反刍动物饲草组合效应的研究＊

付俊平，贾玉山＊，刘庭玉，高 静

（1.内蒙古农业大学生态环境学院，内蒙古 呼和浩特 010019；2.内蒙古民族大学农学院，内蒙古 通辽 028043）

随着畜牧业和饲料工业的迅速发展，我国饲草料不足的矛盾已日趋突出。特别是在荒漠化草原区，实施“禁牧、休牧”生态治理工程后，饲草料不足问题尤为突出。苜蓿连续几年出现了供不应求的情况，饲草料价格飞速上涨，不仅扰乱了饲草料市场的稳定，而且对畜牧业的持续稳定发展造成了威胁。我国北方农区秸秆资源十分丰富，而当前作为饲料利用的部分还不足总产量的10%。大量作物秸秆被焚烧或乱堆乱放，不仅是极大的浪费，而且造成污染环境。内蒙地区柠条资源丰富，可利用总面积400多万hm2，按照1.5t／hm2。干重的年均产量估算，年生物产量合计600万t以上，可满足100万头奶牛的粗饲料需求〔1〕。因此，研究苜蓿、柠条和玉米秸秆之间组合效应，既有利于充分利用非常规饲草料资源，又对缓解草畜矛盾，促进畜牧业的可持续发展具有重大意义。

人工瘤胃产气法是Menke等（1988）提出的体外评定草食家畜饲料营养价值的方法，具有简单易行，重复性好、易于标准化，且易于实行批量操作、测试等优点而得到广泛应用〔2〕〔3〕。近年来，人工瘤胃产气法也被尝试用于评估饲料间组合效应，并获得初步成功〔4〕〔5〕。

1 材料与方法

1.1 试验材料

实验原料均取于内蒙古通辽市奈曼旗，柠条（Caragana korshinskii Kom.）〔6〕为当地2005年4月人工种植防沙固沙柠条灌木林，于2010年6月下旬进行隔带平茬，去除杂草，干燥后入库备用。玉米（Zea maysL.）秸秆为当地2010年10月份收获籽粒后，秸秆经干燥入库备用。苜蓿（Medicago sativa Linn）〔7〕为3年生始花期紫花苜蓿地上部分，于2010年7月上旬收获，干燥后入库备用。

1.2 常规营养成分测定

干物质（DM）、有机物（OM）、粗蛋白质（CP）、中性洗涤纤维（NDF）、酸性洗涤纤维（ADF）的测定按照《饲料分析及饲料质量检测技术》（杨胜，1996）〔8〕。

1.3 体外消化代谢试验

1.3.1 试验动物

自内蒙古农业科学研究院实验基地选3只体况良好、体重（35±3）kg、安装有永久性瘤胃瘘管的绵羊供采集瘤胃液。

1.3.2 试验日粮

试验采用对比试验设计，试验日粮为每只试验羊每日饲喂1.5kg，日喂2次（8∶00和18∶00），并于19∶00一次性投喂精料200g。自由饮水，常规光照。根据羊的初始体重，设计精料配方为维持水平。精料配方如下：

表1 试验羊精料配方及其营养组成

1.3.3 试验设计

试验为柠条与苜蓿、秸秆与苜蓿不同配比混合体外培养24小时消化试验，对照为不加任何试样的空白样，详情见表2：

表2 体外培养实验原料试验设计

1.4 测定指标及方法

1.4.1 测定指标

体外产气量（GP）、干物质（DM）和中性洗涤纤维（NDF）的降解率。

1.4.2 测定方法

1.4.2.1 实验装置

用内径为32mm，长为200mm，刻度体积为100ml的上海金鸽牌玻璃注射器作为人工瘤胃体外发酵装置，注射器顶端带有可打开和关闭的塑料三通阀以保证厌氧环境，注射器每次使用之前洗净晾干，然后用少量凡士林均匀涂在注射芯的四周，以防漏气，而且可尽量减少气体产生过程中活塞向上移动的阻力〔9〕。用WHY—2数显往返恒温水浴摇床，水浴温度和振荡频率可调。

1.4.2.2 缓冲液配制

参照 Menke和Steingass（1988）的方法〔8〕。

1.4.2.3 瘤胃液的采集

在三头瘘管羊晨饲前，利用自制真空负压装置，于每头羊分别采集瘤胃液300mL，经两层纱布过滤装入保温瓶，迅速带回实验室，通CO2，置于39℃水浴中保温。

1.4.2.4 体外产气试验

称取200mg样品装入注射器，小心吸取20mL瘤胃液、40mL缓冲液入注射器中，注射器口装上塑料三通阀，培养前迅速通少量CO2，造成厌氧环境，检查好装置的密闭性后将其放39℃水浴振荡器中进行培养。

1.4.2.5 体外培养试验

称取5g样品装入锥形瓶，量取40mL瘤胃液、80mL人工唾液混入瓶中，塞上双通道的橡皮塞，持续通CO2放39℃水浴振荡器中进行培养。

1.4.2.6 样品预处理

24h各时间点培养结束后，将注射器放入4℃的冰水中终止发酵并测定每瓶瘤胃液的pH，发酵残留物用尼龙布过滤、蒸馏水洗涤，测定DM，以计算DM的消化率，同时测定NDF的消化率。

