高福光,杜 華,蔚建峰,武文廣,王正元,李艷軍,董永鋼
(1.內(nèi)蒙古包頭市草原工作站,內(nèi)蒙古 包頭 014000;2.內(nèi)蒙古包頭市土右旗畜牧業(yè)技術(shù)推廣中心,內(nèi)蒙古 土右旗014200;3.內(nèi)蒙古包頭市土右旗明沙鄉(xiāng)畜牧獸醫(yī)站,內(nèi)蒙古 土右旗 014100)
內(nèi)蒙古地區(qū)谷物及油料作物種植面積較大,每年產(chǎn)生大量的農(nóng)作物秸稈,是該地區(qū)發(fā)展奶牛和肉羊養(yǎng)殖重要的粗飼料資源。谷物秸稈以小麥和玉米二大類(lèi)秸稈為主,其中玉米秸稈占主導(dǎo)地位。包頭地區(qū)玉米每年播種面積約9.33萬(wàn)hm2,秸稈資源分布不均,其中,九原區(qū)、東河區(qū)、固陽(yáng)縣、達(dá)茂旗秸稈產(chǎn)量較少,絕大多數(shù)得到就地利用;土右旗玉米年播種面積約6.80萬(wàn)hm2,干秸稈產(chǎn)量大約50萬(wàn) t(折干,0.13 hm2玉米田產(chǎn) 1 t干秸稈)。包頭市草食家畜存欄量大約600萬(wàn)羊單位,利用秸稈補(bǔ)充短缺的粗飼料以保證畜牧業(yè)的穩(wěn)定持續(xù)發(fā)展尤為重要。目前,該地區(qū)的秸稈只有少量用于制作青貯、黃貯或直接飼喂牲畜。秸稈的主要成分是粗纖維以及少量的果膠,而粗蛋白比例較低,因此,質(zhì)地較硬,不宜咀嚼,如果直接飼喂家畜則會(huì)出現(xiàn)適口性較差的現(xiàn)象,從而影響家畜整體的采食量及對(duì)秸稈飼料的消化利用率[1]。當(dāng)前,農(nóng)作物秸稈資源利用率有限,在畜牧生產(chǎn)上的利用量?jī)H占秸稈總量很少的一部分,除部分用作生活燃料外,大部分被就地粉碎、翻耕還田,或就地焚燒,嚴(yán)重地影響了生態(tài)環(huán)境[2]。鐘華平等[3]調(diào)查發(fā)現(xiàn),農(nóng)作物秸稈直接飼喂家畜或經(jīng)加工處理后作為飼料的比例僅占30%左右。與此同時(shí),秸稈由于含有15%的水分,長(zhǎng)時(shí)間堆放還會(huì)發(fā)生霉變,家畜采食后會(huì)引起消化道疾病和黃曲霉中毒等問(wèn)題。因此,秸稈飼用化的開(kāi)發(fā)利用已迫在眉睫,而微生物黃貯技術(shù)的研究與應(yīng)用則極大地推進(jìn)了秸稈飼用化的發(fā)展。秸稈經(jīng)黃貯發(fā)酵后可有效提高秸稈的適口性、消化利用率和家畜采食量,同時(shí),降低秸稈的pH值還能達(dá)到長(zhǎng)期保存的目的。目前,研究人員就如何降低秸稈粗纖維含量,提高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和適口性做了大量研究工作[4-5],提出了制作過(guò)程中添加微生物制劑,如乳酸菌、酵母菌、芽胞桿菌等,可有效加快秸稈pH值下降速度,顯著提高乳酸含量,使秸稈營(yíng)養(yǎng)成分得到了明顯的改善[6-8]。
近年來(lái),包頭市畜牧業(yè)產(chǎn)值比重逐步提高,畜牧業(yè)發(fā)展水平不斷提升,但同時(shí)也出現(xiàn)了一些新的制約該地區(qū)畜牧業(yè)發(fā)展的因素,例如:陰山以北的固陽(yáng)縣、白云區(qū)、達(dá)茂旗和石拐區(qū)存在飼草料供給不能滿(mǎn)足養(yǎng)殖企業(yè)(戶(hù))需求的問(wèn)題。此外,陰山以南的土右旗、九原區(qū)、高新區(qū)和東河區(qū)等玉米和小麥秸稈主產(chǎn)區(qū),出現(xiàn)季節(jié)性、地區(qū)性、結(jié)構(gòu)性過(guò)剩,大量秸稈得不到收集利用。