發(fā)酵棕櫚葉對山羊養(yǎng)分?jǐn)z入量、瘤胃發(fā)酵及氮代謝的影響

石豐運(yùn)，朱廣琴，王 兵，廖云瓊，康永剛

（徐州生物工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇徐州 221006）

由于我國牧草資源有限，特別是優(yōu)質(zhì)牧草需要大量進(jìn)口，這不僅不利于我國自需資源的發(fā)展，也造成養(yǎng)殖成本的升高。我國作為農(nóng)業(yè)大國，每年都會(huì)產(chǎn)生大量的農(nóng)業(yè)殘留物和農(nóng)業(yè)副產(chǎn)品，這些殘留物的很大一部分可以作為反芻動(dòng)物的重要飼料資源。油棕櫚葉是油棕櫚生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物，其作為反芻動(dòng)物粗飼料具有巨大的潛力。但由于棕櫚葉的生物結(jié)構(gòu)復(fù)雜、蛋白質(zhì)含量低、代謝能值低、干物質(zhì)中木質(zhì)素含量高，其在反芻動(dòng)物生產(chǎn)中的應(yīng)用仍然受到限制（李睿等，2015）。木質(zhì)纖維素的低水解能力會(huì)降低動(dòng)物消化率，限制其有效利用，因?yàn)榱鑫肝⑸锶狈δ举|(zhì)素水解活性（許浩，2017）。如果要有效利用如棕櫚葉等木質(zhì)化作物殘?jiān)岣邉?dòng)物養(yǎng)分?jǐn)z入量，必須提高其營養(yǎng)特性和適口性。因此，為分解木質(zhì)纖維素鍵，提高營養(yǎng)物質(zhì)的生物利用度，人們在水稻秸稈等農(nóng)業(yè)副產(chǎn)品中研究了各種物理和化學(xué)脫木質(zhì)素方法（段曉健等，2013）。雖然這些物理和化學(xué)脫木質(zhì)素方法都有優(yōu)點(diǎn)，但成本高、效率低、不環(huán)保。目前微生物發(fā)酵在提高農(nóng)作物營養(yǎng)價(jià)值，降低抗?fàn)I養(yǎng)因子和不可消化物質(zhì)方面的應(yīng)用較多。真菌處理可能是將低品質(zhì)作物殘茬轉(zhuǎn)化為優(yōu)質(zhì)反芻動(dòng)物飼料的一種途徑（潘春方等，2017）。Tripathi等（2008）探索了主要利用水稻和小麥秸稈培養(yǎng)側(cè)耳真菌的可能性，該生物處理方法已被用于改善品質(zhì)較差的牧草的營養(yǎng)價(jià)值和瘤胃消化率。但目前關(guān)于微生物處理的棕櫚葉在山羊上的報(bào)道較少。因此，本研究旨在探討日糧添加不同水平的發(fā)酵棕櫚葉對山羊養(yǎng)分?jǐn)z入量、瘤胃發(fā)酵及氮代謝的影響。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)原料與動(dòng)物分組 收獲新鮮的棕櫚葉，切成1～2 cm，風(fēng)干3 d，將風(fēng)干后的樣品裝入塑料袋，在100～102℃的溫度下蒸壓2 h，冷卻至室溫。以4%（鮮重為基礎(chǔ)）接種高壓處理的側(cè)耳真菌，再裝塑料袋，在室溫（28～30℃）下培養(yǎng)21 d。將發(fā)酵后的棕櫚葉風(fēng)干3 d，作為后續(xù)試驗(yàn)原料。試驗(yàn)將平均體重接近的168頭山羊隨機(jī)分為3組，每組4個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)14頭牛。T1組山羊飼喂棕櫚葉水平為20%的全混合日糧（T1：0%發(fā)酵棕櫚葉），T2和T3組山羊飼喂用50%和100%發(fā)酵棕櫚葉替代棕櫚葉的全混合日糧（T2：10%發(fā)酵棕櫚葉；T3：20%發(fā)酵棕櫚葉），試驗(yàn)為期6周。

表1 不同水平發(fā)酵棕櫚葉日糧組成及營養(yǎng)水平

1.2 數(shù)據(jù)記錄 試驗(yàn)期間每天記錄山羊的飼料用量，同時(shí)收集飼料樣品用于常規(guī)養(yǎng)分分析，根據(jù)日均采食量及飼料中養(yǎng)分含量計(jì)算日均養(yǎng)分?jǐn)z入量。

1.3 樣品采集與指標(biāo)分析 在試驗(yàn)第42天，山羊采食后4 h用瘤胃導(dǎo)管（帶真空泵）收集瘤胃液，使用便攜式pH和溫度儀立即測量瘤胃液的pH值和溫度。然后用四層粗棉布過濾瘤胃液。收集過濾后的瘤胃液樣品約30 mL，加入5mL 1mol的硫酸進(jìn)行固氮，16000×g離心15 min，收集上清液，參考錢澤斌和朱雁飛（2020）的方法分析瘤胃發(fā)酵相關(guān)指標(biāo)。試驗(yàn)結(jié)束前3 d，每天收集山羊的糞便和尿液，測定氮含量。根據(jù)采食量、全混合日糧中氮的水平，計(jì)算氮沉積量。

