不同復合氨化處理玉米秸稈對育成羊瘤胃干物質(zhì)降解率的影響

李聚才， 施 安， 張國鴻， 樊 華， 劉敬華

（1.寧夏農(nóng)林科學院動物科學研究所，寧夏銀川 750002；2.平羅縣畜牧技術推廣服務中心，寧夏平羅 753400；3.平羅縣動物疾病預防控制中心，寧夏平羅 753400；4.寧夏昌泰養(yǎng)殖股份有限公司，寧夏平羅753408）

我國是世界農(nóng)業(yè)生產(chǎn)第一大國，每年主要農(nóng)作物秸稈理論資源量達到10.4億t，可收集資源量達到9.0億t，尚處于世界第一位置，但每年秸稈的飼料化利用率僅有18.8%。發(fā)達國家如美國的秸稈綜合利用率達到90%，英國達到70%左右，在亞洲韓國稻麥秸稈的飼料化利用率也達到了80%以上，所以我國在秸稈的飼料化方面還有較長的路要走（李海亮等，2017；方放等，2015；彭珍鳳等，2009）。迄今為止國內(nèi)外學者從秸稈資源化利用途徑、成本效益和技術研發(fā)等多層面多角度出發(fā)，就如何有效地利用秸稈資源做了大量有益探索（洪靜敏，2017）。其中復合氨化調(diào)控技術是秸稈飼料化利用行之有效的途徑。秸稈經(jīng)過氨化技術加工處理后，能夠酶解秸稈成分中多糖（纖維素、半纖維素）與木質(zhì)素交聯(lián)酯鍵，疏松表皮結構，增加秸稈的柔軟性和膨脹度（興麗等，2004），易于瘤胃微生物的附著消化，有利于改善飼料品質(zhì)和利用效果。試驗添加尿素和硫酸銨處理秸稈為瘤胃微生物提供氮、硫元素，即加快了瘤胃微生物蛋白的轉化利用率，而糖蜜是瘤胃微生物發(fā)酵能源，整體上提高了瘤胃有益微生物的數(shù)量和活力，因此瘤胃對干物質(zhì)降解能力得到進一步提升 （李聚才，2015；張浩，2000）。因此，復合氨化處理既可以將秸稈變廢為寶減少環(huán)境污染，又能填補反芻動物對粗飼料的需求空缺（瞿明仁，2013）。本試驗研究玉米秸稈復合氨化處理方式對育成羊瘤胃干物質(zhì)降解率的影響，旨在探索提高秸稈飼料化利用的方式方法和途徑，為寧夏引黃灌區(qū)玉米秸稈資源飼料化高效利用和優(yōu)質(zhì)肉羊生產(chǎn)提供參考。

1 材料與方法

1.1 秸稈氨化材料與方法

1.1.1 秸稈氨化材料與機械設備 選擇收獲本地干玉米秸稈（DM≥83%）為原料；尿素總氮含量≥46.4%，購自內(nèi)蒙古鄂爾多斯化學工業(yè)有限公司；糖蜜為麥芽糖漿，干物質(zhì)（DM）為75%，購自魯州生物科技（陜西）有限公司；硫酸銨含氮≥20.5%，含硫≥23%，購自銀川金谷豐肥業(yè)有限公司；水為當?shù)厝诵箫嬘盟Ｋx用塑料噸袋、塑料薄膜、農(nóng)用噴霧機、不銹鋼園桶、塑料水桶、小型自吸泵等購自平羅縣塑料制品有限公司和本地農(nóng)資日雜商經(jīng)銷店；秸稈摟草機、打捆機械等農(nóng)用機械租用本地某農(nóng)機專業(yè)合作社。

1.1.2 玉米秸稈氨化復合處理液配方設計 試驗以玉米秸稈為處理對象，按每100 kg秸稈風干物（DM≥83%）為基數(shù)計，以不同質(zhì)量占比的尿素、糖蜜、硫酸銨和水溶液分別設計配制4個復合處理液配方組，分別記為1組、2組、3組和4組。其復合處理液配方組設計詳見表1。