為此,該研究旨在通過(guò)篩選市售黃貯發(fā)酵菌劑產(chǎn)品,選擇多組試驗(yàn)條件組合對(duì)玉米秸稈黃貯條件進(jìn)行優(yōu)化研究,確定制作黃貯的最優(yōu)參數(shù),在該基礎(chǔ)上,將秸稈黃貯產(chǎn)品制成配方日糧,評(píng)定其對(duì)育肥羊的飼喂效果,以期為緩解該地區(qū)粗飼料資源缺乏現(xiàn)狀,提高玉米秸稈資源化利用效率提供理論依據(jù)。
試驗(yàn)地位于內(nèi)蒙古包頭市土右旗薩拉齊鎮(zhèn)吳壩村,屬典型大陸性半干旱季風(fēng)氣候。全年光照充足,降水少而集中,無(wú)霜期較短,日溫差較大。年平均氣溫7.1℃,7月氣溫最高,平均22.8℃,1月最低,平均-11.0℃。年平均降雨量339.8 mm,降雨時(shí)間多集中在5—9月。
通過(guò)實(shí)地走訪,調(diào)查該地區(qū)養(yǎng)殖企業(yè)和養(yǎng)殖大戶(hù)的黃貯發(fā)酵劑使用情況和市場(chǎng)上發(fā)酵劑的流通情況,經(jīng)過(guò)篩選,選擇液體和固體黃貯發(fā)酵菌劑產(chǎn)品,分別為:泰康菌素(液體)、EM如金菌粉劑(固體)和EM如金菌液(均由包頭市凱德商貿(mào)有限公司提供)。黃貯用秸稈選擇玉米秸稈。
飼喂效果測(cè)定選擇當(dāng)?shù)赜恃蝻暳?(作為對(duì)照)和黃貯秸稈配方日糧,選取小尾寒羊作為飼喂試驗(yàn)用羊 (由土右旗鑫廣源農(nóng)牧業(yè)農(nóng)民專(zhuān)業(yè)合作社提供)。
1.3.1黃貯發(fā)酵試驗(yàn)設(shè)計(jì):采用三因素三水平正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)對(duì)玉米秸稈進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室小批量黃貯發(fā)酵,試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案見(jiàn)表 1。A1、A2、A3分別為泰康菌素秸稈發(fā)酵劑 (菌液)、EM如金菌粉劑秸稈發(fā)酵劑、EM如金菌液秸稈發(fā)酵劑,發(fā)酵菌劑在秸稈中的添加量為 3 mg/kg;B1、B2、B3代表不同的發(fā)酵周期,分別為 25、30、35 d;C1、C2、C3代表不同組合的黃貯添加輔料,分別為食鹽、玉米粉、麩皮;CK組(空白對(duì)照)用不添加任何菌劑和輔料的秸稈進(jìn)行發(fā)酵處理。每個(gè)處理重復(fù)3次。
表1 黃貯發(fā)酵試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案
表2 精飼料營(yíng)養(yǎng)成分指標(biāo)%
表3 黃貯日糧配方 %
1.3.2黃貯日糧配方設(shè)計(jì):參照GB/T 20807—2006《綿羊用精飼料》標(biāo)準(zhǔn)營(yíng)養(yǎng)成分指標(biāo),按照不低于指標(biāo)值且數(shù)值相近的原則,配制添加不同比例玉米黃貯秸稈的配方日糧。精飼料營(yíng)養(yǎng)成分指標(biāo)及秸稈黃貯日糧配方見(jiàn)表2和表3。
