北京市周邊地區(qū)奶牛場玉米青貯飼料瘤胃降解特性對比分析

張 婕 童津津 楊德蓮 蔣琦暉 蔣林樹* 熊本海

(1. 北京農(nóng)學(xué)院動物科技學(xué)院，奶牛營養(yǎng)學(xué)北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 102206；2.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所，北京 100193)

眾所周知，粗飼料的品質(zhì)與奶牛的健康及泌乳性能密切相關(guān)[1]，及時準(zhǔn)確分析這些飼料的瘤胃降解率十分必要。粗飼料占奶牛飼糧的40%～70%，對維持奶牛正常生理功能和泌乳水平具有重要的作用。而粗飼料中干物質(zhì)(DM)和中性洗滌纖維(NDF)又有著影響奶牛飼料利用率、影響奶牛乳脂率的作用，提高飼糧中DM尤其是纖維素的含量可以提高牛奶的乳脂率[2-3]。由此可見，粗飼料的品質(zhì)與奶牛的生產(chǎn)性能息息相關(guān)?，F(xiàn)如今北京市地區(qū)尤其是遠(yuǎn)郊區(qū)縣也建立了很多規(guī)模化奶牛場，這些奶牛場自行對玉米青貯飼料進(jìn)行配比。大量研究證明，玉米青貯飼料的品質(zhì)與玉米的收獲期、產(chǎn)地均有著密不可分的關(guān)系[4-5]。因此根據(jù)生產(chǎn)工藝、玉米原料的不同，各奶牛場所生產(chǎn)的玉米青貯飼料品質(zhì)可能存在著較大差異，而這些差異是否會對其在奶牛瘤胃中的降解產(chǎn)生影響，從而影響奶牛的生理功能和泌乳水平也成為一個有待研究的問題。本試驗(yàn)通過對北京市周邊地區(qū)奶牛場生產(chǎn)的玉米青貯飼料DM和NDF的瘤胃降解特性進(jìn)行對比分析，為合理測評北京市周邊地區(qū)玉米青貯飼料品質(zhì)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)在位于北京市的某奶牛場進(jìn)行，于2016年11月1日開始，2016年11月15日結(jié)束，為期15 d。預(yù)先從北京市周邊地區(qū)收集玉米青貯飼料樣品，調(diào)研的奶牛場所在地為北京市昌平區(qū)、延慶區(qū)和房山區(qū)。每區(qū)隨機(jī)選擇3家200頭以上規(guī)模化奶牛場，進(jìn)行現(xiàn)場玉米青貯飼料采樣，用塑封袋裝好并記錄，當(dāng)天運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行后續(xù)處理。用KDN-BI定氮儀測定粗蛋白質(zhì)含量，用ANKOM200I型全自動纖維分析儀測定中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量，用乙醚抽提法測定粗脂肪含量，粗灰分和干物質(zhì)含量測定方法參照文獻(xiàn)[6]。65 ℃烘干至恒重，制成烘干樣品。然后將烘干樣品過1 mm孔篩，裝入自封袋內(nèi)備用。本試驗(yàn)選用300目的尼龍布，制成13 cm×8 cm的尼龍袋，用尼龍線縫雙道。將制好的尼龍袋標(biāo)號后放入65 ℃烘箱中烘至恒重，冷卻后稱重，記錄初始質(zhì)量，裝在塑封袋中備用。準(zhǔn)確稱取3.5 g樣品放入已知質(zhì)量的尼龍袋，用橡皮筋固定。每牛頭在同一時間點(diǎn)設(shè)2個重復(fù)袋。將同一時間點(diǎn)不同樣品的2種不同的青貯飼料綁于一根微硬的塑料管下端，用尼龍線扎緊。試驗(yàn)于晨飼前展開，按“依次投入，同時取出”的原理，在試驗(yàn)結(jié)束前的4、8、12、24、48、72 h分別將尼龍袋投放進(jìn)瘤胃，并于試驗(yàn)開始72 h后同時取出。將取出的樣品及0 h未投入瘤胃的樣品，一起浸入水中沖洗，洗至水流變清，停止發(fā)酵。將沖洗干凈的尼龍袋放入烘箱65 ℃烘烤至恒重并稱重記錄。將烘干恒重的尼龍袋中的殘余樣品磨碎，過1 mm篩孔，分別測定DM和NDF的含量。

