李 勇, 趙慶楓, 王澤仁, 朱平軍, 胡福利
(1.河南農(nóng)業(yè)職業(yè)學(xué)院,河南鄭州 451450;2.周口職業(yè)技術(shù)學(xué)院,河南周口 466000;3.周口市動(dòng)物疫病預(yù)防控制中心,河南周口 466000;4.河南中微生物科技研究院(有限合伙),河南鄭州 450000)
巨菌草屬多年生禾本科直立叢生型植物,具有較強(qiáng)的分蘗能力和較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值 (杜森有,2018),其鮮草粗蛋白質(zhì)含量可達(dá)15%以上(黃國勇,2016),是牛、羊、馬、鹿等動(dòng)物的絕佳草料。 同時(shí),因其具有成本低、產(chǎn)量高、品質(zhì)優(yōu)、青綠多汁等特點(diǎn), 可通過青貯發(fā)酵的方法緩解飼草飼料季節(jié)性不平衡的問題, 是一種十分具有開發(fā)潛力的飼料資源。 研究表明,巨菌草經(jīng)過發(fā)酵處理,既可消除其中的抗?fàn)I養(yǎng)因子, 降解其中的植物性碳水化合物及大分子蛋白質(zhì)物質(zhì), 產(chǎn)生大量的肽類和菌體蛋白等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)(王亞芳等,2020),更易被綿羊消化吸收利用;又可促進(jìn)乳酸發(fā)酵,產(chǎn)生大量的益生菌和乳酸,降低飼料pH,提高飼料的適口性,改善瘤胃內(nèi)環(huán)境(陳曉斌等,2013)。然而較少有關(guān)于通過單一或復(fù)合益生菌(植物乳桿菌、乳雙歧桿菌和凝結(jié)芽孢桿菌)發(fā)酵巨菌草飼料及其應(yīng)用研究。因此, 本試驗(yàn)旨在通過研究添加不同比例復(fù)合益生菌發(fā)酵的巨菌草飼料對(duì)綿羊瘤胃發(fā)酵和養(yǎng)分表觀消化率的影響,為其在動(dòng)物生產(chǎn)中合理開發(fā)、科學(xué)應(yīng)用提供理論依據(jù)和參考價(jià)值。
1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)動(dòng)物 選擇24 只[平均體重(31.55±2.00)kg, 由周口市淮陽致富養(yǎng)殖基地提供]3 ~4 月齡、體況健康、體重接近、遺傳背景相同的育肥綿公羊作為試驗(yàn)動(dòng)物,隨機(jī)分配到A、B、C 和D 四個(gè)處理組,即依次為對(duì)照組(基礎(chǔ)飼糧)和試驗(yàn)組(基礎(chǔ)飼糧+10%、20%和30%復(fù)合益生菌發(fā)酵的巨菌草飼料),每組6 只。 試驗(yàn)設(shè)預(yù)試期7 d,正試期90 d。單欄飼養(yǎng),專人飼喂,自由飲水。每天分8:00 和14:00 兩次進(jìn)行,喂量以食后料槽略有剩余為限。
試驗(yàn)期間舍內(nèi)溫度保持在25 ~28 ℃, 相對(duì)濕度保持在55% ~70%。 每天分7:00 和13:00兩次清潔和消毒,始終保持圈舍通風(fēng)、干燥。
1.2 飼糧配制與提供 基礎(chǔ)飼糧按《中華人民共和國肥育羊飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)(2004)》配制(表1)。復(fù)合益生菌發(fā)酵的巨菌草飼料(含植物乳桿菌、乳雙歧桿菌和凝結(jié)芽孢桿菌各為108CFU/kg;CP 6.27%,EE 2.42%,NDF 68.28%,ADF 44.20%,WSC 2.24%,Ca 0.36%,P 0.20%),由周口榮鑫草業(yè)有限公司提供。
1.3 樣品采集與保存
1.3.1 飼料及糞樣 正試期第81 ~86 天為消化試驗(yàn)期,按全收糞法(楊詩興,1982)采樣和保存:于第81 天早飼前,清理干凈試羊糞便和剩料。 以后每天記錄投料量和剩余料量, 并采集各組飼料樣(約200 g)和剩料樣,分別裝入塑料袋中混合均勻、風(fēng)干;每天收集一次全部鮮糞(借用塑料布)并稱重,每次按每只試羊糞樣的10%取樣,放入己知重量的鋁盒中,在65 ℃烘箱內(nèi)烘干恒重;將前述飼料、剩料和糞樣粉碎并通過40 目篩,常規(guī)保存,待測(cè)。 另取10% 的糞樣,置于廣口瓶中,加入一定量10% H2SO4溶液 (以剛好浸沒糞樣為原則),然后放入冰箱(4 ℃)保存,以備測(cè)糞氮用。
