不同精粗飼料比例對壓縮型TMR 顆粒飼料成型品質影響的研究

葛文霞， 柳旭偉， 梁 靜， 劉艷豐， 聶存喜， 張文舉*

（1.新疆農業職業技術學院動物科技分院，新疆昌吉831100；2.石河子大學動物科技學院，新疆石河子832003；3.新疆畜牧科學院飼料研究所，新疆烏魯木齊830000）

壓縮型TMR 顆粒成型飼料， 是根據草食性動物的營養需要， 將精料補充料和經過揉碎的粗飼料，按照一定的比例混合均勻，通過制粒機將其擠壓成型， 加工制得的一種營養全面的壓縮型顆粒飼料。 我國秸稈資源十分豐富， 但據“十三五”秸稈綜合利用實施方案的指導意見統計，我國2015 年的秸稈理論資源量為10.4 億t，秸稈綜合利用率達到了80.1%；但是飼料化利用占比僅為18.8%， 大量的秸稈被焚燒或直接還田，不但造成了資源的浪費，而且造成了嚴重的環境污染（中華人民共和國發展和改革委員會，2018、2016； 孟軍等，2011）。 秸稈等粗飼料顆粒化處理后，對反芻動物無不良影響，不但可以顯著提高飼料的適口性， 有效防止反芻動物挑食（Michacl，1995），減少浪費，節省存貯空間，還能提高反芻動物飼料干物質采食量、 消化率和日增重（Blanco，2014；Owen，1982），還可以降低飼養的成本（張勇等，2017）；與此同時，顆粒飼料中粉碎的粗飼料可改變瘤胃揮發性脂肪酸發酵類型由乙酸發酵向丙酸發酵轉變， 有利于能量的利用和肉羊的增重（史清河等，1999）。 因此，本試驗以壓縮型TMR 顆粒飼料為對象， 研究精粗飼料比對壓縮型TMR 顆粒飼料成型品質影響， 以期為壓縮型TMR 顆粒飼料的生產提供技術支持。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 飼料原料 玉米秸稈購自石河子145 團；苜蓿干草購自昌吉市廟爾溝鄉；玉米、麩皮、豆粕、葵粕、磷酸二氫鈣、石粉、食鹽、膨潤土以及添加劑預混料購自昌吉市昌鼎工貿有限公司。

1.1.2 飼料加工設備 農用秸稈粉碎機； 時產1噸小型飼料顆粒機生產線，包括立式攪拌機、螺旋上料機、料倉、400 型飼料顆粒機、皮帶機、飼料冷卻機。

1.2 壓縮型TMR 顆粒飼料的生產工藝 通過預試驗，獲得如下生產工藝參數：玉米秸稈和苜蓿干草粉碎至10 mm 左右→初篩→除雜 （泥塊、砂石、金屬、粉碎不充分的大玉米芯塊等）→玉米秸稈、苜蓿干草和精飼料按比例混合攪拌（4 min）→二次粉碎（2 mm）→調質（水分控制17%，溫度85 ℃，時間25 s）→擠壓制粒→冷卻→產品。

1.3 試驗方法

1.3.1 試驗設計 采用3×3 二因子試驗設計，選擇的粗飼料資源為玉米秸稈和苜蓿干草。 玉米秸稈和苜蓿干草的比例分別為1∶2、1∶1、2∶1。 經預試驗發現， 當混合飼料中粗飼料比例超過80%時，生產效率低，制粒性能低，制粒機模孔易堵塞，飼料發黑，制粒機出現停車現象。因此設計3 個不同水平的精粗飼料比5∶5、4∶6、3∶7， 采用雙因子多水平試驗設計，按照壓縮TMR 顆粒飼料生產工藝流程生產產品。 試驗因素和水平見表1。

表1 精粗比、玉米秸稈和苜蓿干草比的水平

1.3.2 妊娠母羊飼料配方的設計 參照中華人民共和國國農業行業標準NY/T 816-2004 肉羊飼養標準，利用常規飼料原料，以妊娠母羊為研究對象，設計飼料配方。 各試驗組飼料配方見表2。

1.4 測定指標及方法

1.4.1 樣品制備 每批飼料制粒時間約30 min后，在出料口，每隔5 min 取樣一次，每次約取1 kg。取樣后，將每個樣品充分混合，按照四分法將樣品量縮至1.2 kg 左右，供分析用。

表2 妊娠母羊飼料配方

1.4.2 感官性狀評價 通過感官判斷飼料色澤是否均勻、表面是否光滑、有無裂痕。

1.4.3 直徑和長度測定 從樣品中隨機選取20粒顆粒料， 用游標卡尺逐個測定直徑， 計算平均值；取20 粒，逐個測定長度，計算平均值。 游標卡尺規格：150 mm，精度：0.02 mm。

