尹福泉，吳征敏，王志敬，吳浩浩，蘭瑞霞，趙志輝

(1.廣東海洋大學農學院，廣東 湛江 524088； 2.廣東省清遠市農業(yè)局 動物疾病預防控制中心，廣東 清遠 511515 )

皇竹草(Pennisetumsinese)是由象草(P.purpureum)和美洲狼尾草(P.alopecuroides)雜交選育而成的一種多年生禾本科植物，喜肥、耐高溫，特別適合我國南方地區(qū)種植?；手癫萦?0世紀80年代作為牧草資源引入我國，因其產(chǎn)量高、品質好而廣泛用于畜禽養(yǎng)殖[1-3]。同時由于其根系發(fā)達，對水肥有較強的保持作用，且對有機物質、氮和磷等環(huán)境污染物具有較強的吸附作用，因而常被作為生態(tài)草而種植于我國大部分地區(qū)[4-6]。噴漿玉米皮(spouting corn bran,SCB)，又稱玉米蛋白飼料或玉米麩，是在玉米淀粉及胚芽生產(chǎn)過程中將蛋白質及能量高的玉米漿噴灑在玉米皮上，經(jīng)滾筒干燥后形成的玉米副產(chǎn)物，其蛋白質、能量及氨基酸含量大大提高，是非常規(guī)飼料的一種。隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，山羊飼養(yǎng)規(guī)模不斷擴大，飼料資源成為限制山羊養(yǎng)殖的主要因素之一，開發(fā)利用地方性現(xiàn)有飼料資源，對緩解糧食壓力，降低山羊養(yǎng)殖成本具有十分重要的意義[7]。但由于地方粗飼料資源粗纖維含量高而粗蛋白含量較低，開發(fā)利用率降低，作為飼料直接飼喂導致動物對其消化利用率低[8]。因此，在生產(chǎn)中往往將兩種飼料合理搭配，利用飼料間混合效應提高反芻動物對粗飼料的消化利用。孟梅娟等[9]研究表明，小麥秸稈與噴漿玉米皮合理搭配可產(chǎn)生正混合效應，能夠提高營養(yǎng)物質降解率。涂遠路等[10]研究表明，在小麥秸稈與噴漿玉米皮混合中，隨噴漿玉米皮比例的增加，丙酸濃度增加，飼料利用率也逐漸增加。本研究以華南地區(qū)的優(yōu)質牧草皇竹草與噴漿玉米皮混合作為試驗材料，通過體外產(chǎn)氣法探討皇竹草和噴漿玉米皮的最佳配比，從而為皇竹草資源的開發(fā)及噴漿玉米皮在反芻動物養(yǎng)殖上的合理利用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

皇竹草：2016年10月份，在株高為150～200 cm時取自于廣東海洋大學后山牧草基地(留茬20 cm)，每天下午收割，第2天經(jīng)揉草機揉搓后放于烘箱65 ℃烘干、粉碎過孔徑為0.069 mm篩保存，待用。

噴漿玉米皮：購自廣東某飼料廠。

瘤胃液：取自山羊瘤胃。

1.2 試驗設計

人工模擬山羊瘤胃環(huán)境，將皇竹草與噴漿玉米皮在干物質基礎上以100∶0、75∶25、50∶50、25∶75、0∶100比例混合，進行體外發(fā)酵，每個時間點設6個平行樣和3個空白對照(不加底物，只加發(fā)酵液)，分別培養(yǎng)24、48 h，培養(yǎng)結束后，取出于冰水靜置4 h后終止發(fā)酵。原料及混合后化學組成見表1。

1.3 體外發(fā)酵液的制備

1.3.1瘤胃液的采集與處理 選擇健康、體重相近的成年山羊羯羊3只，禁食不禁水，12 h后采用頸動脈放血法處死，取足夠量的瘤胃液置于充滿CO2的保溫瓶中，4層紗布過濾，于39 ℃水浴鍋中保存(厭氧條件下進行)。

1.3.2人工唾液的配制 人工唾液的配制參照文獻[11]方法進行配制。

1.4 體外培養(yǎng)與樣品采集

將瘤胃液與配制好的人工唾液按體積比1∶9混合均勻，取70 mL加到體積為200 mL裝有1.25 g樣品發(fā)酵瓶中(空白對照發(fā)酵瓶中只添加70 mL發(fā)酵液)，密封后放入(39.0±0.5) ℃的恒溫震動培養(yǎng)箱內分別培養(yǎng)24和48 h。

