新疆几种奶牛非常规饲料的营养价值比较

徐元君，刘士杰，赵勐，张养东，王加启，卜登攀

(1.甘肃农业大学动物科学技术学院，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，CAAS-ICRAF农用林业与可持续畜牧业联合实验室，北京　100193;

3.中国饲料工业协会，北京　100125)



新疆几种奶牛非常规饲料的营养价值比较

徐元君1,2，刘士杰3，赵勐2，张养东2，王加启1,2，卜登攀1,2

(1.甘肃农业大学动物科学技术学院，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，CAAS-ICRAF农用林业与可持续畜牧业联合实验室，北京100193;

3.中国饲料工业协会，北京100125)

摘要：采用体外发酵产气法对新疆非常规饲料番茄酱渣、葡萄籽粕和棉籽壳的营养成分、泌乳净能、体外营养物质降解率和产气量进行了比较研究.结果表明：番茄酱渣的粗蛋白(CP)含量为19.9%，泌乳净能(NEL)估计值4.88 MJ/kg，葡萄籽粕的CP含量为13.21%，NEL估计值为4.21 MJ/kg.番茄酱渣和葡萄籽粕营养物值含量高于棉籽壳.番茄酱渣的24 h 营养物质降解率、挥发性脂肪酸(VFA)产量和产气量显著高于葡萄籽粕和棉籽壳(P<0.05).因此，番茄酱渣的总体营养价值高于葡萄籽粕和棉籽壳，具有作为奶牛饲料的潜质.

关键词：体外产气法；非常规饲料；营养价值；奶牛

体外产气法是基于饲料样品在体外用瘤胃液消化所产生气体(主要是CO2和CH4)的量来估计有机物消化率的方法，因其简便、经济、快速而被广泛用于评定[1].Menke 等[2]成功应用体外瘤胃发酵法通过体外产气量和发酵底物降解率预测发酵底物的营养价值.Menke[3]和Tagliapietra[4]利用24 h产气量和饲料营养物质估测饲料代谢能、泌乳净能.

新疆作为我国五大牧区之一，有大量的优良牧场,天然草原约8.4亿亩，约占全国草原面积的1/5，其中可利用天然草原7.2亿亩，占全国可利用天然草原总面积的21.9%，拥有发展畜牧业得天独厚的条件.随着新疆畜牧业的不断发展，牛羊养殖数量的不断的扩大，饲料的短缺现象也愈发明显，如何高效的开发与利用非常规饲料对畜牧业的发展至关重要.非常规 原料是指在配方中较少使用，或者对营养特性和饲用价值了解较少的那些饲料原料.杜道全[5]研究发现，以1%～4 %的比例添加葡萄籽粕，对于改善营养、扩大饲料原料、提高奶牛整体生产性能有一定的积极作用.兰芳等[6]对番茄酱渣与苜蓿干粉营养成分进行比较分析，番茄酱渣干物质中粗蛋白、粗纤维、粗脂肪含量较高，优于苜蓿甘草粉粗纤维.李恒志[7]等研究发现，棉籽壳对奶牛具有良好的适口性和较高的利用率，如果用于配合奶牛日粮，能使产奶量(以校正体质量后计)增长33.2%，饲养利润提高47.84%，乳脂率明显上升.本研究拟应用体外动态产气实时记录技术，分析和评价新疆的3种非常规饲料番茄酱渣，葡萄籽粕和棉籽壳的奶牛营养价值，肥期为奶牛的非常规饲料开发利用提供科学的理论依据.

1材料与方法

1.1供体动物与瘤胃液的采集

选取3头体质量(558±10)kg，泌乳日龄为(136±37)d，胎次相同、健康且装有永久性瘤胃瘘管的荷斯坦奶牛作为瘤胃液供体牛.奶牛每天饲喂2次(7∶00和19∶00)，自由饮水.于晨饲前1 h采集瘤胃液，混合后装于保温瓶带回实验室，整个操作于39 ℃水浴进行.培养基采用Menke等[3]的方法配制培养液，配制完成后向其中持续注入CO2，至pH 值为6.8 为止，置于39 ℃水浴中恒温静置，备用.

