王里彥，紀守坤，李金輝，陳佳欣，田星哲，楊彩虹，張立申，段春輝，劉月琴，嚴 慧*，張英杰*

（1.河北農業(yè)大學動物科技學院，河北保定 071000；2.河北省唐縣農業(yè)農村局，河北保定 072350）

豆粕是大豆加工調制過程中得到的副產品，粗蛋白質（CP）含量約為43%，其中氨基酸含量豐富且比例較為適宜，是應用廣泛的植物性蛋白質飼料。近年來，隨畜牧業(yè)快速發(fā)展，我國對豆粕需求量增加，導致國內豆粕資源緊張，價格上漲，尋找豆粕的替代品變得極為迫切。前人研究表明，用青貯紅花苜蓿、南瓜籽餅和干酒糟可替代豆粕，但用植物性蛋白質飼料替代豆粕仍存在資源不足的問題。

尿素是重要的非蛋白氮原料，因其成本低，來源廣，含氮量高，被廣泛應用于反芻動物的飼喂。王寧娟研究表明，尿素有利于瘤胃微生物生長繁殖、增加氮的沉積量，可改善動物的生產性能，提高反芻動物養(yǎng)殖的經濟效益。由于普通尿素釋放氨的速度過快，難以保證動物安全性和尿素利用率，極大限制著尿素產品的應用和推廣。Highstreet 等研究發(fā)現(xiàn)，飼糧中添加Nitroshure 物理包被法制成的緩釋尿素（SU）產品，能顯著提高奶牛乳品質。沈冰蕾等研究發(fā)現(xiàn)，飼糧中添加SU 產品（脲酶抑制劑化學緩釋法制成）能顯著提高產奶量4.27%～6.22%。但SU 在反芻動物飼糧中的合理添加量還存在較大爭議。本試驗擬采用瘤胃體外發(fā)酵的方法，解析SU 替代不同比例豆粕對瘤胃體外發(fā)酵參數(shù)的影響，為找尋SU替代豆粕的適宜比例提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗設計及試驗飼糧 參照NRC 2007 肉羊（體重50 kg，日增重200 g）營養(yǎng)參數(shù)配制飼糧，飼糧組成和營養(yǎng)成分見表1。對照組為豆粕型飼糧，試驗組依據(jù)等能等氮原則使用SU 替代不同比例豆粕，分別為0%SU組（對照組）、37%SU 組、71%SU 組和100%SU 組，每組設置6 個重復進行瘤胃體外發(fā)酵。

表1 發(fā)酵飼糧組成和營養(yǎng)成分

1.2 瘤胃體外發(fā)酵 于晨飼前收集屠宰場提供的新鮮瘤胃食糜，經4 層紗布過濾后，瘤胃液轉移至保溫瓶（預先恒溫至39℃），3 h 內帶回實驗室。瘤胃體外發(fā)酵試驗和人工瘤胃液的配置參照Menke 等的方法，在實驗室將瘤胃液與人工瘤胃液按1:2 比例混合制成混合瘤胃液，并加入0.7 g/L 的異抗壞血酸鈉進行除氧，混合瘤胃液于水浴鍋中（39℃）預熱1 h 后使用。飼糧使用粉碎機粉碎，過40 目篩，準確稱取1.5 g 飼糧置于孔隙25 μm 的纖維發(fā)酵包中。每個裝有200 mL 混合瘤胃液的發(fā)酵袋放入2 個發(fā)酵包，于39℃恒溫水浴搖床中發(fā)酵。

1.3 產氣量指標測定 在2、4、6、8、10、12、24、30 h 時用5 mL 一次性注射器測定產氣量（重復6 次），并計算累積產氣量。使用Φrskov 等的數(shù)學模型計算瘤胃體外發(fā)酵參數(shù)：

其中，t 為發(fā)酵產氣時間（h），GP 為t 時間點的累積產氣量（mL），a 為快速降解部分產氣量（mL），b為慢速降解部分產氣量（mL），c 為慢速降解部分產氣速率（%/h）。

1.4 指標測定及計算公式 發(fā)酵結束后取出飼料包測定干物質（DM）、總能（GE）、CP、中性洗滌纖維（NDF）和酸性洗滌纖維（ADF）含量。飼料和發(fā)酵殘渣經105℃烘干24 h 測定其DM 含量，GE 含量用XRA-1A數(shù)顯氧彈式熱量計測定，CP 含量用凱氏定氮法測定，NDF 和ADF 含量用Ringbio 纖維分析儀測定。

