棉副產品型發酵全混合日糧對卡拉庫爾羊生長性能、營養物質表觀消化率及瘤胃發酵參數的影響

楊 成 朱振宇 鄧沭洋 王明根 白天天 盧 冬 郭雪峰,2*

(1.塔里木大學動物科學與技術學院,阿拉爾 843300;2.塔里木畜牧科技兵團重點實驗室,阿拉爾 843300)

我國南疆地區優質粗飼料短缺制約了當地畜牧業的發展,但龐大的棉副產品資源利用率較低,如何科學、高效利用棉副產品資源提高經濟效益是亟待解決的技術難題。2022年全國棉花總產量597.7萬t,新疆棉花的總產量539.1萬t,占全國總產量的90.2%[1]。根據左旭等[2]的算法推算2022年新疆棉花秸稈的產量為2 695.5萬t,棉籽產量為916.47萬t。新疆當地養殖戶將棉花秸稈、棉籽殼和棉籽粕作為牛、羊主要的飼料來源。棉副產品營養豐富,其中棉籽粕中粗蛋白質含量在35%以上[3],僅次于豆粕,可以作為畜禽飼糧中的蛋白質飼料,且價格低廉。棉花秸稈中粗蛋白質含量高于玉米、稻草和小麥等秸稈,但由于其纖維素及木質素含量比較高,適口性差,并含有一定量的游離棉酚,嚴重制約了其作為反芻動物粗飼料的利用[4]。屎腸球菌是腸道正常優勢菌群,具有耐高溫、黏附力強、耐胃酸和耐膽鹽等特點[5],是微生物發酵的菌種之一,可以改善飼料的營養價值[6]。研究發現,微生物發酵技術可以降低棉副產品中棉酚含量,并且提高營養價值[7];飼喂發酵棉花秸稈可以提高反芻動物的生產性能,促進瘤胃發育,提高機體免疫力[8]。卡拉庫爾羊是新疆優良的地方品種羊,對南疆非常規飼料具有較強的適應性。本試驗飼喂卡拉庫爾羊不同比例棉副產品型發酵全混合日糧,探究其對卡拉庫爾羊生長性能、營養物質表觀消化率和瘤胃發酵參數的影響,以期為新疆本地品種羊對棉副產品的高效利用提供技術支持。

1 材料與方法

1.1 時間與地點

試驗于2023年3月至2023年6月在塔里木大學動物科學與技術學院實訓基地內開展。

1.2 試驗材料

參照《肉羊飼養標準》(NY/T 816—2021),以及結合南疆地區卡拉庫爾羊實際生產配制棉副產品型全混合日糧,其組成及營養水平見表1。棉副產品型全混合日糧中玉米、棉籽殼、棉籽粕、麩皮、食鹽和預混料購于自新疆天康飼料有限公司,棉花秸稈采于阿拉爾周邊地區。利用屎腸球菌F11.1G制作棉副產品型發酵全混合日糧,發酵菌種屎腸球菌F11.1G為本團隊自主分離鑒定,于中國典型培養物保藏中心保藏(保藏號:M 2020793),活菌數為1×1010CFU/mL。棉副產品型發酵全混合日糧制作方法:自然風干的棉花秸稈采集后粉碎,玉米粉參照楊成等[9]的方法制作為玉米發酵液,將玉米發酵液與棉花秸稈和飼料配方中剩余的飼料混合均勻,裝罐壓實后密封32 d。

表1 棉副產品型全混合日糧組成及營養水平(風干基礎)

1.3 試驗設計

選取36只2～3月齡、體重(26.0±2.2) kg的卡拉庫爾羊公羔,按體重隨機分為3組,每組12只,試驗羊單欄飼養,每只作為1個重復。CK組(對照組)飼喂100%棉副產品型全混合日糧、FFG組飼喂50%棉副產品型發酵全混合日糧+50%棉副產品型全混合日糧,EFG組飼喂80%棉副產品型發酵全混合日糧+20%棉副產品型全混合日糧。試驗羊在預飼前完成剪毛、驅蟲,試驗預試期15 d,正試期60 d,每天2次(09:30和20:00)飼喂,自由采食和飲水。

