馬 寧，何立榮，許 遲，趙 強，馬 峰，張 林，李博寧，馬 帆

（寧夏大北農(nóng)科技實業(yè)有限公司，寧夏 銀川 750200）

蘋果渣是將蘋果榨汁加工后產(chǎn)生的一種非糧型飼料資源。由于蘋果渣含水量高，在常溫下難以保存，腐敗變質(zhì)后會產(chǎn)生難聞的氣味，大部分不被利用，易造成環(huán)境污染。利用生物發(fā)酵技術(shù)將蘋果渣轉(zhuǎn)化成菌體蛋白飼料，可提高飼料中蛋白質(zhì)含量。在肉牛養(yǎng)殖過程中，將發(fā)酵蘋果渣添加到日糧中不僅可以增加飼料營養(yǎng)價值，還可以降低飼料成本，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)廢棄物循環(huán)再利用［1］。楊福有等［2］對干蘋果渣進行檢測分析，營養(yǎng)水平為粗蛋白（6.25%）、粗脂肪（6.8%）、粗纖維（16.9%）、粗灰分（2.3%）、鈣（0.06%）、磷（0.06%），蘋果渣的總能值比小麥麩高1.02 MJ/kg，并且含有大量的微量元素Fe、Cu、Zn、Se等，營養(yǎng)非常豐富。陳志強等［3］研究表明，肉牛全混合日糧中添加蘋果渣等非常規(guī)飼料原料可提高日增重，提升屠宰性能，增加養(yǎng)殖經(jīng)濟效益。

體外產(chǎn)氣法是一種基于飼料樣品在體外利用瘤胃液發(fā)酵產(chǎn)生氣體的比例估計有機物消化率的體外模擬技術(shù)，也是一種評定反芻動物飼料營養(yǎng)價值的常用方法。利用體外發(fā)酵技術(shù)可以預(yù)測發(fā)酵底物的營養(yǎng)價值。該方法因具有準確性高、可批量測定樣品等優(yōu)點得到廣泛應(yīng)用［4］。該試驗通過在肉牛精料補充料中添加不同水平的干蘋果渣替代部分玉米，探討對瘤胃體外產(chǎn)氣量、發(fā)酵參數(shù)、營養(yǎng)物質(zhì)消化率以及生長性能的影響，以期為肉牛產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)中科學(xué)應(yīng)用干蘋果渣等非常規(guī)飼料原料提供參考。

1 材料與方法

1.1 日糧組成及營養(yǎng)水平

采用單因子試驗設(shè)計原則，試驗日糧參照《肉牛飼養(yǎng)標準》（NY/T 815—2004）以及《中國飼料成分及營養(yǎng)價值表》（2019年第30版）配制，用不同水平干蘋果渣替換部分玉米，配伍到肉牛育肥期精料補充料中。精料補充料由寧夏大北農(nóng)科技實業(yè)有限公司生產(chǎn)，粗飼料為養(yǎng)殖場統(tǒng)一提供的稻草秸稈、玉米秸稈和全株玉米青貯。試驗日糧分為對照組（干蘋果渣添加比例為0）、試驗1組（干蘋果渣添加比例為4%）、試驗2組（干蘋果渣添加比例為8%）、試驗3組（干蘋果渣添加比例為12%）和試驗4組（干蘋果渣添加比例為16%）。試驗日糧組成及營養(yǎng)水平見表1。

表1 試驗日糧組成及營養(yǎng)水平

1.2 體外發(fā)酵試驗

1.2.1人工緩沖液的制備試驗所用的體外人工緩沖液按照Menke等［5］所述的方法配制，由常量元素溶液、微量元素溶液、緩沖液、還原劑溶液和指示劑溶液配制而成。溶液配制好后立即通入CO2，保證處于厭氧環(huán)境，置于39℃恒溫水浴保存?zhèn)溆?，同時用磁性攪拌器不斷攪拌。人工緩沖液各組分配制方法見表2，人工緩沖液配制各組分體積見表3。

