膨化秸秆微生物发酵饲料对杜寒杂交肉羊瘤胃发酵的影响

王晓飞，乌日勒格，田 丰，薛树媛，王 利，李九月，张海鹰，李 明

（1.内蒙古自治区农牧业科学院，内蒙古 呼和浩特 010031；2.辽宁祥和农牧实业有限公司，辽宁 阜新 123000）

反刍动物瘤胃是比较复杂的发酵容器，寄居着多种数量庞大的微生物菌群，包括细菌、真菌和纤毛虫等，可以将粗纤维含量较高和可利用率低的牧草与秸秆类作物转化为机体所需的营养物质，满足动物机体的生长需求［1-2］。 研究表明，在瘤胃中消化的碳水化合物的量占总采食量的50%～95%， 是碳水化合物消化的主要场所，其终产物挥发性脂肪酸是反刍动物的主要能量来源［3-4］。 瘤胃发酵指标主要包括瘤胃液pH 值、BCP、NH3-N 以及VFA， 该试验通过不同处理的秸秆粗饲料对这些指标产生的影响，研究其对瘤胃发酵的影响。

1 试验材料与方法

1.1 试验设计

选择81 只3 月龄、体重为（23±1.0）kg 的杜寒杂交羔羊， 随机分为对照组（70%精料+30%干秸秆）、试验Ⅰ组（70%精料+30%膨化秸秆微生物发酵饲料）和试验Ⅱ组（70%精料+30%膨化秸秆微生物发酵饲料， 再添加占日粮总蛋白浓度10%的膨化缓释尿素，NPN≥100%），每组3 个重复，每个重复9 只羔羊。 试验期共计75 d，预饲期15 d，正饲期60 d。 正饲期结束后，禁食24 h 对每只试验羔羊进行空腹称重， 从各组随机挑选3 只羊进行屠宰试验，并采集新鲜的瘤胃液。

1.2 试验日粮

试验中对照组与试验组饲喂的精料统一使用美国NRC（2007）标准配制，并使用由兴安盟九州大地饲料有限公司制作的全价料，精料组成及营养水平见表1。 试验组与对照组饲喂的粗饲料由辽宁祥和农牧实业有限公司提供。 试验Ⅱ组添加的膨化缓释尿素由内蒙古柯宏饲料有限公司提供。试验期日粮及营养水平见表2。

1.3 试验方法

1.3.1 试验羔羊瘤胃液的处理方法屠宰时，将采集的新鲜瘤胃液在3 000 r/min 的条件下离心10 min，从每个离心样品中取4 mL 同1 mL 25%的偏磷酸溶液在5 mL 冻存管中充分混匀，与剩余样品一起放入液氮罐速冻，用来检测NH3-N、BCP 和VFA 含量。

1.3.2 瘤胃液pH 值的检测方法用4 层纱布过滤9 只试验羔羊的瘤胃液， 采集2 管50 mL 离心管的瘤胃液， 分装后用PHB-5 型笔式pH 计检测pH 值（每个样品检测3 次），完成后，同另一瓶瘤胃液投入液氮罐速冻封装保存。

1.3.3 氨态氮（NH3-N）浓度的检测方法氨态氮检测方法参照冯宗慈等［5］改进的比色法：①取16 mL 0.2 mol/L 的HCl 溶液与4 mL 瘤胃液至50 mL 离心管中，静置待测。②取A 液、B 液各2 mL，加入0.4 mL 的待测液，摇匀后静置10 min。 ③用721 型分光光度计在波长为700 nm 处进行比色，所得吸光值代入回归公式， 再乘以稀释倍数即可求解样品中氨态氮的浓度。

1.3.4 菌体蛋白（BCP）含量的检测方法参照考马斯亮蓝比色法检测BCP 的含量［6］，具体步骤为：①在4 ℃、12 000 r/min 的条件下，将10 mL 瘤胃液离心10 min。 ②弃上清液，用0.85%NaCl 溶液冲洗沉淀且混匀，并重复操作2 次。 ③加2 mL 的蒸馏水同沉淀混匀，取0.5 mL 2 mol/L NaOH 溶液与1 mL 待测液置于1.5 mL 的离心管。④在水浴锅中水浴10 min（95 ℃），在1 000 r/min 的离心机内离心5 min。 ⑤从每个样品中各取上清液0.5 mL，取0.833 mol/L 的HCl 溶液0.75 mL 于上清液混合摇匀， 取1 mL 考马斯亮蓝G-250 溶液及0.1 mL 混合液于试剂盒内，静置15 min 待测。 ⑥用酶标仪在595 nm 处比色，将吸光值代入回归方程，求解BCP 含量。