表1 尿素、糖蜜、硫酸銨和水復合處理液配方組設計

1.1.3 玉米秸稈復合氨化處理方法

1.1.3.1 秸稈處理 將成熟玉米籽粒收獲后秸稈隨機切碎散落在田間晾曬7～10 d，其水分散失至20%左右時，用摟草機輕微起壟，繼續(xù)晾曬1～2 d，使其水分散失至17%以下備用。

1.1.3.2 復合處理液配制 按表1設計處理配方，參考不銹鋼桶4/5盛水量為一個批次配制單位總量，分別換算稱量取尿素、糖蜜和硫酸銨實物量，將糖蜜和硫酸銨倒入不銹鋼圓桶內(nèi)，先用適量熱沸水溶解、攪拌混勻，再加入尿素和常溫水至設定量，邊加邊攪拌，使其充分混勻，然后用自吸泵抽至塑料水桶備用。

1.1.3.3 復合氨化處理秸稈 將農(nóng)用噴霧機和裝有復合處理液塑料水桶固定在農(nóng)用車或四輪拖拉機箱內(nèi)，至已晾曬好的玉米秸稈田間與打捆機同步相向行駛，將復合處理液用噴霧機噴槍直接均勻噴到打捆機入草口處，借助打捆機完成壓制草捆、分包打結等打梱作業(yè)。

1.1.3.4 試驗分組及設計 將尿素、糖蜜、硫酸銨和水溶液復合處理后的玉米秸稈草梱，分別裝車拉運至某養(yǎng)殖場晾草棚堆垛；然后采取套塑料噸袋和覆塑料薄膜2種貯存方式持續(xù)進行堆垛氨化處理。經(jīng)復合氨化處理后玉米秸稈草梱，以未經(jīng)復合氨化處理的玉米秸稈為對照組（CK），設套塑料噸袋處理為試驗I組（簡稱“套袋組”），覆塑料薄膜處理為試驗II組（簡稱“覆膜組”，下同），以表1復合處理液配方組為基準，分別記為I-1組、I-2組、I-3組、I-4組和 II-1組、II-2組、II-3組、II-4組。由于田間處理玉米秸稈時，正值中秋時節(jié)前后氣溫逐漸在下降至寒冬季節(jié)，按常規(guī)堆垛氨化處理時間在60 d后開封釋放余氨24 h后分別進行采樣備用。

1.2 飼料樣品采集、制備、測定指標及方法

1.2.1 飼料樣品采集及制備 參照GB/T 14699.1（2005）飼料采樣方法，以在田間未經(jīng)復合氨化處理前采集的玉米秸稈樣品為對照組（CK），分別飼料樣品采集、制備，供分析測試。并參照GB/T 20195（2006）動物飼料試樣的制備，采集處理后的樣品經(jīng)65℃烘干制成風干樣品，粉碎過16目（1 mm）篩，密封保存以備用。

1.2.2 測定指標及方法 粗蛋白質(zhì)（CP，N×6.25）含量參照GB/T 6432（1994）飼料中粗蛋白質(zhì)測定方法，采用凱氏定氮法進行測定；中性洗滌纖維（NDF）含量參照 GB/T 20806（2006）飼料中中性洗滌纖維（NDF）的測定，酸性洗滌纖維（ADF）含量參照NY/T 1459（2007）飼料中酸性洗滌纖維的測定，均采用范氏（Van Soest）洗滌纖維分析法測定；干物質(zhì)（DM）含量參照 GB/T 6435（2014）飼料中水分的測定，采用直接干燥法測定，然后換算（100%—水分測定值）得出。

1.3 試驗設計 選擇體重（38.30±2.80）kg、體況健康并安裝永久性瘤胃瘺管的灘湖F2代育成公羊4只。參照NY/T 816（2004）育肥羊營養(yǎng)需要研制設計配方，配制成全混合顆粒飼料，按其維持需要的1.3倍進行飼喂。其基礎日糧組成及營養(yǎng)水平見表2。