將各時間點發(fā)酵瓶取出，迅速放入冰水終止微生物活動，靜置后取2 mL上層液體加入8.2%偏磷酸并置于-20 ℃冰箱保存，用于揮發(fā)性脂肪酸的測定；其余經(jīng)尼龍布過濾，濾渣放入65 ℃烘箱烘24 h，稱重后置于-20 ℃冰箱保存，待測。

表1 試驗原料化學組成(干物質基礎)Table 1 Chemical composition of test materials (dry matter basis) %

1.5 測定指標與方法

原料和濾渣的干物質(DM)、有機物(OM)等按照文獻[12]中的方法測定；纖維物質采用范式(Van Soest)洗滌纖維測定方法測定[13]；揮發(fā)性脂肪酸(VFA)采用美國Agilent 6890氣相色譜儀測定[14]。

1.6 指標計算方法

1.6.1養(yǎng)分降解率的計算

某養(yǎng)分降解率=[(試驗原料中某養(yǎng)分含量-殘渣中某養(yǎng)分含量)/試驗原料中某養(yǎng)分含量]×100%。

1.6.2混合效應值的計算

混合效應值=[(實測值—加權估計值)/加權估計值]×100%。

式中：實測值為實際測定樣品消化率；加權估算值為A樣品實測值×A樣品配比+B樣品實測值×B樣品配比。

1.7 數(shù)據(jù)處理

利用Excel 2007對試驗數(shù)據(jù)進行初步整理，SPSS 20.0軟件中ANOVA模型進行單因素方差分析，多重比較用Duncan進行統(tǒng)計分析，結果以“平均值±標準差”表示,P<0.05表示差異顯著,P<0.01表示差異極顯著。

2 結果

2.1 混合物的有機物降解率及其混合效應

皇竹草和噴漿玉米皮不同比例混合物間的有機物降解率差異顯著(P<0.05)，在體外發(fā)酵24 h后，噴漿玉米皮組有機物降解率極顯著高于皇竹草組和皇竹草與噴漿玉米皮混合組(P<0.01)(表2)；除50∶50和25∶75混合組間有機物降解率差異不顯著外(P>0.05)，隨著噴漿玉米皮所占比例的增加，其余有機物降解率均呈極顯著增加趨勢(P<0.01)。發(fā)酵48 h時，隨著噴漿玉米皮比例的增加，有機物降解率呈極顯著增加趨勢(P<0.01)。在混合效應方面，發(fā)酵24 h 時，75∶25混合比例略低于50∶50混合比例(P>0.05)，二者均極顯著高于25∶75(P<0.01)；發(fā)酵48 h時，按75∶25混合時，混合效應最大，但各混合比例間混合效應差異不顯著(P>0.05)。

表2 混合物的有機物降解率及混合效應Table 2 Organic degradation rateand combination effect of composition

同列不同小寫和大寫字母分別表示差異顯著(P<0.05)和極顯著(P<0.01)，下同。

Different lowercase and capital letters indicate significant difference at 0.05 and 0.01 level, respectively;similarly for the following tables.

2.2 混合物的纖維物質降解率

中性洗滌纖維降解率發(fā)酵24和48 h出現(xiàn)相同的規(guī)律，除50∶50和25∶75比例混合組間差異不顯著(P>0.05)外，隨著噴漿玉米皮比例的增加，中性洗滌纖維的降解率均極顯著增大(P<0.01)(表3)；酸性洗滌纖維在發(fā)酵24 h 時，50∶50、25∶70和0∶100組均極顯著高于100∶0和75∶25組(P<0.01)，50∶50組最高，與25∶75組差異不顯著(P>0.05)。發(fā)酵48 h時，混合組均顯著高于單一原料組(P<0.05)。粗纖維在發(fā)酵24 h時，除50∶50和25∶75混合組間差異不顯著外(P>0.05)，隨著噴漿玉米皮的比例增加，降解率均呈極顯著增加(P<0.01)；發(fā)酵48 h時，除75∶25和50∶50混合組間差異不顯著外(P>0.05)，隨著噴漿玉米皮的比例增加，降解率均呈極顯著增加(P<0.01)。

2.3 混合物的纖維物質混合效應

中性洗滌纖維在24 h時，隨著噴漿玉米皮比例的增加，混合效應顯著降低(P<0.05)(表4)；發(fā)酵48 h時，75∶25組混合效應最高顯著高于25∶75組(P<0.05)。酸性洗滌纖維在24 h時，50∶50組混合效應最高，且極顯著高于其他組(P<0.01)；發(fā)酵48 h時，25∶75混合時效應最高，與75∶25組無顯著差異(P>0.05)；粗纖維方面在發(fā)酵24和48 h時均以75∶25混合效應最高，且顯著高于其他組(P<0.05)。

