韓肖敏曹玉鳳李秋鳳高艷霞李 妍李建國?

（1.河北農業(yè)大學動物科技學院，保定 071001；2.河北農業(yè)大學動物醫(yī)學院，保定 071001）

用體外產氣法評價玉米秸稈、稻草、玉米秸稈青貯與精料的組合效應

韓肖敏1曹玉鳳1李秋鳳1高艷霞1李 妍2李建國1?

（1.河北農業(yè)大學動物科技學院，保定 071001；2.河北農業(yè)大學動物醫(yī)學院，保定 071001）

本試驗旨在應用體外產氣法研究玉米秸稈、稻草、玉米秸稈青貯與精料間的組合效應。采用單因素試驗設計，進行3次組合篩選試驗：首先進行玉米秸稈與稻草組合試驗，篩選出最優(yōu)玉米秸稈和稻草組合（玉米秸稈-稻草）比例；再進行玉米秸稈-稻草與玉米秸稈青貯組合試驗，篩選出最優(yōu)玉米秸稈-稻草和玉米秸稈青貯組合（玉米秸稈-稻草-玉米秸稈青貯）比例；最后進行玉米秸稈-稻草-玉米秸稈青貯與精料組合試驗，篩選出最優(yōu)玉米秸稈-稻草-玉米秸稈青貯與精料組合比例。各組合均分別以 100.0∶0、80.0∶20.0、60.0∶40.0、50.0∶50.0、40.0∶60.0、20.0∶80.0、0∶100.0進行體外發(fā)酵試驗，每個組合設3個重復。利用體外產氣法分析不同飼料組合對48 h產氣量、干物質消失率（DMD）、pH及微生物蛋白（MCP）、氨態(tài)氮（NH3-N）、揮發(fā)性脂肪酸（VFA）濃度的影響。計算各組合的單項組合效應指數（SFAEI）和多項組合效應指數（MFAEI）。結果表明：1）各飼料以不同比例組合對產氣量均有顯著或極顯著影響（P＜0.05或P＜0.01），玉米秸稈 ∶稻草、玉米秸稈-稻草∶玉米秸稈青貯、玉米秸稈-稻草-玉米秸稈青貯∶精料產氣量的SFAEI分別在60.0∶40.0、40.0∶60.0、20.0∶80.0時達最大值；2）各飼料以不同比例組合對DMD也存在顯著或極顯著影響（P＜0.05或P＜0.01），玉米秸稈 ∶稻草、玉米秸稈-稻草∶玉米秸稈青貯、玉米秸稈-稻草-玉米秸稈青貯∶精料DMD的SFAEI分別在50.0∶50.0、40.0∶60.0、20.0∶80.0時達最大值；3）不同玉米秸稈-稻草-稻草∶精料對pH有極顯著影響（P＜0.01）；4）各飼料以不同比例組合對MCP濃度也存在顯著或極顯著影響（P＜0.05或P＜0.01），玉米秸稈∶稻草、玉米秸稈-玉米秸稈青貯∶玉米秸稈青貯、玉米秸稈-稻草-玉米秸稈青貯 ∶精料產氣量的SFAEI分別在80.0∶20.0、40.0∶60.0、20.0∶80.0時達最大值；5）各飼料以不同比例組合對NH3-N濃度也存在顯著或極顯著影響（P＜0.05或P＜0.01），范圍在20.20～31.59 mg/dL；6）玉米秸稈與稻草組合的乙酸/丙酸和玉米秸稈-稻草-玉米秸稈青貯與精料組合丁酸濃度在各比例間差異不顯著（P＞0.05），各飼料以不同比例組合對其余VFA和TVFA濃度也存在顯著或極顯著影響（P＜0.05或P＜0.01）。以MFAEI進行評定各飼料組合的最優(yōu)比例如下：玉米秸稈與稻草為60.0∶40.0；玉米秸稈、稻草與玉米秸稈青貯為24.0∶16.0∶60.0；玉米秸稈、稻草、玉米秸稈青貯與精料為9.6∶6.4∶24.0∶60.0。

玉米秸稈；稻草；玉米秸稈青貯；精料；組合效應

我國農作物秸稈資源豐富，年產量可達 8.20億t［1］，但資源利用程度較低，造成資源浪費［2］。作物秸稈因自身消化率低、可發(fā)酵氮源和過瘤胃蛋白質低、生葡萄糖物質低以及礦物質營養(yǎng)障礙，致使不能被反芻動物較好地利用［3］。因此，如何提高其飼用價值備受科技工作者和飼養(yǎng)者高度關注。國內外學者通過對秸稈的物理、化學及生物處理等研究，發(fā)現飼料的營養(yǎng)價值與飼料間的組合有關，當飼料間的互作使飼料中某種養(yǎng)分的利用率或采食量高于各飼料的加權值時說明組合產生了正組合效應［4-7］。利用飼料間的組合效應促進瘤胃發(fā)酵是提高稻草（RS）等秸稈類飼料利用率的重要措施之一［8-9］。

