飼糧非纖維性碳水化合物(NFC)與中性洗滌纖維(NDF)比例對育成期杜寒雜交母羊生長性能、營養(yǎng)物質(zhì)消化率和甲烷產(chǎn)量的影響

周 艷，刁其玉，董利鋒，鄧凱東，許貴善，馬 濤

(1.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院飼料研究所，農(nóng)業(yè)部飼料生物技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100081；2.金陵科技學(xué)院 動物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，南京 210038； 3.塔里木大學(xué)動物科學(xué)學(xué)院，阿拉爾 843300)

據(jù)統(tǒng)計(jì)，1880-2012年全球平均氣溫上升了0.85 ℃[1]，氣溫變化給自然生態(tài)平衡帶來了深遠(yuǎn)影響，也直接威脅人類的健康和安全。2016年11月1日正式實(shí)施的《巴黎協(xié)定》，則是為將全球平均氣溫較工業(yè)前水平升高2.0 ℃以內(nèi)，并控制在1.5 ℃ 內(nèi)而努力。溫室氣體濃度的增加和臭氧層的破壞是導(dǎo)致全球變暖的兩個(gè)主要因素，而甲烷(CH4)與這兩個(gè)因素皆相關(guān)[2]。CH4、CO2、N2O并稱3大溫室氣體，CH4增溫潛勢是CO2的25倍，在大氣中半衰期為10年，研究表明，畜牧業(yè)則是導(dǎo)致大氣中溫室氣體甲烷累計(jì)的一個(gè)主要貢獻(xiàn)者[3]，約占農(nóng)業(yè)源溫室氣體排放的80%，對全球變暖的影響作用占到所有影響氣候變暖作用的15%～20%。到2013年，我國畜牧業(yè)總產(chǎn)值在第一產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值的比例較1980年上升了12.4%[4]，2015年我國羊存欄量已達(dá)到3.1億頭[5]，但是畜牧業(yè)生產(chǎn)投入與資源消耗呈正比的現(xiàn)狀阻礙了我國養(yǎng)殖業(yè)及飼料工業(yè)綠色GDP總目標(biāo)的步伐[6]。因此，發(fā)展低碳畜牧業(yè)成為了我國碳減排壓力下的協(xié)調(diào)可持續(xù)之路。

反芻家畜產(chǎn)生的甲烷是飼糧在瘤胃發(fā)酵過程中的必然產(chǎn)物，甲烷產(chǎn)量的增加通常意味著飼糧能量利用效率的降低。大量文獻(xiàn)報(bào)道，反芻家畜胃腸道甲烷的產(chǎn)生與動物品種、瘤胃微生物群落結(jié)構(gòu)的組成、飼糧類型及飼糧精粗比等有關(guān)，相關(guān)的研究也多以調(diào)節(jié)飼糧營養(yǎng)水平、添加外源調(diào)控物、基因選育等作為主要的甲烷減排手段。丁靜美等[7]研究了不同NDF/NFC飼糧對成年杜寒雜交羯羊甲烷產(chǎn)量的影響，結(jié)果表明，維持水平下飼喂NDF/NFC為1.04的玉米秸稈飼糧對肉用綿羊具有較好的甲烷減排效果。

本研究選取的杜寒雜交母羊年齡相同，飼養(yǎng)環(huán)境相同，飼喂的日糧原料來源相同，組間平均日增重一致，著力研究在等能等氮采食條件下日糧不同NFC/NDF比例對生長期杜寒雜交母羊胃腸道甲烷排放的影響，以明確有效降低瘤胃甲烷產(chǎn)生的日糧類型，為飼糧配方的配制及甲烷減排提供理論依據(jù)，以期對提升畜牧業(yè)生產(chǎn)效率及環(huán)境效率，從而應(yīng)對全球溫室效應(yīng)、促進(jìn)和保障我國現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)和可循環(huán)農(nóng)業(yè)的發(fā)展起到參考作用。

1 材料與方法

本試驗(yàn)于2017年3月-5月在中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院南口中試基地進(jìn)行。

