马铃薯淀粉渣－玉米秸秆混合青贮料对肉羊生产性能、瘤胃内环境和血液生化指标的影响

王典，李发弟，张养东，卜登攀，孙鹏，周凌云＊

（1.甘肃农业大学动物科技学院，甘肃 兰州730070；2.中国农业科学院北京畜牧兽医研究所动物营养学国家重点实验室，北京100193）

马铃薯（Solanum tuberosum）是世界第四大粮食作物，仅次于小麦（Triticum aestivum）、水稻（Oryza sativa）和玉米（Zea mays）。世界上栽培马铃薯的国家共有148个，主要分布在亚洲、欧洲等地。目前，我国是世界上最大的马铃薯生产种植国，据联合国粮农组织2008年统计，我国的马铃薯种植面积超过8 500万亩，年产量已突破7 200×104t，马铃薯种植面积和总产量均跃居世界第一［1］。在我国北方大部分地区，马铃薯主要深加工用于制取淀粉和粉条，在加工过程中会产生大量的马铃薯淀粉渣。一般加工1t马铃薯会产生9t马铃薯淀粉渣。马铃薯淀粉渣是一类含水、细胞碎片和残余淀粉颗粒的加工副产物，其 （干物质）主要成分是蛋白质4.6%～5.5%，粗脂肪0.16%，粗纤维9.46%，糖1.05%。但鲜马铃薯淀粉渣含水量高达90%，自带菌多达33种，不易储存、运输，腐败变质后产生恶臭，造成环境污染［2－4］；若烘干则成本过高，增加企业负担，通常将鲜薯渣直接作为饲料利用，但新鲜的马铃薯淀粉渣中蛋白质含量低、粗纤维含量高、适口性差，因此新鲜的马铃薯淀粉渣直接作为饲料的利用率很低。如果将马铃薯淀粉渣当成废渣作掩埋处理，由于马铃薯淀粉渣中含有大量无机盐，会导致土壤和地下水的污染［5］。因此，马铃薯淀粉渣的开发和利用一直是令人头疼的难题。

马铃薯淀粉渣中含有大量的淀粉、纤维素、半纤维素、果胶等可利用成分，同时含有少量蛋白质，可作为发酵培养基，具有较高的开发利用价值。国外早在20世纪40年代就开始进行马铃薯淀粉渣的开发利用研究，而我国在20世纪90年代末才开始该方面的研究工作。目前，马铃薯淀粉渣开发和利用主要是处理提取有益产品或者作为培养基发酵生产蛋白饲料。而将马铃薯淀粉渣发酵生产青贮饲料的报道国外只有Okinea等［6］，Zunong等［7］研究报道饲喂马铃薯淀粉渣青贮饲料未对奶牛的干物质摄入量、乳产量和乳成分产生影响；国内只有闫晓波［1］研究报道马铃薯淀粉渣和秸秆混合青贮料可以完全替代全株玉米青贮料饲喂奶牛，对奶牛干物质采食量和奶牛生产性能等无显著影响。马铃薯淀粉渣的处理和转化问题一直没有得到很好的解决。本研究将马铃薯淀粉渣和玉米秸混合调制成青贮料并将其饲喂肉羊，通过其对肉羊生长性能、瘤胃内环境和血液生化指标的影响对调制的混合青贮料的品质和营养价值进行评价，同时获得马铃薯淀粉渣－玉米秸秆混合青贮料替代全株玉米青贮料的适宜比例，寻找一种合适的开发和利用马铃薯淀粉渣途径，生产一种优质的粗饲料，解除马铃薯淀粉加工厂的后顾之忧，减少马铃薯淀粉渣对环境的污染，同时为马铃薯淀粉渣－玉米秸秆青贮料在畜牧业生产实践中应用提供一定的理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

新鲜马铃薯淀粉渣（含水量89.0%）由甘肃凯龙淀粉有限公司提供，玉米秸（含水47.8%）从甘肃省定西市陇西县购买（表1）。青贮剂购买于台湾亚芯生物科技开发有限公司，由活性乳酸菌、纤维素酶及营养物质等组成，乳酸菌≥1×1011cfu／g。

