啤酒糟替代豆粕，木薯渣替代象草的飼糧組合對水牛體外瘤胃發酵特性的影響

黃雅莉 鄒彩霞 夏中生 梁賢威 韋升菊 梁 辛 李舒露

（1.中國農業科學院廣西水牛研究所，廣西南寧530001；2.廣西農業職業技術學院，廣西南寧530007；3.廣西大學動物科學技術學院，廣西南寧530005）

隨著飼料工業的快速發展，充分開發利用啤酒糟，對減輕城鎮污染，提高社會效益和企業經濟效益，促進畜牧業快速發展等都具有十分重要的現實意義。木薯渣成分單一，主要含木質纖維素，其很難被分解，適口性也比較差、營養成分缺乏。用其直接飼喂畜禽，則采食量很低，如果可以改善其適口性，則木薯渣可變為很好的反芻動物飼料。因此，合理開發利用廢棄的木薯渣，將其轉化為飼料，對畜牧業及飼料產業的發展都有著非常重大的意義。

目前已有許多學者在啤酒糟、木薯渣飼喂牛方面做了一些研究報道。有研究報道，補飼新鮮啤酒糟3.5 kg/d給高產奶牛，既能提高奶牛的產奶量，還能讓奶牛產奶高峰期的維持時間延長。孫桂芬研究報道，給泌乳中后期的奶牛飼喂啤酒糟，既能減緩奶牛產奶量的下降幅度，還能增加經濟效益，飼喂啤酒糟日糧的奶牛，每天每頭比不喂啤酒糟的奶牛增加凈利潤0.424元。蔡永權等研究報道，利用青貯木薯渣飼喂雜交牛，青貯木薯渣組比氨化稻草組的牛每頭平均日增重增加了0.245 kg，平均日增重差異極顯著(P＜0.01)。

本試驗依據啤酒糟粗蛋白質含量高的營養特點，用EM菌發酵處理后的木薯渣適口性好，營養價值有所提高，利用體外產氣法探索啤酒糟替代不同比例豆粕，EM菌發酵處理后的木薯渣替代不同比例象草的最優組合。本試驗通過采用不同方法對啤酒糟和木薯渣進行科學合理的利用，從而為養牛生產實踐提供理論參考依據和技術支持，以促進水牛業更好的發展。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗材料啤酒糟、木薯渣、發酵木薯渣、豆粕、玉米、象草、青貯玉米、美國苜蓿均來自廣西水牛研究所，65℃干燥成風干樣，經過粉碎過40目篩之后用于飼糧配制進行體外瘤胃發酵。粗飼料的常規營養成分見表1。

表1 6種粗飼料常規營養成分(%)

1.2 試驗設計

采用2×2×2因子（3因素2水平）設計：精料為1個因素，2個水平，啤酒糟以25%、50%(DM)替代發酵底物中的豆粕；粗料為2因素、各設2個水平（2×2），即木薯渣以12.5%、25%（DM），發酵木薯渣以12.5%、25%(DM)替代發酵底物中的象草（見表2）。發酵底物的精粗比設計為 4∶6（DM），對照組為豆粕15%、玉米25%、象草30%、青貯玉米30%。通過對體外發酵參數的影響，研究精粗料中啤酒糟替代豆粕，木薯渣和發酵木薯渣替代象草的優化飼糧組合。同時，設一個美國苜蓿標準干草組和一個空白對照組。

1.3 試驗方法

1.3.1 體外培養體系

本試驗采用壓力讀取式體外產氣法Mauricio等的RPT系統進行體外瘤胃發酵培養，按Theodorou等方法配制厭氧人工瘤胃緩沖液。體外培養裝置主體是德國出產的恒溫水浴搖床,振蕩頻率和水浴溫度可調。發酵時間為72 h,發酵培養的底物為750mg(DM)。

表2 精粗料組合對瘤胃發酵特性的影響試驗設計(%)

1.3.2 瘤胃液供體動物及飼養管理

瘤胃液的供體動物為3頭水牛,體重為(400±5)kg，安裝有永久性瘤胃瘺管。依據廣西水牛研究所的水牛日常飼養配方配制供體牛的飼糧，飼糧營養水平為產奶凈能6.44 MJ/kg、粗蛋白質13.72%、磷0.48%、鈣0.72%。飼糧的精粗比為3∶7，粗料為象草。供體牛栓系式飼養，每天飼喂兩次，常規光照、驅蟲，自由飲水。

1.4 測定項目及方法

1.4.1 產氣參數和產氣量的測定

根據 GP=a+b(1-exp-ct)(φrskov等，1979；Blümmel等，1993)，利用fit curve軟件，計算出a、b、c值。

式中：GP表示產氣量(ml/g)；a表示快速產氣部分的產氣量(ml/g)；b表示慢速產氣部分的產氣量(ml/g)；a+b表示潛在產氣量(ml/g)；c表示產氣速率(ml/h)；t表示發酵時間(h)。

參考Theodorou等的方法測定產氣量，培養2、4、6、9、12、24、36、48、72 h時，用壓力傳感器讀取各個時間點產氣瓶內的壓力，之后放氣。根據公式：計算出產氣量。

