曹艷紅， 楊 帆， 陳少梅， 宣澤義， 吳柱月， 王 超， 林 波*， 楊膺白*

（1.廣西壯族自治區(qū)畜牧研究所，廣西南寧 530022；2.廣西大學(xué)動物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，廣西南寧 530005）

如果中國畜禽全部用商業(yè)飼料飼喂，推測出我國現(xiàn)有階段的飼料產(chǎn)量總體上僅滿足30%的需求量，其中反芻動物的供給量不足20%。因此，玉米、豆粕等糧型飼料已遠遠不能滿足畜禽需要量，合理的開發(fā)與利用非糧型飼料資源迫在眉睫（武婷婷等，2018）。任豆葉、木豆、桂牧一號、菊苣、高羊茅、桑樹葉、葛藤是南方常見的新型飼料，廣西畜牧研究所經(jīng)過多年培育出桂牧一號象草，其產(chǎn)量、質(zhì)量均高于親本的象草新品種，粗纖維和能量水平也優(yōu)于同類牧草。桑樹葉粗蛋白質(zhì)含量高，葉中蛋氨酸、亮氨酸、甘氨酸、蘇氨酸含量豐富，且含有大量維生素和微量元素，能夠優(yōu)化畜禽飼料的營養(yǎng)價值。研究發(fā)現(xiàn)桑樹葉在氨化稻草飼料中可完全替代菜籽粕補充反芻動物生長所需要的蛋白質(zhì)（陸晶山等，2018）。菊苣品質(zhì)優(yōu)良、抗病較廣，是近些年具有發(fā)展前途的飼料和經(jīng)濟作物新品種。葛藤是反芻動物的潛在蛋白質(zhì)飼料，其化學(xué)成分和消化特性與其他常見飼料相比具有一定價值優(yōu)勢，且能充分被反芻動物瘤胃吸收。木豆是一種富含蛋白質(zhì)且粗纖維較低的作物。研究發(fā)現(xiàn)在蛋雞日糧中添加20%～30%木豆，其產(chǎn)蛋量保持高水平且不影響營養(yǎng)品質(zhì)（王中身等，2013）。關(guān)于高羊茅的遺傳育種以及抗逆性國內(nèi)外都做了很多研究，但作為反芻動物體外發(fā)酵試驗的并沒有詳細說明。本文將對桑樹葉、木豆、桂牧一號、菊苣、任豆葉、高羊茅、葛藤7種植物進行常規(guī)養(yǎng)分分析、體外產(chǎn)氣分析、干物質(zhì)消失率測定和有機酸測定等，綜合闡述這7種植物作為反芻動物飼料的營養(yǎng)特性、價值優(yōu)勢和消化特性，為解決我國南方反芻動物飼料短缺的現(xiàn)狀提供啟發(fā)。

1 材料與方法

1.1 飼料樣品 本試驗選用7種南方常見的粗飼料，分別為桑樹葉、任豆葉、木豆、桂牧一號、菊苣、高羊茅和葛藤。7種粗飼料樣品采用齊地面刈割法分別取500 g帶回實驗室，切碎后再置于鼓風(fēng)干燥烘箱內(nèi)95℃殺青0.5 h，然后65℃烘干48 h，最后用微型植物粉碎機粉碎后過1 mm篩，備用。

1.2 人工瘤胃培養(yǎng)液的制備 人工瘤胃培養(yǎng)液的配制參照Menke等（1979）的方法。本研究采用的全自動體外瘤胃發(fā)酵設(shè)備，包括厭氧瓶、三通電磁閥、培養(yǎng)箱、壓力傳感器、計算機和氣相色譜儀（Wang等，2013）。培養(yǎng)箱設(shè)定：振蕩頻率 50 r/min和培養(yǎng)溫度39.5℃，通過導(dǎo)管進入氣相色譜儀（安捷倫7890A，美國安捷倫公司）測定甲烷含量。甲烷產(chǎn)量根據(jù)厭氧瓶、壓力與氣體體積的轉(zhuǎn)化系數(shù)和甲烷含量進行計算（Wang等2011）。

