西北地區(qū)4種優(yōu)質(zhì)飼草的肉牛體外瘤胃發(fā)酵性能研究

張霞,李妙善,周恩光,王虎成

(蘭州大學(xué)草地農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，蘭州大學(xué)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部草牧業(yè)創(chuàng)新重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，蘭州大學(xué)草地農(nóng)業(yè)科技學(xué)院，甘肅 蘭州 730020)

近年來，我國(guó)反芻家畜養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展迅速，40%～80%的粗飼料被用于反芻動(dòng)物飼糧中，提供給宿主動(dòng)物和瘤胃微生物重要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)[1-2]， 其次，苜蓿(Medicagosativa)、燕麥(Avenasativa)、飼用玉米(Zeamays)等優(yōu)質(zhì)飼草是我國(guó)建植栽培草地、也是黃土高原丘陵溝壑區(qū)進(jìn)行飼草生產(chǎn)的主要資源，亦是反芻動(dòng)物養(yǎng)殖的主要粗飼料；同時(shí)，充分利用優(yōu)質(zhì)飼草(玉米、燕麥、苜蓿青貯等)作為飼草資源，將有助于緩解草畜矛盾、充分利用非常規(guī)飼草資源，利用不同飼草的組合來改善進(jìn)入反芻動(dòng)物體內(nèi)的營(yíng)養(yǎng)平衡，加強(qiáng)我國(guó)特別是西北地區(qū)飼草資源合理利用，促進(jìn)畜牧業(yè)的高效發(fā)展。然而，優(yōu)質(zhì)粗飼料相對(duì)而言存在較大的缺口。因此，如何更好地利用與提高研究區(qū)優(yōu)質(zhì)粗飼料的利用率被廣泛關(guān)注。目前評(píng)定飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的主要方法包括體內(nèi)法、半體內(nèi)法和體外法，其體外瘤胃發(fā)酵法因其方法簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)、快速而被廣泛用于評(píng)定飼料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值[3-5]。據(jù)報(bào)道，韓肖敏等[6]用體外產(chǎn)氣法評(píng)價(jià)玉米秸稈、稻草(Oryzasativa)、玉米秸稈青貯與精料的組合效應(yīng)，結(jié)果表明60%玉米秸稈+40%稻草、24%玉米秸稈+16%稻草+60%玉米秸稈青貯、9.6%玉米秸稈+6.4%稻草+24%玉米秸稈青貯+60%精料為最優(yōu)組合；張建勛等[7]研究飼糧精粗比對(duì)南江黃羊瘤胃體外發(fā)酵的影響結(jié)果表明高精料飼糧對(duì)南江黃羊體外發(fā)酵有顯著的影響；孫國(guó)強(qiáng)等[8]利用體外瘤胃發(fā)酵法研究全株玉米青貯與花生蔓(Arachishypogaea)和羊草(Leymuschinensis)間的組合效應(yīng)，結(jié)果表明全株玉米青貯與花生蔓比例為70: 30的組合、全株玉米青貯-花生蔓-羊草比例為56∶24∶20的組合具有最大組合效應(yīng)；張吉鹍等[9]對(duì)稻草與多水平苜?；旌狭鑫阁w外發(fā)酵組合效應(yīng)的整體研究，結(jié)果表明稻草與苜蓿適宜添補(bǔ)量為40%～60%；李妍等[10]對(duì)體外法評(píng)價(jià)玉米秸稈、谷草和玉米秸稈青貯飼料組合效應(yīng)的研究，結(jié)果表明玉米秸稈和谷草的搭配比例為60∶40，玉米秸稈、谷草、玉米秸稈青貯飼料的搭配比例為12∶8∶80為最優(yōu)組合；孟梅娟等[11]對(duì)小麥(Triticumaestivum)秸稈與米糠粕瘤胃體外發(fā)酵組合效應(yīng)研究表明小麥秸稈與米糠粕的最優(yōu)組合是75∶25；并且對(duì)相關(guān)氮源水平、半胱胺、植物精油、沙柳(Salixcheilophila)、苧麻(Boehmerianivea)等的體外瘤胃發(fā)酵特性和飼用價(jià)值研究報(bào)道較多[12-16]；綜合以上研究進(jìn)展，前人研究主要集中在利用體外瘤胃發(fā)酵法對(duì)秸稈、稻草、谷草、羊草類等粗飼料，不同精粗比以及一些添加劑的研究、開發(fā)和利用。但以玉米、燕麥、苜蓿裹包青貯及苜蓿干草這4種優(yōu)質(zhì)粗飼料飼用價(jià)值和適宜配合比例尚未見系統(tǒng)研究報(bào)道。為此，本研究選用黃土高原丘陵溝壑區(qū)推廣應(yīng)用的玉米、燕麥、苜蓿裹包青貯及苜蓿干草為試驗(yàn)材料，利用體外產(chǎn)氣法評(píng)價(jià)單一飼草及不同組合的肉牛瘤胃發(fā)酵性能及組合效應(yīng)，旨在為該研究區(qū)幾種優(yōu)質(zhì)飼草的飼用價(jià)值及合理搭配做初步探究，為正確進(jìn)行肉牛日糧中粗飼料搭配積累數(shù)據(jù)和提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)所用飼草為玉米、苜蓿、燕麥裹包青貯，均購(gòu)自甘肅民祥牧草有限公司，苜蓿干草以及供體動(dòng)物飼用精料均有由養(yǎng)殖場(chǎng)提供，采集的鮮樣經(jīng)凍干機(jī)凍干制成粉樣，干草直接制成粉樣，備作常規(guī)化學(xué)成分分析與體外產(chǎn)氣試驗(yàn)，飼草營(yíng)養(yǎng)成分如表1所示。