飼料中某營養(yǎng)物質降解率=[（發(fā)酵前某營養(yǎng)物質含量-發(fā)酵后某營養(yǎng)物質含量）/發(fā)酵前某營養(yǎng)物質含量]×100%

1.5 瘤胃液指標測定 發(fā)酵結束后瘤胃液pH 用pH 計測定，MCP 含量用考馬斯亮藍法測定，NH-N 含量用苯酚-次氯酸鈉比色法測定。

1.6 統(tǒng)計分析 數(shù)據(jù)用Excel 2007 進行整理，用IBM SPSS Statistics 21 進行方差分析，用Duncan's 法進行均值多重比較。＜0.05 為差異顯著判斷標準。

2 結果

2.1 SU 替代豆粕對瘤胃體外發(fā)酵產氣量的影響 SU 替代豆粕對瘤胃體外發(fā)酵產氣量的影響見表2。試驗組與對照組的2、4、6、8、10、12、24、30 h 累積產氣量和快速降解部分產氣量（a）均差異不顯著；37% SU組與0% SU 組的慢速降解部分產氣量（b）和潛在產氣量（a+b）均差異不顯著，71% SU 組高于0% SU 組（＜0.05），100% SU 組低于0% SU 組（＜0.05）；37% SU 組、71% SU 組和100% SU 組與對照組的慢速降解部分產氣速率（c）均無顯著差異。

表2 SU 替代豆粕對瘤胃體外發(fā)酵產氣量的影響

2.2 SU 替代豆粕對瘤胃體外發(fā)酵營養(yǎng)物質降解的影響SU 替代豆粕對瘤胃體外發(fā)酵營養(yǎng)物質降解的影響見表3。37% SU 組 與0%SU 組 的DM、GE、CP、NDF和ADF 降解率均無顯著差異；71% SU 組和100% SU組的DM 和GE 降解率均高于0% SU 組（＜0.05），CP、NDF 和ADF 降解率均低于0% SU 組（＜0.05）；100% SU 組NDF 降解率低于71%SU 組（＜0.05），其他指標兩組間無顯著差異。隨SU 替代豆粕比例上升，DM 和GE 降解率呈上升趨勢，CP、NDF 和ADF 降解率呈下降趨勢。

表3 SU 替代豆粕對瘤胃體外發(fā)酵營養(yǎng)物質降解率的影響 %

2.3 SU 替代豆粕對瘤胃體外發(fā)酵pH、NH-N 和MCP含量的影響 SU 替代豆粕對瘤胃體外發(fā)酵pH、NH-N和MCP 含量的影響見表4。37% SU 組發(fā)酵液pH 低于其他各組（＜0.05），71% SU 組和100% SU 組發(fā)酵液pH 與0% SU 組均差異不顯著；各試驗組發(fā)酵液NH-N和MCP 含量均低于對照組（＜0.05）。

表4 SU 替代豆粕對瘤胃體外發(fā)酵培養(yǎng)液pH、NH3-N 和MCP 含量的影響

3 討 論

3.1 SU 替代豆粕對瘤胃體外發(fā)酵中產氣量的影響 瘤胃中氣體主要是由微生物降解碳水化合物和蛋白質生成，產氣量是評價瘤胃發(fā)酵性能的重要指標。根據(jù)CNCPS 體系，瘤胃體外發(fā)酵產氣量分為快速降解部分產氣量和慢速降解部分產氣量?？焖俳到獠糠之a氣量是由微生物降解葡萄糖和淀粉等微生物容易利用的有機物產生，慢速降解部分產氣量是由微生物降解纖維素和半纖維素等微生物難以利用的有機物產生。Mauro 等研究表明，添加3%的SU 會減少瘤胃體外發(fā)酵產氣量。而本研究結果表明，試驗組的快速降解部分產氣量與對照組差異不顯著，71% SU 組的慢速降解部分產氣量和潛在產氣量均顯著高于0%SU 組，但100% SU 組均顯著低于0% SU 組。這一結果提示，SU 對產氣量的影響存在劑量效應，即適宜的SU 替代豆粕比例不會顯著影響快速降解部分產氣量，可以提高慢速降解部分產氣量和潛在產氣量，但高比例SU（100% 替代）會降低瘤胃發(fā)酵產氣量。本研究結果中快速降解部分產氣量存在滯后現(xiàn)象，原因可能與瘤胃液預熱時間較短（僅1 h），導致發(fā)酵液中微生物活化不充分有關。Zhang 等研究表明，適當延長瘤胃液預熱時間可改善體外發(fā)酵體系產氣滯后的情況。

