青貯處理對3種燕麥草養(yǎng)分和奶牛瘤胃降解性能的影響

■劉桃桃 楊燕燕 李秋鳳 曹玉鳳* 王 昆 沈宜釗 王思偉 李建國

（1.河北農(nóng)業(yè)大學動物科技學院，河北 保定 071000；2.河北省農(nóng)林科學院糧油作物研究所，河北 石家莊 050035）

隨著我國草食家畜養(yǎng)殖量的急劇增加，對牧草的需求量日益增大，漫長的冬春枯草季給畜牧業(yè)生產(chǎn)造成了很大的影響。燕麥草是反芻動物的優(yōu)質(zhì)粗飼料之一，具有產(chǎn)量高、適口性好、消化率高等特點，但由于晾曬方法和晾曬時間等的影響，營養(yǎng)損失率高，且受雨季影響大[1-2]，使我國燕麥干草的營養(yǎng)價值低于進口燕麥干草[3]。而將粗飼料制作成青貯，不僅能有效降低燕麥干草加工調(diào)制過程中的營養(yǎng)損失，受雨季影響小，而且乳酸發(fā)酵產(chǎn)生芳香酸味，能刺激反芻動物的食欲，增加采食量，提高畜產(chǎn)品產(chǎn)量。陳秋菊等[4]研究表明燕麥青貯的粗蛋白（CP）和瘤胃降解蛋白高于青貯前的燕麥草。張佩華等[5]研究表明青貯能降低稻草的中性洗滌纖維（NDF）含量，提高干物質(zhì)（DM）和NDF的瘤胃有效降解率。燕麥草在青貯過程中由于品種本身特性及營養(yǎng)成分含量的影響，其青貯品質(zhì)有很大差別。楊云貴等[6]研究白燕2號、白燕7號和白燕8號3個燕麥品種青貯前后的營養(yǎng)價值，發(fā)現(xiàn)燕麥青貯的營養(yǎng)價值高于燕麥青干草，且3個品種的燕麥青貯在CP、粗纖維、灰分、脂肪等營養(yǎng)成分之間有顯著差異。不同品種的燕麥草在相同青貯條件下表現(xiàn)的營養(yǎng)價值不同。燕麥鮮草產(chǎn)量高而DM 含量低則不適合制作青貯，因此本試驗采用尼龍袋法[7]研究H44號、張莜13號、壩莜3號3個燕麥品種青貯前后的營養(yǎng)價值和瘤胃降解特性的變化，旨在篩選適合河北省青貯制作的燕麥品種，為其在反芻動物日糧中的應用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗樣品采自河北省石家莊市，采樣時間為2018年6月20日，包括H44號、張莜13號、壩莜3號等3個品種的燕麥草（乳熟后期）及青貯樣品（青貯60 d）。青貯時采集部分新鮮樣品，切成2～3 cm后混合均勻，用30 L的青貯桶青貯60 d后，開蓋去掉上層5 cm，然后倒出來采用四分法取樣，每個樣品3個重復。樣品采集后，105 ℃殺青15 min，65 ℃烘干48 h至恒重，用粉碎機粉碎至10目和40目，裝入樣品袋中保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2 常規(guī)營養(yǎng)指標的測定

DM采用常溫烘干法，CP按常規(guī)法測定樣品中的含量，粗灰分（Ash）采用高溫灰化法測定，粗脂肪（EE）采用GB/T 6434—2006中的方法測定，NDF采用GB/T 20806—2006 中的方法測定，酸性洗滌纖維（ADF）采用GB/T 20806—2006中的方法測定，酸性洗滌木質(zhì)素（ADL）采用72%硫酸法測定，中性洗滌不溶蛋白（NDIP）和酸性洗滌不溶蛋白（ADIP）采用AOAC推薦的方法測定[8]，可溶性粗蛋白（SCP）含量采用周榮[9]方法進行測定，淀粉（Starch）含量采用高氯酸水解-蒽酮比色法[10]測定。