表2 人工緩沖液各組分配制方法

表3 人工緩沖液配制各組分體積 單位：mL

1.2.2瘤胃液的采集在試驗當天清晨于屠宰場選擇健康狀況良好的西門塔爾肉牛，屠宰后立即取出瘤胃并切開，將瘤胃內(nèi)容物混合均勻，用4層紗布過濾收集瘤胃液。將現(xiàn)取的瘤胃液置于預(yù)熱到39℃并通有CO2的保溫瓶中密封后迅速帶回實驗室。將瘤胃液混合均勻后倒入預(yù)熱的三角瓶，39℃水浴保存，持續(xù)通入CO2保持厭氧環(huán)境。

1.2.3樣品稱量將每組試驗日糧樣品制成風干樣，粉碎過1 mm篩，稱取2 g裝入尼龍袋并用封口機封好，每個樣品10個重復(fù)。

1.2.4產(chǎn)氣量和產(chǎn)氣后瘤胃發(fā)酵參數(shù)的測定將預(yù)先準備好的美國ANKOM RFS氣體測量系統(tǒng)250 mL產(chǎn)氣瓶放入39℃的恒溫培養(yǎng)箱預(yù)熱1 h，然后將三角瓶中的瘤胃液與提前配制的人工緩沖液按1∶2的體積比混合均勻制成人工瘤胃培養(yǎng)液，取180 mL人工瘤胃培養(yǎng)液置于預(yù)熱好的產(chǎn)氣瓶，并持續(xù)通入CO2，將每組樣品取3個重復(fù)放入產(chǎn)氣瓶，同時另取3個產(chǎn)氣瓶加入180 mL人工瘤胃培養(yǎng)液作為產(chǎn)氣空白對照，檢查并擰緊每個產(chǎn)氣瓶瓶蓋。將每個產(chǎn)氣瓶在（39.0±0.5）℃的空氣浴搖床中體外發(fā)酵72 h。氣體測量系統(tǒng)自動記錄每個產(chǎn)氣瓶的壓力數(shù)據(jù)，根據(jù)公式將氣壓換算成氣體體積，計算公式如下：

Vx=Vj×Ppsi×0.068，

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

記 錄 并 計 算 發(fā) 酵0、1、2、4、8、12、16、24、36、48、72 h的產(chǎn)氣體積，減去空白對照發(fā)酵瓶產(chǎn)氣體積即為產(chǎn)氣量。產(chǎn)氣試驗結(jié)束后測定發(fā)酵后人工瘤胃培養(yǎng)液pH值、揮發(fā)性脂肪酸（VFA）含量、氨態(tài)氮（NH3-N）濃度和菌體蛋白含量。瘤胃液pH值：采用UB-7型酸度計測定。瘤胃VFA含量：采用氣相色譜儀進行分析［6］。NH3-N濃度：取發(fā)酵后人工瘤胃培養(yǎng)液10 mL，3 500 r/min離心10 min后，取2 mL上清液置于15 mL試管內(nèi)，再加入8 mL 0.2 mol/L HCl搖勻，待測；使用氯化銨作為標準品，用UV-2102 PCS型紫外分光光度計測定特定波長條件下的上清液中的NH3-N濃度［7］。菌體蛋白含量：采用考馬斯亮藍法［8］，應(yīng)用752紫外可見分光光度計測定。

