魏　晨　游　偉*　譚秀文　靳　青　張相倫　劉桂芬　趙紅波　張　辰　萬發(fā)春,4**

(1.山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧獸醫(yī)研究所，濟(jì)南 250100；2.山東省畜禽疫病防治與繁育重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，濟(jì)南 250100；3.山東省肉牛生產(chǎn)性能測(cè)定中心，濟(jì)南 250100；4.山東師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，濟(jì)南 250014)

在植物學(xué)分類上，薰衣草(Lavandulaspp.)屬于唇形科薰衣草屬植物，為一年生或多年生草本或灌木[1]。薰衣草主要產(chǎn)于地中海沿岸、歐洲各地及大洋洲列島，我國(guó)于1952年開始從法國(guó)引種，主要栽培地區(qū)有新疆、陜西、江蘇和云南等[2-3]。隨著薰衣草產(chǎn)業(yè)和旅游經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)薰衣草種植面積不斷增加，僅新疆伊犁河谷地區(qū)的薰衣草種植面積就已經(jīng)達(dá)到2 000 hm2以上[4]，然而當(dāng)提取薰衣草精油后，每年會(huì)有大量的薰衣草秸稈被廢棄，造成資源浪費(fèi)。如果將薰衣草秸稈作為一種非常規(guī)飼料資源，或許可替代某些常規(guī)飼料，以緩解反芻動(dòng)物優(yōu)質(zhì)飼草資源短缺的問題。青貯是貯藏粗飼料和改善其品質(zhì)的有效方法之一，有研究表明，青貯能夠改善玉米秸稈和水稻秸稈的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值以及提高反芻動(dòng)物的利用效率[5-7]。李靜等[8]報(bào)道，利用混合青貯制作技術(shù)制作薰衣草秸稈與野干草或小麥秸稈混合青貯，使薰衣草秸稈的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)得到了改善。劉建明等[9]研究表明，與玉米青貯相比，薰衣草秸稈與野干草的混合青貯飼喂育肥牛后獲得了更高的體增重，可以用作育肥牛粗飼料。目前針對(duì)薰衣草秸稈及其青貯的飼料價(jià)值評(píng)價(jià)的報(bào)道較少，青貯處理對(duì)薰衣草秸稈飼料品質(zhì)的影響需要進(jìn)一步研究。因此，本試驗(yàn)旨在利用尼龍袋技術(shù)研究薰衣草秸稈和薰衣草秸稈青貯的瘤胃降解特性，比較其瘤胃降解規(guī)律的差異，為進(jìn)一步開發(fā)利用薰衣草秸稈資源提供理論參考。

1　材料與方法

1.1　試驗(yàn)材料

提取精油后的薰衣草秸稈采自新疆維吾爾自治區(qū)伊犁河谷伊寧市，初水分含量為65.37%，一部分晾曬至風(fēng)干樣，未做其他處理；另一部分切割成2～3 cm后，直接在青貯袋中壓實(shí)并密封，青貯處理60 d。青貯后的薰衣草秸稈pH在4左右，其自身氣味較大，無霉變，略有變色呈淡黃色，莖葉結(jié)構(gòu)保持良好，發(fā)酵品質(zhì)中等。

1.2　試驗(yàn)動(dòng)物

試驗(yàn)選用4頭1.5歲、平均體重為(415±20) kg的利魯公牛(利木贊牛×魯西黃牛)，飼喂由55%玉米青貯、15%羊草、30%精料組成的基礎(chǔ)飼糧，其中精料組成及營(yíng)養(yǎng)水平見表1，試驗(yàn)牛飼糧按《肉牛營(yíng)養(yǎng)需要和飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)》[10]配制。每天07:00和17:00各飼喂1次，自由采食，自由飲水，自由舔食舔磚。