1.3 燕麥草青貯前后瘤胃降解試驗

1.3.1 試驗動物及飼養(yǎng)管理

試驗動物來自保定市滿城宏達牧場，選擇3頭體重相近、健康狀況良好、安裝永久性瘤胃瘺管的荷斯坦閹牛，試驗牛在畜舍自由活動，每天飼喂兩次，自由飲水，預試期15 d。試驗期基礎(chǔ)日糧組成及營養(yǎng)水平見表1。

表1 基礎(chǔ)飼糧組成及營養(yǎng)水平（干物質(zhì)基礎(chǔ)）

1.3.2 利用尼龍袋法評定燕麥草的降解特性

稱5 g左右風干樣品（精確至0.000 1 g）于已知重量的尼龍袋（12 cm×17 cm）中，試驗時，將固定有尼龍袋的半橡膠管于晨飼前1 h 全部放入瘤胃腹囊中，橡膠管上端用尼龍線將其固定于瘺管蓋上，以消除個體間數(shù)據(jù)的差異，每頭瘺管牛每個時間點設(shè)3個重復。采用“同時投入、分別取出”的原則，培養(yǎng)4、8、16、24、36、48、72 h后取出，立即用清水洗去草渣，然后用洗衣機清洗至水澄清為止，在65 ℃烘箱烘至恒重，稱重備測。

1.3.3 瘤胃降解率的計算

飼草各營養(yǎng)成分在不同時間點降解率的計算。

A=[（B-C）/B]×100

式中：A—待測飼草某成分的瘤胃降解率（%）；

B—待測飼草某成分質(zhì)量（g）；C—殘留物中某成分質(zhì)量（g）。

飼草降解率及有效降解率參照?rskov 等[12]提出的瘤胃動力學數(shù)學指數(shù)模型測定并計算。

Pt=a+b（1-e-ct）

ED=a+b×c/（k+c）

式中：a—快速降解部分含量（%）；

b—慢速降解部分含量（%）；

c—b的降解速率（%/h）；

Pt—某成分在瘤胃內(nèi)停留t小時的瘤胃降解率；

ED—某成分瘤胃有效降解率（%）；

k—待測飼草的瘤胃外流速率常數(shù)（%/h），k=0.025%/h。

1.3.4 數(shù)據(jù)處理與分析

試驗數(shù)據(jù)采用SAS 9.4 軟件進行統(tǒng)計分析，先進行雙因素方差分析（two-way ANOVA），以檢驗燕麥品種和青貯處理及其交互作用對各指標平均值影響的顯著性。燕麥品種對指標平均值的影響，進行Tukey’s多重比較；青貯處理對各類指標平均值的影響采用獨立樣本t檢驗。試驗結(jié)果采用“平均值”表示，P<0.05為差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 3種燕麥草青貯前后的營養(yǎng)成分含量（見表2）

由表2可知，青貯前，壩莜3號和張莜13號的DM顯著高于H44號（P<0.05）；壩莜3號的CP、EE 含量顯著高于H44 號和張莜13 號，ADF、ADL、ADIP 含量顯著低于H44 號（P<0.05）；張莜13 號和壩莜3 號的SCP顯著高于H44號（P<0.05）。青貯處理后，與同品種燕麥草相比，燕麥青貯的CP、EE、ASH、ADF、SCP的含量均有不同程度的提高（P<0.05），DM、NDF、ADL、NDIP、ADIP、Starch 的含量則顯著下降（P<0.05）。張莜13號青貯的DM含量顯著高于H44號青貯和壩莜3號青貯（P<0.05）；壩莜3 號青貯和張莜13 號青貯的CP 和SCP 含量顯著高于H44 號青貯（P<0.05）；壩莜3號青貯的EE含量顯著高于H44號青貯和張莜13號青貯（P<0.05）；張莜13號青貯的NDF與壩莜3號無顯著差異（P>0.05），顯著低于H44號青貯（P<0.05）；張莜13號青貯和壩莜3號青貯的NDIP 顯著低于H44 號青貯（P<0.05）；壩莜3號青貯的Ash、ADF、ADL、ADIP 均顯著低于H44號青貯和張莜13號青貯（P<0.05）。

