甘薯藤和甘薯皮山羊瘤胃降解率的动态变化

董朝霞 章瑜 陈鑫珠 黄小云 黄秀声 黄勤楼 庄益芬

摘要：为开发利用甘薯藤、甘薯皮作为非常规饲料饲养反刍动物，以甘薯藤和2个品种的甘薯皮为原料进行其营养成分分析和福清山羊瘤胃降解率测定。试验选取3只健康并安装有永久性瘤胃瘘管的福清山羊，采用尼龙袋法测定其干物质（DM）、中性洗涤纤维（NDF）和酸性洗涤纤维（ADF）在福清山羊瘤胃内不同降解时间点（4、8、16、24、36、48、72 h）的降解率。结果表明，甘薯藤粗蛋白（CP）含量较高，达13.10% DM，2种甘薯皮原料可溶性碳水化合物（WSC）含量较高，均高于20%DM;3份样本NDF、ADF和DM的瘤胃降解率均随着降解时间延长呈现上升趋势，72 h 达峰值;甘薯藤瘤胃降解率峰值DM达53.21%，中性洗涤纤维为49.65%，酸性洗涤纤维为41.16%;2份甘薯皮原料DM降解率达72.79%和74.58%，中性洗涤纤维为60.35%和65.77%，酸性洗涤纤维为27.09%和29.08%。提示甘薯藤和甘薯皮均可作为反刍动物优质粗饲料，其中山东济薯26甘薯皮优于广东普薯32甘薯皮、广东普薯32甘薯皮优于甘薯藤。

关键词：甘薯藤;甘薯皮;瘤胃降解率;福清山羊

中图分类号：S827.5   文献标志码： A

文章编号：1002-1302（2021）11-0115-05

收稿日期：2020-09-01

基金项目：国家重点研发计划（编号：2017YFD0502105）;公益性行业（农业）科研专项（编号：201303094）;福建省省屬公益类科研院所基本科研专项（编号：2019R1026-1）;福建省科技计划（编号：2016R1016-2）;福建省农业科学院项目（编号：STIT2017-2-10、AA2018-5、2016PI-29）。

作者简介：董朝霞（1974—），女，内蒙古呼和浩特人，博士，助理研究员，主要从事草地与农田生态研究。E-mail：dongzhaoxia@scau.edu.cn。

通信作者：陈鑫珠，博士，副研究员，主要从事非常规饲料资源的加工、贮藏与利用研究，E-mail：010622051@163.com;黄秀声，研究员，主要从事草业科学和循环研究，E-mail：hxs706@163.com。

我国是饲料资源不足的国家，常规饲料的供需矛盾越来越严重，开发利用非常规饲料资源就显得尤为重要，已成为当前畜牧业发展的关键性因素之一[1-3]。甘薯又名红薯、地瓜、番薯等[4]，在我国分布很广，从南海诸岛到内蒙古，从陕西、陇南至新疆，从辽宁、吉林到黑龙江南部及云贵高原和藏南均有种植，种植面积和总产量居第4位，仅次于小麦、水稻和玉米[5]。在甘薯产业食品加工中产生大量的甘薯皮及其边角料等，这些原料被废弃或焚烧处置，造成严重的环境污染、资源浪费，同时已经严重制约了甘薯产业的可持续发展。饲料原料的营养含量可否满足动物的生长需要，需对其进行系统的营养价值评定，针对其营养特性进行不同动物日粮配制是合理利用的前提[6]。尼龙袋法是国际认可的测定瘤胃降解率的有效方法，其操作方法简便，能真实反映瘤胃的内环境，还能测定养分的消化降解情况[7]。本试验采用尼龙袋法对甘薯藤和甘薯皮原料进行瘤胃降解率测定，旨在探究其营养成分在福清山羊中的利用率，为甘薯副产物的利用提供理论依据，降低养殖成本，从而促进我国畜牧业的可持续发展[8]。