1.2饲料样品采集制备和营养成分分析

本试验选取的番茄酱渣，葡萄籽粕和棉籽壳在2013 年6 月收集于新疆石河子、奎屯、乌鲁木齐等地.新采集的番茄酱渣水分含量较多，呈橙黄色，在太阳下晒干后，将风干后的番茄酱渣，葡萄籽粕和棉籽壳粉碎过1 mm筛，密封避光保存.

本试验检测饲料的干物质(DM)参照GB 6435-86，粗蛋白(CP)按照GB/T 6432-94,粗脂肪(EE)按照GB/T 6433-94，粗灰分(ASH)按照GB/T6438-92的方法进行测定.中性洗涤纤维(NDF)和酸性洗涤纤维(ADF)采用Van Soest等[8]的方法进行测定，饲料的营养成分见表1.

1.3产气试验

1.3.1产气发酵体外发酵装置采用64通路AGRS-Ⅲ型微生物发酵微量产气自动记录装置与软件系统，对产气量进行实时检测.准确称取500 mg饲料于150 mL厌氧发酵瓶中，接种时迅速将每个瓶中加入事先预热的液体培养基50 mL和经4层纱布过滤的新鲜瘤胃液25 mL.并向瓶中持续通入CO25 s后立即加上瓶塞，并将每个发酵瓶与产气装置的每个传感器相连接，每种饲料重复4次，同时设不添加饲料的空白组重复4次，于39 ℃下连续培养24 h.

1.3.2体外发酵指标的测定发酵结束后立即用pH计(Sartorius，PB-10)测定发酵液的pH.瘤胃液中氨态氮(NH3-N)浓度利用靛酚比色法[9]测定.VFA浓度利用气相色谱(Agolent 6890 NGC system，Agilent America)以外标法测定.

1.3.3饲料的营养物质降解率的计算DM(NDF,CP) 降解率(%) = {[样品中DM(NDF,CP)量(g) -降解后残渣中DM(NDF,CP)量(g) ]/样品中DM(NDF,CP)量(g) }×100%

1.3.4能值计算公式泌乳净能(NEL)依据以下公式计算：

NEL(MJ/kgDM):0.096×GP+0.003 8×CP+0.000 173×EE2+0.54

其中，GP为200 mg底物的矫正气体值，CP、EE、CA为粗蛋白、粗脂肪、粗灰分的含量，以干物质为基础(%DM)[3].

1.4统计和分析

采用EXCEL整理数据，用SAS 9.1软件的ANOVA程序和邓肯氏复极差测验对数据进行分析.

2结果与分析

2.1营养成分的测定结果

番茄酱渣、葡萄籽粕和棉籽壳的营养成分测定结果如表1所示.棉籽壳的OM含量显著高于番茄酱渣和葡萄籽粕(P<0.05).番茄酱渣的CP和EE显著高于其他两种饲料(P<0.05)，棉籽壳的NDF显著高于番茄酱渣和葡萄籽粕(P<0.05).

表1　番茄酱渣、葡萄籽粕和棉籽壳的营养成分测定结果(绝干基础)

同列数据肩标不同字母者表示差异显著(P<0.05).

2.2饲料的营养物质体外发酵降解率和产奶净能的试验结果

番茄酱渣、葡萄籽粕和棉籽壳的营养物质体外发酵降解率和产奶净能的试验结果如表2所示.番茄酱渣的干物质降解率(DMD)和中性洗涤纤维降解率(DNDF)显著高于其他2种饲料(P<0.05).番茄酱渣和葡萄籽粕的粗蛋白降解率(DCP)差异不显著(P>0.05).番茄酱渣的NEL最高(P<0.05)，葡萄籽粕和棉籽壳NEL差异不显著(P>0.05).

表2　番茄酱渣、葡萄籽粕和棉籽壳的营养物质降解率及能值估计值

同列数据肩标不同字母者表示差异显著(P<0.05).

