張娟利，黃樂然，莫 放，姚 剛，楊開倫，陳如龍，楊紅建*

（1.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100193；2.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)學(xué)院，新疆烏魯木齊 830052；3.新疆天萊牧業(yè)有限責(zé)任公司，新疆博樂 833400）

全混合日糧（Total Mixed Ration，TMR）是指按照反芻動(dòng)物不同生理階段動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)需要，將切碎（揉搓）適當(dāng)長(zhǎng)度的粗飼料與精飼料和各種營(yíng)養(yǎng)添加劑按照一定的配比進(jìn)行充分?jǐn)嚢杌旌隙玫降囊环N營(yíng)養(yǎng)相對(duì)均衡的日糧[1]。隨著我國(guó)畜牧業(yè)的快速發(fā)展，TMR 飼喂方式已經(jīng)在許多規(guī)模化奶牛養(yǎng)殖場(chǎng)得到廣泛應(yīng)用，并正逐步應(yīng)用于肉牛飼養(yǎng)實(shí)踐中。TMR 中粗飼料的切碎長(zhǎng)度與投料順序、攪拌時(shí)間密切相關(guān)，并且會(huì)直接影響到動(dòng)物采食量以及是否出現(xiàn)挑食等，繼而影響動(dòng)物的生長(zhǎng)性能。早在1996 年，美國(guó)賓夕法尼亞州立大學(xué)科研人員研制了一種由上至下孔徑分別為19.0、8.0、1.18 mm 的3層飼料分級(jí)篩（簡(jiǎn)稱賓州篩），現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于評(píng)價(jià)反芻動(dòng)物粗飼料、青貯飼料以及TMR 顆粒大小分布比例[2]。目前，針對(duì)不同生理階段奶牛TMR 制作，國(guó)內(nèi)外已有相關(guān)研究并提出了賓州篩各層適宜的分布比例范圍，以泌乳奶牛為例，結(jié)合牧場(chǎng)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，賓州篩第1 層、第2 層、第3 層、底層的TMR 粒度分布比例推薦范圍分別為2%～8%、30%～50%、10%～20%、30%～40%[3]，但對(duì)不同育肥階段肉牛與肉羊TMR 粒度分布比例推薦范圍未見相關(guān)研究報(bào)道。

將賓州篩與TMR 制作相結(jié)合對(duì)于評(píng)價(jià)TMR 制作質(zhì)量，確保日糧制作的穩(wěn)定性，提高飼料轉(zhuǎn)化效率與改善健康狀況具有十分重要的實(shí)踐應(yīng)用價(jià)值。賓州篩亦可用來評(píng)價(jià)攪拌時(shí)間、上料次序等操作是否科學(xué)合理，指導(dǎo)牧場(chǎng)科學(xué)配制TMR[1,3]。因此，本研究旨在通過消化試驗(yàn)和體外發(fā)酵試驗(yàn)比較TMR 不同攪拌時(shí)間下的日糧粒度對(duì)肉牛的飼喂價(jià)值，為肉牛飼養(yǎng)中TMR 制作粒度選擇和合理使用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)動(dòng)物與飼養(yǎng)管理 在新疆天萊牧業(yè)有限責(zé)任公司博樂育肥場(chǎng)選擇體重為（305.6±5.6）kg 的新疆褐牛與哈薩克牛的雜交一代公牛70 頭，隨機(jī)分為2 組，在具有遮陽棚的圍欄中進(jìn)行分欄飼養(yǎng)，對(duì)照組33 頭牛，試驗(yàn)組37 頭牛。2 組采用相同的TMR 配方（表1），利用立式自走式TMR 攪拌車（容積：長(zhǎng)1 054 mm×寬2 730 mm×高3 230 mm）制作TMR 并飼喂。