1.2 马铃薯淀粉渣－玉米秸秆混合青贮料制备

混合青贮料的制备于2011年4－5月在甘肃省陇西县陇原中天股份有限公司首阳养殖园区进行，将玉米秸秆切割成1～2cm长小段，然后与马铃薯淀粉渣按照1∶3比例混合，最后将稀释好的青贮剂均匀喷洒在混合料上，装袋、压实、密封，保证混合青贮料的水分含量为65%～75%。判断水分的方法：用手抓一把青贮料，用力挤压，可以挤出水珠，但不掉落，表明水分含量在65%～75%。室温条件（5～20℃）下青贮发酵45d，发酵后的青贮料呈黄绿色，无任何异味，无霉变变质，无粘手现象，有强烈的酸香味，品质优良。

表1 马铃薯淀粉渣及玉米秸秆的常规养分含量（干物质基础）Table 1 General nutrient contents of potato pulp and corn straw （DM basis） %

1.3 试验设计与管理

试验于2011年5－7月进行。试验期共70d，其中预试期10d，正试期60d。从甘肃陇原中天股份有限公司首阳养殖园区选择40只平均体重（47.45±6.38）kg、日龄（5月龄）健康无疾病的白头萨克福杂交母羊。按年龄、体重、膘情和毛色均等将试验羊随机分成4个处理：对照组（Ctrl）、试验1组（S15）、试验2组（S30）和试验3组（S45），每个处理10个重复，每个重复1只羊。试验羊分别饲喂4种饲粮（表2），粗料为青贮料，精粗比均为40∶60。试验饲粮参照我国农业部颁发的2004年版《肉羊饲养标准》设计［8］。试验羊采取舍饲饲喂，每日07：00、14：00和19：00各饲喂1次。

1.4 测定指标

1.4.1 生长性能 在正式试验开始和结束时，在晨饲前（6：00）对试验羊空腹称重，记录并计算干物质采食量（dry matter intake，DMI）、平均日增重（average daily gain，ADG）和料重比（feed／gain ration，F／G）。

1.4.2 瘤胃内环境 在正式试验开始第0，30和60天时，在中午饲喂后2h通过口腔采集瘤胃液样品，测定pH、氨态氮和挥发性脂肪酸（volatile fatty acid，VFA）。

1.4.3 血清生化指标 在正式试验开始第0，20，40和60天早上（6：00）对40只羊空腹颈静脉无菌采血10mL，并于3 500r／min离心15min制备血清，血清样品放入－20℃冰箱保存。用贝克曼全自动生化分析仪测定血清指标总蛋白（total protein，TP）、尿素氮（urea nitrogen，UN）、葡萄糖（glucose，GLU）含量。

1.5 统计分析

原始数据经Excel工作表初步处理后，采用SAS 8.0软件包中One－way ANOVA法对试验数据进行单因子方差分析。并用LSD法和Duncan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 马铃薯淀粉渣玉米秸秆混合青贮料对肉羊生产性能的影响

S15组、S30组和S45组平均日增重较Ctrl组差异不显著（P＞0.05），但S45组比对照组增加了14.9%，S15组有一定降低；3个试验组的干物质采食量较Ctrl组差异均不显著（P＞0.05），在数值上S45最高，其次是S30组和S15组；3个试验组的料重和对照组相比较，差异均不显著（P＞0.05），但以S45的饲料报酬最高，依次为S30、S15（表3）。

表2 饲粮组成及营养水平（干物质基础）Table 2 Composition and nutrient levels of the diets（DM basis）

表3 马铃薯淀粉渣混合青贮对肉羊生长性能的影响Table 3 Effects of potato pulp mixed silages on growth performance of mutton sheep

2.2 马铃薯淀粉渣玉米秸秆混合青贮对肉羊瘤胃液pH和氨氮浓度的影响

3个试验组与Ctrl组瘤胃液pH均值较相近（P＞0.05）；但随着马铃薯淀粉渣－玉米秸混合青贮料用量的逐渐增加，其瘤胃液氨态氮浓度较Ctrl组极显著降低（P＜0.01），分别降低了18.92%，30.17%和33.03% （表4）。

表4 马铃薯淀粉渣混合青贮对肉羊瘤胃液pH和氨氮浓度的影响Table 4 Effects of potato pulp mixed silages on ruminal pH and NH3－N concentrations

