不同比例青贮甘蔗尾与青贮玉米秸秆组合对奶水牛体外产气的影响

2017-01-05唐庆凤唐振华李丽莉彭开屏夏中生杨承剑郭艳霞李孟伟

饲料工业 2017年19期

■唐庆凤唐振华李丽莉彭开屏夏中生梁辛杨承剑郭艳霞李孟伟

(1.中国农业科学院广西水牛研究所，广西南宁 530001；2.广西大学动物科学技术学院，广西南宁 530005)

广西是我国的甘蔗主产区，据统计，广西甘蔗尾年产量能达1 400万吨。新鲜甘蔗尾水分含量约70%，以干物质为基础甘蔗尾含粗纤维30%、粗蛋白7%、总糖（包括蔗糖和还原糖）32%、有机酸7%，并含有一定数量的脂肪、淀粉、维生素、酶等[1]。甘蔗尾生产季节与枯草期同季，可部分弥补冬季饲草短缺的问题，对广西畜牧业发展具有极其重要的作用，但甘蔗尾生产集中，如果大量积压，就会干枯或者霉变，造成不可估量的资源浪费，而青贮甘蔗尾不仅可以大大延长甘蔗尾利用时间，而且通过功能微生物转化，还可提高甘蔗尾的适口性及消化率。因此，近几年，广西非常重视甘蔗尾青贮技术的研究，并取得了一定的进展[2-3]。参木有等(2004)[4]研究认为，单纯通过加工处理来提高秸秆饲料的营养价值的程度是有限的，还需注重饲草料间的合理组合及搭配使用，在生产中由于不注重饲草料间组合效应而导致的经济损失是非常惊人的。Mould等(1983)[5]研究报道，在粉碎后的干草中加入大麦，其干物质消化率降低九个百分点。而青贮甘蔗尾与青贮玉米秸秆的组合效应有待进一步研究，通过科学搭配，有利于提高其利用率。饲草料间存在着正负组合效应，正组合效应时则有利于提高粗饲料的消化率及采食量，负组合效应时则可降低饲料的利用率，只有充分发挥饲草料之间最大的正组合效应，才能够有效提高消化利用率，降低生产成本，提高经济效益[6]。当草食动物日粮中易消化的碳水化合物过高时，则会降低纤维素的消化率，而补充适量的富含淀粉或者糖的饲料，则能提高纤维素的消化率[7]。由于产气量与饲料营养物质的消化率情况高度相关[8]，且体外产气法具有简便易行、重复性好、容易标准化操作等优点，因此目前大多采用体外产气法来研究饲料的组合效应[9-10]。袁翠林等(2015)[11]通过体外产气法研究豆秸、花生秧和青贮玉米秸间的组合效应，通过测定不同组合对产气量、产气参数、氨态氮、pH值、菌体蛋白等的影响，结果表明豆秸与青贮玉米秸、花生秧均以20∶80的比例比较合适，花生秧与青贮玉米秸比例则以60∶40时较为适宜。张吉鹍等(2007)[12]研究报道，用体外法评定玉米秸秆与苜蓿之间的组合效应，从产气量的结果上来看，用20%～40%的苜蓿代替玉米秸秆效果最好。目前，有关不同比例青贮甘蔗尾与青贮玉米秸秆组合对奶水牛体外产气影响的研究尚未见报道。为改善甘蔗尾青贮品质，提高其利用率，本实验团队对甘蔗尾青贮技术进行了研究[3，13]，从青贮品质、发酵参数以及有氧稳定性等指标考虑，获得了3种较优的利用不同添加剂制作甘蔗尾青贮饲料的方法，且均能获得品质较佳的青贮甘蔗尾。本试验通过体外产气法评价通过这3种方法制作的青贮甘蔗尾与青贮玉米秸秆的组合效应，为在水牛饲养中应用甘蔗尾提供数据支撑。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 青贮甘蔗尾

青贮甘蔗尾1（SS1)：添加布氏乳杆菌（Lactobasillus buchneri，LAB）+植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum，LAP），添加量为每千克新鲜甘蔗尾添加20 ml的混合菌液，使LAP、LAB浓度均为2×106cfu/g鲜重。

青贮甘蔗尾2（SS2)：添加布氏乳杆菌(LAB)+热带假丝酵母(Candida tropicalis，CT)+枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis，BS)，添加量为每千克新鲜甘蔗尾添加30 ml的混合菌液，使LAB、CT、BS浓度分别为6×106cfu/g、6×105cfu/g、2.1×107cfu/g鲜重，另外，再添加占甘蔗尾鲜重0.5%尿素。