表2 3種燕麥草青貯前后的營養(yǎng)成分含量（干物質(zhì)基礎(chǔ)）

2.2 3種燕麥草青貯前后的干物質(zhì)降解特性（見表3）

由表3 可知，青貯前，張莜13 號的快速降解部分顯著高于H44 號和壩莜3 號（P<0.05），慢速降解部分顯著低于H44 號和壩莜3 號（P<0.05）；壩莜3 號的慢速降解部分的降解速率最高，顯著高于H44號和張莜13號（P<0.05）；張莜13 號和壩莜3 號的DM 有效降解率顯著高于H44 號（P<0.05），前兩者無顯著差異（P>0.05）。與青貯前同品種的燕麥草相比，3種燕麥青貯的快速降解部分顯著升高，慢速降解部分顯著降低（P<0.05）；燕麥青貯的DM 有效降解率顯著高于燕麥草（P<0.05）。壩莜3號青貯的慢速降解部分顯著高于張莜13 號青貯（P<0.05）；3 種燕麥青貯的DM 有效降解率有顯著差異（P<0.05），壩莜3 號青貯的DM 有效降解率最高，張莜13號青貯次之，H44號青貯最低。

表3 3種燕麥草青貯前后的干物質(zhì)降解率及降解參數(shù)

2.3 3種燕麥草青貯前后的粗蛋白降解特性（見表4）

由表4可知，青貯前，壩莜3號的快速降解部分顯著高于H44 號和張莜13 號，慢速降解部分值顯著低于H44號和張莜13號（P<0.05）；壩莜3號的CP有效降解率顯著高于H44 號和張莜13 號（P<0.05）。青貯處理后，與青貯前同品種燕麥草相比，3種燕麥青貯的快速降解部分和CP有效降解率顯著提高（P<0.05），慢速降解部分顯著降低（P<0.05）。其中，壩莜3號青貯的快速降解部分顯著高于H44號青貯和張莜13號青貯（P<0.05），慢速降解部分則顯著低于H44號青貯和張莜13號青貯（P<0.05）；壩莜3號青貯的CP有效降解率最高，其次是H44號，張莜13號最低，三者之間差異顯著（P<0.05）。

表4 3種燕麥草青貯前后的粗蛋白降解率及降解參數(shù)

2.4 3 種燕麥草青貯前后的中性洗滌纖維降解特性（見表5）

由表5可知，青貯前，張莜13號的快速降解部分、慢速降解部分的降解速率顯著高于H44 號和壩莜3號（P<0.05），慢速降解部分顯著低于H44 號和壩莜3號（P<0.05），后兩者無顯著差異（P>0.05）；3種燕麥草的NDF 有效降解率無顯著差異（P>0.05）。青貯處理后，與青貯前同品種燕麥草相比，3種燕麥青貯的快速降解部分顯著提高（P<0.05），慢速降解部分顯著降低（P<0.05），NDF有效降解率也顯著提高（P<0.05）。3種燕麥青貯的NDF有效降解率無顯著差異（P>0.05）。

表5 3種燕麥草青貯前后的中性洗滌纖維降解率及降解參數(shù)

2.5 3 種燕麥草青貯前后的酸性洗滌纖維降解特性（見表6）

由表6可知，青貯前，3種燕麥草的快速降解部分有顯著差異（P<0.05），壩莜3 號的快速降解含量部分最高，張莜13號次之，H44號最低；3種燕麥草的ADF有效降解率有顯著差異（P<0.05），壩莜3號的ADF有效降解率最高，H44 號次之，張莜13 號再次之。青貯處理后，與青貯前同品種燕麥草相比，3種燕麥青貯的快速降解部分顯著提高（P<0.05），慢速降解部分顯著降低（P<0.05），ADF 有效降解率顯著提高（P<0.05）。壩莜3 號青貯的快速降解部分顯著高于H44 號青貯和張莜13號青貯（P<0.05），壩莜3號青貯的慢速降解部分與H44號青貯無顯著差異（P>0.05），顯著高于張莜13號青貯（P<0.05），3種燕麥青貯的ADF有效降解率差異不顯著（P>0.05）。

