大葉枸草粉替代苜蓿草粉、豆粕、玉米及混合精料對(duì)瘤胃體外發(fā)酵特性的影響

馬美蓉 劉建新 楊 凡

(1.金華職業(yè)技術(shù)學(xué)院，金華 321007;2.浙江大學(xué)動(dòng)物科學(xué)學(xué)院，杭州 310058)

飼料資源短缺已成為制約我國畜牧業(yè)發(fā)展的瓶頸，開發(fā)新型飼料資源，對(duì)于緩解人畜爭(zhēng)糧矛盾，促進(jìn)我國畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。大葉枸屬闊葉木本植物，系雜交構(gòu)樹，是近年來經(jīng)品種選育、引種在本地草山草坡及閑雜地上的新型飼草，產(chǎn)量高，其葉片干物質(zhì)中粗蛋白質(zhì)含量達(dá)20%以上［1-4］。屠焰等［2］研究發(fā)現(xiàn)，雜交構(gòu)樹葉與苜蓿草粉和豆粕相比，粗蛋白質(zhì)含量豆粕＞雜交構(gòu)樹葉＞苜蓿草粉，而中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維含量則相反，鐵、錳、鋅、鈷、碘等礦物元素含量高于苜蓿草粉與豆粕，多數(shù)氨基酸含量較苜蓿草粉高，是一種綠色、高效的飼料資源。孫華等［3］認(rèn)為在生長肥育豬飼糧中可以添加15%構(gòu)樹葉粉。夏中生等［4］試驗(yàn)表明，生長肥育豬配合飼糧中構(gòu)樹葉粉用量在20%左右對(duì)豬的采食量和體增重?zé)o不利影響。陶興無等［5］報(bào)道，添加發(fā)酵構(gòu)樹葉替代部分精料飼喂生長豬，有較好的增重效果。吳健平等［6］研究表明，飼糧中使用2% ～6%的構(gòu)樹葉粉對(duì)良鳳花肉雞的平均日增重、平均日采食量和料重比均無顯著影響。屠焰等［7］采用尼龍袋法對(duì)雜交構(gòu)樹葉片、細(xì)枝條、全株嫩苗、莖桿的瘤胃降解率測(cè)定結(jié)果表明，在瘤胃中培養(yǎng)24 h，葉片和細(xì)枝條干物質(zhì)降解率分別達(dá)到88.7%和88.9%，而全株嫩苗次之(67.8%)，莖桿更低(48.6%)。如上所述，構(gòu)樹葉粉在豬、雞生產(chǎn)中的飼喂效果已多有報(bào)道，但雜交構(gòu)樹或大葉枸對(duì)瘤胃發(fā)酵參數(shù)的影響及其在反芻動(dòng)物生產(chǎn)中的應(yīng)用鮮見報(bào)道。本試驗(yàn)旨在通過體外產(chǎn)氣法評(píng)定大葉枸草粉不同比例替代苜蓿草粉、豆粕、玉米及混合精料時(shí)的體外產(chǎn)氣與發(fā)酵特性，探討大葉枸草粉替代常規(guī)飼料的適宜比例，為反芻動(dòng)物飼料資源開發(fā)提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)所用苜蓿、玉米、豆粕、羊草均采自浙江大學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)翀?chǎng);大葉枸枝葉于2012年5月中旬采自金華神農(nóng)農(nóng)業(yè)科技有限公司蔣堂農(nóng)場(chǎng)基地。所有試驗(yàn)樣品經(jīng)65℃烘24 h制取風(fēng)干樣后，粉碎過40目篩。經(jīng)實(shí)驗(yàn)室常規(guī)方法［2］檢測(cè)，其主要營養(yǎng)成分見表1。

表1 飼料主要營養(yǎng)成分(干物質(zhì)基礎(chǔ))Table 1 Main nutrient composition of feeds(DM basis) %

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

體外產(chǎn)氣試驗(yàn)用的基礎(chǔ)混合飼糧精粗比為50∶50，粗料為羊草。分4個(gè)試驗(yàn)完成測(cè)定，每個(gè)試驗(yàn)均設(shè)空白對(duì)照，重復(fù)數(shù)為4。

