張廣寧，趙雪嬌，鄭 健，劉 巖，董 博，羅嗣恒，張永根*

（1.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，黑龍江哈爾濱 150030；2.黑龍江蓬勃草業(yè)有限公司，黑龍江安達 151400）

發(fā)酵全混合日糧（FTMR）是用青貯自動打捆裹膜機將生產(chǎn)好的全混合日糧（TMR）壓實裹包起來，造成密封厭氧環(huán)境進行發(fā)酵的一項技術(shù)，此技術(shù)為優(yōu)質(zhì)青飼料及非常規(guī)飼料資源的保存和利用提供了有效方法，因此，科學(xué)評定FTMR的營養(yǎng)價值對奶牛生產(chǎn)具有重要意義。FTMR的營養(yǎng)物質(zhì)在瘤胃中的降解特性是反芻動物飼料營養(yǎng)價值評定的重要指標，而飼料瘤胃未降解蛋白（RUP）的小腸消化率對于衡量飼料對小腸可吸收蛋白質(zhì)的供給情況也具有重要意義。許多研究表明，通過發(fā)酵不僅延長了TMR保存時間[1]，還可有效保持原料的營養(yǎng)價值[2]，提高奶牛的生產(chǎn)性能[3]。但近年來，對FTMR的研究只停留在發(fā)酵品質(zhì)[4-6]和飼喂效果[7]上，對FTMR的瘤胃降解規(guī)律和小腸消化率的研究較少。徐曉明等[8]和張俊瑜等[9]雖然對FTMR的瘤胃降解規(guī)律進行了研究，但未涉及到不同發(fā)酵時間對RUP小腸消化率的研究。本試驗旨在評價FTMR在不同發(fā)酵時間的營養(yǎng)價值，研究其在瘤胃中的降解規(guī)律和在小腸中的消化規(guī)律，為FTMR的實際生產(chǎn)應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料 TMR攪拌車（司達特畜牧設(shè)備有限公司）；青貯自動打捆裹膜機（日本雪印公司）；TMR（黑龍江省安達市蓬勃草業(yè)有限公司）；植物發(fā)酵菌劑活性菌含量1×105CFU/g（日本雪印公司）。聚乙烯拉伸薄膜（撫順嘉添包裝制品有限公司）。

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗設(shè)計及FTMR制作 原料按照TMR配方（表1）投送到TMR攪拌車并噴灑植物發(fā)酵菌劑進行攪拌，生產(chǎn)的TMR由自動傳送帶送入青貯自動打捆裹膜機，裹包形狀為圓柱形，高52 cm，直徑55 cm。自動擠壓打捆裹包時間為2 min，層數(shù)為7層。生產(chǎn)好的FTMR貼好標簽，注明名稱、重量、編號、生產(chǎn)時間。FTMR水分控制在45%左右，每個采樣時間點設(shè)8個重復(fù)，在室內(nèi)干燥地面上貯存。分別在貯存后的第0、3、7、15、30天，在發(fā)酵完成時用自制的取樣器分別沿著裹包的縱軸上、中、下及對軸共 6 個點取樣，等量混勻重復(fù)樣后四分法縮樣，置于65℃烘箱內(nèi)烘干48 h，回潮24 h，粉碎后過40目篩制成風(fēng)干樣，用于常規(guī)營養(yǎng)成分和瘤胃降解試驗的測定。

表1 TMR配方組成及營養(yǎng)成分含量（干物質(zhì)基礎(chǔ)）

1.2.2 試驗動物 選用東北農(nóng)業(yè)大學(xué)阿城試驗實習(xí)與示范中心的3頭健康、安裝永久性瘺管的荷斯坦奶牛，采用先粗后精的飼喂方式進行飼喂，每日飼喂2次，自由飲水。試驗動物營養(yǎng)需要量參照奶牛營養(yǎng)需要（NRC 2001），飼養(yǎng)日糧組成及營養(yǎng)成分見表2。

