不同加工方式針茅草對綿羊干物質采食、消化及瘤胃內環(huán)境的影響

李長春 范文強 孫 林 格根圖 成啟明 賈玉山*(. 內蒙古農業(yè)大學草原與資源環(huán)境學院,草地資源教育部重點實驗室，呼和浩特0009；.內蒙古自治區(qū)農牧業(yè)科學院，呼和浩特0000)

不同加工方式針茅草對綿羊干物質采食、消化及瘤胃內環(huán)境的影響

李長春1范文強1孫 林2格根圖1成啟明1賈玉山1*
(1. 內蒙古農業(yè)大學草原與資源環(huán)境學院,草地資源教育部重點實驗室，呼和浩特010019；2.內蒙古自治區(qū)農牧業(yè)科學院，呼和浩特010020)

本試驗旨在研究針茅草的不同加工方式對綿羊采食、消化及瘤胃內環(huán)境的影響。選用體重[(45±2) kg]、年齡(1.5～2.0歲)相近安裝有永久性瘤胃瘺管的烏珠穆沁羯羊48只，隨機分為4組，每組12只，分析干草、草顆粒、草塊、草粉4種加工方式的針茅草對綿羊干物質采食量、表觀消化率及瘤胃液pH及總氮、氨氮、總可利用氮、揮發(fā)性脂肪酸濃度的影響。預試期10 d，正試期7 d。結果表明：1)針茅草顆粒的干物質采食量及表觀消化率顯著高于其他組(P<0.05)。2)與其他各組相比，針茅草顆粒組的綿羊食后1 h瘤胃液pH顯著降低(P<0.05)，總氮、氨氮和總可利用氮濃度較高。3)草顆粒組的瘤胃液總揮發(fā)性脂肪酸濃度顯著高于干草和草粉組(P<0.05)。由此可見，針茅草顆粒的干物質采食量、表觀消化率以及在綿羊瘤胃內的發(fā)酵指標均較優(yōu)，是飼喂綿羊的最佳利用形態(tài)。

針茅草；草顆粒；綿羊；瘤胃內環(huán)境

我國天然草地總面積達3.93×108 hm2，居世界第2位[1]。其中約78%的草地分布于我國北部地區(qū)，以溫性典型草原為主，面積達2.66×107hm2。針茅草作為北方典型草原的主要建群種，是我國北方草原畜牧業(yè)所依賴的重要飼用植物之一。但針茅草在結實后期的芒針常會刺入家畜皮毛、口腔黏膜和腹下皮膚，造成皮張穿孔，引起口腔潰瘍，影響羊皮及羊毛的質量，甚至會造成家畜發(fā)病或死亡[2]，畜產品質量嚴重下降，畜牧業(yè)生產蒙受巨大損失。因此，在以針茅草為主的天然牧草利用過程中，如何解決針茅草芒針對家畜的危害是生產實踐亟待解決的重大難題。李青豐等[3]從針茅草植物的繁衍角度論證了前人火燒、生物防治、耕翻等一系列防除針茅草芒針的策略大都不可取。實踐也證明目前已有的防除針茅草芒針的做法都沒有從根本上解決其對家畜的危害。成型草產品加工可有效提高飼草利用轉化率，使營養(yǎng)均衡且穩(wěn)定。針茅草經成型加工后，其芒針被破除，可將芒針對家畜皮、毛、口腔等部位的危害降到最低，且芒針的蛋白質也得到了有效保存及利用，針茅草整體的營養(yǎng)物質含量及飼喂價值得到提高。衡量草產品飼用價值的重要手段是研究其營養(yǎng)物質含量及其被家畜消化利用程度。瘤胃是反芻動物營養(yǎng)消化的一個極其重要的器官。大量研究結果表明，飼草粉碎、制成顆粒或草塊等加工處理，都會使瘤胃發(fā)酵類型發(fā)生變化。飼草粉碎或制成顆粒飼喂，家畜分泌的堿性唾液變少，瘤胃內的微生物活性增強，揮發(fā)性脂肪酸濃度增加，pH下降[4]。充分開發(fā)和利用針茅草這一優(yōu)良牧草資源，開展針茅草的加工，研究不同加工方式針茅草對瘤胃內環(huán)境的影響，掌握其變化規(guī)律并實施有效調控，使營養(yǎng)物質的利用率達到最大化，能夠產生非常大的經濟效益，具有重大意義。本研究旨在探索破除針茅草芒針對家畜危害的合理加工利用方式，通過對比不同加工方式針茅草對綿羊瘤胃內環(huán)境的影響，確定最適飼喂的針茅草形態(tài)，為合理利用針茅草地資源，解決芒針對家畜危害難題，科學利用針茅草飼養(yǎng)家畜，指導廣大農牧民生產實踐提供科學的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗時間與地點

