酒精清液发酵玉米秸秆替代全株玉米青贮对奶牛生产性能的影响

姚 庆 辛杭书 王明君 李仲玉 刘凯玉 张 宁 李 敏 李欣新 张永根

(东北农业大学动物科学技术学院，哈尔滨 150030)

酒精清液是酒精发酵后产生的废液经过离心所得到的上清液，含有大量的可溶性蛋白质和糖［1－2］，每生产 1 t酒精将产生 12 t醪液，经离心后，40%的上清液会用于拌料，而剩余的60%酒精清液则进入污水处理系统或直接排放到河流中，导致环境污染和资源浪费［3］。目前对酒精清液的研究主要集中于废物处理及防治污染环境方面。有学者通过厌氧、有氧发酵对酒精清液进行处理达标后，再排放到大自然中，但由于效益低，投资费用高而未得到广泛推广应用［2，4－5］。我国市场上优质粗饲料资源严重缺乏，而秸秆资源丰富，各类秸秆的总产量约为6.4亿t，其中稻草、玉米秸和麦秸占可饲用秸秆的69%［6］，但秸秆的品质差，适口性不好，利用率低，反刍动物的采食量低，大多数以燃烧的形式直接排放到自然界中，不但造成资源的浪费，而且严重污染环境。那么，能否利用酒精清液来处理玉米秸秆，改善玉米秸秆品质，以提高其适口性呢?目前此方面的研究较少，因此，本试验通过将酒精清液添加到玉米秸秆中进行微生物发酵，探讨其能否有效改善玉米秸秆品质和适口性，以提高秸秆的利用率，并减少酒精清液及燃烧秸秆所带来的环境污染问题，以期为其在反刍动物生产实践中的应用提供数据支持及理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验设计及饲粮组成

试验于2011年7月—2011年9月在黑龙江省哈尔滨市松北区杏林牧业奶牛场进行。试验选用体重、年龄、胎次、产奶量和泌乳期相近的健康中国荷斯坦泌乳牛40头，随机分为2组，每组20头牛。试验分3期，各期的对照组均饲喂全株玉米青贮饲粮，各期的试验组分别饲喂用酒精清液发酵玉米秸秆替代30%(30%替代组)、60%(60%替代组)或100%(100%替代组)全株玉米青贮的试验饲粮。每期预试期7d，正试期20d。

奶牛饲粮由玉米青贮、羊草、啤酒糟和精料经全混合日粮(TMR)机混合组成，试验饲粮组成见表1，精料营养水平见表2。酒精清液发酵玉米秸秆由中国哈尔滨酿酒有限公司生产，其主要原料是酒精清液和玉米秸秆经乳酸菌发酵而成［7］，玉米青贮取自试验奶牛场。

表1 试验饲粮组成(风干基础)Table 1 Composition of experimentaldiets(air-dry basis) %

表2 精料营养水平(干物质基础)Table 2 Nutrient levels of the concentrate(DM basis) %

1.2 饲养管理

试验奶牛集中统一管理，由同一饲养员饲喂，每天01:30、13:30分2次饲喂，自由采食，自由运动和饮水，每天挤奶2次(04:00、16:00)。

1.3 采样及测定指标

1.3.1 奶样采集

在每期试验的最后3天，连续采集奶样，每次采样按早、晚3∶2的比例取奶样，然后将1d(共2次)取的奶样混合均匀后，4℃保存待测。

1.3.2 采食量的测定

试验正试期连续3d测定采食量，记录每天上料量和剩料量;每天分早、晚采集TMR饲料样和剩料样，测定干物质含量，然后再根据每日每头奶牛的投料量和剩料量计算每组奶牛的日平均干物质采食量(DMI)。

1.4 产奶量和乳成分测定

在正试期内，记录每头牛的产奶量，并将奶样送往黑龙江省大庆市奶牛生产性能测定中心测定其乳成分。

1.5 数据处理

采用Excel 2010对数据进行整理，利用SAS 9.1.3统计软件ANOVA和NLIN程序对数据进行统计分析。结果以平均值±标准差表示。

2 结果与分析

2.1 酒精清液发酵玉米秸秆与全株玉米青贮的营养价值比较

由表3可见，酒精清液发酵玉米秸秆粗脂肪(EE)、粗灰分(Ash)含量略高于全株玉米青贮，但差异不显著(P＞0.05)。而粗蛋白质(CP)、中性洗涤纤维(NDF)、中性洗涤不溶蛋白质(NDIP)和酸性洗涤木质素(ADL)含量显著高于全株玉米青贮(P＜0.05)，酸性洗涤纤维(ADF)含量显著低于全株玉米青贮(P＜0.05)。