國內外已對RS與玉米淀粉、玉米青貯和苜蓿，豆秸、花生秧和青貯玉米秸，復合處理麥秸、青貯玉米秸和精料（CC）等飼料間兩兩組合效應進行了研究［10-14］，篩選出了正組合效應飼料組合。但對于玉米秸稈（CS）、RS、玉米秸稈青貯（CSS）及CC間的4種飼料間組合效應尚未見報道。本研究旨在結合飼料資源情況，研究CS、RS、CSS及CC以不同比例組合對體外產氣及人工瘤胃發(fā)酵特性的影響，探究飼料間的適宜搭配比例，為反芻動物飼糧的配制和提高秸稈利用率提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

CS、CSS和CC均采自河北省保定市宏達奶牛場，RS采自河北省承德市隆化縣楓林牛場。樣品，經65℃干燥制成風干樣，粉碎過20目篩，密封保存以備用，3種秸稈飼料的營養(yǎng)水平見表1，CC組成及營養(yǎng)水平見表2。

表1 玉米秸稈、稻草和玉米秸稈青貯的營養(yǎng)水平（干物質基礎）Table 1 Nutrient levels of corn stalk，rice straw and corn stalk silage（DM basis） %

表2 精料組成及營養(yǎng)水平（干物質基礎）Table 2 Composition and nutrient levels of CC（DM basis） %

1.2 試驗用瘤胃液供體動物

試驗選擇健康狀況良好，體重約550 kg的裝有永久性瘤胃瘺管的閹牛3頭，每天飼喂全混合日糧（TMR）2次，自由飲水。瘤胃液供體牛飼糧組成及營養(yǎng)水平見表3。

1.3 試驗設計

采用單因素7水平試驗設計。首先CS與RS進行組合，篩選出CS與RS的最優(yōu)組合后再與CSS進行組合，進一步篩選出粗飼料最優(yōu)組合再與CC進行組合。每個組合3個重復。飼料間不同的組合及比例見表4。

表3 瘤胃液供體牛飼糧組成及營養(yǎng)水平（干物質基礎）Table 3 Composition and nutrient levels of the diet of fistulated steers（DM basis） %

表4 飼料間不同的組合及比例Table 4 Different combinations and proportions of feeds %

1.4 人工瘤胃裝置的準備及測定指標

1.4.1 人工瘤胃裝置的準備

采用ANKOM RFS氣體測量系統(tǒng)（美國ANKOM technology corporation），該系統(tǒng)由壓力傳感器模塊、250 mL產氣瓶、恒溫培養(yǎng)箱和帶特定軟件的計算機等組成。該軟件分為設置區(qū)、實時監(jiān)控區(qū)和記錄區(qū)3部分。監(jiān)控區(qū)可以顯示當前模塊的狀況，并且根據響應時間的變化而變化，記錄區(qū)可以顯示壓力、絕對壓力及電池容量的系統(tǒng)數據。該系統(tǒng)通過無線傳輸連接多個容器，反映出的氣壓信息可以在計算機的電子表格中記錄，通過計算機交互界面記錄發(fā)酵指標。

人工瘤胃緩沖液參照Goering等［16］的方法進行配制。取520.2 mL蒸餾水、0.1 mL微量元素溶液（A）、208.1 mL緩沖溶液（B）、208.1 mL常量元素溶液（C）和1.0 mL刃天青溶液（D），于具塞玻璃瓶中，持續(xù)充入CO2氣體，置于恒溫水浴中預熱至39℃待用。臨用前加入62.4 mL還原劑溶液（E）并繼續(xù)充入CO2氣體，直至緩沖液從淡藍色轉變?yōu)榻鼰o色即可。

A、B、C、D、E各溶液配制方法如下。

A：微量元素溶液，稱取CaCl2·2H2O 13.2 g、MnCl2·4H2O 10.0 g、CoCl2·6H2O 1.0 g、FeCl3·6H2O 8.0 g于燒杯中，加入蒸餾水溶解并定容至1 000 mL。

B：緩沖溶液，稱取NH4HCO34.0 g、NaHCO335.0 g于燒杯中，加入蒸餾水溶解并定容至1 000 mL。

C：常量元素溶液，稱取 Na2HPO45.7 g、KH2PO46.2 g、MgSO4·7H2O 6 g于燒杯中，加入蒸餾水溶解并定容至1 000 mL。

D：刃天青溶液，0.1%（m/V），100.0 mg刃天青蒸餾水溶解后定容至100 mL。

E：還原劑溶液（現配現用），稱取半胱氨酸鹽酸鹽625.0 mg溶解于95 mL蒸餾水中，然后再加入1 mol/L NaOH溶液 4 mL和 NaS2·9H2O 625.0 mg，用蒸餾水定容至100 mL。

在試驗當天晨飼前采集供體閹牛瘤胃液1 000 mL，置于預先通有CO2的保溫瓶中，立即蓋嚴瓶口，迅速帶回實驗室。把供體閹牛的瘤胃液混合均勻后經4層紗布擠壓過濾于接收瓶中，置于39℃水浴中保存，并持續(xù)充入CO2以確保瘤胃液處于厭氧環(huán)境。