1.2 TMR 制作與飼喂 飼喂前預(yù)先將玉米、棉粕、麩皮、小蘇打、氧化鎂、濃縮料制作為精料補(bǔ)充料，盛放于牧場(chǎng)精料儲(chǔ)料罐中。飼喂時(shí)，將苜蓿干草、麥草、全株玉米青貯、甜菜渣、精料補(bǔ)充料、糖蜜依次裝入TMR 攪拌車后，開始攪拌計(jì)時(shí)。當(dāng)攪拌時(shí)間達(dá)到30 min 時(shí)，將攪拌好的TMR 均勻地投放至對(duì)照組牛欄地面飼槽中；對(duì)照組投料結(jié)束后，根據(jù)TMR 攪拌車投料顯示器數(shù)據(jù)，記錄下對(duì)照組投料量；將攪拌車移至試驗(yàn)組牛欄，繼續(xù)攪拌10 min 后，將攪拌好的TMR 投放至試驗(yàn)組牛欄地面飼槽，記錄下試驗(yàn)組投料量。按照上述投料處理方式，每天09:00 與18:30 各投料1 次，每個(gè)圍欄設(shè)有自由飲水區(qū)，飼養(yǎng)期為58 d，其中預(yù)試期14 d，正試期44 d，試驗(yàn)期間每3 天清槽1 次。

表1 肉牛TMR 原料組成及營(yíng)養(yǎng)成分（飼喂基礎(chǔ)） %

1.3 TMR 粒度測(cè)定與樣品制備 每天分別于上午和下午在投料結(jié)束后，使用賓州篩（2012 版：第1 層孔徑19 mm，第2 層8 mm，第3 層1.18 mm）對(duì)投放的新鮮TMR以及次日清晨剩料進(jìn)行顆粒分布現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定。將采集獲得的TMR 樣品、賓州篩各層樣品、剩料按照相同類別進(jìn)行混合，然后用四分法進(jìn)行取樣后，在65℃下烘干48 h，粉碎過1 mm 篩后密封保存。

1.4 生長(zhǎng)性能測(cè)定 在預(yù)試期結(jié)束前1 d，對(duì)所有試驗(yàn)牛只進(jìn)行稱重，記錄為初始體重；在試驗(yàn)結(jié)束最后1 天稱重，記錄為期末體重。試驗(yàn)期間，除記錄投料量外，每天記錄各組牛欄剩料量。將采集的樣品在105℃烘干4 h 進(jìn)行飼料干物質(zhì)測(cè)定，根據(jù)試驗(yàn)期各牛欄每天投料量與剩料量，結(jié)合所在欄牛頭數(shù)，計(jì)算出各組每天的TMR 采食量與平均干物質(zhì)采食量（ADMI）；根據(jù)牛只初始體重與期末體重，結(jié)合飼養(yǎng)天數(shù)，計(jì)算各牛只平均日增重（ADG），繼而計(jì)算飼料轉(zhuǎn)化效率（FCR）：

1.5 體外瘤胃發(fā)酵 選擇TMR 及其賓州篩各層樣品為發(fā)酵底物，參照龐德公等[4]培養(yǎng)方法，稱取500 mg 置于140 mL 厭氧發(fā)酵瓶中，加入50 mL 預(yù)熱至39℃的pH 6.85 緩沖液[5]與25 mL 4 層紗布過濾后的瘤胃液。自瓶口通入高純N 驅(qū)除空氣后，立即蓋上膠塞并旋緊瓶蓋，將發(fā)酵瓶逐一與AGRS-III 型微生物發(fā)酵微量產(chǎn)氣自動(dòng)記錄儀。相應(yīng)氣路通道連接后，自動(dòng)進(jìn)行實(shí)時(shí)產(chǎn)氣量數(shù)據(jù)記錄和存儲(chǔ)。所有發(fā)酵瓶在39℃恒溫生化培養(yǎng)箱中連續(xù)培養(yǎng)72 h。發(fā)酵結(jié)束后，用孔徑200 目尼龍袋（12 cm×6 cm）過濾，測(cè)定pH 后，采集1.0 mL 濾液3 份凍存于-20℃以備分析測(cè)試。尼龍袋殘?jiān)捎米詠硭M(jìn)行漂洗后，連同尼龍袋置于65℃烘箱中進(jìn)行烘干稱重，利用差減法計(jì)算飼料底物的體外干物質(zhì)消失率（IVDMD）。

根據(jù)AGRS-III 型裝置記錄到各發(fā)酵瓶的產(chǎn)氣時(shí)間（t）及對(duì)應(yīng)累積產(chǎn)氣量（GPt），參照Groot 等[6]的數(shù)學(xué)模型運(yùn)用SAS9.0 統(tǒng)計(jì)軟件NLIN 過程進(jìn)行非線性曲線擬合：

