不同芦苇草与白酒糟比例组合对绵羊瘤胃体外发酵的影响

沈振峰，常鹤龄，王 静，冉 航，强 艳，刘 婷

（甘肃农业大学，甘肃 兰州 730070）

白酒糟是酿酒业生产过程中的残渣，拥有较高的蛋白质、脂肪和纤维素，白酒糟来源稳定，非常适合作为优质饲料资源进行研发，可解决人畜争粮、建设绿色环保的畜牧业等问题。芦苇草属于禾本科牧草，分布广泛，是优质的粗饲料。但研究发现，芦苇草DMD、NDFD、ADFD分别为 25.28%、22.46%、23.01%，显著低于苜蓿、玉米秸秆、麦秸[1]。综上所述，本试验利用在蛋白质来源充分的条件下，将白酒糟按照不同比例替代芦苇草。应用Rusiter-S型人工模拟瘤胃体系进行体外发酵，通过不同芦苇草与白酒糟比例组合对绵羊瘤胃体外发酵产气量、发酵参数、营养成分降解率的测定，探讨芦苇草与白酒糟作为绵羊饲料的可能性和适宜比例。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验大豆、芦苇草和白酒糟采购于甘肃傲农饲料科技有限公司，在甘肃农业大学动物营养与饲料科学实验室进行干燥，粉碎过40目筛后制成试验样品备用。

1.2 试验设计

本试验采用单因子完全随机试验设计，设置白酒糟分别为0%（对照组，50 %大豆+50 %芦苇草）、10%（50 %大豆+40 %芦苇草+10 %白酒糟）、20%（50 %大豆+30 %芦苇草+20 %白酒槽）和30%（50 %大豆+20 %芦苇草+30 %白酒糟）取代芦苇草的4个处理组，每个处理5个重复，共20个试验样本。

1.3 瘤胃液采集

本试验选取3只采食相同TMR的安装有永久性瘘管的绵羊作为体外发酵瘤胃液供体动物。晨饲前，采集3只绵羊瘤胃液，经4层细孔纱布过滤得到瘤胃固体食糜和液体，分别装入预热至39℃的保温桶内。采集过程中往保温桶中持续通入CO2，直至饱和后密封，保持保温桶内厌氧环境，并立即转移到实验室进行后续试验。

1.4 人工瘤胃发酵体系

发酵前，称取70±0.0001g（湿重）分离得到的固体食糜，装入附有编号的尼龙袋中。此外称70±0.0001g（干重）不同组合的饲料，同样装进编号（与装固体食糜不同）的尼龙袋中备用。将采集的瘤胃液分装到8个发酵罐中，每个发酵罐中400 ml。保证发酵罐所处的水槽温度恒定在39℃，同时在每个发酵罐中装入等体积的缓冲液。将标有编号的饲料尼龙袋和食糜袋放进同一个发酵罐中，并保证尼龙袋完全浸没在瘤胃液中，保持实验室环境处于恒定。随后进行前期发酵工作，调试发酵设备，保证发酵设备处于稳定状态，再连续发酵培养48 h。

1.5 样品采集

48 h体外发酵试验结束后，收集5ml发酵液，立即测定pH，然后冷冻保存，用于后期测定氨氮和挥发性脂肪酸的含量。收取各发酵罐中装有试验饲料的尼龙袋，且立即在流动水下反复冲洗，轻微翻动尼龙袋，去除残留在尼龙袋表面的残渣。然后放入水中浸泡40 min，随后在自来水中漂洗后，放入65℃烘箱中烘干至恒重后备用。将烘干所得样品粉碎40目筛，测定中性洗涤纤维（Neutral detergent fiber，NDF）、酸性洗涤纤维（Acid detergent fiber，ADF）、粗蛋白（Crude protein，CP）以及粗灰分（Crude ash，Ash）的含量。

1.6 测定指标及测定

1.6.1 瘤胃液体外发酵参数测定 取2 ml的发酵液，在12 000 g、4℃条件下离心10 min。然后，取1.5 ml的上清液加入含有0.15 ml 25%偏磷酸（w/v）的2 ml离心管中，振荡后并排出气泡，然后置于-20℃保存并过夜。样品在4℃条件下解冻，12 000 g离心10 min。然后使用GC（Agilent 7890A）测定上清液中VFA浓度。然后，根据Weatherburn[2]的方法，对上清液中氨氮浓度进行测定。

1.6.2 常规营养成分测定 将4个处理组饲料样品和48h体外发酵产物参照AOAC[3]标准，测定CP、Ash、NDF和ADF含量。

1.6.3 产气量和甲烷产量测定 48 h体外发酵后,集气袋内的气体用气体流量计（DC-1Shinagawa，日本）测定产气量，同时另一端用集气袋收集小部分气体以测定其甲烷含量。使用安捷伦（Aglient）6890N 型气相色谱仪测定气体样品中的CH4含量，色谱柱为AT·SE-30 毛细管柱（中国科学院兰州化学物理研究所），色谱条件为：进样口温度 100℃，N2流量1.7 ml/min,分流比15：1，恒温模式（100℃ 3 min），FID250℃，FID空气、H2和N2流量分别为450 ml/min、40 ml/min 和 45 ml/min。

