稻草與不同飼料混合在體外消化率上的組合效應研究

張吉鹍,包賽娜,李龍瑞

（1.江西省農業科學院動物種質資源創新與營養調控重點實驗室,江西南昌 330200；2.內蒙古農牧業科學院動物營養研究所,內蒙古呼和浩特 010030；3.華南農業大學獸醫學院,廣東廣州 510642）

評價反芻動物粗飼料品質的指標有常規營養成分、采食量、消化率和利用率等。常規成分分析只能說明粗飼料自身的品質,即其營養素含量的高低,但在粗飼料品質評定中,最為關鍵的是動物對粗飼料的采食和利用狀況（消化率與利用率）[1-2]。就飼料因素而言,粗飼料品質隨品種、溫度、成熟階段、葉莖比率、施肥、收割和貯存的不同而異[3-4]。任何一種飼料的消化率與利用率均是動物因素與飼料因素相互作用的結果。稻草是我國南方的主要農作物秸稈,但其利用率低,主要是因為:第一,稻草的硅、木質素等抗營養因子含量高,使得其適口性差,采食量低；第二,稻草自身的營養素不平衡,所含可發酵氮源,可發酵碳水化合物低,缺乏某些必需的礦物質元素,而其所含的礦物質元素利用率又低等因素,不僅使得飼喂單一稻草的反芻動物過瘤胃蛋白與生葡萄糖物質水平低,而且使得稻草在瘤胃內不能很好地被微生物發酵而導致消化率降低。致使采食單一稻草的反芻動物生產性能低下、疾病多發,嚴重的甚至死亡。對飼喂以稻草為基礎飼料的反芻動物進行補飼,為瘤胃微生物提供足夠的營養源（可發酵氮源、碳源和一些必需的礦物質元素）,利用飼料間的組合效應來改善進入反芻動物體內的營養平衡,促進瘤胃發酵,是提高稻草等秸稈飼料利用率的重要舉措[5]。本研究旨在以體外消化率（in vitro dry matter digestibility,IVDMD）為指標對我國南方反芻動物常用粗飼料進行品質評定,并探討以稻草為秸稈基礎飼料分別補飼粗飼料在IVDMD上的組合效應。

1 材料與方法

1.1 試驗材料試驗用材料為:1）近年來我國南方大力推廣的品種魯梅克斯K-1（Rumex patientia,RP）、苜蓿（Medicago sativa,MS）、高丹草（Sorghum hybrid Sudangrass,SHS）與矮象草（Pennisetum purputeumcv.mott,PPM）；2）我國南方普遍栽培的蘇丹草（S.sudanense,SS）與稻田最主要的冬季綠肥作物紫云英（Astragalussinicus,AS）；3）木薯干草（cassva hay,CH）；4）我國南方主要農作物秸稈稻草（rice straw,RS）與氨化稻草（ammoniated rice straw,ARS）；5）木薯渣（cassva residues,CR）。RP在現蕾期刈割、曬制干草備用,MS與AS在初花期刈割、曬制干草備用,SHS與SS均在開花期刈割、曬制干草備用。PPM在株高為90～100 cm時進行刈割,CH為收獲木薯塊根后的全部地上生物量。RS為收獲稻谷后的早稻草,ARS為以早稻草為原料,以碳酸氫銨（簡稱碳銨）為氨源,用劉建新等[6]的方法氨化制作的氨化稻草。CR為木薯塊根經機器削皮后加工木薯淀粉后的殘渣。

1.2 化學成分分析試驗所用草料中干物質（dry matter,DM）、粗蛋白（crude protein,CP）的測定依據AOAC的方法進行[7],而中性洗滌纖維（neutral detergent fiber,NDF）則采用 Van Soest等[8]的方法進行測定。試驗所用草料 RP、AS、SHS 、SS 、PPM 、MS 、CH 、RS 、ARS 與 CR 的 CP分別為占干物質的 26.3%、22.7%、12.9%、9.6%、12.3%、22.3%、21.4%、5.2%、12.7%與13.6%,而 NDF則分別為 36.5%、41.3%、54.3%、60.4%、56.2%、41.2%、43.3%、67.4%、57.9%與19.4%。