試驗(yàn)1:以30%玉米、20%苜蓿草粉和50%羊草組成基礎(chǔ)混合飼糧，用大葉枸草粉100%替代苜蓿草粉。具體試驗(yàn)設(shè)計(jì)見表2。

表2 大葉枸草粉替代苜蓿草粉的試驗(yàn)設(shè)計(jì)Table 2 Experimentaldesign of the replacement of alfalfa meal by big leaf mulberry meal

試驗(yàn)2:以30%玉米、20%豆粕和50%羊草組成基礎(chǔ)混合飼糧，以25%、50%、75%及100%大葉枸草粉替代豆粕。具體試驗(yàn)設(shè)計(jì)見表3。

表3 大葉枸草粉替代豆粕的試驗(yàn)設(shè)計(jì)Table 3 Experimentaldesign of the replacement of soybean meal by big leaf mulberry meal

試驗(yàn)3:以50%玉米、50%羊草組成基礎(chǔ)混合飼糧，以10%、20%、30%及40%的大葉枸草粉替代玉米。具體試驗(yàn)設(shè)計(jì)見表4。

表4 大葉枸草粉替代玉米的試驗(yàn)設(shè)計(jì)Table 4 Experimentaldesign of the replacement of maize by big leaf mulberry meal

試驗(yàn)4:以65%玉米、35%豆粕組成混合精料，混合精料與羊草比例為50∶50組成基礎(chǔ)混合飼糧，以10%、20%、30%及40%的大葉枸草粉替代混合精料。具體試驗(yàn)設(shè)計(jì)見表5。

1.3 試驗(yàn)方法

按Menke等［8］的體外產(chǎn)氣法測(cè)定，瘤胃液來源于3頭安裝瘤胃瘺管的青年湖羊，體重(35±5)kg，驅(qū)蟲，其飼糧精粗比為 30∶70，以羊草840 g/d為基礎(chǔ)粗料，按干物質(zhì)計(jì)補(bǔ)充30%的精料。每天飼喂2次(08:30和17:30)，自由飲水。在早飼前采集瘤胃食糜，用4層紗布2次過濾于接收瓶中，置于39℃恒溫水浴箱中保存，通入CO2，待用。

取注射器式產(chǎn)氣管76根，標(biāo)號(hào)，按試驗(yàn)設(shè)計(jì)要求準(zhǔn)確稱取飼料樣約200 mg(干物質(zhì))，置于體外產(chǎn)氣管中，加入始終用CO2氣體飽和的瘤胃培養(yǎng)液(瘤胃液與人工唾液的配比為1∶2)30 mL，排出培養(yǎng)器中氣泡，密封，記錄初始刻度后，將其置于(39.0±0.5)℃的水浴搖床中培養(yǎng)。連續(xù)記錄產(chǎn)氣量，并于24 h終止培養(yǎng)，測(cè)定pH、氨態(tài)氮和揮發(fā)性脂肪酸(VFA)濃度。

表5 大葉枸草粉替代混合精料的試驗(yàn)設(shè)計(jì)Table 5 Experimentaldesign of the replacement of concentrate mixture by big leaf mulberry meal

1.4 測(cè)定項(xiàng)目

1.4.1 產(chǎn)氣量

培養(yǎng)2、4、6、9、12、24 h 時(shí)，記錄產(chǎn)氣管的刻度讀數(shù)，減去初始刻度后即為不同時(shí)間點(diǎn)的產(chǎn)氣量。根據(jù) ?rskov等［9］的公式:

式中:a為快速產(chǎn)氣部分產(chǎn)氣量(mL)，b為慢速產(chǎn)氣部分產(chǎn)氣量(mL)，c為產(chǎn)氣速率(%/h)，a+b為潛在產(chǎn)氣量(mL)，GP為t時(shí)刻的產(chǎn)氣量(mL)。利用軟件將各時(shí)間點(diǎn)產(chǎn)氣量代入公式計(jì)算出消化動(dòng)力參數(shù)a、b、c值。

