日糧添加甜菜糖蜜提高能量進(jìn)食水平對(duì)新疆褐牛增重性能和瘤胃發(fā)酵的影響

張娟利，莫 放，姚 剛，陳如龍，楊開倫，楊紅建*

（1.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100193；2.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)學(xué)院，新疆烏魯木齊 830052；3.新疆天萊牧業(yè)有限責(zé)任公司，新疆博樂 833400）

新疆是我國(guó)最大甜菜產(chǎn)區(qū)，種植面積在7萬hm2左右，約占全國(guó)甜菜總種植面積的30%，主要集中于伊犁、塔城、博樂等地區(qū)，甜菜平均單產(chǎn)在57 t/hm2，年產(chǎn)糖50 萬t左右，占到全國(guó)產(chǎn)量50%以上[1]。甜菜糖蜜（Sugar Beet Molasses）是甜菜塊根經(jīng)切絲榨汁、加熱蒸發(fā)、糖分萃取結(jié)晶等工藝制糖后剩余的深褐色濃稠液體。與此同時(shí)，甜菜塊根汁液榨取后，經(jīng)烘干還會(huì)產(chǎn)生大量略帶甜味的絲狀甜菜渣（Sugar Beet Pulp）副產(chǎn)物。長(zhǎng)期以來，如何充分開發(fā)利用甜菜制糖副產(chǎn)物飼喂牛羊等反芻動(dòng)物，備受國(guó)內(nèi)外畜牧養(yǎng)殖業(yè)的高度關(guān)注。甜菜糖蜜因富含可消化蔗糖等碳水化合物，極易在瘤胃微生物作用下發(fā)酵產(chǎn)生乙酸、丙酸、丁酸等揮發(fā)性脂肪酸（VFA），并為宿主提供能量。甜菜糖蜜中總可消化養(yǎng)分（TDN）、代謝能、增重凈能分別82.9%、12.05 MJ/kg、5.56 MJ/kg，與馬齒型黃質(zhì)玉米有效能值十分接近[2]。有研究表明，肉牛日糧中添加10%糖蜜可顯著提高肉牛育肥增重效果，但當(dāng)添加量增加至30% 時(shí)，其飼用功效大幅下降[3]。就新疆地區(qū)甜菜糖蜜而言，在肉牛育肥期日糧中提高糖蜜添加量是否能提高肉牛育肥生長(zhǎng)性能，并對(duì)瘤胃微生物發(fā)酵有何影響，國(guó)內(nèi)尚鮮有研究報(bào)道。本研究通過增加日糧中甜菜糖蜜添加量來提高日糧能量水平，探討其在新疆褐牛育肥中的飼用效果，旨在為充分開發(fā)利用新疆地區(qū)甜菜糖蜜資源提供科學(xué)依據(jù)與應(yīng)用指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料 本試驗(yàn)中所用到的鮮甜菜渣與甜菜糖蜜均購(gòu)自新疆博樂地區(qū)糖廠，甜菜渣外觀呈絲狀，水分含量為88%。甜菜糖蜜呈深褐色，水分含量為30%，具體營(yíng)養(yǎng)成分見表1。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與飼養(yǎng)管理 試驗(yàn)選取69 頭15 月齡、體重（340±5.7）kg 的新疆褐牛雜交公牛隨機(jī)分為2 組，對(duì)照組35 頭，試驗(yàn)組34 頭，在具有遮陽(yáng)棚和配有自由飲水槽的開放式隔欄中，采用全混合日糧（TMR）方式進(jìn)行飼喂。如表2 所示，對(duì)照組飼喂育肥場(chǎng)原有日糧，甜菜糖蜜添加量為3.6%；試驗(yàn)組在對(duì)照組日糧基礎(chǔ)上，在保持日糧粗蛋白質(zhì)水平相近情況下，將甜菜糖蜜含量增加至13.6%。飼養(yǎng)期為145 d，在每天08:00 和18:00用TMR 攪拌車進(jìn)行定時(shí)投喂，按照平均剩料量不高于5% 為標(biāo)準(zhǔn)，每3 d 進(jìn)行1 次投料量調(diào)整，并清理1 次食槽和飲水槽。