1 材料与方法

1.1 试验原料

试验原料是甘薯藤（sweet potato vine，SPV）粉、甘薯皮1（sweet potato peels，SPS1）和甘薯皮2（small sweet potato peels，SPS2），由连城连通饲料有限公司提供。甘薯品种：甘薯皮1为广东普薯32，甘薯皮2为山东济薯26。2个品种新鲜甘薯皮由福建紫心生物薯业有限公司提供，甘薯藤由连城连通饲料有限公司向当地农民收购，3种样品鲜样由连城连通饲料有限公司烘干设备烘干后粉碎制成干粉样，供饲料加工利用。

1.2 试验用瘘管羊及试验时间与地点

试验选取3只年龄约1.5岁的健康福清山羊，体质量约40 kg，驱虫健胃，2018年9月12日在福建农林大学宠物医院中进行永久性瘤胃瘘管安装手术，在福建省农业科学院畜牧兽医研究所泉头动物试验养殖基地中术后护理1个月恢复后进行瘤胃降解试验。

1.3 试验设计

按照《反刍动物饲料瘤胃降解率的测定——瘤胃尼龙袋法技术规程》进行4、8、16、24、36、48、72 h的7个降解时间点瘤胃降解率的测定，每个样本每只羊内设置2个平行样本，3只羊为3个重复。

1.4 瘘管羊的饲粮组成与日常管理

日粮由粗料与混合精料组成。粗料为新鲜杂交狼尾草，混合精料为44%玉米、14%麦麸、8%豆粕、5%棉粕、4%玉米胚芽饼、20%玉米麸和5%预混料构成。试验羊按舍饲、单槽分饲、自由饮水，粗料与精料日喂量分别为1 000、600 g，混合均匀后，分2次饲喂（09：00，16：00）。

1.5 尼龙袋试验方法

1.5.1 尼龙袋的准备

将孔径为300目的尼龙布剪裁成规格为250 mm×100 mm的长方形，购于北京一牛肉牛信息技术研究中心。

1.5.2 测定方法

参考《饲料分析及饲料质量检测技术》测定风干样本的DM含量和粗蛋白质（crude protein，CP）含量[9]测定。中性洗涤纤维（neutral detergent fiber，NDF）和酸性洗涤纤维（acid detergent fiber，ADF）的测定采用van Soest等的方法[10]。可溶性碳水化合物（water soluble-carbohydrate，WSC）采用Anthrone比色法定量[11]。

1.6 指标计算

采用以下公式计算装袋样品逃逸率、校正装袋样品量、目标成分降解量、目标成分实时降解率。

装袋样品逃逸率=（空白试验装袋样品干物质质量-空白试验袋中残留物质量）/空白试验袋样品干物质质量×100%;

校正装袋样品量=实际装袋样品量×（1-样品逃逸率）;

某目标成分某培养时间点的降解量=（校正装袋样品量×空白试验残余物中某目标成分的含量）-（某培养时间点残余物的质量×某培养时间点残余物中某目标成分的含量）;

某目标成分时间点的实时降解率=某目标成分某时间点的降解量/（校正装袋样品量×空白试验残余物中某目标成分的含量）×100%。

1.7 数据分析

采用Excel 2003统计软件初步处理原始数据，再用SPSS 17.0统计软件对数据进行单因子方差分析，采用Duncans法进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 原料的化学成分

由表1可知，3种原料干物质含量相近，均达92.00%及以上;2种甘薯皮的化学成分相近，甘薯藤的营养成分与甘薯皮差异较大，甘薯藤的蛋白质含量显著高于甘薯皮（P<0.05），可溶性碳水化合物含量显著低于2种甘薯皮原料（P<0.05）;另外，甘薯皮2的可溶性碳水化合物显著高于甘薯皮1（P<0.05）;甘薯皮1的中性洗涤纤维含量和酸性洗涤纤维含量显著高于甘薯藤和甘薯皮2（P<0.05）;甘薯藤的半纤维素含量显著低于甘薯皮1和甘薯皮2（P<0.05）。

