啤酒糟替代豆粕，木薯渣替代象草的飼糧組合對水牛體外瘤胃發(fā)酵特性的影響

黃雅莉 鄒彩霞 夏中生 梁賢威 韋升菊 梁 辛 李舒露

（1.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院廣西水牛研究所，廣西南寧530001；2.廣西農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣西南寧530007；3.廣西大學(xué)動物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，廣西南寧530005）

隨著飼料工業(yè)的快速發(fā)展，充分開發(fā)利用啤酒糟，對減輕城鎮(zhèn)污染，提高社會效益和企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)畜牧業(yè)快速發(fā)展等都具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。木薯渣成分單一，主要含木質(zhì)纖維素，其很難被分解，適口性也比較差、營養(yǎng)成分缺乏。用其直接飼喂畜禽，則采食量很低，如果可以改善其適口性，則木薯渣可變?yōu)楹芎玫姆雌c動物飼料。因此，合理開發(fā)利用廢棄的木薯渣，將其轉(zhuǎn)化為飼料，對畜牧業(yè)及飼料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展都有著非常重大的意義。

目前已有許多學(xué)者在啤酒糟、木薯渣飼喂牛方面做了一些研究報道。有研究報道，補(bǔ)飼新鮮啤酒糟3.5 kg/d給高產(chǎn)奶牛，既能提高奶牛的產(chǎn)奶量，還能讓奶牛產(chǎn)奶高峰期的維持時間延長。孫桂芬研究報道，給泌乳中后期的奶牛飼喂啤酒糟，既能減緩奶牛產(chǎn)奶量的下降幅度，還能增加經(jīng)濟(jì)效益，飼喂啤酒糟日糧的奶牛，每天每頭比不喂啤酒糟的奶牛增加凈利潤0.424元。蔡永權(quán)等研究報道，利用青貯木薯渣飼喂雜交牛，青貯木薯渣組比氨化稻草組的牛每頭平均日增重增加了0.245 kg，平均日增重差異極顯著(P＜0.01)。

本試驗依據(jù)啤酒糟粗蛋白質(zhì)含量高的營養(yǎng)特點(diǎn)，用EM菌發(fā)酵處理后的木薯渣適口性好，營養(yǎng)價值有所提高，利用體外產(chǎn)氣法探索啤酒糟替代不同比例豆粕，EM菌發(fā)酵處理后的木薯渣替代不同比例象草的最優(yōu)組合。本試驗通過采用不同方法對啤酒糟和木薯渣進(jìn)行科學(xué)合理的利用，從而為養(yǎng)牛生產(chǎn)實(shí)踐提供理論參考依據(jù)和技術(shù)支持，以促進(jìn)水牛業(yè)更好的發(fā)展。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗材料啤酒糟、木薯渣、發(fā)酵木薯渣、豆粕、玉米、象草、青貯玉米、美國苜蓿均來自廣西水牛研究所，65℃干燥成風(fēng)干樣，經(jīng)過粉碎過40目篩之后用于飼糧配制進(jìn)行體外瘤胃發(fā)酵。粗飼料的常規(guī)營養(yǎng)成分見表1。

表1 6種粗飼料常規(guī)營養(yǎng)成分(%)

1.2 試驗設(shè)計

采用2×2×2因子（3因素2水平）設(shè)計：精料為1個因素，2個水平，啤酒糟以25%、50%(DM)替代發(fā)酵底物中的豆粕；粗料為2因素、各設(shè)2個水平（2×2），即木薯渣以12.5%、25%（DM），發(fā)酵木薯渣以12.5%、25%(DM)替代發(fā)酵底物中的象草（見表2）。發(fā)酵底物的精粗比設(shè)計為 4∶6（DM），對照組為豆粕15%、玉米25%、象草30%、青貯玉米30%。通過對體外發(fā)酵參數(shù)的影響，研究精粗料中啤酒糟替代豆粕，木薯渣和發(fā)酵木薯渣替代象草的優(yōu)化飼糧組合。同時，設(shè)一個美國苜蓿標(biāo)準(zhǔn)干草組和一個空白對照組。

1.3 試驗方法

1.3.1 體外培養(yǎng)體系

本試驗采用壓力讀取式體外產(chǎn)氣法Mauricio等的RPT系統(tǒng)進(jìn)行體外瘤胃發(fā)酵培養(yǎng)，按Theodorou等方法配制厭氧人工瘤胃緩沖液。體外培養(yǎng)裝置主體是德國出產(chǎn)的恒溫水浴搖床,振蕩頻率和水浴溫度可調(diào)。發(fā)酵時間為72 h,發(fā)酵培養(yǎng)的底物為750mg(DM)。

