日糧添加甜菜糖蜜提高能量進食水平對新疆褐牛增重性能和瘤胃發酵的影響

張娟利，莫 放，姚 剛，陳如龍，楊開倫，楊紅建*

（1.中國農業大學動物科學技術學院，動物營養學國家重點實驗室，北京 100193；2.新疆農業大學動物科學學院，新疆烏魯木齊 830052；3.新疆天萊牧業有限責任公司，新疆博樂 833400）

新疆是我國最大甜菜產區，種植面積在7萬hm2左右，約占全國甜菜總種植面積的30%，主要集中于伊犁、塔城、博樂等地區，甜菜平均單產在57 t/hm2，年產糖50 萬t左右，占到全國產量50%以上[1]。甜菜糖蜜（Sugar Beet Molasses）是甜菜塊根經切絲榨汁、加熱蒸發、糖分萃取結晶等工藝制糖后剩余的深褐色濃稠液體。與此同時，甜菜塊根汁液榨取后，經烘干還會產生大量略帶甜味的絲狀甜菜渣（Sugar Beet Pulp）副產物。長期以來，如何充分開發利用甜菜制糖副產物飼喂牛羊等反芻動物，備受國內外畜牧養殖業的高度關注。甜菜糖蜜因富含可消化蔗糖等碳水化合物，極易在瘤胃微生物作用下發酵產生乙酸、丙酸、丁酸等揮發性脂肪酸（VFA），并為宿主提供能量。甜菜糖蜜中總可消化養分（TDN）、代謝能、增重凈能分別82.9%、12.05 MJ/kg、5.56 MJ/kg，與馬齒型黃質玉米有效能值十分接近[2]。有研究表明，肉牛日糧中添加10%糖蜜可顯著提高肉牛育肥增重效果，但當添加量增加至30% 時，其飼用功效大幅下降[3]。就新疆地區甜菜糖蜜而言，在肉牛育肥期日糧中提高糖蜜添加量是否能提高肉牛育肥生長性能，并對瘤胃微生物發酵有何影響，國內尚鮮有研究報道。本研究通過增加日糧中甜菜糖蜜添加量來提高日糧能量水平，探討其在新疆褐牛育肥中的飼用效果，旨在為充分開發利用新疆地區甜菜糖蜜資源提供科學依據與應用指導。

1 材料與方法

1.1 試驗材料 本試驗中所用到的鮮甜菜渣與甜菜糖蜜均購自新疆博樂地區糖廠，甜菜渣外觀呈絲狀，水分含量為88%。甜菜糖蜜呈深褐色，水分含量為30%，具體營養成分見表1。

1.2 試驗設計與飼養管理 試驗選取69 頭15 月齡、體重（340±5.7）kg 的新疆褐牛雜交公牛隨機分為2 組，對照組35 頭，試驗組34 頭，在具有遮陽棚和配有自由飲水槽的開放式隔欄中，采用全混合日糧（TMR）方式進行飼喂。如表2 所示，對照組飼喂育肥場原有日糧，甜菜糖蜜添加量為3.6%；試驗組在對照組日糧基礎上，在保持日糧粗蛋白質水平相近情況下，將甜菜糖蜜含量增加至13.6%。飼養期為145 d，在每天08:00 和18:00用TMR 攪拌車進行定時投喂，按照平均剩料量不高于5% 為標準，每3 d 進行1 次投料量調整，并清理1 次食槽和飲水槽。

表1 鮮甜菜渣與甜菜糖蜜營養成分（干物質基礎）

1.3 增重性能測定 根據TMR 攪拌車投料數據現場顯示，記錄各組肉牛每天投料量，每3 天清理飼槽1 次，記錄TMR 剩料量。每7 d 測定TMR 投料與剩料水分含量，測算干物質采食量（DMI），結合TMR 中營養含量計算有機物、粗蛋白質、中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維攝入量。針對TMR 投料與剩料，利用賓州篩（2012 版：第1 層孔徑19 mm，第2 層8 mm，第3 層1.18 mm）對飼料顆粒分布比例進行現場測定。試驗開始并晨飼前對所有牛只進行稱重，試驗開始后每30 d 于晨飼前對所有牛只進行稱重，計算平均日增重（ADG）與耗料增重比（F/G=DMI/ADG）。

1.4 瘤胃微生物體外發酵 將采集獲得的對照組與試驗組代表性TMR 樣品在65℃烘干48 h 后進行粉碎過1.0 mm篩，按照每個處理組5 個重復，稱取500 mg 日糧樣品置于140 mL 厭氧發酵瓶中，向每個發酵瓶中加入50 mL緩沖液（經39℃預熱、pH 6.85）[4]與25 mL 經4 層紗布過濾瘤胃液。將每個發酵瓶利用輸液針管與AGRSIII 型微生物發酵微量產氣自動記錄儀氣路連接，在39℃下進行實時產氣量數據自動記錄[5]。當培養時間達到48 h 后，取出發酵瓶，用孔徑200 目尼龍袋（12 cm×6 cm）過濾所有發酵內容物，立即測定濾液pH。將尼龍袋殘渣用自來水漂洗后在65℃下烘干48 h 后稱重，利用差減法計算干物質消失率（IVDMD）。采集發酵濾液樣品，經10 000 ×g 4℃離心15 min 后測定濾液中氨氮、微生物蛋白（MCP）以及乙酸、丙酸、丁酸等VFA 濃度。