1.3.5 挥发性脂肪酸（VFA）含量的检测方法采用气相色谱法检测VFA 含量， 检测的VFA 包括乙酸、丙酸和丁酸［7］。 ①用4 层纱布滤过食糜，采集瘤胃液滤液5 mL，加入1 mL 25%的偏磷酸溶液，摇匀，-20 ℃冷冻保存。②气相色谱条件设置为：毛细管柱（FFAP 30 m×0.25 mm）柱温为120 ℃；FID检测器25 ℃；N2流速为30 mL/min。

表1 精料组成与营养水平（饲喂基础）

表2 试验期日粮营养水平（饲喂基础）

1.3.6 数据分析 所有数据录入Excel 表格进行整理，用SAS 9.2 统计学软件计算方差。结果用“平均值±标准差”表示，P＜0.05 为差异显著，P＜0.01 为差异极显著。

2 试验结果

饲喂不同粗饲料对羔羊瘤胃发酵的影响结果见表3，同比对照组，试验Ⅱ组NH3-N 的含量显著（P＜0.05）高于对照组，试验Ⅰ组同试验Ⅱ组、对照组无显著差异（P＞0.05）。试验Ⅱ组的BCP 含量显著（P＜0.05）高于试验Ⅰ组、对照组，试验Ⅰ组与对照组无显著（P＞0.05）差异；瘤胃液pH 值各组间差异不显著（P＞0.05）；瘤胃液VFA 的乙酸、丙酸、丁酸、总挥发性脂肪酸和乙酸/丙酸值组间差异不显著（P＞0.05）。

表3 膨化秸秆微生物发酵饲料对育肥羔羊瘤胃发酵的影响

3 结果与讨论

3.1 膨化秸秆微生物发酵饲料对育肥羔羊瘤胃液pH 值的影响

瘤胃液pH 值是瘤胃内环境状况的直观反映，且会随着日粮营养成分与微生物代谢等因素的改变而发生改变［8］。研究表明，动物在摄入饲料2～6 h 后pH 值将达到最低， 而pH 值的大幅度波动会影响瘤胃微生物的生长和繁殖。 瘤胃发酵过程中，碳水化合物被逐渐分解，并合成VFA 使得过高的瘤胃液pH 值降低，而自日粮中摄入的外源性蛋白在瘤胃内分解后， 促使瘤胃内氮的浓度升高，提高瘤胃液pH 值。 该试验中，各组瘤胃液pH值均处于正常范围（5.5～7.5）内，可为瘤胃微生物的生长繁殖提供适宜空间。

3.2 膨化秸秆微生物发酵饲料对育肥羔羊瘤胃氨态氮（NH3-N）的影响

NH3-N 是饲料含氮物质的降解产物， 瘤胃的氨态氮含量可作为评价瘤胃内环境状态的重要参数之一， 反映出日粮蛋白在瘤胃中的消化代谢与微生物蛋白（MCP）合成间的动态平衡状态，且瘤胃内的NH3-N 含量是瘤胃微生物消化利用日粮中氮的能力的体现［9］。 研究表明，瘤胃内的NH3-N浓度处于0.35～29 mg/100 mL 时是机体的适宜范围，该值被广泛应用于评价瘤胃NH3-N 浓度的标准范围。 当NH3-N 浓度超出范围过高时，会造成氮的流失，过低时，也会对瘤胃微生物正常生长繁殖活动造成影响。Devant 等［10］研究认为，日粮中的蛋白含量被提高后，瘤胃内的NH3-N 浓度也会显著（P＜0.05）增长。Van Dund 等［11］和Ghorbani 等［12］也证明了瘤胃的氨氮浓度会随着日粮蛋白水平的提高而增大这一观点，但是NH3-N 会随着瘤胃微生物的利用、 机体的吸收和代谢物排出等方式消耗后逐渐降低。 该试验中，各试验组的NH3-N 浓度值均处于0.35～29 mg/100 mL，但试验Ⅱ组的NH3-N浓度要明显高于其他两组， 这一结果与上述研究结果一致，说明秸秆经过膨化方式的处理，使其蛋白更高效地被动物消化利用，致使试验组的NH3-N 含量会高于对照组， 而这一结果印证了经过膨化处理，秸秆中蛋白的结构由长链变为短链，更高效地被反刍动物消化、利用这一研究结论。而外源性添加NPN 的试验Ⅱ组，直接提高了该试验组日粮的蛋白水平， 促使瘤胃NH3-N 的含量提高［13］。结果表明，膨化秸秆微生物发酵饲料对NH3-N 浓度无显著（P＞0.05）影响，但试验Ⅱ组外源性添加非蛋白氮后， 整体提高日粮蛋白水平便提高了瘤胃NH3-N 浓度，为MCP 的合成提供了必要条件，进而提高了BCP 的含量。