首先準確稱量發(fā)酵底物1 g放入250 mL產氣瓶中，并將其置入39℃恒溫培養(yǎng)箱內預熱30～60 min。然后再把接收瓶內的瘤胃液與提前配制的人工瘤胃緩沖溶液以體積比1∶4混合均勻后，準確量取150 mL混合液置于提前預熱的每個產氣瓶中（邊操作邊通入CO2），之后應繼續(xù)向各個產氣瓶通入CO22 min以保證厭氧環(huán)境，之后立即擰緊各個產氣瓶所對應的傳感器模塊。將各個培養(yǎng)瓶在（39.0±0.5）℃的水浴搖床中進行體外發(fā)酵48 h，同時做空白試驗，即產氣瓶內不加入發(fā)酵底物，其他操作同上。

1.4.2 飼料營養(yǎng)水平的測定

參照張麗英［17］飼料分析及飼料質量檢測技術進行測定。粗蛋白質含量：采用凱氏定氮法，用丹麥FOSS凱氏定氮儀測定。粗脂肪含量：采用索氏浸提法，用索氏脂肪提取器測定。中性洗滌纖維（NDF）和酸性洗滌纖維（ADF）含量：采用范氏（Van Soest）分析法，用美國ANKOM A2000i全自動纖維儀測定。鈣含量：采用高錳酸鉀滴定法，使用的儀器設備包括電爐、馬福爐、坩堝。磷含量：采用鉬黃比色法，用UVb-2102 PCS型紫外光可見分光光度計測定。

1.4.3 產氣量的測定

用美國ANKOM RFS氣體測量系統(tǒng)測定，該系統(tǒng)可以自動記錄產氣發(fā)酵瓶發(fā)酵產生的壓力，由氣壓能轉換成氣體體積，根據理想氣體方程，計算產氣量：

式中：Vx為39℃產氣體積（mL）；Vj為產氣瓶頂部空間體積（mL）；Ppsi為氣體測量系統(tǒng)自動記錄的壓力（kPa）。

記錄培養(yǎng)2、4、8、12、24、36、48 h的產氣體積，由各自產氣量以及氣壓進行校正，減去空白發(fā)酵瓶產氣量即為產氣量。

1.4.4 干物質消失率（DMD）的測定

在體外48 h發(fā)酵結束后，迅速將其放置碎冰中終止發(fā)酵，用已編號并稱重的尼龍布（50 μm）過濾后，再經蒸餾水沖洗產氣瓶數次直至干凈，以確保產氣瓶內無殘留物，待瘤胃液過濾置于接受瓶中，然后將尼龍布小心無損地轉移到烘箱中以65℃烘48 h至恒重。

1.4.5 pH測定

采用UB-7型酸度計測定瘤胃液pH。

1.4.6 氨態(tài)氮（NH3-N）濃度測定

NH3-N濃度參照馮宗慈等［18］的比色法進行測定。取發(fā)酵后瘤胃液 10 mL在 3 500～4 000 r/min離心10 min后，量取2 mL上清液置于15 mL試管內，再加入8 mL 0.2 mol/L HCl搖勻，待測。用UV-2102 PCS型紫外光可見分光光度計測定。

1.4.7 微生物蛋白（MCP）濃度測定

MCP的分離采用差速離心法［19］。方法為：將發(fā)酵培養(yǎng)后瘤胃液經40～60 μm尼龍布過濾后，取25 mL于39℃、150×g離心15 min去除原蟲和飼料大顆粒。之后準確量取 20 mL上清液于4℃、16 000×g離心20 min以分離出細菌，棄去上清液后，用15 mL 0.85%生理鹽水重復洗滌2次，沉淀即為細菌組分。最后將高速離心收集的沉淀小心無損地轉移到消化管中，按凱氏定氮法，用丹麥FOSS凱氏定氮儀測定MCP濃度。

1.4.8 揮發(fā)性脂肪酸（VFA）濃度測定

VFA濃度參照王加啟［20］的氣相色譜法進行測定。取發(fā)酵后瘤胃液5 mL，在10 000×g離心10 min，移取 1.5 mL上清液至離心管中，加0.15 mL 25%的偏磷酸，用渦流混合器搖勻，靜止30 min，在10 000×g下離心15 min，取上清液供氣相色譜儀（美國Agilent 7890A氣相色譜儀）測定。

1.4.9 組合效應指數的計算

單項組合效應指數（single factor associative effects index，SFAEI）與多項組合效應指數（multiple factors associative effects index，MFAEI）參照王旭［21］所使用的方法計算，具體公式如下：

1.5 數據處理與分析

試驗數據先經Excel 2007初步處理后，再使用SPSS 19.0軟件的一般線性模型進行方差分析，并進行Duncan氏SSR法多重比較。結果用“平均值±標準差”表示。

2 結果與分析

2.1 CS與RS的組合效應

2.1.1 不同比例組合對產氣量的影響

由表5可知，CS和RS以不同比例組合發(fā)酵結束后，其產氣量是隨培養(yǎng)時間的延長而增加，且在同一時間點的產氣量是隨CS比例的減少而減少。在各個時間點中，CS∶RS為100.0∶0的產氣量顯著或極顯著高于其他各比例（P＜0.05或P＜0.01）。發(fā)酵48 h時，產氣量隨著RS比例的增加而顯著降低（P＜0.01）。