DM含量測定采用恒溫干燥法。將干凈的恒重鋁盒放入烘箱，105 ℃條件下烘干4 h，取出后放入干燥器中冷卻30 min后稱重，記為m1。準(zhǔn)確稱取1 g待測樣品，記為m2，盒蓋虛掩，放入烘箱，105 ℃條件下加熱干燥4 h，取出后放入干燥器冷卻30 min后稱重，記為m3。DM含量計(jì)算公式如下:

DM=[(m3-m1)/(m2-m1)] 100。

NDF含量使用ANKOM-2000I全自動纖維分析儀來測定。

1.2 飼養(yǎng)管理

試驗(yàn)選用3頭裝有永久性瘤胃瘺管的健康荷斯坦奶牛，體型相近，健康狀況良好。每日08：00和18：00飼喂全混合日糧，自由采食、飲水，栓養(yǎng)。基礎(chǔ)飼糧組成及營養(yǎng)水平見表1。

表1 基礎(chǔ)飼糧組成及營養(yǎng)水平(干物質(zhì)基礎(chǔ))

1)預(yù)混料為每千克飼糧提供The premix provided the following per kg of the diet：Fe 1 400 mg，Cu 800 mg，Mn 1 200 mg，Zn 3 300 mg，Se 30 mg，I 70 mg，Co 20 mg，VA 1 100 000 IU，VD 330 000 IU，VE 3 000 IU。

2)泌乳凈能為計(jì)算值，其他營養(yǎng)水平為實(shí)測值。ME was a calculated value, while other nutrient levels were measured values.

1.3 測定指標(biāo)

參照?rskov等[7]提出的瘤胃動力學(xué)數(shù)學(xué)指數(shù)模型計(jì)算瘤胃降解特性指標(biāo)。計(jì)算公式為：

Y=a+b(1-e-ct)；有效降解率=a+b×c/(c+k)。

式中：Y為尼龍袋在瘤胃中滯留t時間(h)后的某一營養(yǎng)成分降解率(%)；a為快速降解部分(%)；b為慢速降解部分(%)；c為慢速降解部分降解的速率常數(shù)(%/h)；k為瘤胃外流速率，其值為k=0.046%/h[8]。

1.4 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SAS 9.2軟件中的PROC GLM of SAS模型進(jìn)行分析，采用Tukey多重比較法檢驗(yàn)各組平均值間的差異。差異極顯著定義為P<0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 北京市周邊地區(qū)奶牛場玉米青貯飼料的營養(yǎng)成分

由表2可以看出，北京市周邊地區(qū)不同奶牛場的玉米青貯飼料的各營養(yǎng)成分含量變化較大。房山區(qū)2號奶牛場玉米青貯飼料的DM含量最高，為31.3%，昌平區(qū)3號奶牛場最低，僅為25.1%；昌平區(qū)1號奶牛場玉米青貯飼料的粗脂肪含量最高，為5.9%，延慶區(qū)1號奶牛場最低，為3.3%；延慶區(qū)3號奶牛場玉米青貯飼料的粗蛋白質(zhì)含量最高，為10.2%，房山區(qū)2號奶牛場最低，僅為6.8%；延慶區(qū)1號奶牛場玉米青貯飼料的ADF含量最高，為39.9%，房山區(qū)3號奶牛場最低，僅為28.5%；昌平區(qū)3號奶牛場玉米青貯飼料的NDF含量最高，高達(dá)52.6%，房山區(qū)2號奶牛場最低，為42.1%。