1.3.2 瘤胃液 于正試期第90 天,通過頸靜脈放血方式將試羊致死,剖開瘤胃,用四層紗布過濾瘤胃內(nèi)容物,取2 份瘤胃液分裝于兩個(gè)50 mL 離心管中,冷凍(-20 ℃)保存;分別用于測(cè)定揮發(fā)性脂肪酸(VFA)和氨氮(NH3-N)含量。
1.4 測(cè)定指標(biāo)與方法 飼料、剩料及糞中干物質(zhì)(DM),粗蛋白質(zhì)(CP),粗脂肪(EE),中性洗滌纖維(NDF)、酸性洗滌纖維(ADF)、鈣(Ca)、磷(P)含量測(cè)定按楊勝(1993)方法進(jìn)行;瘤胃液pH 測(cè)定需先將瘤胃內(nèi)容物攪拌均勻后,立即用PB-10 型酸度計(jì)(賽多利斯,哥根廷,德國)測(cè)定;瘤胃液揮發(fā)性脂肪酸及氨氮含量測(cè)定分別按Vanzan(1994)法和馮宗慈(2010)方法進(jìn)行。
養(yǎng)分表觀消化率/%=(食入飼料中養(yǎng)分量-糞中養(yǎng)分量)/食入飼料中養(yǎng)分量×100%。
1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì) 試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS 20.0 軟件,按照單因子試驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。P<0.05 為差異顯著標(biāo)準(zhǔn),0.05≤P<0.10 為有趨勢(shì)。
2.1 瘤胃發(fā)酵 由表2 可知,D 組試羊瘤胃總揮發(fā)性脂肪酸、乙酸、戊酸含量均顯著高于A 組,分別提高了4.37%、4.70%、17.30%;pH 和氨氮含量顯著低于A 組,分別降低了3.45%和11.14%(P<0.05);且D 組和C 組試羊瘤胃總揮發(fā)性脂肪酸含量分別顯著高于B 組和A 組, 分別提高了3.05%、4.37%和1.93%、3.23%(P<0.05)。
表2 不同比例巨菌草發(fā)酵飼料對(duì)綿羊瘤胃液發(fā)酵的影響
2.2 養(yǎng)分表觀消化率 由表3 可知,D 組干物質(zhì)和粗蛋白質(zhì)表觀消化率均分別顯著高于A 和B 組,分別提高了4.15%、3.27%和3.35%、2.91%;D 組中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維表觀消化率均顯著高于A 組,分別提高了4.54%和5.23%(P<0.05)。
表3 不同比例巨菌草發(fā)酵飼料對(duì)養(yǎng)分表觀消化率的影響 %
瘤胃pH 是反映反芻動(dòng)物瘤胃發(fā)酵狀況的一項(xiàng)最直觀指標(biāo), 其對(duì)維持瘤胃內(nèi)環(huán)境的相對(duì)穩(wěn)定發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。 影響瘤胃pH 的因素有很多,主要包括飼糧結(jié)構(gòu)、唾液分泌量、采食速度、瘤胃內(nèi)VFA 和其他有機(jī)酸生成、吸收和排出速度等, 但促使瘤胃pH 波動(dòng)的根本原因是飼糧結(jié)構(gòu)與營(yíng)養(yǎng)水平 (王龍壇等,2009)。 瘤胃pH 一般在5.0 ~7.5 呈規(guī)律性的波動(dòng)(韓正康,1998;Murphy,1987)。瘤胃VFA 是碳水化合物的主要發(fā)酵產(chǎn)物,主要由乙酸、丙酸和丁酸等組成。它們是反芻動(dòng)物的主要能量來源。 當(dāng)反芻動(dòng)物采食纖維含量高的飼糧時(shí),其瘤胃乙酸比例會(huì)增加;當(dāng)反芻動(dòng)物采食易發(fā)酵的碳水化合物時(shí),微生物活動(dòng)增加,進(jìn)而可提高瘤胃總揮發(fā)性脂肪酸(TVFA)含量,降低瘤胃pH(張建勛等,2013)。 