甘薯藤和甘薯皮山羊瘤胃降解率的動態變化

董朝霞 章瑜 陳鑫珠 黃小云 黃秀聲 黃勤樓 莊益芬

摘要：為開發利用甘薯藤、甘薯皮作為非常規飼料飼養反芻動物，以甘薯藤和2個品種的甘薯皮為原料進行其營養成分分析和福清山羊瘤胃降解率測定。試驗選取3只健康并安裝有永久性瘤胃瘺管的福清山羊，采用尼龍袋法測定其干物質（DM）、中性洗滌纖維（NDF）和酸性洗滌纖維（ADF）在福清山羊瘤胃內不同降解時間點（4、8、16、24、36、48、72 h）的降解率。結果表明，甘薯藤粗蛋白（CP）含量較高，達13.10% DM，2種甘薯皮原料可溶性碳水化合物（WSC）含量較高，均高于20%DM;3份樣本NDF、ADF和DM的瘤胃降解率均隨著降解時間延長呈現上升趨勢，72 h 達峰值;甘薯藤瘤胃降解率峰值DM達53.21%，中性洗滌纖維為49.65%，酸性洗滌纖維為41.16%;2份甘薯皮原料DM降解率達72.79%和74.58%，中性洗滌纖維為60.35%和65.77%，酸性洗滌纖維為27.09%和29.08%。提示甘薯藤和甘薯皮均可作為反芻動物優質粗飼料，其中山東濟薯26甘薯皮優于廣東普薯32甘薯皮、廣東普薯32甘薯皮優于甘薯藤。

關鍵詞：甘薯藤;甘薯皮;瘤胃降解率;福清山羊

中圖分類號：S827.5?? 文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2021）11-0115-05

收稿日期：2020-09-01

基金項目：國家重點研發計劃（編號：2017YFD0502105）;公益性行業（農業）科研專項（編號：201303094）;福建省省屬公益類科研院所基本科研專項（編號：2019R1026-1）;福建省科技計劃（編號：2016R1016-2）;福建省農業科學院項目（編號：STIT2017-2-10、AA2018-5、2016PI-29）。

作者簡介：董朝霞（1974—），女，內蒙古呼和浩特人，博士，助理研究員，主要從事草地與農田生態研究。E-mail：dongzhaoxia@scau.edu.cn。

通信作者：陳鑫珠，博士，副研究員，主要從事非常規飼料資源的加工、貯藏與利用研究，E-mail：010622051@163.com;黃秀聲，研究員，主要從事草業科學和循環研究，E-mail：hxs706@163.com。

我國是飼料資源不足的國家，常規飼料的供需矛盾越來越嚴重，開發利用非常規飼料資源就顯得尤為重要，已成為當前畜牧業發展的關鍵性因素之一[1-3]。甘薯又名紅薯、地瓜、番薯等[4]，在我國分布很廣，從南海諸島到內蒙古，從陜西、隴南至新疆，從遼寧、吉林到黑龍江南部及云貴高原和藏南均有種植，種植面積和總產量居第4位，僅次于小麥、水稻和玉米[5]。在甘薯產業食品加工中產生大量的甘薯皮及其邊角料等，這些原料被廢棄或焚燒處置，造成嚴重的環境污染、資源浪費，同時已經嚴重制約了甘薯產業的可持續發展。飼料原料的營養含量可否滿足動物的生長需要，需對其進行系統的營養價值評定，針對其營養特性進行不同動物日糧配制是合理利用的前提[6]。尼龍袋法是國際認可的測定瘤胃降解率的有效方法，其操作方法簡便，能真實反映瘤胃的內環境，還能測定養分的消化降解情況[7]。本試驗采用尼龍袋法對甘薯藤和甘薯皮原料進行瘤胃降解率測定，旨在探究其營養成分在福清山羊中的利用率，為甘薯副產物的利用提供理論依據，降低養殖成本，從而促進我國畜牧業的可持續發展[8]。