1.4.4 顆粒硬度測定 參考《飼料分析及飼料質量檢測技術》中關于顆粒飼料硬度的測定。從樣本中，隨機取出20 個顆粒，用谷物硬度測定儀測定，將顆粒飼料徑向夾于彈簧夾具上， 讀取顆粒被壓斷前的最大壓力，計算平均值。

1.4.5 含粉率測定 根據國標GB/T16765-1997進行測定。選用2.00 mm 的標準篩，取約600 g 的樣品，進行手工篩理（110～120 次/min，往復范圍10 cm），篩理5 min，稱取篩下物，按公式計算含粉料所占比。

式中：φ1表示含粉率，m0表示樣品總質量，m1表示篩下物質量。

1.4.6 粉化率測定 取600 g 左右的樣品， 在篩孔為3.5 mm 的篩格內預篩5 min，在篩上物中稱取樣品500 g，制備兩份。 分別裝入粉化儀的兩個回轉箱內，蓋緊箱蓋，開動粉化儀，回轉箱箱體回轉500 轉，回轉10 min，停機后取出樣品，放于篩孔3.5 mm 的篩格內，篩理5 min，稱取篩上物。 按公式計算粉化率。

式中：φ2表示粉化率，m 表示回轉后篩上物質量。

1.4.7 容重測定 將顆粒料粉碎， 過10 目篩板。取粉碎后樣品， 非常輕而仔細地將樣品倒入至1000 mL 的量筒， 直到正好至1000 mL 的刻度線為止，并用小藥匙調整容積。然后將樣品從量筒中倒出，并稱重，每個樣品測三次，取其平均值。

1.4.8 密度測定 在制粒機出料口處， 接取成型顆粒飼料約50 粒，自然冷卻，顆粒溫度不高于環境溫度5 ℃， 從50 粒成型顆粒飼料中挑選出表面完整的1/5 作為測量樣品，用“0”號砂紙將樣品兩端磨平， 用游標卡尺測量每一個顆粒的直徑和長度，并稱其質量，計算顆粒的密度，取平均值。 每隔5 min 重復取樣測定一次，共測3 次，計算平均值。

式中：ρ 為顆粒飼料密度，md為單顆飼料的質量，D 為單顆飼料的直徑，L 為單顆飼料的長度。

1.5 數據分析 試驗所得數據用Excel 2010 進行整理， 用SPSS 17.0 統計軟件的One-way ANOVA進行方差分析， 采用LSD 法對組間差異顯著性進行檢驗，差異顯著性判斷標準為P ＜0.05。

2 結果與分析

2.1 不同精粗比對TMR 顆粒飼料感官性狀的影響 經肉眼觀察、手觸摸，各組顆粒感官結果見表3。 各組飼料外觀色澤都較均勻，無異味兒。 當精粗比為5∶5 時，顆粒直、緊致、外觀光滑、色澤均勻、含粉少；精粗比為4∶6 時，顆粒直、略松散、外觀較光滑，用手緊握后，松開手上殘留少量粉末；精粗比為3∶7 時，顆粒直、略松散、外觀不光滑，少部分冷卻后表面產生橫向裂痕、含粉較多。經感官判斷， 飼料的精粗比對壓縮顆粒的感官性狀有明顯影響，同一精粗條件下，粗飼料的組成對壓縮顆粒的感官性狀沒有明顯影響， 由此可見， 壓縮型TMR 顆粒的外觀性狀與飼料的精粗比密切相關。試驗結果表明，當飼料精粗比為5∶5 時，顆粒感官性狀要優于其他比例顆粒飼料。

2.2 不同精粗比對TMR 顆粒飼料物理指標的影響

2.2.1 不同精粗比對TMR 顆粒飼料含粉率和粉化率的影響 顆粒飼料的含粉率和粉化率是評定顆粒飼料加工品質的兩項重要指標。 雖然目前還沒有發行的關于反芻動物全混合顆粒飼料的國家標準和行業標準，但由表4 和圖1、圖2 可見，在不同比例條件下， 各組飼料的含粉率和粉化率均在雞、 鴨、 豬、 兔顆粒飼料國家標準（含粉率＜4.0%、粉化率＜10%）以下，符合顆粒飼料生產要求。試驗結果表明，不同精粗比對顆粒飼料的粉化率和含粉率有顯著影響（P ＜0.05），不同的玉米秸稈與苜蓿干草比對顆粒飼料的含粉率和粉化率的影響不顯著（P ＞0.05）。 試驗結果顯示，精粗比為5 ∶5 組 的 含 粉 率 較4 ∶6 和3 ∶7 組 顯 著 降 低 了59.25%和74.56%，精粗比為5∶5 組的粉化率較4∶6 和3∶7 組顯著降低了35.20%和47.95%。 由此可見，在壓縮型TMR 顆粒飼料中加入適量的粉狀粗飼料，依然可以保證有較好的顆粒飼料成型度。