1.3 測定指標及方法

1.3.1 營養(yǎng)成分 不同發(fā)酵時間的FTMR和各時間點降解后殘渣中的干物質(zhì)（DM）、中性洗滌纖維（NDF）、酸性洗滌纖維（ADF）、粗蛋白質(zhì)（CP）含量按照AOAC方法[10]進行測定。

1.3.2 瘤胃降解率的測定 選擇孔眼為50 μm的尼龍過濾布，制成8 cm×12 cm（長×寬）的尼龍袋，散邊用塑料封口機熱燙。每個尼龍袋置于65℃烘箱內(nèi)烘干48 h并恒量。在尼龍袋內(nèi)稱取7 g FTMR樣品，用橡皮筋扎緊尼龍袋口，每4個尼龍袋夾在1根半軟塑料管上，并用尼龍繩扎好。每頭牛每個時間點設(shè)4個平行，早晨飼喂前投入瘤胃中，分別在4、8、12、24、36、48、72 h培養(yǎng)后取出。取出后與0 h的尼龍袋放在自來水下沖洗，直至尼龍袋清洗干凈為止。置于65℃烘箱烘48 h至恒量，裝入封口袋中保存待測。

表2 試驗日糧配方組成及營養(yǎng)成分（干物質(zhì)基礎(chǔ)）

應(yīng)用公式計算飼料樣品在不同時間點DM、NDF和CP的瘤胃降解率。

式中，A為飼料樣品的瘤胃降解率；B為裝入袋中飼料DM、NDF和CP的質(zhì)量（g）；C為某時間點袋內(nèi)殘渣的DM、NDF和CP的質(zhì)量（g）。

根據(jù)McDonald[11]的動態(tài)降解模型計算a、b和c值。計算公式：

式中，P為尼龍袋在瘤胃中滯留t時間后的飼料某一營養(yǎng)素的降解率；a為快速降解部分；b為慢速降解部分；c為b的降解速率常數(shù)；t為樣本在瘤胃中的培養(yǎng)時間。有效降解率（ED）計算公式：

式中，ED為尼龍袋在瘤胃中滯留t時間后的飼料某一營養(yǎng)素的ED；kp為瘤胃外流速率，參考Chumpawadee等[12]的理論值，每小時飼料kp為0.05 h-1。

1.3.3 三步體外法 測定RUP小腸消化率參照Calsamiglia等[13]的原理和方法，其中選用的胃蛋白酶（P-7012，美國Sigma公司）活力≥2 500 U/mg prot，效價100 %；選用的胰蛋白酶（P-7545，美國(Sigma公司）活力是8 USPU(美國藥典單位)，效價100%。

小腸消化率=（飼料原樣粗蛋白質(zhì)-酶解體系中可溶性蛋白）/飼料原樣粗蛋白質(zhì)×100%[14]

1.4 統(tǒng)計分析 試驗數(shù)據(jù)經(jīng)Excel基本處理后，使用SAS 9.4軟件中的Nonlinear程序計算樣本的動態(tài)降解參數(shù)a、b、c值，使用GLM程序進行數(shù)據(jù)分析，采用Duncan′s法進行顯著性分析，P＜0.05為差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同發(fā)酵時間對FTMR常規(guī)營養(yǎng)成分含量的影響由表3可知，F(xiàn)TMR的DM含量隨著貯存時間的延長均有逐漸降低的趨勢，7、15、30 d的DM含量均顯著高于0、3 d（P＜0.05）；CP含量隨時間變化差異不顯著（P＞0.05）；ADF含量隨貯存時間延長有升高趨勢，15 d和30 d的ADF含量顯著高于0、3、7 d（P＜0.05）；NDF含量隨發(fā)酵時間延長無顯著變化（P＞0.05）。

