不同精粗比下柚子皮与苜蓿配比对绵羊饲粮组合效应影响

袁玖，唐德富，万欣杰，朱宝珍，何天乐，俞海山，王军军

(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)

日粮消化率或能值并不等于组成该日粮各项饲料消化率或能值的加权值，动物的采食水平、日粮中蛋白质补充料、易降解纤维、易发酵碳水化合物和脂肪的添加以及饲料间的不同搭配加工调制和一些营养调控措施等均会改变单个饲料的消化率和利用率。不同饲料间存在的这种互作的整体效应称之为组合效应(associative effect，AE)[1]。当饲料的整体效应高于各种饲料数值的加权值时为“正AE”；低于加权值为“负AE”；相等则为“零AE”。现有的研究饲料AE的方法包括体外发酵试验、体内消化代谢试验和动物饲养试验。由于气体产量同有机物消化率相关性很高，体外产气法一直以来被众多学者用作研究不同种类饲料间AE的最简便有效的方法[2]。反刍动物饲料间的AE在精、粗饲料之间最显著。饲粮的精粗比(concentrate∶roughage, C∶R)是决定瘤胃发酵特征的一个主要因素。研究发现，精、粗饲料的负AE点为C∶R>70%[3]。精料比例达到20%～60%时对日粮干物质消失率没有显著影响。即使C∶R完全一致，AE仍表现很大的不同。

在中国，各种秸秆可收集利用总量为68595万t, 平均可收集系数为0.81；残留田间和收集过程中浪费的秸秆占19%。其中，适宜加工饲喂的秸秆为58764万t，占85.67%[4]。我国经济作物的种植面积逐年增加，据2015年统计，我国柚子(Citrusmaxima)的年产量超过200万t，因此每年产生的柚子皮在40万t左右[5]，柚子皮主要源于柚子果汁、果酱等产品加工厂，废弃后不仅对环境造成压力，也浪费资源。我国牛羊粗饲料短缺，充分开发柚子皮等非常规饲料资源是畜牧业发展的必由之路。目前也尚未见到有关柚子皮用作饲料的研究报道。本试验在C∶R为40∶60、30∶70、20∶80下，运用体外产气法研究柚子皮与苜蓿(Medicagosativa)干草、精料补充料不同配比后对绵羊饲粮AE的影响。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验用粗饲料为柚子皮和苜蓿干草，柚子皮从兰州市农贸市场采购，苜蓿干草购自甘肃省临洮县。精料补充料由兰州联邦饲料有限公司提供。

1.2 试验日粮

试验日粮见表1。其中，精料补充料的配方为：玉米(Zeamays)84.87%，豆粕7.49%，棉籽粕3.47%，食盐1.81%，预混料2.45%。

1.3 试验方法

1.3.1瘤胃液供体动物及其饲养 3只装有永久性瘤胃瘘管的青年小尾寒羊，体重(30±5) kg，饲喂的日粮为小麦(Triticumaestivum)秸秆700 g·d-1，精料补充料300 g·d-1。每天喂料2次(9:00和17:30)，自由饮水。早饲前采集3只瘘管羊的瘤胃液，混合后经4层纱布过滤至预热过的保温瓶中，置39 ℃恒温水浴箱中保存，连续通入CO2，待用。

表1 试验日粮Table 1 Diets of the experiment

1.3.2体外培养体系 按Menke等[6]方法配制人工唾液，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。

人工唾液中A、B、C、D、E各溶液配方为A、微量元素溶液：13.2 g CaCl2·2H2O+10.0 g MnCl2·4H2O+1.0 g CoCl2·6H2O+8 g FeCl3·6H2O，加蒸馏水溶解，定容至1000 mL；B、缓冲溶液：4.0 g NH4HCO3+35 g NaHCO3，加蒸馏水溶解，定容至1000 mL；C、常量元素溶液：5.7 g Na2HPO4(无水)+6.2 g KH2PO4(无水)+0.6 g MgSO4·7H2O，加蒸馏水溶解，定容至1000 mL；D、指示剂溶液：0.1%(W/V)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(1 mol·L-1)NaOH+625 mg Na2S·9H2O+95 mL蒸馏水。

