大叶枸草粉替代苜蓿草粉、豆粕、玉米及混合精料对瘤胃体外发酵特性的影响

马美蓉 刘建新 杨 凡

(1.金华职业技术学院，金华 321007;2.浙江大学动物科学学院，杭州 310058)

饲料资源短缺已成为制约我国畜牧业发展的瓶颈，开发新型饲料资源，对于缓解人畜争粮矛盾，促进我国畜牧业可持续发展具有重要意义。大叶枸属阔叶木本植物，系杂交构树，是近年来经品种选育、引种在本地草山草坡及闲杂地上的新型饲草，产量高，其叶片干物质中粗蛋白质含量达20%以上［1-4］。屠焰等［2］研究发现，杂交构树叶与苜蓿草粉和豆粕相比，粗蛋白质含量豆粕＞杂交构树叶＞苜蓿草粉，而中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维含量则相反，铁、锰、锌、钴、碘等矿物元素含量高于苜蓿草粉与豆粕，多数氨基酸含量较苜蓿草粉高，是一种绿色、高效的饲料资源。孙华等［3］认为在生长肥育猪饲粮中可以添加15%构树叶粉。夏中生等［4］试验表明，生长肥育猪配合饲粮中构树叶粉用量在20%左右对猪的采食量和体增重无不利影响。陶兴无等［5］报道，添加发酵构树叶替代部分精料饲喂生长猪，有较好的增重效果。吴健平等［6］研究表明，饲粮中使用2% ～6%的构树叶粉对良凤花肉鸡的平均日增重、平均日采食量和料重比均无显著影响。屠焰等［7］采用尼龙袋法对杂交构树叶片、细枝条、全株嫩苗、茎杆的瘤胃降解率测定结果表明，在瘤胃中培养24 h，叶片和细枝条干物质降解率分别达到88.7%和88.9%，而全株嫩苗次之(67.8%)，茎杆更低(48.6%)。如上所述，构树叶粉在猪、鸡生产中的饲喂效果已多有报道，但杂交构树或大叶枸对瘤胃发酵参数的影响及其在反刍动物生产中的应用鲜见报道。本试验旨在通过体外产气法评定大叶枸草粉不同比例替代苜蓿草粉、豆粕、玉米及混合精料时的体外产气与发酵特性，探讨大叶枸草粉替代常规饲料的适宜比例，为反刍动物饲料资源开发提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验所用苜蓿、玉米、豆粕、羊草均采自浙江大学实验牧场;大叶枸枝叶于2012年5月中旬采自金华神农农业科技有限公司蒋堂农场基地。所有试验样品经65℃烘24 h制取风干样后，粉碎过40目筛。经实验室常规方法［2］检测，其主要营养成分见表1。

表1 饲料主要营养成分(干物质基础)Table 1 Main nutrient composition of feeds(DM basis) %

1.2 试验设计

体外产气试验用的基础混合饲粮精粗比为50∶50，粗料为羊草。分4个试验完成测定，每个试验均设空白对照，重复数为4。

试验1:以30%玉米、20%苜蓿草粉和50%羊草组成基础混合饲粮，用大叶枸草粉100%替代苜蓿草粉。具体试验设计见表2。

表2 大叶枸草粉替代苜蓿草粉的试验设计Table 2 Experimentaldesign of the replacement of alfalfa meal by big leaf mulberry meal

试验2:以30%玉米、20%豆粕和50%羊草组成基础混合饲粮，以25%、50%、75%及100%大叶枸草粉替代豆粕。具体试验设计见表3。

表3 大叶枸草粉替代豆粕的试验设计Table 3 Experimentaldesign of the replacement of soybean meal by big leaf mulberry meal

试验3:以50%玉米、50%羊草组成基础混合饲粮，以10%、20%、30%及40%的大叶枸草粉替代玉米。具体试验设计见表4。

表4 大叶枸草粉替代玉米的试验设计Table 4 Experimentaldesign of the replacement of maize by big leaf mulberry meal

试验4:以65%玉米、35%豆粕组成混合精料，混合精料与羊草比例为50∶50组成基础混合饲粮，以10%、20%、30%及40%的大叶枸草粉替代混合精料。具体试验设计见表5。

1.3 试验方法

按Menke等［8］的体外产气法测定，瘤胃液来源于3头安装瘤胃瘘管的青年湖羊，体重(35±5)kg，驱虫，其饲粮精粗比为 30∶70，以羊草840 g/d为基础粗料，按干物质计补充30%的精料。每天饲喂2次(08:30和17:30)，自由饮水。在早饲前采集瘤胃食糜，用4层纱布2次过滤于接收瓶中，置于39℃恒温水浴箱中保存，通入CO2，待用。

取注射器式产气管76根，标号，按试验设计要求准确称取饲料样约200 mg(干物质)，置于体外产气管中，加入始终用CO2气体饱和的瘤胃培养液(瘤胃液与人工唾液的配比为1∶2)30 mL，排出培养器中气泡，密封，记录初始刻度后，将其置于(39.0±0.5)℃的水浴摇床中培养。连续记录产气量，并于24 h终止培养，测定pH、氨态氮和挥发性脂肪酸(VFA)浓度。

