孙英辉
(中共邢台市委党校,河北邢台 054001)
谷物秸秆由于其高纤维素含量和木质化而难以消化,其中小麦秸秆是最常见的和最具价值的谷物秸秆(张晓卫等,2013)。用氢氧化钠、无水氨和其他化合物处理小麦秸秆可以打破木质素和多糖之间的酯键,使多糖更容易被微生物酶催化其水解(张转梅和李强,2002)。Habib 等(1998)研究表明,在不同瘤胃排出率下,氨处理提高了瘤胃原位降解率和有效干物质降解率,但另一方面,氨氮处理对秸秆瘤胃发酵和生长性能的影响研究也存在差异。除了氨化处理小麦秸秆外,补充活酵母也可以增加谷物秸秆的消化率,改变瘤胃微动物区系(inal 等,2010),这是因为在瘤胃内建立一种有利于厌氧细菌生长的环境,从而消耗瘤胃内的氧气,进而促进纤维素细菌的生长。但添加酵母对反刍动物生长性能和瘤胃发酵有不同影响。inal 等(2010)报道,补充活酵母提高了干物质降解率,但对绵羊采食量无显著影响(Khadem 等,2007)。很少有研究报道添加活酵母和无水氨处理对牧草干物质降解、生长性能和瘤胃参数的影响,因此本研究旨在评估不同小麦秸秆处理方式对干物质体外降解动力学、绵羊生长性能和瘤胃发酵性能的影响。
1.1 干物质体外降解动力学 将小麦秸秆切成5 cm 左右的长度,放入20 L 的塑料桶中,分别与2.5% 无水氨水和5×108CFU 酵母菌混合后,在室温下密封孵育4 周。参考Kilic 等(1990)的方法进行干物质体外降解动力学评估,其中A 为可溶性组分,B 为水不溶组分,A+B 为潜在降解组分,c 为降解速率参数。pe2、pe5 和pe8 表示不同的瘤胃流出率(k=0.02、0.05 和0.08/h)。试验用的基础浓缩料组成及不同处理方式小麦秸秆营养成分见表1。
表1 浓缩料组成及原料营养成分分析
1.2 动物试验 试验将平均初始体重为(51.26±0.07)kg 的24 头绵羊随机分为3 组,每组4 个重复,每个重复2 头羊。3 组绵羊每天采食体重1% 的基础浓缩料,对照组自由采食未处理的小麦秸秆,处理组绵羊分别采食2.5%氨水处理的小麦秸秆和5×108CFU 酵母菌处理的小麦秸秆,试验共进行10 周。每天记录绵羊浓缩料和秸秆的投喂量,每两周对绵羊进行称重。试验结束后计算平均日增重、采食量、能量和蛋白的摄入量。
1.3 瘤胃发酵 试验第5 周每个重复选择2 头带有瘤胃瘘管的绵羊,分别在饲喂后0、2、4 和8 h后收集瘤胃液50 mL,四层纱布过滤后立即用pH计测定pH。瘤胃液氨氮和挥发性脂肪酸浓度参考Hu 等(2005)的方法分析。
1.4 数据分析 试验数据用SPSS 软件单因素方法分析模型,小麦秸秆的处理方式作为模型的主因素,各重复作为随机效应,采用Tukey 法对各重复进行多重比较,P<0.05 表示差异显著。
2.1 小麦秸秆处理方式对干物质体外降解动力学的影响 由表2 可知,小麦秸秆的处理方式对干物质体外降解动力学参数A 和c 均无显著影响(P>0.05)。氨化秸秆与酵母处理秸秆组干物体外降解动力学参数B 较小麦秸秆组分别显著提高了11.04% 和13.63%(P<0.05),而氨化秸秆组干物质体外降解动力学参数A+B 较小麦秸秆组显著提高了11.45%(P<0.05)。氨化秸秆组干物质的降解效率pe2 和pe5 较小麦秸秆组分别显著提高了15.60% 和22.50%(P<0.05),而pe8较小麦秸秆和酵母处理秸秆组分别显著提高了17.36% 和18.98%(P<0.05)。
表2 小麦秸秆处理方式对干物质体外降解动力学的影响