表1 飼草營(yíng)養(yǎng)成分Table 1 Nutrients of 4 kinds of forage (干物質(zhì)基礎(chǔ)dry matter basis, %)

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用單因子重復(fù)試驗(yàn)設(shè)計(jì)，將4種優(yōu)質(zhì)飼草按干物質(zhì)組成7種不同比例組合：組合1(50%玉米青貯+50%燕麥青貯，C1)、組合2(50%玉米青貯+50%苜蓿青貯，C2)、組合3(80%玉米青貯+20%苜蓿干草，C3)、組合4(50%燕麥青貯+50%苜蓿干草，C4)、組合5(70%玉米青貯+10%燕麥青貯+20%苜蓿青貯，C5)、組合6(65%玉米青貯+15%燕麥青貯+25%苜蓿青貯，C6)、組合7(50%玉米青貯+20%燕麥青貯+30%苜蓿青貯，C7)，共構(gòu)成11種發(fā)酵底物。

1.3 試驗(yàn)用瘤胃液供體動(dòng)物

試驗(yàn)于2017年9月在甘肅省定西市甲天下肉牛養(yǎng)殖場(chǎng)進(jìn)行。選取3頭健康狀況良好，體重約600 kg的西門塔爾牛作為瘤胃液供體動(dòng)物。試驗(yàn)期間肉牛拴系飼養(yǎng)，保持圈內(nèi)清潔干燥，定期進(jìn)行消毒。全混合飼糧(total mixed rations, TMR)日飼喂2次(早上7:30和下午16:00)，采食后自由飲水。