2.2 不同原料的瘤胃降解率

由图1至图3可知，在瘤胃内不同的滞留时间点中干物质瘤胃降解率，甘薯藤显著低于甘薯皮（P<0.05），甘薯皮1和甘薯皮2之间无显著差异（P>0.05）;中性洗涤纤维降解率，甘薯藤显著高于甘薯皮（P<0.05），4 h的甘薯皮1显著高于甘薯皮2（P<0.05），其余6个时间点2种甘薯皮间无显著差异（P>0.05）;酸性洗涤纤维瘤胃降解率，除4 h和8 h这2个时间点外，其他5个时间点的甘薯藤显著低于甘薯皮（P<0.05），4、8、16 h的甘薯皮2显著高于甘薯藤和甘薯皮1（P<0.05）。

2.3 原料不同滞留时间的瘤胃内降解率

由表2可知，甘薯藤和甘薯皮的干物质、中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维的瘤胃降解率随着瘤胃滞留时间延长而升高，3个指标的降解率升高速度（幅度）前期（4～36 h）快于后期（36～72 h），72 h时瘤胃降解率最高（除甘薯皮1的干物质瘤胃降解率）。

甘薯藤的72 h干物质和中性洗涤纤维瘤胃降解率顯著高于除48 h以外的5个时间点（P<0.05）;除8 h和4 h之间无显著差异（P>0.05），36、24、16、8、4 h这5个时间点间的干物质瘤胃降解率均存在显著差异（P<0.05）;36 h和24 h的中性洗涤纤维瘤胃降解率显著高于16、8、4 h（P<0.05），16 h和8 h显著高于4 h（P<0.05）;72 h的酸性洗涤纤维瘤胃降解率显著高于36、16、8、4 h（P<0.05），36 h显著高于8 h和4 h（P<0.05），8 h 显著高于4 h（P<0.05）。

72 h和48 h的甘薯皮1的干物质瘤胃降解率显著高于其他5个时间点（P<0.05），36 h和24 h显著高于16、8、4 h（P<0.05），16 h和8 h显著高于4 h（P<0.05）;72 h中性洗涤纤维瘤胃降解率显著高于24、16、8、4 h（P<0.05），24 h显著高于16 h、8 h和4 h（P<0.05），16 h和8 h显著高于4 h（P<0.05）;72、48、36、24 h的酸性洗涤纤维显著高于16、8、4 h（P<0.05）。

甘薯皮2的干物质瘤胃降解率72 h显著高于其他6个时间点（P<0.05），48、36、24、16 h显著高于8 h和4 h（P<0.05），8 h显著高于4 h（P<0.05）;中性洗涤纤维瘤胃降解率72 h和48 h显著高于24、16、8、4 h（P<0.05），24 h显著高于16、8、4 h（P<0.05），16 h和8 h显著高于4 h（P<0.05）;酸性洗涤纤维72、48、36、24 h显著高于16、8、4 h（P<0.05）。

3 结论与讨论

3种原料营养物质丰富，干物质的瘤胃降解率分别为53.21%、72.79%和74.58%，高于一般粗饲料。山东济薯26甘薯皮中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维及干物质降解率的峰值均高于广东普薯32甘薯皮和甘薯藤，且广东普薯32甘薯皮高于甘薯藤。说明甘薯藤和甘薯皮均为反刍动物优质粗饲料，且山东济薯26甘薯皮优于广东普薯32甘薯皮、广东普薯32甘薯皮优于甘薯藤。

粗饲料养分含量因其种类不同而存在较大差异。甘薯藤和甘薯皮烘干粉碎后做饲料，其干物质（DM）含量均在92%以上，水分含量低于8%，能够长期有效地保存其营养物质，可配制全年营养均衡的饲料，有利于在规模化养殖企业畜禽配合饲料中推广利用，有广阔的推广前景。因此，采用此种工艺处理，可有效提高甘薯藤和甘薯皮的利用。