式中：GPt是 t時刻樣品的產氣量(ml/g)；Pt空白是 t時刻空白對照的產氣壓力(MPa)；Pt是t時刻樣品讀取的壓力(MPa)；V0是瓶子的體積(ml)；W為樣品干物質重(g)；101.3是標準大氣壓(MPa)。各時間段產氣量之和是產氣過程中總累積的產氣量。

1.4.2 可消化有機物(DOM)和代謝能(ME)的測定

以200mg(DM)樣品為每單位作為底物進行體外發酵時，根據培養24 h后的產氣量來計算DOM，計算公式如下：DOM=(7.65±0.062)×GP24h+(353±0.59)(Men?ke和Salewski)，其中，DOM的單位為g/kg；GP24h的單位為ml/g。根據公式ME=-0.20+0.141 0×DO(Menke和Steingass)計算ME，公式中的DO為有機物消化率(%)，DO=17.04+1.108 5GP24h。

1.4.3 NH3-N的測定

體外發酵培養24 h后，取其培養液5 ml，將其經過3 000×g離心10 min之后，取其上清液，按照Searle、馮宗慈等改進之后的方法，采用氯化銨作為標準品,采用美國生產的紫外可見分光光度計(PE Lambda 35型)，在700 nm波長條件下進行比色，依據標準曲線和光密度值計算出NH3-N的濃度。

1.4.4 MCP的測定

體外發酵培養24 h后，取其培養液8 ml，使用嘌呤法來測定MCP產量，處理后的待測液用0.5 mol/l HCl溶液作參比,采用美國生產的紫外可見分光光度計(PE Lambda 35型)，在260 nm波長條件下進行比色，依據標準曲線和光密度值計算出RNA測定值；再根據下面的公式求出MCP產量：微生物蛋白質(mg/ml)={[RNA測定值(mg/ml)×RNA含氮量]/細菌氮中RNA含氮量}×稀釋倍數×6.25(Menke和Steingass)，其中，細菌氮中RNA含氮量為10%，RNA含氮量為17.83%。

1.4.5 VFA的測定

體外發酵培養24 h后，取其上清液1 ml，加入相同體積8.2%的偏磷酸，用低溫離心機在4℃，20 000×g下離心10 min，取離心后的上清液，在其加入內標物巴豆酸后，使用Agilent 7890A型氣相色譜儀，HP-IN?NOWAX(19091N-133)毛細管柱，毛細管柱的規格為30 m×0.25 mm×0.25 μm，分析測定上清液中丙酸、乙酸及丁酸的含量。

1.4.6 甲烷氣體的測定

在培養6、12、24 h時分別抽取10 μl氣體，采用手動式進樣的方法，使用Agilent 7890A型氣相色譜儀，色譜柱為HP-INNOWAX(19091N-133)毛細管柱，毛細管柱的規格為30 m×0.25 mm×0.25 μm，測定氣體中甲烷的含量。

1.5 數據處理

試驗數據先用EXCEL軟件處理，再用SPSS16.0軟件進行方差分析及Duncan's法多重比較，試驗結果的差異顯著性依據P＜0.05作為判斷的標準，數據均采用平均值±標準差來表示。

2 結果與分析

2.1 不同精粗料組合對72 h累積產氣量、代謝能、可消化有機物、產氣參數的影響

不同精粗料組合對72 h累積產氣量、代謝能、可消化有機物的影響結果見圖1和表3。由圖1和表3可知，72 h累積產氣量 4組最高，4組、2組與對照組無顯著性差異(P＞0.05)，對照組顯著高于其他組(P＜0.05)。代謝能和可消化有機物對照組最高，4組、2組與對照組之間無顯著性差異(P＞0.05)，其他組顯著低于對照組(P＜0.05)。

表3 不同精粗料組合對72 h累積產氣量、代謝能、可消化有機物的影響

不同精粗料組合對產氣參數的影響結果見表4。

表4 不同精粗料組合對產氣參數的影響

由表4可知，快速產氣部分產氣量a，7組最大。慢速產氣部分產氣量b，4組最大，其次為對照組、2組、5組、1組、7組、3組、6組，最小為8組。潛在產氣量a+b，4組最大。產氣速度常數c，1組和3組最大，其次為2組、4組、6組，最小為對照組、5組、7組、8組。產氣速度常數c在各組間差異不顯著。

2.2 不同精粗料組合對微生物蛋白質、氨態氮的影響（見表5）

表5 不同精粗料組合對微生物蛋白質、氨態氮的影響

由表5可知，5組的微生物蛋白質含量最高，4組、5組、6組與對照組之間差異不顯著(P＞0.05)，這3組極顯著高于除第3組外的其他試驗組(P＜0.01)。4組的氨態氮含量最高，其次為對照組、2組、1組、3組、5組、6組、7組，最低為8組。氨態氮含量前7組與對照組之間無顯著性差異(P＞0.05)，8組顯著低于4組(P＜0.05)。