北京市周邊地區(qū)不同牛場的玉米青貯飼料中，房山區(qū)的奶牛場的DM含量平均值最高，但NDF和ADF含量的平均值最低，昌平區(qū)和延慶區(qū)的奶牛場DM含量平均值相近，延慶區(qū)的奶牛場的ADF含量平均值最高，昌平區(qū)的奶牛場的NDF含量平均值最高。

表2 北京市周邊地區(qū)奶牛場玉米青貯飼料的營養(yǎng)成分(干物質(zhì)基礎(chǔ))

2.2 玉米青貯飼料的DM瘤胃降解特性

由表3可以看出，延慶區(qū)1號奶牛場在4、8、24、48和72 h的DM瘤胃降解率均高于其他8個牛場，房山區(qū)2號奶牛場在各個時間點(diǎn)的DM瘤胃降解率均低于其他各牛場。延慶區(qū)1號奶牛場的玉米青貯飼料72 h DM瘤胃降解率最高，昌平區(qū)3號奶牛場次之，二者差異不顯著(P>0.05)。

綜合來看，北京市周邊地區(qū)，昌平區(qū)奶牛場的玉米青貯飼料的DM瘤胃降解率最高，其次是延慶區(qū)奶牛場，而房山區(qū)奶牛場的玉米青貯飼料的DM瘤胃降解率最低。

由表4可以看出，DM快速降解部分含量最高的為昌平區(qū)2號奶牛場，達(dá)到了18.99%，其次為昌平區(qū)1號奶牛場和延慶區(qū)1號奶牛場，其DM快速降解部分含量分別達(dá)到了18.03%和17.86%。然而，房山區(qū)1號奶牛場的DM快速降解部分含量最低，只有6.83%。DM的有效瘤胃降解率以昌平區(qū)2號奶牛場最高，有38.47%，其次為延慶區(qū)3號奶牛場，降解率達(dá)到了34.36%，而最低的房山區(qū)3號奶牛場只有28.91%，顯著低于昌平區(qū)2號奶牛場(P<0.05)。

昌平區(qū)、延慶區(qū)和房山區(qū)奶牛場的玉米青貯飼料DM有效降解率平均值以昌平區(qū)最高，其次延慶區(qū)，房山區(qū)最低。

表3 玉米青貯飼料干物質(zhì)瘤胃降解率

同列數(shù)據(jù)肩標(biāo)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.

表4 玉米青貯飼料干物質(zhì)瘤胃降解參數(shù)

2.3 玉米青貯飼料的NDF瘤胃降解特性

由表5可以看出，NDF的瘤胃降解率在4～24 h上升緩慢，在24～48 h上升明顯加快，48～72 h變化有所減緩，可見玉米青貯飼料中NDF的快速降解集中在24～48 h。在4、8、12、24和72 h，延慶區(qū)1號奶牛場的玉米青貯飼料NDF瘤胃降解率最高，而房山區(qū)1號奶牛場的玉米青貯飼料NDF降解率最低，二者之間差異顯著(P<0.05)。

綜合來看，北京市周邊地區(qū)，延慶區(qū)的奶牛場的玉米青貯飼料的NDF瘤胃降解率最高，其次是昌平區(qū)的奶牛場，而房山區(qū)的奶牛場最低。

由表6可以看出，NDF快速降解部分含量最高的為昌平區(qū)3號奶牛場，達(dá)到了10.92%，其次為昌平區(qū)2號奶牛場和延慶區(qū)1號奶牛場，分別達(dá)到了10.76%和7.82%。房山區(qū)2號奶牛場的NDF快速降解率最低，只有3.16%。NDF的有效瘤胃降解率以延慶區(qū)1號奶牛場最高,達(dá)到了30.18%，而最低的房山區(qū)2號奶牛場只有19.63%，二者之間差異顯著(P<0.05)。