表1 鮮甜菜渣與甜菜糖蜜營(yíng)養(yǎng)成分（干物質(zhì)基礎(chǔ)）

1.3 增重性能測(cè)定 根據(jù)TMR 攪拌車投料數(shù)據(jù)現(xiàn)場(chǎng)顯示，記錄各組肉牛每天投料量，每3 天清理飼槽1 次，記錄TMR 剩料量。每7 d 測(cè)定TMR 投料與剩料水分含量，測(cè)算干物質(zhì)采食量（DMI），結(jié)合TMR 中營(yíng)養(yǎng)含量計(jì)算有機(jī)物、粗蛋白質(zhì)、中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維攝入量。針對(duì)TMR 投料與剩料，利用賓州篩（2012 版：第1 層孔徑19 mm，第2 層8 mm，第3 層1.18 mm）對(duì)飼料顆粒分布比例進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定。試驗(yàn)開始并晨飼前對(duì)所有牛只進(jìn)行稱重，試驗(yàn)開始后每30 d 于晨飼前對(duì)所有牛只進(jìn)行稱重，計(jì)算平均日增重（ADG）與耗料增重比（F/G=DMI/ADG）。

1.4 瘤胃微生物體外發(fā)酵 將采集獲得的對(duì)照組與試驗(yàn)組代表性TMR 樣品在65℃烘干48 h 后進(jìn)行粉碎過1.0 mm篩，按照每個(gè)處理組5 個(gè)重復(fù)，稱取500 mg 日糧樣品置于140 mL 厭氧發(fā)酵瓶中，向每個(gè)發(fā)酵瓶中加入50 mL緩沖液（經(jīng)39℃預(yù)熱、pH 6.85）[4]與25 mL 經(jīng)4 層紗布過濾瘤胃液。將每個(gè)發(fā)酵瓶利用輸液針管與AGRSIII 型微生物發(fā)酵微量產(chǎn)氣自動(dòng)記錄儀氣路連接，在39℃下進(jìn)行實(shí)時(shí)產(chǎn)氣量數(shù)據(jù)自動(dòng)記錄[5]。當(dāng)培養(yǎng)時(shí)間達(dá)到48 h 后，取出發(fā)酵瓶，用孔徑200 目尼龍袋（12 cm×6 cm）過濾所有發(fā)酵內(nèi)容物，立即測(cè)定濾液pH。將尼龍袋殘?jiān)米詠硭春笤?5℃下烘干48 h 后稱重，利用差減法計(jì)算干物質(zhì)消失率（IVDMD）。采集發(fā)酵濾液樣品，經(jīng)10 000 ×g 4℃離心15 min 后測(cè)定濾液中氨氮、微生物蛋白（MCP）以及乙酸、丙酸、丁酸等VFA 濃度。

表2 肉牛TMR 組成及營(yíng)養(yǎng)成分

1.5 產(chǎn)氣動(dòng)力學(xué)分析 將AGRS-III 型微生物發(fā)酵微量產(chǎn)氣自動(dòng)記錄儀記錄獲得的每個(gè)發(fā)酵瓶產(chǎn)氣時(shí)間（t，h）及對(duì)應(yīng)累積產(chǎn)氣量（GPt）Excel 數(shù)據(jù)利用SAS 9.4 統(tǒng)計(jì)軟件import 語(yǔ)句導(dǎo)入后，運(yùn)用SAS 9.4 軟件中NLIN 過程對(duì)產(chǎn)氣數(shù)據(jù)進(jìn)行非線性曲線參數(shù)擬合：GPt=A/[1+(C/t)]B，其中，A 為理論最大產(chǎn)氣量，B 為曲線曲度參數(shù)，C 為達(dá)到1/2 最大產(chǎn)氣量時(shí)（A）的發(fā)酵時(shí)間。利用數(shù)學(xué)函數(shù)求導(dǎo)方法，計(jì)算出當(dāng)t=C 時(shí)的平均產(chǎn)氣速率（AGPR）：AGPR=A×B/（4×C）。

1.6 統(tǒng)計(jì)分析 使用SAS 9.4 軟件中GLM 進(jìn)行方差分析。利用LSMEANS 語(yǔ)句輸出各測(cè)定指標(biāo)最小二乘法均值的標(biāo)準(zhǔn)誤（SEM），使用Tukey 檢驗(yàn)對(duì)不同效應(yīng)因子進(jìn)行多重比較，顯著水平設(shè)定為P＜0.05。

2 結(jié)果

2.1 不同糖蜜處理組對(duì)肉牛TMR 投料與剩料中飼料粒度分布的影響 由表3 可知，試驗(yàn)組TMR 投料賓州篩第3層日糧比例高于對(duì)照組（P＜0.01），其他各層差異不顯著。與對(duì)照組相比，試驗(yàn)組TMR 剩料賓州篩第1、2 層比例下降（P＜0.01），而第3 層剩料比例升高（P＜0.01）。