其中，A 為理論最大產(chǎn)氣量，B 為曲線平滑參數(shù)，C 為達(dá)到最大產(chǎn)氣量一半的時(shí)間（T1/2）。

利用數(shù)學(xué)函數(shù)求導(dǎo)方法，計(jì)算出t=0 至t=C 時(shí)的平均產(chǎn)氣速率（AGPR，mL/h）：

體外發(fā)酵濾液經(jīng)10 000×g 4℃離心15 min 后，參照龐德公等[4]方法測(cè)定氨態(tài)氮（NH3-N）、總揮發(fā)性脂肪酸（TVFA）、乙酸、丙酸、丁酸、支鏈揮發(fā)性脂肪酸（BCVFA），并計(jì)算非生糖類揮發(fā)酸與生糖類揮發(fā)酸比率（NGR）：

NGR=（乙酸+2×丁酸+戊酸）/（丙酸+戊酸）。

1.6 統(tǒng)計(jì)分析 使用SAS 9.4 軟件中GLM 過程對(duì)不同試驗(yàn)處理組賓州篩、肉牛增重性能數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析；采用雙因素方差分析方法，統(tǒng)計(jì)比較TMR 攪拌時(shí)間對(duì)瘤胃微生物發(fā)酵特性的影響，同時(shí)分析比較使用賓州篩篩分后各層樣品與TMR 原樣之間的發(fā)酵差異。利用LSMEANS 語句輸出各測(cè)定指標(biāo)最小二乘法均值的標(biāo)準(zhǔn)誤（SEM），顯著水平設(shè)定為P＜0.05，差異極顯著水平為P＜0.01。

2 結(jié)果

2.1 TMR 攪拌時(shí)間對(duì)日糧顆粒度分層影響 如表2 所示，TMR 投料粒度第2 層所占的百分比最大，且試驗(yàn)組顯著大于對(duì)照組；第1 層對(duì)照組比試驗(yàn)組高6.3%（P＜0.01），底層試驗(yàn)組比對(duì)照組高2.8%（P＜0.01）；從剩料粒度可以看出第1 層占剩料的比例最大，對(duì)照組剩料粒度比試驗(yàn)組高出14.8%（P＜0.01），底層試驗(yàn)組高于對(duì)照組（P＜0.01），對(duì)第3 層的粒度沒有改變。TMR 投料的物理有效纖維（PeNDF）降低了2.1（P=0.02）。

2.2 TMR 攪拌時(shí)間對(duì)肉牛增重性能的影響 由表3 可知，增加TMR 攪拌時(shí)間雖然對(duì)肉牛體重與采食量無顯著影響，但肉牛ADG 比對(duì)照組提高了0.14 kg（P=0.04），F(xiàn)CR 比試驗(yàn)組減少了0.93（P=0.01）。

2.3 不同攪拌時(shí)間下TMR 及賓州篩各層飼料瘤胃發(fā)酵參數(shù) 由表4 所示，增加攪拌時(shí)間后，發(fā)酵72 h 累積氣量（GP72）從數(shù)值上有升高趨勢(shì)（P=0.08）；但2組之間IVDMD、A 值、AGPR 未出現(xiàn)顯著差異。

表2 不同攪拌時(shí)間TMR 粒度的比較

表3 飼喂不同攪拌時(shí)間處理TMR 對(duì)肉牛增重性能的影響

由表4 和圖1 所示，就賓州篩TMR 不同粒度而言，IVDMD、GP72、AGPR 隨著粒度減小而升高（P＜0.01），其中攪拌30 min 底層的GP72 比第1 層增加了39.6%，攪拌40 min 組第3 層GP72 達(dá)到最大值，底層比第3層減少了12.6%；在數(shù)值上，A 值隨著粒度的減小有增加的趨勢(shì)（P=0.09）。

由表5 可知，不同攪拌時(shí)間處理組間在各發(fā)酵液指標(biāo)未出現(xiàn)顯著差異。不同粒度下pH 和丁酸比例呈顯著差異，攪拌30 min 和攪拌40 min 瘤胃發(fā)酵pH 隨TMR粒度的減小而減?。≒＜0.01）。隨日糧粒度減小TVFA升高（P=0.02），乙酸隨TMR 粒度的減小而減少，而丁酸則相反（P＜0.01）。