1.3.3飼喂試驗(yàn)設(shè)計(jì):選擇6月齡體重相近的小尾寒羊60只,隨機(jī)分為3組,即試驗(yàn)1組、試驗(yàn)2組和對(duì)照組,每組20只羊。以正交試驗(yàn)篩選出的最佳發(fā)酵條件調(diào)制玉米秸稈黃貯,然后配制含不同添加比例秸稈黃貯(20%、25%、30%、35%、40%)的配方日糧,測(cè)定各配方日糧的主要營(yíng)養(yǎng)成分含量。選取2種含不同添加比例秸稈黃貯的配方日糧開(kāi)展育肥羊飼喂效果試驗(yàn)。試驗(yàn)1組飼喂黃貯配方A日糧,試驗(yàn)2組飼喂配方B日糧,對(duì)照組飼喂市售育肥飼料,飼喂周期為60 d,采取舍飼圈養(yǎng)自由采食方式。每日飼喂2次,8:00和18:00各1次,采用逐步增加飼喂量的方式,從0.8 kg逐漸增加至1.0 kg。
表4 黃貯發(fā)酵品質(zhì)感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)
表5 黃貯發(fā)酵品質(zhì)評(píng)價(jià)定級(jí)標(biāo)準(zhǔn)
1.4.1發(fā)酵品質(zhì)測(cè)定方法[9]:主要從感官氣味、質(zhì)地、色澤方面來(lái)進(jìn)行評(píng)定,具體評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表4,評(píng)價(jià)結(jié)果定級(jí)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表5。
1.4.2營(yíng)養(yǎng)成分測(cè)定方法[10]
①粗蛋白:采用凱氏定氮法,即在有催化劑的條件下,用濃硫酸消化樣品,將有機(jī)氮轉(zhuǎn)變成無(wú)機(jī)銨鹽,然后在堿性條件下將銨鹽轉(zhuǎn)化為氨,后者隨水蒸氣蒸餾出來(lái)并被過(guò)量的硼酸液吸收,再以標(biāo)準(zhǔn)鹽酸滴定,計(jì)算出樣品中的含氮量。
②粗灰分:將供試品粉碎,使其能通過(guò)二號(hào)篩,混合均勻后,取供試品2~3 g,置于熾灼至恒重的坩堝中,稱(chēng)定重量(精確至0.01 g),緩緩熾熱,注意避免燃燒,至完全碳化時(shí),逐漸升高溫度至500~600℃,使其完全灰化并至恒重。
③鈣:稱(chēng)取試樣2~5 g置于坩堝中 (精確至0.000 2 g),在電爐上小心碳化,再放入高溫爐于550℃下灼燒3 h(或測(cè)定粗灰分后連續(xù)進(jìn)行),在盛灰坩堝中加入鹽酸溶液10 mL和濃硝酸數(shù)滴,小心煮沸,將該溶液轉(zhuǎn)入100 mL容量瓶中,冷卻至室溫,用蒸餾水稀釋至刻度,搖勻,用草酸銨定量沉淀,用高錳酸鉀法間接測(cè)定鈣含量。
④磷:采用分光光度法。將供試品中的有機(jī)物破壞,使磷元素游離出來(lái),在酸性溶液中,用釩鉬酸銨處理,生成黃色的絡(luò)合物,在400 nm波長(zhǎng)下進(jìn)行比色測(cè)定。
1.4.3飼喂效果評(píng)價(jià)指標(biāo)及測(cè)定方法
1.4.3.1增重及飼料轉(zhuǎn)化情況
①日增重:分別于試驗(yàn)開(kāi)始和結(jié)束時(shí),測(cè)定實(shí)驗(yàn)羊只的體重,計(jì)算試驗(yàn)期間羊只的日增重。
②飼料轉(zhuǎn)化率:根據(jù)羊只在試驗(yàn)期間的增重和采食量,計(jì)算羊只的飼料轉(zhuǎn)化率。
1.4.3.2屠宰性能
①活體重:宰前24 h停食,保持安靜的環(huán)境,保證充足的飲水,宰前8 h停水稱(chēng)重。
②胴體重:屠宰,放血,剝皮,去膝關(guān)節(jié)以下前肢、飛節(jié)以下后肢、頭(由環(huán)枕關(guān)節(jié)處分割)、尾、內(nèi)臟(不包括板油和內(nèi)臟),剩余部分靜置30 min后稱(chēng)重。
