安徽省野生芭茅草在肉牛瘤胃中的降解特性

金 海，李喬仙，徐 磊，趙拴平，高月娥，劉彥培，黃必志，賈玉堂*

(1.安徽省農業(yè)科學院畜牧獸醫(yī)研究所/畜禽產品安全工程安徽省重點實驗室，安徽合肥 230001；2.云南省草地動物科學研究院，云南昆明 650212)

隨著畜牧養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展，我國飼料資源緊缺的問題愈發(fā)突顯[1]。肉牛等反芻動物瘤胃有大量的微生物，可以利用單胃動物難以降解的粗飼料，但我國可利用土地面積有限，飼草資源短缺，導致粗飼料價格不斷攀升[2]，近年來南方地區(qū)粗飼料的供應逐漸成為突出問題[3]。開發(fā)利用當地廉價的非常規(guī)牧草資源可以提高飼草自給率，能有效緩解畜牧養(yǎng)殖業(yè)粗飼料短缺問題。

芭茅草，為安徽省安慶地區(qū)稱謂，學名五節(jié)芒(Miscanthusfloridulus)，在不同地區(qū)又稱東茅、大葉茅，隸屬禾本科芒屬，根狀莖發(fā)達，莖稈高達2～4 m。芭茅草多年生，生命力旺盛，耐旱耐貧，適應性強，產量高[4]。據報道，芭茅草第3年開始盛產，產量30.0～37.5 t/hm2[5]。蕭運峰等[6]在引種栽培條件下，芭茅草在營養(yǎng)刈割后的鮮草產量可達184 t/hm2。目前，芭茅草的營養(yǎng)價值研究鮮見報道。安慶太湖縣芭茅草種植面積11 333 hm2，岳西縣種植面積4 000 hm2，但因為缺少有效利用途徑，被當地視為火災隱患，常年被人工除治，但當地養(yǎng)殖戶有給肉牛飼喂芭茅草的習慣，說明芭茅草應具備用作粗飼料的潛力。目前國內尚未見到芭茅草在肉牛瘤胃降解的相關研究。筆者測定了芭茅草的營養(yǎng)價值，并以瘺管肉牛為試驗動物，測定了野生芭茅草在瘤胃中的降解率，旨在為芭茅草在反芻動物上的消化利用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料野生芭茅草樣品于2020年5月20—30日在安徽省安慶市太湖縣百里鎮(zhèn)久鴻農業(yè)肉牛養(yǎng)殖場附近采集，此時芭茅草高約170 cm，生長旺盛，鮮草產量高。隨機選擇3處采集新鮮芭茅草，共約2 kg，分批放入電熱恒溫干燥箱中65 ℃干燥24 h，將烘干的部分樣品過1 mm標準樣品篩粉碎，用于常規(guī)營養(yǎng)物質檢測；另一部分烘干樣品過2 mm標準樣品篩粉碎，用于瘤胃降解試驗。

1.2 試驗動物和試驗地點試驗在云南省草地動物科學研究院云嶺牛核心場進行。選用3頭健康且安裝有瘤胃瘺管的云嶺雜交牛作為試驗動物，定期驅蟲、消毒和清糞。每天08：00和18：00飼喂，自由飲水。精料與粗飼料(玉米青貯)的比例為1∶4，精料配方為玉米53%、豆粕10%、菜粕7%、棉粕8%、麥麩12%、酒糟粉8%、預混料2%。

1.3 試驗設計選用孔徑40 μm的尼龍布，制成12 cm×8 cm的尼龍袋，將尼龍袋清洗干凈后于65 ℃下烘干至恒重，記錄每個袋子的重量，寫上編號備用。準確稱取5.00 g芭茅草粉樣品放入尼龍袋中，放樣過程中袋口處切勿沾染樣品，袋口用尼龍繩扎緊。

3頭瘺管牛在早晨飼喂前1 h，打開瘤胃瘺管蓋子，將尼龍袋放入瘤胃腹囊中。放置后6、12、24、36、48和72 h取樣，共6個時間點。每個時間點每頭牛均設4個重復袋，將取出的尼龍袋立即用干凈的自來水沖洗，可用手指輕輕擠壓，直至沖洗干凈，65 ℃下烘干至恒重。另設逃逸空白對照，即分別稱量5.00 g樣品放入4個尼龍袋中，不放入瘤胃，按照上述步驟沖洗，65 ℃下烘干至恒重。