1.2.5營養(yǎng)物質(zhì)體外消化率的測定將每組樣品取7個重復(fù)放入ANKOM DaisyⅡ型自動體外培養(yǎng)箱2.5 L發(fā)酵罐，并在通入CO2的條件下向發(fā)酵罐中加入1 L人工瘤胃培養(yǎng)液，培養(yǎng)48 h后迅速將尼龍袋放入冷水停止發(fā)酵，再用蒸餾水清洗幾遍后繼續(xù)放入培養(yǎng)箱，加入1 L酸性胃蛋白酶溶液 （1 L 0.1 mol/L HCl溶液中加入2 g胃蛋白酶）培養(yǎng)48 h終止發(fā)酵。將尼龍袋轉(zhuǎn)移到烘箱中以65℃烘48 h至干燥。根據(jù)標準方法測定干物質(zhì)（GB/T 6435—2014）、粗蛋白（GB/T 6432—2018）、酸性洗滌纖維（NY/T 1459—2007）和中性洗滌纖維（GB/T 20806—2006）的含量，并計算體外消化率。某養(yǎng)分消化率（%）=100×（底物某養(yǎng)分含量-消化殘渣某養(yǎng)分含量）/底物某養(yǎng)分含量。

1.3 肉牛育肥試驗

1.3.1試驗動物及分組采用完全隨機分組的設(shè)計原則，從養(yǎng)殖場同批次牛群中選擇體重相近［（283.37±42.93）kg］，健康狀況良好，體型、膘情和毛色相近的西門塔爾育肥牛20頭，隨機分為4組，分別為對照組、試驗1組（4%干蘋果渣）、試驗2組（8%干蘋果渣）和試驗3組（12%干蘋果渣）。

1.3.2育肥試驗日糧及營養(yǎng)水平試驗選用對照組和含4%、8%和12%干蘋果渣的精料補充料進行育肥試驗，日糧精粗比為4∶6，試驗日糧組成同表1。根據(jù)標準方法測定育肥試驗日糧中粗蛋白（GB/T 6432—2018）、中性洗滌纖維（GB/T 20806—2006）、酸性洗滌纖維（NY/T 1459—2007）、粗灰分（GB/T 6438—2007）、鹽酸不溶灰分（GB/T 23742—2019）、鈣（GB/T 13885—2013）和磷（GB/T 6437—2018）含量。育肥試驗日糧營養(yǎng)水平實測值見表4。1.3.3試驗時間與地點育肥試驗于2020年10月17日—12月16日在寧夏賀蘭縣某肉牛養(yǎng)殖場進行，試驗預(yù)飼期10 d，正試期50 d。

表4 育肥試驗日糧營養(yǎng)水平實測值 單位：%

1.3.4飼養(yǎng)管理試驗前做好每個圈舍的消毒工作。試驗牛編號入舍，按照牛場日常管理要求統(tǒng)一飼喂，每日8:00和16:00各飼喂1次。隨著牛體重的增加，逐漸增加投料量，食槽旁另外放干稻草，自由采食，自由飲水。

1.3.5生長性能指標測定及方法試驗預(yù)飼期結(jié)束當天對試驗牛逐個稱重、為試驗初重，試驗正試期結(jié)束當天對試驗牛逐個稱重、為試驗?zāi)┲?。計算試驗期間總增重和平均日增重。試驗期間總增重=試驗?zāi)┲?試驗初重；平均日增重=（試驗?zāi)┲?試驗初重）/試驗天數(shù)。

1.4 數(shù)據(jù)整理與統(tǒng)計分析

試驗數(shù)據(jù)利用Excel 2010進行初步整理，應(yīng)用SPSS24.0統(tǒng)計學(xué)軟件進行單因素方差分析，Duncan氏法進行多重比較，顯著性差異的判斷標準為P＜0.05。試驗結(jié)果以“平均值±標準差”的形式表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同水平干蘋果渣對體外產(chǎn)氣量的影響