3.2 SU 替代豆粕對瘤胃體外發(fā)酵營養(yǎng)物質降解率的影響瘤胃中DM、GE、CP、NDF 和ADF 消化率是衡量瘤胃消化能力的關鍵指標。趙二龍等研究結果表明，SU 替代豆粕能顯著提高肉牛對DM 的表觀消化率，對CP 的消化率無顯著影響，同時顯著降低NDF 和ADF消化率。Salami 等研究結果表明，飼糧中添加SU會提高反芻動物對飼糧中GE 的利用率，SU 替代豆粕的適宜比例尚不明確。本研究結果進一步表明，37%SU 組與0% SU 組各營養(yǎng)成分降解率無顯著差異；與0%SU 組相比，71% SU 組和100% SU 組顯著提高了DM和GE 降解率，同時顯著降低了CP、NDF 和ADF 降解率，表明使用SU 替代71%或100% 豆粕有利于DM 和GE的降解，但會降低CP 和纖維的降解率，可能是高比例SU（71% 或100% 替代）通過改變原有瘤胃菌群特征影響了特定營養(yǎng)物質降解率。

3.3 SU 替代豆粕對瘤胃體外發(fā)酵pH、NH-N 和MCP的影響 SU 可以降低尿素分解成氨的速度，增強氨的生成與利用，從而提高尿素的利用效率。pH 是衡量瘤胃發(fā)酵環(huán)境的指標，其適宜范圍為5.5～7.5，該范圍是保證瘤胃正常發(fā)酵的前提之一。SU 的緩釋作用不會造成瘤胃發(fā)酵環(huán)境出現(xiàn)劇烈的pH 失衡。陳亞明等研究結果表明，用羥甲基尿素代替日糧精料CP 的18.96%，羔羊瘤胃液pH 顯著低于對照組。本研究結果表明，僅37% SU 組pH 顯著下降，但各組均在正常范圍內，表明緩釋尿素對瘤胃pH 的影響有限。

NH-N 是瘤胃微生物生長的主要氮源，反映了瘤胃微生物分解飼糧CP 產生NH-N 和利用NH-N 合成MCP 的動態(tài)平衡，是評定瘤胃內環(huán)境的關鍵指標。瘤胃中的NH-N 水平保持動態(tài)平衡，適宜濃度為5～30 mg/dL。NH-N 濃度過高或者過低都不利于瘤胃微生物的生長繁殖。張嬌嬌等研究表明，日糧中添加1% SU 能夠提高微生物利用NH-N 合成MCP 的效率，降低發(fā)酵液NH-N 含量。本研究結果表明，各組NH-N 含量均在正常范圍內；37% SU 組、71% SU組和100% SU 組NH-N 均顯著低于0% SU 組，且隨SU 替代豆粕比例上升，NH-N 含量呈逐漸下降趨勢，與Ying 等研究結果一致。這一結果提示，SU 替代豆粕不會造成瘤胃中氨氮水平失衡，提高SU 替代豆粕比例會降低瘤胃發(fā)酵液NH-N 含量，可能原因是CP 降解率降低導致生成NH-N 量減少。

瘤胃微生物可以利用NH-N 合成MCP，MCP 含量反映瘤胃微生物對NH-N 的利用程度，MCP 能夠滿足反芻動物所需蛋白質的40%～80%，是反芻動物機體氮源的主要提供者。Alipour 等研究表明，SU 以1%（DM 基礎）替代日糧中尿素可顯著提高瘤胃液MCP含量。本研究結果表明，各試驗組MCP 含量均顯著低于對照組，且不受SU 替代比例影響。這一結果提示，SU 替代豆粕會顯著降低瘤胃發(fā)酵液MCP 含量，可能與NH-N 含量低導致合成MCP 的前體物質減少有關。

4 結 論

本研究結果表明，SU 按71%比例替代豆粕能顯著提高瘤胃GP，提高DM 和GE 降解率，盡管也會降低CP、NDF 和ADF 降解率以及發(fā)酵液NH-N 和MCP 含量，但這些指標處于正常范圍。綜合各項指標結果表明SU 替代71%的豆粕效果較好。