不同化学处理对小麦秸秆营养成分及消化率的影响

2022-08-05许梦婷

中国饲料 2022年12期

许梦婷

（南昌大学公共政策与管理学院，江西南昌 330031）

作为粮食生产大国，我国拥有丰富的秸秆资源，年产生约8.5亿t，但这些秸秆的有效利用率并不高（柴如山等，2021）。秸秆纤维素含量较高，粗蛋白质含量较低，致使其适口性差且营养价值偏低，极大限制了秸秆类饲草原料在畜牧生产中的推广应用（高星爱等，2020）。秸秆作为反刍动物饲料中一种潜在的重要饲草资源，只要对其进行适当预处理，便可有效提升营养价值，提高其在养殖中的饲喂价值和经济效益。

目前，一种较为常见的秸秆预处理方式之一是氨化，能显著改善秸秆中营养物质含量，提高瘤胃消化率（Zhang等，2021）。但直接利用尿素处理秸秆，其氮利用率不高，容易造成污染和浪费（宋庆迪，2019）。研究发现，玉米浆可解决尿素处理秸秆氮利用率低的问题，可有效固氮（管浩等，2022）。因此，本研究以小麦秸秆为研究对象，对其进行不同的化学预处理，旨在比较不同处理方式对小麦秸秆营养成分和消化率的影响，确定小麦秸秆最佳的复合化学处理方式，以期为小麦秸秆高效、合理的饲料化利用提供一定的理论依据和科学参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料试验所用的小麦秸秆购自正阳县清和草业有限责任公司。玉米浆购自山东恒仁工贸有限公司。氢氧化钠、尿素、碳酸氢铵和氢氧化钙均来自实验室集体采购。聚乙烯单向呼吸阀厌氧袋（35cm×25 cm）购自本地商铺门面。实验动物选择3头身体健康状况良好、体重相近并装有永久性瘤胃瘘管的荷斯坦公牛。

1.2 试验设计将小麦秸秆用粉碎机统一切短至3～5 cm，再添加蒸馏水，将水分含量调至50%左右。试验共划分5个试验组，设置和处理如下：对照组CON（不添加任何化学处理）、试验A组（4%氢氧化钠+9%玉米浆）、试验B组（5%尿素+9%玉米浆）、试验C组（5%碳酸氢铵+9%玉米浆）、试验D组（6%氢氧化钙+9%玉米浆）。上述化学品的添加量均以小麦秸秆干物质（DM）基础按百分比添加，混合均匀后装入发酵袋室温保存，每个试验组各设置3个重复（共计15袋），避光发酵45 d后开袋取样。

1.3 小麦秸秆营养成分检测每个处理取开袋后的小麦秸秆样品约50 g，随后将样品放入65℃恒温鼓风干燥机（欧莱博DHG-9053A）中烘干48 h，过粉碎机将样品粉碎至1 mm后晾晒制成风干样，干燥环境保存备用。干物质、粗蛋白质、粗灰分、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维、钙和磷含量均采用常规方法测定（杨胜，1993）。样品中粗脂肪含量使用SXT-06D全自动脂肪提取仪进行测定。

1.4 瘤胃降解特性测定利用1.1中的试验动物，将不同化学处理后的小麦秸秆添加到其瘤胃中进行尼龙袋消化试验。试验牛每天饲喂3次，时间分别为 8：00、13：00和 19：00，全天自由饮水。

将经过不同化学处理后的小麦秸秆样品分别称取5 g装入烘干处理后的尼龙袋，在3头牛的瘤胃中依次培养 6、12、24、36、48、72 和 96 h，取出后洗净，65℃烘干至恒重。利用1.3中的检测方法分别对不同时间点样品的干物质和粗蛋白质含量进行测定，并根据（Ørskov E R 等，1979）提出的瘤胃降解参数模型计算瘤胃实时降解率，计算公式如下：

其中，P为某营养物质在t时间的降解率；t为消化的时间（h）；a为快速降解部分（%）；b为慢速降解部分（%）；c为慢速降解部分的降解速率（%/h）。

此外，根据如下公式计算饲粮中营养成分在瘤胃中的有效降解率：

其中，ED为有效降解率；k为某营养成分的瘤胃外流速率（%/h），取0.025/h（冯仰廉等，2007）；a、b和 c含义与公式（1）相同。

1.5 统计分析使用SPSS 23.0软件对数据进行清理和汇总，利用软件中的单因素方差分析进行统计分析，采用Duncan’s法进行多重比较，P＜0.05表示差异显著。

