崔占鴻，劉書杰，郝力壯，張曉衛(wèi)，趙月平

(青海省放牧家畜營養(yǎng)與生態(tài)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地 青海省高原放牧家畜動(dòng)物營養(yǎng)與飼料科學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 青海高原牦牛研究中心 青海省畜牧獸醫(yī)科學(xué)院，青海 西寧 810016)

牦牛作為青海高原地區(qū)的優(yōu)勢畜種，主要以放牧為主，利用高寒草地天然牧草為農(nóng)牧民提供生產(chǎn)和生活資料。但由于青海高原草地的冷季(7個(gè)月)時(shí)間相對較長，草地牧草產(chǎn)量低，營養(yǎng)價(jià)值下降明顯，無法滿足該地區(qū)冷季反芻家畜自身的營養(yǎng)需要量，致使家畜掉膘明顯甚至死亡。如何充分發(fā)揮并利用當(dāng)?shù)氐娘暡萘腺Y源優(yōu)勢，科學(xué)地進(jìn)行反芻家畜的營養(yǎng)平衡補(bǔ)飼是解決這一問題的根本所在。同時(shí)，研究已證實(shí)在飼養(yǎng)體系中，飼草料間存在著廣泛的正負(fù)組合效應(yīng)[1-6]。飼料間的負(fù)效應(yīng)會(huì)顯著降低配合飼料的有效能值，極大地影響營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收和動(dòng)物生長。青貯玉米(Zeamays)秸稈、苜蓿(Medicagosativa)青干草和燕麥(Arrhenatherumelatius)青干草作為青海高原反芻家畜主要的補(bǔ)飼飼草資源，已被廣泛地使用，但對其搭配的組合效應(yīng)尚未進(jìn)行研究與分析。因此，本研究對該地區(qū)反芻家畜營養(yǎng)補(bǔ)飼用的3種常用粗飼料間的組合效應(yīng)進(jìn)行研究與分析，旨在為反芻家畜的粗飼料合理利用提供科學(xué)的理論指導(dǎo)，以最大限度地發(fā)揮反芻家畜的生產(chǎn)性能，提高畜牧業(yè)生產(chǎn)效益，促進(jìn)青海高原草地生態(tài)畜牧業(yè)的發(fā)展。

1 研究材料與方法

1.1試驗(yàn)地點(diǎn) 在青海省高原放牧家畜動(dòng)物營養(yǎng)與飼料科學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。

1.2試驗(yàn)材料及設(shè)備 試驗(yàn)選用的青貯玉米秸稈、苜蓿青干草、燕麥青干草3種粗飼料采自青海省西寧市周邊農(nóng)區(qū)規(guī)模化養(yǎng)殖場。樣品采集后在65 ℃下烘干，粉碎過0.45 mm篩，室溫下保存待測。按實(shí)驗(yàn)室常規(guī)分析法進(jìn)行常規(guī)營養(yǎng)成分干物質(zhì)(DM)、粗蛋白(CP)、粗脂肪(EE)、酸性洗滌纖維(ADF)、中性洗滌纖維(NDF)、中性洗滌可溶物(NDS)、半纖維素(HC)、有機(jī)物(OM)、粗灰分(Ash)等含量的測定。

分析天平(精確度為0.000 1)、人工瘤胃培養(yǎng)箱、分液裝置(由德國生產(chǎn)，用于培養(yǎng)液的分裝，分裝范圍從0～60 mL，最小刻度為1 mL)、CO2氣體(純度為99.999 9%,作為進(jìn)行厭氧條件產(chǎn)生和維持的氣源)、恒溫及磁力攪拌裝置、玻璃注射器培養(yǎng)管、保溫瓶(用于采集瘤胃液)等。

1.3試驗(yàn)設(shè)計(jì)與操作

1.3.1發(fā)酵底物及試驗(yàn)分組 3種粗飼料分別按100∶0、25∶75、50∶50、75∶25和0∶100五個(gè)比例兩兩組合，各組合搭配及營養(yǎng)成分詳見表1，體外發(fā)酵底物220 mg，每個(gè)比例設(shè)3個(gè)重復(fù)；同一批次培養(yǎng)中設(shè)定空白組，即為沒有發(fā)酵底物，僅有瘤胃液和培養(yǎng)液，作為產(chǎn)氣量校正。