1.4 樣品采集及分析方法

1.4.1 發酵前后棉副產品型全混合日糧各指標測定

干物質(DM)、粗灰分(Ash)、粗蛋白質(CP)、粗脂肪(EE)、中性洗滌纖維(NDF)、酸性洗滌纖維(ADF)含量測定分別參照GB/T 6435—2014、GB/T 6438—2007、GB/T 6432—2018、GB/T 6433—2006、GB/T 20806—2022和NY/T 1459—2022;游離棉酚含量測定參照GB/T 13086—2020;黃曲霉毒素B1(AFB1)、嘔吐毒素(DON)、玉米赤霉烯酮(ZEN)含量使用石河子市沃德生物科技有限公司生產的酶聯免疫吸附測定(ELISA)試劑盒進行測定。

1.4.2 生長性能測定

每隔15 d晨飼前對試驗羊進行空腹稱重,正試期第1天和第60天所有試驗羊空腹稱重,分別作為初始重(IW)和終末重(FW),每日統計給料量和剩料量,計算平均日增重(ADG)、干物質采食量(DMI)和料重比(F/G)。

ADG=(終末重-初始重)/試驗天數;DMI=(總給料重-總剩料重)×飼糧中DM含量/試驗天數;F/G=DMI/ADG。

1.4.3 營養物質表觀消化率

在正試期第42～50天每組選取6只羊,采用全收糞法進行消化試驗,每天晨飼前收集糞袋中的全部糞便并稱重。記錄每只羊的采食量和排糞量,按糞總重的5%取樣,加入稀硫酸10 mL固氮后保留糞樣,參考文獻[10]中方法進行營養物質表觀消化率的測定。

營養物質表觀消化率(%)=100×(營養物質攝入量-營養物質排出量)/營養物質攝入量。

1.4.4 瘤胃發酵參數

正試期結束后,每組隨機挑選6只試驗羊進行屠宰,屠宰后將瘤胃切開,每只羊在不同位點采集瘤胃液50 mL,用4層滅菌紗布進行過濾,采用FiveEasy Plus-pH計(梅特勒-托利多儀器有限公司)立即測定瘤胃液pH,取約20 mL用于氨態氮(NH3-N)和揮發性脂肪酸(VFA)濃度的測定。NH3-N濃度參照文獻[11]中的方法進行測定,VFA濃度參照文獻[12]中方法進行測定。

1.5 數據統計與分析

試驗數據采用Excel 2019軟件進行整理,SPSS 26.0軟件進行單因素方差分析,并采用Duncan氏法進行組間多重比較,以P>0.05表示差異不顯著,P<0.05表示差異顯著,P<0.01表示差異極顯著。

2 結果與分析

2.1 棉副產品型全混合日糧發酵前后粗蛋白質、中性洗滌纖維和游離棉酚含量變化

由表2可知,棉副產品型全混合日糧發酵后CP含量顯著提高13.16%(P<0.05),NDF含量顯著降低20.87%(P<0.05),游離棉酚含量極顯著降低84.98%(P<0.01)。

表2 棉副產品型全混合日糧發酵前后粗蛋白質、中性洗滌纖維和游離棉酚含量(風干基礎)

2.2 棉副產品型發酵全混合日糧中霉菌毒素含量

由表3可知,棉副產品型發酵全混合日糧中霉菌毒素含量符合國家標準《飼料衛生標準》(GB 13078.2—2006)的限量要求。

表3 棉副產品型全混合發酵日糧中霉菌毒素含量

2.3 飼喂不同比例的棉副產品型發酵全混合日糧對卡拉庫爾羊生長性能的影響

由表4可知,與CK組相比,飼喂50%或80%的棉副產品型發酵全混合日糧可以顯著或極顯著提高卡拉庫爾羊的終末重(P<0.05)、ADG(P<0.05)、DMI(P<0.01)。EFG組相比于CK組和FFG組終末重分別提高了8.66%、7.70%(P<0.05)。與CK組相比,FFG組和EFG組ADG分別提高了16.36%、25.00%(P<0.05),DMI分別提高了17.36%和23.97%(P<0.01)。