2.4 混合物的揮發(fā)性脂肪酸濃度

在發(fā)酵24 h后，乙酸、丙酸、丁酸的濃度隨噴漿玉米皮比例的增加而顯著(P<0.05)或極顯著(P<0.01)增大(表5)。在發(fā)酵48 h后，皇竹草和噴漿玉米皮以25∶75混合時乙酸、丙酸和丁酸濃度達到最大值，顯著高于100∶0和75∶25組(P<0.05)，與50∶50組無顯著差異(P>0.05)。

2.5 混合物的揮發(fā)性脂肪酸混合效應

乙酸在發(fā)酵24 h時，隨著噴漿玉米皮混合比例的增加，混合效應呈降低趨勢，75∶25和50∶50混合組極顯著高于25∶75組(P<0.01)(表6)；發(fā)酵48 h時隨著噴漿玉米皮混合比例的增加，乙酸混合效應增加。丙酸在發(fā)酵24 h時，50∶50混合效應最高，顯著高于25∶75組(P<0.05)；發(fā)酵48 h時，50∶50混合效應最高，顯著高于75∶25組(P<0.05)；丁酸在發(fā)酵24和48 h時均以50∶50混合效應最高。

表3 混合物的纖維物質降解率Table 3 The fiber degradation rate of the composition %

表4 混合物的纖維物質混合效應Table 4 Composition effect of fibrous substances

表5 混合物的揮發(fā)性脂肪酸濃度Table 5 The concentration of volatile fatty acids in compositions

表6 混合物的揮發(fā)性脂肪酸混合效應Table 6 Volatile fatty acid combined effect of composition

3 討論

3.1 皇竹草和噴漿玉米皮混合對體外營養(yǎng)物質降解率的影響

營養(yǎng)物質的降解率是衡量動物機體對飼料養(yǎng)分利用率的重要指標，對于草食家畜而言，將不同飼料原料進行合理搭配可以改善其對營養(yǎng)物質的利用效率[15]。研究表明，草食家畜對有機質的消化率與所給飼料中碳水化合物的含量呈正相關關系[16]。孟梅娟等[9]研究指出，添加噴漿玉米皮可以提高纖維物質的降解率。本研究得出，添加不同比例噴漿玉米皮均可提高有機物、粗纖維和中性洗滌纖維降解率，造成這種現(xiàn)象的原因一方面可能是，添加噴漿玉米皮后，飼糧中飼料間的不同搭配以及易降解纖維和易發(fā)酵碳水化合物的添加均會對飼糧中單一飼料的營養(yǎng)消化利用率產(chǎn)生影響[9]；另一方面噴漿玉米皮中非結構性碳水化合物含量較高，可以給瘤胃微生物提供更多的可利用糖類，提高微生物活性，從而提高瘤胃微生物對營養(yǎng)物質的利用率[3]。纖維物質對于草食動物的瘤胃代謝具有重要的作用，纖維含量的高低是影響消化率的首要因素，同時還會影響家畜的采食量[17-18]，從本研究結果可以看出，飼糧中的中性洗滌纖維含量越少，其降解率就越高，而酸性洗滌纖維和粗纖維則在一定范圍內隨著纖維含量的降低，其降解率升高，而低于一定的范圍其降解率反而降低，這與孟梅娟等[7]研究結果一致。反芻動物主要通過瘤胃微生物利用纖維物質，而瘤胃微生物則主要通過物理和化學法對纖維物質進行降解利用。物理利用途徑是反芻動物采食后，瘤胃微生物很快就附著于纖維物質上，通過植物組織表面的孔隙或者受損部位進入植物組織內部，從而進行消化；化學利用途徑較為復雜，其主要是纖維分解菌產(chǎn)生纖維素分解酶并對纖維物質進行分解[19]。