1.4 數(shù)據(jù)分析 數(shù)據(jù)用單因素方差分析模型進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析（SPSS 21.0版本），采用Turkey法進(jìn)行多重比較，P＜0.05表示組間差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 對生長性能及養(yǎng)分消化的影響 由表2可知，日糧添加不同水平的發(fā)酵棕櫚葉對山羊粗脂肪攝入量及表觀消化率的影響無顯著差異（P＞0.05）。10%發(fā)酵棕櫚葉組山羊有機(jī)物、粗蛋白質(zhì)、中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維攝入量均顯著高于0%和20%發(fā)酵棕櫚葉組（P＜0.05），同時(shí)干物質(zhì)攝入量顯著高于0%發(fā)酵棕櫚葉組（P＜0.05）。10%和20%發(fā)酵棕櫚葉組山羊干物質(zhì)、有機(jī)物、粗蛋白質(zhì)、中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維表觀消化率均顯著高于對照組（P＜0.05）。

表2 發(fā)酵棕櫚葉對山羊養(yǎng)分?jǐn)z入及消化的影響

2.2 對瘤胃發(fā)酵指標(biāo)的影響 由表3可知，瘤胃尿素氮濃度、溫度和pH值在各組間無顯著差異（P＞0.05）。與T2和T3組相比，T1組山羊瘤胃甲烷濃度、乙酸與丙酸比值、乙酸和丁酸濃度顯著升高（P＜0.05）。T3組瘤胃氨氮濃度顯著高于T1組（P＜0.05），同時(shí)T2和T3組瘤胃揮發(fā)性脂肪酸和丙酸濃度均顯著高于T1組（P＜0.05）。

表3 發(fā)酵棕櫚葉對山羊瘤胃發(fā)酵性能的影響

2.3 發(fā)酵棕櫚葉對山羊氮代謝的影響 由表4可知，各組山羊氮攝入量和尿氮排泄量均無顯著差異（P＞0.05）。T1組糞氮排泄量顯著高于T2和T3組（P＜0.05），而T2組氮沉積量顯著高于T1組（P＜0.05）。T2和T3組山羊氮沉積量無顯著差異（P＞0.05）。

表4 發(fā)酵棕櫚葉對山羊氮代謝的影響 g/d

3 討論

反芻動(dòng)物干物質(zhì)采食量受飼料化學(xué)成分、特性和適口性等因素的影響，本研究中各組山羊日糧化學(xué)成本基本接近，10%發(fā)酵棕櫚葉組山羊有機(jī)物、粗蛋白質(zhì)、中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維攝入量均顯著高于其余兩組。與對照組相比，發(fā)酵棕櫚葉組山羊的大部分養(yǎng)分表觀消化率顯著提高，這可能是發(fā)酵棕櫚葉中營養(yǎng)物質(zhì)和代謝能消化率較高的原因，本研究結(jié)果與Marwaha等（1990）報(bào)道結(jié)果一致。此外，發(fā)酵棕櫚葉對養(yǎng)分消化的提高可能與其非結(jié)構(gòu)性碳水化合物和結(jié)構(gòu)性碳水化合物的比例發(fā)生變化，也可能是由于生物發(fā)酵過程中物理特性和化學(xué)物質(zhì)的變化引起（Mahesh 等，2013）。

在本研究中，各組山羊瘤胃pH值為6.18～6.24，溫度為39.3～39.5℃，均處于纖維素降解菌活性和蛋白消化的最佳范圍。氨氮濃度是微生物生長和微生物蛋白質(zhì)合成的主要氮源，20%發(fā)酵棕櫚葉組較對照組顯著提高了瘤胃氨氮濃度，說明其可間接為微生物提高蛋白合成源。根據(jù)Hannah等（2011）研究表明，在瘤胃中添加可降解蛋白質(zhì)后，飼料消化率和微生物活性得到提高。瘤胃揮發(fā)性脂肪酸總濃度和丙酸濃度隨著發(fā)酵棕櫚葉添加水平的升高而升高，但乙酸和丁酸濃度顯著降低。Karunanandaa和Varga（2006）報(bào)道，真菌處理水稻秸稈飼料產(chǎn)生的揮發(fā)性脂肪酸濃度隨丙酸和丁酸比例的增加而增加。同時(shí)，較低乙酸與丙酸比值及甲烷排放量降低也提示發(fā)酵棕櫚葉可以提高動(dòng)物生產(chǎn)，因?yàn)楸崾翘钱惿那绑w。

本研究表明，不同處理的氮攝入量和尿氮排泄無顯著差異。但發(fā)酵棕櫚葉組顯著降低了糞氮排泄量，同時(shí)10%發(fā)酵棕櫚葉組氮沉積量顯著升高。同樣，Hao和Ledin（2001）發(fā)現(xiàn)，能量缺乏可導(dǎo)致通過尿液和糞便的可降解氮流失增加，進(jìn)而導(dǎo)致氮沉積減少。氮排泄量和排泄途徑的差異對氮沉積產(chǎn)生影響，反映了不同處理中氮代謝的差異，其中氮沉積被認(rèn)為是反映反芻動(dòng)物蛋白質(zhì)狀態(tài)最常見的指標(biāo)。

4 結(jié)論

日糧添加10%～20%發(fā)酵棕櫚葉可以改善山羊瘤胃發(fā)酵性能，降低甲烷產(chǎn)量和糞氮排泄量，綜合考慮采食量，生長期山羊全混合日糧中發(fā)酵棕櫚葉適宜的添加水平為10%。