例組合下，瘤胃能氮平衡及瘤胃內(nèi)環(huán)境均有利于MCP的合成及VFA的產(chǎn)生。

4 結(jié)論

綜合考慮瘤胃發(fā)酵參數(shù)，在本試驗(yàn)設(shè)計(jì)條件下，最佳組合為：（1）復(fù)合處理玉米秸與苜蓿比例為80∶20的組合；（2）復(fù)合處理玉米秸與精飼料比例為80∶20的組合；（3）復(fù)合處理玉米秸與苜蓿的最優(yōu)組合（80∶20）與精飼料比例為 60∶40 的組合。

[1]曹慶云，周武藝，朱貴釗.氣相色譜測(cè)定羊瘤胃液中揮發(fā)性脂肪酸方法研究[J].中國(guó)飼料，2006，24：26～28.

[2]崔海凈，蔡李逢，王建華，等.配合飼料中消化能粗蛋白比對(duì)奶牛瘤胃發(fā)酵的影響[J].中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2010，14：13～17.

[3]馮仰廉.反芻動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)[M].北京：科學(xué)出版社，2004.122～337.

[4]馮宗慈，高民.通過(guò)比色法測(cè)定瘤胃液氨氮含量方法的改進(jìn)[J].內(nèi)蒙古畜牧科學(xué)，1993，4：40～41.

[5]郭冬生.反芻動(dòng)物日糧組合效應(yīng)對(duì)瘤胃發(fā)酵和可利用粗蛋白的影響研究：[碩士學(xué)位論文][D].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)，2004.

[6]李建國(guó)，安永福.奶牛標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)技術(shù)[M].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社，2003.105.

[7]劉哲，張昌吉，郝正里，等.飼喂含不同秸稈的全日糧顆粒料對(duì)綿羊瘤胃及血液代謝參數(shù)的影響[J].中國(guó)飼料，2005，11：12～14.

[8]孫國(guó)強(qiáng)，呂永艷，崔海凈，等.復(fù)合化學(xué)處理對(duì)麥秸干物質(zhì)和纖維瘤胃降解率的影響[J].浙江農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2012，24（2）：228～231.

[9]孫獻(xiàn)忠.羊常用飼草的能量?jī)r(jià)值評(píng)定及其組合效應(yīng)研究：[碩士學(xué)位論文][D].北京：中國(guó)農(nóng)科院，2007.

[10]王成章，王恬.飼料學(xué)[M].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2004.136.

[11]王中華.高產(chǎn)奶牛飼養(yǎng)技術(shù)指南 [M].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社，2003.211.

[12]Bandle S，Gupta B N.Rumen fementation bacterial and total volatile fatty acid productionrates in cattle fed on urea-molasses minerable licks supplement[J].Anim Feed Sci Tech，1997，65：275～286.

[13]Cotta M A，Russell J R.Effect of peptides and amino acids on efficiency of rumen bacterial protein synthesis in continuous culture [J].Dairy Sci，1982，65：226～234.

[14]Gray G M.Starch digestion and absorption in nonruminants[J].J Nutr，1992，122：172.