日粮中添加不同比例醋糟对山羊养分表观消化率及氮平衡的影响

孟梅娟， 高立鹏， 白云峰， 涂远璐， 张 凯

(江苏省农业科学院循环农业研究中心/农业部种养结合重点实验室，江苏南京 210014)

醋糟是固态法发酵食醋生产中的副产品，是制醋业在生产过程中排放的有机废弃物。目前，我国食醋年产量约为250万t，按照生产1 t食醋产生0.6～0.7 t醋糟计算，每年我国将生产鲜醋糟150～175万t[1-2]。醋糟具有较高的粗纤维，其中中性洗涤纤维为53.80%，粗蛋白质含量(10.44%)不低于玉米，并含有大量的铁、锌、硒等微量元素[3-4]。然而，目前大部分农业副产物醋糟不仅没有被充分利用，反而被当做垃圾弃掉，这样不仅对环境造成污染，还浪费了资源。因此，如何科学地发掘和利用醋糟，使其变废为宝，这对促进制醋产业循环发展和促进畜牧业发展具有积极的意义。研究表明，将醋糟添加到兔[5-7]、猪[8]和肉鸡[9]饲料中可提高养殖经济效益。有报道用醋糟饲喂山羊[10]、湖羊[11-12]和肉牛[13]，在降低饲料成本的同时，提高了其生长性能。但是，目前关于醋糟在山羊养分消化率方面的研究相对较少，仅任克良等通过用6种不同比例的醋糟(对照组、7%、14%、21%、28%和35%)替代日粮中的谷物与小米壳饲喂獭兔，研究表明，酸性洗涤纤维、中性洗涤纤维及木质素的消化率均以21%水平组最高[5]。醋糟价格低廉、来源广泛、营养丰富，因此利用醋糟做动物粗饲料，不仅可以解决目前粗饲料匮乏的现状，还可以降低饲料成本、促进醋糟废弃物的合理利用[14-17]。目前，对于醋糟利用的研究虽然比较多，但是对醋糟在山羊日粮中最佳添加水平的研究鲜有报道。因此，本试验以波杂山羊为研究对象，在日粮中添加不同比例的醋糟，以探究其对山羊养分表观消化率及氮沉积的影响，为醋糟在反刍动物上的应用研究提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验动物选择及试验设计

试验选择4只体况良好、体质量为(25.5±0.6) kg的波杂山羊(波尔山羊×苏淮山羊)为试验动物。采用4×4拉丁方设计，通过消化代谢试验研究饲粮中添加不同比例的醋糟对山羊养分表观消化率及氮平衡的影响，其中醋糟在饲粮中的添加比例为0%、20%、40%和60%。试验分4期进行，每期15 d，前10 d为预试期，后5 d为正试期，正试期收集粪样和尿样。

1.2 醋糟的来源

试验日粮中醋糟是采用固态发酵法酿造食醋过程中产生的副产物，来自镇江某醋厂，其常规主要营养成分见表1。

表1 醋糟和稻草的营养成分

1.3 试验日粮及饲养管理

参考NRC山羊营养需要[18]配制试验日粮。处理组分别记为日粮A、B、C、D。以稻草50.50%水平的基础日粮(日粮A)作为对照日粮，日粮B、C、D醋糟在日粮中添加比例分别为20%、40%、60%。日粮组成和营养水平见表2。4组日粮的价格分别为1.45、1.44、1.40、1.37元/kg。

试验羊单栏饲养，4只羊自由采食，将所有羊最低日采食量确定为每日固定给料量，以确保试验中所有羊均能采食完试验日粮， 并记录日采食量。分别在 08：00和18：00等量饲喂2次，自由饮水。

表2 日粮组成及营养成分(干物质基础)