1.4 體外發(fā)酵

體外發(fā)酵試驗(yàn)參照Menke等[17]推薦的方法進(jìn)行。在晨飼前，用瘤胃液采集器(科立博A1164K)經(jīng)口腔采集3只肉牛的瘤胃液共1 L，迅速裝入充滿CO2的密閉容器并保溫39 ℃盡快帶回實(shí)驗(yàn)室。把取得的瘤胃液經(jīng)4層紗布過濾，得到濾液，并與人工唾液以體積比1∶2混合，39 ℃恒溫，同時(shí)通入無氧CO2，得到人工瘤胃液。然后將其置于39 ℃磁力攪拌器上不斷攪拌，同時(shí)通入CO2氣泡(需通入底部)，直至溶液顏色變?yōu)闊o色，呈還原狀態(tài)，在液面以上持續(xù)通入CO2確保厭氧。準(zhǔn)確稱量試驗(yàn)飼料0.4000 g于已裝入10 g左右玻璃珠的尼龍袋(0.048 mm)中，封口后置入100 mL刻度玻璃注射器中；將40 mL混合液迅速注入裝樣注射器,密封、排氣后于(39.0±0.5) ℃水浴搖床連續(xù)培養(yǎng)48 h，每個(gè)樣3個(gè)重復(fù)；同一批次設(shè)定3個(gè)空白對(duì)照。

1.5 測(cè)定指標(biāo)及方法

1.5.1產(chǎn)氣量及產(chǎn)氣動(dòng)力學(xué) 分別在培養(yǎng)3、6、9、12、24、36、48 h記錄每個(gè)注射器活塞的位置并讀數(shù)，以計(jì)算各時(shí)間點(diǎn)的產(chǎn)氣量(gas production, GP)。計(jì)算公式為：

某時(shí)間點(diǎn)的GP=該段時(shí)間樣品GP-該段時(shí)間空白樣GP

根據(jù)?rskov等[18]的產(chǎn)氣模型，將各種樣品在3、6、9、12、24、36、48 h時(shí)的產(chǎn)氣量代入下列公式計(jì)算各部分產(chǎn)氣量。

GP=a+b(l-exp-ct)

式中：GP，t時(shí)間的產(chǎn)氣量(mL·g-1)；a，快速降解部分產(chǎn)氣(mL·g-1)；b，慢速降解部分產(chǎn)氣量(mL·g-1)；c，產(chǎn)氣速率(%·h-1)；a+b，潛在產(chǎn)氣量(mL·g-1)。

1.5.2干物質(zhì)消失率(dry matter disappearance, DMD) 在體外48 h發(fā)酵結(jié)束后，迅速放置冷水中終止發(fā)酵,將已編號(hào)并稱重的尼龍布用蒸餾水沖洗數(shù)次直至干凈，然后將尼龍布小心無損的轉(zhuǎn)移到烘箱中以105 ℃烘24 h至恒重，計(jì)算干物質(zhì)消失率。

飼料干物質(zhì)消失率=[樣本干物質(zhì)量-消化后殘?jiān)晌镔|(zhì)量]×100%/樣本干物質(zhì)量

1.5.3體外發(fā)酵參數(shù) 培養(yǎng)48 h后，用SX-620型酸度計(jì)測(cè)定培養(yǎng)液pH值；采用苯酚-次氯酸鈉顯色法測(cè)定氨態(tài)氮(NH3-N)濃度，具體程序參照周建偉[19]的方法；揮發(fā)性脂肪酸(volatile fatty acid, VFA)濃度參照李曉亞[20]的方法，使用Agilent-6890A型氣相色譜儀測(cè)定。

1.5.4組合效應(yīng)指數(shù)的計(jì)算 參照王旭[21]所使用的方法計(jì)算指標(biāo)的單項(xiàng)組合效應(yīng)指數(shù)(single factors associative effects index, SFAEI)與多項(xiàng)組合效應(yīng)指數(shù)(multiply factors associative effects index, MFAEI)，具體公式如下：

