體外產(chǎn)氣法評(píng)定黔北麻羊常用飼料營養(yǎng)價(jià)值研究

韓曉潔，李凌云，莘海亮，田興舟，段永邦，趙麗麗，吳文旋＊

（1.貴州大學(xué)動(dòng)物科學(xué)學(xué)院，貴州貴陽550025；2.凱里畜牧獸醫(yī)辦公室，貴州凱里556000）

羊作為反芻動(dòng)物，在營養(yǎng)生理上與單胃動(dòng)物存在很大的區(qū)別，最突出表現(xiàn)在其瘤胃的獨(dú)特功能。羊瘤胃內(nèi)微生物種類眾多、數(shù)量巨大、區(qū)系穩(wěn)定，能消化各種飼料。養(yǎng)羊在貴州畜牧業(yè)生產(chǎn)中占有重要的地位。其中，黔北麻羊是貴州獨(dú)有的優(yōu)良地方山羊品種之一，主產(chǎn)于貴州北部的仁懷、習(xí)水兩地，與貴州黑山羊、白山羊生理特征、體型外貌等區(qū)別明顯［1］，對(duì)當(dāng)?shù)氐淖匀簧鷳B(tài)條件具有良好的適應(yīng)性；具有遺傳性能穩(wěn)定、耐粗飼、抗病力強(qiáng)、適應(yīng)性強(qiáng)、肉質(zhì)鮮美、生產(chǎn)性能優(yōu)等特點(diǎn)，極具學(xué)術(shù)研究價(jià)值。目前，有關(guān)黔北麻羊的研究報(bào)道以品種介紹、雜交改良、分子遺傳學(xué)、肉質(zhì)特性等方面為主［2－6］，而較少見其營養(yǎng)學(xué)研究報(bào)道。瘤胃體外產(chǎn)氣技術(shù)采用人工瘤胃液對(duì)飼料進(jìn)行體外培養(yǎng)，以達(dá)到近似于瘤胃內(nèi)發(fā)酵環(huán)境來研究飼料在瘤胃降解的目的，是評(píng)價(jià)飼料營養(yǎng)價(jià)值的常用方法。該法不受試驗(yàn)動(dòng)物的限制，重復(fù)性好、可批次測(cè)定，得到了越來越廣泛的應(yīng)用。瘤胃發(fā)酵是反芻動(dòng)物營養(yǎng)研究的核心，結(jié)合我省黔北麻羊養(yǎng)殖實(shí)際情況，本文采用瘤胃體外產(chǎn)氣技術(shù)研究黔北麻羊常用飼料瘤胃體外發(fā)酵參數(shù)，評(píng)定其營養(yǎng)價(jià)值，為合理配制山羊日糧提供技術(shù)參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)發(fā)酵底物包括精飼料和粗飼料。其中，精飼料包括：麥麩、玉米干燥酒糟及其可溶物（DDGS）、魚粉（已在反芻動(dòng)物飼料中禁用，本文僅作研究使用）、玉米皮、米糠、豆腐渣；粗飼料包括：青干草、麥冬草、黑麥草、高羊茅草。二者基本營養(yǎng)成分見表1。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.2.1 瘤胃液供體動(dòng)物及其飼養(yǎng) 瘤胃液由3只生長健康、體重為35kg左右的去勢(shì)黔北麻羊公羊提供。試羊參照盧德勛和謝崇文［7］采用的方法安裝永久性瘤胃瘺管（Bardiamond公司生產(chǎn)），不銹鋼代謝籠單飼，每天分別在09∶00、13∶00、19∶00飼喂3次。山羊日糧組成（DM 基礎(chǔ)）為花生秧、青干草、精料，比例為25∶25∶50，精粗各半；精料組成包括玉米65%、豆粕12%、麩皮20%、食鹽1%、預(yù)混料2%。日糧營養(yǎng)水平為粗蛋白12.0%、中性洗滌纖維34.6%、酸性洗滌纖維25.4%、鈣0.62%、磷0.36%。試驗(yàn)期間，黔北麻羊自由飲水。

表1 發(fā)酵底物基本營養(yǎng)成分Table 1 Chemical composition of fermentation substrates（DM）

1.2.2 瘤胃液體外培養(yǎng)