体外发酵培养液的配制：将采集来的瘤胃液与人工唾液按1∶2的体积比混合，搅拌均匀。

1.3.3体外培养程序 准确称取24种饲粮组合和精料补充料、柚子皮、苜蓿干草3种原料约200 mg(干物质，DM基础)，送入体外产气管底部，加入预热39 ℃的体外发酵培养液30 mL，迅速排出产气管中气体，用胶管和夹子密封产气管前端，记录产气管初始刻度(mL)。将专制72孔有机玻璃支架置39 ℃恒温水浴锅上，产气管前端朝下插入支架孔中培养(水浴锅水面高度必须始终淹没产气管培养液面)2，4，6，9，12，24，36，48，72，96 h。每种饲粮做3次重复,同时做3个空白管。记录各产气管各时间点产气量(gas production，GP)(mL)。每次读数后，两手掌相对夹住产气管小心转动，模拟瘤胃运动。某时间点GP=该段时间样品GP-该段时间空白管GP。

1.4 测定项目和方法

1.4.1饲料常规营养水平 采用概略养分分析法测定柚子皮、苜蓿、精料补充料的干物质、粗蛋白质、粗灰分含量，范氏法测定中性洗涤纤维含量。

1.4.2体外GP 培养2，4，6，9，12，24，36，48，72，96 h时测定GP。

GPt=200×(Vt-V0)/W

式中:t为发酵开始后某一时间(h)；GPt为样品t时刻的产气量(mL)；Vt为样品发酵t小时后产气管读数；Vo为开始培养时空白管读数；W为样品干物质重(mg)。

1.4.3产气参数计算 利用‘fit curve’软件，根据Фrskov等[7]产气模型公式：GP=a+b[1-exp(-ct)]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。式中：t为发酵开始后某一时间(h)；a为快速产气部分(mL)；b为缓慢产气部分(mL)；c为b的产气速度常数；a+b为潜在产气量(mL)。

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

式中:实测值为实际测定的样品GP24 h(mL)，加权估算值=柚子皮实测GP24 h×柚子皮配比(%)+精料补充料实测GP24 h×精料补充料配比(%)+苜蓿实测GP24 h×苜蓿配比(%)。

1.5 统计分析

采用SPSS 16.0软件包对数据进行单因子方差分析，结果以平均值±标准差(Mean±SD)表示，以P<0.05为差异显著判断标准，以P<0.01为差异极显著判断标准，以0.05

2 结果与分析

2.1 柚子皮、苜蓿及精料补充料营养水平及产气参数

各饲料的营养水平及产气参数见表2。在CP(粗蛋白质)含量上，精料补充料最高(20.05%)，柚子皮(9.42%)低于苜蓿(16.38%)。在NDF(中性洗涤纤维)含量上，柚子皮(23.87%)低于苜蓿(53.22%)。在24 h产气量(GP24 h)和潜在产气量(a+b)上，柚子皮(64.33，66.90 mL)高于精料补充料(42.50，45.51 mL)和苜蓿(15.75，26.72 mL)。在快速产气部分(a)上，柚子皮(-5.00 mL)、精料补充料(-10.54 mL)、苜蓿(-2.89 mL)均为负值，即3种饲料均不同程度地存在产气滞后效应。

表2 饲料营养水平及产气参数Table 2 Nutrient levels and in vitro gas parameters of experimental diets

*各原料的营养水平均为实测值。

*The nutrient levels of ingredients were measured actually.