表2 精粗料組合對瘤胃發(fā)酵特性的影響試驗設(shè)計(%)

1.3.2 瘤胃液供體動物及飼養(yǎng)管理

瘤胃液的供體動物為3頭水牛,體重為(400±5)kg，安裝有永久性瘤胃瘺管。依據(jù)廣西水牛研究所的水牛日常飼養(yǎng)配方配制供體牛的飼糧，飼糧營養(yǎng)水平為產(chǎn)奶凈能6.44 MJ/kg、粗蛋白質(zhì)13.72%、磷0.48%、鈣0.72%。飼糧的精粗比為3∶7，粗料為象草。供體牛栓系式飼養(yǎng)，每天飼喂兩次，常規(guī)光照、驅(qū)蟲，自由飲水。

1.4 測定項目及方法

1.4.1 產(chǎn)氣參數(shù)和產(chǎn)氣量的測定

根據(jù) GP=a+b(1-exp-ct)(φrskov等，1979；Blümmel等，1993)，利用fit curve軟件，計算出a、b、c值。

式中：GP表示產(chǎn)氣量(ml/g)；a表示快速產(chǎn)氣部分的產(chǎn)氣量(ml/g)；b表示慢速產(chǎn)氣部分的產(chǎn)氣量(ml/g)；a+b表示潛在產(chǎn)氣量(ml/g)；c表示產(chǎn)氣速率(ml/h)；t表示發(fā)酵時間(h)。

參考Theodorou等的方法測定產(chǎn)氣量，培養(yǎng)2、4、6、9、12、24、36、48、72 h時，用壓力傳感器讀取各個時間點(diǎn)產(chǎn)氣瓶內(nèi)的壓力，之后放氣。根據(jù)公式：計算出產(chǎn)氣量。

式中：GPt是 t時刻樣品的產(chǎn)氣量(ml/g)；Pt空白是 t時刻空白對照的產(chǎn)氣壓力(MPa)；Pt是t時刻樣品讀取的壓力(MPa)；V0是瓶子的體積(ml)；W為樣品干物質(zhì)重(g)；101.3是標(biāo)準(zhǔn)大氣壓(MPa)。各時間段產(chǎn)氣量之和是產(chǎn)氣過程中總累積的產(chǎn)氣量。

1.4.2 可消化有機(jī)物(DOM)和代謝能(ME)的測定

以200mg(DM)樣品為每單位作為底物進(jìn)行體外發(fā)酵時，根據(jù)培養(yǎng)24 h后的產(chǎn)氣量來計算DOM，計算公式如下：DOM=(7.65±0.062)×GP24h+(353±0.59)(Men?ke和Salewski)，其中，DOM的單位為g/kg；GP24h的單位為ml/g。根據(jù)公式ME=-0.20+0.141 0×DO(Menke和Steingass)計算ME，公式中的DO為有機(jī)物消化率(%)，DO=17.04+1.108 5GP24h。

1.4.3 NH3-N的測定

體外發(fā)酵培養(yǎng)24 h后，取其培養(yǎng)液5 ml，將其經(jīng)過3 000×g離心10 min之后，取其上清液，按照Searle、馮宗慈等改進(jìn)之后的方法，采用氯化銨作為標(biāo)準(zhǔn)品,采用美國生產(chǎn)的紫外可見分光光度計(PE Lambda 35型)，在700 nm波長條件下進(jìn)行比色，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線和光密度值計算出NH3-N的濃度。

1.4.4 MCP的測定

體外發(fā)酵培養(yǎng)24 h后，取其培養(yǎng)液8 ml，使用嘌呤法來測定MCP產(chǎn)量，處理后的待測液用0.5 mol/l HCl溶液作參比,采用美國生產(chǎn)的紫外可見分光光度計(PE Lambda 35型)，在260 nm波長條件下進(jìn)行比色，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線和光密度值計算出RNA測定值；再根據(jù)下面的公式求出MCP產(chǎn)量：微生物蛋白質(zhì)(mg/ml)={[RNA測定值(mg/ml)×RNA含氮量]/細(xì)菌氮中RNA含氮量}×稀釋倍數(shù)×6.25(Menke和Steingass)，其中，細(xì)菌氮中RNA含氮量為10%，RNA含氮量為17.83%。

1.4.5 VFA的測定

體外發(fā)酵培養(yǎng)24 h后，取其上清液1 ml，加入相同體積8.2%的偏磷酸，用低溫離心機(jī)在4℃，20 000×g下離心10 min，取離心后的上清液，在其加入內(nèi)標(biāo)物巴豆酸后，使用Agilent 7890A型氣相色譜儀，HP-IN?NOWAX(19091N-133)毛細(xì)管柱，毛細(xì)管柱的規(guī)格為30 m×0.25 mm×0.25 μm，分析測定上清液中丙酸、乙酸及丁酸的含量。