2.2 不同發(fā)酵時間對FTMR瘤胃降解率及降解參數(shù)的影響

2.2.1 不同發(fā)酵時間對FTMR的DM瘤胃降解率及降解參數(shù)的影響 由表4可知，不同發(fā)酵時間FTMR的DM瘤胃降解率隨停留瘤胃時間的延長而逐漸增加。在瘤胃降解24 h時，所有發(fā)酵時間的DM瘤胃降解率已達50%以上，其中發(fā)酵30 d時達61.05%；發(fā)酵30 d的FTMR在前36 h內(nèi)DM降解速度相對較快，在36 h時DM的瘤胃降解率已達71.45%，之后較平穩(wěn)，而其他發(fā)酵時間的FTMR在前48 h內(nèi)DM降解速度相對較快，在48 h時才達到70%以上，而后較平穩(wěn)。ED從大到小依次為 30 d＞15 d＞0 d＞7 d＞3 d，發(fā)酵 15 d 和 30 d的ED達到50%以上。

表3 不同發(fā)酵時間對FTMR的常規(guī)營養(yǎng)成分含量的影響（DM基礎(chǔ)） %

表4 不同發(fā)酵時間對FTMR的DM瘤胃降解率及降解參數(shù)的影響（DM基礎(chǔ)）

2.2.2 不同發(fā)酵時間對FTMR的CP瘤胃降解率及降解參數(shù)的影響 從表5可知，不同發(fā)酵時間FTMR的CP降解率隨停留瘤胃時間的延長而逐漸增加。在瘤胃降解36 h時，發(fā)酵15 d和30 d的CP降解率均顯著高于其他發(fā)酵時間（P＜0.05）；發(fā)酵30 d的FTMR前36 h內(nèi)DM降解速度相對較快，在36 h時已達81.88%，之后較平穩(wěn)上升。發(fā)酵15 d和30 d的FTMR在瘤胃降解12 h時的CP瘤胃降解率達50%以上；15 d和30 d的a值均顯著高于其他發(fā)酵時間（P＜0.05）；ED從大到小依次為 30 d＞15 d＞7 d＞3 d＞0 d，發(fā)酵 15 d 和 30 d 的 ED 達55%以上。

2.2.3 不同發(fā)酵時間對FTMR的NDF瘤胃降解率及降解參數(shù)的影響 從表6可知，不同發(fā)酵時間FTMR的NDF瘤胃降解率隨停留瘤胃時間的延長而逐漸增加。在瘤胃降解48 h時，發(fā)酵7、15、30 d的NDF瘤胃降解率達50%以上，顯著高于其他發(fā)酵時間（P＜0.05）。在瘤胃降解24 h時，發(fā)酵15、30 d的NDF瘤胃降解率達30%以上，顯著高于其他發(fā)酵時間（P＜0.05）。發(fā)酵15 d的a值顯著高于其他發(fā)酵時間（P＜0.05）。

表5 不同發(fā)酵時間對FTMR的CP瘤胃降解率及降解參數(shù)的影響（DM基礎(chǔ)）

表6 不同發(fā)酵時間對FTMR的NDF瘤胃降解率及降解參數(shù)的影響（DM基礎(chǔ)）

2.3 不同發(fā)酵時間對FTMR 16 h后的RUP小腸消化率的影響 從表7可知，0、3、7 d的FTMR的RUP小腸消化率均保持在60%以上，7 d和15 d的FTMR的RUP小腸消化率差異不顯著（P＞0.05），之后趨于穩(wěn)定，保持在50%左右。

表7 不同發(fā)酵時間對FTMR 16 h后的RUP小腸消化率的影響（DM質(zhì)基礎(chǔ)） %

3 討 論

3.1 不同發(fā)酵時間對FTMR常規(guī)營養(yǎng)成分的影響 本試驗中，F(xiàn)TMR隨著發(fā)酵時間的延長，DM含量有逐漸減少的趨勢，這可能是由于飼料的呼吸和發(fā)酵作用造成DM損失[15]，此結(jié)果與Liu等[2]的結(jié)果一致；與0 d相比，CP含量隨著發(fā)酵時間的延長有增加的趨勢，可能是發(fā)酵引起DM損失相應(yīng)地增加了CP含量，與王晶等[16]報道一致。NDF和ADF含量隨著發(fā)酵時間的延長出現(xiàn)一定量的減少，這可能是發(fā)酵導(dǎo)致FTMR纖維素和半纖維素的部分降解造成[17]。從上述數(shù)據(jù)可以推測，TMR經(jīng)過一段時間發(fā)酵后，營養(yǎng)含量變化量不大。