表2 肉牛TMR 組成及營養成分

1.5 產氣動力學分析 將AGRS-III 型微生物發酵微量產氣自動記錄儀記錄獲得的每個發酵瓶產氣時間（t，h）及對應累積產氣量（GPt）Excel 數據利用SAS 9.4 統計軟件import 語句導入后，運用SAS 9.4 軟件中NLIN 過程對產氣數據進行非線性曲線參數擬合：GPt=A/[1+(C/t)]B，其中，A 為理論最大產氣量，B 為曲線曲度參數，C 為達到1/2 最大產氣量時（A）的發酵時間。利用數學函數求導方法，計算出當t=C 時的平均產氣速率（AGPR）：AGPR=A×B/（4×C）。

1.6 統計分析 使用SAS 9.4 軟件中GLM 進行方差分析。利用LSMEANS 語句輸出各測定指標最小二乘法均值的標準誤（SEM），使用Tukey 檢驗對不同效應因子進行多重比較，顯著水平設定為P＜0.05。

2 結果

2.1 不同糖蜜處理組對肉牛TMR 投料與剩料中飼料粒度分布的影響 由表3 可知，試驗組TMR 投料賓州篩第3層日糧比例高于對照組（P＜0.01），其他各層差異不顯著。與對照組相比，試驗組TMR 剩料賓州篩第1、2 層比例下降（P＜0.01），而第3 層剩料比例升高（P＜0.01）。

表3 不同糖蜜處理組TMR 投料與剩料賓州篩各層粒度分布 %

2.2 不同糖蜜處理組對肉牛養分攝入量與增重性能的影響如表4 所示，試驗組與對照組相比，雖然DMI、有機物攝入量（OMI）、酸性洗滌纖維攝入量（ADFI）差異不顯著，但粗蛋白攝入量（CPI）升高（P＜0.05）。如圖1所示，試驗各組肉牛體重隨飼養天數呈線性增長變化，經過145 d 育肥后，宰前活重均超過了500 kg。如表4所示，試驗組試驗全期ADG 高于對照組（P＜0.01）。盡管兩組屠宰率差異不顯著，但試驗組F/G 低于對照組（P＜0.01），飼料轉化效率提高了14.12%。

2.3 不同糖蜜處理組對瘤胃微生物體外發酵的影響 由圖2 所示，不同糖蜜處理組TMR 瘤胃微生物發酵產氣量僅在12 h 前后略有差異，但在發酵48 h 結束時，2組總產量未呈顯著差異（表5）；經產氣動力學分析后，二者在產氣速率等方面也均未呈顯著差異。

如表6 所示，不同糖蜜處理組TMR 經瘤胃微生物48 h 發酵后，發酵液pH、氨氮（NH3-N）、MCP 未呈顯著差異，但試驗組總揮發性脂肪酸（TVFA）濃度高于對照組（P＜0.05）。試驗丁酸摩爾生成比例高于對照組（P＜0.01），其他VFA 生成比例在兩組間差異不顯著。

表4 不同糖蜜處理組肉牛養分攝入量與增重性能

圖1 不同糖蜜處理肉牛體重隨飼養天數變化

圖2 不同糖蜜處理日糧瘤胃微生物體外發酵產氣變化曲線

表5 不同糖蜜處理組肉牛TMR 瘤胃微生物發酵產氣動力學

3 討 論

3.1 日糧中增加甜菜糖蜜飼用比例對日糧粒度比例分布與養分攝入量的影響 在飼養實踐中，賓州篩通常被用于評價TMR 制作飼料顆粒分布均勻度與物理有效纖維攝入比例分析[7]。本試驗中TMR 投料經賓州篩飼料粒度分布比例分析差異不大，表明糖蜜添加后沒有顯著改變TMR 制作質量，但TMR 剩料經賓州篩分析后，賓州篩第1 層與第2 層比例下降而第3 層比例大幅升高，間接說明添加甜蜜可顯著提高TMR 中麥秸、苜蓿干草等長纖維粗飼料的攝入量，這可能與甜菜糖蜜中含有大量庶糖、葡萄糖和果糖等可溶性碳水化合物，繼而改善TMR 適口性有關[8]。本研究中雖然DMI 未出現顯著差異，但添加糖蜜后CPI 顯著增加，這可能與添加糖蜜后蛋白質含量相對較高的長纖維類苜蓿干草攝入量增加有關。在國內外研究報道中，賓州篩通常用于TMR 投料時的制作質量分析評價，但對剩料的飼料粒度分析鮮有報道。筆者認為，將賓州篩同時用于剩料飼料粒度分析，更有助于了解和分析TMR 的適口性以及不同飼料原料實際攝入比例與日糧配方設計時的投料比例差異。