表5 大叶枸草粉替代混合精料的试验设计Table 5 Experimentaldesign of the replacement of concentrate mixture by big leaf mulberry meal

1.4 测定项目

1.4.1 产气量

培养2、4、6、9、12、24 h 时，记录产气管的刻度读数，减去初始刻度后即为不同时间点的产气量。根据 Ørskov等［9］的公式:

式中:a为快速产气部分产气量(mL)，b为慢速产气部分产气量(mL)，c为产气速率(%/h)，a+b为潜在产气量(mL)，GP为t时刻的产气量(mL)。利用软件将各时间点产气量代入公式计算出消化动力参数a、b、c值。

1.4.2 pH

结束培养后，立即用pH 2-3型酸度计测定瘤胃培养液pH。

1.4.3 氨态氮浓度

采用 Searle［10］和冯宗慈等［11］的改进方法，测定瘤胃培养液中氨态氮浓度。

1.4.4 VFA 浓度

终止培养后，取瘤胃培养液1 mL，按偏磷酸∶瘤胃培养液为1∶5的比例加入25%的偏磷酸，4℃ 20 000×g离心10 min，取上清液置于冰箱中备用，按Hu等［12］方法测定上清液中的乙酸、丙酸和丁酸浓度。

1.5 统计方法

原始数据经过Excel 2003初步处理后采用SAS 2000软件进行处理，用GLM进行方差分析，各平均值之间用Duncan氏法进行多重比较。

2 结果

2.1 体外产气参数

与空白对照相比，大叶枸草粉100%替代苜蓿草粉，潜在产气量升高，产气速率下降，但差异均不显著(P＞0.05)(表6);大叶枸草粉替代豆粕时，24 h产气量随替代比例增加而下降(P＜0.05)，潜在产气量差异不显著(P ＞0.05)，替代比例高于75%显著降低产气速率(P＜0.05)(表7);随着大叶枸草粉替代玉米比例增加，潜在产气量和产气速率均降低，但差异不显著(P＞0.05)(表8);用20%大叶枸草粉替代混合精料，24 h产气量差异不显著(P＞0.05)，当替代比例高于30%时，24 h产气量显著下降(P＜0.05)(表9)。

2.2 体外发酵参数

2.2.1 pH

与空白对照相比，大叶枸草粉以不同比例替代苜蓿草粉或混合精料时，pH虽有高低变化，但无显著差异(P＞0.05)(表6、表9);随着大叶枸草粉替代豆粕比例增加，替代比例高于75%时，pH显著下降(P＜0.05)(表7);当大叶枸草粉30%替代玉米时，pH最高，显著高于空白对照(P ＜0.05)(表 8)。

2.2.2 氨态氮

与空白对照相比，大叶枸草粉100%替代苜蓿草粉时，氨态氮浓度无显著差异(P＞0.05)(表6);用50%范围内大叶枸草粉替代豆粕，对氨态氮浓度无显著影响(P＞0.05)，当替代比例在75% ～100%时，氨态氮浓度显著下降(P＜0.05)(表7);大叶枸草粉替代玉米时，氨态氮浓度显著增加(P＜0.05)，但各替代处理间差异不显著(P＜0.05)(表8);大叶枸草粉替代混合精料时，氨态氨浓度无显著变化(P＞0.05)(表9)。

表6 大叶枸草粉替代苜蓿草粉24 h体外产气和发酵参数Table 6 In vitro gas production and fermentation parameters of alfalfa meal replaced by big leaf mulberry meal in 24 h

表7 大叶枸草粉替代豆粕24 h体外产气和发酵参数Table 7 In vitro gas production and fermentation parameters of soybean meal replaced by big leaf mulberry meal in 24 h

2.2.3 VFA

与空白对照相比，大叶枸草粉100%替代苜蓿草粉时，除总挥发性脂肪酸(TVFA)浓度显著下降(P＜0.05)外，各VFA与TVFA比值无显著差异(P＞0.05)(表6)。大叶枸草粉不同比例替代豆粕时，对TVFA浓度和各VFA与TVFA比值、乙酸/丙酸均无显著影响(P＞0.05)(表7);随着大叶枸草粉替代玉米比例增加，TVFA浓度呈下降趋势，超过30%以上时显著下降(P＜0.05)，乙酸/TVFA显著上升(P＜0.05)，丁酸/TVFA显著下降(P＜0.05)(表8)。大叶枸草粉替代混合精料时，各VFA与TVFA比值无显著差异(P＞0.05)，当替代比例为40%时，显著降低TVFA浓度(P＜0.05)(表 9)。

表8 大叶枸草粉替代玉米24 h体外产气和发酵参数Table 8 In vitro gas production and fermentation parameters of maize replaced by big leaf mulberry meal in 24 h

表9 大叶枸草粉替代混合精料24 h体外产气和发酵参数Table 9 In vitro gas production and fermentation parameters of concentrate mixture replaced by big leaf mulberry meal in 24 h