2.1.2 不同比例組合對發(fā)酵指標的影響

由表6可知，DMD及MCP、NH3-N濃度均隨組合中CS比例的增加而增加，DMD各組合間差異達顯著或極顯著水平（P＜0.05或P＜0.01），MCP、NH3-N濃度100.0∶0與80.0∶20.0組合間差異不顯著（P＞0.05），其余各組合間差異顯著或極顯著（P＜0.05或P＜0.01）。各組合的pH差異不顯著（P＞0.05），其值變化范圍在6.72～6.85。

表5 CS與RS不同組合比例對不同體外發(fā)酵時間產氣量的影響Table 5 Effects of different proportions of CS and RS on gas production at differentin vitrofermentation time mL/g

同列數據肩標不同小寫字母表示差異顯著（P＜0.05），不同大寫字母表示差異極顯著（P＜0.01），相同或無字母表示差異不顯著（P＞0.05）。下表同。

Values in the same row with different small letter superscripts mean significant difference（P＜0.05），and with different capital letter superscripts mean significant difference（P＜0.01），while the same or no letter superscripts mean no significant difference（P＞0.05）.The same as below.

表6 不同CS與RS組合比例對體外培養(yǎng)48 h DMD、pH及MCP、NH3-N濃度的影響Table 6 Effects of different proportions of CS and RS on DMD，pH and concentrations of MCP and NH3-N after fermented for 48 hin vitro

由表 7可知，乙酸、丙酸、總揮發(fā)性脂肪酸（TVFA）濃度隨RS比例的增加呈現先增加后降低的趨勢，在60.0∶40.0時達到最高值，分別為55.30、38.97、104.90 mmol/L，TVFA濃度顯著或極顯著高于其他組合（P＜0.05或P＜0.01）；丁酸濃度隨RS比例的增加總體呈增加趨勢，50.0∶50.0時達最高值11.94 mmol/L；乙酸/丙酸，各組合間差異不顯著（P＞0.05）。

表7 CS與RS不同比例組合對體外培養(yǎng)48 h培養(yǎng)液VFA濃度的影響Table 7 Effects of different proportions of CS and RS on VFA concentrations after fermented for 48 hin vitro

2.1.3 CS與RS的組合效應

由表8可知，以SFAEI評估各指標時發(fā)現，產氣量、DMD、MCP、NH3-N均 在 CS∶RS為40.0∶60.0、20.0∶80.0出現負組合效應，其余組合出現正組合效應；而 pH則相反，在 CS∶RS為40.0∶60.0、20.0∶80.0出現正組合效應，最大值為0.003 7；除丁酸在80.0∶20.0時為負組合效應外，乙酸、丙酸和丁酸在各組合間均出現正組合效應。以MFAEI評定時發(fā)現，其效應值隨CS比例的減少呈現先增加后降低的趨勢，在60.0∶40.0出現最值，因此最優(yōu)CS∶RS為60.0∶40.0。

表8 CS與RS的組合效應Table 8 Associative effects of CS and RS

2.2 CS-RS與CSS的組合效應

2.2.1 不同比例組合對產氣量的影響

由表9可知，產氣量隨底物發(fā)酵時間的延長而呈增加的趨勢。不同CS-RS∶CSS對不同時間點產氣量有極顯著影響（P＜0.01）。隨著CSS比例的增加，各時間點產氣量先降低后略有升高。

2.2.2 不同比例組合對發(fā)酵指標的影響

由表10可知，不同CS-RS∶CSS對DMD及MCP、NH3-N濃度有極顯著影響（P＜0.01）。隨CSS比例的增加，DMD降低，MCP濃度則增加，NH3-N濃度呈現先下降后上升的趨勢，其變化范圍在19.88～24.95 mg/dL。各組合間pH差異不顯著（P＞0.05）。

表9 CS-RS與CSS的不同組合比例對不同體外發(fā)酵時間產氣量的影響Table 9 Effects of different proportions of CS-RS and CSS on gas production at differentin vitrofermentation time mL/g

表10 CS-RS與CSS的不同組合比例對體外培養(yǎng)48 h DMD、pH及MCP、NH3-N濃度的影響Table 10 Effects of different proportions of CS∶RS and CSS on DMD，pH and concentrations of MCP and NH3-N after fermented for 48 hin vitro

由表11可知，不同CS-RS∶CSS對TVFA、各VFA濃度及乙酸/丙酸存在顯著或極顯著影響（P＜0.05或P＜0.01）。乙酸濃度在CS-RS∶CSS為0∶100.0時達到最大值（39.30 mmol/L），極顯著高于為50.0：50.0時（P＜0.01）；丙酸和TVFA濃度均在 60.0∶40.0出現最高值，分別為 34.05、82.96 mmol/L；丁酸濃度及乙酸/丙酸變化范圍分別在9.67～12.09 mmol/L和1.14～1.98。