SFAEI=(組合后實(shí)測(cè)值-加權(quán)估算值)/加權(quán)估算值
MFAEI=∑單項(xiàng)組合效應(yīng)值

式中：加權(quán)估算值=某種飼料的實(shí)際測(cè)定值×所占比例+另一種飼料的實(shí)際測(cè)定值×所占比例。

1.6 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)經(jīng)Excel 2010初步處理后，使用SPSS 20.0軟件的一般線性模型進(jìn)行方差分析，分別對(duì)4種單一原料和7種組合飼料進(jìn)行Duncan氏多重比較；用非線性回歸參數(shù)估計(jì)程序求出產(chǎn)氣動(dòng)力學(xué)參數(shù)；結(jié)果用“平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤”表示，以P<0.05作為差異顯著性判斷標(biāo)準(zhǔn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 優(yōu)質(zhì)飼草的肉牛瘤胃體外發(fā)酵產(chǎn)氣性能

隨培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)，各組產(chǎn)氣量逐漸上升，其中發(fā)酵初期增長(zhǎng)速度較快(表2)。4種單一飼料在各時(shí)間點(diǎn)的GP玉米青貯最高，苜蓿青貯最低(P<0.05)，其中48 h的GP，玉米青貯比其他3種分別提高了29.15%(燕麥青貯)、66.17%(苜蓿青貯)和38.04%(苜蓿干草)。7種組合在各時(shí)間點(diǎn)產(chǎn)氣特點(diǎn)為，C3的GP最高，C4最低(P<0.05)，其中C3比其他各組合分別提高了24.07%(C1)、30.12%(C2)、39.08%(C4)、12.81%(C5)、22.57%(C6)和25.52%(C7)，且其他各組合間亦存在顯著差異(P<0.05)。

4種單一飼料的慢速降解部分產(chǎn)氣量和潛在產(chǎn)氣量依玉米青貯、燕麥青貯、苜蓿青貯、苜蓿干草的次序降低，且存在顯著差異(P<0.05)(表3)；快速降解部分產(chǎn)氣量和產(chǎn)氣速率常數(shù)分別為玉米青貯(-9.47 mL·g-1)和苜蓿干草(0.04%·h-1)最高，與其他單一飼料存在顯著性差異(P<0.05)。7種組合中的快速降解部分產(chǎn)氣量和產(chǎn)氣速率常數(shù)均以C2最高，分別為-17.56 mL·g-1和0.07 %·h-1；慢速降解部分產(chǎn)氣量和潛在產(chǎn)氣量均以C3最高，分別為167.69和165.00 mL·g-1，均顯著高于其他組合(P<0.05)。

2.2 優(yōu)質(zhì)飼草在肉牛體外瘤胃發(fā)酵48 h的DMD與發(fā)酵參數(shù)

體外發(fā)酵48 h后，4種單一飼料中玉米青貯的干物質(zhì)消失率(DMD)最高(81.73%)，顯著高于其他3種粗飼料(P<0.05)；培養(yǎng)液的pH介于6.27～6.72，苜蓿青貯pH最高，且各組間差異顯著(P<0.05)；NH3-N濃度，燕麥青貯(38.12 mg·dL-1)顯著高于其他3種粗飼料(P<0.05)。7種組合的DMD以C2顯著低于C5和C7(P<0.05)；pH介于6.40～6.69，其中C3顯著低于其他6種(P<0.05)，其中C5和C6最高；NH3-N的濃度C1與C2顯著高于其他5種，其中C7最低(表4)。

表2 優(yōu)質(zhì)飼草的肉牛體外瘤胃發(fā)酵產(chǎn)氣量Table 2 In vitro gas production of high-quality forage treated with rumen fluid of beef cattle (mL·g-1)

注：同列不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)，相同字母表示差異不顯著(P>0.05)，下同。

Note: Different small letters in the same column indicate significant difference between the treatments(P<0.05), while same letter in the same column indicate not significant difference between the treatments (P>0.05), the same below.

表3 優(yōu)質(zhì)飼草的肉牛體外瘤胃發(fā)酵產(chǎn)氣動(dòng)力學(xué)參數(shù)Table 3 In vitro gas production kinetic parameters of high-quality forage treated with rumen fluid of beef cattle

注：“-”表示產(chǎn)氣滯后，快速降解部分產(chǎn)氣量大小由絕對(duì)值確定。

Note: “-” indicates gas production lag, and partial gas production of rapid degradation is determined by absolute value.