青贮甘蔗尾3（SS3)：添加黑曲霉（Aspergillus niger，AN）+热带假丝酵母（CT）+枯草芽孢杆菌（BS）+布氏乳杆菌（LAB）+植物乳杆菌（LAP），添加量为每千克新鲜甘蔗尾添加30 ml的混合菌液，使AN、CT、BS、LAP、LAB浓度分别为1.38×106cfu/g、3.6×105cfu/g、1.26×106cfu/g、3.6×106cfu/g、3.6×106cfu/g鲜重。

将切好的甘蔗尾，按要求添加混合菌液、尿素混合均匀后，装到2.5 L玻璃封口瓶，密度为0.4 kg/l，再用封口膜进行密封，避光室内青贮40 d开封，经65℃烘干，粉碎过40目后用于体外发酵。常规营养成分见表1。

1.1.2 青贮玉米秸秆

青贮玉米秸秆(CS)由广西水牛研究所种畜场提供，经65℃烘干，粉碎过40目后用于体外发酵。常规营养成分见表1。

表1 青贮甘蔗尾和青贮玉米秸秆常规营养成分(风干基础)(%)

1.2 试验设计

发酵底物的精粗比为4∶6（DM）,每种青贮甘蔗尾(SS)分别以0%（对照组）、25%、50%、75%和100%代替底物中的青贮玉米秸秆(CS)，每组3个重复。

1.3 试验方法

1.3.1 培养体系

本试验采用Menke体外产气法（Syringe系统）[14]进行体外瘤胃发酵培养，体外产气装置：产气管（相当于独立的瘤胃）、水浴摇床，振荡频率和水浴温度可调节。发酵时间为72 h，底物为200 mg(DM)。

1.3.2 瘤胃液供体及提取

瘤胃液供体为3头瘘管水牛，自由放养。日粮营养水平为产奶净能6.44 MJ/kg、粗蛋白13.72%、磷0.48%、钙0.72%。精粗比为3∶7，粗饲料为青贮玉米秸秆(CS)。于早上饲喂前抽取瘤胃液，用4层纱布过滤置于保温瓶，快速拿回试验室通CO2。

1.4 测定项目

1.4.1 产气量计算

式中：GPt——样品在t时刻的产气量（ml）；

Vt——t小时后，产气管刻度读数（ml）；

V0——样品初始产气管刻度读数（ml）；

W——样品干物质重（mg）；

GP空白——空白对照在t时刻的产气量（ml），计算方式与GPt相同。

根据公式GP=a+b（1-exp-ct）（¢rskov等，1979）[15]，使用fit curve软件，得出a、b、c值。GP为产气量，a为快速降解部分产气量(mg/g)；b为慢速降解部分产气量(ml/g)；c为产气速率(%/h)；a+b为潜在产气量(ml/g)。

1.4.2 可消化有机物（DOM）和代谢能计算

DOM(g/kg)=(7.65±0.062)×GP24h+(353±0.59)（Menke等，1979）[16]；

ME=-0.20+0.141 0×DO（Menke等，1988）[14]；

DO=17.04+1.108 5GP24h。

式中：DOM单位为g/kg，GP24h单位为ml/g，ME单位为MJ/kg，DO为有机物消化率，单位为%。

1.5.3 宫腔再粘连情况在TCRA术后3个月，患者月经干净后3～5 d，行宫腔镜探查术进行常规复查，再次进行宫腔粘连评分，若评分≥5分判定为宫腔再粘连。

1.5 数据处理

采用SPSS 17.0软件中的ANOVA过程进行单因子方差分析，数据均采用“平均值±标准差”来表示，以P＜0.05为判断标准评判差异显著性。

2 结果

不同比例青贮甘蔗尾与青贮玉米秸秆组合对96 h累积产气量、代谢能和可消化有机物的影响（见表2～表7）。

表2显示的是不同比例青贮甘蔗尾(SS)与青贮玉米秸秆(CS)组合时96 h产气量、代谢能和可消化有机物。表2表明，随着SS1比例的增加，96 h累积产气量逐渐升高，差异不显著（P＞0.05）。代谢能、可消化有机物SS1∶CS为75∶25组最高，差异不显著（P＞0.05）。

表2 不同比例青贮甘蔗尾(SS1)与青贮玉米秸秆(CS)组合对累积产气量、代谢能和可消化有机物的影响

表3表示的是不同比例青贮甘蔗尾(SS1)与青贮玉米秸秆(CS)组合对产气参数的影响，由表3可知，随着SS1比例增加，快速产气a升高，100∶0组显著高于其他各组（P＜0.05）。慢速产气b比例为75∶25组最高，0∶100组最低，各组间差异不显著（P＞0.05）。产气速率c各组间差异不显著（P＞0.05）。而比例75∶25和100∶0组潜在产气量a+b显著高于0∶100组（P＜0.05），其他组间差异不显著（P＞0.05）。