2.2.3 CS-RS與CSS的組合效應

由表12可知，以SFAEI評定各指標時發(fā)現，產氣量、NH3-N均在40.0∶60.0、20.0∶80.0出現正組合效應，其余比例為負組合效應；DMD、pH、MCP以及丙酸在組合間均出現正組合效應，而丁酸均為負組合效應，乙酸在80.0∶20.0、60.0∶40.0出現正組合效應，其余比例為負組合效應。以MFAEI評定結果發(fā)現，在40.0∶60.0出現最大值。因此，最優(yōu)CS-RS∶CSS為40.0∶60.0。

2.3 CS-RS-CSS與CC的組合效應

2.3.1 不同比例組合對產氣量的影響

由表13可知，產氣量隨底物培養(yǎng)時間的延長而增加。就不同組合而言，同一發(fā)酵時間點的產氣量均隨CC比例的增加而增加，各組合間的差異極顯著（P＜0.01）。

表11 CS-RS與CSS的不同組合比例對體外培養(yǎng)48 h培養(yǎng)液VFA濃度的影響Table 11 Effects of different proportions of CS-RS and CSS on VFA concentrations after fermented for 48 hin vitro

表12 CS-RS與CSS的組合效應Table 12 Associative effects of CS-RS and CSS

2.3.2 不同比例組合對發(fā)酵指標的影響

由表14可知，不同CS-RS-CSS∶CC對DMD、pH及 MCP、NH3-N濃度存在極顯著影響（P＜0.01）。DMD及MCP、NH3-N濃度均隨CC比例的增加而增加，其值變化范圍分別為62.78%～82.08%、30.42 ～ 43.55 mg/dL、21.78 ～27.48 mg/dL。而pH則隨 CC比例的增加而降低，變化范圍在6.57～6.80。

由表15可知，不同CS-RS-CSS∶CC對TVFA、乙酸、丙酸、丁酸濃度及乙酸/丙酸存在顯著或極顯著影響（P＜0.05或P＜0.01）。乙酸濃度、乙酸/丙酸均隨CC比例的增加而降低；而丙酸濃度隨CC比例的增加而增加，最高值為29.82 mmol/L；各組合間的丁酸濃度差異不顯著（P＞0.05）；TVFA濃度隨CC比例的增加而降低，CS-RS-CSS∶CC為100.0∶0時的 TVFA濃度比 0∶100.0的提高了9.08%（P＞0.05）。

2.3.3 CS-RS-CSS與CC的組合效應

由表16可知，以SFAEI評定各指標，產氣量、MCP在40.0∶60.0、20.0∶80.0出現正組合效應；pH、丙酸及丁酸在各組合間均為正組合效應；DMD在80.0∶20.0、60.0∶40.0，NH3-N在80.0∶20.0出現負組合效應，其余比例均為正組合效應；乙酸SFAEI變化范圍在-0.081 5～0.023 7。以MFAEI評定時發(fā)現，40.0∶60.0時出現最大值，為0.111 6。因此，最優(yōu)CS-RS-CSS∶CC為40.0∶60.0。

表13 CS-RS-CSS與CC的不同組合比例對不同體外發(fā)酵時間產氣量的影響Table 13 Effects of different proportions of CS-RS-CSS and CC on gas production at differentin vitrofermentation time mL/g

表14 CS-RS-CSS與CC的不同組合比例對體外培養(yǎng)48 h DMD、pH及MCP、NH3-N濃度的影響Table 14 Effects of different proportions of CS-RS-CSS and CC on DMD，pH and concentrations of MCP and NH3-N after fermented for 48 hin vitro

3 討 論

3.1 不同粗飼料與CC組合對產氣量的影響

產氣量大說明瘤胃微生物的活性高，對底物發(fā)酵越充分；若產氣量低，則是因底物中可供微生物發(fā)酵產物不足所致［22］。本試驗中，3個不同飼料組合的產氣量均隨發(fā)酵時間的延長而成增加趨勢，這與 Zerbini等［23］研究結果基本一致。再者，CS與RS組合、CS-RS-CSS與CC組合中的產氣量分別是隨CS、CC比例的增加而增加；除2、4 h外，CS-RS與CSS組合產氣量均隨CSS比例的增加而增加，原因可能是CS、CSS與CC含有易于發(fā)酵的底物，粗蛋白質含量相對較高，而RS自身粗蛋白質含量較低不足以供應微生物生長所需的氮源，進而導致其產氣量隨RS比例的增加而降低。這與Zhang等［24］研究RS與苜蓿干草組合效應結果類似，其產氣量的增加均是因發(fā)酵底物含有相對較高的粗蛋白質含量，可提供充足的發(fā)酵底物所引起。

表15 CS-RS-CSS與CC的不同組合比例對體外培養(yǎng)48 h培養(yǎng)液VFA濃度的影響Table 15 Effects of different proportions of CS-RS-CSS and CC on VFA concentrations after fermented for 48 hin vitro