表3 不同精粗比對TMR 顆粒飼料感官性狀的影響

表4 不同精粗比對TMR 顆粒飼料物理指標的影響

圖1 不同精粗比對TMR 顆粒飼料含粉率的影響

2.2.2 不同精粗比對TMR 顆粒飼料硬度的影響由表4 和圖3 可見， 隨著飼料中粗飼料比例的增加， 飼料顆粒的硬度逐漸降低， 不同精粗比條件下，各組間差異顯著（P ＜0.05），不同的玉米秸稈與苜蓿干草比對顆粒飼料硬度的影響不顯著（P ＞0.05）。 精粗比為5∶5 組TMR 顆粒的硬度較4∶6 和3∶7 組提高了14.05%和18.08%。 雖然不同的玉米秸稈與苜蓿干草比對顆粒飼料硬度的影響不顯著，但秸稈比例增加，苜蓿干草比例下降時，飼料顆粒的硬度隨之下降。

圖2 不同精粗比對TMR 顆粒飼料粉化率的影響

圖3 不同精粗比對TMR 顆粒飼料硬度的影響

2.2.3 不同精粗比對TMR 顆粒飼料容重和密度的影響 由表4、圖4 和圖5 可見，飼料中的精粗比對TMR 顆粒飼料容重和密度有顯著影響 （P ＜0.05）。 隨著飼料中粗飼料比例的增加，飼料顆粒的容重和密度逐漸降低，不同的玉米秸稈與苜蓿干草比對顆粒飼料容重的影響顯著（P ＜0.05），對密度的影響不顯著（P ＞0.05）。 精粗比為5∶5 組TMR 顆粒的容重較4∶6 和3∶7 組提高了4.28%和16.35%，密度提高了2.21%和8.85%；玉米秸稈與苜蓿干草比為1∶2 組TMR 顆粒的容重較1∶1 和2∶1 組降低了2.05%和9.11%，密度提高了1.61%和4.69%。 從表4 中的統計結果可以看到，飼料中的精粗比例以及粗飼料的組成之間存在交互作用， 對TMR 顆粒飼料容重和密度有顯著影響（P ＜0.05）。

圖4 不同精粗比對TMR 顆粒飼料容重的影響

圖5 不同精粗比對TMR 顆粒飼料密度的影響

2.2.4 不同精粗比對TMR 顆粒飼料長度和直徑的影響 由表4 和圖6 可見， 在同一工藝參數條件下，飼料中的精粗比以及粗飼料的來源都會影響到壓縮顆粒的長度（P ＜0.05）。 隨著飼料中粗飼料比例的增加，顆粒的長度隨之增加；相同精粗比的條件下，增加玉米秸稈比例降低苜蓿干草比例，顆粒長度隨之下降。 精粗比為5∶5 組TMR 顆粒的長度較4∶6 和3∶7 組降低了1.56%和4.02%。 由表4 可見， 飼料中的精粗比例和粗飼料的來源對TMR 壓縮顆粒直徑沒有顯著影響（P ＞0.05）。 由統計結果可見，飼料中的精粗比例以及粗飼料的組成對顆粒的長度和直徑沒有交互作用（P ＞0.05）。

圖6 不同精粗比對TMR 顆粒飼料長度的影響

3 討論

3.1 不同精粗比對TMR 顆粒飼料感官性狀的影響 通過感官比較發現，隨著飼料中粗飼料比例的增加，尤其是當粗飼料中玉米秸稈含量逐漸增加時，顆粒飼料感官品質逐漸下降，光滑度降低，含粉增多，顆粒表面會產生橫紋，美觀度下降。這些情況的產生可能和飼料中粗飼料的粉碎程度以及粗纖維的含量有關。 李峰等 （2014）報道， 當使用纖維含量較多的膨松飼料原料制粒時，并且原料粉碎不足時，就會發生顆粒表面出現橫紋的情況，從而影響到顆粒飼料的外觀和適口性。這樣的顆粒料是在將飼料擠入到環模的模孔時，因其中含有比模孔孔徑長的纖維，當顆粒被擠出后，纖維的膨脹作用使得在顆粒料的橫截面上產生了橫貫裂紋。

3.2 不同精粗比對TMR 顆粒飼料含粉率和粉化率的影響 顆粒飼料的含粉率高低直接影響到動物對成型飼料的利用程度（劉志剛等，2017）；粉化率過高，在貯存的過程中易發生破碎、分離，造成飼料養分的損失；粉化率過低，易造成動物消化困難，還增加能耗和成本（陳貴銀，2008）。 本試驗結果表明，隨著粗飼料水平的增加，成型后飼料的含粉率和粉化率也隨之增加。 李佳麗等（2015）報道，配方中增加草粉的比例，顆粒飼料的粉化率和含粉率隨之降低。壓制顆粒飼料時，以谷物為主要原料，淀粉含量越高，顆粒料的耐久性指數越好，粉化率越低。