表2 基礎日糧組成及營養(yǎng)水平

1.4 試驗動物飼養(yǎng)管理 試驗于2017年7～9月在寧夏昌泰養(yǎng)殖股份有限公司標準化羊舍進行單欄飼養(yǎng)，每日 7：00、12：00 和 18：00 飼喂 3 次，自由飲水。預試期1周后即可轉入正式期。

1.5 尼龍袋制備、稱樣、放袋與取袋和沖洗

1.5.1 尼龍袋制備 選用孔徑50μm尼龍過濾布，裁制成10 cm×15 cm長方塊，對折成5 cm×7.5 cm尼龍袋；其袋口事先折邊預埋滌綸封口線，隨即用滌綸線作雙線縫合，其袋底部及兩角呈弧形，其余周邊用酒精燈火焰封實毛邊以防尼龍袋脫線，并選擇專用膠水涂抹封閉縫合針眼，以免被測試樣品遺漏。新制作的尼龍袋洗凈后65℃烘至恒重，稱重記錄以備用。

1.5.2 稱樣與放袋 用數(shù)顯分析天平稱取4 g（精確至0.0001）樣品放入尼龍袋內(nèi)，試驗組每種樣品每個時間點設3個平行樣為3個重復，將裝有測試樣品的尼龍袋袋口用尼龍繩扎緊，并用橡皮筋將同組3個平行樣固定在一根長15 cm塑料軟管的一端。擬于測試日晨飼后2 h通過瘤胃瘺管將其尼龍袋送入瘤胃腹囊處，隨即借助尼龍線將塑料管和瘺管蓋連接，以防脫落在瘤胃內(nèi)。每只參試羊瘤胃中投放3根固定尼龍袋塑料管即同批次共投放9個參試樣品進行瘤胃降解測試。每個樣品設3個空白尼龍袋同樣稱取等量飼料樣品作對照以備校正用。

1.5.3 取袋與沖洗 將裝有參試樣品的尼龍袋分別在 6 個時間點 0、24、48、56、64、68 h 依次放入，然后在同一時間截點即72 h全部取出（即可得到4、8、16、24、48、72 h 瘤胃降解后的樣品）。 取出后立即沖洗，用手輕輕撫動測試樣品袋，直至水清為止。清洗后的測試樣品尼龍袋65℃烘干至恒重，稱量記錄數(shù)據(jù)。對照空白尼龍袋樣品（CK）同樣沖洗并烘至恒重。以校正計算樣品在正常清洗時細小顆粒的流失，以降低誤差。

1.6 干物質(zhì)降解率的計算 參照露西亞（2008）計算方式，分別計算其瘤胃干物質(zhì)降解率，即：

飼料干物質(zhì)降解率/%=［W1-（W2-W0）］/W1×100。

式中：W0為空白樣品沖洗后剩余量，g；W1為瘤胃培養(yǎng)前尼龍袋內(nèi)樣重，g；W2為單個培養(yǎng)時間點尼龍袋中殘樣重，g。

不同復合氨化處理及保存方式（組）下玉米秸稈瘤胃DMD測定結果互為對照進行分析。

1.7 數(shù)據(jù)處理 采用Excel軟件對試驗數(shù)據(jù)進行初步整理，用SPSS 19.0對干物質(zhì)降解率進行單因素方差分析和Duncan氏多重比較檢驗，數(shù)據(jù)以“平均值±標準差”表示，P＜0.05表示差異顯著。

2 結果與分析

2.1 不同復合氨化處理及貯存方式下玉米秸稈營養(yǎng)成分分析結果 由表3可知，不同復合氨化處理玉米秸稈套袋組對其CP含量均有明顯的優(yōu)化改善作用，按CP含量排序為I-2組＞I-3組＞I-1組＞I-4組＞CK組，各處理組CP含量比CK組提高了 298.77%、237.86%、195.47%、188.48%（P ＜0.01）；I-2組和I-3組NDF含量分別比CK組降低9.25%、9.27%（P＜0.01）， 而 ADF和 DM含量各參試組間差異不顯著（P＞0.05）。