表4 優(yōu)質(zhì)飼草在肉牛體外瘤胃發(fā)酵48 h的DMD、pH及NH3-N 濃度Table 4 The pH and NH3-N concentration of fermentation fluid and DMD of high-quality forage treated 48 h in vitro with rumen fluid of beef cattle

4種單一粗飼料培養(yǎng)48 h后培養(yǎng)液的總揮發(fā)性脂肪酸(TVFA)和丁酸濃度均為玉米青貯顯著高于苜蓿青貯和干草(P<0.05)；丙酸濃度玉米青貯顯著高于其他3種，且燕麥青貯顯著高于苜蓿青貯和干草(P<0.05)；乙酸/丙酸(acetic acid/propionic acid, A/P)玉米青貯和燕麥青貯顯著低于其他2種(P<0.05)(表5)。7種組合培養(yǎng)48 h后，培養(yǎng)液的TVFA濃度C2和C4顯著低于C5和C6(P<0.05)；乙酸含量C1顯著低于C2、C4和C7(P<0.05)，且C7最高；丙酸含量C1、C5、C6顯著高于C2、C4、C7(P<0.05)；A/P 值C7顯著高于C1、C3、C5、C6(P<0.05)，且C1最低；丁酸含量C5顯著高于C2、C3、C4、C7(P<0.05)，且C7最低；戊酸含量C7顯著低于其他6組(P<0.05)，且C4最高。

表5 優(yōu)質(zhì)飼草在肉牛體外瘤胃發(fā)酵48 h的總揮發(fā)性脂肪酸構(gòu)成Table 5 The volatile fatty acid profile of fermentation fluid of high-quality forage treated 48 h in vitro with rumen fluid of beef cattle

2.3 優(yōu)質(zhì)飼草的肉牛體外瘤胃發(fā)酵48 h的組合效應(yīng)

GP和乙酸含量只有C1出現(xiàn)負(fù)組合效應(yīng)，其他6種組合均為正組合效應(yīng)；DMD在C1、C2和C3均為負(fù)組合效應(yīng)，其余4組均為正組合效應(yīng)，且C4最大(0.2330)；pH在C2和C3時(shí)為負(fù)組合效應(yīng)，其余組合間均為正組合效應(yīng)；NH3-N濃度在各組合均出現(xiàn)負(fù)組合效應(yīng)；丙酸與丁酸含量在各組合均為正組合效應(yīng)，且均在C4時(shí)達(dá)到最大，分別為0.4892和0.6008(表6)。所有組合的綜合組合效應(yīng)均為正效應(yīng)，由高到低依次為C4、C2、C5、C1、C3、C6、C7。故而，本試驗(yàn)條件下，C4為最佳組合(50%燕麥青貯+50%苜蓿干草)，C2(50%玉米青貯+50%苜蓿青貯)次之，且玉米青貯、燕麥青貯、苜蓿青貯三者配比以70∶10∶20較優(yōu)。

表6 不同比例優(yōu)質(zhì)飼草的組合效應(yīng)Table 6 The combination effect of different proportion of high-quality forage treated 48 h in vitro with rumen fluid of beef cattle