瘤胃液取自裝有永久性瘤胃瘺管的成年瀏陽黑山羊，試驗動物每天飼喂2次，飼喂時間為07：00和17：00，自由飲水。晨飼前1 h采集瘤胃瘺管中新鮮瘤胃液，迅速裝入保溫瓶帶回實驗室。將采集的瘤胃液用6層脫脂紗布過濾，量取500 mL的瘤胃液迅速加入到準(zhǔn)備好的2000 mL人工瘤胃營養(yǎng)液中 （瘤胃液與人工瘤胃營養(yǎng)液體積比為1：4），制成混合人工瘤胃培養(yǎng)液。整個過程的溫度保持在39.5℃，通入純CO2以保持厭氧環(huán)境（以刃天青變成無色來判斷），用磁力攪拌器攪拌以保持瘤胃液與培養(yǎng)液混合均勻。

1.3 常規(guī)養(yǎng)分的測定 按照常規(guī)方法測定飼料樣品中的干物質(zhì)（DM）、粗蛋白質(zhì)（CP）、粗纖維（CF）、粗脂肪（EE）、無氮浸出物（NFE）、中性洗滌纖維（NDF）、能量（E）和粗灰分（Ash）的含量。

1.4 體外瘤胃發(fā)酵試驗操作 稱取0.5 g底物置入150 mL厭氧發(fā)酵瓶中，置于39.5℃的培養(yǎng)箱中預(yù)熱，然后向厭氧發(fā)酵瓶中通入CO2以保證發(fā)酵瓶中為厭氧環(huán)境，最后用分液器（Eppendorf）向每個發(fā)酵瓶中加入60 mL人工瘤胃培養(yǎng)液。

1.5 干物質(zhì)降解率和揮發(fā)性脂肪酸測定 將發(fā)酵內(nèi)容物用紗布抽干置于鋁盒中，放入105℃烘箱烘8 h后稱重，用于測定干物質(zhì)降解率（DMD），DMD的計算參照 Zhang等（2019）的方法。

70 h體外發(fā)酵終止后，取2 mL發(fā)酵液，4℃、15000 r/min條件下離心10 min。取1.5 mL上清液于2 mL離心管中，加入0.15 mL 25%偏磷酸固定15 min，放置于-20℃保存。樣品在常溫條件下解凍，15000 r/min和4℃條件下再次離心10 min，取0.6 mL裝于測定瓶中，在氣相色譜儀測定發(fā)酵液樣品中揮發(fā)性脂肪酸各組分含量（Wang，2011）。

1.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計處理 應(yīng)用非線性軟件（NLREG）程序，按照Wang（2011）模型對體外瘤胃發(fā)酵產(chǎn)氣

曲線進行擬合，模型及相關(guān)參數(shù)的計算公式如下：

式中：GP為 t時刻的累積產(chǎn)氣量，mL/g；Vf為潛在最大產(chǎn)氣量，mL/g；k 為產(chǎn)氣速率，mL/h；b為形狀參數(shù)。

試驗數(shù)據(jù)用Excel初步記錄并做簡單處理，然后采用SPSS（21.0）軟件中一般線性模型（GLM）程序?qū)?shù)據(jù)進行方差（ANOVA）分析和Duncan’s多重比較。

2 結(jié)果

2.1 7種植物的常規(guī)養(yǎng)分測定結(jié)果 由表1可知，不同植物的粗蛋白質(zhì)含量為任豆葉＞桑樹葉＞菊苣＞葛藤＞桂牧一號＞高羊茅＞木豆。其中木豆、桂牧一號、高羊茅粗蛋白質(zhì)明顯低于其他植物。粗纖維含量為木豆＞桂牧一號＞高羊茅＞葛藤＞菊苣＞任豆葉＞桑樹葉。其中木豆、桂牧一號、高羊茅、葛藤的粗纖維含量明顯高于菊苣、任豆葉、桑樹葉，以桑樹葉為最低。木豆、任豆葉和葛藤的總能值高于桑樹葉、菊苣等，以菊苣為最低。