2 结果与分析

2.1 不同化学处理对小麦秸秆营养成分的影响由表1可知，不同化学处理对小麦秸秆的干物质、粗蛋白质、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维和粗灰分的含量均有显著影响（P＜0.05）。除A处理组外，其余各处理组的干物质含量均显著高于对照组（P＜0.05），其中以C处理组含量最高，为97.15%。各处理组的粗蛋白质含量均显著高于对照组（P＜0.05），B处理组粗蛋白质含量最高，为13.51%，是对照组含量的2倍多。对照组的中性洗涤纤维含量显著低于其他各处理组（P＜0.05），而B和C处理组的酸性洗涤纤维含量显著低于对照组（P＜0.05）。

2.2 不同化学处理对小麦秸秆在瘤胃中DM降解特性的影响由表2可知，培养6 h后，A处理组的DM显著高于对照组外（P＜0.05），随后12、24、36、48、72 和 96 h 各处理组 DM 瘤胃降解率均显著高于对照组（P＜0.05）。总体而言，A处理组在各时段均有最高的DM降解率，并显著高于其他处理组（P＜0.05）。慢速降解部分（b）对照组则显著低于其他各处理组（P＜0.05），最高为B处理组88.22%。

表2 不同化学处理对小麦秸秆在瘤胃中DM降解特性的影响

2.3 不同化学处理对小麦秸秆在瘤胃中CP降解特性的影响由表3可知，在瘤胃培养6、24、36、48、72和 96 h的各个时间段，各处理组的粗蛋白质瘤胃实时降解率均显著高于对照组（P＜0.05），其中B处理组在各时段均保持最高的降解率，特别是在瘤胃处理96 h达到最大值65.01%。所有处理组的粗蛋白质瘤胃慢速降解部分（b）和有效降解率（ED）均显著高于对照组（P＜0.05），B处理粗蛋白质有效降解率最高，为39.65%。

表3 不同化学处理对小麦秸秆在瘤胃中CP降解特性的影响

3 讨论

3.1 不同化学处理对小麦秸秆营养成分的影响小麦秸秆较少作为原料应用于反刍动物饲料中，主要是因为小麦秸秆中含有较高的粗纤维，而粗蛋白质含量又较低（Ribeiro等，2020）。复合氨化处理可以充分利用尿素等物质中的氮，提高小麦秸秆营养价值（Sufyan等，2021）。本研究结果表明，与对照组相比，其他处理组中小麦秸秆的粗蛋白质含量显著提高（P＜0.05），其中B处理含量最高，为13.51%，是对照组含量的2.24倍。综合来看，B处理组（5%尿素+9%玉米浆）的复合氨化处理效果最好，对小麦秸秆营养成分提升较好，与前人研究一致。孙英辉等（2021）研究结果表明，氨化处理后，小麦秸秆中水不溶性物质降解率提高，同时提高了绵羊的代谢能和粗蛋白质摄入量。这可能主要是因为尿素等使环境呈碱性，利于破坏细胞壁，降解秸秆中的纤维结构，从而降低秸秆中的纤维比例，提高营养物质含量（尹贺等，2021）。

3.2 不同化学处理对小麦秸秆营养成分降解特性的影响饲料中各类营养物质在瘤胃中的有效降解率是直接影响反刍动物采食量的一个主要因素，尤其是干物质和粗蛋白质（魏川子，2020）。本试验研究表明，与对照组相比，不同化学处理后的小麦秸秆均能显著提高其干物质和粗蛋白质在瘤胃中的绝大多数时间段的实时降解率（P＜0.05），同时显著提高这些营养物质的各项瘤胃降解参数（P＜0.05）。从总体来看，B处理组（5%尿素+9%玉米浆）的各类营养物质瘤胃实时消化率和有效降解率均优于其他处理组。这可能是由于玉米浆能使尿素中的氮源与小麦秸秆的其他营养物质紧密结合，达到固氮、提高粗蛋白质含量的作用，增加了粗蛋白质的降解率。