3 討論

3.1 優(yōu)質(zhì)飼草的肉牛體外瘤胃發(fā)酵產(chǎn)氣性能

飼料在瘤胃中產(chǎn)生的氣體主要來源于微生物對(duì)飼料中碳水化合物和蛋白質(zhì)含碳部分的分解，體外產(chǎn)氣量是反映瘤胃中微生物活性、飼料降解率及飼料總體可發(fā)酵程度的指標(biāo)。其大小取決于可發(fā)酵有機(jī)物含量和瘤胃微生物活力，產(chǎn)氣量大說明瘤胃微生物的活性高，對(duì)底物發(fā)酵越充分，若產(chǎn)氣量低，則主要由于底物中可供微生物發(fā)酵產(chǎn)物不足所致[17,21-23]?？焖俳到猱a(chǎn)氣量和慢速降解產(chǎn)氣量反映飼料發(fā)酵前期和后期可降解部分，其值越大表示該階段可發(fā)酵成分含量高。研究表明飼料中蛋白質(zhì)、NDF、ADF等不易發(fā)酵成分含量越高,則產(chǎn)氣量越低[24]。通常情況下，易發(fā)酵碳水化合物含量高的能量飼料在24 h之內(nèi)GP就可達(dá)到最高峰,蛋白質(zhì)飼料在48 h內(nèi)產(chǎn)氣量可達(dá)到高峰,但含結(jié)構(gòu)性碳水化合物較多的粗飼料的產(chǎn)氣量最高峰在48 h以后才出現(xiàn)[25]。本研究中的粗飼料為玉米青貯、燕麥青貯、苜蓿青貯和苜蓿干草，其結(jié)構(gòu)性碳水化合物含量相較秸稈等低品質(zhì)粗飼料較高，各粗飼料的最高GP均在48 h之后出現(xiàn)，且玉米青貯和燕麥青貯的發(fā)酵啟動(dòng)時(shí)間短，主要因?yàn)楹瘫究骑暳舷鄬?duì)豆科飼草含有更多的易發(fā)酵碳水化合物。其次，因不同飼料組合，其非結(jié)構(gòu)性碳水化合物與碳水化合物比例及其碳水化合物與蛋白質(zhì)比例間有所差異，致使在不同比例組合間的產(chǎn)氣規(guī)律也有所不同。本試驗(yàn)中，C4(50%燕麥青貯+50%苜蓿干草)產(chǎn)氣量相對(duì)最低，可能是該組合中的ADF和NDF含量相對(duì)較高，可供微生物發(fā)酵產(chǎn)物不足所致，降低了體外發(fā)酵的產(chǎn)氣速率，從而產(chǎn)氣量降低；同時(shí)C3(80%玉米青貯+20%苜蓿干草)產(chǎn)氣量相對(duì)最高，究其原因可能是該組合玉米青貯含量高，且其含有更多的可發(fā)酵碳水化合物，并且CP和ADF含量較低等，有利于微生物發(fā)酵，提高其微生物活性，與楊志林等[26]的研究結(jié)果一致。

3.2 優(yōu)質(zhì)飼草在肉牛體外瘤胃發(fā)酵48 h的干物質(zhì)消失率與發(fā)酵參數(shù)

飼料DMD是反映其被動(dòng)物利用程度大小的重要指標(biāo)，也是表示反芻動(dòng)物機(jī)體消化利用飼料中有機(jī)物能力的重要指標(biāo)，降解率越高，飼料的可利用程度就越高[27]。DM的降解主要是CP、EE和CF等物質(zhì)的降解[28]，瘤胃碳氮比適中，更有利于微生物活動(dòng)，亦對(duì)應(yīng)高的DMD。本研究條件下，玉米青貯和燕麥青貯的DMD分別為81.73%、70.53%，相對(duì)較高，其玉米青貯的DMD高的原因是青貯后的玉米富含非結(jié)構(gòu)性碳水化合物，可消化的有機(jī)物含量高，很容易被瘤胃微生物發(fā)酵利用；而燕麥青貯DMD高的原因可能是其碳氮比合適，更易被微生物利用。此外，亦有研究表明較低的飼料粗灰分和ADF含量會(huì)對(duì)應(yīng)較高的DMD[29]，故而這也是玉米青貯和燕麥青貯DMD較高的原因之一。其次，C2(50%玉米青貯+50%苜蓿青貯)DMD最低，可能是因?yàn)楹休^高苜蓿青貯，其非結(jié)構(gòu)性碳水化合物含量低，不易被瘤胃微生物發(fā)酵利用。

