馬鈴薯淀粉渣－玉米秸稈混合青貯料對肉羊生產性能、瘤胃內環(huán)境和血液生化指標的影響

王典，李發(fā)弟，張養(yǎng)東，卜登攀，孫鵬，周凌云＊

（1.甘肅農業(yè)大學動物科技學院，甘肅 蘭州730070；2.中國農業(yè)科學院北京畜牧獸醫(yī)研究所動物營養(yǎng)學國家重點實驗室，北京100193）

馬鈴薯（Solanum tuberosum）是世界第四大糧食作物，僅次于小麥（Triticum aestivum）、水稻（Oryza sativa）和玉米（Zea mays）。世界上栽培馬鈴薯的國家共有148個，主要分布在亞洲、歐洲等地。目前，我國是世界上最大的馬鈴薯生產種植國，據聯合國糧農組織2008年統計，我國的馬鈴薯種植面積超過8 500萬畝，年產量已突破7 200×104t，馬鈴薯種植面積和總產量均躍居世界第一［1］。在我國北方大部分地區(qū)，馬鈴薯主要深加工用于制取淀粉和粉條，在加工過程中會產生大量的馬鈴薯淀粉渣。一般加工1t馬鈴薯會產生9t馬鈴薯淀粉渣。馬鈴薯淀粉渣是一類含水、細胞碎片和殘余淀粉顆粒的加工副產物，其 （干物質）主要成分是蛋白質4.6%～5.5%，粗脂肪0.16%，粗纖維9.46%，糖1.05%。但鮮馬鈴薯淀粉渣含水量高達90%，自帶菌多達33種，不易儲存、運輸，腐敗變質后產生惡臭，造成環(huán)境污染［2－4］；若烘干則成本過高，增加企業(yè)負擔，通常將鮮薯渣直接作為飼料利用，但新鮮的馬鈴薯淀粉渣中蛋白質含量低、粗纖維含量高、適口性差，因此新鮮的馬鈴薯淀粉渣直接作為飼料的利用率很低。如果將馬鈴薯淀粉渣當成廢渣作掩埋處理，由于馬鈴薯淀粉渣中含有大量無機鹽，會導致土壤和地下水的污染［5］。因此，馬鈴薯淀粉渣的開發(fā)和利用一直是令人頭疼的難題。

馬鈴薯淀粉渣中含有大量的淀粉、纖維素、半纖維素、果膠等可利用成分，同時含有少量蛋白質，可作為發(fā)酵培養(yǎng)基，具有較高的開發(fā)利用價值。國外早在20世紀40年代就開始進行馬鈴薯淀粉渣的開發(fā)利用研究，而我國在20世紀90年代末才開始該方面的研究工作。目前，馬鈴薯淀粉渣開發(fā)和利用主要是處理提取有益產品或者作為培養(yǎng)基發(fā)酵生產蛋白飼料。而將馬鈴薯淀粉渣發(fā)酵生產青貯飼料的報道國外只有Okinea等［6］，Zunong等［7］研究報道飼喂馬鈴薯淀粉渣青貯飼料未對奶牛的干物質攝入量、乳產量和乳成分產生影響；國內只有閆曉波［1］研究報道馬鈴薯淀粉渣和秸稈混合青貯料可以完全替代全株玉米青貯料飼喂奶牛，對奶牛干物質采食量和奶牛生產性能等無顯著影響。馬鈴薯淀粉渣的處理和轉化問題一直沒有得到很好的解決。本研究將馬鈴薯淀粉渣和玉米秸混合調制成青貯料并將其飼喂肉羊，通過其對肉羊生長性能、瘤胃內環(huán)境和血液生化指標的影響對調制的混合青貯料的品質和營養(yǎng)價值進行評價，同時獲得馬鈴薯淀粉渣－玉米秸稈混合青貯料替代全株玉米青貯料的適宜比例，尋找一種合適的開發(fā)和利用馬鈴薯淀粉渣途徑，生產一種優(yōu)質的粗飼料，解除馬鈴薯淀粉加工廠的后顧之憂，減少馬鈴薯淀粉渣對環(huán)境的污染，同時為馬鈴薯淀粉渣－玉米秸稈青貯料在畜牧業(yè)生產實踐中應用提供一定的理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料

新鮮馬鈴薯淀粉渣（含水量89.0%）由甘肅凱龍淀粉有限公司提供，玉米秸（含水47.8%）從甘肅省定西市隴西縣購買（表1）。青貯劑購買于臺灣亞芯生物科技開發(fā)有限公司，由活性乳酸菌、纖維素酶及營養(yǎng)物質等組成，乳酸菌≥1×1011cfu／g。