1.1 試驗(yàn)動物及試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用單因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，選取體況良好、體重相近(48.0±0.5) kg的杜泊羊(♂)×小尾寒羊(♀)雜交F1代母羊30只，按照飼糧精粗比例的不同隨機(jī)分配到3組，各組飼糧NFC/NDF 分別為0.78 (精粗比為35∶65組)、1.03(精粗比為50∶50組)、2.17 (精粗比為65∶35組)，每組10只羊，且保證3組間試驗(yàn)動物平均體重相近，預(yù)試前每只按照0.2 mg·kg-1體重皮下注射伊維菌素注射液進(jìn)行驅(qū)蟲處理。參考NRC(2007)配制3種精粗比全混合顆粒飼糧，飼糧配方和營養(yǎng)成分見表1。試驗(yàn)全期NFC/NDF=0.78組自由采食，其他兩組限飼，保證各組總能和粗蛋白質(zhì)攝入量一致，自由飲水。試驗(yàn)期為32 d，其中預(yù)試期17 d，正試期15 d。

1.2 飼養(yǎng)管理

試驗(yàn)羊單欄飼養(yǎng)，每天08:00和17:00各飼喂1次，自由飲水。NFC/NDF=0.78組自由采食量根據(jù)前1 d羊只的進(jìn)食量進(jìn)行調(diào)整，確保飼槽內(nèi)有10%左右的剩料；限飼組采食量則根據(jù)每10 d自由采食組平均體重變化進(jìn)行1次調(diào)整。飼喂前采集飼料樣本，精確稱取前1 d的剩料并在混合均勻后采樣，記錄采食量和剩料量，用于計(jì)算整個(gè)試驗(yàn)期內(nèi)各組試驗(yàn)羊平均日干物質(zhì)采食量。

表1試驗(yàn)飼糧組成及營養(yǎng)水平(風(fēng)干基礎(chǔ))

Table1Compositionandnutrientlevelsofexperimentaldiets(airdrybasis) %

項(xiàng)目Item非纖維性碳水化合物/中性洗滌纖維 NFC/NDF0.781.032.17原料Ingredient羊草Chinese wildrye hay65.0050.0035.00玉米Corn19.1032.9146.69豆粕Soybean meal13.0014.0515.10磷酸氫鈣CaHPO40.600.550.53石粉Limestone0.800.991.18食鹽NaCl0.500.500.50預(yù)混料Premix1)1.001.001.00合計(jì)Total100.00100.00100.00營養(yǎng)水平Nutrient level干物質(zhì)DM90.6890.0787.58有機(jī)物OM91.6791.5991.53粗蛋白CP8.088.609.46代謝能/(MJ·kg-1) ME2)8.038.028.04粗脂肪EE2.282.682.74中性洗滌纖維NDF45.5939.6536.59鈣Ca1.141.171.15磷P0.330.390.41非纖維性碳水化合物NFC3)35.7240.6679.33精粗比Concentrate:forage35:6550:5065:35

1). 由北京精準(zhǔn)動物營養(yǎng)研究中心提供，為每千克飼糧提供：VA 15 000 IU，VD 2 200 IU，VE 50 IU，F(xiàn)e 55 mg，Cu 12.5 mg，Mn 47 mg，Zn 24 mg，Se 0.5 mg，I 0.5 mg，Co 0.1 mg。2). 代謝能為計(jì)算值，其余為實(shí)測值。3). 非纖維性碳水化合物=100-(中性洗滌纖維+粗蛋白質(zhì)+粗脂肪+粗灰分)

1). The premix provided the following per kg of diets：VA 15 000 IU，VD 2 200 IU，VE 50 IU，F(xiàn)e 55 mg，Cu 12.5 mg，Mn 47 mg，Zn 24 mg，Se 0.5 mg，I 0.5 mg，Co 0.1 mg.2). ME was calculated values and others were measured values.3). NFC=100- (NDF + CP + EE + Ash)

1.3 養(yǎng)分和氣體代謝試驗(yàn)

1.3.1 代謝試驗(yàn) 試驗(yàn)正試期于每天晨飼前采用全收糞尿法收集糞、尿。收集糞樣時(shí)，將每只試驗(yàn)羊?qū)?yīng)的收糞袋取下后稱取重量，記錄其前1 d的排糞量，隨后將每只試驗(yàn)羊的糞樣攪拌均勻后，按排糞量的10%進(jìn)行取樣。在收集尿樣前，需先向收集尿桶中加入100 mL 10%的H2SO4以固尿氮，收集后記錄每只試驗(yàn)羊?qū)?yīng)的尿液體積，隨后用4層紗布過濾，按每只羊排尿量的 10%進(jìn)行取樣。