表3 不同糖蜜處理組TMR 投料與剩料賓州篩各層粒度分布 %

2.2 不同糖蜜處理組對(duì)肉牛養(yǎng)分?jǐn)z入量與增重性能的影響如表4 所示，試驗(yàn)組與對(duì)照組相比，雖然DMI、有機(jī)物攝入量（OMI）、酸性洗滌纖維攝入量（ADFI）差異不顯著，但粗蛋白攝入量（CPI）升高（P＜0.05）。如圖1所示，試驗(yàn)各組肉牛體重隨飼養(yǎng)天數(shù)呈線性增長(zhǎng)變化，經(jīng)過145 d 育肥后，宰前活重均超過了500 kg。如表4所示，試驗(yàn)組試驗(yàn)全期ADG 高于對(duì)照組（P＜0.01）。盡管兩組屠宰率差異不顯著，但試驗(yàn)組F/G 低于對(duì)照組（P＜0.01），飼料轉(zhuǎn)化效率提高了14.12%。

2.3 不同糖蜜處理組對(duì)瘤胃微生物體外發(fā)酵的影響 由圖2 所示，不同糖蜜處理組TMR 瘤胃微生物發(fā)酵產(chǎn)氣量?jī)H在12 h 前后略有差異，但在發(fā)酵48 h 結(jié)束時(shí)，2組總產(chǎn)量未呈顯著差異（表5）；經(jīng)產(chǎn)氣動(dòng)力學(xué)分析后，二者在產(chǎn)氣速率等方面也均未呈顯著差異。

如表6 所示，不同糖蜜處理組TMR 經(jīng)瘤胃微生物48 h 發(fā)酵后，發(fā)酵液pH、氨氮（NH3-N）、MCP 未呈顯著差異，但試驗(yàn)組總揮發(fā)性脂肪酸（TVFA）濃度高于對(duì)照組（P＜0.05）。試驗(yàn)丁酸摩爾生成比例高于對(duì)照組（P＜0.01），其他VFA 生成比例在兩組間差異不顯著。

表4 不同糖蜜處理組肉牛養(yǎng)分?jǐn)z入量與增重性能

圖1 不同糖蜜處理肉牛體重隨飼養(yǎng)天數(shù)變化

圖2 不同糖蜜處理日糧瘤胃微生物體外發(fā)酵產(chǎn)氣變化曲線

表5 不同糖蜜處理組肉牛TMR 瘤胃微生物發(fā)酵產(chǎn)氣動(dòng)力學(xué)

3 討 論

3.1 日糧中增加甜菜糖蜜飼用比例對(duì)日糧粒度比例分布與養(yǎng)分?jǐn)z入量的影響 在飼養(yǎng)實(shí)踐中，賓州篩通常被用于評(píng)價(jià)TMR 制作飼料顆粒分布均勻度與物理有效纖維攝入比例分析[7]。本試驗(yàn)中TMR 投料經(jīng)賓州篩飼料粒度分布比例分析差異不大，表明糖蜜添加后沒有顯著改變TMR 制作質(zhì)量，但TMR 剩料經(jīng)賓州篩分析后，賓州篩第1 層與第2 層比例下降而第3 層比例大幅升高，間接說明添加甜蜜可顯著提高TMR 中麥秸、苜蓿干草等長(zhǎng)纖維粗飼料的攝入量，這可能與甜菜糖蜜中含有大量庶糖、葡萄糖和果糖等可溶性碳水化合物，繼而改善TMR 適口性有關(guān)[8]。本研究中雖然DMI 未出現(xiàn)顯著差異，但添加糖蜜后CPI 顯著增加，這可能與添加糖蜜后蛋白質(zhì)含量相對(duì)較高的長(zhǎng)纖維類苜蓿干草攝入量增加有關(guān)。在國(guó)內(nèi)外研究報(bào)道中，賓州篩通常用于TMR 投料時(shí)的制作質(zhì)量分析評(píng)價(jià)，但對(duì)剩料的飼料粒度分析鮮有報(bào)道。筆者認(rèn)為，將賓州篩同時(shí)用于剩料飼料粒度分析，更有助于了解和分析TMR 的適口性以及不同飼料原料實(shí)際攝入比例與日糧配方設(shè)計(jì)時(shí)的投料比例差異。

表6 不同糖蜜處理組肉牛TMR 瘤胃微生物發(fā)酵特性

3.2 日糧中增加甜菜糖蜜飼用比例對(duì)肉牛增重性能與飼料轉(zhuǎn)化效率的影響 肉牛在品種遺傳背景、飼料原料使用、飼養(yǎng)管理等相同條件下，育肥增重性能表現(xiàn)如何很大程度上取決于日糧養(yǎng)分濃度與總的干物質(zhì)采食量。甜菜糖蜜含糖量通常在70%～75%，除富含蔗糖等可溶性碳水化合物外，糖蜜還含有非蛋白氮、維生素、礦物質(zhì)元素等非糖物質(zhì)[8-9]。本研究中雖然添加甜菜糖蜜后，2組的肉牛DMI 雖然未出現(xiàn)顯著差異，但日增重與飼料轉(zhuǎn)化效果獲得顯著提高，這應(yīng)該與日糧能量濃度提高有關(guān)。在日糧蛋白水平基本相同情況下，增加甜菜糖蜜飼用比例后，日糧中總可消化養(yǎng)分提高了5.1 個(gè)百分點(diǎn)，日糧代謝能濃度提高了3.1 MJ/kg，因甜菜糖蜜飼用比例增加后，日糧蛋白質(zhì)實(shí)際攝入量也得到顯著升高。這些研究結(jié)果再次表明，日糧添加糖蜜不僅可以改善日糧適口性，同時(shí)可以通過提高日糧能量濃度顯著提高肉牛增重性能與飼料轉(zhuǎn)化效率。