由表5可知，在體外產(chǎn)氣試驗前2小時，試驗1組各時間點的產(chǎn)氣量是最多的，說明起始發(fā)酵速度較快；在12～24 h各時間點對照組產(chǎn)氣量顯著（P＜0.05）高于4個試驗組；0～48 h各時間點試驗1組、試驗2組和試驗3組產(chǎn)氣量差異均不顯著（P＞0.05）；12～72 h各時間點試驗4組產(chǎn)氣量均顯著低于對照組、試驗1組、試驗2組和試驗3組（P＜0.05）；試驗1組總產(chǎn)氣量最多，顯著（P＜0.05）高于試驗2組和試驗4組，與對照組和試驗3組差異不顯著（P＞0.05）；試驗4組總產(chǎn)氣量最少，顯著（P＜0.05）低于對照組、試驗1組、試驗2組和試驗3組。各樣品產(chǎn)氣主要集中在4～24 h，36～72 h各樣品產(chǎn)氣量趨于平穩(wěn)。

表5 不同水平干蘋果渣對體外產(chǎn)氣量的影響

2.2 不同水平干蘋果渣對體外發(fā)酵參數(shù)的影響

由表6可知，產(chǎn)氣試驗結(jié)束后，對照組體外發(fā)酵后瘤胃液pH值最高，顯著（P＜0.05）高于試驗2組，與試驗1組、試驗3組、試驗4組差異不顯著（P＞0.05）。試驗2組NH3-N濃度最高，顯著（P＜0.05）高于試驗3組和試驗4組；對照組、試驗1組和試驗2組NH3-N濃度均無顯著（P＞0.05）差異，由大到小依次為試驗2組＞試驗1組＞對照組；試驗1組NH3-N濃度顯著（P＜0.05）高于試驗4組。各個處理組菌體蛋白含量無顯著（P＞0.05）差異。通過分析VFA含量可以看出，試驗1組和試驗2組的乙酸、異丁酸、丁酸、異戊酸和戊酸濃度顯著（P＜0.05）高于其他各組；試驗2組丙酸濃度最高，顯著（P＜0.05）高于對照組、試驗3組和試驗4組，與試驗1組差異不顯著（P＞0.05）。

表6 不同水平干蘋果渣對體外發(fā)酵參數(shù)的影響

2.3 不同水平干蘋果渣對營養(yǎng)物質(zhì)體外消化率的影響

由表7可知，對照組的干物質(zhì)（DM）、粗蛋白（CP）和中性洗滌纖維（NDF）消化率最高，與4個試驗組相比均有顯著（P＜0.05）差異；4個試驗組DM消化率均無顯著（P＞0.05）差異，由大到小依次為試驗4組＞試驗1組＞試驗3組＞試驗2組；4個試驗組CP消化率存在顯著（P＜0.05）差異，由大到小依次為試驗4組＞試驗3組＞試驗1組＞試驗2組；4個試驗組NDF消化率均存在顯著（P＜0.05）差異，由大到小依次為試驗3組＞試驗1組＞試驗4組＞試驗2組。試驗2組酸性洗滌纖維（ADF）消化率最高，顯著（P＜0.05）高于其他各組；試驗1組ADF消化率最低，顯著（P＜0.05）低于其他各組；ADF消化率由大到小依次為試驗2組＞對照組＞試驗3組＞試驗4組＞試驗1組。