注：1.预混料为每kg饲料提供Note：维生素A 66 000 IU，维生素D3800 000 IU，维生素E 1 490 IU，硫酸亚铁 345.15 mg，硫酸铜 88 mg，硫酸钾253.6 mg，硫酸锌285.7 mg，硫酸锰 220.15 mg，氯化钴1.25 mg，亚硒酸钠 44.75 mg，莫能菌素30.00 mg，碳酸氢钠 3 704.55 mg。2.试验原料消化能为计算值，其余均为实测值。

1.4 样品采集及预处理

按4分法收集饲料样品，粉碎过40目筛，用密封袋于 -20 ℃ 冰箱中保存待测。

粪尿：按照全粪尿法收集。每日按鲜粪质量10%取样，加10%盐酸固氮(每100 g粪样加10%盐酸，10 mL)，在 75 ℃ 烘箱中烘至恒质量，室温下回潮24 h，称质量，将烘干的粪样粉碎过40目筛，用密封袋保存。将每天收集尿液，滴加1～2滴浓硫酸，5 d后，将收集的尿样摇匀、纱布过滤，取样置于塑料瓶中，将收集的粪样、尿样-20 ℃保存待测。

1.5 样品测定

按照常规方法测定饲料和粪中的水分、粗灰分、总能、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维、木质素、钙、磷、粗蛋白质含量以及尿中的粗蛋白质含量[19]。

1.6 统计分析

利用SAS V8软件中的ANOVA程序进行显著性检验，采用One-Way-ANOVA中的Duncan’s法进行多重比较。P<0.05表示差异显著。

2 结果与分析

2.1 日粮中不同醋糟添加比例对山羊无机物和有机物表观消化率的影响

由表3可知，4组日粮的干物质(DM)摄入量差异显著，日粮B的DM摄入量明显高于其他3组日粮(P<0.05)。日粮A的DM排出量显著高于日粮B、C、D(P<0.05)，日粮B、C的DM排出量差异不显著(P>0.05)，日粮B、C、D的DM表观消化率均显著高于日粮A(P<0.05)，且日粮D的DM表观消化率显著高于日粮B和日粮C(P<0.05)。这说明用日粮中添加醋糟可明显提高山羊对日粮中DM消化率。4组日粮之间的有机物(OM)进食量差异显著(P<0.05)，日粮B的OM进食量明显低于其他3组日粮(P<0.05)，可能是由于日粮B中粗灰分含量较高所致(4组日粮中粗灰分含量分别为10.92%、12.92%、9.81%和5.91%)。日粮A的OM排出量与日粮B、C差异不显著(P>0.05)，但明显高于日粮D(P<0.05)，日粮D的OM表观消化率与日粮C差异不显著，但日粮D的OM表观消化率明显高于日粮A和日粮B(P<0.05)，日粮B、C、A的OM表观消化率差异不显著(P>0.05)，这表明日粮中添加20%或40%的醋糟不影响山羊对OM表观消化率，但日粮中添加60%的醋糟可有效提高山羊对DM和OM的表观消化率。

2.2 日粮中不同醋糟添加比例对山羊纤维物质表观消化率的影响

由表4可知，4组日粮之间的NDF、ADF摄入量差异显著(P<0.05)，但4组日粮的NDF、ADF摄入量在数值上相差不大。日粮A、B、C 3组的NDF排出量差异不显著(P>0.05)，但均明显高于日粮D(P<0.05)。日粮A、B、C 3组的NDF表观消化率差异不显著(P>0.05)，但均明显低于日粮D(P<0.05)，其中日粮B和日粮C的NDF表观消化率在数值上高于日粮A。4组日粮的ADF排出量和表观消化率差异不显著(P>0.05)，但日粮D的ADF表观消化率在数值上略高于其他3组。这表明日粮D的NDF和ADF质量较高。4组日粮之间的木质素摄入量和排出量差异显著(P<0.05)，4组日粮之间的木质素摄入量和排出量由大到小依次为日粮D>日粮C>日粮B>日粮A，但4组日粮的木质素表观率差异不显著(P>0.05)。