1.4.6 甲烷氣體的測定

在培養(yǎng)6、12、24 h時分別抽取10 μl氣體，采用手動式進(jìn)樣的方法，使用Agilent 7890A型氣相色譜儀，色譜柱為HP-INNOWAX(19091N-133)毛細(xì)管柱，毛細(xì)管柱的規(guī)格為30 m×0.25 mm×0.25 μm，測定氣體中甲烷的含量。

1.5 數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)先用EXCEL軟件處理，再用SPSS16.0軟件進(jìn)行方差分析及Duncan's法多重比較，試驗結(jié)果的差異顯著性依據(jù)P＜0.05作為判斷的標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)據(jù)均采用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差來表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同精粗料組合對72 h累積產(chǎn)氣量、代謝能、可消化有機(jī)物、產(chǎn)氣參數(shù)的影響

不同精粗料組合對72 h累積產(chǎn)氣量、代謝能、可消化有機(jī)物的影響結(jié)果見圖1和表3。由圖1和表3可知，72 h累積產(chǎn)氣量 4組最高，4組、2組與對照組無顯著性差異(P＞0.05)，對照組顯著高于其他組(P＜0.05)。代謝能和可消化有機(jī)物對照組最高，4組、2組與對照組之間無顯著性差異(P＞0.05)，其他組顯著低于對照組(P＜0.05)。

表3 不同精粗料組合對72 h累積產(chǎn)氣量、代謝能、可消化有機(jī)物的影響

不同精粗料組合對產(chǎn)氣參數(shù)的影響結(jié)果見表4。

表4 不同精粗料組合對產(chǎn)氣參數(shù)的影響

由表4可知，快速產(chǎn)氣部分產(chǎn)氣量a，7組最大。慢速產(chǎn)氣部分產(chǎn)氣量b，4組最大，其次為對照組、2組、5組、1組、7組、3組、6組，最小為8組。潛在產(chǎn)氣量a+b，4組最大。產(chǎn)氣速度常數(shù)c，1組和3組最大，其次為2組、4組、6組，最小為對照組、5組、7組、8組。產(chǎn)氣速度常數(shù)c在各組間差異不顯著。

2.2 不同精粗料組合對微生物蛋白質(zhì)、氨態(tài)氮的影響（見表5）

表5 不同精粗料組合對微生物蛋白質(zhì)、氨態(tài)氮的影響

由表5可知，5組的微生物蛋白質(zhì)含量最高，4組、5組、6組與對照組之間差異不顯著(P＞0.05)，這3組極顯著高于除第3組外的其他試驗組(P＜0.01)。4組的氨態(tài)氮含量最高，其次為對照組、2組、1組、3組、5組、6組、7組，最低為8組。氨態(tài)氮含量前7組與對照組之間無顯著性差異(P＞0.05)，8組顯著低于4組(P＜0.05)。

2.3 不同精粗料組合對揮發(fā)性脂肪酸產(chǎn)量的影響（見表6）

表6 不同精粗料組合對揮發(fā)性脂肪酸含量的影響

由表6可知，5組的乙酸含量最高，3組、8組與對照組差異不顯著(P＞0.05)，其他組均顯著高于對照組(P＜0.05)。7組的丙酸含量最高，5組、7組顯著高于對照組(P＜0.01)，1組、2組、3組、4組、8組與對照組差異不顯著(P＞0.05)。6組的丁酸含量最高，6組顯著高于其他各組(P＜0.05)。5組的總酸含量最高，1組、2組、4組、5組、6組、7組各組間差異不顯著(P＞0.05)組。4組乙酸/丙酸比例最高。

2.4 不同精粗料組合對甲烷產(chǎn)量的影響（見表7）

表7 不同精粗料組合對甲烷產(chǎn)量的影響(mmol)

由表7可知,6 h甲烷產(chǎn)量8組最高，4組與對照組差異不顯著（P＞0.05）,其他組顯著高于對照組（P＜0.05），1組～5組各組間差異不顯著（P＞0.05）。12 h甲烷產(chǎn)量和24 h甲烷產(chǎn)量8組最高，3組、4組、5組與對照組差異不顯著(P＞0.05)，其他組顯著高于對照組(P＜0.05)。6、12、24 h甲烷產(chǎn)量4組和5組的差異不顯著(P＞0.05)。