試驗于2015年8—10月在內蒙古農牧業(yè)科學院進行。

1.2 試驗材料

針茅草原料來自內蒙古自治區(qū)錫林浩特市西烏珠穆沁旗巴彥花鎮(zhèn)的打草場(以大針茅草和克氏針茅草為主)，取處于成熟期的全株針茅草樣(株高25～35 cm)。于2015年8月23日至9月8日在錫林浩特市毛登牧場智圣生物科技有限責任公司加工針茅草粉和草顆粒，在錫林浩特市草都農牧業(yè)發(fā)展有限責任公司加工針茅草塊。膨潤土添加量3%。草粉粉碎粒度為6 mm，草顆粒和草塊加工工藝參數(shù)分別見表1和表2，不同加工方式針茅草營養(yǎng)水平見表3。

表1 草顆粒加工工藝參數(shù)

表2 草塊加工工藝參數(shù)

表3 不同加工方式針茅草營養(yǎng)水平(干物質基礎)

1.3 試驗動物及飼養(yǎng)管理

選擇體況良好、1.5～2.0歲、體重為(45±2) kg、安裝有永久性瘤胃瘺管的烏珠穆沁羯羊48只，單籠飼養(yǎng)。試驗期間，分別于每天09:00和17：00對試驗綿羊飼喂2次，確保綿羊自由采食，自由飲水和舔食鹽磚。嚴格記錄每天的飼喂量及剩料量。每日按時清理圈舍，保持圈舍清潔。

1.4 試驗設計

采用單因素試驗設計，將48只烏珠穆沁羊隨機分為4組，每組12只，用不同編號的耳號進行標記，對照(CK)組飼喂針茅干草(不進行任何加工處理)，試驗1組飼喂針茅草顆粒，試驗2組飼喂針茅草塊，試驗3組飼喂針茅草粉。預試期10 d，正試期7 d。

1.5 樣品采集及處理

1.5.1 草樣和糞樣收集

從正試期第1天起，首次飼喂之前，把由尼龍袋制成的收糞袋固定在試驗羊的尾部周圍，每次飼喂之前準確收集并稱量每種類型草產品的剩料量，計算每只羊1 d的采食量，并于每天17:00及次日09:00收集袋中糞樣，二者混合后稱重(即前1天的排糞量)。將草樣及糞樣攤曬風干。用相同方法連續(xù)收集5 d。待試驗結束后，將5 d收集的草產品及糞樣分別均勻混合后，按四分法取混合樣，各類草產品和糞樣各取100 g風干樣，貯于樣品瓶中,備分析其營養(yǎng)物質含量。

1.5.2 瘤胃液采集

正試期第7天，09:00飼喂，分別在食前1 h以及食后1、3、5、7 h，通過瘺管從試羊瘤胃中抽取瘤胃液50 mL，立即測定pH。然后用4層紗布過濾，收集于采樣瓶，并按瘤胃液容積的1/100加入飽和氯化汞(HgCl2)溶液，放入冰箱(-20 ℃)中冷凍保存，用于測定瘤胃液中的總氮、氨氮、尿素氮和揮發(fā)性脂肪酸濃度。

1.6 測定指標

1.6.1 營養(yǎng)物質含量

采用實驗室常規(guī)分析方法測定樣品中干物質(DM)、粗蛋白質(CP)、中性洗滌纖維(NDF)、酸性洗滌纖維(ADF)含量[5]。

干物質含量：烘箱(105±2) ℃條件下，烘至恒質量稱重；CP含量：參照GB/T 6432—94利用FOSS Kjeltec 8400全自動凱氏定氮儀測定；NDF和ADF含量：用Ankom 220型纖維分析系統(tǒng)進行測定。