表4 TMR 不同攪拌時(shí)間對(duì)賓州篩各粒度組分瘤胃發(fā)酵特性的影響

3 討 論

3.1 攪拌時(shí)間對(duì)TMR 賓州篩粒度分布的影響 中性洗滌纖維通過植物細(xì)胞壁中纖維素、半纖維素和木質(zhì)素含量來估計(jì)飼料中的總纖維含量?！癙eNDF”一詞由美國(guó)乳制品飼料研究中心Dave Mertens 于1997 年提出，主要用于測(cè)算瘤胃中處于漂浮狀態(tài)的大顆粒纖維飼料所占比例情況[7]。PeNDF 含量高的日糧可促進(jìn)反芻行為和唾液的產(chǎn)生，唾液可作為提高瘤胃pH 的緩沖劑。瘤胃pH 提高會(huì)促進(jìn)飼料纖維分解，有助于乙酸和丁酸的生成，在奶牛上會(huì)增加乳脂濃度。日糧粒度的大小是反映PeNDF 的關(guān)鍵。長(zhǎng)草（如干草）對(duì)于刺激反芻非常有效，但如果顆粒太大，也有分揀挑食的風(fēng)險(xiǎn)。

賓州篩19 mm 篩層用于反映在瘤胃固相食糜中靠近上層處于漂浮狀態(tài)且需要進(jìn)一步咀嚼消化的日糧組分比例。從理論上講，這部分飼料比例越高可增加反芻咀嚼次數(shù)，繼而刺激唾液的分泌為瘤胃發(fā)酵提供額外的緩沖劑，有助于維持瘤胃pH 處于正常水平，否則會(huì)導(dǎo)致pH 下降[8]。本試驗(yàn)結(jié)果與此一致，pH 隨日糧粒度的減小而減小。8 mm 篩層飼料顆粒比例可以反映瘤胃內(nèi)居于固相食糜中部的這部分飼料比例，其分解速度隨反芻次數(shù)的減少而增加，這部分飼料水分吸收比較充分，從而使瘤胃微生物分解速度加快。反芻動(dòng)物對(duì)這部分飼料的進(jìn)食量及其在瘤胃中水分吸收程度直接決定該部分飼料養(yǎng)分消化率的高低。1.18 mm 篩層旨在篩出影響消化率最小的日糧組成部分[2]。起初，這些顆粒被卷入在瘤胃固相食糜中，但它們可以通過最少的反芻次數(shù)或微生物快速的作用快速被分解。TMR 攪拌對(duì)精料粒度改變很小。本試驗(yàn)中，增加10 min 攪拌使得TMR 投料長(zhǎng)草（主要是苜蓿、麥草）和青貯較長(zhǎng)的日糧被剪切短，平均粒度和PeNDF 減小，這與王亮亮[9]的結(jié)果一致。本試驗(yàn)中增加10 min 攪拌使得TMR 的第1 層粒度比例顯著降低，這可能是因?yàn)楸驹囼?yàn)中苜蓿和麥草在裝TMR投料車前未經(jīng)任何粉碎剪切處理，TMR 攪拌車中立式切刀剪切力度較大，所以當(dāng)攪拌時(shí)間延長(zhǎng)時(shí)TMR 粒度出現(xiàn)顯著差異。

表5 不同攪拌時(shí)間對(duì)賓州篩各粒度組分瘤胃發(fā)酵特性的影響

3.2 不同粒度的TMR 對(duì)肉牛生長(zhǎng)性能的影響 前人研究表明，降低飼料粒度將會(huì)降低PeNDF 的攝入[10]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，攪拌40 min 組的平均粒度比攪拌30 min組小0.94，隨TMR 粒度的減小雖然ADMI 沒有變化，但ADG 和FCR 出現(xiàn)顯著差異，類似結(jié)果在前人一些研究中也有報(bào)道[11-12]。攪拌40 min 組肉牛ADG 與FCR顯著高于攪拌30 min，說明雖然日糧配方?jīng)]有發(fā)生變化，但降低TMR 顆粒度也可以提高肉牛生長(zhǎng)性能。