1.4 測定指標及計算方法

1.4.1營養(yǎng)成分檢測。芭茅草的干物質(DM)、有機物(OM)、粗蛋白(CP)、中性洗滌纖維(NDF)和酸性洗滌纖維(ADF)測定方法參考張麗英的《飼料分析與飼料質量檢測技術》[7]。

1.4.2瘤胃降解率測定。按照以下公式測定野生芭茅草樣品在瘤胃中6、12、24、36、48、72 h的降解率。

裝袋樣品逃逸率(%)=

(1)

校正裝袋樣品量(g)= 實際裝袋樣品量×(1-裝袋樣品逃逸率)

(2)

某一營養(yǎng)成分在瘤胃中的實時降解率(%)=(樣品中該營養(yǎng)成分修正后的含量-某時間點尼龍袋殘渣中該營養(yǎng)成分的含量)/樣品中該營養(yǎng)成分修正后的含量×100%

(3)

1.4.3瘤胃降解參數及有效降解率(ED)測定。

dp=a+b(1-e-ct)

(4)

ED=a+bc/(k+c)

(5)

式中，dp為被測芭茅草粉樣品中某一營養(yǎng)物質在t時間點的降解率(%)；a為快速降解部分占比(%)；b為慢速降解部分占比(%)；c為慢速降解部分降解速率(%/h)；t為樣品在瘤胃內滯留時間(h)；ED為被測芭茅草粉中某一營養(yǎng)物質的有效降解率(%)；k為瘤胃外流速率(%/h)，該試驗中k值取 0.025%/h。

1.5 數據統(tǒng)計與分析使用Excel軟件對試驗數據進行整理，再使用SPSS 19.0統(tǒng)計軟件進行單因素方差分析，采用Duncan法對平均值進行多重比較，結果均以“平均值±標準差”表示，P<0.05表示差異顯著。

2 結果與分析

將新鮮芭茅草在恒溫干燥箱65 ℃下干燥24 h后測定樣品各營養(yǎng)成分的含量，結果表明DM、OM、CP、NDF和ADF的含量(干基)分別為98.15%、93.62%、6.51%、68.07%和38.93%。

芭茅草各營養(yǎng)成分在瘤胃中降解6、12、24、36、48、72 h的動態(tài)降解率如表1所示。由表1可知，芭茅草DM、OM、CP、NDF和ADF的瘤胃降解率與其在瘤胃內滯留時間成正比。CP在瘤胃內6、12 h降解率差異不顯著，24、36 h降解率差異不顯著；DM、OM、NDF和ADF各時間點瘤胃降解率均差異顯著(P<0.05)。72 h后，各營養(yǎng)成分的瘤胃降解率在50%左右，其中DM、OM和CP在瘤胃內的降解率更高。6 h開始，DM、OM和CP在瘤胃內的降解率均比NDF和ADF高，但隨著滯留時間的增加，NDF和ADF在瘤胃內的降解率增加更快，72 h時接近50%。

表1 芭茅草營養(yǎng)物質在不同時間點的降解率

由表2可知，CP的快速降解部分占比(a)最高，為32.06%。DM和OM的快速降解部分占比(a)差異不顯著。慢速降解部分占比(b)則相反，ADF的慢速降解部分占比最高，占71.50%；NDF的慢速降解部分占比次之，而CP最低。芭茅草DM、OM、CP、NDF和ADF在瘤胃內的有效降解率分別為36.26%、35.37%、43.34%、29.19%和25.93%。CP在瘤胃內的有效降解率最高，DM次之，NDF和ADF較低，各營養(yǎng)成分間差異顯著(P<0.05)。

