田光元，郝小燕，焦 帥，武喜明，耿海霞，張洪亮，張建新*

（1.山西農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科學(xué)學(xué)院，山西晉中 030801；2.山西安弘檢測技術(shù)有限公司，山西太原 030000）

發(fā)展以草食牲畜為主的節(jié)糧型畜牧業(yè)是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的重要組成部分，但我國目前優(yōu)質(zhì)牧草資源匱乏，因此積極開發(fā)非常規(guī)飼料資源對畜牧業(yè)發(fā)展有重要意義。

黃花菜（）為萱草屬多年生草本植物，又名金針菜、忘憂草。黃花菜秸稈是收獲黃花后剩余的莖稈部分，具有纖維含量高、蛋白含量較低的特點(diǎn)。目前已經(jīng)從黃花菜秸稈中分離并鑒定出黃酮類、蒽醌類、生物堿、萜類、三萜及其苷類、咖啡?？鼘幩嵫苌锏榷喾N類型的化合物，具有抗氧化、抗抑郁、抗菌殺蟲等生物活性。但黃花菜中含有一種名為秋水仙堿的物質(zhì)，可能會對畜禽健康產(chǎn)生不良影響。近年來，僅見黃花菜中秋水仙堿存在新鮮黃花菜的花蕾中的報道，而秸稈中秋水仙堿的含量及其對動物的影響尚且未知。趙正偉等用黃花菜秸稈與玉米秸稈和檸條粉按不同比例混貯后測定其揮發(fā)性脂肪酸含量，發(fā)現(xiàn)黃花菜秸稈與檸條粉按2:8 混貯后效果最好，但未報道其秋水仙堿含量。如果可以將黃花菜秸稈開發(fā)為飼料資源，不僅可以解決田間秸稈堆集造成資源利用率低和秸稈焚燒造成的環(huán)境污染等問題，也可以緩解反芻動物粗飼料短缺。因此，本試驗(yàn)擬通過飼料常規(guī)營養(yǎng)成分、尼龍袋法和體外產(chǎn)氣法綜合評定黃花菜秸稈的營養(yǎng)價值，為黃花菜秸稈在畜禽生產(chǎn)中的應(yīng)用提供理論科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)動物與試驗(yàn)材料 選取12 只1.5 歲左右健康、體況良好且體重（50.00±3.5 ）kg 的安裝永久性瘤胃瘺管的杜×寒雜交F代肉用羯羊?yàn)樵囼?yàn)動物。黃花菜秸稈采自山西省大同市，大豆秸稈、小麥秸稈采自山西省沁水縣，玉米秸稈采自山西省太谷縣。采集后的樣品放于65℃烘箱中烘干48 h，回潮24 h，粉碎后過40 目篩制成風(fēng)干樣品，置于自封袋中保存。

1.2 基礎(chǔ)飼糧與飼養(yǎng)管理 試驗(yàn)羊單欄飼養(yǎng)，基礎(chǔ)飼糧參考美國NRC（2007）綿羊營養(yǎng)需要配制，精粗比為40:60，按維持需要的1.3 倍進(jìn)行飼喂，在每日08:00 和18:00 各飼喂1 次，自由飲水。試驗(yàn)基礎(chǔ)飼糧組成及營養(yǎng)成分見表1。

表1 基礎(chǔ)飼糧組成及營養(yǎng)成分（風(fēng)干基礎(chǔ)）

1.3 營養(yǎng)成分分析及秋水仙堿測定 樣品干物質(zhì)（DM）和粗灰分（Ash）參考AOAC（2012）方法測定，粗蛋白質(zhì)（CP）含量采用凱氏定氮法測定，粗脂肪（EE）含量采用索氏提取法測定，中性洗滌纖維（NDF）和酸性洗滌纖維（ADF）含量參照Van Soest 等的方法。采用高錳酸鉀法測定樣品中的鈣（Ca）含量，采用釩鉬黃比色法測定飼糧中的磷（P）含量。每個樣品每個指標(biāo)重復(fù)測量3 次。秋水仙堿委托青島億信檢測技術(shù)服務(wù)有限公司檢測，采用液相色譜質(zhì)譜法檢測。

