劉笑梅 ,郝小燕,張宏祥,項(xiàng)斌偉,張文佳,張春香,張建新*
(1.山西農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院,山西太谷 030801;2.山西祥和嶺上農(nóng)牧開發(fā)有限公司,山西右玉 037200;3.山西省右玉縣畜牧局,山西右玉 037200)
我國牧場(chǎng)面積遼闊,粗飼料資源豐富,粗飼料是反芻家畜飼料中的必要部分,有效利用不同種類的牧草資源是減少人畜爭(zhēng)糧問題的有效途徑之一[1]。豆角是人類馴化最早、栽培最普遍的豆類作物之一,其含有人體所需的多種維生素、礦物質(zhì)及豐富的碳水化合物和蛋白質(zhì)[2]。紅薯是我國廣泛栽培的四大農(nóng)作物之一,種植面積達(dá)7.33×1011m2,年產(chǎn)量居世界第一[3]。紅薯葉中含有豐富的纖維素、糖類、果膠、維生素等營養(yǎng)成分,還含有多糖、綠原酸和黃酮類化合物等生物活性成分,可以提高機(jī)體抗病能力[4]。檸條草適應(yīng)性強(qiáng),具有抗旱、抗熱、抗寒和耐鹽堿性的特點(diǎn)[5],山西省內(nèi)右玉縣居多。檸條枝葉含有豐富的氮、磷、鉀等其他微量元素,有一定的飼用價(jià)值,被牛羊所喜愛。牛筋草在中國分布范圍極廣,以黃河流域、長江流域及長江以南地區(qū)發(fā)生較多[6]。目前關(guān)于以上4 種粗飼料在家畜生產(chǎn)上的應(yīng)用研究相對(duì)較少,如果可以將以上粗飼料應(yīng)用于畜禽生產(chǎn)中會(huì)有一定意義。因此,本試驗(yàn)旨在研究豆角葉、紅薯葉、檸條草、牛筋草的營養(yǎng)價(jià)值及其瘤胃降解特性的差異,為4 種粗飼料在肉羊生產(chǎn)上的應(yīng)用提供理論依據(jù)。
1.1 試驗(yàn)材料 檸條草采自山西省右玉縣,成熟收割后將其自然風(fēng)干。牛筋草、豆角葉、紅薯葉均采自山西省方山縣,采摘于2019 年9 月,其中牛筋草是整株采摘,自然風(fēng)干;豆角葉、紅薯葉采摘新鮮嫩綠葉子,將其自然風(fēng)干。將上述4 種樣品置于65℃烘箱中烘2 d,回潮1 d,制成風(fēng)干樣品,粉碎機(jī)粉碎,一部分通過1 mm 的孔篩,用于常規(guī)營養(yǎng)成分的測(cè)定;其余部分通過2 mm的孔篩,用于瘤胃降解率試驗(yàn),將制備好的樣品保存好備用。
1.2 試驗(yàn)動(dòng)物及飼養(yǎng)管理 試驗(yàn)于2019 年9 月—10 月在山西農(nóng)業(yè)大學(xué)國家肉羊產(chǎn)業(yè)體系試驗(yàn)基地完成。選用3 只健康、1.5 歲左右、體重(50.0±1.5)kg 且裝有永久瘤胃瘺管的杜× 寒雜交F1代成年肉用綿羊,單欄飼養(yǎng)。預(yù)試期7 d,正試期18 d,日糧精粗比5:5,按維持需要的1.3 倍進(jìn)行飼喂,在每日的08:00 和18:00 分別飼喂1 次,自由飲水。試驗(yàn)基礎(chǔ)日糧組成及營養(yǎng)成分見表1。
表1 基礎(chǔ)飼糧組成與營養(yǎng)成分(風(fēng)干基礎(chǔ)) %
1.3 尼龍袋試驗(yàn) 選用孔徑為50 μm、10 cm×6 cm 的尼龍袋,尼龍袋在使用前需要在瘤胃中進(jìn)行平衡處理,將在瘤胃內(nèi)處理好的尼龍袋取出后反復(fù)沖洗干凈,于65℃烘箱中烘2 d,并回潮1 d,稱重。準(zhǔn)確稱取4 g 待測(cè)飼料樣品轉(zhuǎn)移至尼龍袋底部,棉線固定在半塑料軟管上。尼龍袋在瘤胃瘺管中的消化時(shí)間分別為0、6、12、24、48、72 h,每個(gè)時(shí)間點(diǎn)每種樣品設(shè)置3 個(gè)重復(fù),每個(gè)重復(fù)又設(shè)置2 個(gè)平行樣,空白組設(shè)置6 個(gè)重復(fù)??瞻捉M用來校正飼料樣品中細(xì)小顆粒從尼龍袋中直接逃逸而非瘤胃降解的部分。