1.4.2.7 产气量、DM、NDF降解率的测定

按上述方法分别培养2h，4h，8h，12h，18h，24h。记录每个注射器活塞的位置读数（ml）。计算公式为：

某时间点的GP（ml）＝该段时间样品GP（ml）－该段时间空白样GP（ml）

将各样品不同时间点的产气量带入由Φrskov E.R and M.C.Donald L〔10〕在1979年提出的模型GP＝a＋b（1－e－ct），根据非线性最小二乘法原理，求出a、b、c值，其中a为饲料快速发酵部分的产气量，b为慢速发酵部分的产气量，c为b的速度常数，a＋b为潜在产气量，GP为t时的产气量。

将发酵残留物用尼龙布过滤、蒸馏水洗涤，在65℃烘箱中烘干，恒重。DM／NDF的降解率计算公式为：

式中：P为待测饲草的DM／NDF在瘤胃内的降解率；B为样本中待测饲草DM／NDF质量；

C为残留物中干物质质量。

式中：P为不同时间点饲草在绵羊瘤胃内的降解率

a：快速降解部分 b：慢速降解部分

c：d部分的降解速率常数

根据不同时间点的降解率，利用公式（4），采用最小二乘法求出a、b、c的值。

1.5 数据分析

本试验数据的前期处理均利用Microsoft Office Excel2003软件进行，体外产气量（GP）、干物质（DM）和中性洗涤纤维（NDF）的降解率参数a、b、c的计算及数据的方差分析利用SPSS11.0软件进行。

2 结果与分析

2.1 秸秆与苜蓿、柠条与苜蓿混合产气量的组合效应

表3 玉米秸秆与苜蓿、柠条与苜蓿混合产气量的组合效应

组合1、2和3进行24小时体外培养后，累计产气量组合效应除组合1在24时出现负组合效应后均显著（P＜0.05）（见表3），并且都为正效应，整体上看，组合3的正效应最高，次之为组合2，最差为组合1。

组合4、5和6进行24小时体外培养后，累计产气量组合效应除组合4、5在18时出现负组合效应后均显著（P＜0.05）（见表3），并且都为正效应，整体上看，组合6的正效应最高，次之为组合5，最差为组合4。

2.2 秸秆与苜蓿、柠条与苜蓿混合DM动态降解率的组合效应

表4 玉米秸秆与苜蓿、柠条与苜蓿混合DM动态降解率组合效应

从表4可以发现秸秆与苜蓿混合的3个组合的DM动态降解率的组合效应均显著，且除组合2在18时出现负效应外，均为正效应（P＜0.05），整体上看组合1的正效应最高，次之为组合3，最差为组合2。

从表4可以发现柠条与苜蓿混合的3个组合的DM动态降解率的组合效应均显著，且除组合4在18、24时出现负效应外，均为正效应（P＜0.05），整体上看组合6的正效应最高，次之为组合5，最差为组合4。

2.3 秸秆与苜蓿、柠条与苜蓿混合NDF动态降解率的组合效应

表5 玉米秸秆与苜蓿、柠条与苜蓿混合NDF动态降解率组合效应

从表5可以发现秸秆与苜蓿混合的3个组合的NDF动态降解率的组合效应均显著，且均为正效应（p＜0.05），整体上看组合3的正效应最高，次之为组合1，最差为组合2。

从表5可以发现柠条与苜蓿混合的3个组合的NDF动态降解率的组合效应均显著，且除组合4在12、24时出现负效应外，均为正效应，整体上看组合6的正效应最高，次之为组合5，最差为组合4。

3 讨论

饲料发酵有一个过程，在初始阶段发酵不充分，产气量较少；当到一定的时间，产气量开始达到最高峰，然后逐渐下降，不同的饲料产气量达到最高峰的时间不同。一般含可溶性碳水化合物多的能量饲料达到最高峰是在24h之内〔11〕，蛋白质饲料在48h可达到较高的降解率高峰。本试验是测定不同的原料在体外培养24h的产气量、DN和NDF的降解率。

很多试验证明，不同的粗精比的日粮组合，对反刍动物存在着正、负组合效应。本试验将玉米秸秆与苜蓿、柠条与苜蓿组合后，经体外培养24h后瘤胃发酵参数显著不同，进一步证实了反刍动物饲料营养价值的非加性效应。研究已经证实，柠条与苜蓿混合以组合3的DM的24h正组合效应最大，玉米秸秆与苜蓿混合以组合6的DM的24h正组合效应最大，由此可见，在由玉米秸秆和苜蓿、柠条和苜蓿混合组合中，组合6和组合3的营养物质讲解率效率最高，表现出了饲料组合效应最佳。这一结论对于指导反刍家畜生产等具有重要的意义。结果表明，混合后组合其理论最大产气量及降解率高于玉米秸秆和柠条，组合秸秆的产气量和降解率可获得显著的正组合效应，说明粗饲料进行合理的搭配、组合后可以获得较好的正组合效应〔12〕。本试验中，将秸秆、柠条按不同比例与苜蓿混合，在不同发酵时间的产气量都表现出了正组合效应，且正组合效应达到显著水平与周传社的结论是一致的。究其原因，可能是由于不同品种粗饲料间组合后，部分营养成分不同造成的。

4 结论

经24小时体外培养产气试验表明，能显著提高玉米秸秆和柠条的产气量和瘤胃内DM和NDF的降解率，且正组合效应显著，各组合的a快速降解部分显著提高（p＜0.05）b慢速降解部分显著降低（p＜0.05），但整体上可降解部分都有显著提高（P＜0.05）。

分别比较玉米秸秆与苜蓿、柠条与苜蓿混合草颗粒的常规营养、DM和NDF的降解率发现，玉米秸秆与苜蓿组合中以组合3利用价值改善最明显，正组合效应最高；柠条与苜蓿组合中以组合6利用价值改善最明显，正组合效应最高。

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