1.3.2瘤胃液收集 選擇3頭健康、體質(zhì)量接近且安裝有永久性瘤胃瘺管的成年牦牛作為瘤胃液供體，飼養(yǎng)水平為1.5倍的維持水平，以小麥秸稈為基礎(chǔ)粗飼料，日糧精粗比為30∶70，單獨(dú)飼喂，每天8:00和18:00飼喂，晨飼前采集瘤胃液。采集的瘤胃液立即放入保溫瓶中，并迅速帶回實(shí)驗(yàn)室。

1.3.3培養(yǎng)液配制 采用Menke和Steingass[7]的方法準(zhǔn)備人工瘤胃營養(yǎng)液，并將營養(yǎng)液與瘤胃液以體積比為2∶1的比例混合。人工瘤胃營養(yǎng)液由常量元素溶液、微量元素溶液、緩沖液、指示劑溶液、還原劑溶液配成(表2)。

1.3.4產(chǎn)氣量測定 向培養(yǎng)管加入人工瘤胃培養(yǎng)液30 mL，放置到培養(yǎng)箱中開始培養(yǎng)時(shí)計(jì)時(shí)，在2、4、6、8、12、14、16、24、30、36、48 h各時(shí)間點(diǎn)取出培養(yǎng)管并快速讀數(shù)記錄。當(dāng)?shù)侥骋粫r(shí)間點(diǎn)讀數(shù)超過60 mL時(shí)，在讀數(shù)后及時(shí)排氣并記錄排氣后的刻度值。待飼料在體外培養(yǎng)48 h后，將培養(yǎng)管(注射器)分別取出放入冰水中使其停止發(fā)酵。

表1 單一粗飼料及其組合的營養(yǎng)成分 %

表2 人工瘤胃營養(yǎng)液各單一溶液配方

1.4測定指標(biāo)及計(jì)算方法

(1)產(chǎn)氣量計(jì)算：

產(chǎn)氣量(mL)=該時(shí)間段內(nèi)培養(yǎng)管氣體產(chǎn)生量(mL)-對應(yīng)時(shí)間段內(nèi)空白管氣體平均產(chǎn)生量(mL)。

(2)組合效應(yīng)計(jì)算：

加權(quán)估算值=A飼料實(shí)測值產(chǎn)氣量×A飼料配比+B飼料實(shí)測值×B飼料配比。

式中，實(shí)測值為實(shí)際測定的樣品產(chǎn)氣量(mL)。

(3)產(chǎn)氣動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)計(jì)算：

根據(jù)不同時(shí)間點(diǎn)的產(chǎn)氣量，采用Gompertz模型公式：

GP=Aexp{-exp[1+be/A(tLag-t)]}。

式中，GP為時(shí)間t的產(chǎn)氣量(mL)，A表示理論最大產(chǎn)氣量(mL)；b表示產(chǎn)氣速率常數(shù)(mL/h)，tLag表示體外發(fā)酵產(chǎn)氣延滯時(shí)間(h)，e為歐拉常數(shù)，t表示產(chǎn)氣時(shí)間點(diǎn)(h)，本研究中為0～48 h。

1.5試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理 采用Excel 2003和SAS 9.1統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理與分析。

2 結(jié)果

2.1單一粗飼料體外發(fā)酵產(chǎn)氣營養(yǎng)特性 不同時(shí)間點(diǎn)累積產(chǎn)氣量和理論最大產(chǎn)氣量均以青貯玉米秸稈最高，苜蓿青干草次之，燕麥青干草最低，三者之間的差異極顯著(P<0.01)；產(chǎn)氣速率則表現(xiàn)為苜蓿青干草最高，青貯玉米秸稈次之，燕麥青干草為最低，三者之間表現(xiàn)為差異極顯著(P<0.01)；產(chǎn)氣延滯時(shí)間以燕麥青干草最高，其次為苜蓿青干草，青貯玉米秸稈為最低，且燕麥青干草與后兩者之間差異極顯著(P<0.01)，苜蓿青干草與青貯玉米秸稈間差異不顯著(P>0.05)(表3)。

表3 單一粗飼料產(chǎn)氣量及模型參數(shù)