1.3.2 CH4測定 CH4排放量采用開路式循環(huán)呼吸測熱系統(tǒng)(Sable，city，USA)進(jìn)行測定，系統(tǒng)連接3個(gè)呼吸測熱箱，可以同時(shí)測定3只羊的CH4排放量。每個(gè)呼吸測熱箱內(nèi)配有料槽和水槽，試驗(yàn)羊在試驗(yàn)期間可以自由采食和飲水。在試驗(yàn)正試期的第1、4、7、10、13天，將試驗(yàn)動物分5批(3只/批，每組1只)先后進(jìn)入3個(gè)氣體代謝箱內(nèi)，適應(yīng) 24 h，隨后再測定其 48 h 的 CH4和CO2排放量(GGA，Los Gatos Reserch，California，美國)及氧氣消耗量(FC-10 氧氣測定儀，Sable System Interational，Henderson，NV，美國)。本試驗(yàn)中測定系統(tǒng)30 min循環(huán)4次。開始測定時(shí)，系統(tǒng)首先測定試驗(yàn)環(huán)境中CH4的含量，測定時(shí)間為2 min，隨后由環(huán)境向呼吸測熱箱內(nèi)置換，置換時(shí)間為 1 min，然后依次測定 3 個(gè)呼吸測熱箱的 CH4排放量，每個(gè)呼吸測熱箱測定時(shí)間為2 min，接著系統(tǒng)由呼吸測熱箱向環(huán)境置換，置換時(shí)間為1 min，最后再次測定試驗(yàn)環(huán)境中的CH4含量，測定時(shí)間為2 min。以上為Sable開路式氣體代謝系統(tǒng)完成一個(gè)周期的測定流程，以此循環(huán)連續(xù)測定48 h 的 CH4排放量。計(jì)算過程中，以前后兩次測定的試驗(yàn)環(huán)境中CH4含量的平均值作為基底值，通過Sable氣體代謝系統(tǒng)的測定程序?qū)?yīng)的宏文件進(jìn)行計(jì)算機(jī)統(tǒng)計(jì)分析，得到每只試驗(yàn)羊每天的CH4排放量。在試驗(yàn)羊進(jìn)入和離開氣體代謝室時(shí)分別對其進(jìn)行體重測定，以兩次測定的平均體重作為試驗(yàn)羊代謝體重的計(jì)算依據(jù)[7-8]。

1.4 測定指標(biāo)

1.4.1 生長性能 每天晨飼前，記錄前1 d自由采食組剩料量，并根據(jù)剩料量調(diào)整第2天飼喂量，保證采食方式為自由采食水平；中、高限飼組根據(jù)每10 d稱重結(jié)果調(diào)整采食量。對采食量、剩料量均嚴(yán)格記錄，用于計(jì)算整個(gè)試驗(yàn)期每只羊的干物質(zhì)采食量，記錄體重變化，并計(jì)算日增重和飼料轉(zhuǎn)化效率。

1.4.2 營養(yǎng)物質(zhì)消化率 消化代謝和氣體代謝試驗(yàn)結(jié)束后，將每只羊的糞樣、料樣置于65 ℃烘箱內(nèi)烘干48 h，回潮24 h后稱重，得出初水分含量，隨后經(jīng)粉碎過40目網(wǎng)篩制成分析樣品，以備分析檢測干物質(zhì)(dry matter，DM)、粗灰分(Ash)、粗蛋白(crude protein，CP)、粗脂肪(EE)含量。中性洗滌纖維(neutral detergent fiber，NDF)、飼料總能(gross energy，GE)、糞能(fecal energy，F(xiàn)E)及尿能(urinary energy，UE)，以及飼糧中鈣(Ca)和磷(P)含量測定依據(jù)《飼料分析及飼料質(zhì)量檢測技術(shù)》[9]進(jìn)行。

尿能(UE)：取3 mL經(jīng)初步處理后的尿液，分多次滴在3張疊好的定量濾紙上，并保留3個(gè)空白濾紙，在65 ℃烘箱內(nèi)烘干后用Parr 6400氧彈式量熱儀測定，得到濾紙和尿液的總能。

UE=滴加尿液濾紙的能值-濾紙能值；甲烷能(CH4-E，kJ)=甲烷排放量(L)×39.54 kJ·L-1[10]；代謝能(ME，kJ)=總能(GE)-糞能(FE)-尿能(UE)-甲烷能(CH4-E)。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