2.3饲料体外发酵24 h内各时间点产气量及瘤胃液pH值、NH3-N浓度的测定结果

番茄酱渣、葡萄籽粕和棉籽壳发酵24 h内各时间点产气量及瘤胃液pH值、NH3-N浓度测定结果如表3所示.番茄酱渣体外发酵2、6、12、24 h的产气量均显著高于葡萄籽粕和棉籽壳(P<0.05).番茄酱渣的pH值显著低于葡萄籽粕和棉籽壳(P<0.05).葡萄籽粕和棉籽壳的NH3-N浓度显著低于番茄酱渣(P<0.05).

2.4饲料体外发酵24 h的瘤胃液VFA产量测定结果

番茄酱渣、葡萄籽粕和棉籽壳发酵24 h的瘤胃液VFA产量测定结果如表4所示.番茄酱渣的乙酸、丙酸、丁酸和总挥发酸产量均显著高于葡萄籽粕，棉籽壳(P<0.05).棉籽壳的A/P显著高于其他两种饲料(P<0.05).

表3　番茄酱渣、葡萄籽粕和棉籽壳发酵24 h内各时间点产气量及瘤胃液pH、氨态氮值

同列数据肩标不同字母者表示差异显著(P<0.05).

表4　番茄酱渣、葡萄籽粕和棉籽壳发酵24 h的瘤胃液VFA产量

同列数据肩标不同字母者表示差异显著(P<0.05).

3讨论与结论

3.1基础养分和能值分析

本试验所测的番茄酱渣、棉籽壳与NRC中总结的营养成分接近[10].葡萄籽粕的CP与张爱军等[11]测定值(13.63%)接近，EE(1.89%)含量略高.番茄酱渣的CP与中国饲料成分及营养价值表[12]中的玉米蛋白饲料(19.3%)和苜蓿草粉(19.1%)接近，高于杨福有[13]检测的苹果渣的蛋白含量(6.2%).葡萄籽粕的CP含量与中国饲料成分及营养价值表[12]中的次粉(13.6%)和大麦皮(13.0%)接近.

同蛋白含量相似的玉米蛋白饲料(7.11 MJ/kg)和苜蓿草粉(4.81 MJ/kg)相比，番茄酱渣的NEL与苜蓿草粉接近，低于玉米蛋白饲料.葡萄籽粕的NEL显著低于次粉(8.16 MJ/kg)和大麦皮(6.78 MJ/kg).由本试验结果可看出，番茄酱渣的能值要高于，葡萄籽粕和棉籽壳.

3.2营养物质的降解率和体外产气数据分析

番茄酱渣的24 h IVTD高于葡萄籽粕和棉籽壳，葡萄籽粕和棉籽壳的降解率偏低的原因可能与NDF含量较高有关，有研究表明，饲料中NDF的含量与体外消化率呈负相关[14].另外，葡萄籽粕和棉籽壳中含有抗营养因子，分别为单宁和棉酚会抑制微生物的活性，从而影响饲料的降解[15-16].

DNDF是评定反刍动物饲料纤维品质的重要指标.番茄酱渣的DNDF与刘华[17]瘤胃消化24 h甜菜粕的DNDF(24.4%)接近，显著高于葡萄籽粕和棉籽壳，可能是由于番茄果皮含有大量的粗蛋白、粗纤维、粗脂肪、维生素、微量元素，更易被瘤胃微生物分解[6].DCP是评价饲料为瘤胃提供蛋白能力的指标，番茄的DCP 显著高于葡萄籽粕和棉籽壳，表明番茄酱渣具有为反刍动物提供蛋白的潜力，可作为精料补充料.

通过体外发酵可间接反映饲料在瘤胃中的消化情况.根据饲料营养组成与24 h体外产气情况能够较为准确地预测代谢能和体内DM降解率(r=0.98)[18].番茄酱渣的24 h产气量(114.75 mL/g)显著高于葡萄籽粕和棉籽壳，Gatachew[14]研究发现 体外降解率和24 h产气量呈正相关关系，且饲料的可发酵碳水化合物越高产气量也越高，番茄酱产气值相对偏高，说明其易消化碳水化合物也很高.

3.3瘤胃液中NH3-N浓度、VFA产量和pH值的结果分析

NH3-N能够为瘤胃微生物生长提供氮源，但过多的NH3-N 意味着只有很少的蛋白质能够进入小肠，Murphy等[19]的研究显示微生物发酵的最佳NH3-N浓度为6.3～27.5 mg/dL，本试验中所得的3种饲料测定结果中，除番茄酱渣(29.28 mg/dL)略高于此范围外，其余均在微生物发酵的最佳浓度范围.