2.2 3种精粗比下各饲粮组合产气参数及组合效应

由表3可见，C∶R为20∶80时，各组a值，0柚子皮组(表示柚子皮所占比例为0的组，即柚子皮∶苜蓿为0∶80组，下同)极显著大于30、40、50、60、70、80组(P<0.01)，显著大于20组(P<0.05)；10组极显著大于40、50、60、70、80组(P<0.01)；20组显著大于40组(P<0.05)，极显著大于50、60、70、80组(P<0.01)；30组显著大于50组(P<0.05)，极显著大于60、70、80组(P<0.01)；40组显著大于80组(P<0.05)。各组b值，80组极显著大于0、10、20、30、40组(P<0.01)，显著大于50组(P<0.05)；70、60组极显著大于0、10、20、30组(P<0.01)，70组显著大于40组(P<0.05)；50组极显著大于0、10、20组(P<0.01)，显著大于30组(P<0.05)；40组极显著大于0、10组(P<0.01)，显著大于20组(P<0.05)；30组极显著大于0组(P<0.01)。各组(a+b)，80组极显著大于0、10、20、30、40组(P<0.01)，显著大于50组(P<0.05)；70、60组极显著大于0、10、20、30组(P<0.01)；50组极显著大于0、10、20组(P<0.01)，显著大于30组(P<0.05)；40组极显著大于0组(P<0.01)，显著大于10组(P<0.05)；30组显著大于0组(P<0.05)。各组c值，80、70、60、50、40组极显著大于0、10组(P<0.01)，40组显著大于20组(P<0.05)；30组极显著大于0组(P<0.01)。各组GP24 h，80组极显著大于0、10、20、30、40组(P<0.01)，显著大于50组(P<0.05)；70、60、50组极显著大于0、10、20、30组(P<0.01)；40组极显著大于0、10、20组(P<0.01)，显著大于30组(P<0.05)；30组极显著大于0组(P<0.01)，显著大于10组(P<0.05)。各组AE，80组显著大于0组(P<0.05)，60、50组有大于0组的趋势(P=0.085，P=0.062)。各组AE均为负值，最小值为-36.81%，最大值为80柚子皮组-1.89%。结果表明，80柚子皮组的GP24 h、b、(a+b)、AE均为最大，随着柚子皮比例的减少、苜蓿比例的增加，GP24 h、b、(a+b)、AE的值逐渐减小。

表3 柚子皮补饲苜蓿体外培养后的产气参数及GP24 h上的组合效应(精粗比20∶80)Table 3 GP characteristics and AE at 24 h when alfalfa was incubated with pomelo peel (C∶R, 20∶80)

注：同列无字母或相同字母表示差异不显著(P>0.05)，不同小写字母表示差异显著(P<0.05)，不同大写字母表示差异极显著(P<0.01)。下同。

Note：In the same column, values with no superscript letter or the same letter mean no significant difference (P>0.05), while with different superscript small letter mean significant difference (P<0.05), with different superscript capital letter mean significant difference (P<0.01). The same as below.SEM:平均标准误Standard error of mean；下同。The same below.

表4 柚子皮补饲苜蓿体外培养后的产气参数及GP24 h上的组合效应(精粗比30∶70)Table 4 GP characteristics and AE at 24 h when alfalfa was incubated with pomelo peel (C∶R, 30∶70)

由表4可见，C∶R为30∶70时，各组b值，70、60、50柚子皮组极显著大于0组(P<0.01)；30组显著大于0组(P<0.05)。各组c值，20组显著大于0组(P<0.05)，20组有大于40、30组的趋势(P=0.077，P=0.090)。各组(a+b)值，70、60组极显著大于20、10、0组(P<0.01)；50组极显著大于0组(P<0.01)，显著大于10、20组(P<0.05)；40组极显著大于0组(P<0.01)；30组极显著大于0组(P<0.01)，显著大于20、10组(P<0.05)。各组GP24 h，70、60、50组极显著大于0、10组(P<0.01)，显著大于20组(P<0.05)；40组极显著大于0组(P<0.01)；30组极显著大于0组(P<0.01)，显著大于10组(P<0.05)。各组间a和AE无显著差异(P>0.05)。30组AE有大于70组的趋势(P=0.098)，30、10柚子皮组为正值(14.74%、3.61%)，其他组为负值(-14.04%～-1.87%)。结果表明，60、70、50柚子皮组GP24 h、b、(a+b)较高，30、10柚子皮组AE较大，尤其是30组。