18:00 飼喂1 h 后,將尼龍袋投放在羊的瘤胃腹囊。按照尼龍袋的培養(yǎng)時(shí)間,采用在不同時(shí)間點(diǎn)放袋,同一時(shí)間點(diǎn)取袋的方法。取出尼龍袋后,同空白組一起用冷水快速浸泡,使瘤胃反應(yīng)立即結(jié)束,低轉(zhuǎn)速洗衣機(jī)沖洗,直至水變澄清。清洗后的尼龍袋及殘余物放置在65℃烘箱中烘2 d,并回潮1 d,剪掉棉線稱重,分組后將殘余物放置于自封袋保存。
1.4 測(cè)定指標(biāo)及分析方法
1.4.1 常規(guī)養(yǎng)分測(cè)定 樣品干物質(zhì)(DM)、粗灰分(Ash)、粗脂肪(EE)、粗蛋白質(zhì)(CP)含量按照參照張麗英[7]方法測(cè)定;采用AOAC 法[8]測(cè)定待測(cè)飼料的粗纖維(CF)含量;采用Van Soest 法[9]測(cè)定待測(cè)飼料的中性洗滌纖維(NDF)、酸性洗滌纖維(ADF)、木質(zhì)素(ADL)含量;采用原子吸收法[10]檢測(cè)待測(cè)飼料的鈣(Ca)含量:采用釩鉬黃比色法[11]檢測(cè)待測(cè)飼料的磷(P)含量。
1.4.2 4 種粗飼料能量價(jià)值的估算 采用綿羊能量價(jià)值的預(yù)測(cè)方程[12]對(duì)4 種粗飼料中的消化能(DE)、代謝能(ME)、增重凈能(NEg)等指標(biāo)進(jìn)行估算。預(yù)測(cè)模型:
1.4.3 瘤胃降解率與降解參數(shù)計(jì)算 參考瘤胃動(dòng)態(tài)降解率參數(shù)評(píng)定方法[13]計(jì)算4 種粗飼料的DM、CP、NDF和ADF 的瘤胃降解率和降解參數(shù)。
式中,A 為某養(yǎng)分瘤胃某時(shí)間的消失率;B 為某養(yǎng)分含量;C 為殘余物中某養(yǎng)分含量。
式中,P 是待測(cè)飼料在t 時(shí)刻的瘤胃消失率(%);a 為快速降解部分(%);b 為慢速降解部分(%);c 是b的降解速率(%/h);t 是待測(cè)樣品在瘤胃內(nèi)停留的時(shí)間(h)。
式中,k 是待測(cè)樣品的瘤胃外流速率,其值為0.031 %/h[15]。
1.5 統(tǒng)計(jì)分析 采用Excel 2007 軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行初步整理,用SPSS 22.0 對(duì)各養(yǎng)分的有效降解率進(jìn)行單因素方差分析和Duncan's 多重比較檢驗(yàn),數(shù)據(jù)以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示,P<0.05 表示差異顯著。
2.1 4 種粗飼料的常規(guī)營養(yǎng)成分 由表2 可見,紅薯葉的DM、Ash、CP、EE 均高于其他3 種粗飼料(P<0.05)。檸條草的NDF、ADL 含量最高,紅薯葉的NDF 含量最低。ADF 含量從高到低依次為檸條草>紅薯葉>牛筋草>豆角葉。檸條草的CF 含量最高,其次為牛筋草,豆角葉和紅薯葉的CF 含量最低(P<0.05)。Ca 含量最高的為豆角葉(P<0.05),P 含量最高的為紅薯葉(P<0.05)。
表2 4 種粗飼料的營養(yǎng)成分(風(fēng)干基礎(chǔ)) %
2.2 4 種粗飼料的能量價(jià)值 由表3 可見,豆角葉和牛筋草的DE、ME 和NEg 均高于其他2 種粗飼料(P<0.05),紅薯葉次之,檸條草最低。檸條草的能量價(jià)值最低。
表3 4 種粗飼料的能量價(jià)值(風(fēng)干基礎(chǔ)) MJ/kg
2.3 4 種粗飼料營養(yǎng)成分的瘤胃降解特性