1.3　試驗(yàn)設(shè)計(jì)和試驗(yàn)方法

本試驗(yàn)采用尼龍袋法，試驗(yàn)前將薰衣草秸稈和薰衣草秸稈青貯樣品65 ℃烘干后粉碎，一部分過1 mm孔篩，待測(cè)常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分；另一部分過2 mm孔篩，裝入自封袋內(nèi)，保存在清潔干燥處。選擇孔徑為40 μm的尼龍布，制成8 cm×12 cm的尼龍袋，標(biāo)號(hào)后用自來水浸泡沖洗，65 ℃烘干恒重后備用。稱取飼料樣品2 g[干物質(zhì)(DM)基礎(chǔ)]，放入規(guī)定尼龍袋內(nèi)。將2個(gè)尼龍袋用橡皮筋固定在1根塑料軟管上，塑料軟管上端系在尼龍繩上，尼龍繩固定在瘤胃瘺管的外端。早晨飼喂后2 h后，將尼龍袋通過瘺管投入牛瘤胃腹囊處，每頭牛瘤胃中放7根塑料軟管，即每頭牛1次投放14個(gè)袋，按“同時(shí)投入，依次取出”的原則進(jìn)行培養(yǎng)。培養(yǎng)時(shí)間分別為3、6、12、24、36、48和72 h，分別于投樣后各時(shí)間點(diǎn)各取1根塑料軟管。飼料樣品在尼龍袋中的流失率通過用流水緩慢沖洗尼龍袋及飼料樣品5 min，測(cè)定65 ℃烘干恒重?fù)p失的部分得到，各時(shí)間點(diǎn)取出的尼龍袋用流水緩慢沖洗，直到水澄清為止，一般為5 min。將沖洗干凈的尼龍袋放入65 ℃烘箱中烘至恒重(約48 h)取出殘余物后磨碎，過1 mm孔篩，測(cè)定DM、有機(jī)物(OM)、粗蛋白質(zhì)(CP)和中性洗滌纖維(NDF)含量。

表1　精料組成及營(yíng)養(yǎng)水平(風(fēng)干基礎(chǔ))

1)每千克預(yù)混料含有One kilogram of premix contains the following：VA 800 000 IU，VD 500 000 IU，VE 10 000 IU，F(xiàn)e 3 170 mg，Cu 3 040 mg，Zn 10 000 mg，Mn 3 060 mg，I 120 mg，Se 80 mg，Co 50 mg。

2)綜合凈能為計(jì)算值，根據(jù)精料組成與馮仰廉[10]提供的數(shù)據(jù)估測(cè)得到，其余為實(shí)測(cè)值。NEmfis a calculated value which is estimated according to the concentrate composition and the data of Feng[10], while the other nutrient levels are measured values.

1.4　化學(xué)分析

參照AOAC(1990)[11]的方法測(cè)定飼料樣品DM、OM、粗脂肪(EE)、CP的含量和不同時(shí)間點(diǎn)殘?jiān)蠨M、OM和CP的含量，參照Van Soest等[12]的方法測(cè)定飼料樣品NDF和酸性洗滌纖維(ADF)的含量，測(cè)定不同時(shí)間點(diǎn)殘?jiān)蠳DF的含量。

1.5　數(shù)據(jù)計(jì)算與統(tǒng)計(jì)

參照?rskov等[13]提出的瘤胃動(dòng)力學(xué)數(shù)學(xué)指數(shù)模型計(jì)算DM、OM、CP和NDF的降解參數(shù)。指數(shù)模型如下：

dP=a+b(1-e-ct)。

式中：dp指尼龍袋在瘤胃中滯留t時(shí)間后的飼料某一營(yíng)養(yǎng)成分的降解率；a為快速降解部分；b為慢速降解部分；c為慢速降解部分降解速率。

利用以下方程計(jì)算瘤胃有效降解率(ED)：

ED=a+bc/(c+k)。

式中：k為瘤胃外流速率，參考Bhargava等[14]將其值設(shè)為0.02 h-1。

參照NRC[15]中的方程計(jì)算瘤胃降解蛋白質(zhì)(RDP)和瘤胃非降解蛋白質(zhì)(RUP)比例：

RDP=A+B[kd/(kd+k)]×100；
RUP=B[k/(kd+k)]+C×100。

式中：A為CP在瘤胃中的快速降解部分；B為CP在瘤胃中的潛在降解部分；kd為CP潛在降解部分的降解速率；C=100-(A+B)；k為瘤胃外流速率，參考Bhargava等[14]將其值設(shè)為0.02 h-1。