表6 3種燕麥草青貯前后的酸性洗滌纖維降解率及降解參數(shù)

3 討論

3.1 3種燕麥草青貯前后的常規(guī)營養(yǎng)成分含量

品種是影響燕麥草產(chǎn)量和品質(zhì)的重要因素。楊拙萌等[3]和蔣兆雄[13]的研究表明，不同品種的燕麥草由于莖葉比及產(chǎn)量等方面差異，導致燕麥全株營養(yǎng)成分含量的不同。在本試驗中，青貯前壩莜3號的CP含量顯著高于H44號和張莜13號，NDIP和ADIP含量顯著低于H44 號和張莜13 號，說明燕麥壩莜3 號的CP營養(yǎng)價值最高。青貯比干草能更好地保存燕麥的營養(yǎng)價值[14]，本研究中3 種燕麥青貯的CP 含量顯著提高，NDIP 和ADIP 均顯著降低，青貯前3 種燕麥草的SCP 占CP 的41.77%～50.70%，青貯后達到了68.94%～72.37%，說明在青貯過程中改變了CP的組分，使不可降解蛋白含量降低，可溶性粗蛋白和非蛋白氮的含量顯著增加[15]，主要是由于牧草中蛋白質(zhì)水解酶的作用，大量的蛋白質(zhì)被降解為可溶性蛋白[16]，可溶性蛋白含量的增加，會顯著提高飼料的CP降解率[17]。

NDF、ADF和ADL是反映飼料纖維品質(zhì)的重要指標，由于ADL 對纖維素和半纖維素的保護作用，使瘤胃微生物無法充分接觸到底物，影響反芻動物對粗纖維的利用，因此ADL 含量越低，飼用價值越高。試驗研究表明，品種對青貯前3種燕麥草的NDF無顯著影響，但顯著影響ADF 和ADL 的含量，壩莜3 號的ADF顯著低于H44號，ADL 顯著低于張莜13號，因此青貯前壩莜3 號的纖維利用率較好。青貯處理能顯著降低3 種燕麥的NDF 和ADL 含量，提高ADF 含量，與賈婷婷等[18]、郭金桂等[19]研究結(jié)果一致。

3.2 3種燕麥草青貯前后的干物質(zhì)降解特性

干物質(zhì)降解率可反映飼料在瘤胃中降解的難易程度，是影響干物質(zhì)采食量的重要因素之一。飼料的干物質(zhì)降解率取決于飼料的纖維含量及木質(zhì)化程度[20-21]，纖維含量高而木質(zhì)化程度低的飼料[22]，其DM有效降解率高，動物對其采食量也高。在本試驗中，青貯前燕麥壩莜3號的DM有效降解率顯著高于H44號，是因為壩莜3號的纖維含量和木質(zhì)素含量低；青貯前張莜13號的ADL最高，但其DM有效降解率顯著高于H44號，可能是張莜13號的NDF快速降解部分高，使其DM降解率高。飼料青貯處理可提高飼料營養(yǎng)成分的降解率[23]，本研究中，3 種燕麥青貯的DM 有效降解率都有所提高，DM的有效降解率與燕麥ADL 含量呈負相關(guān)。說明青貯處理能部分改變燕麥的化學結(jié)構(gòu)，增加快速降解部分，提高燕麥青貯的DM有效降解率。