1.3 試驗設計根據過去用體外產氣法對秸稈基礎飼料補飼優質牧草干草單個產氣量[9-10]及體外發酵指標組合效應的綜合評定[5,11-12],秸稈基礎飼料均在50%以上的結果,本研究設計如下組合:組合1,60%RS+10%CR分別與30%的X1組合,記作60%RS+10%CR+30%X1,X1分別代表 RP、AS 、SHS 、SS 、PPM 、MS 、CH 和 ARS；組合2,60%ARS+10%CR分別與30%的X2組合,記作60%ARS+10%CR+30%X2,X2分別代表 RP、AS 、SHS、SS、PPM 、MS 和 CH；組合 3,60%ARS+20%SS分別與 20%的X3組合,記作60%ARS+20%SS+20%X3,X3分別代表RP、AS、SHS、PPM、MS、CH 和 CR；組 合 4,50%ARS+20%SS分別與30%的X4組合,記作50%ARS+20%SS+30%X4,X4同X3；組合 5,60%RS+20%SS分別與20%的X5組合,記作60%RS+20%SS+20%X5,X5分別代表 RP、AS 、SHS 、PPM 、MS 、CH 、ARS 和 CR；組合 6,50%RS+20%SS分別與30%的X6組合,記作50%RS+20%SS+30%X6,X6同X5。

1.4 試驗用單個飼料及混合飼料IVDMD的測定采用Tilley和Terry[13]兩級離體消化法測定10種單個飼料及其6個組合的IVDMD。

1.5 瘤胃液供體動物選3只體況良好、體質量相近[（32±1.4）kg]、安裝有永久性瘤胃瘺管的山羊為瘤胃液供體。以混合粗飼料（稻草與木薯干草各半）700 g/d為基礎飼料,另按干物質計日補充300 g精料,日糧精粗比為3∶7。日喂2次（08:30和18:00）、自由飲水、常規光照。

1.6 稻草添補不同飼料IVDMD組合效應的計算稻草添補不同飼料組合效應的計算參考Zhang和Liu[9]的方法。

式中,實測值為實際測定的樣品的IVDMD（%）。

1.7 統計分析用SAS（6.12）軟件的一般線性模型（GLM）程序進行方差（ANOVA）分析和鄧肯氏多重比較。

2 結果與分析

2.1 飼料的IVDMD 從表1可以看出,CR的IVDMD最高,為77.63%,顯著高于其他9種粗飼料（P＜0.05）。RS的 IVDMD最低,為26.63%（P＜0.05）。除MS與AS 2種豆科牧草間的差異不顯著外（P＞0.05）,其余飼料間的差異顯著（P＜0.05）。

表1 所測定的9種粗飼料及木薯渣的干物質體外消化率（IVDMD） %

2.2 稻草或氨化稻草補飼不同粗飼料的組合效應從表2可以看出,60%RS+10%CR與30%的MS混合組合效應最大,為4.95%,其次為AS與CH,分別為4.72%與4.68%,這3個組合間的差異不顯著（P＞0.05）,但顯著高于其他組合（P＜0.05）,RP與CH的差異亦不顯著（P＞0.05）。SHS與 PPM的差異同樣不顯著（P＞0.05）,其余各組間差異顯著（P＜0.05）。最小的為與ARS的組合,組合效應值為2.49%（P＜0.05）。

從表3可以看出,60%ARS+10%CR與30%的MS混合組合效應最大,為6.95%,其次為RP與AS的,分別為6.90%與6.56%,這3個組合間差異不顯著（P＞0.05）,但顯著高于其他組合（P＜0.05）,CH與AS間差異亦不顯著（P＞0.05）。最小的SS為 4.37%,與SHS、PPM 的差異不顯著（P＞0.05）,但與其余各組間差異顯著（P＜0.05）。組合效應的排序為:MS（6.95%）＞RP（6.90%）＞AS（6.56%）＞CH（6.43%）＞SHS（4.69%）＞PPM（4.60%）＞SS（4.37%）。

