体外产气法对苏丹草与棉秆间组合效应的研究

2019-07-05赛迪古丽赛买提张志军

草食家畜 2019年3期

赛迪古丽·赛买提，张志军

（1.新疆畜牧科学院畜牧业质量标准研究所，乌鲁木齐 830000；2.新疆畜牧科学院饲料研究所，乌鲁木齐 830000）

很多学者通过试验研究发现动物饲料间普遍存在着组合效应[1-2]。当饲料由单一的原料混合配制成动物饲料时，不同饲料之间由于组合效应会影响混合饲料的消化率。当混合饲料饲喂动物消化率高于单一饲料饲喂时就会发生正组合效应。通过利用饲料间的正组合效应可节约饲料成本，同时可以获得较好的饲喂效果。由此可知，利用好饲料间的正组合效应是提高畜牧业饲料利用效率的重要途径。棉花种植业是新疆地区重要的支柱产业，每年生产的棉花秸秆超过了300万t，但是棉秆的含氮量较低、养分供给不足，具有厚实的细胞壁结构，动物往往难以消化，需要与其他饲料配合利用，才能发挥好其作用；而苏丹草为高粱属一年生禾本科牧草，营养丰富，且消化率高，营养期粗脂肪和无氮浸出物较高，抽穗期粗蛋白质含量较高，粗蛋白质中各类氨基酸含量也很丰富。为了获得棉秆和苏丹草最佳的混合发酵比例，本文依据瘤胃微生物的发酵特点，将棉秆和苏丹草按照不同比例在人工瘤胃中进行发酵试验，收集产气量、VFA、NH3-N等指标，计算棉秆和苏丹草的不同比例发酵后的组合效应，同时以此为依据设计反刍动物饲料配方中优质牧草和秸秆之间的比例，进而应用到生产实践中，提高两类饲草料的利用效率。

1 材料与方法

1.1 饲草料来源

本试验所使用的棉秆采自于新疆喀什地区岳普湖县，苏丹草采自于新疆昌吉州奇台县，整株采集后60℃的温度条件下烘干48 h，直至恒重，180目粉碎过筛后常温干燥保存待用。

1.2 人工瘤胃

1.2.1 体外产气装置设计和缓冲液制备

本试验采用注射器法（100 mL），参考自 Menke（1979）和于腾飞（2012）[3-4]。

1.2.2 瘤胃液采集

选择身体健康状况良好、体重45 kg左右即将屠宰的三只公羊，饲喂15 d后屠宰时在瘤胃处切开一小口，使用纱布过滤收集瘤胃液，同时立即保存至温度为39℃的保温瓶（已提前通入CO2）。

1.2.3 人工瘤胃液的制备

从前述收集到的瘤胃液中取312.5 mL放至预先备好的容器，容量瓶中预先装入含有CO2气体的1 000 mL 39℃ 的蒸馏水，再加入前述配备好的39℃水浴中预热1.2.2中的混合培养液250 mL，向其中通入10 min CO2气体，人工瘤胃液制备成功。

1.3 试验设计

将提前粉碎的苏丹草与棉秆分别按照 0∶100、100∶0、25∶75、50∶50、75∶25 充分混合，设 3 个重复样本，每个样本组合取样0.2 g，发酵时长72 h。

1.4 氨态氮和VFA的测定

氨态氮利用比色法测定[5]；VFA利用GC2010气象色谱仪测定[6]。

1.5 饲草组合效应的估算[7]

单项组合效应值(AE)=(实测值-理论值)/理论值×100%；

式中，实测值是实际测定的值；理论值=饲草I的实际测定值×饲草I配比（%）+饲草II的实际测定值×饲草II的配比（%）+饲草Ⅲ的实际测定值×饲草Ⅲ配比（%）；

组合效应综合指数(AEs)=（AEGP+AENH3-N+AEVFA）。

1.6 统计分析

本试验数据采用Excel2007进行整理后，利用SPSS 16.0的ANOVA（方差分析）功能进行比较分析。

2 结果与分析

2.1 不同组合在各时间点的产气量分析（见图1）

图1 苏丹草与棉秆不同组合的产气量（单位：ML）

由图1可知，苏丹草和棉秆为50∶50和25∶75的组合时，产气量与产气速率高于其他组合，随着时间的推移，棉秆的产气量和产气速率在24 h后明显降低，说明24 h之后棉秆的发酵基本结束，其他组合仍进行着发酵。