1.6.2 干物質采食與消化

干物質采食量=干物質飼喂量-干物質剩余量。

干物質表觀消化率采用全收糞法[6]測定，計算公式如下：

干物質表觀消化率(%)=100×(1-S/F)。

式中：S為飼糧中干物質的量；F為糞便中干物質的量。

1.6.3 瘤胃內環(huán)境

瘤胃液pH用雷磁PHS-2F型酸度計測定；總氮濃度用凱氏定氮法測定；氨態(tài)氮濃度按馮宗慈改進的比色法測定[7]；尿素氮濃度采用二乙酰一肟法測定；從總氮中扣除氨氮和尿素氮，得到總可利用氮；揮發(fā)性脂肪酸濃度用日本島津GC-7A氣相色譜儀進行測定，色譜柱為Nukol毛細管柱(30 m×0.32 mm×0.25 μm)。測定條件：進樣口溫度220 ℃，壓力100 kPa，載氣(N2)流量75 mL/min,分流比20∶1，進樣量1 μL，柱溫初始溫度60 ℃，然后以20 ℃/min升溫速率升至190 ℃，保持3 min，火焰氫離子檢測器(FID)溫度為250 ℃，氫氣70 mL/min,空氣50 mL/min[8]。

1.7 數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)用平均值±標準差表示，采用SAS 9.2統(tǒng)計軟件中的one-way ANOVA過程進行單因素方差分析。

2 結 果

2.1 不同加工方式針茅草對綿羊干物質采食量和表觀消化率的影響

由表4可知，試驗1組的干物質采食量顯著高于其他組(P<0.05)，試驗3組的干物質采食量最低。試驗3組的干物質排泄量顯著高于試驗1組(P<0.05)，與其他2組無顯著差異(P>0.05)。試驗1組的干物質表觀消化率與試驗2組差異不顯著(P>0.05)，但是顯著高于其他組(P<0.05)。

表4 不同加工方式針茅草對綿羊干物質采食量和干物質表觀消化率的影響

同列數(shù)據(jù)肩標無字母或相同字母表示差異不顯著(P>0.05)，不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)。下表同。

In the same column, values with no letter or the same letter superscripts mean no significant difference (P>0.05), while with different small letter superscripts mean significant difference (P<0.05). The same as below.

2.2 不同加工方式針茅草對綿羊瘤胃液pH的影響

由表5可知，4組瘤胃液pH在6.51～7.14變動，除試驗3組瘤胃液pH在食后5～7 h一直呈下降趨勢外，其他組瘤胃液pH在采食前后的變化規(guī)律大致相同，即食后1 h下降到最低值，隨后逐漸上升。試驗1組的瘤胃液pH在食后1 h顯著低于其他組(P<0.05)。

表5 不同加工方式針茅草對綿羊瘤胃液pH的影響

2.3 不同加工方式針茅草對綿羊瘤胃液氮濃度的影響

由表6可知，各組試驗羊的瘤胃液總氮濃度在235.74～300.38 mg/dL呈波動性變化，除食后3 h外，各時間點的瘤胃液總氮濃度在各組間差異不顯著(P>0.05)。隨時間延長，各組瘤胃液氨氮濃度在11.34～35.99 mg/dL呈先升高后降低的變化趨勢，各組均為食后1 h瘤胃液氨氮濃度顯著高于其他時間點(P<0.05)，食后3 h瘤胃液氨氮濃度顯著高于食后5、7 h，而食后5、7 h各組間均無顯著變化(P>0.05)。各組瘤胃液尿素氮濃度在219.44～266.87 mg/dL均呈現(xiàn)先升高后降低的變化趨勢，食后1和5 h顯著高于食后3 h(P<0.05)，與其他時間點無顯著差異(P>0.05)。4組中，試驗1組的瘤胃液總氮、氨氮、總可利用氮濃度在各時間點均最高，而試驗3組在各時間點均最低。

表6 不同加工方式針茅草對瘤胃液氮濃度的影響

續(xù)表6采食時間Feedingtime組別Groups總氮Totalnitrogen氨氮Ammonianitrogen尿素氮Ureanitrogen總可利用氮Totalavailablenitrogen食后7h7hafterfeedingCK262．75±15．02a12．35±0．75c250．84±8．44a0．28±0．02c1268．14±11．20a13．83±0．66c254．01±9．21ab0．34±0．03c2265．83±24．59ab12．73±0．66c252．59±8．30a0．32±0．08b3260．48±7．77ab11．34±0．86c248．71±6．88a0．26±0．05b

2.4 不同加工方式針茅草對綿羊瘤胃液揮發(fā)性脂肪酸濃度的影響

由表7可知，試驗1組的瘤胃液總揮發(fā)性脂肪酸(TVFA)濃度、乙酸和丙酸含量顯著高于試驗3

組和CK組(P<0.05)，與試驗2組無顯著差異(P>0.05)。試驗1組丁酸含量、乙酸/丙酸顯著低于試驗3組和CK組(P<0.05)，與試驗2組無顯著差異(P>0.05)。