1.4.2 pH

結(jié)束培養(yǎng)后，立即用pH 2-3型酸度計(jì)測(cè)定瘤胃培養(yǎng)液pH。

1.4.3 氨態(tài)氮濃度

采用 Searle［10］和馮宗慈等［11］的改進(jìn)方法，測(cè)定瘤胃培養(yǎng)液中氨態(tài)氮濃度。

1.4.4 VFA 濃度

終止培養(yǎng)后，取瘤胃培養(yǎng)液1 mL，按偏磷酸∶瘤胃培養(yǎng)液為1∶5的比例加入25%的偏磷酸，4℃ 20 000×g離心10 min，取上清液置于冰箱中備用，按Hu等［12］方法測(cè)定上清液中的乙酸、丙酸和丁酸濃度。

1.5 統(tǒng)計(jì)方法

原始數(shù)據(jù)經(jīng)過Excel 2003初步處理后采用SAS 2000軟件進(jìn)行處理，用GLM進(jìn)行方差分析，各平均值之間用Duncan氏法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果

2.1 體外產(chǎn)氣參數(shù)

與空白對(duì)照相比，大葉枸草粉100%替代苜蓿草粉，潛在產(chǎn)氣量升高，產(chǎn)氣速率下降，但差異均不顯著(P＞0.05)(表6);大葉枸草粉替代豆粕時(shí)，24 h產(chǎn)氣量隨替代比例增加而下降(P＜0.05)，潛在產(chǎn)氣量差異不顯著(P ＞0.05)，替代比例高于75%顯著降低產(chǎn)氣速率(P＜0.05)(表7);隨著大葉枸草粉替代玉米比例增加，潛在產(chǎn)氣量和產(chǎn)氣速率均降低，但差異不顯著(P＞0.05)(表8);用20%大葉枸草粉替代混合精料，24 h產(chǎn)氣量差異不顯著(P＞0.05)，當(dāng)替代比例高于30%時(shí)，24 h產(chǎn)氣量顯著下降(P＜0.05)(表9)。

2.2 體外發(fā)酵參數(shù)

2.2.1 pH

與空白對(duì)照相比，大葉枸草粉以不同比例替代苜蓿草粉或混合精料時(shí)，pH雖有高低變化，但無顯著差異(P＞0.05)(表6、表9);隨著大葉枸草粉替代豆粕比例增加，替代比例高于75%時(shí)，pH顯著下降(P＜0.05)(表7);當(dāng)大葉枸草粉30%替代玉米時(shí)，pH最高，顯著高于空白對(duì)照(P ＜0.05)(表 8)。

2.2.2 氨態(tài)氮

與空白對(duì)照相比，大葉枸草粉100%替代苜蓿草粉時(shí)，氨態(tài)氮濃度無顯著差異(P＞0.05)(表6);用50%范圍內(nèi)大葉枸草粉替代豆粕，對(duì)氨態(tài)氮濃度無顯著影響(P＞0.05)，當(dāng)替代比例在75% ～100%時(shí)，氨態(tài)氮濃度顯著下降(P＜0.05)(表7);大葉枸草粉替代玉米時(shí)，氨態(tài)氮濃度顯著增加(P＜0.05)，但各替代處理間差異不顯著(P＜0.05)(表8);大葉枸草粉替代混合精料時(shí)，氨態(tài)氨濃度無顯著變化(P＞0.05)(表9)。

表6 大葉枸草粉替代苜蓿草粉24 h體外產(chǎn)氣和發(fā)酵參數(shù)Table 6 In vitro gas production and fermentation parameters of alfalfa meal replaced by big leaf mulberry meal in 24 h

表7 大葉枸草粉替代豆粕24 h體外產(chǎn)氣和發(fā)酵參數(shù)Table 7 In vitro gas production and fermentation parameters of soybean meal replaced by big leaf mulberry meal in 24 h