表16 CS-RS-CSS與CC的組合效應Table 16 Associative effects of CS-RS-CSS and CC

3.2 不同粗飼料與CC組合對體外發(fā)酵指標的影響

DMD是表示反芻動物機體消化利用飼糧中有機物能力的指標。飼糧中的纖維含量是影響飼料降解性的關鍵因素［25］。本試驗中不同飼料組合的DMD因底物組成成分的不同呈現出不同的規(guī)律，分別隨CS比例的降低而降低，隨CSS比例的增加呈現降低趨勢，隨CC比例的增加而增加。原因可能是因為CS比RS含有的纖維含量更適合瘤胃微生物的生長，CS與RS組合又比單一CSS更有利于微生物發(fā)酵。從粗飼料與CC組合中，可以看出增加組合中CC比例提高了瘤胃微生物對飼料干物質的消化率，說明有利于微生物的生長。

pH的高低是瘤胃能否正常發(fā)酵的關鍵性因素之一，保證瘤胃正常發(fā)酵所需的pH范圍為6～7［26］。試驗中不同飼料組合的 pH均在適宜的范圍內，這與Chen等［27］研究飼料間組合效應的結果類似。

NH3-N濃度是合成MCP的主要限制性因素。在底物碳源充足情況下，適宜的NH3-N濃度可以確保瘤胃微生物正常生長及繁殖。NH3-N濃度過高或過低均不適宜瘤胃微生物生長，其濃度過高會造成氮源浪費，濃度過低會降低瘤胃微生物活性，進而降低MCP的合成［28］。本試驗中不同飼料組合的NH3-N濃度為19.88～31.59 mg/dL，在有關文獻報道的范圍內［29-30］，這說明其濃度可以確保瘤胃微生物的正常生長，這與Deli等［31］研究結果一致。

MCP合成的關鍵營養(yǎng)物質為能量和蛋白質，其濃度在一定程度上可表明瘤胃微生物種群數量的多少［22］，以此來反映瘤胃微生物生長繁殖的快慢及活性強弱。本試驗中不同飼料組合的MCP濃度分別隨CS、CSS及CC比例的增加而增加，分析其原因可能是這三者養(yǎng)分含量相比較其他飼料高，可為瘤胃微生物供應相對充足的營養(yǎng)源。

VFA是反芻動物瘤胃代謝的重要組成部分，約占機體總能量需要量的70%～80%，同時可反映瘤胃內微生物活性的強弱，它是瘤胃發(fā)酵的關鍵指標之一［32-33］。 乙酸是機體乳脂合成的主要原料，丙酸是機體合成葡萄糖的前體，這就說明增加丙酸濃度可為機體供應所需的大部分能量，對于提高反芻動物的增重效率有重大意義。再者，VFA組成成分的高低主要因飼糧內碳水化合物比例的差異所致，其數量和類型通過影響瘤胃內微生物的發(fā)酵環(huán)境進而影響VFA的濃度。本試驗中不同飼料組合的乙酸濃度高于丙酸，究其原因可能是因反芻動物吸收VFA遵循丁酸、丙酸、乙酸的速度，瘤胃內VFA濃度的高低不因飼糧類型的差異而影響，這與Copani等［34］研究結果相一致。此外最優(yōu)粗飼料與CC組合效應表明，乙酸濃度隨CC比例的增加而降低，而丙酸濃度則相反，乙酸/丙酸降低。這與孫國強等［14］研究結果一致。原因也許是高CC飼糧改變了瘤胃液中微生物區(qū)系及培養(yǎng)底物的發(fā)酵模式。

3.3 不同粗飼料與CC組合對組合效應指數的影響

SFAEI僅僅是從某一指標對飼料組合效應進行評定，難于對其做出較全面的評定；而MFAEI則是結合多個單項指標對飼料組合效應進行綜合評定，其結果更具代表性。本試驗中CS與RS的MFAEI，各組合均呈正組合效應，比例為60.0∶40.0時出現最大正組合效應；在最優(yōu)CS、RS與CSS的MFAEI，比例為40.0∶60.0時出現最大正組合效應；而最優(yōu)粗飼料與 CC的 MFAEI，比例為40.0∶60.0時出現最大正組合效應。出現上述正組合效應的結果，原因也許是不同飼料間以適宜比例組合后，其營養(yǎng)物質彼此相互作用進而提高了底物的整體發(fā)酵程度，最大化地提高飼料的消化利用率。這與于騰飛等［35］研究結果基本類似。

4 結 論

①CS和RS最優(yōu)組合比例為60.0∶40.0。

②CS、RS與CSS的最優(yōu)比例為24.0∶16.0∶60.0。

③CS、RS、CSS與CC的適宜比例為9.6∶6.4∶24.0∶60.0。

［1］李珊珊，董海榮，李霞，等.河北省農作物秸稈利用現狀及其影響因素分析［J］.黑龍江畜牧獸醫(yī)，2015（3）：6-8.

［2］孫世榮，郭祎，岳金權.我國稻草資源化利用現狀及其評價［J］.農業(yè)與技術，2015，35（17）：20-23.

［3］盧德勛.反芻動物營養(yǎng)調控理論及其應用［J］.內蒙古畜牧科學，1993（特刊）：99-105.

［4］聶芙蓉，哈斯通拉嘎，劉慶華，等.生物處理秸稈飼料在反芻動物生產中的應用進展［J］.中國草食動物科學，2016，36（1）：56-58.

［5］LIU J P，JU M T，WU W T，et al.Lignocellulolytic enzyme production in solid-state fermentation of corn stalk with ammoniation pretreatmentbyLentinus edodesL-8［J］.Bioresources，2014，9（1）：1430-1444.