表3 酒精清液发酵玉米秸秆与全株玉米青贮的营养成分(风干基础)Table 3 The nutrient components of fermented corn stover with alcohol wastewater and whole corn silage(air-dry basis) %

2.2 酒精清液发酵玉米秸秆替代全株玉米青贮对奶牛DMI的影响

由表4可见，只有60%替代组显著提高了奶牛的DMI(P ＜0.05)，提高幅度为9.45%，而30%和100%替代组奶牛的DMI与对照组均没有显著差异(P ＞0.05)。

2.3 酒精清液发酵玉米秸秆替代全株玉米青贮对奶牛产奶量的影响

由表5可见，不同比例发酵玉米秸秆替代全株玉米青贮对奶牛产奶量的影响各不相同，30%和60%替代组奶牛平均产奶量虽然略有降低，但与对照组差异不显著(P＞0.05)。100%替代组与对照组相比，试验组奶牛平均产奶量显著下降(P ＜0.05)。

2.4 酒精清液发酵玉米秸秆替代全株玉米青贮对乳成分的影响

由表6可见，不同比例发酵玉米秸秆替代全株玉米青贮对乳成分的百分比含量影响均不显著(P＞0.05)。60%和100%替代组显著降低了牛奶中的尿素净含量(P＜0.05);100%替代组的乳蛋白净含量显著高于对照组(P＜0.05)，而其他乳成分净含量显著低于对照组(P＜0.05)。

3 讨论

3.1 酒精清液发酵玉米秸秆与全株玉米青贮的营养价值比较

本试验中酒精清液发酵玉米秸秆的NDF 含量高于全株玉米青贮，ADF含量低于玉米青贮，这可能与酒精清液发酵玉米秸秆和全株玉米秸秆所使用的处于不同生长时期的秸秆有关［8］。本试验中，酒精清液发酵玉米秸秆为收获后的干玉米秸秆，而全株玉米青贮则使用的是蜡熟期的玉米秸秆。朱顺国等［9］的研究结果显示，随着生长期的延长，秸秆中NDF含量呈增加的趋势，ADF含量呈降低趋势。彭晓培等［10］的研究结果显示，黄贮玉米的CP含量显著低于青贮玉米，主要因为黄贮玉米收获时间太晚，或者贮存时间过长，黄贮前营养损失较多，导致黄贮后蛋白质含量低，余汝华等［11］也得到了类似的结果。而在本试验中，酒精清液发酵玉米秸秆的CP含量较全株玉米青贮的CP含量提高了56.4%，这是因为酒精清液富含蛋白质，从而提高了发酵玉米秸秆的蛋白质含量［2－5］。ADIP在瘤胃中不被降解，且在肠道中不被消化，这与蛋白质的利用率有关［12］，而ADIP中有一部分是发生了美拉德反应的蛋白质，能使饲料产生一种特殊的香味，从而提高动物食欲。本试验中，发酵玉米秸秆的ADIP较全株玉米青贮升高了24.6%，可能会在一定程度上促进反刍动物的采食。ADL是植物细胞壁的主要组成成分，与生长期呈正相关关系，和本试验结果一致。

表5 酒精清液发酵玉米秸秆替代全株玉米青贮对奶牛产奶量的影响Table 5 Effects of substitution of fermented corn stover with alcohol wastewater for whole corn silage on milk yield ofdairy cows kg/d

表6 酒精清液发酵玉米秸秆替代全株玉米青贮对乳成分的影响Table 6 Effects of substitution of fermented corn stover with alcohol wastewater for whole corn silage on milk components

3.2 酒精清液发酵玉米秸秆替代全株玉米青贮对奶牛DMI和产奶量的影响

随着酒精清液发酵玉米秸秆添加比例的增加，奶牛的DMI降低，可能是由于试验期间温度过高［最高气温(27.6±2.8) ℃，最低气温(17.7±4.2)℃］，奶牛发生热应激所致。60%替代组的DMI显著高于对照组，而30%和100%替代组的DMI没有变化，这说明在饲粮中适量添加酒精清液发酵玉米秸秆时，可以在一定程度上改善饲料的风味和适口性，提高采食量，而当添加过度时，会导致采食量下降。