VFA 是反刍动物和其瘤胃微生物维持和生长的主要能量来源.Gatachew等[14]研究指出发酵24 h产气量与VFA 含量成正相关(r2=0.57).此外，有研究发现[20]，产气量与NDF之间呈负相关，而与CP 含量的正相关.而在本试验中，CP含量高，NDF含量较低的番茄酱渣也有着显著较高的总VFA 产量.Brown等[21]发现体外发酵的A/P在2.0～4.1之间.本试验得出的A/P基本在这个范围之内.

瘤胃液pH是瘤胃发酵状况的反映，一定的pH范围是保证瘤胃微生物正常发酵的必要条件.Grant等[22]认为pH过高或过低对于瘤胃微生物的正常生长、发育及发酵均有不利的影响.本试验各处理瘤胃培养液pH都在6.7～6.9之间变动，健康的奶牛的瘤胃pH范围在5.5～7.5之间.

以上结果表明，新疆地区番茄酱渣和葡萄籽粕中均含有较丰富的营养价值，棉籽壳的营养价值偏低.3种饲料都有作为新型的饲料资源具有良好的开发应用前景.番茄酱渣的总营养价值(CP、EE、产气量、体外营养物质降解率和VFA产量)高于葡萄籽和棉籽壳，可直接作为奶牛的精料补充料.葡萄籽粕和棉籽壳的营养成分虽然丰富，但是体外营养物质降解率较低，可通过加工处理或微生物发酵技术提高饲料利用率.

参考文献

[1]Getachew G,Blümmel M,Makkar H P S,Becker K.In vitro gas measuring techniques for assessment of nutritional quality of feeds:a review[J].Animal Feed Science and Technology,1998,72:261-281

[2]Menke,K H,Steingass H.Sch tzung des energetischen Futterwerts aus derinvitromit Pansensaft bestimmten Gasbildung und der chemischen Analyse II：Regressionsgleichungen[J].übers Tierern hrg,1987,15:59-94

[3]Menke K H,Steingass H.Estimation of the energetic feed value obtained from chemical analysis and gas production using rumen uid[J].Animal Research,1988,28:7-55

[4]Tagliapietra F,Cattani M,Hansen H H,et al.Metabolizable energy content of feeds based on 24 or 48 h in situ NDF[J].Animal Feed Science and Technology,2011,170(3-4):182-191

[5]杜道全,杨文华.葡萄籽粕在奶牛日粮中的应用研究[J].河南畜牧兽医:综合版,2009(8):28-29

[6]兰芳,张玉芳.番茄酱渣饲料的营养价值及开发前景[J].饲料博览,2009(2):33-34

[7]李恒志,陈国禄,朱云芝,等.棉籽壳饲喂泌乳母牛生产效果的观察[J].中国畜牧志,1987(5):20-21

[8]Van Soest P J,Robertson J B,Lewis B A.Methods for dietary fiber,neutral detergent fiber,and nonstarch polysaccharides in relation to animal nutrition[J].Journal of Dairy Science,1991,74:3583-3597

[9]Ortega M E,Stern M D,Satter L D.The effect of rumen ammonia concentration on dry matter disappearance in situ[J].Journal of Dairy Science,1979,62:76

[10]国家科学研究委员会.奶牛营养需要[M].孟庆祥,译.北京:中国农业大学出版社,2002:155-156

[11]张爱军,沈继红.葡萄籽毒性评价的研究[J].中国油脂,2006(5):86-89

[12]熊本海,庞之洪,罗清尧.中国饲料及营养成分价值表[J].21版.中国饲料,2010(21):33-39

[13]杨福有,祁周约,李彩风,等.苹果渣营养成分分析及饲用价值评估[J].甘肃农业大学报,2000,35(3):340-344

[14]Getachew G,DePeters E J,Taylor S J.Relationships between chemicalcomposition,dry matter degradation andinvitrogas production of several ruminant feeds[J].Animal Feed Science and Technology,2004,111(1-4):57-71