［6］WANAPAT M，POLYORACH S，BOONNOP K，et al.Effects of treating rice straw with urea or urea and calcium hydroxide upon intake，digestibility，rumen fermentation and milk yield of dairy cows［J］.Livestock Science，2009，125（2/3）：238-243.

［7］盧德勛.飼料的組合效應［M］//張子儀.中國飼料學.北京：中國農業(yè)出版社，2000.

［8］胡發(fā)成，段軍紅.苜蓿草粉替代奶牛飼料中部分精料的效果試驗［J］.草業(yè)科學，2006，23（5）：72-74.

［9］夏先林，江萍，李時春，等.不同方式處理稻草和不同日糧組成育肥黃牛的飼養(yǎng)效果［J］.草業(yè)科學，2003，20（6）：30-32.

［10］ZHANG X D，WANG J K，CHEN W J，et al.Associative effects of supplementing rice straw-based diet with cornstarch on intake，digestion，rumen microbes and growth performance ofHuzhoulambs［J］.Animal Science Journal，2010，81（2）：172-179.

［11］SUN P F，WU Y M，LIU J X.In vitrogas production technique to evaluate associative effects among lucerne hay，rice straw and maize silage［J］.Journal of Animaland Feed Sciences，2007，16（Suppl.2）：272-277.

［12］張吉鹍，鄒慶華，王金芬，等.稻草與多水平苜蓉混合瘤胃體外發(fā)酵組合效應的整體研究［J］.飼料工業(yè)，2011，32（17）：40-48.

［13］袁翠林，于子洋，王文丹，等.豆秸、花生秧和青貯玉米秸間的組合效應研究［J］.動物營養(yǎng)學報，2015，27（2）：647-654.

［14］孫國強，呂永艷，蔡李逢，等.復合處理麥秸、青貯玉米秸和精料的組合及比例對奶牛體外瘤胃發(fā)酵的影響［J］.動物營養(yǎng)學報，2013，25（1）：69-76.

［15］馮仰廉.肉牛營養(yǎng)需要和飼養(yǎng)標準［M］.北京：中國農業(yè)大學出版社，2000：19-44.

［16］GOERING H K，VAN SOEST P J.Forage fiber analysis：apparatus，reagents，procedures，and some applications［M］//USDA-ARS agricultural handbook.Washington，D.C.：U.S.Government Printing Office，1970：379.

［17］張麗英.飼料分析及飼料質量檢測技術［M］.2版.北京：中國農業(yè)大學出版社，2003：45-79.

［18］馮宗慈，高民.通過比色測定瘤胃液氨氮含量方法的改進［J］.內蒙古畜牧科學，1993（4）：40-41.

［19］COTTA M A，RUSSELL J B.Effect of peptides and amino acids on efficiency of rumen bacterial protein synthesis in continuous culture［J］.Journal of Dairy Science，1982，65（2）：226-234.

［20］王加啟.反芻動物營養(yǎng)學研究方法［M］.北京：現代教育出版社，2011：139-141.

［21］王旭.利用GI技術對粗飼料進行科學搭配及綿羊日糧配方系統(tǒng)優(yōu)化技術的研究［D］.碩士學位論文.呼和浩特：內蒙古農業(yè)大學，2003.

［22］雷冬至，金曙光，烏仁塔娜.用體外產氣法評價不同粗飼料與相同精料間的組合效應［J］.飼料工業(yè)，2009，30（3）：30-33.

［23］ZERBINI E，KRISHAN C T，VICTOR X V A，et al.Composition andin vitrogas production of whole stems and cell walls of different genotypes of pearl millet and sorghum［J］.Animal Feed Science and Technology，2002，98（1/2）：73-85.

［24］ZHANG J K，LIU J X.Use ofin vitrogas production to evaluate associative effects on gas production of rice straw supplemented with lucerne［J］.Journal of Animal and Feed Science，2007，16（2）：156-160.

［25］薛紅楓，孟慶翔.奶牛中性洗滌纖維營養(yǎng)研究進展［J］.動物營養(yǎng)學報，2007，19（Suppl.1）：454-458.

［26］馮仰廉.反芻動物營養(yǎng)學［M］.北京：科學出版社，2004：136-138.

［27］CHEN W J，SUN P F，ZHANG X D，et al.Effect of nitrogen-energy balance on the associative effects of feedstuffsin vitro［J］.Journal of Animal and Feed Sciences，2007，16（2）：139-144.

［28］劉哲，張昌吉，郝正里，等.飼喂含不同秸稈的全日糧顆粒料對綿羊瘤胃及血液代謝參數的影響［J］.中國飼料，2005（11）：12-14.

［29］張吉鹍.粗飼料分級指數參數的模型化及粗飼料科學搭配的組合效應研究［D］.博士學位論文.呼和浩特：內蒙古農業(yè)大學，2004.

［30］HOOVER W H.Chemical factors involved in ruminal fiber digestion［J］.Journal of Dairy Science，1986，69（10）：2755-2766.