綜合來看,北京市昌平區(qū)、延慶區(qū)和房山區(qū)的玉米青貯飼料NDF有效降解率以延慶區(qū)為最高，昌平區(qū)次之，房山區(qū)最低。

表5 玉米青貯飼料中性洗滌纖維瘤胃降解率

表6 玉米青貯飼料中性洗滌纖維瘤胃降解參數(shù)

3 討 論

本試驗(yàn)中，隨著培養(yǎng)時間的延長，玉米青貯飼料DM的瘤胃降解率一直緩慢升高。類似地，前人得出相似的研究結(jié)果，不同奶牛場玉米青貯飼料DM的瘤胃動態(tài)降解模型趨勢相同[9-11]。然而，本試驗(yàn)中檢測出的DM有效降解率均低于趙天章等[11]的結(jié)果，這可能是由試驗(yàn)時間和試驗(yàn)動物個體差異引起的。本試驗(yàn)中，北京市周邊地區(qū)的奶牛場以昌平區(qū)的奶牛場DM有效降解率最高，但昌平區(qū)奶牛場的玉米青貯飼料中DM含量并不是最高的，該含量最高的房山區(qū)反而是DM有效降解率最低，這說明了玉米青貯飼料中DM含量與DM在奶牛瘤胃中的降解率不存在線性關(guān)系，僅僅增加DM在玉米青貯飼料中的含量并不能使DM的瘤胃降解率增加。

NDF的攝入可以刺激奶牛分泌唾液加速反芻，而且提高NDF的瘤胃降解率能顯著增加奶牛DM采食量和產(chǎn)奶量[9,12-13]。NDF主要由纖維素、半纖維素和木質(zhì)素構(gòu)成，其中木質(zhì)素不能被微生物利用[14-15]，所以NDF組成也會影響到其在瘤胃中的降解率。本試驗(yàn)中，延慶區(qū)1號奶牛場的玉米青貯飼料NDF有效降解率最高，達(dá)到30.18%，而NDF有效降解率最低的是房山區(qū)2號奶牛場，降解率僅為19.63%。前24 h NDF的瘤胃降解率呈緩慢上升趨勢，到24～48 h時可以看出NDF的瘤胃降解率上升較快，說明了NDF在瘤胃中的降解主要發(fā)生在24 h之后。北京市周邊地區(qū)奶牛場以延慶區(qū)奶牛場的NDF有效降解率最高，但昌平區(qū)奶牛場玉米青貯飼料中的NDF含量要高于延慶區(qū)的奶牛場。由此可見，一味增加NDF在玉米青貯飼料中的含量無法提高NDF的瘤胃降解率。

眾所周知，奶牛的采食量與產(chǎn)奶量有著一定的聯(lián)系，采食量是維持奶牛自身機(jī)體功能和保證產(chǎn)奶量前提[3]。據(jù)報道，調(diào)整飼糧精粗比，提高飼糧DM尤其粗纖維的采食量，可以提高奶牛的泌乳性能[12]。根據(jù)本試驗(yàn)的結(jié)果，建議房山區(qū)的奶牛場在為奶牛制作玉米青貯飼料時，可以適當(dāng)降低DM的含量，而延慶區(qū)的奶牛場則應(yīng)當(dāng)適當(dāng)提高玉米青貯飼料中DM的含量。奶牛飼糧中的纖維素含量會影響瘤胃飼料的流通速率和有效消化率[16-17]，而且使牛產(chǎn)生飽腹感，從而抑制采食量的增加[18-20]。纖維素來自飼糧中的牧草，主要是由苜蓿、禾本科牧草和玉米青貯飼料提供[21]。奶牛利用植物細(xì)胞壁中的纖維素、半纖維素以及果膠等成分，在奶牛瘤胃中變成揮發(fā)性脂肪酸為奶牛供能。根據(jù)本試驗(yàn)的結(jié)果，昌平區(qū)的奶牛場可以適當(dāng)降低奶牛玉米青貯飼料中NDF的含量，而延慶區(qū)的奶牛場則應(yīng)當(dāng)適當(dāng)增加奶牛玉米青貯飼料中NDF的含量。