瘤胃液pH是反映瘤胃內(nèi)部環(huán)境與發(fā)酵水平的一項(xiàng)綜合指標(biāo)，瘤胃pH大小影響瘤胃微生物蛋白合成和微生物區(qū)系的穩(wěn)定性，保證瘤胃正常發(fā)酵所需的pH范圍為6～7[30]，其大小由諸多因素共同決定，包括日糧類型、唾液分泌和瘤胃代謝產(chǎn)物等[31]。一般情況，體外發(fā)酵培養(yǎng)液pH隨著飼料發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)而顯著下降，主要因?yàn)榘l(fā)酵產(chǎn)酸增加及累積[32]。本試驗(yàn)中，雖然pH受粗飼料類型的影響，但4種單一飼料培養(yǎng)液pH (6.27～6.72)和7種組合培養(yǎng)液pH(6.40～6.69)均在適宜范圍內(nèi)，表明發(fā)酵48 h不會(huì)影響瘤胃微生物生長(zhǎng)繁殖。

瘤胃液中氨態(tài)氮(NH3-N)不僅是瘤胃微生物分解含氮物質(zhì)的產(chǎn)物，也是合成微生物蛋白的主要氮來源[33]。NH3-N濃度為瘤胃微生物合成菌體蛋白提供氮源，最佳NH3-N濃度有利于微生物生長(zhǎng)繁殖的環(huán)境，若供應(yīng)不足，則微生物合成受阻，動(dòng)物生產(chǎn)性能降低，相反，過高則會(huì)加重機(jī)體氮代謝的負(fù)擔(dān)[34]。一般情況下，瘤胃氨氮水平處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)，但瘤胃NH3-N的含量變動(dòng)很大，其最佳范圍為6.58～36.7 mg·dL-1[35]。Hoover[30]則認(rèn)為，瘤胃微生物生長(zhǎng)適宜氨氮濃度為3.3～8.0 mg·100 mL-1，由于日糧蛋白質(zhì)及碳水化合物(CHO)發(fā)酵的差異，實(shí)際上瘤胃液中氨氮的變化幅度多在1～76 mg·100 mL-1，從而影響瘤胃微生物活性。本研究中，4種單一飼料和7種組合飼料的NH3-N濃度變化范圍分別為18.87～38.12 mg·dL-1和5.69～22.53 mg·dL-1，其均在有關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道的范圍內(nèi)[30,36]，這說明其濃度可以確保瘤胃微生物的正常生長(zhǎng)。其次，C6和C7發(fā)酵48 h時(shí)NH3-N濃度低于微生物發(fā)酵的最佳濃度下限。體外發(fā)酵體系中NH3-N的主要來源為微生物對(duì)底物含氮物質(zhì)的降解，而生成的NH3-N有2個(gè)主要去向，一部分被微生物用來合成微生物蛋白(microbial protein, MCP)，另一部分溶解在發(fā)酵液中(發(fā)酵瓶不具有吸收和排出NH3-N的能力)。碳水化合物是限制瘤胃微生物利用NH3-N的主要因素。結(jié)合產(chǎn)氣量及DMD指標(biāo)，C6和C7發(fā)酵48 h時(shí)NH3-N濃度最低的原因可能生成的NH3-N被微生物所利用，與王珊等[37]研究報(bào)道相一致。