2.2.3 VFA

與空白對(duì)照相比，大葉枸草粉100%替代苜蓿草粉時(shí)，除總揮發(fā)性脂肪酸(TVFA)濃度顯著下降(P＜0.05)外，各VFA與TVFA比值無顯著差異(P＞0.05)(表6)。大葉枸草粉不同比例替代豆粕時(shí)，對(duì)TVFA濃度和各VFA與TVFA比值、乙酸/丙酸均無顯著影響(P＞0.05)(表7);隨著大葉枸草粉替代玉米比例增加，TVFA濃度呈下降趨勢(shì)，超過30%以上時(shí)顯著下降(P＜0.05)，乙酸/TVFA顯著上升(P＜0.05)，丁酸/TVFA顯著下降(P＜0.05)(表8)。大葉枸草粉替代混合精料時(shí)，各VFA與TVFA比值無顯著差異(P＞0.05)，當(dāng)替代比例為40%時(shí)，顯著降低TVFA濃度(P＜0.05)(表 9)。

表8 大葉枸草粉替代玉米24 h體外產(chǎn)氣和發(fā)酵參數(shù)Table 8 In vitro gas production and fermentation parameters of maize replaced by big leaf mulberry meal in 24 h

表9 大葉枸草粉替代混合精料24 h體外產(chǎn)氣和發(fā)酵參數(shù)Table 9 In vitro gas production and fermentation parameters of concentrate mixture replaced by big leaf mulberry meal in 24 h

3 討論

3.1 大葉枸草粉替代苜蓿草粉、豆粕、玉米及混合精料對(duì)體外產(chǎn)氣量的影響

本試驗(yàn)中與空白對(duì)照相比，當(dāng)大葉枸草粉100%替代苜蓿草粉時(shí)，體外24 h產(chǎn)氣量、產(chǎn)氣速率及潛在產(chǎn)氣量差異均不顯著;大葉枸草粉不同比例替代玉米時(shí)，24 h產(chǎn)氣量和產(chǎn)氣速率均呈下降趨勢(shì);替代75%以上的豆粕時(shí)，24 h產(chǎn)氣量和產(chǎn)氣速率均顯著下降;替代30%以上的混合精料時(shí)，24 h產(chǎn)氣量顯著下降，但對(duì)產(chǎn)氣速率和潛在產(chǎn)氣量無顯著影響。Menke等［8］研究指出，產(chǎn)氣量與有機(jī)物消化率高度正相關(guān)。王仁杰等［13］試驗(yàn)表明，累計(jì)產(chǎn)氣量隨著飼糧精料比例的增加而增加。劉利平等［14］用體外產(chǎn)氣法研究了不同飼糧組合對(duì)山羊瘤胃產(chǎn)氣量的影響，也有類似的結(jié)果。本研究結(jié)果表明，用大葉枸草粉100%替代苜蓿草粉、50%以內(nèi)替代豆粕、20%以內(nèi)替代混合精料時(shí)，對(duì)消化率不會(huì)產(chǎn)生顯著的負(fù)面影響。本研究中，精料比例在30% ～50%，所以采用24 h發(fā)酵檢測(cè)不同替代的差異。如果增加發(fā)酵時(shí)間，這種差異也許會(huì)更大，有必要進(jìn)一步深入研究。

3.2 大葉枸草粉替代苜蓿草粉、豆粕、玉米及混合精料對(duì)pH的影響

瘤胃液pH是瘤胃發(fā)酵狀況的反映，一定的pH范圍是保證瘤胃微生物正常發(fā)酵的必要條件。Grant等［15］認(rèn)為pH過高或過低對(duì)于正常瘤胃微生物生長、發(fā)育及發(fā)酵均有不利的影響。本試驗(yàn)各處理瘤胃培養(yǎng)液pH雖有一些變動(dòng)，但都在6.20～6.80之間變動(dòng)，在健康綿羊瘤胃液 pH的正常范圍內(nèi)(5.52 ～7.60)［16］。