1 材料與方法

1.1 試驗原料

試驗原料是甘薯藤（sweet potato vine，SPV）粉、甘薯皮1（sweet potato peels，SPS1）和甘薯皮2（small sweet potato peels，SPS2），由連城連通飼料有限公司提供。甘薯品種：甘薯皮1為廣東普薯32，甘薯皮2為山東濟薯26。2個品種新鮮甘薯皮由福建紫心生物薯業有限公司提供，甘薯藤由連城連通飼料有限公司向當地農民收購，3種樣品鮮樣由連城連通飼料有限公司烘干設備烘干后粉碎制成干粉樣，供飼料加工利用。

1.2 試驗用瘺管羊及試驗時間與地點

試驗選取3只年齡約1.5歲的健康福清山羊，體質量約40 kg，驅蟲健胃，2018年9月12日在福建農林大學寵物醫院中進行永久性瘤胃瘺管安裝手術，在福建省農業科學院畜牧獸醫研究所泉頭動物試驗養殖基地中術后護理1個月恢復后進行瘤胃降解試驗。

1.3 試驗設計

按照《反芻動物飼料瘤胃降解率的測定——瘤胃尼龍袋法技術規程》進行4、8、16、24、36、48、72 h的7個降解時間點瘤胃降解率的測定，每個樣本每只羊內設置2個平行樣本，3只羊為3個重復。

1.4 瘺管羊的飼糧組成與日常管理

日糧由粗料與混合精料組成。粗料為新鮮雜交狼尾草，混合精料為44%玉米、14%麥麩、8%豆粕、5%棉粕、4%玉米胚芽餅、20%玉米麩和5%預混料構成。試驗羊按舍飼、單槽分飼、自由飲水，粗料與精料日喂量分別為1 000、600 g，混合均勻后，分2次飼喂（09：00，16：00）。

1.5 尼龍袋試驗方法

1.5.1 尼龍袋的準備

將孔徑為300目的尼龍布剪裁成規格為250 mm×100 mm的長方形，購于北京一牛肉牛信息技術研究中心。

1.5.2 測定方法

參考《飼料分析及飼料質量檢測技術》測定風干樣本的DM含量和粗蛋白質（crude protein，CP）含量[9]測定。中性洗滌纖維（neutral detergent fiber，NDF）和酸性洗滌纖維（acid detergent fiber，ADF）的測定采用van Soest等的方法[10]。可溶性碳水化合物（water soluble-carbohydrate，WSC）采用Anthrone比色法定量[11]。

1.6 指標計算

采用以下公式計算裝袋樣品逃逸率、校正裝袋樣品量、目標成分降解量、目標成分實時降解率。

裝袋樣品逃逸率=（空白試驗裝袋樣品干物質質量-空白試驗袋中殘留物質量）/空白試驗袋樣品干物質質量×100%;

校正裝袋樣品量=實際裝袋樣品量×（1-樣品逃逸率）;

某目標成分某培養時間點的降解量=（校正裝袋樣品量×空白試驗殘余物中某目標成分的含量）-（某培養時間點殘余物的質量×某培養時間點殘余物中某目標成分的含量）;

某目標成分時間點的實時降解率=某目標成分某時間點的降解量/（校正裝袋樣品量×空白試驗殘余物中某目標成分的含量）×100%。

1.7 數據分析

采用Excel 2003統計軟件初步處理原始數據，再用SPSS 17.0統計軟件對數據進行單因子方差分析，采用Duncans法進行多重比較。

2 結果與分析

2.1 原料的化學成分

由表1可知，3種原料干物質含量相近，均達92.00%及以上;2種甘薯皮的化學成分相近，甘薯藤的營養成分與甘薯皮差異較大，甘薯藤的蛋白質含量顯著高于甘薯皮（P<0.05），可溶性碳水化合物含量顯著低于2種甘薯皮原料（P<0.05）;另外，甘薯皮2的可溶性碳水化合物顯著高于甘薯皮1（P<0.05）;甘薯皮1的中性洗滌纖維含量和酸性洗滌纖維含量顯著高于甘薯藤和甘薯皮2（P<0.05）;甘薯藤的半纖維素含量顯著低于甘薯皮1和甘薯皮2（P<0.05）。

