体外产气法评价小麦秸与苜蓿配比饲粮的组合效应

袁玖，万欣杰，李发弟

(1.甘肃农业大学动物科学技术学院,甘肃 兰州 730070；2.兰州联邦饲料有限公司，甘肃 兰州 730060)



体外产气法评价小麦秸与苜蓿配比饲粮的组合效应

袁玖1，万欣杰2，李发弟1

(1.甘肃农业大学动物科学技术学院,甘肃 兰州 730070；2.兰州联邦饲料有限公司，甘肃 兰州 730060)

【目的】 探讨小麦秸或氨化小麦秸饲料中需补饲苜蓿的水平.【方法】 试验采用体外产气法测定了精粗比40∶60时，精料补充料∶苜蓿∶小麦秸/氨化小麦秸为40∶0∶60，40∶10∶50，40∶20∶40，40∶30∶30，40∶40∶20，40∶50∶10，40∶60∶0各组合及4种饲料单独培养2、4、6、9、12、24、36、48、72、96 h的产气量，并计算各组合的组合效应值.【结果】 小麦秸饲粮组合中，50苜蓿组AE值为21.74%，比0、10、20、30、40苜蓿组提高143.24%、 185.74%、182.84%、243.19%、287.12%(P<0.01)，60苜蓿组AE值为25.00%，比0、10、20、30、40苜蓿组提高137.60%、174.56%、172.04%、224.52%、262.72%(P<0.01)；氨化小麦秸饲粮组合中，20苜蓿组AE值25.51%，比40、50、60苜蓿组提高242.53%、421.36%、316.97%(P<0.01)；10苜蓿组AE值为20.46%，比40、50、60苜蓿组提高277.71%、500.68%、370.53%(P<0.01).【结论】 氨化小麦秸比小麦秸需要搭配更少的苜蓿，就能达到最大AE值.

组合效应；苜蓿；小麦秸；氨化小麦秸

饲料间组合效应(associative effective，AE)是指来自不同饲料来源的营养物质、非营养物质及抗营养物质间互作的整体效应[1].当饲料的整体互作使饲粮内某养分的利用率或采食量指标高于各个饲料原料数值的加权值时，为“正AE”；若饲粮的整体指标低于各个饲料原料数值的加权值，为“负AE”；若二者相等，为“零AE”[1].反刍动物饲料间的AE在精饲料和粗饲料之间表现得最明显.在精粗比完全一致的前提下，AE仍有很大的不同.研究AE的方法分为体外试验、体内消化代谢试验和动物试验3种[2].自Menke等[3]发现由于气体产量同有机物消化率高度相关以来，体外产气法被众多学者应用于不同种类的饲料间组合AE研究.饲粮精粗比是决定瘤胃发酵特征的主要因素之一.反刍动物饲料间的AE在精、粗饲料之间表现得最明显.王加启和冯仰廉[4]发现精料和粗料的负AE点为精粗比大于70%.孟庆翔等[5]发现精料的比例为20%～60%时对日粮干物质的消化率无显著影响.在精粗比完全一致的前提下，AE仍有很大的不同.饲料组合效应中补饲的应用主要包括补饲能量营养和含氮物质、过瘤胃蛋白、微量元素及易消化纤维等[6].小麦秸秆具有含氮量低、采食量少、消化性差、可利用能低等缺陷，单独饲喂仅可作维持用能量饲料，严重制约了反刍动物生产水平的提高.对小麦秸进行氨化处理，可以提高小麦秸的含氮量和适口性，如果单独饲喂给反刍动物，还是不会显著提高其生产水平.为此，研究人员提出以农作物秸秆为基础饲料补饲优质牧草苜蓿以提高其利用率.本试验是在精粗比40∶60下，运用体外产气法研究对小麦秸/氨化小麦秸补饲不同水平苜蓿对各组合饲粮AE的影响.

1 材料与方法

1.1 试验材料

小麦秸(wheat straw,WS)、氨化小麦秸(ammonium bicarbonate treated wheat straw，ABWS)、苜蓿干草(alfalfa)、精料补充料(concentrate).氨化小麦秸是按每千克小麦秸(按干物质计)中添加尿素量40 g，将尿素溶于水后，均匀喷洒于小麦秸(使麦秸含水量为45%)，25 ℃贮存20 d.精料补充料配方：玉米84.87%，豆粕7.32%，棉籽粕3.66%，食盐1.71%，预混料2.44%.

1.2 试验设计

在精粗比(concentrate∶roughage,C∶R)40∶60下，不同比例(%)苜蓿(0、10%、20%、30%、40%、50%、60%)与WS/ABWS、精料补充料的组合，即：精料补充料∶苜蓿∶WS为40∶0∶60、40∶10∶50、40∶20∶40、40∶30∶30、40∶40∶20、40∶50∶10、40∶60∶0；精料补充料∶苜蓿∶ABWS为40∶0∶60、40∶10∶50、40∶20∶40、40∶30∶30、40∶40∶20、40∶50∶10、40∶60∶0.