通過對比北京市周邊地區(qū)奶牛場的玉米青貯飼料成分及DM和NDF的瘤胃降解率可以發(fā)現(xiàn)，北京市周邊地區(qū)奶牛場在玉米青貯飼料的制作方面仍然存在問題，各牛場可以根據(jù)本試驗(yàn)提供的結(jié)果及各牛場自身的實(shí)際情況適當(dāng)調(diào)整玉米青貯飼料中DM和NDF的比例，以提高奶牛瘤胃降解率，進(jìn)而提高奶牛的生產(chǎn)性能。除調(diào)整奶牛玉米青貯飼料飼糧中的DM和NDF含量外，還應(yīng)當(dāng)注意制作玉米青貯飼料的原料。目前我國青貯飼料大部分采用的是玉米秸稈，極少采用全株玉米進(jìn)行青貯的。崔淘氣[22]使用玉米秸稈青貯與全株玉米青貯飼料飼喂奶牛的研究結(jié)果顯示，除了精飼料要營養(yǎng)全面、合理搭配外，還要為奶牛供給優(yōu)質(zhì)的粗飼料，利用全株玉米青貯飼料飼喂奶牛，奶牛的DM、NDF瘤胃消化率均優(yōu)于去穗玉米秸稈青貯。不僅如此，全株玉米青貯飼料還提高了飼料的適口性及營養(yǎng)價值[22]。建議北京市周邊地區(qū)各奶牛場可根據(jù)以上研究成果，使用全株青貯玉米代替去穗玉米秸稈青貯作為制作玉米青貯飼料的原料，在優(yōu)化飼糧配方的基礎(chǔ)上，提高青貯原料的質(zhì)量，提高玉米青貯飼料中DM及NDF的瘤胃降解率率，進(jìn)一步提高奶牛的泌乳性能。

4 結(jié) 論

① 北京市周邊地區(qū)不同奶牛場間使用的玉米青貯飼料中DM降解率存在顯著性差異，其中昌平區(qū)奶牛場玉米青貯飼料的DM瘤胃降解率最高，達(dá)到了38.47%；房山區(qū)奶牛場玉米青貯飼料的DM瘤胃降解率最低，僅為28.91%。

② 北京市周邊地區(qū)不同奶牛場的玉米青貯飼料中的NDF降解率差異顯著，其中延慶區(qū)3個奶牛場玉米青貯飼料的NDF瘤胃降解率最高達(dá)到了30.18%；房山區(qū)3個奶牛場玉米青貯飼料的NDF瘤胃降解率最低，僅為19.63%。

[1] 朱雯.粗料來源對奶牛乳蛋白前體物生成與生產(chǎn)性能的影響與機(jī)制研究[D].博士學(xué)位論文.杭州:浙江大學(xué),2013.

[2] 薩其仍貴,李九月,喬永明,等.奶牛幾種常用粗飼料干物質(zhì)和纖維物質(zhì)瘤胃降解率的研究[J].當(dāng)代畜禽養(yǎng)殖業(yè),2009(4):18-22.

[3] 鄭瑞波,王志剛,于世浩.影響奶牛乳脂率的因素及提高措施[J].中國奶牛,2006(7):57-58.

[4] 苗樹君,曲永利,楊柳,等.不同收獲期玉米青貯營養(yǎng)成分在奶牛瘤胃內(nèi)降解率的研究[J].動物營養(yǎng)學(xué)報,2007,19(2):172-176.

[5] 李洋,李春雷,趙洪波,等.不同產(chǎn)地全株玉米青貯飼料青貯的瘤胃降解特性與小腸消化率的研究[J].動物營養(yǎng)學(xué)報,2015,27(5):1641-1649.