③眼肌面積:右半側(cè)胴體從第12根肋骨后緣處將脊椎鋸開(kāi),用利刃切開(kāi)第12~13肋骨間,于第12肋骨后緣用硫酸紙描繪眼肌面積,重復(fù)2次。眼肌面積=眼肌高度×眼肌寬度×0.7。
④系水力:屠宰后1~2 h內(nèi),從倒數(shù)第3~4胸椎(第1、2腰椎)段背最長(zhǎng)肌處切取厚度為1.5 cm、長(zhǎng)7 cm的肌肉樣品,平置在案板上,用直徑為3.85 cm的圓形取樣器(面積為9.9 cm2)取樣,立即用分度值為0.001 g的天平稱(chēng)取肉樣重量。將肉樣上下各鋪墊48層吸水較好的普通衛(wèi)生紙 (或18層定性中速濾紙),再上下各用1塊2 cm厚的塑料板,在35 kg的壓力下保持5 min。解除壓力后立即取出,除去衛(wèi)生紙(或?yàn)V紙)后稱(chēng)取肉樣重量。系水力=加壓后肉重/加壓前肉重×100%。
⑤屠宰率:屠宰率=(胴體重+內(nèi)臟脂肪重)/宰前空腹活重×100%。
⑥大腿肌肉厚度:大腿體側(cè)至股骨體中點(diǎn)的垂直距離。
⑦腰部肌肉厚度:第3腰椎體表至橫突的垂直距離。
采用SAS 9.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。采用單因素方差分析法(One-way ANOVA)檢驗(yàn)不同黃貯發(fā)酵菌劑、發(fā)酵周期、發(fā)酵輔料對(duì)玉米秸稈黃貯發(fā)酵品質(zhì)影響的差異顯著性,以及不同黃貯秸稈配方日糧對(duì)小尾寒羊飼喂效果的差異顯著性,采用LSD最少顯著差異法進(jìn)行多重比較。
秸稈黃貯制作過(guò)程中添加黃貯發(fā)酵菌劑、發(fā)酵輔料以及控制黃貯的發(fā)酵周期可有效提高黃貯秸稈的品質(zhì),且pH值越低黃貯品質(zhì)越好。研究發(fā)現(xiàn),玉米秸稈黃貯中添加酶制劑可有效降低碳水化合物含量,提升黃貯發(fā)酵質(zhì)量。玉米秸稈中添加不同發(fā)酵菌劑和發(fā)酵輔料并經(jīng)過(guò)不同的發(fā)酵周期處理后,發(fā)現(xiàn)3個(gè)因素對(duì)秸稈黃貯pH值影響的順序?yàn)椋喊l(fā)酵輔料>發(fā)酵菌劑>發(fā)酵周期(見(jiàn)表6)。對(duì)照組發(fā)酵處理后品質(zhì)相對(duì)較低,稍有腐臭、變色現(xiàn)象,發(fā)酵效果不理想。
通過(guò)對(duì)發(fā)酵菌劑、發(fā)酵周期和發(fā)酵輔料3個(gè)因素進(jìn)行方差分析可知(見(jiàn)表6),在發(fā)酵菌劑水平下,K1、K2、K3水平間均存在顯著差異(P<0.05),根據(jù)pH值越低黃貯品質(zhì)越好的判定原則,可以看出K2組合發(fā)酵效果最好,即固體EM如金菌劑發(fā)酵效果最好;在發(fā)酵周期水平下分析可知,K1、K2、K3水平間都存在顯著差異 (P<0.05),K2組合發(fā)酵效果最好,并且發(fā)酵最佳時(shí)間為B2;在發(fā)酵輔料水平下進(jìn)行方差分析可知,K2、K3水平之間沒(méi)有顯著差異(P>0.05),但是 K2、K3與 K1水平之間存在顯著差異(P<0.05)。由秸稈黃貯品質(zhì)評(píng)分及等級(jí)評(píng)定結(jié)果可知(見(jiàn)表7),以A3B1C1因素組合調(diào)制的秸稈黃貯綜合評(píng)分為20分,等級(jí)為優(yōu)等,因此,綜合分析可知:黃貯發(fā)酵條件最佳的組合為A3B1C1,即EM如金菌液秸稈發(fā)酵劑+發(fā)酵25 d+食鹽。