［31］WANG D L，FANG J，XING F，et al.Alfalfa as a supplement of dried cornstalk diets：associative effects on intake，digestibility，nitrogen metabolisation，rumen environment and hematological parameters in sheep［J］.Livestock Science，2008，113（1）：87-97.

［32］KUNG L Jr，SHEPERD A C，SMAGALA A M，et al.The effect of preservatives based on propionic acid on the fermentation and aerobic stability of corn silage and a total mixed ration［J］.Journal of Dairy Science，1988，81（5）：1322-1330.

［33］VAN HOUTERT M.Challenging the retinal for altering VFA ratios in growing ruminates［J］.Feed Mix，1996，4（1）：514-525.

［34］COPANI G，GINANE C，LE MORVAN A，et al.Patterns ofin vitrorumen fermentation of silage mixtures including sainfoin and red clover as bioactive legumes［J］.Animal Feed Science and Technology，2015，208：220-224.

［35］于騰飛，張杰杰，孫國強.花生蔓與4種粗飼料間組合效應的研究［J］.動物營養(yǎng)學報，2012，24（7）：1246-1254.

Associative Effects of Corn Stalk，Rice Straw，Corn Stalk Silage and Concentrate Evaluated by Gas Production Techniquein Vitro

HAN Xiaomin1CAO Yufeng1LI Qiufeng1GAO Yanxia1LI Yan2LI Jianguo1?
（1.College of Animal Science and Technology，Hebei Agricultural University，Baoding071001，China；2.College of Veterinary Medicine，Hebei Agricultural University，Baoding071001，China）

This experiment was conducted to investigate the associative effects of corn stalk（CS），rice straw（RS），corn stalk silage（CSS）and concentrate（CC）.Single factor experiment was started with the screening for the optimal proportion of combination of CS and RS（CS-RS），which was subsequently recombined with CSS to screen the optimal proportion of combination of CS-RS and CSS（CS-RS-CSS），finally，CC was added to screen the optimal proportion of combination of CS-RS-CSS and CC.Every combination was testedin vitrowith the proportions of 100.0∶0，80.0∶20.0，60.0∶40.0，50.0∶50.0，40.0∶60.0，20.0∶80.0 and 0∶100.0 with 3 replicates，respectively.In vitrogas production method was performed to analyze 48 h gas production，dry matter disappearance rate（DMD），pH，and the concentrations of microbial crude protein（MCP），ammonia nitrogen（NH3-N）and volatile fat acids（VFAs），as well as to calculate single factor associative effects index（SFAEI）and multiply factors associative effects index（MFAEI）.The results showed as follows：1）feeds combined at different proportions had significant effects on gas production（P＜0.05 orP＜0.01），and SFAEI of gas production for CS∶RS，CS-RS∶CSS and CS-RS-CSS∶CC reached the biggest at the proportions of 60.0∶40.0，40.0∶60.0 and 20.0∶80.0，respectively；2）feeds combined at different proportions had significant effects on DMD（P＜0.05 orP＜0.01），and the optimal proportions of CS∶RS，CS-RS∶CSS and CS-RSCSS∶CC were 50.0∶50.0，40.0∶60.0 and 20.0∶80.0 according to the SFAEI，respectively；3）different proportions of CS-RS-CSS and CC had significant effects on pH（P＜0.01）；4）feeds combined at different proportions had significant effects on MCP concentration（P＜0.05 orP＜0.01），and the optimal proportions of CS∶RS，CS-RS∶CSS and CS-RS-CSS∶CC were 80.0∶20.0，40.0∶60.0 and 20.0∶80.0 according to the SFAEI，respectively；5）feeds combined at different proportions had significant effects on NH3-N concentration（P＜0.05 orP＜0.01）changing from 20.20 to 31.59 mg/dL；6）there were no significant differences in acetic acid/propionic acid among different proportions of combinations of CS and RS，and in butyric concentration among different proportions of combinations of CS-RS-CSS and CC（P＞0.05），and feeds combined at different proportions had significant effects on the rest VFA and TVFA concentrations（P＜0.05 orP＜0.01）.Using MFAEI to assess the optimal results of associative effect，it is conclude that the optimal proportions are as follows：CS∶RS is 60.0∶40.0；CS∶RS∶CSS is 24.0∶16.0∶60.0；CS∶RS∶CSS∶CC is 9.6∶6.4∶24.0∶60.0.［Chinese Journal of Animal Nutrition，2017，29（2）：699-711］

corn stalk；rice straw；corn stalk silage；concentrate；associative effects

S816

A

1006-267X（2017）02-0699-13

10.3969/j.issn.1006-267x.2017.02.040

（責任編輯 王智航）

2016-07-12

公益性行業(yè)（農業(yè)）科研專項經費（201503134）；河北省科技計劃項目（16226604D）；國家現代農業(yè)產業(yè)技術體系建設專項資金

韓肖敏（1989—），女，河北邯鄲人，碩士研究生，從事反芻動物營養(yǎng)與飼料科學研究。E-mail：1031307070＠qq.com

?通信作者：李建國，教授，博士生導師，E-mail：jgliauh＠sohu.com

?Corresponding author，professor，E-mail：jgliauh＠sohu.com