本試驗(yàn)中,在基礎(chǔ)日糧中添加復(fù)合菌液發(fā)酵的巨菌草飼料, 顯著提高了綿羊瘤胃TVFA 和乙酸含量, 顯著降低了瘤胃pH 和NH3-N 含量,可能原因是巨菌草發(fā)酵飼料中含有較多的植物乳桿菌、 乳雙歧桿菌和凝結(jié)芽孢桿菌等益生菌,能高效利用碳源產(chǎn)生乙酸所致(程光民等,2019a)。程光民(2019b)也發(fā)現(xiàn),飼喂在全株玉米青貯中單一添加植物乳桿菌的全混合日糧時(shí),顯著提高了試驗(yàn)羊瘤胃乙酸和TVFA 含量。另外,本試驗(yàn)中, 試驗(yàn)組日糧顯著提高了試羊瘤胃戊酸含量,可能與巨菌草通過植物乳桿菌、乳雙歧桿菌和凝結(jié)芽孢桿菌等有益菌發(fā)酵,產(chǎn)生更多乳酸等,進(jìn)而分解形成更多戊酸有關(guān) (Nasrollahi 等,2017),具體原因有待進(jìn)一步探討。
NH3-N 是日糧中的蛋白氮、非蛋白氮及內(nèi)源氮在瘤胃的降解產(chǎn)物, 也是瘤胃微生物合成菌體蛋白的必要前體物質(zhì); 其濃度不僅可在一定程度上反映瘤胃微生物分解含氮物質(zhì)產(chǎn)生NH3的速度以及其對(duì)NH3的攝取利用情況,而且可反映在特定飼糧組成下蛋白質(zhì)降解與合成之間的平衡關(guān)系。因此,維持最佳的NH3-N 濃度(6.3 ~27.5 mg/100 mL)對(duì)促進(jìn)瘤胃微生物生長(zhǎng)和繁殖是十分有必要的(Hristov,2016)。本試驗(yàn)中,雖然各處理組均維持了瘤胃微生物生長(zhǎng)和繁殖的最佳NH3-N 濃度,但試驗(yàn)組試羊瘤胃NH3-N 濃度均低于對(duì)照組,尤其是30%巨菌草發(fā)酵飼料組顯著低于對(duì)照組,可能的原因是飼喂復(fù)合菌液發(fā)酵的巨菌草飼料,促進(jìn)了瘤胃發(fā)酵, 加快了NH3-N 利用和微生物蛋白質(zhì)的合成,與程光民(2019a)的試驗(yàn)結(jié)果類似。
養(yǎng)分表觀消化率可直接反映機(jī)體對(duì)日糧營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化情況。研究表明,在肉羊基礎(chǔ)飼糧中添加5000 mg/kg 和1000 mg/kg 的益生菌制劑均可顯著提高養(yǎng)分表觀消化率(楊華等,2015);飼喂在全株玉米青貯中混合添加0.1% 植物乳桿菌和0.5% 尿素的全混合日糧,其試羊沉積氮、氮消化率、氮利用率及NDF 表觀消化率顯著提高(程光民等,2019b)。 本研究中, 試驗(yàn)組試羊有較高的DM、CP、NDF 和ADF 表觀消化率,尤其是30%巨菌草發(fā)酵飼料組DM、CP、NDF 和ADF 表觀消化率顯著高于對(duì)照組或10%巨菌草發(fā)酵飼料組。 與含乳酸菌、 芽孢桿菌等的微生物發(fā)酵飼料可顯著提高日糧CP、NDF、ADF 消化率(Mugabe 等,2019;彭忠利等,2013)的結(jié)果一致。 表明在基礎(chǔ)日糧中添加復(fù)合益生菌發(fā)酵的巨菌草飼料,能提高DM、CP、NDF、ADF 等養(yǎng)分表觀消化率。 可能原因是巨菌草經(jīng)植物乳桿菌、 乳雙歧桿菌和凝結(jié)芽孢桿菌等復(fù)合益生菌發(fā)酵, 產(chǎn)生了較多的淀粉酶、 蛋白酶、脂肪酶等各種有效成分,降解植物性碳水化合物和飼料中的復(fù)雜物質(zhì), 使其更好地被腸道吸收利用,提高了飼料利用率(魏炳棟,2016)。同時(shí),植物乳桿菌有助于維持瘤胃和消化道微生物菌群動(dòng)態(tài)平衡,直接促進(jìn)腸道屏障完整性,減少炎癥,提高對(duì)病原菌的競(jìng)爭(zhēng)性排斥,從而增強(qiáng)免疫功能,提高養(yǎng)分消化率(穆曉峰等,2007)。
在基礎(chǔ)日糧中添加復(fù)合益生菌發(fā)酵的巨菌草飼料,可改善綿羊瘤胃內(nèi)環(huán)境,提高養(yǎng)分表觀消化率;建議添加比例以20% ~30%為宜。