3 讨论

3.1 大叶枸草粉替代苜蓿草粉、豆粕、玉米及混合精料对体外产气量的影响

本试验中与空白对照相比，当大叶枸草粉100%替代苜蓿草粉时，体外24 h产气量、产气速率及潜在产气量差异均不显著;大叶枸草粉不同比例替代玉米时，24 h产气量和产气速率均呈下降趋势;替代75%以上的豆粕时，24 h产气量和产气速率均显著下降;替代30%以上的混合精料时，24 h产气量显著下降，但对产气速率和潜在产气量无显著影响。Menke等［8］研究指出，产气量与有机物消化率高度正相关。王仁杰等［13］试验表明，累计产气量随着饲粮精料比例的增加而增加。刘利平等［14］用体外产气法研究了不同饲粮组合对山羊瘤胃产气量的影响，也有类似的结果。本研究结果表明，用大叶枸草粉100%替代苜蓿草粉、50%以内替代豆粕、20%以内替代混合精料时，对消化率不会产生显著的负面影响。本研究中，精料比例在30% ～50%，所以采用24 h发酵检测不同替代的差异。如果增加发酵时间，这种差异也许会更大，有必要进一步深入研究。

3.2 大叶枸草粉替代苜蓿草粉、豆粕、玉米及混合精料对pH的影响

瘤胃液pH是瘤胃发酵状况的反映，一定的pH范围是保证瘤胃微生物正常发酵的必要条件。Grant等［15］认为pH过高或过低对于正常瘤胃微生物生长、发育及发酵均有不利的影响。本试验各处理瘤胃培养液pH虽有一些变动，但都在6.20～6.80之间变动，在健康绵羊瘤胃液 pH的正常范围内(5.52 ～7.60)［16］。

3.3 大叶枸草粉替代苜蓿草粉、豆粕、玉米及混合精料对氨态氮浓度的影响

瘤胃氨态氮是蛋白质降解和微生物合成的中间产物，保证最佳的瘤胃液氨态氮浓度是获得最大菌体蛋白合成量的关键。随着大叶枸草粉替代豆粕比例的增加，混合饲粮中粗蛋白质水平降低，氨态氮浓度显著下降，但随着替代玉米比例的增加，混合饲粮中粗蛋白质水平提高，氨态氮浓度则升高，这与大叶枸草粉粗蛋白质含量(23%)低于豆粕但高于玉米有关。Lees等［17］发现奶牛补饲蛋白质饲料能提高氨态氮的浓度。高秀华等［18］报道，饲粮蛋白质水平的提高可以提高氨态氮浓度。王仁杰等［13］试验表明，随着精料比例的提高，氨态氮浓度下降。本试验中，各处理氨态氮浓度在9.75 ～15.10 mg/dL，均处于瘤胃氨态氮的最佳浓度范围［19］，表明大叶枸草粉不同比例替代苜蓿草粉、豆粕、玉米及混合精料，均不影响瘤胃微生物正常生长所需的氨态氮浓度。

3.4 大叶枸草粉替代苜蓿草粉、豆粕、玉米及混合精料对VFA浓度的影响

VFA的生成量是衡量微生物活力的重要指标，也是瘤胃发酵的主要指标之一。当大叶枸草粉100%替代苜蓿草粉时，TVFA浓度显著降低，表明其瘤胃发酵劣于苜蓿草粉。不同比例替代豆粕时，由于豆粕本身占饲粮比例仅20%，即使全部用大叶枸草粉替代，中性洗涤纤维和粗蛋白质组成各处理间差别也不是很大，所以TVFA浓度，乙酸、丙酸、丁酸与TVFA比值及乙酸/丙酸各处理间均无显著差异。Dhiman等［20］用不同比例的青贮苜蓿和青贮玉米组合(1∶0、2∶1、1∶2)饲喂奶牛，发现瘤胃液中乙酸、丙酸、丁酸的摩尔比及乙酸/丙酸均无显著差异;易贤武［21］研究西兰花茎叶粉不同比例替代豆粕，结果表明不同比例西兰花茎叶粉替代豆粕对乙酸、丙酸和丁酸浓度都无显著影响。当用大叶枸草粉替代玉米时，乙酸/TVFA显著上升，丙酸、丁酸与TVFA比值略有下降，与大叶枸草粉的纤维物质含量高于玉米有关。本研究结果表明，大叶枸草粉不同比例替代苜蓿草粉、豆粕等蛋白质含量较高的饲料时，对乙酸、丙酸、丁酸与TVFA比值及乙酸/丙酸均无显著影响;当替代玉米或混合精料时，因改变了精粗比例，对TVFA浓度、乙酸/丙酸有影响。

4 结论

从本体外试验结果发现，湖羊基础混合饲粮中用大叶枸草粉100%替代苜蓿草粉时，除TVFA浓度有差异外，在产气参数和瘤胃发酵特性上无差异;以50%的大叶枸草粉替代豆粕，对瘤胃发酵参数影响不显著;而替代玉米或混合精料的比例不应超过20%。这些结果有待于动物试验予以论证。

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