采用SAS 9.1[16]中的Non-Linear程序計(jì)算快速降解部分(a)、慢速降解部分(b)、慢速降解部分降解速率(c)、CP在瘤胃中的快速降解部分(A)、CP在瘤胃中的潛在降解部分(B)和CP潛在降解部分的降解速率(kd)的值，采用SAS 9.1中Mixed模型的重復(fù)測(cè)量數(shù)據(jù)程序分析各時(shí)間點(diǎn)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)降解率，采用Bonferroni-t檢驗(yàn)對(duì)營(yíng)養(yǎng)成分和降解參數(shù)進(jìn)行比較，顯著水平為P<0.05，0.05≤P<0.10表示有顯著變化趨勢(shì)，試驗(yàn)結(jié)果以平均值表示。

2　結(jié)　果

2.1　常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分

由表2可知，薰衣草秸稈青貯的OM含量為917.4 g/kg DM，顯著低于薰衣草秸稈的941.4 g/kg DM(P<0.05)。薰衣草秸稈青貯的EE含量為53.4 g/kg DM，顯著高于薰衣草秸稈的29.1 g/kg DM(P<0.05)。青貯處理有提高薰衣草秸稈CP含量(P=0.07)和降低NDF含量(P=0.08)的趨勢(shì)，但是對(duì)薰衣草秸稈的ADF含量沒有顯著影響(P>0.05)。

表2　薰衣草秸稈和薰衣草秸稈青貯的常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分

同行數(shù)據(jù)肩標(biāo)不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)，相同或無字母表示差異不顯著(P>0.05)。下表同。

In the same row, values with different small letter superscripts mean significant difference (P<0.05), while with the same or no letter superscripts mean no significant difference (P>0.05). The same as below.

2.2　營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)降解率及降解參數(shù)

由表3可知，薰衣草秸稈青貯3、6、24、36、48和72 h的DM瘤胃降解率顯著高于對(duì)應(yīng)時(shí)間點(diǎn)薰衣草秸稈的DM瘤胃降解率(P<0.05)，青貯處理有提高薰衣草秸稈青貯12 h DM瘤胃降解率的趨勢(shì)(P=0.07)。青貯處理對(duì)薰衣草秸稈DM的快速降解部分比例沒有顯著影響(P>0.05)，但是顯著提高了薰衣草秸稈DM慢速降解部分、可利用部分比例和ED(P<0.05)，有提高薰衣草秸稈DM慢速降解部分降解速率的趨勢(shì)(P=0.06)。

由表4可知，薰衣草秸稈青貯各個(gè)時(shí)間點(diǎn)的OM降解率均顯著高于薰衣草秸稈對(duì)應(yīng)時(shí)間點(diǎn)的OM降解率(P<0.05)。薰衣草秸稈與薰衣草秸稈青貯OM的快速降解部分比例和慢速降解部分降解速率沒有顯著差異(P>0.05)，薰衣草秸稈青貯OM的慢速降解部分和可利用部分比例顯著高于薰衣草秸稈(P<0.05)；薰衣草秸稈青貯OM的ED為54.8%，顯著高于薰衣草秸稈的50.4%(P<0.05)。

表3　薰衣草秸稈和薰衣草秸稈青貯DM的瘤胃降解率及降解參數(shù)

a：快速降解部分；b：慢速降解部分；a+b：可利用部分；c：慢速降解部分降解速率；ED：有效降解率。下表同。

a: rapid degradation fraction; b: slow degradation fraction; a+b: available fraction; c: degradation rate of slow degradation fraction; ED: efficient degradability. The same as below.

表4　薰衣草秸稈和薰衣草秸稈青貯OM的瘤胃降解率和降解參數(shù)

由表5可知，青貯處理顯著提高了薰衣草秸稈3、12、24和36 h CP瘤胃降解率(P<0.05)，有提高6 h CP瘤胃降解率的趨勢(shì)(P=0.09)，但是對(duì)薰衣草秸稈48和72 h CP瘤胃降解率沒有顯著影響(P>0.05)。薰衣草秸稈和薰衣草秸稈青貯的CP快速降解部分、慢速降解部分和可利用部分比例沒有顯著差異(P>0.05)，青貯顯著提高了薰衣草秸稈CP的ED(P<0.05)，有提高慢速降解部分降解速率的趨勢(shì)(P=0.06)。薰衣草秸稈和薰衣草秸稈青貯的RDP和RUP比例沒有顯著差異(P>0.05)。