3.3 大葉枸草粉替代苜蓿草粉、豆粕、玉米及混合精料對(duì)氨態(tài)氮濃度的影響

瘤胃氨態(tài)氮是蛋白質(zhì)降解和微生物合成的中間產(chǎn)物，保證最佳的瘤胃液氨態(tài)氮濃度是獲得最大菌體蛋白合成量的關(guān)鍵。隨著大葉枸草粉替代豆粕比例的增加，混合飼糧中粗蛋白質(zhì)水平降低，氨態(tài)氮濃度顯著下降，但隨著替代玉米比例的增加，混合飼糧中粗蛋白質(zhì)水平提高，氨態(tài)氮濃度則升高，這與大葉枸草粉粗蛋白質(zhì)含量(23%)低于豆粕但高于玉米有關(guān)。Lees等［17］發(fā)現(xiàn)奶牛補(bǔ)飼蛋白質(zhì)飼料能提高氨態(tài)氮的濃度。高秀華等［18］報(bào)道，飼糧蛋白質(zhì)水平的提高可以提高氨態(tài)氮濃度。王仁杰等［13］試驗(yàn)表明，隨著精料比例的提高，氨態(tài)氮濃度下降。本試驗(yàn)中，各處理氨態(tài)氮濃度在9.75 ～15.10 mg/dL，均處于瘤胃氨態(tài)氮的最佳濃度范圍［19］，表明大葉枸草粉不同比例替代苜蓿草粉、豆粕、玉米及混合精料，均不影響瘤胃微生物正常生長所需的氨態(tài)氮濃度。

3.4 大葉枸草粉替代苜蓿草粉、豆粕、玉米及混合精料對(duì)VFA濃度的影響

VFA的生成量是衡量微生物活力的重要指標(biāo)，也是瘤胃發(fā)酵的主要指標(biāo)之一。當(dāng)大葉枸草粉100%替代苜蓿草粉時(shí)，TVFA濃度顯著降低，表明其瘤胃發(fā)酵劣于苜蓿草粉。不同比例替代豆粕時(shí)，由于豆粕本身占飼糧比例僅20%，即使全部用大葉枸草粉替代，中性洗滌纖維和粗蛋白質(zhì)組成各處理間差別也不是很大，所以TVFA濃度，乙酸、丙酸、丁酸與TVFA比值及乙酸/丙酸各處理間均無顯著差異。Dhiman等［20］用不同比例的青貯苜蓿和青貯玉米組合(1∶0、2∶1、1∶2)飼喂奶牛，發(fā)現(xiàn)瘤胃液中乙酸、丙酸、丁酸的摩爾比及乙酸/丙酸均無顯著差異;易賢武［21］研究西蘭花莖葉粉不同比例替代豆粕，結(jié)果表明不同比例西蘭花莖葉粉替代豆粕對(duì)乙酸、丙酸和丁酸濃度都無顯著影響。當(dāng)用大葉枸草粉替代玉米時(shí)，乙酸/TVFA顯著上升，丙酸、丁酸與TVFA比值略有下降，與大葉枸草粉的纖維物質(zhì)含量高于玉米有關(guān)。本研究結(jié)果表明，大葉枸草粉不同比例替代苜蓿草粉、豆粕等蛋白質(zhì)含量較高的飼料時(shí)，對(duì)乙酸、丙酸、丁酸與TVFA比值及乙酸/丙酸均無顯著影響;當(dāng)替代玉米或混合精料時(shí)，因改變了精粗比例，對(duì)TVFA濃度、乙酸/丙酸有影響。

4 結(jié)論

從本體外試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，湖羊基礎(chǔ)混合飼糧中用大葉枸草粉100%替代苜蓿草粉時(shí)，除TVFA濃度有差異外，在產(chǎn)氣參數(shù)和瘤胃發(fā)酵特性上無差異;以50%的大葉枸草粉替代豆粕，對(duì)瘤胃發(fā)酵參數(shù)影響不顯著;而替代玉米或混合精料的比例不應(yīng)超過20%。這些結(jié)果有待于動(dòng)物試驗(yàn)予以論證。

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