2.2不同比例粗飼料組合的體外產(chǎn)氣量及模型參數(shù)變化 青貯玉米秸稈與苜蓿青干草或燕麥青干草的組合中，理論最大產(chǎn)氣量均以青貯玉米秸稈占75%為最高，青貯玉米秸稈占25%為最低，且各組合間差異顯著(P<0.05)；苜蓿青干草與燕麥青干草組合中，以苜蓿青干草占75%為最高，25%為最低，且各組合間差異顯著(P<0.05)，且不同時(shí)間點(diǎn)的累計(jì)產(chǎn)氣量隨苜蓿青干草在組合粗料中所占比例的增加而上升，理論最大產(chǎn)氣量也表現(xiàn)類似的趨勢(表4)。

從產(chǎn)氣速率看，青貯玉米秸稈與苜蓿青干草組合時(shí)，產(chǎn)氣速率以青貯玉米秸稈占25%時(shí)最大，且與其他兩個(gè)比例組合的差異顯著(P<0.05)；青貯玉米秸稈與燕麥青干草組合時(shí)，產(chǎn)氣速率以青貯玉米秸稈占75%時(shí)最大，且各組合間差異顯著(P<0.05)，這與其理論最大產(chǎn)氣量的變化相一致；苜蓿青干草與燕麥青干草組合時(shí)，產(chǎn)氣速率以苜蓿青干草占75%時(shí)最大，且各組間差異顯著(P<0.05)，這與其理論最大產(chǎn)氣量的變化相一致(表4)。

從產(chǎn)氣延滯時(shí)間看，青貯玉米秸稈與苜蓿青干草組合時(shí)，隨著青貯玉米秸稈比例的升高，延滯時(shí)間逐漸減小，且組合后其產(chǎn)氣延滯時(shí)間均比單一粗飼料略有降低；青貯玉米秸稈與燕麥青干草組合時(shí)，以青貯玉米秸稈占25%的產(chǎn)氣延滯時(shí)間最高，顯著高于其他兩個(gè)比例組合(P<0.05)；苜蓿青干草與燕麥青干草組合時(shí)，以苜蓿青干草占25%的產(chǎn)氣延滯時(shí)間最高，但各組合間無顯著差異(P>0.05)，且組合后其產(chǎn)氣延滯時(shí)間均比單一粗飼料降低(表4)。

表4 不同粗飼料組合不同時(shí)間點(diǎn)的累積產(chǎn)氣量及模型參數(shù)

2.3不同粗飼料組合發(fā)酵的產(chǎn)氣量組合效應(yīng) 青貯玉米秸稈、苜蓿青干草和燕麥青干草兩兩組合后，除青貯玉米秸稈與燕麥青干草組合中，青貯玉米秸稈占25%和75%時(shí)出現(xiàn)負(fù)組合效應(yīng)外，其余比例組合時(shí)均表現(xiàn)在體外發(fā)酵產(chǎn)氣量產(chǎn)生不同程度的正組合效應(yīng)(表5)。其中，青貯玉米秸稈與苜蓿青干草組合時(shí)，各組合均產(chǎn)生正組合效應(yīng)，當(dāng)青貯玉米秸稈占25%時(shí)，正組合效應(yīng)最大，且3個(gè)組合比例在24 h時(shí)表現(xiàn)為差異顯著(P<0.05)，36和48 h時(shí)表現(xiàn)為差異極顯著(P<0.01)；青貯玉米秸稈與燕麥青干草組合時(shí)，當(dāng)青貯玉米秸稈占25%和75%時(shí)，不同發(fā)酵時(shí)間點(diǎn)均產(chǎn)生負(fù)組合效應(yīng)，而青貯玉米

表5 不同粗飼料組合發(fā)酵的產(chǎn)氣量組合效應(yīng)