[6] 常肖肖,張議夫,趙士萍,等.茶皂素對奶牛免疫功能的影響[J].動物營養(yǎng)學(xué)報,2017,29(3):1039-1045.

[7] ?RSKOV E R,MCONALD I.The cstimation of protein degradability in the rumen from incubation measurements weighted according to rate of passage[J].The Journal of Agricultural Science,1979,92(2):499-503.

[8] KRIZSAN S J, AHVENJRVI S,VOLDEN H,et al.Estimation of rumen outflow in dairy cows fed grass silage-based diets by use of reticular sampling as an alternative to sampling from the omasal canal[J].Journal of Dairy Science,2010,93(3):1138-1147.

[9] 李志強(qiáng).苜蓿干草等幾種粗飼料的營養(yǎng)價值比較[J].河南畜牧獸醫(yī),2002,23(12):27.

[10] POLAN C E,CUMMINS K A,SNIFFEN C J,et a1.Responses of dairy COWS to supplemental rumen-protected forms of methionine and lysine[J].Journal of Dairy Science,1991,74(9):2997-3013.

[11] 趙天章.奶牛主要飼料原料蛋白質(zhì)和纖維物質(zhì)瘤胃降解規(guī)律的研究[D].碩士學(xué)位論文.呼和浩特:內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué),2007:45.49.

[12] 劉太宇,李夢云,聶芙蓉,等.黃河灘區(qū)2種豆科牧草不同生育期氨基酸瘤胃降解特性的研究[J].草業(yè)學(xué)報,2009,18(1):105-111.

[13] 莫放,馮仰廉.常用飼料蛋白質(zhì)在瘤胃的降解率[J].中國畜牧雜志,1995(3):23-27.

[14] 喬良,郝俊璽,閆素梅,等.奶牛主要飼料原料蛋白質(zhì)瘤胃降解率的研究[J].中國奶牛,2008(6):18-21.

[15] 朱雯.粗料來源對奶牛乳蛋白前體物生成與生產(chǎn)性能的影響與機(jī)制研究[D].博士學(xué)位論文.杭州:浙江大學(xué),2013.

[16] VAN SOEST P V,ROBERTSON J B,LEWIS B A.Methods for dietary fiber,neutral detergent fiber,and nonstarch polysaccharides in relation to animal nutrition[J].Journal of Dairy Science,1991,74(10):3583-3597.

[17] 奧德,盧德勛,根登.用4N鹽酸不溶灰分法對放牧的烏珠穆沁羊采食量的測定[J].畜牧與飼料科學(xué),1997(S1):78-79,111.

[18] ?RSKOV E R,HOVELL F D,MOULD F.The use of the nylon bag technique for the evaluation of feedstuffs[J].Tropical Animal Production,1980,5:195-213.

[19] 翁秀秀.泌乳荷斯坦奶牛瘤胃VFA吸收動力學(xué)與瘤胃上皮血流量的模型研究[J].中國畜牧獸醫(yī),2012(8):52-52.

[20] PINOS-RODRGUEZ J M,GONZLEZ S S,MENDOZA G D,et al.Effect of exogenous fibrolytic enzyme on ruminal fermentation and digestibility of alfalfa and ryegrass hay fed to lambs[J].Journal of Animal Science,2002,80(11):3016-3020.

[21] EASTRIDGE M L,BUCCI P B,RIBEIRO C V D M.Feeding equivalent concentrations of forage neutral detergent fiber from alfalfa hay,grass hay,wheat straw,and whole cottonseed in maize silage based diets to lactating cows[J].Animal Feed Science and Technology,2009,150(1/2):86-94.

[22] 崔淘氣.玉米秸稈青貯與全株玉米青貯飼喂奶牛的效果[J].河北畜牧獸醫(yī),2001(9):24-26.