藤蔓类粗饲料具有相对较高的营养价值，多数藤蔓类粗饲料粗蛋白含量高于玉米秸秆[12]。本试验甘薯藤的粗蛋白质含量显著高于甘薯皮，可溶性碳水化合物含量显著低于甘薯皮。主要是因为甘薯皮中留有一部分甘薯的果肉，甘薯果肉中糖分含量较高。3种原料的中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量低于陈晓琳等、郝松华等报道的大部分牧草粗饲料[12-13]，甘薯藤和甘薯皮2中性洗涤纤维的含量分别为43.20%和45.39%，与陈晓琳等报道的苜蓿草的中性洗涤纤维含量[14]相近，而甘薯皮1中性洗涤纤维的含量为53.00%，与陈晓琳等报道的燕麦草中性洗涤纤维含量[14]相近。表明本试验3种原料的营养特性可与优质饲草相媲美，可作为反刍动物的优质粗饲料进行利用，其中的纤维素和半纤维素作为反刍动物的主要能源物质，不仅能确保较低的饲料成本，还能促进肠胃蠕动、调节瘤胃内环境，从而保证反刍动物健康和生产潜力的充分发挥[15]。

不同饲草原料品种间的营养成分瘤胃降解率差异显著，随着饲草在瘤胃中滞留时间的延长，营养成分的降解率逐渐增大，72 h趋于稳定[16]。这是由于瘤胃内的微生物和酶作用于原料的时间越长，原料的营养成分被降解的数量越多，则营养成分的降解率越高[17]。相同饲草，因其种植地点、收获时间的不同，其营养成分与瘤胃降解率存在一定差异[18-20]。郑向丽等报道，奶牛瘤胃中不同品种花生秸秆的干物质降解率和粗蛋白降解率趋势相同，但降解率和有效降解率不同，其中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维的降解率分别在38.39%～49.87%和39.28%～52.54%[18]。陈鑫珠等采集不同品种、不同种植季节的4种花生秸秆样本，测定瘤胃降解率，结果表明，4种花生秸秆样本干物质、中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维在瘤胃内降解趋势一致，均随着降解时间延长呈上升的趋势，48～72 h花生秸秆DM的降解率达到50%～57%，其中，秋植花生秸秆的山羊瘤胃降解率较高[19]。魏晨等研究表明，不同地区小麦秸秆营养成分及瘤胃降解规律不同[21]。本试验中3种原料干物质、中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维的瘤胃降解率随瘤胃滞留时间的延长而升高，72 h达最高。其中，甘薯藤的干物质消化主要在中期进行，其16 h前的瘤胃降解率和36 h之后的降解速度较慢，24～36 h间降解速度较快，中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维消化主要在在36 h前变化较快。2个不同甘薯品种的甘薯皮原料的干物质、中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维降解率均随降解时间延长呈现升高的趋势，但降解率升高的速度前期快于后期，24～36 h后的各个降解时间点间没有显著差异。

干物质瘤胃降解率是影响干物质采食量的一个主要因素，受饲料原料纤维素含量和木质化程度的影响，反映饲料降解的难易程度[22-23]。李茂等研究发现，原料干物质瘤胃降解率越高，其干物质采食量相应越大[24]。中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维瘤胃降解率的高低则是反映了该饲料被消化的难易程度[18]。本试验2种甘薯皮干物质和中性洗涤纤维瘤胃降解率的峰值均高于甘薯藤，且甘薯皮2干物质和中性洗涤纤维瘤胃降解率的峰值最高，表明甘薯皮2在福清山羊中利用可获得最好效果，采食量和消化率均可得到最佳。3种原料干物质的降解率分别为53.21%、72.79%和74.58%，较一般粗饲料的数值高或相近。另外，甘薯皮2的中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维以及干物质降解率的峰值均高于甘薯皮1和甘薯藤，甘薯皮1的中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维及干物质降解率的峰值均高于甘薯藤。证明甘薯藤和甘薯皮均可作为反刍动物的饲料;甘薯皮2的营养价值优于甘薯皮1和甘薯藤，甘薯皮1的营养价值优于甘薯藤。植物原料的纤维为植物细胞壁成分，在瘤胃内被消化前，瘤胃内的微生物和酶等均必须先紧密附着在这些底物上，需要一定时间后才能进行有效的快速消化，因此，中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维的瘤胃降解率在4～8 h会出现一个延滞期[19]。甘薯皮在酸性洗涤纤维瘤胃降解中此现象较明显。研究团队后期将应用SAS软件进行瘤胃降解参数分析，进一步解析这3种原料的瘤胃降解规律。

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