表3 日粮中不同醋糟添加比例对山羊干物质、有机物表观消化率的影响

注：同列数据后不同小写字母表示差异显著(P<0.05)。下表同。

表4 日粮中不同醋糟添加比例对山羊中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维和木质素表观消化率的影响

2.3 日粮中不同醋糟添加比例对山羊矿物质表观消化率的影响

由表5可知，虽然日粮B的钙摄入量明显高于日粮A、C、D(P<0.05)，但4组日粮的钙摄入量在数值上相差不大。日粮A、B、C 3组的钙排出量和钙表观消化率差异不显著(P>0.05)，日粮A、B、C的钙排出量显著高于日粮D(P<0.05)，日粮A、B、C的钙表观消化率显著低于日粮D(P<0.05)，其中日粮B和日粮C的钙表观消化率在数值上有高于日粮A的趋势，这表明日粮中添加醋糟有利于钙的消化和吸收。4组日粮的磷摄入量差异显著(P<0.05)，日粮A的磷摄入量显著高于其他3组日粮(P<0.05)，但4组日粮的磷摄入量在数值上相差不大。日粮A的磷排出量显著高于其他3组日粮(P<0.05)，日粮B和日粮C的磷排出量差异不显著(P>0.05)，但明显高于日粮D(P<0.05)。日粮D的磷表观消化率显著高于日粮A、日粮B和日粮C(P<0.05)，其中日粮B、C的磷表观消化率差异不显著(P>0.05)，但日粮B、C的磷表观消化率显著高于日粮A(P<0.05)。

表5 日粮中不同醋糟添加比例对山羊钙、磷表观消化率的影响

2.4 日粮中不同醋糟添加比例对山羊能量表观消化率的影响

由表6可知，4组日粮的能量摄入量差异显著(P<0.05)，日粮D的能量摄入量明显高于日粮A、B、C(P<0.05)。日粮A、B的粪能差异不显著(P>0.05)，但显著高于日粮C、D(P<0.05)，日粮C和日粮D的粪能差异不显著(P>0.05)，日粮D的能量表观消化率与日粮C差异不显著(P>0.05)，但显著高于日粮A、B(P<0.05)，日粮A、B、C的能量表观消化率差异不显著(P>0.05)，这可能是由于日粮D中纤维物质消化率较高所致。

2.5 日粮中不同醋糟添加比例对山羊氮平衡的影响

由表7可知，4组日粮的氮摄入量、 粪氮以及尿氮之间差异不显著(P>0.05)。日粮B、C、D之间的氮保留差异不显著(P>0.05)，但明显高于日粮A。日粮B、C、D之间的氮保留率和氮生物学价值差异不显著(P>0.05)，但明显高于日粮A。

表6 日粮中不同醋糟添加比例对山羊能量表观消化率的影响

表7 日粮中不同醋糟添加比例对山羊氮沉积的影响

3 讨论

3.1 日粮中不同醋糟添加比例对山羊营养物质表观消化率的影响

干物质和有机物消化率的大小可以表明饲料在反刍动物体内的消化特性。本试验结果表明，日粮中添加醋糟，有提高动物对日粮的消化率。其中，以日粮中添加60%醋糟的提高效果较为明显。日粮纤维对反刍动物具有重要的作用，它不仅是瘤胃内微生物重要的能量来源，还能维持瘤胃壁健康[20-22]。中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维消化率可以反映动物对日粮中纤维素的消化能力[23]。木质素由于其特殊的化学结构，很难被动物消化分解，反刍动物对饲料消化率的大小，受日粮中木质素含量多少的影响[24]。4组日粮的木质素表观消化率差异不显著，这表明在饲粮中添加醋糟替代稻草，不影响木质素的消化利用。日粮中木质化程度高，不仅降低纤维物质本身的可消化性，还影响了日粮总体的消化状况，由试验结果可知，日粮A的中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维的消化率低，这与其干物质和有机物消化率较低相一致，这与李勇等的研究结果[25]一致。这表明在日粮中添加醋糟可有效提高山羊对纤维物质的表观消化率，其中以60%添加组最为明显。这可能是由于与稻草相比，醋糟中含有的纤维素结构更易于羊消化利用，促进了纤维物质在瘤胃中的消化，提高了纤维的消化率。