表3 不同復合氨化處理及套袋組玉米秸稈營養(yǎng)成分分析%

由表4可知，不同復合氨化處理玉米秸稈覆膜組對其CP含量亦有優(yōu)化改善作用，按CP含量排序為II-1組＞II-2組＞II-4組＞II-3組＞CK組，各處理組CP含量分別比CK組提高了270.37%、241.98%、217.70%、212.76%（P＜0.01）。各處理組NDF和ADF含量也有程度不同的下降，其中II-3和II-4的NDF含量分別比CK組降低了8.84%、13.68%（P＜0.01）；II-3組 ADF含量比 CK 組降低8.28%（P＜0.01）；而DM含量各參試組間差異不顯著（P ＞ 0.05）。

表4 不同復合氨化處理及覆膜組玉米秸稈營養(yǎng)成分分析%

2.2 不同復合氨化處理及保存方式下玉米秸稈瘤胃DMD測定結果 由表5可知，不同復合氨化處理玉米秸稈飼料套袋組8、16、24、48 h和72 h按瘤胃DMD排序分別為I-2組＞I-1組＞I-3組＞I-4組、I-2組＞I-4組＞I-1組＞I-3組、I-2組＞I-3組＞I-4組＞I-1組、I-2組＞I-4組＞I-3組≥I-1組和I-2組＞I-3組＞I-1組＞I-2組。其I-1組和I-2組8 h的DMD分別比I-4組高49.41%、51.57%（P＜0.05），I-2組 72 h的 DMD 比 I-4組高120.95%（P＜0.01）；4 h瘤胃 DMD 排序為 I-3組＞I-4組＞I-2組＞I-1組，各組間差異不顯著（P＞0.05）；試驗結果表明，以I-2組復合氨化處理玉米秸稈飼料瘤胃DMD表現(xiàn)較為優(yōu)勢。

表5 不同復合氨化處理及套袋組玉米秸稈瘤胃DMD

由表6可知，不同復合氨化處理玉米秸稈飼料覆膜組4、8、48 h和 72 h按瘤胃 DMD排序為II-4組＞II-3組＞II-2組＞II-1組、II-4組＞II-1組＞II-3組＞II-2組、II-4組＞II-3組＞II-2組＞II-1組和II-4組＞II-2組＞II-3組＞II-1組。其II-4組8h瘤胃DMD分別比II-3組、II-2組和II-1組高47.12%、64.84%、40.94%（P ＜ 0.01），其 II-4組、II-3組和II-2組48 h瘤胃DMD分別比II-1組高24.66%、21.81%、15.85%（P ＜ 0.05）；其 16 h瘤胃DMD排序均為II-3組＞II-4組＞II-2組＞II-1組，其 24 h瘤胃DMD排序為II-1組＞II-2組＞II-3組＞II-4組；其72 h瘤胃DMD趨于50%左右，而各組之間瘤胃DMD差異不顯著（P＞0.05）。試驗結果表明，以II-4組復合氨化處理玉米秸稈飼料瘤胃DMD表現(xiàn)較為優(yōu)勢。

表6 不同復合氨化處理及覆膜組玉米秸稈瘤胃DMD

綜合研究結果表明，以 “3%尿素+3%糖蜜+0.5%硫酸銨+40%水溶液”和“4%尿素+0.5%硫酸銨+40%水溶液”為本試驗復合處理玉米秸稈飼料較理想的優(yōu)選配方。