2.2 不同原料的瘤胃降解率

由圖1至圖3可知，在瘤胃內不同的滯留時間點中干物質瘤胃降解率，甘薯藤顯著低于甘薯皮（P<0.05），甘薯皮1和甘薯皮2之間無顯著差異（P>0.05）;中性洗滌纖維降解率，甘薯藤顯著高于甘薯皮（P<0.05），4 h的甘薯皮1顯著高于甘薯皮2（P<0.05），其余6個時間點2種甘薯皮間無顯著差異（P>0.05）;酸性洗滌纖維瘤胃降解率，除4 h和8 h這2個時間點外，其他5個時間點的甘薯藤顯著低于甘薯皮（P<0.05），4、8、16 h的甘薯皮2顯著高于甘薯藤和甘薯皮1（P<0.05）。

2.3 原料不同滯留時間的瘤胃內降解率

由表2可知，甘薯藤和甘薯皮的干物質、中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維的瘤胃降解率隨著瘤胃滯留時間延長而升高，3個指標的降解率升高速度（幅度）前期（4～36 h）快于后期（36～72 h），72 h時瘤胃降解率最高（除甘薯皮1的干物質瘤胃降解率）。

甘薯藤的72 h干物質和中性洗滌纖維瘤胃降解率顯著高于除48 h以外的5個時間點（P<0.05）;除8 h和4 h之間無顯著差異（P>0.05），36、24、16、8、4 h這5個時間點間的干物質瘤胃降解率均存在顯著差異（P<0.05）;36 h和24 h的中性洗滌纖維瘤胃降解率顯著高于16、8、4 h（P<0.05），16 h和8 h顯著高于4 h（P<0.05）;72 h的酸性洗滌纖維瘤胃降解率顯著高于36、16、8、4 h（P<0.05），36 h顯著高于8 h和4 h（P<0.05），8 h 顯著高于4 h（P<0.05）。

72 h和48 h的甘薯皮1的干物質瘤胃降解率顯著高于其他5個時間點（P<0.05），36 h和24 h顯著高于16、8、4 h（P<0.05），16 h和8 h顯著高于4 h（P<0.05）;72 h中性洗滌纖維瘤胃降解率顯著高于24、16、8、4 h（P<0.05），24 h顯著高于16 h、8 h和4 h（P<0.05），16 h和8 h顯著高于4 h（P<0.05）;72、48、36、24 h的酸性洗滌纖維顯著高于16、8、4 h（P<0.05）。

甘薯皮2的干物質瘤胃降解率72 h顯著高于其他6個時間點（P<0.05），48、36、24、16 h顯著高于8 h和4 h（P<0.05），8 h顯著高于4 h（P<0.05）;中性洗滌纖維瘤胃降解率72 h和48 h顯著高于24、16、8、4 h（P<0.05），24 h顯著高于16、8、4 h（P<0.05），16 h和8 h顯著高于4 h（P<0.05）;酸性洗滌纖維72、48、36、24 h顯著高于16、8、4 h（P<0.05）。

3 結論與討論

3種原料營養物質豐富，干物質的瘤胃降解率分別為53.21%、72.79%和74.58%，高于一般粗飼料。山東濟薯26甘薯皮中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維及干物質降解率的峰值均高于廣東普薯32甘薯皮和甘薯藤，且廣東普薯32甘薯皮高于甘薯藤。說明甘薯藤和甘薯皮均為反芻動物優質粗飼料，且山東濟薯26甘薯皮優于廣東普薯32甘薯皮、廣東普薯32甘薯皮優于甘薯藤。

粗飼料養分含量因其種類不同而存在較大差異。甘薯藤和甘薯皮烘干粉碎后做飼料，其干物質（DM）含量均在92%以上，水分含量低于8%，能夠長期有效地保存其營養物質，可配制全年營養均衡的飼料，有利于在規?；B殖企業畜禽配合飼料中推廣利用，有廣闊的推廣前景。因此，采用此種工藝處理，可有效提高甘薯藤和甘薯皮的利用。