數(shù)據(jù)采用Excel 2007進(jìn)行初步整理，采用SAS 9.4統(tǒng)計(jì)軟件ANOVA進(jìn)行數(shù)據(jù)獨(dú)立性、正態(tài)性和方差齊性檢驗(yàn)，差異顯著時(shí)用Duncan’s法進(jìn)行多重比較，以P<0.05為差異顯著的判斷標(biāo)準(zhǔn)。

2 結(jié) 果

2.1 飼糧不同NFC/NDF比例對育成期杜寒雜交母羊生長性能及飼料轉(zhuǎn)化率的影響

表2為不同飼糧處理組對48～55 kg杜寒雜交母羊生長性能的影響?？梢姡?組母羊的初始體重、結(jié)束體重和平均日增重均無顯著差異(P>0.05)。NFC/NDF=0.78組干物質(zhì)采食量(2 264.90 g·d-1)顯著高于NFC/NDF=1.03組(1 528.60 g·d-1)和NFC/NDF=2.17組(1 444.40 g·d-1)(P<0.05)，后兩組間干物質(zhì)采食量無顯著差異(P>0.05)。同時(shí)，NFC/NDF=0.78組的飼料轉(zhuǎn)化效率數(shù)值(15.65)顯著高于NFC/NDF=2.17組(9.81，P<0.05)，NFC/NDF=1.03組的飼料轉(zhuǎn)化效率數(shù)值(13.33)與其他兩組無顯著差異(P>0.05)。

表2日糧不同NFC/NDF比例對48～55kg杜寒雜交母羊生長性能的影響

Table2TheeffectofdifferentratiosofdietaryNFC/NDFongrowthperformanceofDorper×Thin-tailedHancrossbredeweswith48-55kgofbodyweight

項(xiàng)目Item非纖維性碳水化合物/中性洗滌纖維 NFC/NDF0.781.032.17SEMP值P value試羊數(shù)No. of lambs555初始體重/kg Initial BW49.1850.3450.600.550.616結(jié)束體重/kg Final BW55.8355.5656.930.320.281平均日增重/(g·d-1) ADG154.69134.95147.197.930.631干物質(zhì)采食量/(g·d-1) DMI2 264.90a1 528.60b1 444.40b10.020.006 1飼料轉(zhuǎn)化效率F/G15.65a13.33ab9.81b1.010.087

不同日糧處理間，同行不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)，下表同

In the same row, values with different small letter superscripts mean significant difference among different diet treatments (P<0.05), the same as below

2.2 飼糧不同NFC/NDF比例對育成期杜寒雜交母羊營養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率的影響

飼糧不同NFC/NDF比例對杜寒雜交F1代母羊營養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率的影響見表3。3組干物質(zhì)、有機(jī)物的表觀消化率均隨飼糧中NFC/NDF比例的增加而顯著升高(P<0.05)。NFC/NDF=2.17組的粗蛋白質(zhì)表觀消化率顯著高于NFC/NDF=0.78組(P<0.05)，兩組皆與NFC/NDF=1.03組無顯著差異(P>0.05)。另外，NFC/NDF=2.17組的NDF表觀消化率顯著高于NFC/NDF=0.78組和NFC/NDF=1.03組(P<0.05)，后兩組間無顯著差異(P>0.05)。

2.3 飼糧不同NFC/NDF比例對育成期杜寒雜交母羊能量代謝的影響

表4為飼糧不同NFC/NDF比例對育成期杜寒雜交F1代母羊能量代謝的影響。隨著飼糧NFC/NDF比例的增加，3個(gè)處理組中糞能呈顯著降低的趨勢(P<0.05)；NFC/NDF=2.17組甲烷能顯著低于NFC/NDF=0.78組和NFC/NDF=1.03 組(P<0.05)，后兩組間無顯著差異(P>0.05)；NFC/NDF=0.78組的總能攝入量和代謝能攝入量皆顯著高于NFC/NDF=1.03組和NFC/NDF=2.17 組(P<0.05)，后兩組間無顯著差異(P>0.05)；NFC/NDF=0.78組的消化能攝入量顯著高于NFC/NDF=2.17組(P<0.05)，NFC/NDF=1.03組與以上兩組皆無顯著差異(P>0.05)；總能表觀消化率和總能代謝率均隨飼糧NFC/NDF比例的升高而顯著升高(P<0.05)；而3個(gè)處理組間的尿能隨飼糧NFC/NDF比例的升高則無顯著變化(P>0.05)。

表3飼糧不同NFC/NDF比例對48～55kg杜寒雜交母羊營養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率的影響