3 討論

硫是動物體內(nèi)含硫氨基酸（如蛋氨酸、半胱氨酸（胱氨酸）、高半胱氨酸、?；撬岬龋⒘蛩彳浌撬?、以及B族維生素（如硫胺素、生物素）的組成成分（孟慶翔，2002）。尿素在非蛋白氮飼料中利用的歷史較長，適用范圍業(yè)較廣（盧德勛，2001）。糖蜜最適于飼喂反芻家畜，不僅適口性好，而且可提高瘤胃微生物的活性（白生元，1999）。本試驗糖蜜為麥芽糖漿，其主原料為玉米淀粉，添加糖蜜主要是補充瘤胃微生物發(fā)酵所需的能源，其代謝能能值約為11.0 MJ/kgDM（周道瑋等，2004）。硫酸銨和尿素之所以能增加粗飼料中CP含量，是由于它們分子中都含有氮元素，可分解出氨氣，起到氨化的作用。硫是飼喂添加尿素等非蛋白氮日糧時的必需礦元素，只有當用于合成蛋氨酸的硫元素充足時，添加到這些低氮飼糧中的非蛋白氮如尿素，才能被瘤胃微生物利用合成蛋白質(zhì)。因此，當使用尿素時為了滿足瘤胃微生物發(fā)酵需要，同時建議補充硫，補充料中的氮硫比例（N∶S）為 10∶1 ～13∶1，硫酸銨被認為是最適合的硫源。本試驗添加尿素和硫酸銨等復合處理秸稈理想優(yōu)選配方N∶S為11.5。

本研究中套袋組和覆膜組2種貯存方式下的復合氨化處理玉米秸稈對CP含量改善明顯，各試驗組CP含量比CK組分別提高298.76%和270.37%，其他處理組相比CK組均差異極顯著（P＜0.01）。不同處理方式的NDF含量相比CK組也有不同程度的降低，降幅分別為9.27%和13.68%，覆膜組的ADF含量均低于CK組。這也與孟春花等（2016）提出油菜秸稈氨化后CP含量提高了約4%，NDF和ADF含量下降了10%的結果一致。究其原因可能是由于氨化破壞了秸稈纖維的內(nèi)部結構，弱化了纖維之間氫鍵的同時也打斷了多糖與木質(zhì)素交聯(lián)酯鍵，含氮量和粗蛋白質(zhì)含量增加（黃瑞鵬，2013）；氨化還能使秸稈表皮細胞壁蓬松變軟，增大與纖維素酶接觸面積，易于酶解消化（楊游，2004）。氨化過程中形成的銨鹽，可作為合成微生物蛋白提供氮源，促進微生物增長（馬興元等，2011）。

玉米秸稈經(jīng)氨化后，打破木質(zhì)素對纖維素和半纖維素的包裹以及纖維素分子間的結合鍵，尿素和糖蜜為瘤胃發(fā)酵環(huán)境提供充足氮源和營養(yǎng)物質(zhì)，秸稈CP含量的提高并易于附著在纖維表皮結構，進一步加劇了瘤胃微生物對DM的消化能力。本試驗中，瘤胃干物質(zhì)降解率（DMD）隨消化時間的延長呈遞增趨勢，套袋組I-2在氨化玉米秸稈中的 8、16、24、48 h 和 72 h 的 DMD 高于同類各組，而覆膜組I-4則在4、8、48 h和72 h這幾個時段的DMD整體表現(xiàn)良好，說明復合處理液中添加化學試劑用量因處理方式而異，結合不同的氨化密封保存方式合理調(diào)制復合處理液才能發(fā)揮好各要素間的協(xié)同作用。雖然尿素和糖蜜能增加瘤胃微生物活性和數(shù)量，但過多添加尿素對提高秸稈的含氮量無益，也擾亂了瘤胃內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)，動態(tài)消化能力反而受到制約和影響。

4 小結

本試驗結果表明，復合氨化處理能提高玉米秸稈CP含量，降低NDF和ADF含量，提高秸稈飼料化的品質(zhì)和營養(yǎng)價值。套塑料袋和覆塑料膜2種保存方式下分別以 “3%尿素+3%糖蜜+0.5%硫酸銨+40%水溶液”和“4%尿素+0.5%硫酸銨+40%水溶液”為本試驗復合處理玉米秸稈飼料較理想的優(yōu)選配方，對DM瘤胃降解率提高作用明顯。