3 討論

3.1 啤酒糟替代日糧不同比例豆粕對72 h累積產(chǎn)氣量、代謝能、可消化有機(jī)物、產(chǎn)氣參數(shù)的影響

在一定的培養(yǎng)時間內(nèi)，產(chǎn)氣量的大小反映了瘤胃微生物對發(fā)酵底物的利用程度，它能很好地反映出發(fā)酵底物營養(yǎng)價值的高低。易賢武(2009)研究報道，用體外產(chǎn)氣法研究西蘭花莖葉粉替代不同比例豆粕，0～72 h累積產(chǎn)氣量隨著西蘭花莖葉粉替代水平的增加而逐漸下降。由本試驗結(jié)果可知，隨著啤酒渣替代豆粕的水平增加，產(chǎn)氣量逐漸下降，這與前者研究結(jié)果基本相同。代謝能和可消化有機(jī)物也是各組之間依次降低。產(chǎn)氣參數(shù)潛在產(chǎn)氣量a+b和慢速產(chǎn)氣部分產(chǎn)氣量b，4組最大。產(chǎn)氣速度常數(shù)c各組差異不大。

3.2 不同精粗料組合對NH3-N、MCP的影響

NH3-N是培養(yǎng)體系中微生物合成菌體蛋白的重要原料。微生物合成菌體蛋白的首要條件便是保持瘤胃液中最適NH3-N濃度，瘤胃中NH3-N的濃度過高或過低都會影響微生物的生長繁殖。夏楠等(2009)研究報道，山羊飼喂DDGS日糧組的瘤胃NH3-N濃度顯著低于豆粕組、菜籽粕組、棉粕組。這與DDGS的蛋白質(zhì)含量低于前三者有關(guān)。由本試驗結(jié)果可知，氨態(tài)氮濃度隨著啤酒渣替代豆粕水平的增加而顯著下降，這與豆粕的蛋白含量高于啤酒渣有關(guān)。本試驗結(jié)果與上述研究結(jié)果基本一致。反芻動物最重要的氮源提供者是微生物菌體蛋白。從本試驗結(jié)果可以看出，微生物蛋白質(zhì)4組、5組、6組間差異不顯著(P＞0.05)。

3.3 不同精粗料組合對VFA產(chǎn)量的影響

VFA是瘤胃中碳水化合物發(fā)酵產(chǎn)生的。它們不僅可以作為合成體脂和乳脂的原料，還是反芻動物的能量來源。其中乙酸、丙酸和丁酸之間的比例既受動物采食水平的影響，還受日糧結(jié)構(gòu)等的影響。易賢武(2009)用體外產(chǎn)氣法研究西蘭花莖葉粉替代不同比例豆粕的研究報道認(rèn)為，總揮發(fā)性脂肪酸含量隨著西蘭花莖葉粉替代比例的增加而降低，但對乙酸、丙酸、丁酸濃度差異不顯著。本試驗結(jié)果可以看出，總酸，5組的最高，1組、2組、4組、5組、6組、7組各組間差異不顯著(P＞0.05)。

3.4 不同精粗料組合對甲烷產(chǎn)量的影響

瘤胃有機(jī)物發(fā)酵產(chǎn)生的產(chǎn)物之一便是甲烷。瘤胃內(nèi)甲烷的生成不僅造成溫室效應(yīng)，還造成能量損失。本試驗結(jié)果可以看出，12 h甲烷產(chǎn)量和24 h甲烷產(chǎn)量，8組最高，3組、4組、5組與對照組差異不顯著(P＞0.05)，其他組顯著高于對照組(P＜0.05)。6、12、24 h甲烷產(chǎn)量，4組和5組差異不顯著(P＞0.05)。

4 結(jié)論

①4組(啤酒糟替代25%豆粕，發(fā)酵木薯渣替代25%象草的飼糧組合)72 h累積產(chǎn)氣量、氨態(tài)氮最高，可消化有機(jī)物、代謝能、微生物蛋白質(zhì)含量較高，揮發(fā)性脂肪酸處于中等水平，各個時間點(diǎn)甲烷產(chǎn)量較低。

② 5組(啤酒糟替代50%豆粕和木薯渣替代12.5%象草的飼糧組合)微生物蛋白質(zhì)含量、總酸最高，氨態(tài)氮和揮發(fā)性脂肪酸跟4組差異不顯著。各個時間點(diǎn)5組的甲烷產(chǎn)量與4組差異不顯著。

③4組(啤酒糟替代25%豆粕，發(fā)酵木薯渣替代25%象草的飼糧組合)是最優(yōu)的一組。5組(啤酒糟替代50%豆粕和木薯渣替代12.5%象草的飼糧組合)是第二優(yōu)的組。

15篇，刊略，需者可函索）