Table3TheeffectofdifferentratiosofdietaryNFC/NDFonapparentdigestibilityofdietarynutrientsofDorper×Thin-tailedHancrossbredeweswith48-55kgofbodyweight

項(xiàng)目Item非纖維性碳水化合物/中性洗滌纖維 NFC/NDF0.781.032.17SEMP值P value干物質(zhì)DM采食量/(g·d-1) Intake1 649.401 351.201 245.8099.450.204糞排泄量/(g·d-1) Feces output741.08a538.62b409.14b51.890.011表觀消化率/% Apparent digestibility54.87c59.97b67.01a1.650.000 4有機(jī)物OM采食量/(g·d-1) Intake1 497.801 225.001 125.3086.110.196糞排泄量/(g·d-1) Feces output679.03a494.06b381.30c47.190.014表觀消化率/% Apparent digestibility54.48c59.55b65.97a1.560.000 4粗蛋白質(zhì)CP采食量/(g·d-1) Intake146.95129.03125.587.730.525糞排泄量/(g·d-1) Feces output73.02a57.36ab50.45b4.470.096表觀消化率/% Apparent digestibility50.32b55.19ab59.72a1.640.045中性洗滌纖維NDF采食量/(g·d-1) Intake829.30a594.80ab520.50b55.360.039糞排泄量/(g·d-1) Feces output499.04a307.64ab262.38b38.220.020表觀消化率/% Apparent digestibility39.95b37.78b49.31a2.060.031

表4飼糧不同NFC/NDF比例對48～55kg杜寒雜交母羊能量代謝的影響

Table4TheeffectofdifferentratiosofdietaryNFC/NDFonenergymetabolismofDorper×Thin-tailedHancrossbredeweswith48-55kgofbodyweight

項(xiàng)目Item非纖維性碳水化合物/中性洗滌纖維 NFC/NDF0.781.032.17SEMP值P value總能攝入量/(MJ·d-1)GEI32.55a25.53b22.86b1.440.003糞能/(MJ·d-1) FE15.70a10.37b7.78c1.03<0.000 1尿能/(MJ·d-1) UE0.480.360.470.070.747消化能攝入量/(MJ·d-1) DE intake31.48a21.79ab18.95b2.290.045代謝能攝入量/(MJ·d-1) ME intake26.27a17.73b16.71b1.880.055甲烷能/(MJ·d-1) CH4-E2.29a2.50a1.29b0.210.026總能表觀消化率/% Apparent digestibility of GE51.54c59.42b65.83a1.44<0.000 1總能代謝率/% Metabolic rate of GE43.55c48.16b58.19a1.88<0.01

2.4 飼糧不同NFC/NDF比例對育成期杜寒雜交母羊甲烷排放量的影響

表5為飼糧不同NFC/NDF比例對育成期杜寒雜交F1代母羊甲烷產(chǎn)量的影響。NFC/NDF=2.17組的甲烷日排放量為32.53 L·d-1，顯著低于NFC/NDF=0.78組的58.03 L·d-1和NFC/NDF=1.03組的63.17 L·d-1(P<0.05)，后兩組間的甲烷日排放量無顯著差異(P>0.05)，單位代謝體重的甲烷日排放量具有相同的變化規(guī)律。NFC/NDF=2.17組的單位干物質(zhì)采食量的甲烷排放量、單位有機(jī)物采食量的甲烷排放量和單位可消化有機(jī)物采食量的甲烷排放量皆顯著低于NFC/NDF=1.03組(P<0.05)，NFC/NDF=0.78組的以上指標(biāo)與另外兩組相比皆無顯著差異(P>0.05)；單位總能攝入量的甲烷能排放量、單位消化能攝入量的甲烷能排放量和單位代謝能攝入量的甲烷能排放量具有相同的變化規(guī)律。NFC/NDF=1.03組的單位中性洗滌纖維采食量的甲烷排放量和單位可消化中性洗滌纖維采食量的甲烷排放量顯著高于NFC/NDF=0.78組 和NFC/NDF=2.17 組(P<0.05)，后兩組間無顯著差異(P>0.05)。另外，單位日增重的甲烷排放量和單位可消化酸性洗滌纖維采食量的甲烷排放量在3個(gè)處理組之間無顯著差異(P>0.05)。

表5飼糧不同NFC/NDF比例對48～55kg杜寒雜交母羊甲烷排放量的影響

Table5TheeffectofdifferentratiosofdietaryNFC/NDFonmethaneemissionsofDorper×Thin-tailedHancrossbredeweswith48-55kgofbodyweight