2.4 飼喂不同比例的棉副產品型發酵全混合日糧對卡拉庫爾羊營養物質表觀消化率的影響

由表5可知,飼喂不同比例的棉副產品型發酵全混合日糧對卡拉庫爾羊CP、NDF和ADF攝入量有極顯著影響(P<0.01)。與CK組相比,飼喂80%的棉副產品型發酵全混合日糧可以顯著提高卡拉庫爾羊CP表觀消化率(P<0.05),EFG組CP表觀消化率提高了51.92%。EFG組與CK組和FFG組相比NDF表觀消化率分別極顯著提高了69.02%和54.00%(P<0.01)。FFG組與EFG組EE、DM和ADF表觀消化率與CK組相比也有一定程度的提高,但差異不顯著(P>0.05)。

2.5 飼喂不同比例的棉副產品型發酵全混合日糧對卡拉庫爾羊瘤胃發酵參數的影響

由表6可知,與CK組相比,飼喂80%的棉副產品型發酵全混合日糧可以顯著降低瘤胃液pH(P<0.05),FFG組與EFG組相比瘤胃液pH差異不顯著(P>0.05)。FFG組和EFG組瘤胃液NH3-N濃度顯著高于CK組(P<0.05),但FFG組與EFG組差異不顯著(P>0.05)。EFG組瘤胃液乙酸濃度顯著高于CK組(P<0.05),FFG組與EFG組相比差異不顯著(P>0.05)。FFG組和EFG組瘤胃液丙酸濃度顯著高于CK組(P<0.05)。瘤胃液丁酸、戊酸、總VFA濃度3組間差異不顯著(P>0.05)。隨棉副產品型發酵全混合日糧比例的增加,瘤胃液中總VFA濃度呈上升趨勢,乙丙比呈降低趨勢。

表6 棉副產品型發酵全混合日糧對卡拉庫爾羊瘤胃發酵參數的影響

3 討 論

3.1 棉副產品型全混合日糧發酵后營養價值變化

粗飼料短缺是制約畜牧業發展的一個重要因素,而南疆擁有大量的棉花秸稈資源,提高棉花秸稈飼料化,有利于秸稈資源的綜合整合利用。在本試驗中,發酵后棉副產品型全混合日糧NDF含量降低20.87%,可能原因是屎腸球菌在發酵過程中產生的活性酶促進了纖維素的降解,使纖維素含量下降;同時,發酵后棉副產品型全混合日糧中CP含量顯著高于發酵前,這是因為隨著發酵降低了pH,抑制了有害微生物酪酸菌等對蛋白質的分解[13]。發酵后棉副產品型全混合日糧中游離棉酚含量極顯著下降,由發酵前后游離棉酚的含量計算可知脫毒率高達84.98%,這與郭凱[14]的試驗結果一致,推測原因可能是微生物發酵棉副產品時協同作用降低了游離棉酚含量,但需要進一步研究證明。本試驗中使用的棉副產品型發酵全混合日糧中霉菌毒素含量均低于國家標準,符合發酵飼料品質要求。綜上可知,屎腸球菌發酵棉副產品型全混合日糧會提高飼料的營養價值,降低游離棉酚的含量。