表7 不同水平干蘋果渣對營養(yǎng)物質(zhì)體外消化率的影響 單位：%

2.4 不同水平干蘋果渣對肉牛生長性能的影響

由表8可知，各組肉牛的試驗期間總增重和平均日增重差異均不顯著（P>0.05）；試驗期間總增重和平均日增重由大到小依次為對照組>試驗3組>試驗2組>試驗1組。

表8 不同水平干蘋果渣對肉牛生長性能的影響

3 討論

3.1 不同水平干蘋果渣替代玉米對瘤胃體外發(fā)酵產(chǎn)氣量的影響

體外發(fā)酵產(chǎn)氣量不僅是衡量飼料營養(yǎng)消化水平的重要指標，也是反映飼料中有機物可發(fā)酵程度的指標。黃江麗等［9］研究表明，體外發(fā)酵產(chǎn)氣量可反映底物被瘤胃微生物利用的程度，與飼料中碳水化合物消化率有關(guān)，是評價反芻動物瘤胃發(fā)酵功能的一個重要指標。該研究開展的體外模擬瘤胃發(fā)酵試驗結(jié)果顯示，發(fā)酵前2小時4%干蘋果渣組各時間點產(chǎn)氣量最高，說明起始發(fā)酵速度較快；16%干蘋果渣組日糧的粗纖維（CF）、CP、NDF、ADF濃度較高，可能是整個發(fā)酵過程中產(chǎn)氣速度緩慢且產(chǎn)氣量最少的原因。各組樣品產(chǎn)氣主要集中在4～24 h，36～72 h各組樣品產(chǎn)氣量趨于平穩(wěn)、發(fā)酵速度減慢，可能是因為隨著發(fā)酵的不斷進行底物被快速消化，隨著發(fā)酵時間的延長，人工瘤胃培養(yǎng)液中微生物數(shù)量變少或活性減弱。4%干蘋果渣組總產(chǎn)氣量最高，說明少量干蘋果渣有利于提高瘤胃微生物對飼料營養(yǎng)物質(zhì)的利用水平。

3.2 不同水平干蘋果渣替代玉米對瘤胃體外發(fā)酵參數(shù)的影響

pH值是反映瘤胃發(fā)酵穩(wěn)定性的重要指標。日糧結(jié)構(gòu)是影響瘤胃液pH值的主要因素，pH值過高或過低對瘤胃微生物的生長和發(fā)酵功能都會產(chǎn)生影響［10］。高天爽等［11］研究發(fā)現(xiàn)，瘤胃液pH值的變化可影響瘤胃微生物發(fā)酵，只有當瘤胃液pH值處于正常范圍，瘤胃發(fā)酵和飼料降解才能正常進行。體外人工瘤胃培養(yǎng)液的pH值變動范圍一般為5.5～7.5，最適宜范圍為6.6～7.0［12］。該試驗加入底物的所有參試樣本經(jīng)發(fā)酵，人工瘤胃培養(yǎng)液pH值均在正常范圍內(nèi)，未對人工瘤胃內(nèi)環(huán)境產(chǎn)生不良影響，說明瘤胃培養(yǎng)液的酸堿環(huán)境一直處于可以使瘤胃微生物具有正?；钚缘臓顟B(tài)。pH值越低，說明發(fā)酵產(chǎn)生的酸累積量越大［9］。該試驗中，對照組pH值高于各試驗組，原因可能是加入干蘋果渣有助于有機酸的累積；4%干蘋果渣組pH值最低，且在最適宜范圍內(nèi)，說明添加4%干蘋果渣使飼糧更容易在瘤胃中消化。

NH3-N是瘤胃內(nèi)飼料蛋白質(zhì)、肽、氨基酸、氨化物、尿素和其他非蛋白氮化合物分解的終產(chǎn)物［13］。瘤胃液NH3-N濃度與諸多因素有關(guān)，包括蛋白質(zhì)的攝入量、蛋白質(zhì)在瘤胃中降解為NH3-N的降解速率、瘤胃壁對NH3-N的吸收與再循環(huán)，以及瘤胃微生物對NH3-N的利用效率等。NH3-N濃度受發(fā)酵底物蛋白質(zhì)含量和降解率的影響，NH3-N是合成微生物蛋白的主要氮源，而微生物蛋白是反芻動物重要的蛋白質(zhì)來源。該試驗結(jié)果表明，4%和8%干蘋果渣組NH3-N濃度均高于對照組，說明添加一定水平的干蘋果渣可提高瘤胃中NH3-N濃度。