由表5可见，C∶R为40∶60时，各组间a、b、GP24 h值无显著差异(P>0.05)。各组c值，0柚子皮组极显著大于30、60组(P<0.01)，显著大于20组(P<0.05)。各组(a+b)值，40、50组显著大于60组(P<0.05)。各组间AE，0组极显著大于60组(P<0.01)，显著大于30组(P<0.05)，10组有大于60组的趋势(P=0.079)。60、50、30柚子皮组AE为负值，其他组为正值(0.44%～37.22%)。结果表明，0、10、20柚子皮组AE较大。

表5 柚子皮补饲苜蓿体外培养后的产气参数及GP24 h上的组合效应(精粗比40∶60)Table 5 GP characteristics and AE at 24 h when alfalfa was incubated with pomelo peel (C∶R, 40∶60)

3 讨论

本试验结果可见，C∶R在40∶60下，柚子皮∶苜蓿为0∶60、10∶50、20∶40组AE较大；C∶R在30∶70下，30∶40组AE较大；C∶R在20∶80下，各组AE均为负值，以80∶0组最大。表明：当精料比例较高(C∶R为40∶60)时，低比例柚子皮(0、10、20)高比例苜蓿能产生正AE；当C∶R为30∶70时，中等比例柚子皮(30)配比苜蓿能产生正AE；当精料比例进一步减少，C∶R在20∶80下，各组AE均为负值，且以80柚子皮组组合效应最高。原因是柚子皮的NDF含量较低(23.87%)，在产气参数GP24 h、b、(a+b)上，柚子皮(71.90，66.90，64.33 mL)均高于精料补充料(56.05，45.51，42.50 mL)和苜蓿干草(29.61，26.72，15.75 mL)。当精料较低(C∶R为20∶80)时，高比例(80∶0)产气性能较佳的柚子皮充分弥补了精料的缺失，因此80∶0组相比其他高苜蓿低柚子皮组，AE更优。当精料比例增加，需要的发酵产气性能好的柚子皮量减少，故C∶R为30∶70时，30∶40组达到较好的AE。当精料继续增加，C∶R为40∶60时，需要柚子皮的比例继续减少，0∶60、10∶50、20∶40组AE较好。柚子皮具有较好的产气性能，能在低精料时大量使用，弥补低精料补充料所缺失的产气量；而在中等精料和高精料时，柚子皮的使用量逐步降低。另外，柚子皮(9.42%)的CP含量稍低于苜蓿干草(16.38%)。总之，柚子皮CP含量高、NDF含量低，发酵产气性能好，因此是一种开发潜力较大的新型粗饲料资源。本试验结果充分说明了饲料之间的互补效应，进一步验证了饲粮的C∶R是决定瘤胃发酵特征的主要因素之一。

王典等[8]给5月龄白萨杂交母羊饲喂精料∶全株玉米青贮料∶马铃薯(Solanumtuberosum)淀粉渣-玉米秸秆混合青贮料配比分别为40∶60∶0，40∶45∶15，40∶30∶30，40∶15∶45的饲料发现，40∶15∶45组产生了正AE，说明了C∶R为40∶60时，马铃薯淀粉渣-玉米秸秆混合青贮料能替代75%的全株玉米青贮料。孟梅娟等[9]通过体外产气法测定小麦秸秆与米糠粕各组合配比后，在产气量和干物质降解率AE上，最优组合是75∶25；在纤维降解率AE上，25∶75最优。张勇等[10]用体外产气法研究发现油菜秆∶玉米∶豆粕在55∶30∶15时为最优组合，瘤胃发酵效率最高，正AE最大，表明了C∶R为45∶55时，瘤胃发酵性能较佳。袁玖等[11]采用体外产气法研究发现，C∶R在40∶60下，苜蓿∶小麦秸为60∶0、50∶10时和苜蓿∶氨化小麦秸为20∶40，10∶50时AE值较大。表明氨化小麦秸比小麦秸的发酵产气性能更好，更能节约苜蓿干草使用量。以上研究均表明了C∶R在40∶60左右时，使用新型的粗饲料替代常规粗饲料，可以取得正AE。这与本试验中，C∶R为40∶60和30∶70下，需要不同比例柚子皮能达到饲粮正AE的结果一致。有研究[12]利用体外产气法测定基础饲粮与补充料混合物的产气量，结果发现少量易发酵的精料补充料能促进粗饲料的降解，产生正AE。以上研究均证实非常规粗饲料必须与精料补充料合理配比，才能获得正AE。