3.3 膨化秸秆微生物发酵饲料对育肥羔羊瘤胃菌体蛋白（BCP）的影响

菌体蛋白的代谢合成， 能够满足反刍动物所需蛋白的40%～80%，是反刍动物机体氮源的主要提供者。研究表明，瘤胃微生物利用氨态氮的能力会通过BCP 浓度多少来表达。 研究表明，瘤胃细菌需要以日粮蛋白为媒介， 消耗其能量再合成菌体蛋白，而合成的蛋白再度被机体利用［14］。在该试验中，试验Ⅱ组的BCP 浓度要显著（P＜0.05）高于试验Ⅰ组、 对照组， 且试验Ⅰ组同对照组无显著（P＞0.05）差异，但要高于对照组。 该结果说明在原料秸秆的基础上进行膨化处理， 对瘤胃内的BCP含量没有显著影响， 但添加尿素提高日粮整体蛋白水平后瘤胃BCP 含量升高，证明了瘤胃微生物附着在膨化秸秆微生物发酵饲料的疏松结构上借助有益菌大量繁殖，消耗瘤胃NH3-N 合成BCP 的研究结论， 该结果说明试验Ⅱ组添加膨化尿素后促使BCP 的合成量显著（P＜0.05）提高。结果表明，膨化秸秆微生物发酵饲料对提高BCP 合成量无显著影响，但也有提高趋势。而添加膨化缓释尿素提高试验Ⅱ组TMR 的日粮水平，则显著（P＜0.05）提高了瘤胃BCP 的合成量，为瘤胃细菌合成BCP提供了保证。

3.4 膨化秸秆微生物发酵饲料对育肥羔羊瘤胃挥发性脂肪酸（VFA）的影响

挥发性脂肪酸是日粮中碳水化合物和蛋白质在反刍动物瘤胃中发酵代谢的终产物， 可以为机体提供70%～80%的能量，是维持机体基本生命活动和生产的主要能量来源，包括乙酸、丙酸和丁酸［15-16］。 Guyader 等［17］研究表明，瘤胃微生物的数量、比例和种类与日粮营养成分有着重要关系，日粮营养成分也会影响VFA 的各组分比例和总量。Pérez-Prieto 等［18］发现，提高日粮的精粗比，会增加VFA 的产量，VFA 的各组分比例随之改变。 翁秀秀［19］研究发现，饲喂高精料水平的日粮时，瘤胃以丙酸为主要发酵类型。也有报道表明，粗饲料过多会导致乙酸偏高， 而精饲料过多则会使丙酸浓度升高， 呈丙酸发酵型。 丁酸是合成脂肪的前体物，对消化吸收具有重要作用，也对吸收发酵产生的VFA 有着重要作用，由数据可知，该试验的秸秆饲料对丁酸的浓度无明显影响。而在该试验中，各个组VFA 的其他指标均无显著差异（P＞0.05），但试验Ⅱ组的乙酸含量高于其他2 组。王洪荣等［20］则研究发现，绵羊在11—12 月瘤胃发酵属于乙酸发酵型， 其他时期多处于乙酸—丙酸发酵型。 因此， 分析认为试验Ⅱ组的乙酸含量可能是受个体和季节气候等因素的影响，引起的小幅度升高。结果表明，同对照组相比，饲喂膨化秸秆微生物发酵饲料对机体挥发性脂肪酸浓度无明显影响， 但丙酸含量有下降的趋势，与翁秀秀［19］研究结果一致，再一次证明膨化秸秆微生物发酵饲料的采食量比粉碎秸秆高，动物采食均匀，可以维持相对较好的瘤胃发酵环境。

4 结论

通过分析可以看出， 膨化秸秆微生物发酵饲料对瘤胃液pH 值与VFA 含量无明显影响，但提高蛋白水平的试验Ⅱ组，NH3-N 和BCP 的含量显著（P<0.05）提高，证明试验Ⅱ组膨化秸秆微生物发酵饲料+NPN 对瘤胃发酵起到一定的促进作用。