3.3 3種燕麥草青貯前后的粗蛋白降解特性

飼料蛋白質(zhì)可分為快速降解、慢速降解和不易降解3個部分，不同飼料各部分所占的比例不同[24]。CP在瘤胃內(nèi)的降解主要取決于蛋白質(zhì)的溶解性、植物細胞壁的纖維素結(jié)構(gòu)和木質(zhì)化程度[25]，飼料可溶性蛋白含量越高、木質(zhì)化程度越低，越能提高反芻動物瘤胃DM、CP、半纖維素、纖維素的降解率[26]。在本試驗中，青貯前3種燕麥草粗蛋白的慢速降解部分遠高于快速降解部分；青貯處理后，燕麥青貯的快速降解部分顯著提高，慢速降解部分降低，主要是由于青貯改變了蛋白質(zhì)成分和纖維素的結(jié)構(gòu)，可溶性蛋白和非蛋白氮含量增加，纖維素的密閉結(jié)構(gòu)被破壞，使NDIP和ADIP的含量顯著降低，增加了微生物與飼料的接觸面積，提高了CP有效降解率。本試驗中，以壩莜3號的CP有效降解率最高，主要是壩莜3號的木質(zhì)素、NDIP和ADIP含量低。因為木質(zhì)素與細胞壁蛋白質(zhì)結(jié)合，形成美拉德反應蛋白或木質(zhì)素結(jié)合蛋白等，成為在瘤胃和小腸中不能被消化的不溶性蛋白影響其CP降解率[27-28]。

3.4 3種燕麥草青貯前后的中性洗滌纖維降解特性

粗飼料中NDF 含量約占70%～80%，因此NDF 的瘤胃降解率反映飼料降解的難易程度，在其他條件不變的情況下，提高NDF瘤胃降解率能提高動物的干物質(zhì)采食量[29]。NDF的降解率與NDF的組成、纖維分解菌的數(shù)量、纖維分解菌與底物的接觸面積有關(guān)[30]。本研究結(jié)果表明，青貯前3種燕麥草的NDF有效降解率顯著低于燕麥青貯，可能是因為燕麥草莖稈中空，可發(fā)酵碳水化合物含量低，瘤胃內(nèi)碳氮不平衡導致真菌和纖維降解菌的減少，抑制纖維的降解。經(jīng)過青貯處理后，燕麥青貯的快速降解部分提高，慢速降解部分降低，說明青貯處理能打破纖維素-半纖維素-木質(zhì)素之間的密閉結(jié)構(gòu)[31]，提高纖維分解菌與底物的接觸面積，從而使燕麥青貯的NDF有效降解率提高。

3.5 3種燕麥草青貯前后的酸性洗滌纖維降解特性

飼料中的ADF主要由纖維素和木質(zhì)素組成，與動物的消化率呈負相關(guān)，ADL在動物體內(nèi)幾乎不能被利用，木質(zhì)素含量高或與可降解纖維結(jié)合緊密，會影響纖維素分解菌附著并分解飼料中的纖維物質(zhì)，故ADL越低，ADF 的瘤胃降解率越高[32]。本研究中青貯前H44號、張莜13號、壩莜3號燕麥草的ADL占ADF的比值分別為13.08%、13.92%、12.88%，壩莜3號的ADF降解率最高，張莜13號的ADF降解率最低，符合ADL/ADF低，ADF降解率高的趨勢，與王賽[33]的研究結(jié)果一致。

燕麥草的ADF 快速降解部分較少，說明燕麥草的ADF降解率以慢速降解為主，微生物對其消化過程緩慢。經(jīng)過青貯處理后，H44號青貯、張莜13號青貯、壩莜3 號青貯的ADL 占ADF 的比值分別為11.94%、12.54%、11.72%，ADL/ADF的比值降低，燕麥青貯的快速降解部分顯著提高，慢速降解部分降低，說明青貯處理能夠降低木質(zhì)素含量或破壞木質(zhì)素與可降解纖維的緊密結(jié)構(gòu)，從而使燕麥草青貯的ADF降解率提高。

4 結(jié)論

青貯處理能顯著改善3種燕麥的常規(guī)營養(yǎng)成分含量，提高其DM、CP、NDF和ADF的瘤胃降解率。綜合考慮青貯前后各燕麥品種的品質(zhì)，燕麥壩莜3號青貯前后的常規(guī)營養(yǎng)成分和養(yǎng)分瘤胃降解率高，容易消化。