3.3 不同粒度TMR 日糧對(duì)肉牛瘤胃發(fā)酵的影響 飼料顆粒大小對(duì)飼料在瘤胃中的停留時(shí)間有至關(guān)重要的作用[13]。體外產(chǎn)氣系統(tǒng)能有效評(píng)價(jià)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的利用率，通過飼料降解過程中的產(chǎn)氣量能較精確地評(píng)定飼料在動(dòng)物體內(nèi)的消化率[14]。本試驗(yàn)通過72 h 的產(chǎn)氣發(fā)現(xiàn)攪拌40 min 的TMR 產(chǎn)氣量顯著高于攪拌30 min；A 值、B 值、T1/2、AGPR 均不同程度地高于攪拌30 min TMR。

Van Soest[15]認(rèn)為，日糧顆粒度減小其實(shí)是加大瘤胃微生物和飼料的接觸面積，很大程度上增加日糧瘤胃消化率；但是若顆粒度過小會(huì)使外流速度加快，瘤胃內(nèi)日糧滯留時(shí)間減少，對(duì)瘤胃消化率產(chǎn)生負(fù)面影響。Kononoff 等[12]在評(píng)估玉米青貯飼料顆粒大小影響的研究中，將大顆粒（＞19.0 mm）的比例從3% 增加到12%提高了瘤胃pH，但將大顆粒的比例繼續(xù)增加到31% 會(huì)導(dǎo)致瘤胃pH 下降。本試驗(yàn)中，當(dāng)TMR 攪拌時(shí)間由30 min 提高至40 min 時(shí)，大顆粒從23.0 % 降低到16.7 %，pH 無顯著差異，說明TMR 攪拌時(shí)間增加10 min 可使日糧顆粒度減小且不影響瘤胃pH，另一方面也說明攪拌40 min 的TMR 粒度在合理范圍內(nèi)。當(dāng)同一攪拌時(shí)間處理組的TMR 粒度減小時(shí)體外發(fā)酵pH 也隨之減小，與隨著PeNDF 攝入的降低pH 將會(huì)降低的結(jié)果一致[16]，這是因?yàn)橘e州篩將精料等細(xì)小的日糧成分篩選在底層，PeNDF 含量逐層減少，精料含量增加。精料在瘤胃固相食糜的底層，瘤胃微生物對(duì)養(yǎng)分分解充分，使得碳水化合物被充分降解。TVFA 直接反映瘤胃中碳水化合物情況，TVFA 含量隨日糧粒度降低增加，造成了pH 降低。乙酸占TVFA 比例最多，丙酸次之，故乙酸與丙酸的結(jié)果與TVFA 一致，隨日糧粒度減小而減小。乙酸和丁酸的產(chǎn)生伴隨著還原氫的釋放，而丙酸的產(chǎn)生伴隨著還原氫的利用。還原氫在氫化酶的作用下生成H2。瘤胃溶解H2濃度升高不利于乙酸和丁酸發(fā)酵，利于丙酸發(fā)酵，故而TMR 攪拌40 min 的瘤胃丙酸占TVFA 百分比顯著高于攪拌30 min。本試驗(yàn)不同攪拌時(shí)間的TMR 的TVFA 無顯著差異，TVFA 隨著粒徑的減小而增加，這個(gè)結(jié)果與 Kononoff 等[16]的結(jié)果一致。

NH3-N 是蛋白質(zhì)在瘤胃降解的主要產(chǎn)物，也是微生物合成菌體蛋白的重要原料。TMR 粒度減小，NH3-N含量增加，說明蛋白質(zhì)分解更加充分。本試驗(yàn)濃度在數(shù)值上隨粒度的減小線性增加，此結(jié)果與Miyaji 等[17]的結(jié)果一致，與賀鳴[18]的結(jié)果不一致，原因可能是TMR日糧粒度控制的范圍不同。

4 結(jié) 論

在肉牛TMR 制作時(shí)，攪拌時(shí)間為40 min 時(shí)對(duì)TMR 顆粒度有顯著的減小作用，對(duì)瘤胃發(fā)酵性能未產(chǎn)生不利影響。當(dāng)平均粒度在6.16 mm 左右會(huì)顯著提高肉牛日增重和飼料轉(zhuǎn)化效率。針對(duì)肉牛育肥而言，賓州篩第1 層、第2 層、第3 層、底層的TMR 粒度分布比例建議控制在16.7%、33.1%、28.7%、21.5%為宜。