表3 不同比例青贮甘蔗尾(SS1)与青贮玉米秸秆(CS)组合对产气参数的影响

表4为不同比例青贮甘蔗尾(SS2)与青贮玉米秸秆(CS)组合对累积产气量、代谢能和可消化有机物的影响。由表4可知，SS2∶CS为75∶25和100∶0时96 h产气量显著高于对照组（P＜0.05），CS单独产气96 h产气量最低。代谢能、可消化有机物各组间差异不显著（P＞0.05）。

表4 不同比例青贮甘蔗尾(SS2)与青贮玉米秸秆(CS)组合对累积产气量、代谢能和可消化有机物的影响

表5为不同比例青贮甘蔗尾(SS2)与青贮玉米秸秆(CS)组合对产气参数的影响。由表5可知，随着SS2比例的增加，快速产气部分a升高，其中SS2∶CS为75∶25组、100∶0组显著高于0∶100组(P＜0.05)，其他组差异不显著(P＞0.05)。慢速降解部分b随着SS2比例升高而升高，100∶0组显著高于其他各组(P＜0.05)。产气速率c各组间差异不显著。潜在产气a+b比例为100∶0和75∶25组显著高于其他各组(P＜0.05)，且其他各组间差异不显著(P＞0.05)。

表5 不同比例青贮甘蔗尾(SS2)与青贮玉米秸秆(CS)组合对产气参数的影响

表6为不同比例青贮甘蔗尾(SS3)与青贮玉米秸秆(CS)组合对96 h产气量、代谢能和可消化有机物的影响，由表6可知，SS3∶CS为75∶25组96 h累积产气量最高，显著高于0∶100组、25∶75组(P＜0.05)。0∶100组96 h产气量最低，显著低于其他各组（P＜0.05）。代谢能、可消化有机物50∶50组最高，显著高于0∶100组和100∶0组（P＜0.05）；其次为75∶25组和25∶75组，均显著高于0∶100组（P＜0.05）。

表6 不同比例青贮甘蔗尾(SS3)与青贮玉米秸秆(CS)组合对累积产气量、代谢能和可消化有机物的影响

表7 不同比例青贮甘蔗尾(SS3)与青贮玉米秸秆(CS)组合对产气参数的影响

3 讨论

3.1 不同比例青贮甘蔗尾与青贮玉米秸秆组合对96 h累积产气量、代谢能和可消化有机物的影响

产气试验过程中，缓冲瘤胃液降解碳水化合物形成短链脂肪酸（SCFA）、气体和微生物的细胞成分，碳水化合物在降解为VFA过程中产生气体（CO2、CH4和H2）[17]。而与碳水化合物相比，蛋白质降解时产气量要低，脂肪的产气量可以忽略不计。隋美霞（2009）[18]在对青贮玉米秸秆、苜蓿和羊草等原料进行产气研究表明，12、24、36、48、72 h累积产气量与CP负相关，与ADF显著正相关（P＜0.05），与NDF之间不存在相关性。a、b、a+b和c与CP负相关，c与ADF正相关。勒玲品（2013）[19]研究也表明，粗饲料60 h、72 h累积产气量与CP含量极显著负相关（P＜0.01），而与48 h累积产气量显著负相关（P＜0.05）。而与隋美霞（2009）[18]不同的是NDF与24 h累积产气量显著负相关，其他时间点没关系，ADF与36 h和48 h累积产气量呈极显著负相关（P＜0.01）。产气速率c与CP极显著正相关，与NDF呈显著负相关(P＜0.05)，与ADF极显著负相关（P＜0.01）。李袁飞等（2013）[20]研究表明，对于不同饲料组合，中性洗涤纤维与粗蛋白比值越小，发酵速度越快、降解率越高，且NDF/CP与有机物降解率（OMD）显著负相关(P＜0.05)。所以，作者认为玉米青贮和苜蓿类饲料的体外发酵产气量较高，发酵速度较快。

本试验中青贮甘蔗尾NDF、ADF较青贮玉米秸秆高，而CP含量低于青贮玉米，从营养成分和累积产气量相关性分析来看，96 h累积产气量随着CP含量升高而降低，这与隋美霞（2009）[18]、勒玲品（2013）[19]研究结果一致。青贮甘蔗尾(SS)产气量随着NDF、ADF升高而具有升高的趋势。这与隋美霞（2009）[18]、勒玲品（2013）[19]研究结果都不尽相同。勒玲品（2013）[19]分析认为这与材料不同有关。本试验中由于青贮甘蔗尾(SS)来源不一致，营养成分也有所差异，因此96 h产气量随着青贮甘蔗尾(SS)和青贮玉米秸秆(CS)比例不同增长趋势有所不同。由于本试验中代谢能和可消化有机物的计算是以24 h产气量为基础，因此代谢能和可消化有机物差异性均随着产气量变化而变化。