2.3 不同精粗料組合對揮發性脂肪酸產量的影響（見表6）

表6 不同精粗料組合對揮發性脂肪酸含量的影響

由表6可知，5組的乙酸含量最高，3組、8組與對照組差異不顯著(P＞0.05)，其他組均顯著高于對照組(P＜0.05)。7組的丙酸含量最高，5組、7組顯著高于對照組(P＜0.01)，1組、2組、3組、4組、8組與對照組差異不顯著(P＞0.05)。6組的丁酸含量最高，6組顯著高于其他各組(P＜0.05)。5組的總酸含量最高，1組、2組、4組、5組、6組、7組各組間差異不顯著(P＞0.05)組。4組乙酸/丙酸比例最高。

2.4 不同精粗料組合對甲烷產量的影響（見表7）

表7 不同精粗料組合對甲烷產量的影響(mmol)

由表7可知,6 h甲烷產量8組最高，4組與對照組差異不顯著（P＞0.05）,其他組顯著高于對照組（P＜0.05），1組～5組各組間差異不顯著（P＞0.05）。12 h甲烷產量和24 h甲烷產量8組最高，3組、4組、5組與對照組差異不顯著(P＞0.05)，其他組顯著高于對照組(P＜0.05)。6、12、24 h甲烷產量4組和5組的差異不顯著(P＞0.05)。

3 討論

3.1 啤酒糟替代日糧不同比例豆粕對72 h累積產氣量、代謝能、可消化有機物、產氣參數的影響

在一定的培養時間內，產氣量的大小反映了瘤胃微生物對發酵底物的利用程度，它能很好地反映出發酵底物營養價值的高低。易賢武(2009)研究報道，用體外產氣法研究西蘭花莖葉粉替代不同比例豆粕，0～72 h累積產氣量隨著西蘭花莖葉粉替代水平的增加而逐漸下降。由本試驗結果可知，隨著啤酒渣替代豆粕的水平增加，產氣量逐漸下降，這與前者研究結果基本相同。代謝能和可消化有機物也是各組之間依次降低。產氣參數潛在產氣量a+b和慢速產氣部分產氣量b，4組最大。產氣速度常數c各組差異不大。

3.2 不同精粗料組合對NH3-N、MCP的影響

NH3-N是培養體系中微生物合成菌體蛋白的重要原料。微生物合成菌體蛋白的首要條件便是保持瘤胃液中最適NH3-N濃度，瘤胃中NH3-N的濃度過高或過低都會影響微生物的生長繁殖。夏楠等(2009)研究報道，山羊飼喂DDGS日糧組的瘤胃NH3-N濃度顯著低于豆粕組、菜籽粕組、棉粕組。這與DDGS的蛋白質含量低于前三者有關。由本試驗結果可知，氨態氮濃度隨著啤酒渣替代豆粕水平的增加而顯著下降，這與豆粕的蛋白含量高于啤酒渣有關。本試驗結果與上述研究結果基本一致。反芻動物最重要的氮源提供者是微生物菌體蛋白。從本試驗結果可以看出，微生物蛋白質4組、5組、6組間差異不顯著(P＞0.05)。

3.3 不同精粗料組合對VFA產量的影響

VFA是瘤胃中碳水化合物發酵產生的。它們不僅可以作為合成體脂和乳脂的原料，還是反芻動物的能量來源。其中乙酸、丙酸和丁酸之間的比例既受動物采食水平的影響，還受日糧結構等的影響。易賢武(2009)用體外產氣法研究西蘭花莖葉粉替代不同比例豆粕的研究報道認為，總揮發性脂肪酸含量隨著西蘭花莖葉粉替代比例的增加而降低，但對乙酸、丙酸、丁酸濃度差異不顯著。本試驗結果可以看出，總酸，5組的最高，1組、2組、4組、5組、6組、7組各組間差異不顯著(P＞0.05)。

3.4 不同精粗料組合對甲烷產量的影響

瘤胃有機物發酵產生的產物之一便是甲烷。瘤胃內甲烷的生成不僅造成溫室效應，還造成能量損失。本試驗結果可以看出，12 h甲烷產量和24 h甲烷產量，8組最高，3組、4組、5組與對照組差異不顯著(P＞0.05)，其他組顯著高于對照組(P＜0.05)。6、12、24 h甲烷產量，4組和5組差異不顯著(P＞0.05)。

4 結論

①4組(啤酒糟替代25%豆粕，發酵木薯渣替代25%象草的飼糧組合)72 h累積產氣量、氨態氮最高，可消化有機物、代謝能、微生物蛋白質含量較高，揮發性脂肪酸處于中等水平，各個時間點甲烷產量較低。

② 5組(啤酒糟替代50%豆粕和木薯渣替代12.5%象草的飼糧組合)微生物蛋白質含量、總酸最高，氨態氮和揮發性脂肪酸跟4組差異不顯著。各個時間點5組的甲烷產量與4組差異不顯著。

③4組(啤酒糟替代25%豆粕，發酵木薯渣替代25%象草的飼糧組合)是最優的一組。5組(啤酒糟替代50%豆粕和木薯渣替代12.5%象草的飼糧組合)是第二優的組。

15篇，刊略，需者可函索）