王志军等[13]研究6种饲草间AE发现，苜蓿∶沙打旺(Astragalusadsurgens)∶狼尾草(Pennisetumalopecuroides)=40∶40∶20，多项组合效应指数(MFAEI)为1.13；苜蓿∶沙打旺∶高丹草(Sorghum×Sudangrass)=40∶40∶20，MFAEI为1.21。崔占鸿等[14]通过体外产气法测定燕麦(Avenafatua)青干草依次与3种天然牧草线叶嵩草(Kobresiacapillifolia)、藏嵩草(Kobresialittledalei)、珠芽蓼(Pucciniavivipari)+金露梅(Potentillafruticosa)以25为间隔两两组合后发现，燕麦青干草与3种牧草均以50∶50时AE较优。孙国强等[15]采用体外发酵法发现，全株玉米青贮∶花生(Arachishypogaea)蔓为70∶30、全株玉米青贮∶花生蔓∶羊草(Leymuschinensis)为56∶24∶20组合具有最大AE。孟梅娟等[16]采用体外法研究了小麦秸分别与苹果(Malusdomestica)渣、大豆(Glycinemax)皮、喷浆玉米皮、橘子(Citrusreticulata)皮以25为间隔两两组合体外发酵48 h后发现，小麦秸与大豆皮、喷浆玉米皮的最优组合均是75∶25，小麦秸与橘子皮、苹果渣的最优组合均是50∶50。高静等[17]依据MFAEI理论，采用体外法发现以下组合的多项AE最优，排列顺序为：苜蓿∶玉米秸0∶50>苜蓿∶番茄渣∶小麦秸30∶20∶50>苜蓿∶番茄渣∶玉米秸30∶10∶60>苜蓿∶小麦秸60∶40，AE依次为0.85，0.82，0.80，0.78。王法明[18]利用人工瘤胃持续发酵法得出各时间点产气量为8511苜蓿>尖山(Aiguille)青贮>肇东羊草>8511玉米秸秆，筛选出a)青贮+羊草(90∶10)、b)青贮+苜蓿(85∶15)、c)青贮+羊草+苜蓿(70∶5∶25)、d青贮+羊草+苜蓿+玉米秸秆(80∶5∶10∶5)4个最优组合，48 h产气量为d>c>b>a。袁翠林等[19]将豆秸、花生秧、青贮玉米秸以20为间隔两两组合发现，豆秸∶花生秧20∶80、豆秸∶青贮玉米秸20∶80、花生秧∶青贮玉米秸60∶40时，MFAEI均达到最大。张锐等[20]通过体外法发现，苜蓿和羊草在4、8、12、24、48、72 h的产气量最佳组合为60∶40。本试验中，低精料(C∶R为20∶80)时需要高比例产气性能好的柚子皮(80%)，中等精料(C∶R为30∶70)时需要较高比例柚子皮(30%)，高精料(C∶R为40∶60)时需要低比例柚子皮(0、10%、20%)，即精料补充料、苜蓿干草、柚子皮之间产气性能互补，营养价值互补，只有进行科学合理的配比才能达到较好的AE。这与上述研究结果一致。进一步证实了各饲料间存在组合效应，只有将精饲料和粗饲料、优质常规粗饲料和非常规粗饲料进行合理配比，才能达到最优的生产效果，又能节省苜蓿干草等优质粗饲料资源，充分利用农作物及经济作物的副产品等非常规粗饲料等。只有充分地开发研究利用柚子皮和上述研究中橘子皮、苹果渣、番茄渣等新型的非常规饲料资源，才能更好地变废为宝，缓解人畜争粮矛盾。

4 结论

要获得高的AE，高精料(C∶R为40∶60)时，使用低比例柚子皮(0、10、20)；中等精料(C∶R为30∶70)时，使用中等比例柚子皮(30)；低精料时(C∶R为20∶80)使用高比例柚子皮(80)。

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