1.3 试验方法

1.3.1 体外培养体系 进行活体外瘤胃发酵培养，人工瘤胃缓冲液按Menke等[7]方法配制，配方为：400 mL蒸馏水+0.1 mL微量元素溶液(A)+200 mL缓冲液(B)+200 mL常量元素溶液(C)+1.0 mL刃天青溶液(D)，用CO2气体饱和并升温至39 ℃后，加40 mL还原液(E)，继续通入CO2，直至溶液由淡蓝色转变为无色.调制成人工唾液的A、B、C、D、E各溶液配方如下，A、微量元素溶液：13.2 g CaC12·2 H2O+10.0 g MnC12·4 H2O +1.0 g CoCl2·6 H2O +8 g FeC13·6 H2O，加蒸馏水溶解，定容至1 000 mL；B、缓冲溶液：4.0 g NH4HCO3+35 g NaHCO3，加蒸馏水溶解，定容至1 000 mL；C、常量元素溶液：5.7 g Na2HPO4+6.2 g KH2PO4+0.6 g MgSO4·7 H2O，加蒸馏水溶解，定容至1 000 mL；D、指示剂溶液：0.1%刃天青溶液，即100 mg刃天青溶解于100 mL蒸馏水；E、还原剂溶液(现配现用)：4.0 mL NaOH+625 mg Na2S·9 H2O +95 mL蒸馏水.微生物培养液：将瘤胃液与人工唾液按1∶2的体积比混合，搅拌均匀即可.

1.3.2 瘤胃液供体动物及其饲养 试验动物为3只装有永久性瘤胃瘘管的青年小尾寒羊，体质量(30±5) kg.饲喂饲粮精粗比为30∶70，即小麦秸秆700 g/d和精料补充料300 g/d.每天喂料两次(8∶00和16∶30)，自由饮水.在早饲前抽取3只瘘管羊的瘤胃液，混合后经4层纱布过滤至预热处理过的收集瓶，置于39 ℃恒温水浴箱中保存，连续通入CO2，待用.

1.3.3 体外培养程序 准确称取待测饲料样品约200 mg(干物质基础)，置于体外产气管中，加入始终用CO2气体饱和的微生物培养液30 mL，排出注射器中气体，用胶管和夹子封住注射器前端，记录下产气管活塞的初始刻度读数(mL).在39 ℃恒温水浴锅上放上自制72孔有机玻璃支架，将注射器头朝下插入支架孔中培养(水浴锅水面高度必须要淹没注射器内培养液高度)分别培养各饲料组合和4种饲料原料2、4、6、9、12、24、36、48、72、96 h.每个饲料组合3个重复.每批样品培养时做3个空白样，记录注射器活塞的位置读数(mL)，并记录培养过程中空白管以上10个时间点的产气量(gas production，GP).在每次产气管读数后，均需两手掌相对转动注射器，起到震荡器的作用以模拟瘤胃运动.某时间点的GP(mL)=该段时间样品GP-对应时间段内空白管GP.

1.4 测定项目和方法

1.4.1 饲料常规营养水平 按常规法(AOAC)[8]测定WS、ABWS、苜蓿、精料补充料的干物质(dry matter，DM)、粗蛋白质(crude protein，CP)、粗脂肪(ether extract，EE)和粗灰分(ash)含量，按Van Soest等[9]方法测定中性洗涤纤维(neutral detergent fiber，NDF)含量.

1.4.2 体外GP 测定2、4、6、9、12、24、36、48、72、96 h的GP.

GPt=200×(Vt-Vo) /W

式中，t为发酵开始后的某一时间(h)；GPt为样品在t时刻的产气量(mL)；Vt为样品发酵t小时后培养管刻度读数；Vo为样品在开始培养时空白培养管刻度读数；W为样品干物质质量(mg).

1.4.3 产气参数计算 利用fit curve软件(MLP；Lawes Agricultural Trust)，根据Фrskov和McDonald[10]的产气模型公式将各样品在2、4、6、9、12、24、36、48、72、96 h时的GP代入，计算消化动力参数.模型公式为：

GP=a+b(l-exp-ct)

式中，t为发酵开始后的某一时间(h)；a为快速产气部分；b为缓慢产气部分；c为b的产气速度常数；a+b为潜在产气量.

1.4.4 组合效应的估算

组合效应=(实测值-加权估算值)×100/加权估算值

加权估算值=WS(ABWS)的实测值×WS(ABWS)配比(%)+精料补充料实测值×精料补充料配比(%)+苜蓿实测值×苜蓿配比(%)

式中，实测值为实际测定的样品产气量(mL).