3.3 不同精粗比對TMR 顆粒飼料硬度的影響硬度是檢測顆粒飼料品質的重要指標之一，表示飼料顆粒的結實程度。 生產中，顆粒飼料硬度要求適中，硬度太高，影響適口性，進而影響生產性能；硬度太低，脆性增加，易碎，飼料的粉化率增加，造成浪費，影響飼料品質。 本研究中，隨著飼料中精飼料比例的降低， 粗飼料比例的升高，壓縮型TMR 顆粒硬度降低。研究表明，適當增加谷物用量， 可以提高飼料顆粒的硬度 （于翠平等，2014）。 本試驗混合飼料中精飼料主要原料為玉米，淀粉含量高，在制粒過程中，發生糊化作用，飼料黏性增強，硬度增加；粗纖維自身雖然沒有黏性，但是試驗結果表明，適量的粗纖維有利于飼料的黏結，這可能是因為飼料中的粗纖維和飼料中其他富有黏性的物質結合后，在飼料顆粒中形成骨架，起到支撐作用，從而提高了飼料顆粒的硬度。本試驗混合飼料中粗飼料主要原料為玉米秸稈和苜蓿干草， 隨著粗飼料比例的增加，粗纖維含量增加，淀粉減少，硬度降低。在預試驗中發現，當粗飼料所占比例超過80%時，顆粒飼料成型率低，超過90%時，難以成型，生產效率低，粗纖維含量過高，明顯降低顆粒飼料生產效率和成型率。 飼料中粗纖維含量過高時，飼料通過制粒機環模時間延長，飼料顆粒變硬，壓縮性降低，擠壓困難，不易制粒，而且對設備有較大的磨損，降低機械使用壽命和生產效率。 因此，飼料中適宜的粗纖維水平有利顆粒成型，顆粒飼料適宜的硬度更有利于倉儲和運輸。

3.4 不同精粗比對TMR 顆粒飼料容重和密度的影響 TMR 飼料經制粒后，體積減小，便于運輸，節約了貯存空間。 莫放等（2016）研究發現，用玉米秸稈、苜蓿干草和精飼料混合，加工制成秸稈精粗顆粒飼料， 其密度比玉米秸稈增加了10 倍，因此減少了貯運空間，避免牛羊挑食，降低了飼喂浪費，縮短了飼喂時間，而且能改善飼料適口性，增加采食量。本試驗結果表明，飼料中不同的精粗比可影響顆粒的容重， 隨著飼料中精飼料比例的降低，粗飼料比例的增加，TMR 顆粒的容重降低。飼料容重反映了飼料的密度。容重輕、密度小的飼料，顆粒較疏松，運輸中易崩裂；容重大，所占體積小，節約包裝成本。

3.5 不同精粗比對TMR 顆粒飼料長度和直徑的影響 顆粒飼料的長度和直徑可影響動物的采食行為、采食量、生產性能以及反芻動物瘤胃的功能。Bonfante（2016）等研究發現，和混合飼料相比，飼喂直徑為8 mm 的顆粒料， 奶牛的干物質采食量更高，反芻時間減少，短時間內可以改善奶牛瘤胃健康狀況和生產性能。謝建亮等（2019）分析不同顆粒粒度對不同牛群消化率發現，TMR 日糧顆粒的粒度越大，粗飼料越長，飼料過瘤胃的速度越慢。 趙興等（2020）研究發現，在干物質攝入量一定的條件下，降低羔羊全混合日糧苜蓿草顆粒長度，可以提高羔羊的生長性能，育肥效率也更高。 楊麗（2017）研究發現，飼喂波爾山羊不同直徑和長度的顆粒飼料，會顯著影響山羊的采食行為、 飼料中養分的表觀消化率和生產性能。本研究結果表明， 在工藝參數一致的條件下，顆粒飼料的長度既受飼料中精粗比例影響，也受粗飼料組成的影響，這可能與飼料中粗纖維含量和粗纖維來源有關， 目前有關這方面的研究較少。后續研究還需進一步探討不同來源的纖維結構與顆粒料長度之間的關系。

4 結論

在一定范圍內， 不同精粗飼料比和粗飼料的組成會影響壓縮型TMR 顆粒飼料感官性狀和含粉率、粉化率、硬度、容重、密度和長度等成型品質指標。當飼料精粗比為5∶5 ～3∶7，精飼料比例越高越有利于TMR 顆粒飼料的成型；相同精粗比的條件下，增加玉米秸稈比例降低苜蓿干草比例，顆粒容重和長度隨之下降。