2.3.1 4 種粗飼料的DM 瘤胃降解特性 由表4 可知,隨著粗飼料在瘤胃保留時(shí)間的增加,4 種粗飼料的DM瘤胃降解率也增加;檸條草各個(gè)時(shí)間點(diǎn)的DM 瘤胃降解率均低于其他3 種粗飼料(P<0.05),豆角葉的DM 瘤胃降解率在前4 個(gè)時(shí)間點(diǎn)均高于其他3 種粗飼料(P<0.05),紅薯葉DM 降解率在72 h 時(shí)高于其他3種粗飼料(P<0.05);豆角葉和牛筋草的a 值高于其他2 種粗飼料(P<0.05);紅薯葉的b 值高于其他3 種粗飼料,高達(dá)77.85%(P<0.05);ED 由大到小排序依次是豆角葉、牛筋草、紅薯葉、檸條草(P<0.05)。
2.3.2 4 種粗飼料的CP 瘤胃降解特性 由表5 可知,隨著4 種粗飼料在肉羊瘤胃里保留時(shí)間的增加,CP 的瘤胃降解率逐漸增加。在6、12 h 時(shí),牛筋草的CP瘤胃降解率最高,豆角葉次之,紅薯葉和檸條草最低(P<0.05)。在24、48、72 h 時(shí),豆角葉的CP 瘤胃降解率高于其他粗飼料(P<0.05)。與其他3 種粗飼料相比,a 值最高的為牛筋草,b 值最高的為紅薯葉(P<0.05)。ED 由大到小排序?yàn)槎菇侨~、牛筋草、紅薯葉、檸條草(P<0.05)。
表4 4 種粗飼料DM 瘤胃降解率和降解參數(shù)
表5 4 種粗飼料CP 瘤胃降解率和降解參數(shù)
2.3.3 4 種粗飼料的NDF 瘤胃降解特性 由表6 可知,隨著4 種樣品在肉羊瘤胃內(nèi)保留時(shí)間的增加,NDF 的瘤胃降解率也逐漸增加。在6、12、24 h 時(shí),豆角葉的NDF 降解率高于其他3 種粗飼料(P<0.05),檸條草的NDF 降解率低于其他3 種粗飼料(P<0.05)。在48、72 h 時(shí),NDF 降解率由大到小為豆角葉、紅薯葉、牛筋草、檸條草(P<0.05)。牛筋草a 值高于其他3 種粗飼料(P<0.05),紅薯葉b 值高于其他3 種粗飼料(P<0.05)。ED 由大到小排序依次是紅薯葉、豆角葉、牛筋草、檸條草(P<0.05)。
2.3.4 4 種粗飼料的ADF 瘤胃降解特性 由表7 可知,隨著4 種樣品在肉羊瘤胃內(nèi)保留時(shí)間的增加,ADF 的瘤胃降解率也逐漸增加。在6 h 時(shí),ADF 瘤胃降解率最高的為牛筋草,最低的為檸條草(P<0.05)。在12、24 h 時(shí),豆角葉的ADF 降解率高于其他3 種粗飼料(P<0.05)。在48、72 h 時(shí),ADF 瘤胃降解率由高到低依次是紅薯葉、豆角葉、牛筋草、檸條草(P<0.05)。牛筋草a 值高于其他粗飼料(P<0.05),紅薯葉b 值高于其他粗飼料(P<0.05)。ED 由大到小排序依次是紅薯葉、豆角葉、牛筋草、檸條草(P<0.05)。
表6 4 種粗飼料NDF 瘤胃降解率和降解參數(shù)
表7 4 種粗飼料ADF 瘤胃降解率和降解參數(shù)
3.1 4 種粗飼料的營養(yǎng)成分和能量價(jià)值 不同樣品的營養(yǎng)成分和能量價(jià)值都不相同。本試驗(yàn)中,豆角葉、紅薯葉的CP 含量高達(dá)23.99%、28.90%,是檸條草的2 倍多,為蛋白質(zhì)含量比較高的原料,這與于勝晨等[16]的結(jié)果差異較大,原因可能是本試驗(yàn)主要原料是葉子,而不是藤蔓,且可能與樣品采集時(shí)間不同有關(guān)。本研究表明,豆角葉、紅薯葉的CP 含量較高,EE 含量也很高,可以提供較高的能量,NDF、ADF 含量都比較適中,屬于優(yōu)良的粗飼料。檸條草CF 含量最高,可以滿足反芻動(dòng)物的需要,增強(qiáng)消化道黏膜作用,促進(jìn)瘤胃正常運(yùn)作[17]。鄭瑋才等[18]研究表明,在確定飼料應(yīng)用于動(dòng)物的潛在價(jià)值時(shí),ME 比DE 更為精確。本試驗(yàn)中,豆角葉和牛筋草的ME 最高,紅薯葉次之,檸條草最低,且能量價(jià)值回歸預(yù)測(cè)能量價(jià)值的方程中的能量與飼料成分中的NDF、CP 值呈負(fù)相關(guān),這與袁翠林等[19]研究結(jié)果一致。
3.2 4 種粗飼料營養(yǎng)成分的瘤胃降解特性