3.2 不同發(fā)酵時間對FTMR瘤胃降解率及降解參數(shù)的影響

3.2.1 不同發(fā)酵時間對FTMR的DM瘤胃降解率及降解參數(shù)的影響 DM瘤胃降解率可以反映出飼料在瘤胃中消化的難易程度，同時也是影響奶牛DM采食量的重要因素。本試驗結(jié)果表明，F(xiàn)TMR的DM瘤胃降解率和ED值隨時間變化有明顯增加的趨勢，其中30 d的DM瘤胃降解率在36 h時已達71.45%，之后趨于穩(wěn)定上升，這說明其DM主要在36 h之內(nèi)降解，且72 h的降解率均在70%左右；發(fā)酵15 d和30 d 的DM的ED值達50%以上。這可能是由于DM含量的減少相對提高了瘤胃中各營養(yǎng)成分分解酶的濃度，從而導(dǎo)致DM瘤胃降解率的提高[9]，與張佩華等[18]和張俊瑜等[19]研究結(jié)果一致。同時，本試驗證明發(fā)酵時間對DM的a值無顯著影響，但Miyaji等[20]研究表明發(fā)酵提高了青貯TMR的a值，這可能是由于含有蒸氣壓片玉米和糙米的TMR淀粉含量較高，通過發(fā)酵降解淀粉提高了日糧中的a值，從而提高了TMR的a值[20]。

3.2.2 不同發(fā)酵時間對FTMR的CP瘤胃降解率及降解參數(shù)的影響 CP在瘤胃中的降解主要由其在瘤胃內(nèi)的滯留時間和降解的難易程度決定。此外，CP在瘤胃中的降解與其內(nèi)部結(jié)構(gòu)組成、非蛋白氮（NPN）和真蛋白質(zhì)含量以及真蛋白的理化特性、細胞壁惰性屏障的存在和抗營養(yǎng)因子等[21]也有直接關(guān)系。Cao等[22]研究表明，F(xiàn)TMR與TMR相比，F(xiàn)TMR增加了可消化的蛋白含量。Miyaji等[20]研究表明，發(fā)酵提高了含有蒸氣壓片玉米和糙米的TMR的CP的a值以及CP的ED值；張俊瑜等[19]也研究證明了15 d裹包TMR的CP消失率和ED值與鮮料相比有增加的趨勢。李玲等[23]研究表明，青貯處理可提高飼草降解蛋白的含量，從而提高可利用蛋白質(zhì)組分非蛋白氮（PA）和真蛋白質(zhì)（PB）含量，有助于提高動物的CP消化率。本試驗結(jié)果表明，F(xiàn)TMR的CP瘤胃降解率和ED值隨著發(fā)酵天數(shù)的延長有明顯增加的趨勢，與上述結(jié)果相似，可能是DM含量的降低相對提高了瘤胃中蛋白質(zhì)分解酶的濃度，導(dǎo)致CP降解率提高[9]。本試驗中，發(fā)酵15 d和30 d FTMR的CP降解率在瘤胃降解的12 h就達到50%以上，說明發(fā)酵極大提高了TMR的CP瘤胃降解率。發(fā)酵30 d的FTMR在36 h時CP瘤胃降解率已經(jīng)達到81.88%，之后較平穩(wěn)上升，說明發(fā)酵30 d的FTMR的CP主要在36 h之內(nèi)降解，且36 h之后的降解率均在80%左右；本試驗還表明FTMR的CP的a值顯著提高，與上述結(jié)果一致。因通過青貯發(fā)酵處理能夠提高NPN和可溶性蛋白含量[24]，提高了飼料中CP的a值和b值，從而提高了CP的降解率。