從表4可以看出,60%ARS+20%SS與20%的MS混合組合效應最大,為7.35%,其次為AS與CH,分別為7.29%與6.89%,這3個組合間差異不顯著（P＞0.05）,但顯著高于其他組合（P＜0.05）。SHS、PPM 間的差異亦不顯著（P＞0.05）。CR的最低,為2.76%（P＜0.05）。

從表5可以看出,50%ARS+20%SS與30%的MS混合組合效應最大,為6.69%,顯著高于其他各組（P＜0.05）。其次為AS,與其他各組的差異亦顯著（P＜0.05）。CR的最低,為1.94%,與各組間差異顯著（P＜0.05）。CH與RP的分別為5.48%與5.36%,組間差異不顯著（P＞0.05）,2個禾本科牧草SHS、PPM 間差異亦不顯著（P＞0.05）。

從表6可以看出,60%RS+20%SS與20%的MS混合組合效應最大,為8.14%,顯著高于其他各組（P＜0.05）。其次為CH與AS,分別為7.21%與7.12%,組間的差異不顯著（P＞0.05）。SHS與PPM、SHS與RP的差異亦不顯著（P＞0.05）。ARS最低,為3.14%,除與CR的差異不顯著外（P＞0.05）,與其余各組間的差異顯著（P＜0.05）。

從表7可以看出,50%RS+20%SS與30%的MS混合組合效應最大,為7.95%,顯著高于其他各組（P＜0.05）。其次為CH與AS,分別為7.11%與7.02%,組間差異不顯著（P＞0.05）。SHS與RP的差異亦不顯著（P＞0.05）,但PPM顯著高于SHS與 RP（P＜0.05）。ARS的最低,為2.87%,與各組間差異顯著（P＜0.05）。

表 2 60%RS+10%CR 分別與 30%的 RP、AS、SHS、SS、PPM、MS、CH和 ARS的組合效應 %

表3 60%ARS+10%CR分別與30%的 RP、AS、SHS、SS、PPM、MS和 CH的組合效應 %

表 4 60%ARS+20%SS分別與 20%的 RP、AS、SHS、PPM、MS、CH 和 CR的組合效應 %

表 5 50%ARS+20%SS分別與 30%的 RP、AS、SHS、PPM、MS、CH 和 CR的組合效應 %

表 6 60%RS+20%SS分別與 20%的 RP、AS、SHS、PPM、MS、CH、ARS 和 CR 組合效應 %

表7 50%RS+20%SS分別與30%的RP、AS、SHS、PPM、MS、CH、ARS和 CR的組合效應 %

3 討論

3.1 對低質秸稈基礎飼料進行補飼,均能提高其IVDMD,而以MS最佳無論是低質RS基礎秸稈飼料還是中等品質的ARS基礎秸稈飼料,添補CR或是SS后,再補飼其他飼料,無論20%的比例還是30%的比例,均觀察到在IVDMD上的正組合效應,且以MS的組合效應最大,這與過去以產氣量[9-10]或以體外發酵綜合指標[5,11-12]的研究結果相一致,其他學者的研究[14-16]也得出了類似的結論。表明補飼均能改善秸稈基礎飼料的營養不平衡,這是因為補飼不僅為瘤胃微生物提供可消化纖維[17],而且含蛋白高的粗飼料還為瘤胃微生物生長提供了生長所必需的氨氮、肽與氨基酸及支鏈脂肪酸。而瘤胃微生物可以直接高效地利用瘤胃液中的氨基酸與肽合成微生物蛋白[18]。有研究表明,在低蛋白日糧中添補支鏈脂肪酸可以增加瘤胃細菌總數[19]與微生物蛋白總量[20-21],進而改善纖維的消化[22]。本研究以MS的補飼效果最好,這可能與MS營養成分較全面有關。MS中的蛋白75%～80%可在瘤胃中降解,其余部分過瘤胃[23-24]。MS瘤胃降解蛋白可為飼喂秸稈基礎日糧的反芻動物瘤胃纖維分解菌提供生長所必需的揮發性支鏈脂肪酸[25-26]。此外,MS的10種必需氨基酸含量較高,維生素含量豐富,苜蓿還含有未知生長因子[27]。