1.4 尼龍袋法測定瘤胃降解率 采用孔徑為50 μm、面積為10 cm ×8 cm 的尼龍袋，經(jīng)自來水洗干凈后編號，放于65℃ 烘箱中恒溫48 h，回潮24 h，記錄尼龍袋重量。準(zhǔn)確稱取5.00 g 待測樣品至尼龍袋中，然后將尼龍袋固定在橡膠軟管上，晨飼前將尼龍袋置于試驗(yàn)羊瘤胃中分別培養(yǎng)0、6、12、24、36、48、72 h，每個樣品的每個時間點(diǎn)設(shè)置3 個重復(fù)，每個重復(fù)設(shè)置2 個平行。培養(yǎng)結(jié)束后立即將尼龍袋取出并用自來水沖洗至水澄清為止。將清洗后的尼龍袋在65℃烘箱中恒溫48 h，回潮24 h，稱重后將尼龍袋中殘?jiān)盅b，測定DM、CP、NDF 和ADF 含量。

不同時間點(diǎn)（t）瘤胃尼龍袋中營養(yǎng)物質(zhì)消失率（dP）的計算：

dP=（放入袋內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)量-袋中殘?jiān)鼱I養(yǎng)物質(zhì)量）/放入袋內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)量×100%

瘤胃降解參數(shù)參照?rskov 等提出的指數(shù)模型：

式中，P 為t 時間點(diǎn)飼料某一營養(yǎng)成分的瘤胃降解率（%）；a 為快速降解部分；b 為慢速降解部分；c 為b的降解速率。

式中，k 為待測飼料的瘤胃外流速率，本試驗(yàn)取值3.1%/h。

1.5 體外產(chǎn)氣法

1.5.1 試驗(yàn)設(shè)備與儀器 DHP-9162 型恒溫培養(yǎng)箱（上海華聯(lián)醫(yī)療器械有限公司）、玻璃注射器（德國 Harberle公司）、分液裝置（德國 Poulten and Graf GmbH）、瘤胃液分裝瓶和培養(yǎng)液分裝槽（北京正方興達(dá)科技發(fā)展公司）等。

1.5.2 發(fā)酵底物的準(zhǔn)備 黃花菜秸稈與玉米秸稈按0:100（對照組）、25:75、50:50、75:25 和100:0 的比例進(jìn)行組合，過40 目篩，作發(fā)酵底物。準(zhǔn)確稱量各組發(fā)酵底物200 mg，裝入已經(jīng)標(biāo)號的尼龍小袋中，用封口機(jī)封口，每組6 個重復(fù)，并做3 個空白。將各組尼龍小袋放入已經(jīng)烘干的玻璃注射器中，39℃預(yù)熱備用。

1.5.3 瘤胃液的采集 晨飼前采集3 只瘺管羊瘤胃液，用4 層紗布過濾后混合，置于39℃預(yù)熱且通入CO的保暖瓶中備用。

1.5.4 體外培養(yǎng) 將人工唾液與瘤胃液濾液以1:2 的體積比例混合在已經(jīng)預(yù)熱的培養(yǎng)液分裝罐中，持續(xù)通入CO并用磁力攪拌器攪拌混勻。將培養(yǎng)液分裝于已經(jīng)預(yù)熱的玻璃注射器中，并記錄注射器刻度線讀數(shù)。同一時間放入39℃恒溫振蕩水浴培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，并記錄時間。

1.6 樣品采集與指標(biāo)測定 分別在發(fā)酵0、3、6、9、12、18、24、36、48 h 時記錄刻度線讀數(shù)，用于計算產(chǎn)氣量和產(chǎn)氣參數(shù)。

凈產(chǎn)氣量（mL）=某一時間段產(chǎn)氣量（mL）-對應(yīng)時間段3 支空白管產(chǎn)氣量（mL）

采用動態(tài)發(fā)酵參數(shù)模型估算產(chǎn)氣參數(shù)：

式中，GP 為t 時間點(diǎn)累積產(chǎn)氣量（mL）；a+b 為潛在產(chǎn)氣量（mL）；c 為產(chǎn)氣速率（%）。

刻度線超過80 mL 時用收氣袋收氣用于測定甲烷（CH）濃度。48 h 后，立即將玻璃注射器置于冷水中終止發(fā)酵。將培養(yǎng)液分裝于50 mL 離心管中并立即測定其pH，pH 測定完后將培養(yǎng)液分裝到2 mL 離心管中用于測定其他指標(biāo)。