1.5 统计分析

数据采用SPSS 16.0软件，ANOVA对数据进行单因子方差分析，差异显著时采用Tukey法进行多重比较.

2 结果与分析

2.1 饲料营养水平及产气参数

由表1可见，ABWS的CP、EE比WS分别增加247.3%和85.9%，NDF降低了8.71%.表2显示，小麦秸、精料补充料和苜蓿的快速产气部分为负值，即三者不同程度地存在产气滞后效应.精料补充料的体外潜在产气量最高为67.55 mL，具有最高的消化率.

2.2 小麦秸组各组合产气参数及组合效应

由表3可见，小麦秸饲粮组合中，当苜蓿比例为60时(以下均简称为“60组”)，60组的GP24h分析比0、10、20、30、40组提高15.96%、26.23%、27.47%、40.35%、49.32%(P<0.01)；0组比30、40组提高29.03%、39.70%(P<0.01)；10、20组比30组提高19.15%、17.77%(P<0.05)；10、20组比40组提高31.30%、30.13%(P<0.01).0、60组的潜在产气量比30组提高37.55%、34.77%(P<0.01)；0、60组比40组提高52.34%、50.22%(P<0.01)；50、10组比40组提高48.83%、47.78%(P<0.01)；50、10组比30组提高32.95%、31.57%(P<0.05).60组的产气速度常数比40、20、0组提高29.37%、33.71%、37.17%(P<0.05)；50组比0、10组提高42.39%、48.86%(P<0.01)；50组比20、40组提高39.20%、35.23%(P<0.05)；30组比10组提高30.77%(P<0.01).60、50组的AE值为正值，其他5组为负值，50组的AE值比0、10、20、30、40组提高143.24%、185.74%、182.84%、243.19%、287.12%(P<0.01)；60组的AE值比0、10、20、30、40组提高137.60%、174.56%、172.04%、224.52%、262.72%(P<0.01).结果表明，小麦秸饲粮组合中以60、50苜蓿组GP24h，AE值最大，效果最好.

表1 饲料的营养水平

*数值为干物质测定值；各饲料的营养水平均为实测值.

表2 饲料的产气参数

表3 苜蓿补饲小麦秸体外培养后的产气参数及24 h产气量上的组合效应

同列数据肩标不同小写字母表示差异显著(P<0.05).

2.3 氨化小麦秸组各组合产气参数及组合效应

由表4可见，氨化小麦秸饲粮组合中，20组的GP24h比0、40、50、60组提高20.51%、48.36%、85.25%、79.10%(P<0.01)；10组比0组提高16.40%(P<0.05)；20、10、30、0组比40组提高48.36%、45.69%、41.67%、35.04%(P<0.01)；20、10、30、0组比50组提高85.25%、84.48%、83.33%、81.44%(P<0.01)；20、10、30、0组比60组提高79.10%、78.02%、76.39%、73.71%(P<0.01)；40组比50、60组提高71.43%、59.52%(P<0.01).20组的潜在产气量比40、50、60提高43.80%、84.62%、64.06%(P<0.01)；10组比40、50、60组提高42.75%、84.34%、63.39%(P<0.01)；0、30、40组比50组提高82.63%、82.52%、72.64%(P<0.01)；0、30、40组比60组提高59.39%、59.15%、36.05%(P<0.01).20、30组的产气速度常数比50组提高27.08%、25.50%(P<0.05).20、10、30、0组的AE值为正值、其他3组为负值.20组的AE值比40、50、60组提高242.53%、421.36%、316.97%(P<0.01)；10组的AE值比40、50、60组提高277.71%、500.68%、370.53%(P<0.01)；30组比40组提高460.36%(P<0.05)；30组比50、60组提高912.49%、648.56%(P<0.01).说明使用氨化小麦秸基础日粮时20、10苜蓿组的GP24 h潜在产气量和组合效应值最大.

表4 苜蓿补饲氨化小麦秸体外培养后的产气参数及24 h产气量上的组合效应

3 讨论与结论

本试验中，小麦秸饲粮组合中，60、50组的AE值最大.氨化小麦秸饲粮组合中，20、10组的AE值最大.即小麦秸需补饲50%、60%苜蓿才能达到正AE值，而氨化小麦秸只需补饲20%、10%苜蓿，就达到正AE值.因此，使用氨化小麦秸饲喂羊比小麦秸更节约优质牧草苜蓿的使用量，更易满足绵羊的营养需求.说明对小麦秸进行氨化处理不仅提高了小麦秸秆的含氮量和适口性，更重要地是氨化小麦秸与苜蓿、精料组合后更容易产生正的AE值.原因是氨化处理提高了小麦秸秆的含氮量，降低秸秆的纤维含量，提高秸秆的消化率.据实测，氨化处理使稻草的DM、OM、CP和NDF消化率分别提高23%、24%、43%和12%；而且氨化稻草的DM和OM消化率显著高于干草，CF消化率也以氨化稻草为高[11].