3.2 基礎秸稈飼料的品質影響秸稈IVDMD的組合效應組合60%RS+10%CR+30%X1和60%ARS+10%CR+30%X2的基礎秸稈飼料分別為RS和ARS,2個組合均在補飼10%CR的基礎上 ,再分別補飼 RP、AS 、SHS、SS 、PPM 、MS和CH等粗飼料（X1還包括ARS）,不僅組合效應（AE）自高到低的排序二者不同,而且60%ARS+10%CR與30%X2（除ARS外）的組合效應要大于60%RS+10%CR與30%X1的,說明60%ARS+10%CR+30%X2的能氮同步性要優于60%RS+10%CR+30%X1的,可能與ARS所含的可消化纖維高于RS有關。Dixon[28]報道,豆科牧草在瘤胃降解緩慢釋放出氮、硫及其他營養物質,可為瘤胃微生物提供能被纖維分解菌同步利用的可降解氮與可發酵能。對低質秸稈基礎日糧RS補飼豆科牧草必能促進纖維分解菌的生長,從而提高秸稈的消化率[29]。組合60%ARS+10%CR+30%X2中基礎秸稈飼料ARS的體外干物質消化率（IVDMD）較60%RS+10%CR+30%X1中基礎秸稈飼料RS的 IVDMD高10百分點（36.88%vs.26.63%）。因此,組合60%ARS+10%CR+30%X2的基礎秸稈飼料較60%RS+10%CR+30%X1含有更多的可發酵纖維。RP的IVDMD是所有粗飼料中最高的（61.32%）,僅次于精料CR（77.63%）,第 3為 MS（55.26%）與 AS（54.91%）,而補飼料中SS的最低（34.15%）。除MS外,60%ARS+10%CR+30%X2中組合效應自高到低的排序基本上與所補飼的粗飼料的IVDMD自高到低的排序相一致。MS的IVDMD不是最高,但其組合效應卻是最大,這可能與苜蓿不僅如上所述營養素含量豐富,而且其所含的非結構型糖類（NDS）與瘤胃可降解蛋白相對平衡[27]有關。

3.3 對中等品質的秸稈進行補飼,亦可以提高IVDMD的組合效應組合60%ARS+20%SS+20%X3的秸稈基礎飼料及比例均同60%ARS+10%CR+30%X2,即 60%的 ARS,所不同的是在固定添補20%的SS后,再分別補飼RP、AS、SHS、PPM 、MS、CH 與 CR。組合 60%ARS+20%SS+20%X3中MS、AS、CH 與 PPM改善ARS的IVDMD的組合效應比60%ARS+10%CR+30%X2的相應值高,而 RP與SHS則比相應值略有降低,表明用20%的SS取代10%的CR,同時降低10%的添補料X3的量,可以進一步改善60%ARS基礎秸稈的能氮平衡。組合50%ARS+20%SS+30%X4是在60%ARS+20%SS+20%X3的基礎上降低10%的基礎飼料秸稈ARS,同時添補料X4增加10%,盡管組合效應自高到低的排序與60%ARS+20%SS+20%X3相同,但組合效應值普遍下降,尤其是PPM 與SHS 2個禾本科牧草下降較大,下降最大的是CR,這是因為提高PPM與SHS的補飼量,尤其是增加CR的補飼量,所增加的可發酵氮源較少,甚至沒有增加,使得50%ARS+20%SS+30%X4的能氮平衡較60%ARS+20%SS+20%X3差。