2.3 马铃薯淀粉渣玉米秸秆混合青贮料对肉羊瘤胃液挥发性脂肪酸含量的影响

各试验处理组间乙酸、丙酸、丁酸、总挥发酸、乙酸的摩尔比、丙酸摩尔比、丁酸摩尔比、乙酸／丙酸和（乙酸＋丁酸）／丙酸均无显著差异（P＞0.05）（表5）。

试验第0，20和40天各试验处理组间各项血清指标均无显著差异（P＞0.05）；试验第60天各试验处理组间总蛋白含量无显著差异（P＞0.05），S15组和S45组尿素氮浓度较S30组和Ctrl组显著升高（P＜0.05），S45组葡萄糖浓度较其他试验处理组显著升高（P＜0.05）（表6）。

表5 马铃薯淀粉渣混合青贮对肉羊瘤胃液挥发性脂肪酸含量的影响Table 5 Effects of potato pulp mixed silages on ruminal volatile fatty acids（VFA）concentrations

3 讨论

3.1 马铃薯淀粉渣－玉米秸秆混合青贮料对肉羊生长性能的影响

马铃薯淀粉渣含有丰富的营养，马铃薯淀粉渣与玉米秸秆混合青贮后发酵产生的乙酸会增加动物的采食量。赵萍和张珍［9］，邵淑丽等［10］报道，微生物发酵可改善马铃薯淀粉渣粗纤维结构，产生淡淡的香味，适口性得到了改善。将发酵生产的蛋白质饲料部分替代肉兔饲料可提高其日增重，且不影响兔肉品质和兔的免疫功能。本研究中3个试验组动物的干物质采食量均高于对照组，但差异不显著（P＞0.05），说明马铃薯淀粉渣与玉米秸秆混合青贮后，其适口性得到改善提高，在动物的日粮中添加适量的含有马铃薯淀粉渣的青贮料有提高动物的采食量的趋势。本试验中S45组平均日增重略高于Ctrl组，可能是由于S45组肉羊的干物质采食量高于Ctrl组所致。

表6 马铃薯淀粉渣混合青贮对肉羊血清生化指标的影响Table 6 Effects of potato pulp mixed silages on serum biochemical parameters of mutton sheep

3.2 马铃薯淀粉渣－玉米秸秆混合青贮对肉羊瘤胃内环境的影响

反刍动物的瘤胃是一个相对稳定的厌氧发酵罐，瘤胃内的pH、NH3－N浓度和VFA的摩尔组成比例作为目前研究瘤胃发酵的主要内环境指标，基本上可以反映瘤胃内部的环境状况及饲料在瘤胃内的发酵程度和模式［11］。

瘤胃pH是一项反映瘤胃发酵水平最基本、最重要的指标之一，是瘤胃发酵的“引领者”，对维持瘤胃内环境相对恒定起到了主导作用［12］。韩正康和陈杰［13］及Murphy和Kennelly［14］指出，瘤胃内pH值变动范围为5.0～7.5。瘤胃pH值受日粮性质、唾液分泌、瘤胃内酸、碱性物质排除或吸收的影响，是一项反映瘤胃发酵水平的综合指标，其波动的根本原因则是日粮结构与营养水平。本试验中各处理组间瘤胃平均pH值无差异（P＞0.05），且各处理组瘤胃平均pH值都高于6.2，表明马铃薯淀粉渣－玉米秸秆青贮料替代全株玉米青贮料饲喂肉羊对肉羊瘤胃pH值无影响。

