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玉米青贮与花生秧配比对奶牛瘤胃中花生秧降解特性的影响

2015-12-21秦雯霄廉红霞高腾云李改英

动物营养学报 2015年6期
关键词:粗饲料苜蓿瘤胃

秦雯霄 廉红霞 付 彤 高腾云 孙 宇 李改英

(河南农业大学牧医工程学院,郑州 450002)

随着我国畜禽养殖业快速发展,对饲料资源的需求量也迅猛增加。花生为主要农作物,河南省种植面积达90万公顷,有着丰富的花生秧资源。深入研究花生秧的营养特性及饲喂方法,对于缓解饲料资源匮乏、降低饲料投入成本、提高生产经济效益都具有深刻的实际意义。花生秧不仅营养丰富,且价格低廉、质地松软,是一种优质的粗饲料。花生秧粗蛋白质(crude protein,CP)含量为8.11%,粗脂肪含量为1.35%,中性洗涤纤维(neutral detergent fiber,NDF)含量为 51.79% ,酸性洗涤纤维(acid detergent fiber,ADF)含量为36.44%[1]。花生秧较高的营养价值可以和其他优质豆科牧草资源相媲美[2-3],是一种优质廉价的粗饲料。粗饲料营养对于反刍动物非常重要,充分开发利用粗饲料资源,有效提高反刍动物对粗饲料的采食量和养分利用,是目前反刍动物营养学的研究热点。苜蓿作为奶牛优质粗饲料,2015—2018年我国苜蓿供求缺口将达到50万t,且价格昂贵。同时,质量较低的粗饲料资源在生产中的应用十分有限,造成了大量低质粗饲料资源的严重浪费。新型替代粗饲料资源的营养价值亟待确定。本研究采用瘤胃尼龙袋降解技术评价玉米青贮与花生秧不同配比对花生秧瘤胃降解特性的影响,从而为花生秧在生产中的合理应用提供参考和理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验在河南农业大学郑州教学实习农场奶牛场进行。

花生秧由河南省驻马店正阳正宏牧草基地提供,为2012年10月刈割晒制并铡短打捆的花生秧。供试花生秧主要营养成分含量如表1所示。玉米青贮由试验农场提供,为2012年8月收获的全株玉米制作而成。精料为泌乳牛浓缩饲料添加玉米、棉籽粕等调制而成,其中浓缩饲料由农标普瑞纳(郑州)饲料有限公司生产。

表1 供试花生秧主要营养成分含量(干物质基础)Table 1 Main nutrient contents of peanut vine for this experiment(DM basis) %

1.2 试验设计与试验全混合日粮(TMR)

按生理状态、生产性能相近,健康状况良好的原则,选择4头3胎安有永久性瘤胃瘘管的中国荷斯坦奶牛,饲喂3种玉米青贮与花生秧不同配比的TMR。TMR的精粗比约为50∶50[干物质(dry matter,DM)基础],调整玉米青贮和花生秧的添加量制成CP和DM含量基本一致的3种TMR,即低比例花生秧TMR(A组)、中比例花生秧TMR(B组)、高比例花生秧TMR(C组),A、B和C组TMR中玉米青贮与花生秧的DM添加比例分别为3.9∶1.0、1.2∶1.0、0.4∶1.0。试验 TMR、精料组成及营养水平分别见表2和表3。

试验分3期进行,依次进行A、B、C组试验。每期预试15 d,采样期4 d;共57 d。

1.3 饲养管理

试验牛每天饲喂3次,喂料时间分别为04:00、12:00、20:00。喂料与挤奶同时进行,自由饮水。其他条件按照奶牛场的日常管理进行。

表2 试验TMR组成及营养水平(干物质基础)Table 2 Composition and nutrient levels of experimental TMRs(DM basis) %

表3 精料组成及营养水平(干物质基础)Table 3 Composition and nutrient levels of the concentrate(DM basis) %

1.4 样品采集与分析

1.4.1 常规营养成分含量的测定

花生秧及瘤胃降解样品的DM含量采用GB/T 6435—2006测定,CP含量采用 GB/T 6432—1994测定,NDF含量采用 GB/T 20286—2006测定,ADF 含量采用 NY/T 1459—2007 测定[4-7]。

1.4.2 瘤胃降解率的测定

用瘤胃尼龙袋法分别测定花生秧DM、CP、NDF和ADF的瘤胃降解率。具体方法是准确称取约2.0 g样品,装入尼龙袋,扎紧袋口,于采样期第1天晨饲前2 h投入瘤胃腹囊50 cm处,每头牛放 14 个袋,分别于放入后 4、8、16、24、36、48、72 h各取出2个袋,立即用水冲洗至完全澄清为止,65℃烘至恒重,测定DM、CP、NDF和ADF含量,计算瘤胃降解率。另同时将空尼龙袋投入瘤胃,作为空白对照。