3.2 不同比例青贮甘蔗尾与青贮玉米秸秆组合对产气参数的影响

产气参数a、b以及c都具有一定意义，a表示为t=0时累计产气曲线在y轴上的截距，表示的是饲料可溶解组分快速发酵部分瞬时产气量，b表示的是饲料中不溶解但经长时间发酵可发酵部分，c为整个培养期内产气速度常数，即每小时潜在可消化组分消失率[18]。试验中SS1、SS2快速产气a均随着青贮甘蔗尾比例升高而升高，这说明青贮甘蔗尾中WSC等可溶解组分高于青贮玉米秸秆。Akinfemi等（2012）[21]对不同热带饲料资源如豆荚、玉米渣、花生壳等副产品进行产气研究认为，快速产气部分不同主要原因是木质素造成，蛋白质对产气的影响很小，在玉米渣等资源中可溶性成分很高的原因可能是碳水化合物成分能够被微生物利用，Chumpuwadee等（2007）[22]、Deaville等（2001）[23]同样认为可利用碳水化合物是影响慢速产气部分的主要原因。试验中SS1组合青贮玉米秸秆慢速产气部分b差异不显著，而SS2、SS3随着青贮甘蔗尾比例升高慢速产气部分有上升的趋势，特别是SS3组合CS慢速产气部分b显著高于对照组（P＜0.05）。原因可能是青贮玉米秸秆CP较高，与产气负相关，再有就是可利用微生物发酵的碳水化合成分低。

早期Van Soest(1994)[24]就表明低纤维含量能够促进微生物定植，进而形成更高的发酵速率，提高降解率。影响粗饲料发酵降解另一个因素是微生物自身，微生物活性高低对粗饲料降解具有重要作用。研究表明，反刍动物单独采食低质粗饲料瘤胃微生物活性一般都很低，单独添补能量饲料或蛋白饲料都不会提高低质粗饲料的采食量和消化率[25]。试验中由于添加了精料，且精粗比为4∶6，因此每组试验瘤胃生物都能获得较为均衡的能量和蛋白水平，活性较高，消除瘤胃微生物对产气速率c的影响。而青贮甘蔗尾和青贮玉米秸秆均含有较高的NDF、ADF含量，其他营养成分又满足瘤胃生物的活动代谢，这也许是产气速率差异不显著的原因。

3.3 不同比例青贮甘蔗尾与青贮玉米秸秆组合对产气参数的影响

早期，卢德勋（2000）[26]指出不同饲料源的营养性物质、非营养性物质和抗营养物质间具有互作的整体效应，其中包括正组合效应、负组合效应和零组合效应。提高反刍动物对粗饲料的采食量和利用率是动物营养学者追求的目标，不同精粗比、营养成分不同组合等都会对采食量和营养物质消化率有重要影响。如张洁(2007)[27]研究表明，不同精粗比对荷斯坦奶牛体外产气DM、OM和NDF降解率、VFA具有重要影响，DM、OM降解率随着精料比例升高而升高，而NDF相反，当精粗比为30∶70时效果最佳。布同良（2006）[28]研究表明，青贮玉米与羊草组合苜蓿皆产生正组合效应，分析认为青贮玉米和羊草干草CP含量低，组合CP含量高的苜蓿有利于纤维物质的发酵。赵向辉（2012）[29]在日粮非纤维性碳水化合物（NFC）对人工瘤胃发酵、微生物合成和纤维分解菌群的影响研究中表明，日粮瘤胃降解蛋白（RDP）和NFC（玉米淀粉、蔗糖、柑橘果胶和菊粉）对NDF表观消化率存在交互作用（P＜0.01），且当日粮中有足够的瘤胃可利用N时，蔗糖和果胶在微生物合成方面比淀粉更具有优势。本试验中由于提供了充足的精料，所以日粮有足够的可利用N，且青贮甘蔗尾主要的NFC为蔗糖，青贮玉米秸秆为淀粉，青贮甘蔗尾组累积产气量较高，与赵向辉（2012）[29]研究一致。试验中SS1、SS2组合CS可消化有机物均较单一发酵青贮甘蔗尾（SS）和青贮玉米秸秆(CS)产气高，其中SS1∶CS为75∶25组显著升高，其他指标也都有升高趋势。这说明甘蔗尾青贮（SS）组合青贮玉米秸秆(CS)对反刍动物饲料资源的利用具有重要作用，组合效应机制需要更多研究。