1.2 馬鈴薯淀粉渣－玉米秸稈混合青貯料制備

混合青貯料的制備于2011年4－5月在甘肅省隴西縣隴原中天股份有限公司首陽養(yǎng)殖園區(qū)進行，將玉米秸稈切割成1～2cm長小段，然后與馬鈴薯淀粉渣按照1∶3比例混合，最后將稀釋好的青貯劑均勻噴灑在混合料上，裝袋、壓實、密封，保證混合青貯料的水分含量為65%～75%。判斷水分的方法：用手抓一把青貯料，用力擠壓，可以擠出水珠，但不掉落，表明水分含量在65%～75%。室溫條件（5～20℃）下青貯發(fā)酵45d，發(fā)酵后的青貯料呈黃綠色，無任何異味，無霉變變質，無粘手現象，有強烈的酸香味，品質優(yōu)良。

表1 馬鈴薯淀粉渣及玉米秸稈的常規(guī)養(yǎng)分含量（干物質基礎）Table 1 General nutrient contents of potato pulp and corn straw （DM basis） %

1.3 試驗設計與管理

試驗于2011年5－7月進行。試驗期共70d，其中預試期10d，正試期60d。從甘肅隴原中天股份有限公司首陽養(yǎng)殖園區(qū)選擇40只平均體重（47.45±6.38）kg、日齡（5月齡）健康無疾病的白頭薩克福雜交母羊。按年齡、體重、膘情和毛色均等將試驗羊隨機分成4個處理：對照組（Ctrl）、試驗1組（S15）、試驗2組（S30）和試驗3組（S45），每個處理10個重復，每個重復1只羊。試驗羊分別飼喂4種飼糧（表2），粗料為青貯料，精粗比均為40∶60。試驗飼糧參照我國農業(yè)部頒發(fā)的2004年版《肉羊飼養(yǎng)標準》設計［8］。試驗羊采取舍飼飼喂，每日07：00、14：00和19：00各飼喂1次。

1.4 測定指標

1.4.1 生長性能 在正式試驗開始和結束時，在晨飼前（6：00）對試驗羊空腹稱重，記錄并計算干物質采食量（dry matter intake，DMI）、平均日增重（average daily gain，ADG）和料重比（feed／gain ration，F／G）。

1.4.2 瘤胃內環(huán)境 在正式試驗開始第0，30和60天時，在中午飼喂后2h通過口腔采集瘤胃液樣品，測定pH、氨態(tài)氮和揮發(fā)性脂肪酸（volatile fatty acid，VFA）。

1.4.3 血清生化指標 在正式試驗開始第0，20，40和60天早上（6：00）對40只羊空腹頸靜脈無菌采血10mL，并于3 500r／min離心15min制備血清，血清樣品放入－20℃冰箱保存。用貝克曼全自動生化分析儀測定血清指標總蛋白（total protein，TP）、尿素氮（urea nitrogen，UN）、葡萄糖（glucose，GLU）含量。

1.5 統計分析

原始數據經Excel工作表初步處理后，采用SAS 8.0軟件包中One－way ANOVA法對試驗數據進行單因子方差分析。并用LSD法和Duncan法進行多重比較。結果用“平均值±標準差”表示。

2 結果與分析

2.1 馬鈴薯淀粉渣玉米秸稈混合青貯料對肉羊生產性能的影響

S15組、S30組和S45組平均日增重較Ctrl組差異不顯著（P＞0.05），但S45組比對照組增加了14.9%，S15組有一定降低；3個試驗組的干物質采食量較Ctrl組差異均不顯著（P＞0.05），在數值上S45最高，其次是S30組和S15組；3個試驗組的料重和對照組相比較，差異均不顯著（P＞0.05），但以S45的飼料報酬最高，依次為S30、S15（表3）。

表2 飼糧組成及營養(yǎng)水平（干物質基礎）Table 2 Composition and nutrient levels of the diets（DM basis）

表3 馬鈴薯淀粉渣混合青貯對肉羊生長性能的影響Table 3 Effects of potato pulp mixed silages on growth performance of mutton sheep

2.2 馬鈴薯淀粉渣玉米秸稈混合青貯對肉羊瘤胃液pH和氨氮濃度的影響

3個試驗組與Ctrl組瘤胃液pH均值較相近（P＞0.05）；但隨著馬鈴薯淀粉渣－玉米秸混合青貯料用量的逐漸增加，其瘤胃液氨態(tài)氮濃度較Ctrl組極顯著降低（P＜0.01），分別降低了18.92%，30.17%和33.03% （表4）。

表4 馬鈴薯淀粉渣混合青貯對肉羊瘤胃液pH和氨氮濃度的影響Table 4 Effects of potato pulp mixed silages on ruminal pH and NH3－N concentrations