1.4.3 瘤胃降解率的计算

1.4.3.1 逃逸率

逃逸率(%)=100×[空白试验装袋样品重(g)-

空白试验袋中残留物重(g)]/空白试验装袋样品重(g)。

1.4.3.2 校正装袋样品量

校正装袋样品量(g)=实际装袋样品量(g)×[1-逃逸率(%)]。

1.4.3.3 目标成分降解量

采用如下公式计算花生秧样品各目标成分(DM、CP、ADF、NDF)各培养时间点的降解量。

某目标成分某培养时间点的降解量(g)=[校正装袋样品重(g)×空白试验残余物中某目标成分的含量(%)]-[某培养时间点残余物重(g)×某培养时间点残余物中某目标成分含量(%)]。

1.4.3.4 目标成分实时降解率

采用如下公式计算样品各目标成分某培养时间点的实时降解率。

某目标成分某时间点实时降解率(%)=100×某目标成分某时间点的降解量(g)/[校正装袋样品重(g)×空白试验残留物重某目标成分的含量(%)]。

1.4.3.5 降解参数

花生秧样品某营养成分在瘤胃中的实时降解率符合指数曲线:

P=a+b(1-e-ct)。

式中:P为t时间点被测样品某目标成分的实时瘤胃降解率(%);a为被测样品某目标成分的快速降解部分含量(%);b为被测样品某目标成分的慢速降解部分含量(%);c为b部分的降解速率(%/h);t为饲料在瘤胃内停留的时间(h)。下式同。利用各时间点实时降解率的数据(P和t),采用SPSS中的非线性回归分析计算式中a、b、c。

1.4.3.6 有效降解率

ED=a+bc/(c+k)[8]。

式中:ED为待测样品某目标成分的有效降解率(%);k为待测样品某目标成分的瘤胃外流速率,为 0.025%/h。

1.5 统计分析

试验数据采用Excel软件进行初步计算和整理,应用 SPSS 17.0统计处理软件的 one-way ANOVA程序进行方差分析,利用Duncan氏法进行多重比较。结果用平均值±标准差表示。

2 结果与分析

2.1 玉米青贮与花生秧配比对花生秧DM瘤胃降解率的影响

由表4可知,各组花生秧的DM瘤胃降解率均随着降解时间的延长而提高。本试验条件下,花生秧DM的72 h瘤胃降解率为70.56% ~73.49%,组间差异未达到显著水平(P>0.05)。DM的有效降解率为B组最高,与C组差异显著(P<0.05),与 A 组差异极显著(P<0.01)。可见,在B组条件下,花生秧的DM可以更好地被瘤胃微生物利用。

表4 玉米青贮与花生秧配比对花生秧DM瘤胃降解率的影响Table 4 Effects of ratio of corn silage to peanut vine on ruminal degradation rate of DM of peanut vine %

2.2 玉米青贮与花生秧配比对花生秧CP瘤胃降解率的影响

由表5可知,各组花生秧的CP瘤胃降解率均随着降解时间的延长而提高。本试验条件下,B、C组的CP有效降解率显著高于A组(P<0.05)。这说明B、C组TMR可以显著加快并提高瘤胃微生物对花生秧CP的降解和利用。

2.3 玉米青贮与花生秧配比对花生秧NDF瘤胃降解率的影响

由表6可知,各组花生秧的NDF瘤胃降解率均随着降解时间的延长而提高。本试验条件下,B、C组的快速降解部分含量显著高于A组(P<0.05);各组有效降解率差异均不显著(P>0.05)。这说明玉米青贮与花生秧配比对花生秧的NDF降解没有显著影响,但B、C组的快速降解部分含量较高。

2.4 玉米青贮与花生秧配比对花生秧ADF瘤胃降解率的影响

由表7可知,各组花生秧的ADF瘤胃降解率均随着降解时间的延长而提高。本试验条件下,B、C组4 h瘤胃降解率显著高于A组(P<0.05),其余各个时间点瘤胃降解率及有效降解率各组差异均不显著(P>0.05)。这说明玉米青贮与花生秧配比对花生秧的ADF降解没有显著影响。

表5 玉米青贮与花生秧配比对花生秧CP瘤胃降解率的影响Table 5 Effects of ratio of corn silage to peanut vine on ruminal degradation rate of CP of peanut vine %

表6 玉米青贮与花生秧配比对花生秧NDF瘤胃降解率的影响Table 6 Effects of ratio of corn silage to peanut vine on ruminal degradation rate of NDF of peanut vine %

3 讨论

瘤胃尼龙袋法能准确体现饲料原料营养成分在瘤胃中的动态降解过程,现已被广泛应用于评定反刍动物各种饲料原料瘤胃降解率的研究中,为评价其饲用价值提供主要依据。本试验采用瘤胃尼龙袋降解技术测定了不同玉米青贮与花生秧配比TMR条件下花生秧在瘤胃中的实时降解率,根据瘤胃动力学数学指数模型P=a+b(1-e-ct)计算出来瘤胃动态降解参数,利用瘤胃外流速率估测营养成分的有效降解率。本试验中,各降解结果的r2均在0.95以上,瘤胃动态降解规律能够与瘤胃降解模型较好拟合,所得降解参数及有效降 解率可信度高。