利用最佳因素組合A3B1C1調(diào)制玉米秸稈黃貯。參照GB/T 20807—2006《綿羊用精飼料》標(biāo)準(zhǔn)營(yíng)養(yǎng)成分指標(biāo),配制育肥羊基礎(chǔ)飼料。將發(fā)酵好的黃貯秸稈按不同比例(20%、25%、30%、35%、40%)添加至基礎(chǔ)日糧中,制成5種育肥羊飼料配方,分別檢測(cè)5種配方的營(yíng)養(yǎng)成分含量。由表8可知,5種配方日糧的水分、粗蛋白、鈣、磷含量差異不顯著(P>0.05),配方1和配方2日糧的粗灰分含量顯著低于配方 3、4、5 日糧(P<0.05)。5 種配方日糧的粗蛋白含量差異不顯著,故選擇黃貯添加量最低的配方1和添加量最高的配方5開(kāi)展育肥羊飼喂效果試驗(yàn),即試驗(yàn)1組飼喂配方1日糧,試驗(yàn)2組飼喂配方5日糧,對(duì)照組飼喂市售育肥飼料。
表6 秸稈黃貯發(fā)酵菌劑、發(fā)酵周期和發(fā)酵輔料正交試驗(yàn)結(jié)果
表7 秸稈黃貯品質(zhì)評(píng)分及等級(jí)評(píng)定結(jié)果
表8 5種配方日糧營(yíng)養(yǎng)成分測(cè)定結(jié)果%
2.3.1日增重及飼料轉(zhuǎn)化率:由表9可知,試驗(yàn)期間3組羊只的日增重差異不顯著(P>0.05)。試驗(yàn)2組的飼料轉(zhuǎn)化率顯著高于對(duì)照組(P<0.05),與試驗(yàn)1組相比差異不顯著(P>0.05);試驗(yàn)1組的飼料轉(zhuǎn)化率高于對(duì)照組,但差異不顯著(P>0.05)。
表9 各組羊只在試驗(yàn)期間的日增重及飼料轉(zhuǎn)化率計(jì)算結(jié)果
2.3.2屠宰性能:由表10可知,試驗(yàn)1組和試驗(yàn)2組羊只的活體重和胴體重顯著高于對(duì)照組 (P<0.05),但 2 個(gè)試驗(yàn)組之間差異不顯著(P>0.05);試驗(yàn)1組的屠宰率顯著高于試驗(yàn)2組和對(duì)照組 (P<0.05);試驗(yàn)1組和試驗(yàn)2組的單塊眼肌面積顯著高于對(duì)照組(P<0.05),但2個(gè)試驗(yàn)組之間差異不顯著(P>0.05);3組羊只的大腿肌肉厚度、腰部肌肉厚度、系水力差異均不顯著(P>0.05)。
表10 各組羊只屠宰性能指標(biāo)測(cè)定結(jié)果
該研究通過(guò)開(kāi)展市場(chǎng)調(diào)查,篩選出包頭地區(qū)玉米秸稈黃貯調(diào)制常用的3種發(fā)酵菌劑。以發(fā)酵菌劑、發(fā)酵周期和發(fā)酵輔料作為影響秸稈黃貯調(diào)制的主要影響因素,利用正交試驗(yàn)確定了最佳發(fā)酵因素組合為EM如金菌液秸稈發(fā)酵劑+發(fā)酵25 d+食鹽;以確定的最優(yōu)發(fā)酵條件,制備了玉米秸稈黃貯飼料,將不同比例的秸稈黃貯添加至育肥羊基礎(chǔ)日糧中,測(cè)定了不同黃貯添加比例的配方日糧的主要營(yíng)養(yǎng)成分含量,在綜合考慮配方日糧營(yíng)養(yǎng)成分含量及添加比例的基礎(chǔ)上,確定使用黃貯添加比例為20%和40%的配方日糧開(kāi)展小尾寒羊飼喂效果試驗(yàn)。結(jié)果表明,飼喂玉米黃貯飼料的試驗(yàn)組育肥羊只,其在試驗(yàn)期間的日增重與飼喂市售育肥飼料的對(duì)照組羊只相同,且飼料轉(zhuǎn)化率、活體重、胴體重高于對(duì)照組。綜合考慮配方日糧的營(yíng)養(yǎng)成分含量、飼喂效果以及飼喂成本因素,在基礎(chǔ)飼料中添加40%的玉米黃貯秸稈對(duì)小尾寒羊的育肥效果最佳。