揮發(fā)性脂肪酸(VFA)是反芻動(dòng)物的主要能量來源，為瘤胃微生物增殖提供主要碳架來源[38-39]，可為反芻動(dòng)物提供60%～80%的可消化能[40]。揮發(fā)性脂肪酸濃度的高低說明了瘤胃中碳水化合物消化率大小[41]，同時(shí)，其含量及組成比例是反映瘤胃消化代謝活動(dòng)的重要指標(biāo)之一。乙酸作為合成體脂和乳脂的原料，能為動(dòng)物提供所需的大部分能量；葡萄糖合成的前體物質(zhì)為丙酸，能量轉(zhuǎn)化效率均高于其他酸，因此丙酸型發(fā)酵能為機(jī)體提供生長(zhǎng)和生產(chǎn)所需的能量[34]，從而可以進(jìn)一步提高動(dòng)物的生產(chǎn)水平和飼料利用率；而丁酸大部分以酮體的形式氧化。VFA濃度及比例的影響因素眾多，有發(fā)酵底物結(jié)構(gòu)(如纖維素和半纖維素發(fā)酵產(chǎn)生的乙酸比例較高，而淀粉等易發(fā)酵的碳水化合物發(fā)酵產(chǎn)生的丙酸比例較高[42])和各種微生物菌群的活性。反芻動(dòng)物瘤胃內(nèi)乙酸、丙酸、丁酸占總揮發(fā)性脂肪酸的比例分別為50%～65%、18%～25%和12%～20%[43]，據(jù)此推算，乙酸/丙酸范圍應(yīng)為2.0～3.6，且其值受到動(dòng)物、飼料及飼養(yǎng)條件等因素的影響。本試驗(yàn)中，4種單一飼料和7種組合飼料的VFA的各成分中皆以乙酸的濃度為最高，乙酸、丙酸含量均介于上述范圍的上限或偏高；其中玉米青貯的TVFA最高，A/P最低，表明玉米青貯在瘤胃中消化利用率高，進(jìn)一步表明禾本科飼料易被消化吸收，與史卉玲等[44]研究結(jié)果相一致。

3.3 優(yōu)質(zhì)飼草的肉牛體外瘤胃發(fā)酵48 h的組合效應(yīng)

本試驗(yàn)中不同比例飼草的組合效應(yīng)指數(shù)可以看出，某一項(xiàng)指標(biāo)的單項(xiàng)組合效應(yīng)指數(shù)并不一定與綜合組合效應(yīng)指數(shù)結(jié)果相一致。諸多早期研究結(jié)果表明，只有結(jié)合多項(xiàng)指標(biāo)對(duì)組合效應(yīng)結(jié)果進(jìn)行綜合評(píng)定，才能從整體水平上得出更為準(zhǔn)確、客觀的結(jié)論[24,39,42]。此外，韓肖敏等[6]指出，飼料以相對(duì)適宜的比例組合后，營(yíng)養(yǎng)成分間通過互補(bǔ)促進(jìn)了微生物的生長(zhǎng),有利于促進(jìn)養(yǎng)分的高效利用。本試驗(yàn)中各處理的組合效應(yīng)指數(shù)均為正值，其中兩兩組合以C4(50%燕麥青貯+50%苜蓿干草)為最優(yōu)，三者組合以C5(70%玉米青貯+10%燕麥青貯+20%苜蓿青貯)為最佳，表明合理的飼糧搭配，更有利于動(dòng)物胃腸道微生態(tài)的平衡，近而有利于其對(duì)飼料養(yǎng)分的消化利用，相關(guān)機(jī)理有待進(jìn)一步研究。

4 結(jié)論

本研究條件下，玉米青貯的體外發(fā)酵GP、DMD、TVFA及乙酸濃度均最高，發(fā)酵速度快；苜蓿青貯的體外發(fā)酵GP較低，發(fā)酵速度慢。各處理的組合效應(yīng)由高到低依次為：50%燕麥青貯+50%苜蓿干草，50%玉米青貯+50%苜蓿青貯，70%玉米青貯+10%燕麥青貯+20%苜蓿青貯，50%玉米青貯+50%燕麥青貯，80%玉米青貯+20%苜蓿干草，65%玉米青貯+15%燕麥青貯+25%苜蓿青貯，50%玉米青貯+20%燕麥青貯+30%苜蓿青貯。