參照Menke和Steningass［8］的方法配制人工瘤胃液，置于39.5℃磁力攪拌器進(jìn)行攪拌，持續(xù)通入CO2，直至溶液由藍(lán)色變成粉紅色，最后變成無色透明，調(diào)節(jié)pH 至7.0～7.3備用。晨飼前，經(jīng)瘤胃瘺管采集3只瘺管羊的瘤胃液，迅速經(jīng)四層紗布過濾、密封，置于經(jīng)預(yù)熱處理過的收集瓶，39.0～39.5 ℃下水浴，并繼續(xù)通入CO2，保證厭氧環(huán)境。按照Menke等［9］的瘤胃體外發(fā)酵產(chǎn)氣法進(jìn)行試驗(yàn)，每組設(shè)4個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)為1支發(fā)酵管，依次裝入（200±1）mg飼料樣品，用100mL 玻璃注射器（德國生產(chǎn)）作為發(fā)酵管，準(zhǔn)確抽取（30±1）mL 人工瘤胃液于發(fā)酵管中，發(fā)酵管置于39.0～39.5℃水浴搖床（江蘇省金壇市吉特實(shí)驗(yàn)儀器公司生產(chǎn)）連續(xù)培養(yǎng)72h，直至試驗(yàn)結(jié)束。

1.3 測(cè)定指標(biāo)

1.3.1 產(chǎn)氣量 對(duì)精飼料，記錄2、3、4、9、12、24、36、48、72h的累積產(chǎn)氣量（GP）；對(duì)粗飼料，記錄3、6、12、24、48、72h的GP值。

1.3.2 產(chǎn)氣參數(shù) 利用fit curve軟件根據(jù)Φrskov和McDonald［10］的產(chǎn)氣模型公式將各種樣品在某特定時(shí)間點(diǎn)的產(chǎn)氣量代入，計(jì)算消化動(dòng)力參數(shù)。模型公式為：

GP＝a＋b（1－e－ct）

式中：GP 是在t時(shí)間的產(chǎn)氣量，a為快速產(chǎn)氣部分（mL），b為緩慢產(chǎn)氣部分（mL），c為b的產(chǎn)氣速度常數(shù)（mL／h），a＋b為潛在產(chǎn)氣量（mL）。

1.3.3 有機(jī)物消化率（OMD） 根據(jù)Menke等［11］提出的公式OMD（%）＝0.986GP＋0.0606CP＋11.03計(jì)算OMD 值。式中：GP為24h累積產(chǎn)氣量（mL），CP為粗蛋白百分?jǐn)?shù)。參照張麗英［12］中的方法測(cè)定CP。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

使用SAS 9.3（SAS Inst.Inc.，Cary，NC）軟件中Proc GLM 程序?qū)υ囼?yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析，平均值的多重比較采用Duncan＇s法進(jìn)行，差異顯著性水平定為P＜0.05。試驗(yàn)數(shù)據(jù)以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”（Mean±SD）表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 精飼料原料體外產(chǎn)氣量以及OMD

由表2可見，不同種類精飼料原料在黔北麻羊瘤胃內(nèi)具有明顯不同的GP 值，差異顯著（P＜0.05）。綜合來看，各種飼料的產(chǎn)氣速率均在2～24 h內(nèi)較快，24h后逐漸下降。至72h產(chǎn)氣結(jié)束，GP以玉米皮最高（63.89mL），米糠最低（10.85mL），差異顯著（P＜0.05）；a 值以玉米皮最高（4.03 mL），豆腐渣最低（－1.02mL）；b值以玉米皮最高（59.02mL），米糠最低（9.42 mL）；a＋b值以玉米皮、豆腐渣較高，分別為63.05 mL、55.98 mL，魚粉、米糠較低，分別為28.56mL、10.54mL。OMD值以玉米皮最高（64.70%）、米糠最低（18.87%）。

2.2 粗飼料原料體外產(chǎn)氣量以及OMD

如表3所示，與精飼料類似，粗飼料的產(chǎn)氣速率在3～24h內(nèi)較快，24h后逐漸減緩。72h產(chǎn)氣結(jié)束后，粗飼料以黑麥草的GP 值最高（44.31 mL）、麥冬草最低（28.82mL），二者差異顯著（P＜0.05）。黑麥草的a＋b值（44.31mL）、OMD 值（49.63%）均高于其它粗飼料。a 值以黑麥草最低（－1.66 mL），青干草最高（1.79 mL）。b 值以黑麥最高（45.97mL），麥冬草最低（26.31mL），青干草與高羊茅草差異不顯著（P＞0.05）。