藤蔓類粗飼料具有相對較高的營養價值，多數藤蔓類粗飼料粗蛋白含量高于玉米秸稈[12]。本試驗甘薯藤的粗蛋白質含量顯著高于甘薯皮，可溶性碳水化合物含量顯著低于甘薯皮。主要是因為甘薯皮中留有一部分甘薯的果肉，甘薯果肉中糖分含量較高。3種原料的中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量低于陳曉琳等、郝松華等報道的大部分牧草粗飼料[12-13]，甘薯藤和甘薯皮2中性洗滌纖維的含量分別為43.20%和45.39%，與陳曉琳等報道的苜蓿草的中性洗滌纖維含量[14]相近，而甘薯皮1中性洗滌纖維的含量為53.00%，與陳曉琳等報道的燕麥草中性洗滌纖維含量[14]相近。表明本試驗3種原料的營養特性可與優質飼草相媲美，可作為反芻動物的優質粗飼料進行利用，其中的纖維素和半纖維素作為反芻動物的主要能源物質，不僅能確保較低的飼料成本，還能促進腸胃蠕動、調節瘤胃內環境，從而保證反芻動物健康和生產潛力的充分發揮[15]。

不同飼草原料品種間的營養成分瘤胃降解率差異顯著，隨著飼草在瘤胃中滯留時間的延長，營養成分的降解率逐漸增大，72 h趨于穩定[16]。這是由于瘤胃內的微生物和酶作用于原料的時間越長，原料的營養成分被降解的數量越多，則營養成分的降解率越高[17]。相同飼草，因其種植地點、收獲時間的不同，其營養成分與瘤胃降解率存在一定差異[18-20]。鄭向麗等報道，奶牛瘤胃中不同品種花生秸稈的干物質降解率和粗蛋白降解率趨勢相同，但降解率和有效降解率不同，其中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維的降解率分別在38.39%～49.87%和39.28%～52.54%[18]。陳鑫珠等采集不同品種、不同種植季節的4種花生秸稈樣本，測定瘤胃降解率，結果表明，4種花生秸稈樣本干物質、中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維在瘤胃內降解趨勢一致，均隨著降解時間延長呈上升的趨勢，48～72 h花生秸稈DM的降解率達到50%～57%，其中，秋植花生秸稈的山羊瘤胃降解率較高[19]。魏晨等研究表明，不同地區小麥秸稈營養成分及瘤胃降解規律不同[21]。本試驗中3種原料干物質、中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維的瘤胃降解率隨瘤胃滯留時間的延長而升高，72 h達最高。其中，甘薯藤的干物質消化主要在中期進行，其16 h前的瘤胃降解率和36 h之后的降解速度較慢，24～36 h間降解速度較快，中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維消化主要在在36 h前變化較快。2個不同甘薯品種的甘薯皮原料的干物質、中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維降解率均隨降解時間延長呈現升高的趨勢，但降解率升高的速度前期快于后期，24～36 h后的各個降解時間點間沒有顯著差異。

干物質瘤胃降解率是影響干物質采食量的一個主要因素，受飼料原料纖維素含量和木質化程度的影響，反映飼料降解的難易程度[22-23]。李茂等研究發現，原料干物質瘤胃降解率越高，其干物質采食量相應越大[24]。中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維瘤胃降解率的高低則是反映了該飼料被消化的難易程度[18]。本試驗2種甘薯皮干物質和中性洗滌纖維瘤胃降解率的峰值均高于甘薯藤，且甘薯皮2干物質和中性洗滌纖維瘤胃降解率的峰值最高，表明甘薯皮2在福清山羊中利用可獲得最好效果，采食量和消化率均可得到最佳。3種原料干物質的降解率分別為53.21%、72.79%和74.58%，較一般粗飼料的數值高或相近。另外，甘薯皮2的中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維以及干物質降解率的峰值均高于甘薯皮1和甘薯藤，甘薯皮1的中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維及干物質降解率的峰值均高于甘薯藤。證明甘薯藤和甘薯皮均可作為反芻動物的飼料;甘薯皮2的營養價值優于甘薯皮1和甘薯藤，甘薯皮1的營養價值優于甘薯藤。植物原料的纖維為植物細胞壁成分，在瘤胃內被消化前，瘤胃內的微生物和酶等均必須先緊密附著在這些底物上，需要一定時間后才能進行有效的快速消化，因此，中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維的瘤胃降解率在4～8 h會出現一個延滯期[19]。甘薯皮在酸性洗滌纖維瘤胃降解中此現象較明顯。研究團隊后期將應用SAS軟件進行瘤胃降解參數分析，進一步解析這3種原料的瘤胃降解規律。

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