表1 七種植物營養(yǎng)成分含量

2.2 體外瘤胃發(fā)酵的產(chǎn)氣參數(shù) 由圖1和表2可知，最終累積總產(chǎn)氣量與所得參數(shù)的潛在最大產(chǎn)氣量（Vf）依次為高羊茅＞桑樹葉＞桂牧一號＞菊苣＞葛藤＞任豆葉＞木豆。形狀參數(shù)（b）由低到高依次為任豆葉＜木豆＜桑樹葉＜高羊茅＜葛藤＜桂牧一號＜菊苣。產(chǎn)氣速率為菊苣＞木豆＞桂牧一號＞桑樹葉＞葛藤＞高羊茅＞任豆葉。最終甲烷產(chǎn)量由高到低依次為高羊茅＞桑樹葉＞桂牧一號＞木豆＞葛藤＞任豆葉＞菊苣。

2.3 體外發(fā)酵干物質(zhì)消失率及發(fā)酵液中揮發(fā)性脂肪酸含量 由表3得知，發(fā)酵液中乙酸濃度為高羊茅＞菊苣＞桂牧一號＞桑樹葉＞任豆葉＞葛藤＞木豆。丁酸濃度為高羊茅＞木豆＞桑樹葉＞任豆葉＞葛藤＞桂牧一號＞菊苣；丙酸濃度依次為高羊茅＞桂牧一號＞任豆葉＞桑樹葉＞葛藤＞菊苣＞木豆；戊酸濃度依次為任豆葉＞桑樹葉＞桂牧一號＞高羊茅＞葛藤＞木豆＞菊苣。總揮發(fā)性脂肪酸濃度依次為高羊茅＞菊苣＞桂牧一號＞桑樹葉＞任豆葉＞葛藤＞木豆。干物質(zhì)消失率依次為桑樹葉＞菊苣＞高羊茅＞任豆葉＞桂牧一號＞葛藤＞木豆（39.11%），以桑樹葉最高，木豆最低，僅為桑樹葉的51.1%。

3 討論

飼料化學(xué)分析的方法將養(yǎng)分劃分為水分、粗蛋白質(zhì)、粗纖維、粗脂肪、粗灰分和無氮浸出物6大營養(yǎng)成分，然而不同植物品種所含養(yǎng)分存在明顯差異。本研究中七種飼料中木本科桑樹葉和任豆葉、菊科的菊苣、藤本科的葛藤粗蛋白質(zhì)含量均高于20%，其中任豆葉達31.2%，顯著高于其他禾本科植物，表明禾本科植物的蛋白質(zhì)營養(yǎng)價值低于其他科的植物；七種植物中以禾本科的高羊茅和桂牧一號纖維含量較高，桑葉和任豆葉的纖維含量較低，可見木本科植物的葉子可能對動物具有較好的消化特性，可作為動物良好的粗飼料來源。然而飼料常規(guī)養(yǎng)分中能被動物消化吸收的部分都是有營養(yǎng)價值的，禾本科植物雖然蛋白質(zhì)含量低、纖維含量高，但其長纖維一方面可刺激反芻，另一方面在瘤胃內(nèi)緩慢降解后，仍然能為動物提供養(yǎng)分（付霞杰等，2017）。因此，僅測定了飼料原料的化學(xué)養(yǎng)分，并不能代表其真正的營養(yǎng)價值。

表2 體外瘤胃發(fā)酵產(chǎn)氣公式與最大產(chǎn)氣量與甲烷產(chǎn)量比例參數(shù)