項(xiàng)目 Item非纖維性碳水化合物/中性洗滌纖維 NFC/NDF0.781.032.17SEMP值P value甲烷日排放量/(L·d-1) CH4 emission daily58.03a63.17a32.53b5.410.026單位代謝體重的甲烷日排放量/(L·kg-0.75) CH4/BW0.753.18a3.39a1.73b0.290.023單位日增重的甲烷排放量/(L·g-1) CH4/ADG0.070.120.020.030.512單位干物質(zhì)采食量的甲烷排放量/(L·kg-1)CH4/DM intake31.49ab44.44a25.84b3.370.051單位有機(jī)物采食量的甲烷排放量/(L·kg-1)CH4/OM intake34.68ab49.01a28.61b3.710.052單位中性洗滌纖維采食量的甲烷排放量/(L·g-1)CH4/NDF intake62.63b100.95a61.86b7.770.044單位酸性洗滌纖維采食量的甲烷排放量/(L·kg-1)CH4/ADF intake128.64b252.05a172.75ab20.720.027單位可消化有機(jī)物采食量的甲烷排放量/(L·kg-1)CH4/Digestible OM intake64.83ab81.18a43.56b6.420.036單位可消化中性洗滌纖維采食量的甲烷排放量/(L·kg-1) CH4/Digestible NDF intake157.73b231.20a115.16b18.570.015單位可消化酸性洗滌纖維采食量的甲烷排放量/(L·kg-1) CH4/Digestible ADF intake526.00562.00674.2073.090.729單位總能攝入量的甲烷能排放量/(MJ·MJ-1) CH4-E/GE intake7.04ab9.87a5.57b0.750.044單位消化能攝入量的甲烷能排放量/(MJ·MJ-1) CH4-E/DE intake7.55ab11.72a6.76b0.960.061單位代謝能攝入量的甲烷能排放量/(MJ·MJ-1) CH4-E/ME intake9.07ab14.83a7.66b1.380.063

3 討 論

3.1 飼糧不同NFC/NDF比例對育成期杜寒雜交母羊生產(chǎn)性能的影響

日增重和飼料轉(zhuǎn)化效率是評價(jià)動物生產(chǎn)性能的重要指標(biāo)。本研究中，隨著飼糧NFC/NDF比例的升高，3個(gè)處理組的飼料轉(zhuǎn)化率表現(xiàn)出了顯著性差異，這不同于以往報(bào)道中的試驗(yàn)方法。本研究中，試驗(yàn)動物是在自由采食和限制飼喂兩種模式下進(jìn)行，雖然飼糧NFC/NDF水平不同，但通過調(diào)整采食水平，使得3組的營養(yǎng)攝入量一致，達(dá)到組間平均日增重?zé)o顯著差異的目的。而NFC/NDF=2.17組的飼料轉(zhuǎn)化率顯著高于NFC/NDF=0.78組，則說明NFC/NDF=2.17組的日糧營養(yǎng)素供應(yīng)量與動物實(shí)際需要量較為接近[11]，具備較好的生長性能。另外，杜寒雜交綿羊?qū)儆谠缡炱贩N，48～55 kg時(shí)的綿羊體況已達(dá)到體成熟和性成熟的要求，營養(yǎng)需求逐漸趨于育種標(biāo)準(zhǔn)[12]。因此，本試驗(yàn)中，3種不同營養(yǎng)水平的試驗(yàn)動物盡量保證體重一致，也是為了給即將進(jìn)行的配種工作打好基礎(chǔ)。