3.3 日糧添加甜菜糖蜜對(duì)肉牛瘤胃參數(shù)的影響 黏稠性和半流動(dòng)狀態(tài)使糖蜜具有黏結(jié)作用，日糧中添加糖蜜后可降低飼料制作過程中產(chǎn)生的粉塵，同時(shí)因其富含可溶性蔗糖等碳水化合物，可為反芻動(dòng)物瘤胃微生物提供充足的可利用碳源，從而提高微生物活性[10-11]。此外，糖蜜中礦物質(zhì)含量較高（8%～10%），鈣、磷含量較低，而鉀、氯、鈉、鎂含量相對(duì)較高。因此，在飼養(yǎng)實(shí)踐中糖蜜過量飼喂可導(dǎo)致反芻動(dòng)物出現(xiàn)輕微腹瀉[12]。在本研究中，試驗(yàn)組日糧中甜菜糖蜜添加量雖然比對(duì)照組增加了10%，但沒有發(fā)生腹瀉，這可能與本研究中TMR中粗飼料配方比例較高有關(guān)。

瘤胃pH 受粗飼料進(jìn)食比例與進(jìn)食量等很多因素的影響。本試驗(yàn)中增加糖蜜濃度后，pH 沒有顯著差異，說明糖蜜濃度增加后，沒有對(duì)肉牛瘤胃pH 的緩沖調(diào)節(jié)能力產(chǎn)生負(fù)面影響。馬群山等[13]在瘺管肉羊飼料中添加0%、2%、5% 和8% 大豆糖蜜，不同時(shí)間點(diǎn)采集瘤胃液pH 也無顯著差異。NH3-N 是由瘤胃代謝中外源飼料蛋白質(zhì)和內(nèi)源含氮物質(zhì)降解產(chǎn)物，也是瘤胃微生物合成微生物菌體蛋白的重要原料[13]。王新峰等[14]研究表明，在綿羊日糧中添加0%、4%、6% 和8% 糖蜜的各組瘤胃液中NH3-N 濃度也未出現(xiàn)顯著差異。瘤胃微生物包含原蟲、細(xì)菌等。本試驗(yàn)中增加糖蜜飼用比例后未對(duì)瘤胃微生物發(fā)酵產(chǎn)氣量以及MCP 濃度產(chǎn)生顯著影響，表明添加糖蜜未對(duì)瘤胃微生物氮代謝與微生物活性產(chǎn)生不利影響。

Waldo 等[15]研究發(fā)現(xiàn)，肉牛日糧中添加蔗糖糖蜜可導(dǎo)致瘤胃乙酸水平降低，丁酸水平升高。Reyes 等[16]和Silvestre 等[17]研究發(fā)現(xiàn)，在日糧中添加糖蜜會(huì)使肉牛瘤胃液中丁酸含量增加，丙酸含量減少。在研究中將日糧中糖蜜添加量由3.6%增加到13.6%時(shí)，僅發(fā)現(xiàn)瘤胃液中丁酸濃度顯著升高，而對(duì)乙酸和丙酸生成比例升高未產(chǎn)生顯著影響。Hatch[18]發(fā)現(xiàn)，在高濃縮精加工日糧中添加15%的糖蜜會(huì)增加瘤胃液的總VFA 含量，但不會(huì)影響瘤胃的pH。在本研究中，增加糖蜜飼用比例后TVFA 水平顯著上升，NGR 呈下降趨勢(shì)，表明增加日糧甜菜糖蜜飼用比例可為瘤胃微生物發(fā)酵提供可發(fā)酵能量物質(zhì)，并一定程度有助于增加糖異生前體物丙酸生成比例。

4 結(jié) 論

本研究結(jié)果表明，在新疆褐牛育肥日糧中添加13.6%的甜菜糖蜜不僅可以改善TMR 適口性，而且可以通過提高日糧能量濃度提高肉牛日增重7.1%，提高飼料轉(zhuǎn)化效率14.12%，對(duì)瘤胃微生物發(fā)酵未產(chǎn)生不利影響。