能量是动物体内代谢和生产活动的基础，反刍动物可以通过日粮中纤维物质来获取能量[26]。研究表明，当反刍动物采食精饲料时，粪便中的能量占通过日粮摄入总能的20%～30%，采食粗饲料时为40%～50%[27]。本研究结果表明，各试验组日粮中粪能占摄入总能比在35.32%～39.49%，与其研究结果[27]一致。本试验中，日粮A、B的粪能较日粮C、D高，这可能是由于稻草的品质低，纤维的有效降解率低，当动物采食含有大量稻草的饲粮，其粪能值相对较高，这与夏科等和孟梅娟等的研究结果[28-29]一致。日粮D的能量消化率与日粮C差异不显著，但明显高于日粮A、B，日粮B、C的能量消化率与日粮A差异不显著，这说明在本试验研究背景下，在日粮中添加醋糟(20%、40%和60%)未对日粮的总能表观消化率产生不良的影响。并且日粮中添加60%的醋糟，有提高日粮的总能表观率的趋势。

钙、磷对反刍动物具有重要的作用，它通过维持瘤胃内微生物的活性，进而影响瘤胃对日粮的消化能力[30]。研究表明，磷对瘤胃微生物的活动具有促进作用，它可以通过改变瘤胃内环境，进而促进粗纤维在瘤胃中的消化[31]。当瘤胃内磷浓度低于正常水平，瘤胃内微生物生长受到阻碍，抑制了其生长，从而降低了动物对纤维的消化率[32]。本试验结果表明，日粮D的钙、磷表观消化率显著高于日粮A、B、C，这说明日粮中添加醋糟，特别是添加60%的醋糟可以提高磷的表观消化率，这与任克良等的研究结果[5]一致，在日粮中添加醋糟有提高钙、磷表观消化率的趋势。日粮A的钙表观消化率较低，这可能是由于日粮A中的稻草与其他3组相比相对较高。因为稻草中草酸含量较高，当动物采食日粮后，稻草中的草酸在动物体内与钙形成不溶性的草酸钙，草酸钙会随粪便排出，从而降低了钙的消化率[33]。或者是由于醋糟中含有某些酸性物质，在日粮中添加醋糟，促进了钙、磷的吸收，从而提高了日粮B、C、D的钙、磷表观消化率。

3.2 日粮中不同醋糟添加比例对山羊氮沉积的影响

蛋白质在动物生命活动中具有重要的作用[34]，动物机体对蛋白质利用程度以及粗蛋白质的优劣程度可以通过饲粮中的氮保留率来反映[35]。本研究结果表明，日粮B、C、D的氮保留率和氮生物学价值均高于对照组(日粮A)，这表明日粮中添加醋糟提高了蛋白质的消化和利用。研究表明，当饲料中碳水化合物结构发生改变时，能够提高日粮中氮的利用率[32]。相对于稻草作为主要粗饲料的对照组，日粮中添加不同比例醋糟，可能改变了日粮中碳水化合物构成，使日粮中的碳水化合物结构更有利于氮的消化利用，从而提高了日粮中蛋白质的代谢率。虽然日粮B、C、D的氮保留率和氮生物学价值差异不显著，但日粮D的生物学价值有高于日粮B、C的趋势。这表明与日粮中添加20%和40%的醋糟相比，日粮中添加60%的醋糟更有利于氮的消化代谢。

4 结论

日粮中添加一定量的醋糟未对山羊养分表观消化率产生不利影响，反而提高了山羊干物质、有机物、中性洗涤纤维、钙、磷以及能量的表观消化率和氮保留以及氮生物学价值。在本试验研究背景下，从山羊日粮养分消化利用角度，醋糟在山羊日粮中的适宜添加比例为60%。