3.2 飼糧不同NFC/NDF比例對育成期杜寒雜交母羊能量和營養(yǎng)物質(zhì)代謝的影響

準(zhǔn)確測定飼料中可消化(可利用)養(yǎng)分的含量具有重要的生產(chǎn)指導(dǎo)意義，同時(shí)也是評定飼料營養(yǎng)價(jià)值的重要方法。Ley等[13]和裴彩霞等[14]的研究表明，動物種類越相似瘤胃產(chǎn)甲烷菌群越相似。焦金真等[15]選擇甲烷菌和細(xì)菌進(jìn)行qRT-PCR定量研究，考察了瀏陽黑山羊胃腸道不同部位重要功能微生物的數(shù)量分布特征，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，除溶纖維丁酸弧菌外，細(xì)菌、甲烷菌、白色瘤胃球菌、黃色瘤胃球菌、琥珀酸絲狀桿菌、雙歧桿菌和棲瘤胃普雷沃氏菌的數(shù)量均以瘤胃最多，盲腸、結(jié)腸、直腸居中，回腸次之，十二指腸和空腸最少，這意味著更多的營養(yǎng)物質(zhì)在瘤胃微生物的作用下能得到充分降解，轉(zhuǎn)移至后腸發(fā)酵的營養(yǎng)物質(zhì)降低。趙洪波等[16]]提出，日糧組成的差異會引起奶牛瘤胃微生物區(qū)系和發(fā)酵模式的改變。以上結(jié)論與本研究中隨著飼糧NFC/NDF的升高，干物質(zhì)、有機(jī)物、粗蛋白質(zhì)和NDF的表觀消化率皆顯著增加，3個(gè)處理組中糞能顯著降低的結(jié)果相一致。碳水化合物發(fā)酵速率及含量是控制微生物生長中能量利用的兩大主要因素[17-18]。董瑞陽[19]和丁靜美等[7]的研究皆表明，黃色瘤胃球菌和產(chǎn)琥珀酸絲狀桿菌的拷貝數(shù)(copies·mL-1瘤胃液)隨精料的提高而降低，所以飼糧NFC濃度的增加，有利于反芻動物瘤胃內(nèi)棲瘤胃普雷沃氏菌這類既可以分解蛋白質(zhì)也可以分解淀粉的優(yōu)勢菌群的繁殖和代謝[20-21]，從而提高微生物的發(fā)酵速率，相應(yīng)提高了飼糧能量的利用效率，可用來解釋本研究中能量表觀消化率隨飼糧NFC/NDF比例的增加而顯著提高的結(jié)果。從另一方面來說，當(dāng)飼糧NDF含量較高時(shí)，動物需采食較多的飼糧才能滿足維持及生產(chǎn)需要，而采食量的增加會提高食糜通過消化道的速度，降低胃腸道的緊張度及減少微生物的作用時(shí)間，意味著瘤胃發(fā)酵程度的降低，造成飼糧營養(yǎng)物質(zhì)消化率的下降[22-23]，而微生物細(xì)胞為維持瘤胃種群的繁殖需要進(jìn)行的頻繁分裂，則會增加微生物能量需要，這就導(dǎo)致飼料總能量利用的減少[24]。因此，反芻家畜營養(yǎng)物質(zhì)消化率和能量利用效率與甲烷產(chǎn)量存在負(fù)相關(guān)關(guān)系。

3.3 飼糧不同NFC/NDF比例對育成期杜寒雜交母羊甲烷產(chǎn)量的影響

反芻動物采食量是決定甲烷產(chǎn)量的重要因素之一，常被作為預(yù)測因子廣泛應(yīng)用于動物甲烷產(chǎn)量的預(yù)測方程中[25-27]。本試驗(yàn)設(shè)置了自由采食和限飼兩種飼養(yǎng)模式，隨著飼糧NFC/NDF含量的升高，試驗(yàn)羊干物質(zhì)采食量由1 649降至1 245 g·d-1，其甲烷排放量由58.03降至32.53 L·d-1，單位干物質(zhì)采食量的甲烷排放量也由31.49降至25.84 L·kg-1。飼糧在瘤胃內(nèi)被纖維分解菌、淀粉分解菌等瘤胃微生物降解，以Methanobrevibacter為主的瘤胃產(chǎn)甲烷菌能夠利用糖酵解過程中丙酮酸生化過程中釋放的氫氣作為電子供體還原二氧化碳生成甲烷。采食量的減少，降低了瘤胃微生物菌群產(chǎn)甲烷的底物供應(yīng)量，從而減少了甲烷的生成量，這與Ramin 和Huhtanen[28]、許貴善等[29]的研究結(jié)果一致。反芻動物瘤胃具有一定限度的容量，采食量的增加，雖提高了飼糧在瘤胃中的流通速度，減少了微生物作用時(shí)間，進(jìn)而降低了甲烷的相對產(chǎn)量，但高采食量會促進(jìn)厭氧微生物發(fā)酵，產(chǎn)生更多的易消化有機(jī)物，增加瘤胃中用于甲烷生成的總底物供應(yīng)量，從而提高了甲烷生成的絕對產(chǎn)量。

