发酵棕榈叶对山羊养分摄入量、瘤胃发酵及氮代谢的影响

2021-11-26石丰运朱广琴廖云琼康永刚

中国饲料 2021年20期

石丰运，朱广琴，王兵，廖云琼，康永刚

（徐州生物工程职业技术学院，江苏徐州 221006）

由于我国牧草资源有限，特别是优质牧草需要大量进口，这不仅不利于我国自需资源的发展，也造成养殖成本的升高。我国作为农业大国，每年都会产生大量的农业残留物和农业副产品，这些残留物的很大一部分可以作为反刍动物的重要饲料资源。油棕榈叶是油棕榈生产过程中产生的副产物，其作为反刍动物粗饲料具有巨大的潜力。但由于棕榈叶的生物结构复杂、蛋白质含量低、代谢能值低、干物质中木质素含量高，其在反刍动物生产中的应用仍然受到限制（李睿等，2015）。木质纤维素的低水解能力会降低动物消化率，限制其有效利用，因为瘤胃微生物缺乏木质素水解活性（许浩，2017）。如果要有效利用如棕榈叶等木质化作物残渣，提高动物养分摄入量，必须提高其营养特性和适口性。因此，为分解木质纤维素键，提高营养物质的生物利用度，人们在水稻秸秆等农业副产品中研究了各种物理和化学脱木质素方法（段晓健等，2013）。虽然这些物理和化学脱木质素方法都有优点，但成本高、效率低、不环保。目前微生物发酵在提高农作物营养价值，降低抗营养因子和不可消化物质方面的应用较多。真菌处理可能是将低品质作物残茬转化为优质反刍动物饲料的一种途径（潘春方等，2017）。Tripathi等（2008）探索了主要利用水稻和小麦秸秆培养侧耳真菌的可能性，该生物处理方法已被用于改善品质较差的牧草的营养价值和瘤胃消化率。但目前关于微生物处理的棕榈叶在山羊上的报道较少。因此，本研究旨在探讨日粮添加不同水平的发酵棕榈叶对山羊养分摄入量、瘤胃发酵及氮代谢的影响。

1 材料与方法

1.1 试验原料与动物分组收获新鲜的棕榈叶，切成1～2 cm，风干3 d，将风干后的样品装入塑料袋，在100～102℃的温度下蒸压2 h，冷却至室温。以4%（鲜重为基础）接种高压处理的侧耳真菌，再装塑料袋，在室温（28～30℃）下培养21 d。将发酵后的棕榈叶风干3 d，作为后续试验原料。试验将平均体重接近的168头山羊随机分为3组，每组4个重复，每个重复14头牛。T1组山羊饲喂棕榈叶水平为20%的全混合日粮（T1：0%发酵棕榈叶），T2和T3组山羊饲喂用50%和100%发酵棕榈叶替代棕榈叶的全混合日粮（T2：10%发酵棕榈叶；T3：20%发酵棕榈叶），试验为期6周。

表1 不同水平发酵棕榈叶日粮组成及营养水平

1.2 数据记录试验期间每天记录山羊的饲料用量，同时收集饲料样品用于常规养分分析，根据日均采食量及饲料中养分含量计算日均养分摄入量。

1.3 样品采集与指标分析在试验第42天，山羊采食后4 h用瘤胃导管（带真空泵）收集瘤胃液，使用便携式pH和温度仪立即测量瘤胃液的pH值和温度。然后用四层粗棉布过滤瘤胃液。收集过滤后的瘤胃液样品约30 mL，加入5mL 1mol的硫酸进行固氮，16000×g离心15 min，收集上清液，参考钱泽斌和朱雁飞（2020）的方法分析瘤胃发酵相关指标。试验结束前3 d，每天收集山羊的粪便和尿液，测定氮含量。根据采食量、全混合日粮中氮的水平，计算氮沉积量。