3.2 飼喂不同比例的棉副產品型發酵全混合日糧對卡拉庫爾羊生長性能的影響

在試驗期間,試驗羊并未出現不良反應,說明飼喂棉副產品型發酵全混合日糧對試驗羊機體生長發育無不利影響。同時,試驗過程中觀察到棉副產品型發酵全混合日糧與未發酵的棉副產品型全混合日糧均勻鋪在飼料槽中進行飼喂時,試驗羊優先挑揀棉副產品型發酵全混合日糧采食,說明發酵后提高了飼料的適口性。研究表明,飼糧中纖維含量會影響育肥羊采食量[15],在本試驗中,飼喂不同比例的棉副產品型發酵全混合日糧均顯著提高了試驗羊的DMI,可能原因是發酵過程中微生物提高了棉秸稈中半纖維素、纖維素的降解率,降低了飼糧中NDF和ADF含量,提高了CP含量[16];此外,棉副產品經微生物發酵處理后具有甘甜香味[17],飼料適口性的提高導致試驗羊采食量提高[18]。本試驗結果與高纖維飼料發酵全混合日糧提高澤西奶牛的DMI[19]的結果一致。在試驗過程中,隨著棉副產品型發酵全混合日糧比例的增加,試驗羊ADG和NDF表觀消化率呈上升趨勢,說明卡拉庫爾羊對棉副產品型發酵全混合日糧有較高的消化利用率。研究表明,發酵飼料中的有益菌會提高瘤胃微生物的豐富度[20],促進瘤胃乳突和小腸肌肉和絨毛的發育[21-23],從而更利于機體對營養物質的消化吸收,可能是本試驗中ADG和NDF表觀消化率得到提高的機理所在,這還需要開展進一步的試驗驗證。魯志平等[24]研究發現,飼喂玉米秸稈與飼料桑混合發酵飼料可以提高肉羊的采食量和日增重,與本試驗結果類似。本試驗中3組試驗羊的F/G差異均不顯著,但以EFG組最低,說明飼喂比例為80%的棉副產品型發酵全混合日糧可以在一定程度上降低試驗羊的F/G。綜上可知,飼喂一定比例的棉副產品型發酵全混合日糧可以提高卡拉庫爾羊的生長性能。

3.3 飼喂不同比例的棉副產品型發酵全混合日糧對卡拉庫爾羊營養物質表觀消化率的影響

營養物質表觀消化率可以反映機體對營養物質攝取程度和利用情況[25],可以解釋動物的生長性能提高的機理[26]。本研究發現3組試驗羊的CP、NDF和ADF攝入量存在顯著差異,主要是試驗羊只的采食量差異較大導致的。隨著棉副產品型發酵全混合日糧飼喂比例的升高,營養物質表觀消化率均呈上升趨勢,其中FFG組和EFG組CP和NDF表觀消化率與CK組相比顯著提高,說明飼喂棉副產品型發酵全混合日糧可以在一定程度上促進機體對營養物質的吸收利用[27]。Khejornsart等[28]在飼糧中添加發酵玉米秸稈飼喂綿羊也得出CP和NDF表觀消化率提高的結果。這是因為在飼料發酵過程中益生菌可以改變飼料中的大分子蛋白質結構,使其水溶性提高,更利于機體吸收[29];同時,飼料發酵過程中產生的外源消化酶補充為瘤胃和腸道的內源消化酶,增強了消化酶如胰蛋白酶的活性,從而提高CP的表觀消化率[30]。NDF表觀消化率提高是因為飼料經過益生菌發酵后,產生了較多纖維降解酶等有效成分,使其更容易被腸道吸收利用;此外,發酵飼料的益生作用使瘤胃微生物中的瘤胃球菌和產琥珀酸絲狀桿菌大量繁殖[31-32],會產生纖維素酶和半纖維素酶,將結構復雜的纖維物質降解為糖類物質和VFA[33-34],使秸稈等高纖維飼料得到合理利用。同時,益生菌代謝產物如乳酸和細菌素可抑制致病菌的繁殖,從而調節胃腸道菌群平衡[35-36],促進胃腸道發育,更利于機體對營養物質的吸收[37]。綜上可知,飼喂一定比例的棉副產品型發酵全混合日糧可以提高卡拉庫爾羊的營養物質表觀消化率,且飼喂比例以80%最佳。