表5　薰衣草秸稈和薰衣草秸稈青貯CP的瘤胃降解率和降解參數(shù)

由表6可知，薰衣草秸稈青貯各個(gè)時(shí)間點(diǎn)的NDF瘤胃降解率均顯著高于薰衣草秸稈對(duì)應(yīng)時(shí)間點(diǎn)的NDF瘤胃降解率(P<0.05)。薰衣草秸稈青貯的NDF快速降解部分比例和慢速降解部分降解速率顯著高于薰衣草秸稈(P<0.05)。青貯處理顯著提高了薰衣草秸稈NDF的可利用部分比例(P<0.05)，有提高薰衣草秸稈NDF慢速降解部分比例的趨勢(shì)(P=0.08)，同時(shí)使NDF的ED從31.4%顯著提高至39.8%(P<0.05)。

表6　薰衣草秸稈和薰衣草秸稈青貯NDF的瘤胃降解率和降解參數(shù)

3　討　論

3.1　常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分

植物秸稈是一類NDF含量相對(duì)較高、CP含量相對(duì)較低的低營(yíng)養(yǎng)價(jià)值飼料。本試驗(yàn)中，薰衣草秸稈的NDF和CP含量分別為565.0和95.9 g/kg DM，與李靜等[8]報(bào)道的薰衣草秸稈NDF(575.7 g/kg DM)和CP含量(80.4 g/kg DM)相似，但與劉華等[17]報(bào)道的薰衣草秸稈NDF(636.0 g/kg DM)和CP含量(67.0 g/kg DM)有較大差異。本試驗(yàn)中，薰衣草秸稈的ADF含量高于李靜等[8]報(bào)道的薰衣草秸稈ADF含量(331.3 g/kg DM)，但與劉華等[17]報(bào)道的ADF含量(400.0 g/kg DM)相似。這可能與原產(chǎn)地的環(huán)境、土壤、溫濕等種植條件的變化有關(guān)。青貯是在厭氧條件下，通過厭氧微生物(主要是乳酸菌)的繁殖和發(fā)酵，降解碳水化合物，產(chǎn)生乳酸等有機(jī)酸，降低青貯原料pH，抑制好氧微生物的活動(dòng)，從而長(zhǎng)期保存飼料原料的過程[18]。本試驗(yàn)中，青貯處理使薰衣草秸稈的營(yíng)養(yǎng)成分發(fā)生變化，原因可能是在青貯過程中，微生物會(huì)消耗部分碳水化合物，產(chǎn)生菌體蛋白，從而降低了薰衣草秸稈OM和NDF含量，提高了CP含量。與薰衣草秸稈相比，薰衣草秸稈青貯的EE含量顯著提高，可能與碳水化合物含量相對(duì)降低，同時(shí)微生物繁殖時(shí)合成有關(guān)，該結(jié)果與夏科等[19]和張文舉等[20]報(bào)道的玉米秸稈和玉米秸稈青貯的結(jié)果一致。

3.2　營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)降解率及降解參數(shù)