表3 發(fā)酵液中揮發(fā)性脂肪酸濃度和干物質(zhì)消失率

利用反芻動物瘤胃體外產(chǎn)氣方法對飼料進行體外發(fā)酵后，根據(jù)不同時間的累積產(chǎn)氣量可以反映飼料的降解程度，再結(jié)合原料化學(xué)成分的組成，其預(yù)測結(jié)果將更加準(zhǔn)確（Muetzel等，2011）。靳玲品（2013）研究發(fā)現(xiàn)，粗飼料體外最大產(chǎn)氣量與 ADL呈顯著負相關(guān)，與NDF和ADF的含量呈顯著正相關(guān)。從本試驗各種飼料體外發(fā)酵產(chǎn)氣量動態(tài)變化曲線來看，不同的飼料產(chǎn)氣量達到最高峰的時間不同，表明各飼料養(yǎng)分的快速降解部分含量不同。體外發(fā)酵產(chǎn)氣量是反映反芻動物飼料營養(yǎng)價值的一個很重要的指標(biāo)，本研究結(jié)果表明，7種植物的總產(chǎn)氣量以高羊茅為最高，其次為桑樹葉，木豆最低，而禾本科的桂牧一號與菊苣和葛藤相似，表明在實際動物瘤胃狀態(tài)下，如果瘤胃存留時間足夠長，高羊茅的營養(yǎng)價值較高，甚至高于桑葉等易消化飼料?？梢姺雌c動物除需要高蛋白的粗飼料外，長纖維的禾本科飼料若能刺激反芻，提高粗飼料的瘤胃存留時間，將提高纖維飼料的利用效率（武婷婷等，2017）。產(chǎn)氣速率可反映飼料在瘤胃內(nèi)的存留時間，也可反映粗飼料快速降解部分的含量，本試驗中產(chǎn)氣速率由高到低依次為菊苣、木豆、桂牧一號、桑樹葉、葛藤、高羊茅和任豆葉，表明菊苣最容易被降解，而高羊茅和任豆葉不容易被快速降解。瘤胃甲烷的產(chǎn)生會導(dǎo)致飼料能量的散失和溫室氣體的排放，本研究發(fā)現(xiàn)體外產(chǎn)氣量高的桑葉和高羊茅等植物甲烷產(chǎn)量也較高，與其他研究結(jié)果一致（付霞杰等，2017；林波等，2016）。 然而，菊苣作為一種產(chǎn)氣量高、易降解的飼料，其甲烷產(chǎn)量為七種飼料中最低，表現(xiàn)出與其他植物不同的趨勢，表明菊苣可抑制瘤胃發(fā)酵過程中甲烷的產(chǎn)生，可能是一種抑制瘤胃甲烷的良好飼料來源。

反芻動物瘤胃內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定是保證反芻動物對營養(yǎng)物質(zhì)正常消化利用的前提，而內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定取決于揮發(fā)性脂肪酸的濃度。瘤胃VFA是反芻動物主要的能量來源，因此VFA的產(chǎn)量及其比例可顯著影響反芻動物生產(chǎn)能力（楊云燕等，2018）。本研究中，各植物發(fā)酵液中的總揮發(fā)性脂肪產(chǎn)量以高羊茅為最高，木豆為最低，與體外總產(chǎn)氣量一致，表明體外飼料的消化率與發(fā)酵液中VFA產(chǎn)量呈正相關(guān)關(guān)系，與其他研究結(jié)果一致。然而，真正反映體外飼料降解率的指標(biāo)為體外干物質(zhì)消失率，產(chǎn)氣量和總VFA產(chǎn)量受飼料中養(yǎng)分組成的影響較大，本研究中高蛋白飼料諸如桑葉和菊苣的產(chǎn)氣量不高，但72 h的體外干物質(zhì)消失率較高，其原因與粗蛋白質(zhì)在發(fā)酵液中的產(chǎn)氣量較低有關(guān)（李建國等，1998）。此外，本研究中高羊茅產(chǎn)氣量和體外干物質(zhì)消失率均為各飼料最高，顯著高于同為禾本科的桂牧一號，可見雖然高羊茅養(yǎng)分中NDF含量較高，但其大部分均為瘤胃可降解NDF，因此高羊茅為一種較為優(yōu)質(zhì)的禾本科牧草。

4 結(jié)論

本試驗結(jié)果表明，木本科的桑葉和任豆葉、藤本科的葛藤和菊科的菊苣粗蛋白質(zhì)含量均在20%以上，且體外消化率均較高，菊苣還有抑制瘤胃甲烷產(chǎn)生的作用；豆科的木豆粗蛋白質(zhì)含量和體外消化率均較低，表明其營養(yǎng)價值較低；禾本科的高羊茅產(chǎn)氣量和體外消化率為7種飼料中最高，并且可消化NDF含量高，是一種優(yōu)質(zhì)的牧草。