秸稈占50%時(shí)，可產(chǎn)生正組合效應(yīng)，且與其余兩個(gè)組合比例的差異極顯著(P<0.01)；苜蓿青干草與燕麥青干草組合時(shí)，各組合比例均產(chǎn)生正組合效應(yīng)，以苜蓿草占25%時(shí)，12 h時(shí)的正組合效應(yīng)表現(xiàn)為最大(P<0.01)，以苜蓿草占50%時(shí)，36 h時(shí)的正組合效應(yīng)表現(xiàn)為最大(P<0.05)，3個(gè)組合比例在48 h時(shí)的正組合效應(yīng)無顯著差異(P>0.05)?？傮w來看，隨著發(fā)酵時(shí)間的延長，各組合均呈現(xiàn)組合效應(yīng)量逐漸減弱的變化趨勢；且青貯玉米秸稈與苜蓿青干草以25∶75比例，青貯玉米秸稈與燕麥青干草以50∶50比例，苜蓿青干草與燕麥青干草以25∶75或50∶50比例組合時(shí)的正組合效應(yīng)較優(yōu)(表5)。

2.4體外產(chǎn)氣量及發(fā)酵參數(shù)與飼草養(yǎng)分間的相關(guān)性 理論最大產(chǎn)氣量、48 h產(chǎn)氣量分別與中性洗滌可溶物/粗蛋白(P<0.001)、有機(jī)物(P<0.01)和中性洗滌可溶物(P<0.05)呈正相關(guān)關(guān)系，而分別與酸性洗滌纖維(P<0.001)、中性洗滌纖維(P<0.05)和粗蛋白(P<0.05)呈負(fù)相關(guān)關(guān)系；產(chǎn)氣速率常數(shù)分別與有機(jī)物(P<0.001)、中性洗滌可溶物(P<0.001)和中性洗滌可溶物/粗蛋白(P<0.01)呈正相關(guān)關(guān)系，而分別與酸性洗滌纖維、中性洗滌纖維均呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系(P<0.01)；產(chǎn)氣延滯時(shí)間分別與酸性洗滌纖維(P<0.01)、中性洗滌纖維(P<0.05)呈正相關(guān)關(guān)系，而分別與有機(jī)物(P<0.01)、中性洗滌可溶物(P<0.05)和中性洗滌可溶物/粗蛋白(P<0.05)呈負(fù)相關(guān)關(guān)系(表6)。

表6 48 h產(chǎn)氣量及發(fā)酵參數(shù)與飼草養(yǎng)分間的相關(guān)性

3 討論

3.1不同粗飼料的體外發(fā)酵產(chǎn)氣營養(yǎng)特性 青貯玉米秸稈、燕麥青干草、苜蓿青干草不同時(shí)間的產(chǎn)氣量和理論最大產(chǎn)氣量以青貯玉米秸稈最高，以燕麥青干草最低，苜蓿青干草介于二者之間；產(chǎn)氣速率則表現(xiàn)為苜蓿青干草最高，青貯玉米秸稈次之，以燕麥青干草最低；產(chǎn)氣延滯時(shí)間以燕麥青干草最高，其次為苜蓿青干草，以青貯玉米秸稈為最低。動(dòng)物飼料在體外發(fā)酵45～52 h時(shí)，對其體內(nèi)消化率的預(yù)測值最高[8]。根據(jù)這一結(jié)論，如果發(fā)酵48 h后的產(chǎn)氣量與體內(nèi)消化率成一定比例，則青貯玉米秸稈的消化率分別比苜蓿青干草和燕麥青干草高27.5%和94.8%，苜蓿青干草的消化率比燕麥青干草高52.8%。從營養(yǎng)物質(zhì)含量來看，酸性洗滌纖維、中性洗滌纖維和半纖維素的含量表現(xiàn)為燕麥青干草較高，青貯玉米秸稈次之，苜蓿青干草最低，中性洗滌可溶物和有機(jī)物的含量表現(xiàn)為苜蓿青干草較高，青貯玉米秸稈次之，燕麥青干草最低，這與本研究中理論最大產(chǎn)氣量和48 h產(chǎn)氣量與中性洗滌可溶物/粗蛋白、有機(jī)物和中性洗滌可溶物呈極顯著或顯著正相關(guān)，與酸性洗滌纖維、中性洗滌纖維呈極顯著或顯著負(fù)相關(guān)的結(jié)果相一致。玉米秸稈進(jìn)行青貯加工處理后，其營養(yǎng)成分含量和消化率較明顯提高[9]，這可能是導(dǎo)致青貯玉米秸稈消化率較高的主要原因。