3.4 飼喂不同比例的棉副產品型發酵全混合日糧對卡拉庫爾羊瘤胃發酵參數的影響

瘤胃液pH受飼糧精粗比的影響,在一定程度上可以反映出瘤胃健康狀況和瘤胃內環境的穩定。瘤胃液pH的正常變化范圍為5.5～7.5[38],當pH低于下限時,瘤胃內的微生物密度降低[39],對機體產生不良影響。在本試驗中,3組試驗羊的瘤胃液pH都在6.44～6.98,均在正常范圍內,但是隨著棉副產品型發酵全混合日糧飼喂比例的增加,瘤胃液pH有降低趨勢,說明飼喂棉副產品型發酵全混合日糧可以影響瘤胃發酵狀態,可能原因是棉副產品型發酵全混合日糧中含有有機酸,同時發酵飼料中的有益菌微生物促進了碳水化合物的分解代謝,使瘤胃液中VFA的濃度增加,導致瘤胃液pH下降;但是FFG組和EFG組之間瘤胃液pH無顯著差異,說明棉副產品型發酵全混合日糧飼喂比例是50%還是80%對瘤胃液pH影響不大,與廖云瓊等[40]的研究結果一致,可能是因為瘤胃液中的微生物代謝產物可調節瘤胃內環境穩態。瘤胃內的VFA是反芻動物能量主要供能前體物,也是瘤胃微生物主要的碳源。本試驗中,FFG組與EFG組試驗羊瘤胃液中乙酸和丙酸濃度均顯著高于CK組,可能是發酵飼料中的有益微生物促進了瘤胃發酵,瘤胃微生物充分利用秸稈等粗飼料發酵產生乙酸、丁酸等VFA,為機體提供能量。棉副產品型發酵全混合日糧發酵過程中產生大量的蛋白酶促進了飼料中大分子蛋白質和多肽類物質解成小肽,可以刺激利用非碳水化合物的細菌增殖,可溶性糖和淀粉被分解利用,同時產生大量丙酸。這與徐子萱等[41]和張仲卿[42]的研究結果一致。在本試驗中,隨著飼喂的棉副產品型發酵全混合日糧比例的增加,瘤胃液總VFA濃度和乙丙比無顯著變化,表明飼喂棉副產品型發酵全混合日糧不會對瘤胃液總VFA濃度和乙丙比產生顯著影響,這與張宜輝等[43]的研究結果一致。NH3-N是瘤胃微生物合成微生物蛋白的主要氮源,是經瘤胃微生物分解含氮類物質的最終產物,可以反映飼糧氮降解和微生物氨利用情況。NH3-N濃度過低不利用纖維類物質的降解,濃度過高則會造成氮的浪費,甚至引起動物氨中毒[44]。瘤胃液NH3-N濃度適宜范圍為6.3～27.3 mg/dL[45]。本試驗中,CK組、FFG組和EFG組試驗羊的瘤胃液NH3-N濃度在10.98～11.99 mg/dL,均處于正常范圍,且隨著棉副產品型發酵全混合日糧飼喂比例的增加,瘤胃液NH3-N濃度呈升高趨勢,這是因為微生物發酵提高了棉副產品型發酵全混合日糧中CP的含量和CP表觀消化率,從而提高了瘤胃液中NH3-N濃度。已有研究表明,飼喂一定比例的發酵飼料可顯著增加湖羊瘤胃內NH3-N濃度[46-47],與本試驗結果一致。綜上可知,飼喂一定比例的棉副產品型發酵全混合日糧可以維持卡拉庫爾羊瘤胃內環境穩定,提高瘤胃液中乙酸、丙酸和NH3-N濃度,改善瘤胃發酵。

4 結 論

綜上所述,飼喂不同比例棉副產品型發酵全混合日糧均可以提高卡拉庫爾羊的生長性能、營養物質表觀消化率,改善瘤胃發酵,本試驗中飼喂比例為80%時效果較佳。