[15]张乐乐.葡萄籽在动物营养中的研究进展[J].饲料工业,2009,30(19):46-48

[16]赛买提·艾买提.棉籽壳中游离棉酚在绵羊消化道中的变化及其代谢的研究[D].乌鲁木齐：新疆农业大学,2008

[17]刘华.新疆地区23种饲料营养成分及其瘤胃降解特性比较研究[D].乌鲁木齐：新疆农业大学,2012

[18]唐一国,龙瑞军,补小艳，等.反刍家畜饲料营养价值体外法评定研究进展[J].中国奶牛,2002(5):31-33

[19]Murphy J J,Kennelly J J.Effect of protein concentration and protein source on the degradability of dry matter and protein in Situ[J].Journal of Dairy science,1987,70(9):1841

[20]姜海林,汤少勋,周传社,等.不同禾本科牧草与组合秸秆混合饲料的营养特性及利用效率研究[J].中国生态农业学报,2006(14):190-194

[21]Brown V E,Rymer C,Agnew R E,Givens D I.Relationship between in vitro gas production pro les of forages andinvivorumen fermentation patterns in beef steers fed those forages[J].Anim Feed Sci Technol,2002,98:13-24

[22]Grant R J,Mertens D R.Influence of buffer pH and raw corn starch addition oninvitrofiber digestion kinetics[J].Journal of Dairy Science,1992,75:2762-2768

(责任编辑李辛)

Comparative assessment of the dairy nutritive values of

some unconventional feed in Xinjiang Province

XU Yuan-jun1,2,LIU Shi-jie3,ZHAO Meng2,ZHANG Yang-dong2,WANG Jia-qi1,2,BU Deng-pan1，2

(1.College of Animal Science and Technology,Gansu Agricultural University,Lanzhou 730070,China;2.State Key Laboratory

of Animal Nutrition,CAAS-ICRAF Joint Laboratory of Agroforestry and Sustainalbe Animal Husbandry,Institute of

Animal Science,Chinese Academy of Agricultural Science,Beijing 100193,China;3.China

Feed Industry Association,Beijing 100125,China)

Abstract：This experiment was conducted to evaluate the nutritive value of unconventional feed,tomato pomace,grape seed meal and cottonseed hulls,in Xinjiang Province,meanwhile,the net energy for lactation,nutrient degradation rate and in vitro gas production were also compared.The results showed as follows：the crude protein (CP) content of tomato pomace was 19.9%,the net energy for lactation (NEL) estimated value was 4.88 MJ/kg,the CP content of grape seed meal was 13.21%,the NEL estimated value was 4.21 MJ/kg.The nutrients content of tomato pomace and grape seed meal were higher than that of cottonseed hulls.Tomato pomace nutrients (CP,NDF) degradation rate,volatile fatty acids (VFA) production and gas production after 24 h in vitro fermentation were significantly higher than those of grape seed meal and cottonseed hulls (P<0.05).In conclusion,the nutritive value of tomato pomace was higher than that of grape seed meal and cottonseed hulls,it had the potential to be dairy cows feed,and was the high quality feed resource.

Key words：in vitro gas production technique;unconventional feed;nutritive value；dairy

收稿日期：2014-03-13；修回日期：2014-04-10

基金项目：“十二五”科技支撑计划项目(2012BAD43B01-2)；“十二五”科技支撑计划项目(2012BAD12B02-5)；动物营养与饲料基础数据的整合与应用(2013ywf-zd-3).

通信作者：王加启，男，研究员，博士生导师，主要从事奶牛营养与饲料、牛奶质量形成和奶产品安全评估的研究.E-mail:wang-jia-qi@263.net卜登攀，男，副研究员，硕士生导师，主要从事反刍动物营养代谢与调控、牛奶品质改善和瘤胃微生态研究与应用方面的研究.E-mail:burdenpan@gmail.com

中图分类号：S 816.15

文献标志码：A

文章编号：1003-4315(2015)01-0014-05

第一作者：徐元君(1988-)，女，硕士研究生，研究方向为反刍动物营养.E-mail:123xuyuanjun@163.com