本研究中，48 h產(chǎn)氣量和理論最大產(chǎn)氣量與中性洗滌可溶物/粗蛋白、有機(jī)物均呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，與酸性洗滌纖維、中性洗滌纖維呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，產(chǎn)氣速率常數(shù)也呈現(xiàn)相似的相關(guān)性；產(chǎn)氣延滯時(shí)間則呈現(xiàn)相反的相關(guān)性，表現(xiàn)為與有機(jī)物、中性洗滌可溶物/粗蛋白呈極顯著或顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系，與酸性洗滌纖維、中性洗滌纖維呈顯著正相關(guān)關(guān)系，這一結(jié)果與湯少勛等[10]采用體外發(fā)酵產(chǎn)氣技術(shù)研究不同品種牧草間組合時(shí)體外產(chǎn)氣發(fā)酵特性的結(jié)果相一致，說明組合牧草體外發(fā)酵產(chǎn)氣程度主要受非結(jié)構(gòu)性碳水化合物與粗蛋白比例的影響。

3.2粗飼料的科學(xué)合理利用 飼草和飼料是家畜生長、發(fā)育的物質(zhì)基礎(chǔ)，對反芻家畜而言，提供一定數(shù)量、優(yōu)質(zhì)的粗飼料是保證其健康生長、高效生產(chǎn)的關(guān)鍵所在。本研究表明，3種粗飼料兩兩組合時(shí)，除青貯玉米秸稈與燕麥青干草以25∶75比例搭配組合時(shí)出現(xiàn)負(fù)組合效應(yīng)外，其余比例組合時(shí)均在體外發(fā)酵產(chǎn)氣量上表現(xiàn)出不同程度的正組合效應(yīng)；青貯玉米秸稈與苜蓿青干草以25∶75比例，青貯玉米秸稈與燕麥青干草以50∶50比例，苜蓿青干草與燕麥青干草以25∶75或50∶50比例組合時(shí)較為合適。隨著發(fā)酵時(shí)間的延長，各組合均呈現(xiàn)組合效應(yīng)量逐漸減弱的變化趨勢，可能是隨著發(fā)酵的延長，飼草組合發(fā)酵底物營養(yǎng)成分逐漸消耗而減少或缺乏引起的[11-12]；此外，隨發(fā)酵時(shí)間的延長，微生物發(fā)酵所產(chǎn)生的副產(chǎn)物不能及時(shí)排出，可能在一定程度上對微生物的進(jìn)一步發(fā)酵產(chǎn)生負(fù)面影響，導(dǎo)致可發(fā)酵物質(zhì)的降解速率較低，組合效應(yīng)程度下降。

從營養(yǎng)成分來看，3種粗飼料不同比例兩兩組合后較單一粗飼料的營養(yǎng)成分比例更合理，不同粗飼料組合使得營養(yǎng)成分組成更加平衡，如青貯玉米秸稈與苜蓿青干草組合、苜蓿青干草與燕麥青干草組合可有效平衡單一粗飼料碳、氮不平衡的缺陷，從而提供給反芻家畜瘤胃微生物生長所需的適宜碳氮比例的營養(yǎng)源，提高粗飼料尤其是低質(zhì)粗飼料在瘤胃內(nèi)的降解率或消化率，且當(dāng)粗飼料經(jīng)優(yōu)化處理后再進(jìn)行組合，有可能使組合效應(yīng)更明顯[13]。因此，針對當(dāng)前飼草料資源緊缺的實(shí)際，做好粗飼料的科學(xué)組合搭配和充分高效的利用，對高寒草地生態(tài)保護(hù)和畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有積極的促進(jìn)作用。

4 結(jié)論

3種粗飼料兩兩組合搭配時(shí)，青貯玉米秸稈與苜蓿青干草以25∶75比例、青貯玉米秸稈與燕麥青干草以50∶50比例、苜蓿青干草與燕麥青干草以25∶75或50∶50比例組合時(shí)較為合適，且隨著發(fā)酵時(shí)間的延長，各組合均呈現(xiàn)組合效應(yīng)量逐漸減弱的變化趨勢。因此，做好粗飼料的科學(xué)組合搭配是提高青海高原反芻家畜生產(chǎn)性能和飼草利用率的重要技術(shù)手段。

致謝：誠摯感謝碩士生張勝權(quán)和刁波在體外培養(yǎng)試驗(yàn)過程中給予的工作協(xié)助。

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