表7 不同加工方式針茅草對綿羊瘤胃液揮發(fā)性脂肪酸含量的影響

3 討 論

3.1 不同加工方式針茅草對綿羊干物質采食量及表觀消化率的影響

飼草的種類、特性、物理形態(tài)是影響反芻動物采食、消化的重要因素。而草產品在粉碎粒度、形態(tài)結構等加工方式的不同，也導致綿羊對其采食及消化率有所差異。Knaus等[9]報道，將飼草顆?；罂捎行岣咦杂刹墒沉亢蛣游锷a效率。本試驗中，草顆粒的干物質采食量和表觀消化率顯著高于其他加工方式的針茅草，是由于草顆粒加工過程將芒針粉碎，極大地避免了芒針對綿羊口腔、消化道及皮膚的傷害，且經高溫加熱加壓后具有糊香味，從而有效地改善了針茅草的適口性；而草粉的粉碎粒度太小，易吸入綿羊呼吸道，不利于綿羊吞咽、反芻和消化，導致采食量低下，而且草粉通過瘤胃速率太快，致使微生物消化作用時間減少，從而降低了其消化率。這與Yansari等[10]的研究結果一致。Beauchemin等[11]、馬冬梅等[12]在山羊上的試驗結果也表明，適宜大小的飼糧顆粒才能顯著提高飼糧的采食量及消化率。

3.2 不同加工方式針茅草對綿羊瘤胃液pH和VFA濃度的影響

瘤胃液pH是反映瘤胃發(fā)酵狀況的基本指標。正常變化范圍在5.5～7.5，呈現(xiàn)有規(guī)律的變動，一般采食后2～6 h達到最低值[13-14]，受飼糧結構與營養(yǎng)水平的影響[15-16]。本試驗中各組綿羊的瘤胃液pH在6.51～7.14波動，均處于正常范圍，綿羊采食后，pH先降低后又逐漸升高至采食前水平，變化規(guī)律與鄭琛[17]的研究結果相符。CK組的pH稍高，是由于針茅干草的纖維含量高，綿羊采食和反芻所需時間長，進入瘤胃的唾液就會增加，瘤胃內緩沖物質也相應增加。瘤胃液pH在正常范圍內波動，說明綿羊瘤胃有穩(wěn)定的緩沖系統(tǒng)，發(fā)酵環(huán)境良好。飼糧物理形態(tài)對瘤胃液VFA濃度也有影響，李勇等[18]研究表明，當僅飼喂飼草時，磨碎或制成顆粒均會導致乙酸/丙酸的顯著變化。本試驗草顆粒、草塊處理的TVFA濃度、乙酸和丙酸含量高于干草和草粉處理，其丁酸濃度和乙酸/丙酸低于干草和草粉處理，飼喂草顆粒和草塊時，因采食量顯著高于干草和草粉處理，食糜在瘤胃中滯留時間延長，導致?lián)]發(fā)性脂肪酸濃度升高，這與張彩英等[19]的研究結果一致。而Rezaeian等[20]報道，給綿羊飼喂紫花苜蓿草粉或顆粒時，對綿羊瘤胃液揮發(fā)性脂肪酸濃度和比例沒有影響，與本試驗結果不符，可能與飼草的特性不同有關。

3.3 不同加工方式針茅草對綿羊瘤胃液氮濃度的影響

瘤胃液中總氮包括氨氮、尿素氮、微生物蛋白氮、飼料中可溶解蛋白氮及唾液蛋白氮等，氨基酸和氨氮含量相對較多，能一定程度反映氮代謝水平。飼糧中蛋白質含量及降解率對其有直接影響，飼糧在瘤胃中滯留時間與其有也密切關系[21]。本試驗中，除食后3 h外，各時間點的瘤胃液總氮濃度在各組間差異不顯著，但草顆粒處理高于其他3組，這是由于綿羊對草顆粒的采食量比其他組高，導致其瘤胃液總氮濃度較高。