2.2 小麦秸秆处理方式对绵羊生长性能的影响 不同小麦秸秆的处理方式对绵羊末重、平均日采食量和饲料报酬的影响均无显著差异(P>0.05)。与小麦秸秆组相比,氨化秸秆和酵母秸秆组绵羊的平均日增重分别显著提高9.12% 和13.11%(P<0.05)。氨化小麦秸秆组绵羊的能量和蛋白质摄入量最高,其中能量摄入量较其他两组分别显著提高15.27%和12.85%(P<0.05),蛋白质摄入量较其他两组分别显著提高137.21%和132.27%(P<0.05)。
表3 小麦秸秆处理方式对绵羊生长性能的影响
2.3 小麦秸秆处理方式对绵羊瘤胃发酵性能的影响 由表4 可知,不同小麦秸秆处理方式对瘤胃液发酵2 和8 h 的pH 及0 和8 h 的挥发性脂肪酸含量的影响均无显著差异(P>0.05)。氨化小麦秸秆组绵羊瘤胃发酵4 h 时的pH 显著高于小麦秸秆组,同时0 ~8 h 的氨氮浓度最高(P<0.05),而酵母秸秆组绵羊瘤胃液发酵2 h后的挥发性脂肪酸浓度较小麦秸秆组显著提高32.84%(P<0.05),发酵4 h 后的挥发性脂肪酸浓度显著高于其他两组(P<0.05)。
试验结果显示,小麦秸秆的处理方式对干物质体外降解动力学参数A 和c 均无显著影响,这与Inal 等(2010)研究结果一致。虽然各处理均显著提高水不溶性组分(B)的可降解性,但氨化小麦秸秆组的潜在可降解性(A+B)。与本研究结果类似,Ma 等(1990)发现,氨处理对B 的降解特性影响很大,而c 的降解特性没有明显改变。与小麦秸秆组相比,氨化秸秆和酵母秸秆组绵羊的平均日增重显著升高,这与Tripathi 和Karim(2011)报道的结果一致。同时Haddad 和Goussous(2005)研究发现,小麦秸秆添加活酵母显著改善了动物的饲料转化率,但本研究中并未观察到饲料报酬有显著差异,作者推测不同研究之间的差异可能归因于使用商业酵母菌株不同的活细胞数量,以及给药剂量的差异。此外,代谢能和粗蛋白质摄入量的差异可能是氨处理的结果,与本研究结果相似的是,Titi 等(2008)也发现添加酵母对反刍动物采食量无显著影响。
本研究结果发现,采食后4 h,小麦秸秆氨处理和添加酵母会使瘤胃液产生更高的pH。而Khadem 等(2007)发现,更高的瘤胃pH 与酵母的补充有关,因为其可导致采食后3 h 更稳定的pH。这些结果差异可能归因于酵母培养物,它们可能有不同的作用机制。Khadem 等(2007)研究发现,添加酵母会增加瘤胃氨氮浓度,但本研究结果发现,除了采食后0 h,添加酵母提供氨氮浓度外,其他时间的氨氮浓度均无显著差异。用添加酵母的小麦秸秆饲喂6 h 后瘤胃氨氮浓度下降,可能是由于微生物活性刺激导致微生物蛋白中氨氮掺入增加有关。氨处理小麦秸秆对采食后0 和8 h 的瘤胃挥发性浓度无显著影响。但与未处理的小麦秸秆组相比,添加酵母后显著提高了采食2 和4 h 后的瘤胃挥发性脂肪酸浓度,这与Khadem 等(2007)报道的结果一致,其认为添加低至中等浓度谷物日粮中活酵母会影响瘤胃液中挥发性脂肪酸的含量。
小麦秸秆的成本为510 元/t,用2.5% 氨水处理的小麦秸秆成本为620 元/t,而酵母菌处理的小麦秸秆成本为680 元/t。生产性能结果显示,根据粗饲料的采食情况,各组羊粗饲料的成本分别为32.17、41.24 和44.01 元/ 头,因此,试验期间增重成本分别为3.37、3.96 和4.08 元/kg。尽管处理后的小麦秸秆组每千克增重成本高于未处理组,但按照每千克羊的市场价格35 元计算,处理后小麦秸秆组羊销售后的收入较未处理组分别提高了30.45 和43.76 元,远高于小麦处理后的成本上涨,由此,处理后的小麦秸秆饲喂绵羊可显著提高饲养经济效益。
氨水和酵母菌处理提高了小麦秸秆的水不溶性物质(B 组分)降解率及绵羊平均日增重,同时氨水处理小麦秸秆提高了绵羊的代谢能和蛋白质摄入量以及瘤胃氨氮浓度,这对提高养殖经济效益具有重要意义。