不同组合效应的产气量如表1所示，整个试验过程中，每个组合均产生了正组合效应，尤其是24～72 h比例为50∶50与25∶75产生的正组合效应正值高，25∶75的比例产生的组合效应最高。

表1 苏丹草与棉秆不同比例发酵产气量组合效应分析

2.2 VFA组合效应分析

不同比例组合的VFA值如表2所示，其中比例为75∶25的试验组VFA均为正值。比例为75∶25的乙酸组合效应最高,为0.37。比例为50∶50的戊酸的组合效应为负值，其他酸均为正值。

表2 苏丹草与棉秆不同比例发酵VFA的组合效应分析

2.3 72 h参数组合效应分析

表3为各比例组合下72 h参数指标统计。其中，氨态氮（NH3-N）的组合效应最高，且均为正值，比例为25∶75组合效应值为0.57。三种比例组合的TVFA的组合效应都为正值，75∶25组的组合效应值最高。GP数据表明25∶75的组合效应最高，且综合组合效应（AE）达1.08，为最高值。

表4 苏丹草与棉秆不同比例发酵72h单项参数组合效应比较

3 讨论

3.1 不同组合产气量组合效应

作为反刍动物粗饲料，苏丹草营养丰富，且消化率高。瘤胃的产气总量通常用来判定饲料的营养价值。具有越高的产气量或者越快的产气速率，表明饲料更易于被微生物降解[8]。本试验中，不同比例组合的产气量随着时间累加，其产气量均有不同程度的增加（图1），各组在36 h之后的产气速率明显降低，在48～72 h之间各组的产气量增加不明显。试验结果表明，苏丹草和棉秆为50∶50和25∶75的组合时，产气量与产气速率高于其他组合，苏丹草和棉秆单独使用的效果较差，但棉秆的产气量和产气速率在24 h后明显降低，说明棉杆经历过较长时间的发酵，能够为微生物提供营养的物质明显不足。从产气量组合效应来看，从2～24 h，各比例组合所产生的均为正组合效应，然而这种正组合效应差异并不显著。自24 h至72 h，组合为50∶50和25∶75的正组合效应最高，分析其原因可能与苏丹草含有较高的粗蛋白质、维生素与组合效应有关[8]，消化的初始阶段苏丹草提供给微生物的大量能量与氨，使得微生物的繁殖和生长速度大为增加，体量巨大的微生物又反过来促使了苏丹草与棉杆的深度降解。国外学者研究灌木体外产气量试验[9]，结果表明粗蛋白含量与发酵过程所产生的气量间具有一定的正相关关系。我国的一些学者研究了豆科牧草与蓼科牧草的组合效应[10]，结果表明不同组合间的产气量与牧草中含有的粗蛋白量之间呈现负相关关系，上述研究成果与本文试验结果有相似之处，也有相悖之处。究其原因可能是不同牧草组合后，其中的营养成分极为复杂，不同营养组分之间的生化作用影响了牧草的发酵特性，进而导致了不同组合的牧草发酵特性存在一定差异。

3.2 不同组合发酵参数及其组合效应

本试验两种草料不同比例的混合发酵的NH3都产生了正组合效应，作为营养物质在瘤胃中降解的最终产物，NH3-N可被瘤胃微生物合成微生物蛋白（MCP），这表明MCP的合成有了较多的底物，为提高动物生产性能提供了基础。另外，部分NH3-N可通过氮素循环进入其他消化系统[11]。尽管这与孙林在对5种饲草不同组合的体外发酵产生的NH3-N含量并无显著变化的实验结果有差别，其原因可能是孙林验用所使用的牧草本身蛋白质含量高，能够提供足量的微生物营养物质，所以引起的变化不显著[12]。

国外学者研究证明，优质饲草间的组合效应并没有劣质饲草的组合效应显著[13]。VFA浓度可以衡量瘤胃碳水化合物发酵状况，其本身也是反刍动物主要的能量来源，并可合成乳脂和体脂[14]。从本试验的组合效应来看，75∶25的乙酸、丙酸和丁酸的正组合效应最高，这对于难以被动物消化的棉秆来说，有助于瘤胃微生物对棉秆的利用。