青贮玉米秸秆与苜蓿青干草以25∶75，青贮玉米秸秆与燕麦青干草以50∶50，苜蓿青干草与燕麦青干草以25∶75或50∶50组合时AE较大[12].依据组合效应综合指数(MFAEI)理论，采用体外法测定苜蓿、番茄皮渣、玉米秸与小麦秸不同组合AE情况，发现苜蓿∶番茄渣∶玉米秸为30∶10∶60、苜蓿∶玉米秸为0∶50、苜蓿∶番茄渣∶小麦秸为30∶20∶50、苜蓿∶小麦秸为60∶40时的多项AE值最优，依次为0.80、0.85、0.82和0.78[13].将苜蓿干草、青贮玉米秸和羊草按100∶0、80∶20、60∶40、40∶60、20∶80、0∶100两两组合，结果表明用单项AE指数评价AE的结果不完全一致，采用MFAEI进行综合评价时，青贮玉米秸-苜蓿、青贮玉米秸-羊草、苜蓿-羊草3组依次按60∶40、40∶60、80∶20时能产生最大正AE0.12、0.83、0.09[14].稻草与苜蓿体外发酵发现，经改进的AE多项指标综合指数(IMFAEI)对稻草分别添补0%、20%、40%、60%、80%、100%苜蓿在12、24、48 h时的IMFAEI自高到低依次为苜蓿水平60(1.271 1)、40(1.260 3)、20(0.826 5)、80(0.633 3)[15].本试验结果与以上研究结果一致.表明苜蓿添加水平并不是越大越好，而是根据与其组合的饲料种类不同而不同.氨化小麦秸需要搭配较低比例苜蓿(20%、10%)，小麦秸需要搭配较高比例苜蓿(60%、50%)，才能达到最大AE值.

要达到正AE值，小麦秸需补饲50%、60%苜蓿，氨化小麦秸需补饲20%、10%苜蓿.因此，使用氨化小麦秸喂羊比小麦秸更节约优质牧草苜蓿的使用量.

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(责任编辑 赵晓倩)

Associative effect of alfalfa supplementation on wheat straw or ammonium bicarbonate treated wheat straw dietsinvitro

YUAN Jiu1,WAN Xin-jie2,LI Fa-di1

(1.College of Animal Science and Technology,Gansu Agricultural University,Lanzhou 730070,China； 2.Lanzhou Lianbang Feed Limited Company,Lanzhou 730060,China)

【Objective】 To investigate the effects of alfalfa supplementation levels on wheat straw (WS) or ammonium bicarbonate treated wheat straw (ABWS).【Method】 Basal diet on associative effects (AE) of dietsinvitro.Concentrate∶alfalfa∶WS/ABWS were 40∶0∶60,40∶10∶50,40∶20∶40,40∶30∶30,40∶40∶20,40∶50∶10,40∶60∶0 when concentrate-roughage ratio was 40∶60.Gas production (GP) was recorded at 0,2,4,6,9,12,24,36,48,72,96 h.The AE was defined as the difference between the observed in vitro GP and the predicted value from individual feed fermented alone.【Result】 The positive AE were 25.00% and 21.74% when concentrate∶alfalfa∶WS were 40∶60∶0 and 40∶50∶10.The AE of the group of 40∶50∶10 increased 143.24%,185.74%,182.84%,243.19%,287.12%(P<0.01)than the groups of 40∶0∶60,40∶10∶50,40∶20∶40,40∶30∶30,40∶40∶20.The AE of the group of 40∶60∶0 increased 137.60%,174.56%,172.04%,224.52%,262.72%(P<0.01)than the groups of 40∶0∶60,40∶10∶50,40∶20∶40,40∶30∶30,40∶40∶20.When concentrate∶alfalfa∶ ABWS were 40∶20∶40,40∶10∶50,40∶30∶30,40∶0∶60,the AE were 25.51%,20.46%,10.09%,1.68%.The AE of the group of 40∶20∶40 increased 242.53%,421.36%,316.97%(P<0.01)than the groups of 40∶40∶20,40∶50∶10,40∶60∶0.The AE of the group of 40∶10∶50 increased 277.71%,500.68%,370.53%(P<0.01)than the groups of 40∶40∶20,40∶50∶10,40∶60∶0.【Conclusion】 ABWS (20%,10%) need less alfalfa than WS (60%,50%) to achieve higher AE.ABWS is better than WS in saving the alfalfa.

associative effects；alfalfa；wheat straw；ammonium bicarbonate treated wheat straw

袁玖(1980-)，女，讲师，硕士，研究方向为动物营养与饲料.E-mail：yuanj@gsau.edu.cn

2015-06-19；

2015-11-25

S 816

A

1003-4315(2016)05-0026-06