1.4 数据分析数据用单因素方差分析模型进行统计分析（SPSS 21.0版本），采用Turkey法进行多重比较，P＜0.05表示组间差异显著。

2 结果与分析

2.1 对生长性能及养分消化的影响由表2可知，日粮添加不同水平的发酵棕榈叶对山羊粗脂肪摄入量及表观消化率的影响无显著差异（P＞0.05）。10%发酵棕榈叶组山羊有机物、粗蛋白质、中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维摄入量均显著高于0%和20%发酵棕榈叶组（P＜0.05），同时干物质摄入量显著高于0%发酵棕榈叶组（P＜0.05）。10%和20%发酵棕榈叶组山羊干物质、有机物、粗蛋白质、中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维表观消化率均显著高于对照组（P＜0.05）。

表2 发酵棕榈叶对山羊养分摄入及消化的影响

2.2 对瘤胃发酵指标的影响由表3可知，瘤胃尿素氮浓度、温度和pH值在各组间无显著差异（P＞0.05）。与T2和T3组相比，T1组山羊瘤胃甲烷浓度、乙酸与丙酸比值、乙酸和丁酸浓度显著升高（P＜0.05）。T3组瘤胃氨氮浓度显著高于T1组（P＜0.05），同时T2和T3组瘤胃挥发性脂肪酸和丙酸浓度均显著高于T1组（P＜0.05）。

表3 发酵棕榈叶对山羊瘤胃发酵性能的影响

2.3 发酵棕榈叶对山羊氮代谢的影响由表4可知，各组山羊氮摄入量和尿氮排泄量均无显著差异（P＞0.05）。T1组粪氮排泄量显著高于T2和T3组（P＜0.05），而T2组氮沉积量显著高于T1组（P＜0.05）。T2和T3组山羊氮沉积量无显著差异（P＞0.05）。

表4 发酵棕榈叶对山羊氮代谢的影响 g/d

3 讨论

反刍动物干物质采食量受饲料化学成分、特性和适口性等因素的影响，本研究中各组山羊日粮化学成本基本接近，10%发酵棕榈叶组山羊有机物、粗蛋白质、中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维摄入量均显著高于其余两组。与对照组相比，发酵棕榈叶组山羊的大部分养分表观消化率显著提高，这可能是发酵棕榈叶中营养物质和代谢能消化率较高的原因，本研究结果与Marwaha等（1990）报道结果一致。此外，发酵棕榈叶对养分消化的提高可能与其非结构性碳水化合物和结构性碳水化合物的比例发生变化，也可能是由于生物发酵过程中物理特性和化学物质的变化引起（Mahesh 等，2013）。

在本研究中，各组山羊瘤胃pH值为6.18～6.24，温度为39.3～39.5℃，均处于纤维素降解菌活性和蛋白消化的最佳范围。氨氮浓度是微生物生长和微生物蛋白质合成的主要氮源，20%发酵棕榈叶组较对照组显著提高了瘤胃氨氮浓度，说明其可间接为微生物提高蛋白合成源。根据Hannah等（2011）研究表明，在瘤胃中添加可降解蛋白质后，饲料消化率和微生物活性得到提高。瘤胃挥发性脂肪酸总浓度和丙酸浓度随着发酵棕榈叶添加水平的升高而升高，但乙酸和丁酸浓度显著降低。Karunanandaa和Varga（2006）报道，真菌处理水稻秸秆饲料产生的挥发性脂肪酸浓度随丙酸和丁酸比例的增加而增加。同时，较低乙酸与丙酸比值及甲烷排放量降低也提示发酵棕榈叶可以提高动物生产，因为丙酸是糖异生的前体。

本研究表明，不同处理的氮摄入量和尿氮排泄无显著差异。但发酵棕榈叶组显著降低了粪氮排泄量，同时10%发酵棕榈叶组氮沉积量显著升高。同样，Hao和Ledin（2001）发现，能量缺乏可导致通过尿液和粪便的可降解氮流失增加，进而导致氮沉积减少。氮排泄量和排泄途径的差异对氮沉积产生影响，反映了不同处理中氮代谢的差异，其中氮沉积被认为是反映反刍动物蛋白质状态最常见的指标。