3.2 皇竹草和噴漿玉米皮混合對體外揮發(fā)性脂肪酸組成的影響

瘤胃中的揮發(fā)性脂肪酸是發(fā)酵底物中的碳水化合物經(jīng)瘤胃微生物發(fā)酵后生成的，主要由乙酸、丙酸、丁酸和戊酸等組成，其中以乙酸、丙酸和丁酸為主，約占總揮發(fā)性脂肪酸的95%左右。乙酸主要用于動物體脂肪和乳脂肪的合成；丙酸是糖異生的主要前體物質，丙酸有利于促進葡糖糖的轉化和貯存；丁酸主要用于為體組織供能，同時丁酸還參與采食量的調節(jié)[19-21]。王海榮[19]和陳光吉等[22]研究表明，瘤胃中揮發(fā)性脂肪酸的組成及濃度受到飼料精粗比、加工方式以及一些添加劑的影響，但在瘤胃揮發(fā)性脂肪酸組成中，均以乙酸含量最高，且本研究結果表明，同一發(fā)酵底物同一發(fā)酵時間，均以乙酸含量最高，這與前人研究結果一致。本研究結果得出，皇竹草和噴漿玉米皮不同比例混合對揮發(fā)性脂肪酸的產(chǎn)量和比例具有一定的影響，單獨皇竹草組和單獨噴漿玉米皮組相比，全噴漿玉米皮組的揮發(fā)性脂肪酸總濃度和乙酸、丙酸、丁酸濃度均高于全皇竹草組，表明噴漿玉米皮的飼喂效果優(yōu)于皇竹草。然而，皇竹草和噴漿玉米皮混合后，其產(chǎn)酸量卻不是呈整體性變化，發(fā)酵24 h時以0∶100組乙酸濃度最高，而在48 h 時卻是25∶75組濃度最高，說明全噴漿玉米皮組乙酸發(fā)酵潛力較小，而丙酸和丁酸方面，也都具有相同的規(guī)律，這都表明混合后的效果要優(yōu)于單一飼料原料，這與前人研究小麥秸稈與噴漿玉米皮不同比例混合及不同精粗比對瘤胃揮發(fā)性脂肪酸濃度的影響結果一致[9-10,14,23]。

3.3 皇竹草和噴漿玉米皮的混合效應

不同飼料相互搭配使得搭配后某種養(yǎng)分降解率高于各個單一飼料原料加權值，這表明這種搭配產(chǎn)生了正混合效應，通過不同牧草之間進行合理的搭配，充分發(fā)揮正混合效應，不僅可以提高動物對牧草的利用能力，而且可以有益于動物體的健康[24-25]。研究發(fā)現(xiàn)，牧草間存在混合效應(正混合效應或者負混合效應)，正混合效應越高說明動物對牧草的消化率和采食量就越高，負混合效應則說明牧草間混合會對牧草養(yǎng)分利用率產(chǎn)生負面影響[26]。張品佳等[27]通過體外發(fā)酵法以總產(chǎn)氣量、揮發(fā)性脂肪酸和有機物降解率等混合效應值為衡量指標得出青貯茭白鞘葉∶玉米∶豆粕最佳混合比例為40∶30∶30；張勇等[28]以產(chǎn)氣量、氨態(tài)氮和揮發(fā)性脂肪酸等混合效應值為衡量指標得出油菜秸∶玉米∶豆粕最佳比例為55∶30∶15。從有機物降解率混合效應來看，50∶50混合在發(fā)酵24 h時產(chǎn)生最大混合效應，與75∶25混合效應相當；75∶25混合在發(fā)酵48 h時產(chǎn)生最大混合效應，25∶75混合在兩個時間段混合效應均最低。從纖維物質混合效應來看，在中性洗滌纖維和粗纖維方面兩個時間段均以75∶25混合效應最高，50∶50混合效應值次之，25∶75組最低且都為負混合效應。揮發(fā)性脂肪酸方面，發(fā)酵24 h時乙酸、丙酸和丁酸最大混合效應值分別是75∶25、50∶50和50∶50混合，48 h時乙酸、丙酸和丁酸最大混合效應值分別是25∶75、50∶50和50∶50混合比例。從結果可以看出，皇竹草和噴漿玉米皮不同比例混合產(chǎn)生了混合效應，這與孟梅娟等[9]和涂遠璐等[10]研究的小麥秸稈與噴漿玉米皮不同比例混合產(chǎn)生不同混合效應的結果一致，表明噴漿玉米皮用于山羊的養(yǎng)殖是可行的，而且具有較高的利用價值，且與皇竹草混合時效果更佳。

4 結論

本研究表明，噴漿玉米皮可用于山羊養(yǎng)殖，且具有較高的利用價值，與皇竹草混合效果更佳；綜合有機物質、中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維降解率及其混合效應和揮發(fā)性脂肪酸濃度及其混合效應得出，皇竹草和噴漿玉米皮的最佳混合比例為75∶25和50∶50。