利用氣相色譜儀（Agilent 7890B，美國）測定CH濃度；參照Wang 等的方法，利用氣相色譜儀測定揮發(fā)性脂肪酸（VFA）含量；氨態(tài)氮（NH-N）濃度采用亞硝基鐵氰化鈉-次氯酸鈉法測定；微生物蛋白（MCP）濃度采用比色法測定。

1.7 統(tǒng)計分析 試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2007 進(jìn)行初步整理，并用SPSS 22.0 統(tǒng)計軟件進(jìn)行單因素方差分析（One-Way ANOVA)，＜0.05 為差異顯著。體外發(fā)酵指標(biāo)進(jìn)行線性和二次回歸分析。

2 結(jié)果

2.1 黃花菜秸稈與其他3 種常用秸稈的營養(yǎng)價值分析由表2 可知，黃花菜秸稈中含秋水仙堿5.6 μg/kg。黃花菜秸稈的DM 含量低于玉米秸桿（＜0.05），高于其他2 種秸稈（＜0.05）；黃花菜秸稈的CP 含量與小麥秸稈差異不顯著，低于大豆秸稈和玉米秸稈（＜0.05）；黃花菜秸稈的EE 含量高于其他3 種秸稈（＜0.05），NDF 含量低于小麥秸稈和玉米秸稈（＜0.05），ADF含量與大豆秸稈和玉米秸稈無顯著差異，但高于小麥秸稈（＜0.05）。

表2 黃花菜秸稈和其他3 種常用秸稈的營養(yǎng)價值分析（風(fēng)干基礎(chǔ)） %

2.2 黃花菜秸稈與其他3 種常用秸稈的瘤胃降解參數(shù)分析 由表3 可知，黃花菜秸稈DM 的a 和b 值均高于小麥秸稈（＜0.05），DM 的a 值低于大豆秸稈（＜0.05），b 值與大豆秸稈差異不顯著；DM 的ED 與小麥秸稈差異不顯著，高于玉米秸稈（＜0.05）。黃花菜秸稈NDF 的a 值高于小麥秸稈和玉米秸稈（＜0.05），低于大豆秸稈（＜0.05），b 值低于其他3 種秸稈（＜0.05）；NDF 的ED 低于大豆秸稈和玉米秸稈（＜0.05），與小麥秸稈差異不顯著。黃花菜秸稈ADF 的a 值高于玉米秸稈（＜0.05），低于大豆秸稈（＜0.05），與小麥秸稈差異不顯著，b 值和ED 均低于其他3 種秸稈（＜0.05）。黃花菜秸稈CP 的a 值低于其他3 種秸稈（＜0.05），b 值與大豆秸稈和玉米秸稈差異不顯著，但高于小麥秸稈（＜0.05）；ED 高于小麥秸稈（＜0.05），低于其他2 種秸稈（＜0.05）。

表3 黃花菜秸稈與其他三種常用秸稈的瘤胃降解參數(shù)分析

2.3 不同比例黃花菜秸稈對體外產(chǎn)氣量的影響 由表4可知，25:75 和50:50 組各個時間點(diǎn)產(chǎn)氣量均高于對照組（＜0.05），50:50 組各個時間產(chǎn)氣量高于25:75 組（＜0.05）；75:25 組在4、8、12 h 產(chǎn)氣量高于對照組（＜0.05），其他時間差異不顯著。100:0 組各個時間點(diǎn)與對照組差異不顯著。各個時間點(diǎn)產(chǎn)氣量和潛在產(chǎn)氣量隨著黃花菜秸稈比例的增加呈先升高后降低的二次方效應(yīng)（＜0.05）。各組間產(chǎn)氣速率無顯著差異。