表2 精飼料原料瘤胃體外累積產(chǎn)氣量與發(fā)酵參數(shù)Table 2 Cumulative gas production and fermentation parameter of vitro rumen fermentation for concentrate material

表3 粗飼料原料瘤胃體外累積產(chǎn)氣量與發(fā)酵參數(shù)Table 3 Cumulative gas production and fermentation parameter of in vitro rumen fermentation forage material

3 討論

本試驗(yàn)采用瘤胃體外產(chǎn)氣法來研究飼料發(fā)酵特性，該方法是基于飼料樣品在人工瘤胃液消化所產(chǎn)生的氣體的比例來評(píng)估有機(jī)物消化率的快速方法，具有操作簡單、可批次測(cè)定、重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn)，能較好模擬瘤胃發(fā)酵過程，預(yù)測(cè)飼料消化率等優(yōu)點(diǎn)［13］，目前已經(jīng)成為反芻動(dòng)物營養(yǎng)研究重要手段［14］。

3.1 黔北麻羊飼料體外發(fā)酵營養(yǎng)價(jià)值分析比較

本試驗(yàn)中，玉米皮、麥麩的GP、a＋b 值、OMD較高，而魚粉和米糠的較低，可能與其碳水化合物和脂肪含量有關(guān)。對(duì)于玉米皮和麥麩而言，可溶性碳水化合物含量較高，易被瘤胃微生物利用產(chǎn)生氣體；而對(duì)于魚粉和米糠而言，脂肪含量較多，不利于瘤胃微生物繁殖，造成GP 水平低。馮仰廉［15］報(bào)道，在反芻家畜日糧中添加過量油脂會(huì)影響其瘤胃微生物的功能，造成日糧粗纖維消化率的下降，因而導(dǎo)致其產(chǎn)氣量較低。由此可見，黔北麻羊飼糧中不宜添加高水平的魚粉和米糠。

對(duì)于粗飼料來說，黑麥草和高羊茅草的GP值、a＋b值、OMD 值均較高，說明其在瘤胃內(nèi)被降解的程度比青干草和麥冬草大，營養(yǎng)價(jià)值水平高，是黔北麻羊較理想的粗飼料。

3.2 黔北麻羊飼料體外產(chǎn)氣參數(shù)

一般來說，體外發(fā)酵過程中，GP 值的大小能反映底物可消化營養(yǎng)成分的數(shù)量和瘤胃微生物的代謝活力。底物中OM 和CP含量的增加能縮短發(fā)酵的延滯時(shí)間，而木質(zhì)素則可抑制瘤胃微生物的活動(dòng)，延長發(fā)酵啟動(dòng)時(shí)間，這可能是因?yàn)槟举|(zhì)素含量的增加降低了纖維素酶的活性所致［16］。本試驗(yàn)中，產(chǎn)氣量低的青干草、麥冬草可能與其木質(zhì)素含量較高有關(guān)。

瘤胃體外OMD 值是反映日糧利用效率高低的常用指標(biāo)。本研究發(fā)現(xiàn)，GP 值高，其a＋b 值及OMD 也高，其中精飼料以玉米皮a＋b值及OMD值最高，米糠的最低；粗飼料以黑麥草的a＋b值及OMD 值最高，麥冬草的最低。這一變化趨勢(shì)間接揭示了GP、a＋b、OMD 值反映飼糧利用率的內(nèi)在相關(guān)性。

對(duì)于高CP飼料，瘤胃中的細(xì)菌、原蟲和真菌均能分解，但細(xì)菌起主導(dǎo)作用；CP 是瘤胃微生物生長的主要限制因素［17］，蛋白飼料中的CP被降解，所釋放的氨基酸和寡肽作為氮源被瘤胃微生物結(jié)合合成為菌體蛋白［18－19］，在利用碳水化合物所提供的能量結(jié)合下，大量繁殖自身菌體，造成產(chǎn)氣量在特定時(shí)間段發(fā)酵速度加快，產(chǎn)氣增多。

4 小結(jié)

在本研究條件下，黔北麻羊常用飼料的營養(yǎng)價(jià)值表現(xiàn)為：精飼料中玉米皮、豆腐渣、麥麩較高，DDGS次之，魚粉、米糠相應(yīng)較低。粗飼料中黑麥草最高，青干草、高羊茅次之，麥冬草最低。

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