表7 玉米青贮与花生秧配比对花生秧ADF瘤胃降解率的影响Table 7 Effects of ratio of corn silage to peanut vine on ruminal degradation rate of ADF of peanut vine %

3.1 玉米青贮与花生秧配比对花生秧DM和CP瘤胃降解率的影响

瘤胃降解率反映了饲料原料被消化利用的难易程度,是饲料营养成分被机体利用程度的重要标志,是饲用价值高低的体现。较高的有效降解率标志着饲料可以更好地被微生物和机体组织利用[9]。瘤胃环境及饲料本身特性(饲料的品种、来源、收获时间等)均可显著影响降解特性与降解率。崔利宏[10]测定了不同精粗比条件下同种牧草的DM 瘤胃降解率,显示精粗比为30∶70和40∶60时略比20∶80的TMR高。

闵力等[11]测得稻草在黄牛瘤胃中 DM、CP、NDF、ADF 的瘤胃降解率为 42.03%、31.03%、48.30%和 36.23%。祁宏伟等[12]研究发现不同收割时期的玉米秸秆中,DM瘤胃降解率为35.71% ~40.59%,随着收割时间的推移,秸秆中粗纤维的木质化程度加强,使其瘤胃降解程度呈现降低的趋势;其对应青贮的DM瘤胃降解率为41.88% ~46.96%,即秸秆经青贮后可以显著改善其瘤胃降解特性。李志强[13]用尼龙袋法测定的苜蓿干草的NDF瘤胃降解率为25.74%。祁风华等[14]测得苜蓿干草NDF在瘤胃内的有效降解率为41.9%。陈晓琳等[15]测得苜蓿的DM、CP瘤胃降解率分别为 67.50%、72.22%。夏科等[16]测得美国安德森一级苜蓿的DM、CP、NDF瘤胃降解率分别为 60.93%、75.15%、34.99%,黑龙江公农 1号苜蓿的 DM、CP、NDF瘤胃降解率分别为56.17%、64.58%、34.88%,玉米秸秆的 DM、CP、NDF瘤胃降解率分别为 39.99%、42.98%、27.65%,玉米秸秆青贮的DM、CP、NDF瘤胃降解率分别为 45.76% 、58.45% 、32.64% ,玉米青贮的DM、CP、NDF 瘤 胃 降 解 率 分 别 为 51.49%、61.11%、30.58%,杂草率为10%的羊草的 DM、CP、NDF瘤胃降解率分别为 38.72%、46.30%、30.57%。本试验研究中,花生秧DM在瘤胃中的有效降解率为 56.49% ~59.62%,CP的为40.45% ~ 47.36%,NDF 的 为 33.26% ~35.20%,ADF的为 36.31% ~37.45%。与其他研究结果相比,本研究中花生秧在TMR条件下虽然DM降解率不及优质苜蓿,CP降解率不如优质苜蓿、羊草及玉米青贮类饲料,但与其他粗饲料原料相比具有明显优势。其NDF降解率和苜蓿干草相近,且李志强等[17]研究发现,较高的 NDF降解率可以促进动物采食,表明花生秧有一定的饲用价值和利用潜力。

3.2 玉米青贮与花生秧配比对花生秧NDF和ADF瘤胃降解率的影响

本试验中,随着花生秧添加比例增加,各TMR间NDF与ADF的有效降解率没有显著性差异,表明TMR精粗比、粗纤维含量对花生秧的纤维降解没有显著影响。与Dehority等[18]发现的纤维在绵羊瘤胃中的消化率不受饲粮纤维含量影响的结果类似。王加启等[19]分别研究了精粗比为70∶30、50∶50、30∶70 条件下,饲粮 NDF 和 ADF 的瘤胃降解特性的变化,发现精粗比50∶50时,NDF与ADF的降解率最高,并且精粗比增加的过程中,NDF与ADF的降解率均有不同程度的降低。说明饲粮中纤维的减少抑制了纤维分解菌对NDF和ADF的降解和利用。

纤维和蛋白质是反刍动物极其重要的2种养分,二者利用率的同步提高可改善瘤胃功能[20]。本试验中,随着TMR纤维物质(ADF+NDF)含量的降低,NDF降解率呈升高趋势;同时其瘤胃DM与CP降解率存在显著差异,B组TMR条件下DM降解率与 A组 TMR差异极显著,B、C组TMR的CP降解率显著高于A组TMR。这可能是因为随着TMR纤维物质含量的降低,瘤胃中纤维降解菌的活性增强,加快对花生秧NDF降解的同时,增加了原先被纤维包被的蛋白质和DM与瘤胃微生物的接触,从而促进了对微生物对DM和CP的降解。

综合各组中花生秧营养成分在瘤胃中的降解效果可以得出,B组TMR在提高花生秧营养成分的降解率、改善其饲用价值方面效果较优。

4 结论

本试验条件下:

① 玉米青贮与花生秧比为1.2∶1.0的 TMR可有效提高花生秧DM和CP的降解率。

②花生秧各养分的消化率均处在较高水平,具有较高的饲用价值和开发潜力。

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