2.3 馬鈴薯淀粉渣玉米秸稈混合青貯料對肉羊瘤胃液揮發(fā)性脂肪酸含量的影響

各試驗處理組間乙酸、丙酸、丁酸、總揮發(fā)酸、乙酸的摩爾比、丙酸摩爾比、丁酸摩爾比、乙酸／丙酸和（乙酸＋丁酸）／丙酸均無顯著差異（P＞0.05）（表5）。

試驗第0，20和40天各試驗處理組間各項血清指標均無顯著差異（P＞0.05）；試驗第60天各試驗處理組間總蛋白含量無顯著差異（P＞0.05），S15組和S45組尿素氮濃度較S30組和Ctrl組顯著升高（P＜0.05），S45組葡萄糖濃度較其他試驗處理組顯著升高（P＜0.05）（表6）。

表5 馬鈴薯淀粉渣混合青貯對肉羊瘤胃液揮發(fā)性脂肪酸含量的影響Table 5 Effects of potato pulp mixed silages on ruminal volatile fatty acids（VFA）concentrations

3 討論

3.1 馬鈴薯淀粉渣－玉米秸稈混合青貯料對肉羊生長性能的影響

馬鈴薯淀粉渣含有豐富的營養(yǎng)，馬鈴薯淀粉渣與玉米秸稈混合青貯后發(fā)酵產生的乙酸會增加動物的采食量。趙萍和張珍［9］，邵淑麗等［10］報道，微生物發(fā)酵可改善馬鈴薯淀粉渣粗纖維結構，產生淡淡的香味，適口性得到了改善。將發(fā)酵生產的蛋白質飼料部分替代肉兔飼料可提高其日增重，且不影響兔肉品質和兔的免疫功能。本研究中3個試驗組動物的干物質采食量均高于對照組，但差異不顯著（P＞0.05），說明馬鈴薯淀粉渣與玉米秸稈混合青貯后，其適口性得到改善提高，在動物的日糧中添加適量的含有馬鈴薯淀粉渣的青貯料有提高動物的采食量的趨勢。本試驗中S45組平均日增重略高于Ctrl組，可能是由于S45組肉羊的干物質采食量高于Ctrl組所致。

表6 馬鈴薯淀粉渣混合青貯對肉羊血清生化指標的影響Table 6 Effects of potato pulp mixed silages on serum biochemical parameters of mutton sheep

3.2 馬鈴薯淀粉渣－玉米秸稈混合青貯對肉羊瘤胃內環(huán)境的影響

反芻動物的瘤胃是一個相對穩(wěn)定的厭氧發(fā)酵罐，瘤胃內的pH、NH3－N濃度和VFA的摩爾組成比例作為目前研究瘤胃發(fā)酵的主要內環(huán)境指標，基本上可以反映瘤胃內部的環(huán)境狀況及飼料在瘤胃內的發(fā)酵程度和模式［11］。

瘤胃pH是一項反映瘤胃發(fā)酵水平最基本、最重要的指標之一，是瘤胃發(fā)酵的“引領者”，對維持瘤胃內環(huán)境相對恒定起到了主導作用［12］。韓正康和陳杰［13］及Murphy和Kennelly［14］指出，瘤胃內pH值變動范圍為5.0～7.5。瘤胃pH值受日糧性質、唾液分泌、瘤胃內酸、堿性物質排除或吸收的影響，是一項反映瘤胃發(fā)酵水平的綜合指標，其波動的根本原因則是日糧結構與營養(yǎng)水平。本試驗中各處理組間瘤胃平均pH值無差異（P＞0.05），且各處理組瘤胃平均pH值都高于6.2，表明馬鈴薯淀粉渣－玉米秸稈青貯料替代全株玉米青貯料飼喂肉羊對肉羊瘤胃pH值無影響。