反芻動物瘤胃發(fā)酵產(chǎn)生的VFA大約占進入機體代謝的碳流量的2/3，是反芻動物維持生理功能的重要能量來源，可提供能量總需要量的70%～80%［14］，此外，VFA還能促進反芻動物腸胃運動，抑制腸胃中病原微生物的生長［15］。影響瘤胃液VFA濃度的因素主要包括干物質(zhì)采食量、淀粉攝入量以及瘤胃微生物對有機物的發(fā)酵。以采食精飼料為主的反芻動物，日糧中富含非纖維性碳水化合物，發(fā)酵產(chǎn)生的丙酸較多；而以采食粗飼料為主的反芻動物，日糧中結(jié)構(gòu)性碳水化合物含量較高，微生物降解粗纖維生成的乙酸較多［13］。該試驗結(jié)果表明，4%和8%干蘋果渣組飼料中VFA濃度顯著（P＜0.05）高于其他各組，說明以一定比例的干蘋果渣替代精料補充料中的部分玉米，可提高瘤胃VFA的含量。

3.3 不同水平干蘋果渣替代玉米對營養(yǎng)物質(zhì)體外消化率的影響

干蘋果渣具有豐富的營養(yǎng)價值，礦物質(zhì)、氨基酸、纖維素和可溶性糖類等營養(yǎng)成分含量較高，并且容易消化、適口性好，在動物養(yǎng)殖中無論是直接飼喂還是和其他飼草混合加工飼喂，對動物生長都具有明顯的促進作用［16］。王雯熙等［17］研究表明，體外DM消化率的高低可直接反映飼料消化的難易程度，與飼料中NDF和ADF的含量有關(guān)。該試驗中對照組的DM、CP和NDF的消化率顯著（P＜0.05）高于4個試驗組，說明干蘋果渣替代部分玉米有降低飼料體外消化率的趨勢。

3.4 不同水平干蘋果渣替代玉米對肉牛生長性能的影響

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步，人們越來越認識到資源和環(huán)境對人類的重要性。如何進行綠色生產(chǎn)、零排放已成為未來發(fā)展需要攻克的難題，因此，農(nóng)產(chǎn)品加工的廢棄下腳料的回收利用勢在必行。干蘋果渣作為非糧型飼料原料資源具有營養(yǎng)成分豐富、有毒有害物質(zhì)含量低、應(yīng)用成本較低的優(yōu)點，在畜禽養(yǎng)殖業(yè)上已經(jīng)開始應(yīng)用［18］。有研究表明，干蘋果渣中存在多種酸性物質(zhì)，可改善瘤胃內(nèi)環(huán)境，同時還可促進反芻動物胃腸道對其他營養(yǎng)物質(zhì)的消化利用。干蘋果渣還具有特殊的蘋果香味，可提高動物的采食量，在一定程度上還會增加母畜產(chǎn)奶量并提高生產(chǎn)性能［19］。該試驗對育肥牛生長性能進行了監(jiān)測，結(jié)果顯示對照組試驗期間總增重和日增重高于3個試驗組，但差異均不顯著（P＞0.05），說明干蘋果渣替換精料補充料中部分玉米對育肥牛增重效果無顯著影響，但育肥牛的試驗期間總增重和日增重隨著蘋果渣替代比例的增加而增加，同時，通過觀察試驗牛的采食行為，發(fā)現(xiàn)添加干蘋果渣有一定的誘食效果。這為后續(xù)干蘋果渣應(yīng)用到反芻動物飼料中提供了參考。

4 結(jié)論

在該試驗條件下，肉牛育肥期精料補充料中添加一定比例的干蘋果渣影響飼料DM和CP的體外消化率，精料補充料中添加4%和8%干蘋果渣可提高發(fā)酵后瘤胃液NH3-N和VFA濃度。添加4%干蘋果渣可提高體外發(fā)酵產(chǎn)氣量，有利于瘤胃發(fā)酵和飼糧消化。育肥牛增重效果隨著干蘋果渣添加量的增加而提升，說明干蘋果渣具有較高的營養(yǎng)價值，可以作為非糧型飼料資源應(yīng)用到反芻動物精飼料或日糧當中，但其最適添加水平還有待研究。