3.4 對秸稈基礎飼料的補飼要適度組合60%RS+20%SS+20%X5的秸稈基礎飼料同60%RS+10%CR+30%X1,添補料除增加了ARS外,其余添補料及添加比例均同60%ARS+20%SS+20%X3,但其改善低質秸稈基礎飼料稻草IVDMD的組合效應最大,且組合效應自高到低的排序亦不相同。組合60%RS+20%SS+20%X5中,IVDMD為52.97%的CH與54.91%的AS的組合效應分別為7.21%與7.12%,僅次于MS的8.14%,分列第 2與第3,而IVDMD為61.32%的 RP其組合效應僅為4.52%,僅高于CR與 ARS,而低于 PPM（5.11%）與 SHS（4.71%）。這是因為組合60%RS+20%SS+20%X5中,用20%的且IVDMD較CR低43百分點（34.15%vs.77.63%）的SS取代了組合1（60%RS+10%CR+30%X1）中10%的CR進行固定補飼,減少了快速發酵碳水化合物的量。較之60%ARS+20%SS+20%X3的基礎秸稈飼料ARS,60%RS+20%SS+20%X5的基礎秸稈飼料RS較ARS的IVDMD低10百分點,60%ARS+20%SS+20%X3的易發酵纖維較60%RS+20%SS+20%X5豐富,相應地RP的組合效應（6.29%）高于PPM（4.88%）、SHS（4.59%）與 CR（2.76%）,仍低于MS（7.35%）、AS（7.29%）與CH（6.89%）。組合60%RS+20%SS+20%X5提高RS基礎秸稈飼料IVDMD的組合效應整體地高于60%ARS+20%SS+20%X3與60%RS+10%CR+30%X1,表明前者的能氮同步性要整體地優于后2個組合。組合50%RS+20%SS+30%X6的基礎秸稈飼料與添補料品種同60%RS+20%SS+20%X5,不同的是基礎秸稈飼料RS的比例降低了10%,而添補料X6的比例增加了10%,盡管組合效應自高到低的排序同60%RS+20%SS+20%X5,但X6的組合效應較相應X5的小。組合50%ARS+20%SS+30%X4與50%RS+20%SS+30%X6的結果說明,無論是ARS還是 RS作為基礎秸稈飼料,其比例均以60%為佳。

3.5 添補料自身的營養品質同樣影響IVDMD的組合效應ARS的粗蛋白（CP）與IVDMD均比 SS的相應值高,分別為 12.7%vs.9.6%與36.88%vs.34.15%,但其在組合60%RS+10%CR+30%X1、60%RS+20%SS+20%X5與50%RS+20%SS+30%X6中的組合效應分別為2.49%、3.14%與2.87%,均為3個組合中最小的,而相應 SS的組合效應則分別為2.98%、4.71%與4.48%,在 60%RS+20%SS+20%X5與 50%RS+20%SS+30%X6組合中,ARS與SS的差異甚至達到顯著水平（P＜0.05）,這可能與ARS只是RS通過氨化提高了氨氮的水平與纖維的消化率,而青干草不僅含有天然蛋白質而且含有豐富的維生素與礦物元素有關。

3.6CH是反芻動物基礎秸稈飼料的優質添補料在組合60%RS+20%SS+20%X5與50%RS+20%SS+30%X6中,CH的組合效應僅次于MS,列第2位。在組合60%RS+10%CR+30%X1、60%ARS+20%SS+20%X3 與 50%ARS+20%SS+30%X4中,列第 3位。在組合 2（60%ARS+10%CR+30%X2）中雖列第 4位,但與列第3位的優質豆科牧草AS的差異不顯著（6.43%vs.6.56%）。表明CH是一種可用于反芻動物基礎秸稈飼料補充能量與蛋白質的優質添補料,其效果與禾本科牧草、豆科牧草等效。Vanthong與 Inger[30]以圭亞那須芒草（Andropogon gayanus,GG）為基礎低質粗飼料飼喂山羊,亦證明補飼CH能提高GG的消化率與山羊的日增體質量,且以添補25%～35%的CH效果最好。

4 小結

1）無論RS還是ARS基礎秸稈飼料,添補均能增加基礎秸稈飼料的IVDMD,即在IVDMD上表現出正組合效應。

2）對RS而言,CP含量高且IVDMD適中的添補料,改善RS在IVDMD上的組合效應較大,而ARS,則CP含量高且IVDMD相對較高的添補料,其改善ARS在IVDMD上的組合效應較大。但無論RS還是ARS,添補MS的組合效應均是最高的。添補CH的組合效應亦較高,CH作為添補料其效果要優于優質的禾本科牧草。

3）對低質秸稈基礎飼料補飼的組合效應較對中等品質秸稈基礎飼料明顯。

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