3.2.1 4 種粗飼料的DM 瘤胃降解特性 粗飼料DM 瘤胃降解率是影響反芻動(dòng)物干物質(zhì)采食量的一個(gè)重要因素[20],可以反映飼料在瘤胃中能被消化的難易程度。隨著飼料在瘤胃內(nèi)保留時(shí)間的增加,DM 瘤胃降解率逐漸增加,但因飼料不同其幅度也會(huì)不同,這與夏科等[21]的研究結(jié)果一致。本試驗(yàn)中,豆角葉DM 瘤胃降解率在48 h之前都高于紅薯葉,在72 h 時(shí)紅薯葉高于豆角葉,這與于勝晨等[16]的研究結(jié)果略有不同,可能原因是本試驗(yàn)所用飼料配方不同,而且可能受樣品來源、采樣季節(jié)影響。有研究表明,飼料自身纖維物質(zhì)含量過高會(huì)降低飼料DM 的瘤胃降解率[22]。本試驗(yàn)中檸條草各個(gè)時(shí)間點(diǎn)的DM 瘤胃降解率均最低,可能受其自身纖維物質(zhì)含量過高的影響。有研究發(fā)現(xiàn),粗飼料的DM 瘤胃降解率與飼料自身CP 含量呈正相關(guān),與NDF 含量呈負(fù)相關(guān)[23],這與本試驗(yàn)中各樣品的DM 瘤胃降解率相符。
3.2.2 4 種粗飼料的CP 瘤胃降解特性 飼料CP 瘤胃降解率受飼料自身CP 的組成、真蛋白質(zhì)和非蛋白氮(NPN)的含量、蛋白質(zhì)的物理、化學(xué)特性、細(xì)胞壁的阻礙程度等多重因素影響[24]。有研究表明,發(fā)酵的難易程度及飼料在瘤胃內(nèi)的保留時(shí)間為飼料CP 瘤胃降解的主要影響因素。也有研究表明,粗飼料自身的細(xì)胞壁的纖維結(jié)構(gòu)會(huì)影響蛋白質(zhì)的降解,導(dǎo)致飼料自身CP 含量的高低與其在瘤胃中的CP 降解率存有差異[25]。本試驗(yàn)中牛筋草的CP 含量雖低于紅薯葉,但其CP 瘤胃降解率高于紅薯葉,這主要是受飼料自身細(xì)胞壁的纖維結(jié)構(gòu)影響。本試驗(yàn)中4 種樣品的CP 含量有所不同,不同時(shí)間點(diǎn)的降解程度也不一樣,豆角葉、牛筋草在各個(gè)時(shí)間點(diǎn)的CP 降解率都居高,且有效降解率也居高,表明豆角葉、牛筋草CP 易消化、容易被降解。檸條草所有時(shí)間點(diǎn)的CP 降解率都最低,說明檸條草可降解部分少。紅薯葉的有效降解率比豆角葉低,可能是因?yàn)榧t薯葉內(nèi)有抗?fàn)I養(yǎng)因子。
3.2.3 4 種粗飼料的ADF 和NDF 瘤胃降解特性 飼料中的纖維物質(zhì)含量及組成是影響反芻動(dòng)物瘤胃內(nèi)環(huán)境的重要因素之一,NDF 和ADF 的瘤胃降解率是評(píng)價(jià)粗飼料營養(yǎng)價(jià)值的重要指標(biāo)[26],飼料中NDF 含量及其組成會(huì)直接影響NDF 的瘤胃降解率,這就導(dǎo)致不同的飼料其瘤胃有效降解率不同。反芻動(dòng)物體的瘤胃內(nèi)富含纖維分解菌,能夠用于分解飼料中的纖維素,并且為動(dòng)物提供能量[27]。有研究表明,飼料中NDF 含量越高,其NDF 瘤胃降解率越低[20]。本試驗(yàn)中,雖然豆角葉、紅薯葉的NDF、ADF 含量都比較低,但它們NDF 和ADF 的有效降解率都最高,這說明2 種粗飼料的CF 都易降解。雖然檸條草NDF、ADF 和CF 的含量都比較高,但其有效降解成分最少,其NDF、ADF 降解率都最低,主要因?yàn)闄帡l是一種高木質(zhì)素和難降解纖維物質(zhì)[28],從而導(dǎo)致檸條草的消化率與利用率均不高,這與田樹飛[29]的研究結(jié)論一致。
本試驗(yàn)中4 種粗飼料的營養(yǎng)成分、能量價(jià)值、瘤胃降解特性都有很大差異。豆角葉、紅薯葉CP 含量高,可以為反芻動(dòng)物提供一定CP;檸條草和牛筋草中的NDF、ADF、ADL、CF 含量較高,可滿足反芻動(dòng)物對(duì)粗纖維的需求。因此,4 種粗飼料均可以作為肉羊的粗飼料來源;從瘤胃降解特性方面看,豆角葉和紅薯葉的飼用價(jià)值最高,其次是牛筋草,檸條草最低。