瘤胃液氨氮是飼糧中蛋白氮和非蛋白氮降解的終產物，反映了特定飼糧組成下，瘤胃中蛋白質降解與合成之間的平衡關系，其濃度變化與飼糧蛋白質含量、降解率以及碳水化合物特性和能量釋放特點有關[22-23]。鄭琛[17]研究表明，瘤胃液氨氮濃度在食后1 h上升達到最大，食后3 h出現(xiàn)下降，之后持續(xù)下降，變化趨勢與的本試驗研究結果相符。適宜的氨氮濃度有利于微生物蛋白的合成，而微生物生長對氨氮濃度耐受的臨界范圍為6～30 mg/dL，其最佳氨氮濃度為6.3～27.5 mg/dL[16,19]。本試驗各組試驗羊瘤胃液氨氮濃度平均值為16.66～20.35 mg/dL，處于最佳范圍內，說明試驗飼草形態(tài)、蛋白質含量及降解特性等均較合理。草顆粒處理的氨氮濃度各時間點平均值為20.35 mg/dL，接近理論最適宜值。

瘤胃液總可利用氮濃度可一定程度上反映瘤胃液中氨被瘤胃微生物利用的狀況[22,24]。草顆粒組試驗綿羊瘤胃液總可利用氮濃度顯著高于其他組，與其瘤胃液pH較低、氨氮濃度較高，有利于瘤胃微生物的合成作用有關。干草和草粉組的綿羊瘤胃液總可利用氮濃度較低，這與食糜在試驗綿羊瘤胃中停留時間短，不利于瘤胃微生物的合成作用有關。

4 結 論

① 針茅草顆粒的干物質采食量及表觀消化率較好。

② 飼喂針茅草顆粒的綿羊瘤胃液pH較低，總氮濃度較高，氨氮、總可利用氮濃度增加，TVFA濃度較高,瘤胃發(fā)酵指標均較優(yōu)。

③ 綜合上述各項指標，針茅草顆粒是4種加工方式的針茅草中飼喂綿羊的最佳利用形態(tài)。

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*Corresponding author, professor, E-mail: jys_nm@sina.com

(責任編輯 王智航)

Effects ofStipacapillataLinn. with Different Processing Methods on Intake and Digestion of Dry Matter and Rumen Environment of Sheep

LI Changchun1FAN Wenqiang1SUN Lin2Gegentu1CHENG Qiming1JIA Yushan1*
(1.KeyLaboratoryofGrasslandResourcesofMinistryofEducation,CollegeofGrasslandResourcesandEnvironment,InnerMongoliaAgriculturalUniversity,Hohhot010019,China)

This research aims to study effects ofStipacapillataLinn. with different processing methods on intake and digestion of dry matter (DM) and rumen environment of sheep. Forty-eight Ujimqin sheep wethers with similar body weight [(45±2) kg] and age (1.5 to 2.0 years of age) fitted with permanent rumen fistula were randomly divided into 4 groups, and each group had twelve sheep. The effects of four processing methods ofStipacapillataLinn. on DM intake and apparent digestibility, and pH, total nitrogen, ammonia nitrogen, total available nitrogen, volatile fatty acid concentrations in rumen fluid were determined. The pre-trial lasted for 10 d, and the trial lasted for 7 d. The results showed as follows: 1) DM intake and apparent digestibility ofStipacapillataLinn. particles were significantly higher than the other groups(P<0.05). 2) After feeding for 1 h, rumen fluid of sheep fedStipacapillataLinn. particles had a significantly decreased pH (P<0.05), and increased concentrations of total nitrogen, ammonia nitrogen and total available nitrogen. 3) Total volatile fatty acids concentration ofStipacapillataLinn. particles was significantly higher than that ofStipacapillataLinn. hay andStipacapillataLinn. grass meal (P<0.05). From the research, it can be concluded that the DM intake and apparent digestibility, and ruminal fermentation parameters of sheep fedStipacapillataLinn. particles were better， which is the optimal shape to feed sheep.[ChineseJournalofAnimalNutrition, 2017, 29(5)：1560-1566]

StipacapillataLinn.; grass particle; sheep; rumen environment

10.3969/j.issn.1006-267x.2017.05.014

2016-11-11

農業(yè)部公益性行業(yè)項目“干旱牧區(qū)天然打草場培育及利用技術研究與示范”(201303060)；公益性行業(yè)(農業(yè))科研專項“飼草青貯工藝技術及配套設施裝備的研究與示范”(201303061)

李長春(1982—)，男，內蒙古呼和浩特人，博士研究生，研究方向為牧草加工與生產。E-mail： nmlcc19820320@163.com

*通信作者：賈玉山，教授，博士生導師，E-mail: jys_nm@sina.com

S816

A

1006-267X(2017)05-1560-07