瘤胃氨態(tài)氮濃度反映了蛋白質降解與合成之間所達到的平衡狀況。瘤胃微生物生長NH3－N濃度需要有一個適宜的水平，其最佳 NH3－N濃度為6.3～27.5mg／100mL［15］。本試驗中 NH3－N濃度在17.80～26.58mg／100mL，處于Preston［16］提出的最佳濃度范圍內，與文獻［17，18］的報道結果一致，可以滿足瘤胃微生物生長的需要。并且，本試驗中3個處理組瘤胃氨態(tài)氮較Ctrl組都極顯著下降（P＜0.01），由于各試驗組飼喂的日糧蛋白含量基本一致，各處理組瘤胃氨態(tài)氮濃度下降說明馬鈴薯淀粉渣－玉米秸稈混合青貯料提供的氮在瘤胃內被利用的效率更高，具體原因可能是馬鈴薯淀粉渣中淀粉含量較高，淀粉在瘤胃內被微生物降解生成的揮發(fā)酸可以為微生物生長提供較多的可利用能。進而提高了瘤胃微生物對氨態(tài)氮的利用效率，減少了氮的排放和環(huán)境污染［19］。但其具體作用機理還有待進一步研究。VFA是瘤胃發(fā)酵的主要終產物，反映了微生物活性和瘤胃內VFAs的吸收、排出或被中和的狀況；飼料類型可顯著影響VFA的總量和各種酸的比例［20］。揮發(fā)性脂肪酸主要由乙酸、丙酸、丁酸等構成，瘤胃發(fā)酵所產生的揮發(fā)性脂肪酸，可提供反芻動物機體所需能量的70%～80%［21－23］。本試驗中，馬鈴薯淀粉渣－玉米秸稈混合青貯替代不同比例的全株玉米青貯雖然對瘤胃液中揮發(fā)性脂肪酸的含量、比例無顯著影響（P＞0.05），對乙酸／丙酸也無顯著影響（P＞0.05），但試驗處理組瘤胃液中丁酸濃度較對照組有升高的趨勢（P＝0.07），試驗處理組的總揮發(fā)酸含量較對照組升高，但差異不顯著（P＞0.05）。以上結果說明，馬鈴薯淀粉渣－玉米秸稈混合青貯料替代不同比例的全株玉米青貯對瘤胃發(fā)酵模式無影響，但馬鈴薯淀粉渣－玉米秸稈混合青貯料發(fā)酵后瘤胃液中丁酸濃度有升高的趨勢，瘤胃內揮發(fā)酸濃度有一定的提高，揮發(fā)酸主要是為反芻動物新陳代謝提供能量［24］，這與瘤胃內氨態(tài)氮濃度有降低的趨勢相吻合。

從瘤胃pH、氨態(tài)氮和揮發(fā)酸等瘤胃內環(huán)境指標來看，馬鈴薯淀粉渣－玉米秸稈混合青貯料替代全株玉米青貯料對肉羊瘤胃發(fā)酵類型無影響，但有降低瘤胃液氨態(tài)氮濃度、增加揮發(fā)酸濃度的趨勢，表明馬鈴薯淀粉渣－玉米秸稈青貯料對肉羊的瘤胃內環(huán)境有一定的改善作用。

3.3 馬鈴薯淀粉渣－玉米秸稈混合青貯料對肉羊血清生化指標的影響

血清中各種生化成分是動物體生命活動的物質基礎，其含量及其變化規(guī)律是動物體重要的生物學特征［25］。

血清蛋白指標是機體蛋白質合成代謝的一個重要標志，其中血清總蛋白濃度高是蛋白質代謝旺盛的表現，有利于促進動物的生長和提高飼料轉化率［26］。本試驗中各處理組血清總蛋白含量無顯著差異，由此推測，在保證肉羊飼糧營養(yǎng)需要后，馬鈴薯淀粉渣－玉米秸稈混合青貯替代不同比例的全株玉米青貯不影響機體蛋白質代謝強度。

血清尿素氮是動物體內反映蛋白質代謝和日糧氨基酸平衡狀況的指標［27］，當日糧中含氮物質增高，或體內氨基酸代謝旺盛、腎功能障礙和血中尿素得不到有效利用時均會使血清尿素氮濃度升高［28－30］。本試驗末期S15組和S45組尿素氮濃度較S30組和Ctrl組顯著升高（P＜0.05），說明飼喂馬鈴薯淀粉渣－玉米秸稈混合青貯料的肉羊雖然血液中尿素濃度增加，但利用率不是隨馬鈴薯淀粉渣－玉米秸稈混合青貯料飼喂量的增加而增加。

正常情況下，血糖含量變化是機體對糖吸收、運轉和代謝的動態(tài)平衡的反映。據報道，動物血糖濃度不應超過6.1mmol／L，Claudia等［31］認為在正常濃度范圍內高產動物血糖含量高于低產動物［27，31－33］。本試驗中S45組的血糖含量顯著高于其他2個處理組和對照組（P＜0.05），說明飼喂馬鈴薯淀粉渣－玉米秸稈混合青貯料肉羊的生產性能較高。

4 結論

1）馬鈴薯淀粉渣青貯后營養(yǎng)價值得到改善，馬鈴薯淀粉渣－玉米秸稈混合青貯適口性好。

2）肉羊飼糧中提供一定比例的馬鈴薯淀粉渣－玉米秸稈混合青貯料有改善瘤胃內環(huán)境的趨勢，對肉羊血液生化指標基本無影響。

3）在本試驗條件下，馬鈴薯淀粉渣－玉米秸稈混合青貯料可以替代肉羊飼糧中75%的全株玉米青貯料。

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