瘤胃氨态氮浓度反映了蛋白质降解与合成之间所达到的平衡状况。瘤胃微生物生长NH3－N浓度需要有一个适宜的水平，其最佳 NH3－N浓度为6.3～27.5mg／100mL［15］。本试验中 NH3－N浓度在17.80～26.58mg／100mL，处于Preston［16］提出的最佳浓度范围内，与文献［17，18］的报道结果一致，可以满足瘤胃微生物生长的需要。并且，本试验中3个处理组瘤胃氨态氮较Ctrl组都极显著下降（P＜0.01），由于各试验组饲喂的日粮蛋白含量基本一致，各处理组瘤胃氨态氮浓度下降说明马铃薯淀粉渣－玉米秸秆混合青贮料提供的氮在瘤胃内被利用的效率更高，具体原因可能是马铃薯淀粉渣中淀粉含量较高，淀粉在瘤胃内被微生物降解生成的挥发酸可以为微生物生长提供较多的可利用能。进而提高了瘤胃微生物对氨态氮的利用效率，减少了氮的排放和环境污染［19］。但其具体作用机理还有待进一步研究。VFA是瘤胃发酵的主要终产物，反映了微生物活性和瘤胃内VFAs的吸收、排出或被中和的状况；饲料类型可显著影响VFA的总量和各种酸的比例［20］。挥发性脂肪酸主要由乙酸、丙酸、丁酸等构成，瘤胃发酵所产生的挥发性脂肪酸，可提供反刍动物机体所需能量的70%～80%［21－23］。本试验中，马铃薯淀粉渣－玉米秸秆混合青贮替代不同比例的全株玉米青贮虽然对瘤胃液中挥发性脂肪酸的含量、比例无显著影响（P＞0.05），对乙酸／丙酸也无显著影响（P＞0.05），但试验处理组瘤胃液中丁酸浓度较对照组有升高的趋势（P＝0.07），试验处理组的总挥发酸含量较对照组升高，但差异不显著（P＞0.05）。以上结果说明，马铃薯淀粉渣－玉米秸秆混合青贮料替代不同比例的全株玉米青贮对瘤胃发酵模式无影响，但马铃薯淀粉渣－玉米秸秆混合青贮料发酵后瘤胃液中丁酸浓度有升高的趋势，瘤胃内挥发酸浓度有一定的提高，挥发酸主要是为反刍动物新陈代谢提供能量［24］，这与瘤胃内氨态氮浓度有降低的趋势相吻合。

从瘤胃pH、氨态氮和挥发酸等瘤胃内环境指标来看，马铃薯淀粉渣－玉米秸秆混合青贮料替代全株玉米青贮料对肉羊瘤胃发酵类型无影响，但有降低瘤胃液氨态氮浓度、增加挥发酸浓度的趋势，表明马铃薯淀粉渣－玉米秸秆青贮料对肉羊的瘤胃内环境有一定的改善作用。

3.3 马铃薯淀粉渣－玉米秸秆混合青贮料对肉羊血清生化指标的影响

血清中各种生化成分是动物体生命活动的物质基础，其含量及其变化规律是动物体重要的生物学特征［25］。

血清蛋白指标是机体蛋白质合成代谢的一个重要标志，其中血清总蛋白浓度高是蛋白质代谢旺盛的表现，有利于促进动物的生长和提高饲料转化率［26］。本试验中各处理组血清总蛋白含量无显著差异，由此推测，在保证肉羊饲粮营养需要后，马铃薯淀粉渣－玉米秸秆混合青贮替代不同比例的全株玉米青贮不影响机体蛋白质代谢强度。

血清尿素氮是动物体内反映蛋白质代谢和日粮氨基酸平衡状况的指标［27］，当日粮中含氮物质增高，或体内氨基酸代谢旺盛、肾功能障碍和血中尿素得不到有效利用时均会使血清尿素氮浓度升高［28－30］。本试验末期S15组和S45组尿素氮浓度较S30组和Ctrl组显著升高（P＜0.05），说明饲喂马铃薯淀粉渣－玉米秸秆混合青贮料的肉羊虽然血液中尿素浓度增加，但利用率不是随马铃薯淀粉渣－玉米秸秆混合青贮料饲喂量的增加而增加。

正常情况下，血糖含量变化是机体对糖吸收、运转和代谢的动态平衡的反映。据报道，动物血糖浓度不应超过6.1mmol／L，Claudia等［31］认为在正常浓度范围内高产动物血糖含量高于低产动物［27，31－33］。本试验中S45组的血糖含量显著高于其他2个处理组和对照组（P＜0.05），说明饲喂马铃薯淀粉渣－玉米秸秆混合青贮料肉羊的生产性能较高。

4 结论

1）马铃薯淀粉渣青贮后营养价值得到改善，马铃薯淀粉渣－玉米秸秆混合青贮适口性好。

2）肉羊饲粮中提供一定比例的马铃薯淀粉渣－玉米秸秆混合青贮料有改善瘤胃内环境的趋势，对肉羊血液生化指标基本无影响。

3）在本试验条件下，马铃薯淀粉渣－玉米秸秆混合青贮料可以替代肉羊饲粮中75%的全株玉米青贮料。

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