表4 不同比例黃花菜秸稈對體外產(chǎn)氣量和產(chǎn)氣參數(shù)的影響

2.4 不同比例黃花菜秸稈對體外發(fā)酵參數(shù)和VFA 的影響由表5 可知，發(fā)酵液pH 隨黃花菜秸稈比例的增加呈二次方變化，但各組間差異不顯著。發(fā)酵液NH-N 濃度隨黃花菜秸稈比例的增加呈線性降低（＜0.05）。各組間MCP 濃度和CH濃度均無顯著差異。

表5 不同比例黃花菜秸稈對體外瘤胃發(fā)酵參數(shù)的影響

由表6 可知，各組之間VFA 相關(guān)指標(biāo)均無顯著差異。

表6 添加不同比例黃花菜秸稈對VFA 濃度的影響 mmol/L

3 討 論

3.1 黃花菜秸稈的營養(yǎng)成分及瘤胃降解特性 不同粗飼料的營養(yǎng)價值各有差異。本試驗(yàn)中，黃花菜秸稈DM含量（93.12%）較高，CP 含量（3.14%）較低，與小麥秸稈差異不顯著，NDF 和ADF 含量（62.3% 和41.73%）與玉米秸稈和小麥秸稈相差不大，EE 含量（2.58%）較高。較高的纖維可以促進(jìn)反芻動物胃腸蠕動，提高飼糧的飼用價值，但是由于其蛋白含量較低，在飼喂時應(yīng)該搭配蛋白含量較高的原料組合使用。

DM 降解率是衡量反芻動物干物質(zhì)采食量和降解難易程度的重要指標(biāo)。本試驗(yàn)中黃花菜秸稈DM 降解率顯著高于小麥秸稈和玉米秸稈，說明黃花菜秸稈的飼用價值高于這兩種常用秸稈。NDF 和ADF 有效降解率是衡量反芻動物粗飼料營養(yǎng)價值的重要指標(biāo)。有研究表明，NDF 含量越高，其瘤胃降解率越低。本試驗(yàn)中，黃花菜秸稈的NDF 含量低于小麥秸稈和玉米秸稈，其有效降解率皆為最小，但與小麥秸稈和玉米秸稈相差不大。秸稈的自身結(jié)構(gòu)特性及其在瘤胃中的滯留時間決定了其CP 在反芻動物瘤胃中的降解程度，如自身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)等因素。張暄梓等研究表明，CP 的b 值和ED 更能反映飼料的營養(yǎng)價值。本試驗(yàn)中，黃花菜秸稈b 值與玉米秸稈差異不顯著，顯著高于小麥秸稈，ED 顯著高于小麥秸稈，說明黃花菜秸稈的CP易于被微生物利用。

黃花菜秸稈中的秋水仙堿是一種有機(jī)胺類生物堿，其在醫(yī)學(xué)上主要用于治療痛風(fēng)。秋水仙堿能夠與細(xì)胞微管蛋白亞單位結(jié)合，阻止微管蛋白的形成，抑制細(xì)胞分裂。秋水仙堿也可以抑制大腸桿菌以及金黃色葡萄球菌的生長。但是過量的秋水仙堿具有一定毒性，在體內(nèi)易被代謝成二秋水仙堿，從而抑制造血細(xì)胞。有關(guān)秋水仙堿在動物中的研究鮮有報道。但有研究表明，秋水仙堿在人體的最低致死量為7～26 mg。本試驗(yàn)測定黃花菜秸稈中秋水仙堿含量為5.6 μg/kg。即使飼料中粗飼料全部采用黃花菜秸稈，其秋水仙堿水平對動物造成毒副作用的可能性極小，但還有待于在動物試驗(yàn)中驗(yàn)證。

3.2 黃花菜秸稈的瘤胃發(fā)酵特性 體外產(chǎn)氣量可以反映飼糧在瘤胃中的發(fā)酵程度，產(chǎn)氣量越高說明飼糧在瘤胃液中越容易被微生物利用。體外發(fā)酵產(chǎn)生的氣體主要來源于發(fā)酵底物中的碳水化合物和CP。黃花菜秸稈與玉米秸稈組合后其結(jié)構(gòu)性碳水化合物、非結(jié)構(gòu)性碳水化合物以及CP 的比例有所不同，導(dǎo)致產(chǎn)氣量各有差異。有研究表明，當(dāng)優(yōu)質(zhì)粗飼料和低質(zhì)粗飼料組合時，瘤胃液中的微生物會優(yōu)先降解易消化的纖維，從而提高低質(zhì)粗飼料的降解率，提高產(chǎn)氣量。本試驗(yàn)中，25:75和50:50 組各個時間點(diǎn)產(chǎn)氣量均顯著高于對照組，且50:50 組高于25:75 組，根據(jù)二次線性分析，組合比例在50:50 時發(fā)酵效果最好。