试验组平均产奶量随着饲粮中发酵玉米秸秆添加量的增加较对照组有所降低，对照组平均产奶量显著高于100%替代组。由此可见，在奶牛饲粮中适量添加酒精清液发酵玉米秸秆对奶牛的生产性能不会产生影响，而当添加过量时，则会导致产奶量下降。

3.3 酒精清液发酵玉米秸秆替代全株玉米青贮对乳成分的影响

牛奶中有17%～45%的脂肪来自乙酸，8%～25%来自于丁酸，而瘤胃中乙酸或乙酸与丙酸的摩尔比例降低，可能引起乳脂含量的降低［13－15］，饲粮纤维素的不足会影响瘤胃的发酵模式，从而导致乳脂下降。在本试验中，各试验组的乳脂含量较对照组虽略有下降，但差异不显著。乳蛋白主要是乳腺细胞利用从血液里吸收的氨基酸(AA)合成的，而血液中AA主要来源于小肠中分解瘤胃未降解蛋白质(RUP)生成的小肽和AA。Wright等［16］研究结果显示，增加RUP的供给可以提高乳蛋白的含量及饲料的利用率，吐日根白乙拉等［17］也得出类似的结果。本试验中，酒精清液发酵玉米秸秆的CP含量显著高于全株玉米青贮，随着酒精清液发酵玉米秸秆的添加量增加，乳蛋白的净含量也增加，100%替代组乳蛋白净含量显著高于对照组，而对照组的日平均产奶量显著高于100%替代组，说明随着酒精清液发酵玉米秸秆在饲粮中添加量的增加，RUP含量和机体对蛋白质的利用效率提高。NDIP在瘤胃内的降解速率慢，大部分通过瘤胃进入小肠，是RUP的主要组成成分之一，发酵玉米秸秆NDIP的含量显著高于全株玉米青贮，和本试验结果一致，即不同比例的酒精清液发酵玉米秸秆替代全株玉米青贮后，牛奶中的乳蛋白含量较对照组都有所升高，说明饲喂酒精清液发酵玉米秸秆可以增加乳中蛋白质的净含量。在同一饲养管理模式下，饲粮是影响乳中尿素氮的主要因素，尿素氮主要通过影响瘤胃能氮平衡和小肠吸收AA在肝脏的代谢来影响尿素。进入小肠的瘤胃微生物蛋白质(MCP)、RUP及少量的内源蛋白质被分解为小肽和AA，然后被吸收进入肝脏形成代谢蛋白(MP)。如果MP含量超过了动物的需要，则过剩部分将被脱去氨基转化为葡萄糖以提供能量，而氨基在肝脏中经鸟氨酸循环转化为尿素。因此尿素含量能够反映饲粮的蛋白质水平和蛋白质的利用情况。本试验中各对照组的尿素含量均高于各试验组，且随着发酵玉米秸秆添加量的增加，各试验组产奶量均低于各对照组，而尿素的净含量却随着添加量的增加显著降低，说明饲喂酒精清液发酵玉米秸秆能够促进乳蛋白的合成，提高蛋白质的合成效率，这与试验中各试验组乳蛋白的含量高于各对照组的结果一致。牛奶中水分的含量受乳腺分泌细胞合成的乳糖调节，且牛奶中乳糖的成分是相对恒定的，一般不会发生太大的改变，所以牛奶产量主要受乳房中乳糖合成产量的控制［18］。本试验中，乳糖的含量基本稳定在4.7%左右，且在各个试验期，对照组乳糖含量略高于试验组，和产奶量结果一致。

4 结论

① 酒精清液发酵玉米秸秆的 CP、NDF、NDIP、ADIP含量显著高于全株玉米青贮，而ADF含量显著低于全株玉米青贮。

②酒精清液发酵玉米秸秆60%替代全株玉米青贮时，能够提高奶牛的DMI，而当100%替代时，会显著降低奶牛DMI。

③酒精清液发酵玉米秸秆30%和60%替代全株玉米青贮，对奶牛的产奶量影响不显著，而当100%替代时，会显著降低奶牛产奶量。

④酒精清液发酵玉米秸秆30%和60%替代全株玉米青贮，乳成分的百分比含量并没有显著变化，而当100%替代时，乳蛋白净含量显著增加，而其他乳成分的净含量显著降低。

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