薰衣草秸稈3和72 h的DM降解率分別為25.9%和60.7%，均高于劉華等[17]報(bào)道的結(jié)果，可能的原因是薰衣草秸稈本身營(yíng)養(yǎng)成分的差異和不同瘺管動(dòng)物(牛和羊)的瘤胃發(fā)酵狀態(tài)不同。飼料營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)包括瘤胃可利用部分和不可利用部分，瘤胃可利用部分包括快速降解部分和慢速降解部分。本試驗(yàn)的結(jié)果表明，薰衣草秸稈經(jīng)過青貯后DM瘤胃降解率有所提高，主要提高了DM中可利用部分和慢速降解部分比例，同時(shí)也提高了薰衣草秸稈的DM慢速降解部分降解速率，這與張佩華等[21]報(bào)道的青貯對(duì)飼料稻秸稈的結(jié)果相似。這說明青貯處理提高了薰衣草秸稈的瘤胃利用程度。在本試驗(yàn)中，薰衣草秸稈的OM瘤胃降解率略高于DM瘤胃降解率，主要與DM中無機(jī)物不易被降解有關(guān)。青貯提高了薰衣草秸稈的OM瘤胃降解率，同樣是由于提高了可利用部分和慢速降解部分比例。劉凱玉等[7]報(bào)道青貯可以提高水稻秸稈的OM瘤胃降解率，但是主要提高了快速降解部分比例，而非慢速降解部分比例，這可能與不同飼料原料中非結(jié)構(gòu)性碳水化合物、結(jié)構(gòu)性碳水化合物和CP的組成和比例不同有關(guān)。從本試驗(yàn)薰衣草秸稈和薰衣草秸稈青貯的CP和NDF的降解特性可以看出，青貯后薰衣草秸稈OM的ED的提高來源于CP和NDF的ED的提高。薰衣草秸稈3和72 h的CP瘤胃降解率分別為25.0%和80.4%，均明顯高于劉華等[17]報(bào)道的結(jié)果，這可能與2個(gè)試驗(yàn)DM瘤胃降解率不同的原因相似。青貯處理有效提高了薰衣草秸稈36 h前的CP瘤胃降解率，對(duì)48 h后的影響較小，這說明青貯處理有利于薰衣草秸稈CP的前期發(fā)酵降解。根據(jù)CP的瘤胃降解參數(shù)可知，青貯處理并沒有改變薰衣草秸稈CP可利用部分的比例，但是加快了在瘤胃中的發(fā)酵速率，提高了CP的ED。該結(jié)果可能與青貯過程中薰衣草秸稈CP受微生物發(fā)酵作用后結(jié)構(gòu)和組成發(fā)生改變有關(guān)。夏科等[19]研究表明，玉米秸稈青貯前72 h的CP瘤胃降解率顯著高于玉米秸稈，且提高了可利用部分、快速降解部分的比例和CP的ED。2個(gè)試驗(yàn)結(jié)果的差異可能源自薰衣草秸稈與玉米秸稈本身CP結(jié)構(gòu)和青貯條件的不同。飼料中的CP可分為RDP和RUP，RDP會(huì)被瘤胃微生物降解為小肽、游離氨基酸和氨，部分再被瘤胃微生物合成菌體蛋白，RUP則直接通過瘤胃進(jìn)入后部消化道被分解利用[22]。飼料RDP和RUP比例對(duì)飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值評(píng)價(jià)和動(dòng)物需要量測(cè)定都具有重要意義。本試驗(yàn)結(jié)果表明，青貯對(duì)薰衣草秸稈RDP和RUP比例影響較小。飼料中NDF在瘤胃中的降解程度是評(píng)價(jià)飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的重要指標(biāo)，青貯處理提高了薰衣草秸稈NDF各個(gè)時(shí)間點(diǎn)的瘤胃降解率和ED，促進(jìn)薰衣草秸稈NDF在瘤胃中的發(fā)酵，改善了薰衣草秸稈的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，該結(jié)果與夏科等[19]在玉米秸稈上的研究結(jié)果一致。與薰衣草秸稈相比，薰衣草秸稈青貯的NDF快速降解部分、慢速降解部分比例和慢速降解部分降解速率均有所提高，可能的原因是青貯可以有效保持秸稈本身的營(yíng)養(yǎng)成分，纖維素之間的結(jié)構(gòu)疏松，降低了存儲(chǔ)中秸稈木質(zhì)化程度，有利于瘤胃微生物附著，促進(jìn)NDF的快速降解，同時(shí)提高了NDF的瘤胃降解率[7,23]。此外，劉華等[17]研究表明，薰衣草秸稈中含有香草酸、原兒茶酸、阿魏酸和香豆酸等植物酚酸，這些成分可以結(jié)合薰衣草秸稈中的碳水化合物或含氮化合物，減少營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在瘤胃中的降解。El-Waziry[24]研究表明，青貯理可有效降低植物中酚類物質(zhì)的含量，并通過體外產(chǎn)氣法證明青貯處理提高了含有植物多酚類物質(zhì)的合歡和濱藜的NDF消失率。本試驗(yàn)中青貯處理對(duì)薰衣草秸稈飼料價(jià)值的改善可能也與青貯過程中薰衣草秸稈中植物酚酸的降解有關(guān)。

4　結(jié)　論

對(duì)薰衣草秸稈進(jìn)行青貯處理可以改善其飼料品質(zhì)，提高薰衣草秸稈DM、OM和NDF的瘤胃降解率和CP的ED，提高肉牛對(duì)薰衣草秸稈的利用效率。