飼料化學(xué)組分、發(fā)酵類型與甲烷產(chǎn)量間的關(guān)系多有報(bào)道[30-31]，多數(shù)報(bào)道認(rèn)為其作用機(jī)理是因?yàn)樘妓衔锏臄?shù)量和類型會改變瘤胃的生態(tài)學(xué)和功能學(xué)，而瘤胃發(fā)酵和消化動力學(xué)的改變既影響微生物生長和微生物對氮的利用，也通過影響瘤胃pH(產(chǎn)甲烷菌對低于6.0以下的pH較為敏感[32])而調(diào)整瘤胃原蟲和產(chǎn)甲烷菌的數(shù)量及丙酸產(chǎn)量，進(jìn)而作用于甲烷的生成過程[33]。趙一廣等[34]采用開路式呼吸測定系統(tǒng)研究了日糧不同中性洗滌纖維(NDF)含量對50 kg體重的成年雜交公羊瘤胃甲烷排放的影響，結(jié)果表明，隨著日糧中NDF含量的增加(27.03%～51.83%，干物質(zhì)基礎(chǔ))，其單位可消化有機(jī)物甲烷排放量顯著提高(37.83～48.80 L·kg-1)。丁靜美等[7]采用與本研究相似的飼喂處理，發(fā)現(xiàn)成年杜泊× 小尾寒羊雜交羯羊的甲烷日排放量隨著日糧NDF/NFC水平而變化，當(dāng)日糧NDF/NFC為3.02時(shí)綿羊的甲烷排放量為42.10 L·d-1，顯著高于日糧NDF/NFC為1.04的排放量(35.98 L·d-1)，與本研究結(jié)果一致。本試驗(yàn)中，隨著飼糧NFC濃度的升高，育成綿羊限飼條件下的單位可消化有機(jī)物甲烷排放量(81.18～43.56 L·kg-1)和可消化中性洗滌纖維的甲烷排放量(231.20～115.16 L·kg-1)皆顯著降低；當(dāng)日糧NFC/NDF為0.78時(shí)綿羊的甲烷排放量為58.03 L·d-1，顯著高于日糧NFC/NDF為2.17的排放量(32.53 L·d-1)。在王堯悅等[21]的研究中，產(chǎn)甲烷菌的數(shù)量與黃色瘤胃球菌、溶糊精琥珀酸弧菌及溶纖維丁酸弧菌的數(shù)量均呈極顯著正相關(guān)，所以，飼糧NDF含量較高時(shí)，可產(chǎn)生更多的甲烷產(chǎn)量[25，35]；而非結(jié)構(gòu)性碳水化合物的增多抑制了瘤胃pH和纖維的分解消化，表明纖維分解菌的數(shù)量受到了減少或活性受到了弱化[17]，而且非結(jié)構(gòu)性碳水化合物較結(jié)構(gòu)性碳水化合物含有更多的能量物質(zhì)，可提高瘤胃發(fā)酵速率，加快飼料翻轉(zhuǎn)，改變瘤胃物理化學(xué)條件和微生物數(shù)量，此時(shí)瘤胃揮發(fā)性脂肪酸中丙酸比例升高，增加了氫氣的消除途徑，導(dǎo)致甲烷產(chǎn)量的下降[24]。

4 結(jié) 論

4.1在平均日增重一致的基礎(chǔ)下，對育成綿羊飼喂NFC/NDF為2.17的飼糧較NFC/NDF為0.78和1.03的飼糧飼料轉(zhuǎn)化率高，生長性能較好。

4.2在平均日增重一致的基礎(chǔ)下，對育成綿羊限制飼喂NFC/NDF為2.17的飼糧時(shí)，其日糧干物質(zhì)、有機(jī)物等養(yǎng)分的表觀消化率及總能表觀消化率均顯著升高。

4.3在平均日增重一致的基礎(chǔ)下，對育成綿羊限制飼喂NFC/NDF為2.17的飼糧時(shí)，其甲烷日排放量、單位代謝體重甲烷排放量、單位干物質(zhì)采食量的甲烷排放量單位可發(fā)酵有機(jī)物甲烷排放量和單位總能攝入量的甲烷能排放量、單位消化能攝入量的甲烷能排放量及單位代謝能攝入量的甲烷能排放量在3個(gè)處理組中均相對最低。

4.4綜合生長性能、飼糧各營養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率、能量代謝及甲烷排放水平，對育成期杜寒雜交母羊限制飼喂NFC/NDF為2.17的飼糧是最佳的碳減排措施。