表6 不同糖蜜處理組肉牛TMR 瘤胃微生物發酵特性

3.2 日糧中增加甜菜糖蜜飼用比例對肉牛增重性能與飼料轉化效率的影響 肉牛在品種遺傳背景、飼料原料使用、飼養管理等相同條件下，育肥增重性能表現如何很大程度上取決于日糧養分濃度與總的干物質采食量。甜菜糖蜜含糖量通常在70%～75%，除富含蔗糖等可溶性碳水化合物外，糖蜜還含有非蛋白氮、維生素、礦物質元素等非糖物質[8-9]。本研究中雖然添加甜菜糖蜜后，2組的肉牛DMI 雖然未出現顯著差異，但日增重與飼料轉化效果獲得顯著提高，這應該與日糧能量濃度提高有關。在日糧蛋白水平基本相同情況下，增加甜菜糖蜜飼用比例后，日糧中總可消化養分提高了5.1 個百分點，日糧代謝能濃度提高了3.1 MJ/kg，因甜菜糖蜜飼用比例增加后，日糧蛋白質實際攝入量也得到顯著升高。這些研究結果再次表明，日糧添加糖蜜不僅可以改善日糧適口性，同時可以通過提高日糧能量濃度顯著提高肉牛增重性能與飼料轉化效率。

3.3 日糧添加甜菜糖蜜對肉牛瘤胃參數的影響 黏稠性和半流動狀態使糖蜜具有黏結作用，日糧中添加糖蜜后可降低飼料制作過程中產生的粉塵，同時因其富含可溶性蔗糖等碳水化合物，可為反芻動物瘤胃微生物提供充足的可利用碳源，從而提高微生物活性[10-11]。此外，糖蜜中礦物質含量較高（8%～10%），鈣、磷含量較低，而鉀、氯、鈉、鎂含量相對較高。因此，在飼養實踐中糖蜜過量飼喂可導致反芻動物出現輕微腹瀉[12]。在本研究中，試驗組日糧中甜菜糖蜜添加量雖然比對照組增加了10%，但沒有發生腹瀉，這可能與本研究中TMR中粗飼料配方比例較高有關。

瘤胃pH 受粗飼料進食比例與進食量等很多因素的影響。本試驗中增加糖蜜濃度后，pH 沒有顯著差異，說明糖蜜濃度增加后，沒有對肉牛瘤胃pH 的緩沖調節能力產生負面影響。馬群山等[13]在瘺管肉羊飼料中添加0%、2%、5% 和8% 大豆糖蜜，不同時間點采集瘤胃液pH 也無顯著差異。NH3-N 是由瘤胃代謝中外源飼料蛋白質和內源含氮物質降解產物，也是瘤胃微生物合成微生物菌體蛋白的重要原料[13]。王新峰等[14]研究表明，在綿羊日糧中添加0%、4%、6% 和8% 糖蜜的各組瘤胃液中NH3-N 濃度也未出現顯著差異。瘤胃微生物包含原蟲、細菌等。本試驗中增加糖蜜飼用比例后未對瘤胃微生物發酵產氣量以及MCP 濃度產生顯著影響，表明添加糖蜜未對瘤胃微生物氮代謝與微生物活性產生不利影響。

Waldo 等[15]研究發現，肉牛日糧中添加蔗糖糖蜜可導致瘤胃乙酸水平降低，丁酸水平升高。Reyes 等[16]和Silvestre 等[17]研究發現，在日糧中添加糖蜜會使肉牛瘤胃液中丁酸含量增加，丙酸含量減少。在研究中將日糧中糖蜜添加量由3.6%增加到13.6%時，僅發現瘤胃液中丁酸濃度顯著升高，而對乙酸和丙酸生成比例升高未產生顯著影響。Hatch[18]發現，在高濃縮精加工日糧中添加15%的糖蜜會增加瘤胃液的總VFA 含量，但不會影響瘤胃的pH。在本研究中，增加糖蜜飼用比例后TVFA 水平顯著上升，NGR 呈下降趨勢，表明增加日糧甜菜糖蜜飼用比例可為瘤胃微生物發酵提供可發酵能量物質，并一定程度有助于增加糖異生前體物丙酸生成比例。

4 結 論

本研究結果表明，在新疆褐牛育肥日糧中添加13.6%的甜菜糖蜜不僅可以改善TMR 適口性，而且可以通過提高日糧能量濃度提高肉牛日增重7.1%，提高飼料轉化效率14.12%，對瘤胃微生物發酵未產生不利影響。