瘤胃液pH 也是衡量瘤胃發(fā)酵的重要指標(biāo)，且pH在6.2～6.8 時，最適宜瘤胃微生物的生長。本試驗(yàn)各組之間pH 都在適合的范圍內(nèi)，說明添加黃花菜秸稈不會影響瘤胃內(nèi)環(huán)境。NH-N 是飼糧中蛋白質(zhì)分解的產(chǎn)物，也是MCP 的合成前體，能夠反映微生物對氨氮的利用程度；且NH-N 在瘤胃液中的最適濃度在5.0～30 mg/dL。本試驗(yàn)各組NH-N 濃度都在合適的范圍內(nèi)，且隨著組合比例的增加，呈線性降低的趨勢，這可能是因?yàn)殡S著組合比例的升高，黃花菜秸稈的CP 含量和CP 降解率低于玉米秸稈，瘤胃中微生物可利用的氮源及養(yǎng)分逐漸減少。瘤胃液中的甲烷是由甲烷菌利用氫氣合成，而氫氣是由碳水化合物在瘤胃中發(fā)酵產(chǎn)生。飼糧中NDF 的降低會使乙酸生成減少，使氫氣減少，從而降低甲烷的產(chǎn)量，且飼糧的慢速降解部分是衡量CH產(chǎn)量的重要指標(biāo)。本試驗(yàn)中，添加黃花菜秸稈對CH產(chǎn)量和乙酸含量均沒有顯著影響，可能是由于組合后可降解NDF 比例在各組間差異不大。

VFA 的產(chǎn)生與飼糧結(jié)構(gòu)組成有關(guān)，且主要與飼糧中可發(fā)酵碳水化合物有關(guān)。VFA 主要為乙酸、丙酸和丁酸，乙酸生成主要受飼糧纖維的影響，而丙酸生成則受淀粉的影響；并且乙丙比反映瘤胃的發(fā)酵模式，瘤胃中適宜的乙丙比在2.0～3.6。本試驗(yàn)中，乙丙比均在此范圍內(nèi)，說明添加黃花菜秸稈不會改變瘤胃的發(fā)酵模式。有研究表明，產(chǎn)氣量與TVFA 呈正相關(guān)。本試驗(yàn)中，隨著黃花菜秸稈比例的增加，產(chǎn)氣量呈二次先升高后降低，但是對TVFA 無顯著影響，與前人結(jié)果不一致?？赡苁怯捎邳S花菜秸稈中秋水仙堿含量影響VFA 的生成，本試驗(yàn)測定了秸稈中秋水仙堿含量為5.6 μg/kg，對動物造成毒副作用可能極小，但秋水仙堿會抑制大腸桿菌及金黃色葡萄球菌生長，可能會通過影響瘤胃微生物區(qū)系來影響VFA 的生成，因此未對TVFA 產(chǎn)生影響，具體影響還待進(jìn)一步研究。

4 結(jié) 論

本研究結(jié)果表明，與常用秸稈類飼料相比，黃花菜秸稈CP 含量較低，DM 含量及EE 含量較高，纖維含量差異不大，但其ED 高于小麥秸稈，略低于玉米秸稈；不同比例黃花菜秸稈與玉米秸稈組合不改變瘤胃發(fā)酵模式，隨著組合比例升高其NH-N 濃度降低，對pH、MCP、CH以及VFA 各項(xiàng)指標(biāo)均無顯著影響，在組合比例為50:50 時可以促進(jìn)瘤胃發(fā)酵，提高產(chǎn)氣量。因此，黃花菜秸稈具有作為粗飼料在肉羊生產(chǎn)中應(yīng)用的潛力，但其安全性還需要開展體內(nèi)試驗(yàn)進(jìn)一步論證。