表2 芭茅草營養(yǎng)成分瘤胃降解參數及有效降解率

3 討論

3.1 芭茅草的飼用營養(yǎng)價值飼料常規(guī)營養(yǎng)成分是評判牧草營養(yǎng)價值的重要指標之一，而不同的生育期、同一株不同部位、不同品種以及生長環(huán)境等因素均會影響牧草的營養(yǎng)價值[8]。蕭運峰等[6]對安徽、湖南、貴州、廣西不同地區(qū)芭茅草的營養(yǎng)成分進行了檢測，其中安徽東至地區(qū)處于拔節(jié)期五節(jié)芒的CP、EE、CF、Ash、Ca和P含量(以干物質為基礎)分別為10.09%、1.47%、35.60%、8.85%、1.29%和0.19%。由于芭茅草在自然生長條件下新舊植株夾雜生長在一起，此次試驗采集的芭茅草樣品中有部分枯黃葉片，且未確定具體的物候期(根據外觀判斷，可能是抽穗初期)和不同的生長環(huán)境，因此導致該試驗中芭茅草CP含量差異較大。

3.2 芭茅草在瘤胃中的降解特性尼龍袋法又稱半體內法，可快速測定飼料原料營養(yǎng)物質在肉牛瘤胃內的降解速率和降解程度。降解率越高說明瘤胃微生物消化利用效果越好，降解率是衡量飼料飼用價值的重要指標之一[9]。該試驗結果表明，芭茅草CP的有效降解率最高，可達43.34%；DM的有效降解率次之，為36.26%；NDF和ADF的有效降解率相對較低，分別為29.19%和25.93%，這符合各營養(yǎng)成分在瘤胃中降解的基本規(guī)律。

瘤胃對飼料中粗蛋白的降解過程是瘤胃微生物將飼料中含氮物質轉換為更易消化利用的微生物蛋白的過程[10]。芭茅草的粗蛋白在瘤胃中降解最快，消化6 h后降解率達到34.99%，有效降解率為43.34%，高于稻草(36%左右)、麥秸(40%左右)、玉米秸稈(42%左右)[11]，說明芭茅草的粗蛋白可能比一般農作物秸稈更易于被瘤胃微生物降解，但低于常見優(yōu)質牧草，比如燕麥草(60%左右)、苜蓿(66%左右)、黑麥草(67%左右)。這可能與飼料的蛋白質含量有關[12]。

NDF反映的是植物細胞壁纖維含量，主要包括纖維素、半纖維素和木質素。NDF的主要作用是維持瘤胃的正常生理功能，其中部分纖維素和半纖維素可被微生物降解為揮發(fā)性脂肪酸，經瘤胃壁吸收入血，為機體供能。木質素是抗營養(yǎng)因子，不易消化，木質素過多會顯著影響瘤胃微生物對NDF和ADF的降解和利用[13]。芭茅草中NDF和ADF在瘤胃中的降解規(guī)律與其他牧草類似，降解緩慢且不易被降解。苜蓿、燕麥草NDF和ADF的有效降解率均為40%左右[12]，芭茅草則與一般農作物秸稈接近，只有30%左右，可能是由于木質素含量較高所致。

DM瘤胃降解率反映飼料被消化的程度，同時也會影響肉牛的干物質采食量(DMI)[14]，DM瘤胃降解率越小，被降解程度越低，DMI越小。芭茅草DM的有效降解率為36.26%，稍高于水稻秸稈(32%)，但低于玉米、麥秸、黑麥草、燕麥草、苜蓿、花生秧。芭茅草DM的瘤胃降解率偏低，這可能是因為其CP含量較低，CF含量高，微生物對其利用部分少，難以消化，實際直接飼喂芭茅草對肉牛飼養(yǎng)采食量的影響程度需要通過進一步動物試驗來確定。

4 結論

該試驗結果表明，野生芭茅草CP含量達6.51%，NDF含量為68.07%，ADF含量為38.93%。各營養(yǎng)成分的瘤胃降解率均隨著滯留時間的延長而逐漸升高，其中CP的有效降解率最高，72 h各營養(yǎng)成分的有效降解率均在50%左右。野生芭茅草的營養(yǎng)價值和有效降解率高于一般農作物秸稈、低于優(yōu)質牧草，獲取成本低廉，安慶地區(qū)理論上可利用面積超過1.53萬hm2，在偏僻交通運輸不便地區(qū)可作為肉牛粗飼料的替代品。同時，可將芭茅草進一步加工制作成青貯，提高其利用價值，延長利用時效，保證全年粗飼料供應。