1.7 数据统计分析

数据统计采用 SPSS 22.0 软件中的one-way ANOVA 法进行方差分析，差异显著时，使用Duncan法进行多重比较，以P＜0.05为差异显著的判断标准。营养成分降解率（%）=［（原尼龙袋内的营养物质重量（g）－ 48 h降解后尼龙袋内营养物质重量（g）／原尼龙袋内的营养物质重量（g）］×100 % 。

2 结果与分析

2.1 不同芦苇草与白酒糟比例组合对绵羊瘤胃体外发酵48 h产气量和甲烷产量的影响

从表1可知，20%和30%组48 h产气量显著高于对照组，且对照组48 h甲烷产量显著高于其他各处理组。

2.2 不同芦苇草与白酒糟比例组合对绵羊瘤胃体外发酵参数的影响

由表2可知，20%组TVFA含量和乙酸比例显著高于对照组，20%组瘤胃液丙酸比例显著高于10%组，对照组和30%组瘤胃液异丁酸比例显著高于10%和20%组，对照组瘤胃液异戊酸比例显著高于20%和30%组。

2.3 不同芦苇草与白酒糟比例组合对绵羊瘤胃体外发酵消化率的影响

由表3可知，30%组IVOMD显著高于其他各处理组，20%组IVCPD显著高于其他各处理组。

3 讨论

3.1 不同芦苇草与白酒糟比例组合对绵羊瘤胃体外发酵48h产气量和甲烷产量的影响

在饲料发酵过程中，产气量是衡量饲料发酵程度的重要指标。产气量与饲料发酵程度呈正相关。本试验中，20%和30%组48 h产气量显著高于对照组。随着白酒糟比例的增加，产气量显著增加。白酒糟是酿酒的最大副产物，主要由高粱、小麦、玉米等富含淀粉的粮食发酵后剩余的固态物质组成，除含有蛋白质、脂肪、矿物质和维生素等养分外，还含有丰富的发酵残留产物，如酵母、有机酸和活性因子等[4]。白酒糟含有较高易发酵的非饲草类碳水化合物，随着白酒糟的添加比例增加，导致微生物活性增强引起产气量增加。甲烷可以作为检测饲料能量损失的一个指标[5]。本试验中，对照组甲烷含量显著高于其他各处理组。这可能与发酵过程中20%组丙酸含量最高有关，丙酸产生过程中会消耗氢气，所以丙酸升高，氢气降低，从而抑制甲烷的产生。

表1 48 h产气量和甲烷产量

表2 绵羊瘤胃液体外发酵参数

表3 体外发酵营养成分降解率

3.2 不同芦苇草与白酒糟比例组合对绵羊瘤胃体外发酵参数的影响

瘤胃正常发酵需要相对稳定的pH，pH也是综合体现瘤胃微生物活动状况的一个重要指标。瘤胃的最佳 pH 在 6.37～6.93，适合瘤胃微生物在瘤胃中生存[6]。本试验的饲料组合都在最佳 pH 在 6.37～6.93 。NH3-N是饲料在瘤胃中发酵的终产物之一，也是瘤胃内微生物合成自身蛋白的来源[7]。本试验中，各组之间的氨氮含量无显著差异。孙林[8]等在研究5种饲草之间不同体外发酵实验中发现NH3-N含量没有显著变化，可能是由于这种牧草中蛋白质含量比较高，能够满足微生物发酵需求，以上研究结果与本试验结果基本一致，不同饲料组合NH3-N浓度变化不明显。VFA是瘤胃发酵碳水化合物的最终产物，是反刍动物的主要能源物质。其含量及组成比例是反映瘤胃消化代谢活动的重要指标[9]，VFA也受饲料组成成分的影响，不同饲料组合中所含的碳水化合物不同，其所占比例也不同。

3.3 不同芦苇草与白酒糟比例组合对绵羊瘤胃体外发酵消化率的影响

干物质降解率是反映饲料在发酵体系中被微生物降解的程度的重要指标。本试验中，30%组IVOMD显著高于其他各处理组，20%组IVCPD显著高于其他各处理组。这可能是因为芦苇中难降解物含量较多，随着饲料中芦苇含量的增加，DM的体外降解作用下降，但差异均不显著。李海文和马文静[1]的研究表明，芦苇草含量比例增加时DM瘤胃降解率逐渐降低，与本试验结果一致。本试验中，不同芦苇草与白酒糟比例组合对绵羊瘤胃NDF、ADF体外降解率无显著性影响。这可能是由于饲料比例的改变对可降解养分的含量的影响不大。营养物质的降解率主要由饲料原料的性质以及养分含量决定的，本试验中饲料原料的种类未改变，比例的变化没有引起较为明显的养分浓度的改变。本试验中20%组乙酸和丙酸比例均显著高于其他各处理组，可能20%白酒糟取代芦苇草，纤维素碳水化合物与非纤维性碳水化合物比例均衡，达到了最适组合效应。

4 小结

在本试验条件下，与其他处理组相比，50 %大豆+30%芦苇草+20%白酒槽对绵羊瘤胃体外发酵具有较高的粗蛋白质降解率，能够产生较多的挥发性脂肪酸，同时甲烷产量最低。综上所述，50%大豆+30%芦苇草+20%白酒槽组合较为适宜，但此结果仍需绵羊饲养试验进行验证。