3.2.3 不同發(fā)酵時間對FTMR的NDF瘤胃降解率及降解參數(shù)的影響 NDF瘤胃降解率是反映飼料營養(yǎng)價值的一個重要指標，NDF的組成會影響到NDF瘤胃降解率。李飛等[25]研究表明，經(jīng)微貯后的秸稈，其各個時間點的NDF瘤胃瞬間降解率極顯著提高。本試驗表明，F(xiàn)TMR的NDF瘤胃降解率和ED值隨著發(fā)酵天數(shù)的延長有明顯增加的趨勢，與張文舉等[26]研究結(jié)果一致?？赡苁秋暳系腘DF和DM含量隨發(fā)酵天數(shù)的延長逐漸降低，造成分解NDF的纖維素酶和半纖維素酶濃度升高，從而提高了NDF的瘤胃降解率和ED值[9]，發(fā)酵7、15、30 d的NDF瘤胃降解率在48 h達到50%以上，說明在前48 h內(nèi)降解較快。發(fā)酵明顯提高了NDF的ED值，15、30 d的瘤胃ED值達到30%左右。本試驗結(jié)果還表明，NDF的a值顯著提高，可能是因為NDF的主要成分包括纖維素、半纖維素和木質(zhì)素，木質(zhì)素在瘤胃中完全不被降解利用，因此木質(zhì)素所占比例會影響到粗纖維在瘤胃內(nèi)的消化率[21]，通過青貯發(fā)酵不僅會軟化木質(zhì)素，分解部分纖維素及半纖維素，還增加了纖維素比表面積，增加了微生物數(shù)量以及分解酶附著量，從而提高了NDF的降解率。

3.3 不同發(fā)酵時間對FTMR 16 h后的RUP小腸消化率的影響 在新蛋白質(zhì)體系中，小腸代謝蛋白質(zhì)（MP）來源分為瘤胃微生物合成的蛋白質(zhì)（MCP）、瘤胃RUP以及很少量的內(nèi)源性蛋白質(zhì)（ECP）3部分[27]，小腸中RUP含量取決于飼料蛋白質(zhì)在瘤胃中的降解程度。Hvelplund等[28]研究表明，采用移動尼龍袋法測定16 h的瘤胃預(yù)培養(yǎng)時間適用于所有飼料的小腸消化率，可以反映飼料到達小腸前的瘤胃降解情況。本試驗證明，隨著FTMR發(fā)酵時間的延長，RUP的小腸消化率有逐漸降低的趨勢，7 d后降低最明顯，之后趨于平穩(wěn)?？赡苁怯捎贔TMR隨著發(fā)酵時間的延長，飼料中的CP瘤胃降解率逐漸提高[19]，飼料在瘤胃滯留時間很大程度上影響瘤胃降解程度[29]。而飼料中的蛋白質(zhì)在瘤胃內(nèi)的ED值受a值影響較大，且在瘤胃內(nèi)降解速度較快[30]。大部分蛋白質(zhì)在瘤胃中已被降解，進入小腸的RUP與細胞壁緊密結(jié)合難以被消化[31]，導(dǎo)致RUP的小腸消化率降低。

4 結(jié) 論

本研究結(jié)果表明，發(fā)酵可以有效保持TMR的營養(yǎng)成分，F(xiàn)TMR隨發(fā)酵時間的延長提高了DM、CP和NDF的瘤胃降解率，發(fā)酵15、30 d的FTMR各營養(yǎng)成分的瘤胃降解性較好；FTMR的RUP小腸消化率隨發(fā)酵時間的延長開始逐漸降低，7 d之后降低最為明顯。因此，應(yīng)控制好FTMR發(fā)酵時間，可更有效地利用飼料資源。