體外產氣法評價青貯茭白鞘葉與玉米/豆粕的組合效應

張品佳，曹凱，王雁坡，湯志宏，楊怡，葉均安

體外產氣法評價青貯茭白鞘葉與玉米/豆粕的組合效應

張品佳，曹凱，王雁坡，湯志宏，楊怡，葉均安*

（浙江大學動物科學學院奶業科學研究所，浙江杭州310058）

本試驗旨在研究不同比例的青貯茭白鞘葉與玉米、豆粕組合對體外瘤胃發酵及其組合效應的影響。通過研究青貯茭白鞘葉與玉米（0%、15%、30%）、豆粕（0%、15%、30%）組合的體外發酵參數及其組合效應值的變化，探索優化組合效果。結果表明：隨著玉米比例的增加，微生物蛋白（MCP）、總揮發性脂肪酸（TVFA）、乙酸、丙酸和丁酸生成量也相應上升，同時pH、氨態氮（NH3-N）和乙丙比相應下降。隨著豆粕比例的增加，所有發酵指標生成量基本呈上升趨勢。當青貯茭白鞘葉∶玉米∶豆粕為40∶30∶30時，NH3-N、MCP、TVFA、產氣參數48 h產氣量（48 h GP）、產氣速率（a+b）和有機物消化率（OMD）都顯著高于其他組（P＜0.01），相比較最低值，NH3-N濃度提高了196%，MCP提高了131%，TVFA提高了81%，48 h GP提高了98%，OMD提高了70%。同時該組的48 h GP、TVFA、MCP和OMD的組合效應值以及綜合組合效應值都極顯著升高（P＜0.01）。以48 h GP、MCP、TVFA濃度和OMD的組合效應值以及綜合組合效應值AEs為主要衡量指標，青貯茭白鞘葉：玉米：豆粕為40：30：30時正組合效應最大（P＜0.01）。綜上所述，在本試驗條件下，青貯茭白鞘葉∶玉米∶豆粕為40∶30∶30組合的營養成分較均衡，瘤胃發酵效率最高，為最優組合，在這個比例下能夠有效的提高青貯茭白鞘葉的利用率。

青貯茭白鞘葉；玉米；豆粕；組合效應

隨著畜牧產業結構的調整，我國畜牧業呈現出規模化和集約化的發展趨勢，對于飼料資源相對缺乏的南方地區，充分利用農業生態鏈中的廢棄原料，實現生態循環農業顯得尤為重要。茭白是一種營養價值很高同時很受歡迎的水生蔬菜，種植范圍及面積都在逐年增長。茭白鞘葉是茭白產業的副產品，主要包括茭白采收后上部的葉片和下部殘留的葉鞘。目前，茭白鞘葉的主要處理方法是大范圍的遺棄、腐爛或焚燒，然而這種處理方法一方面會造成資源的嚴重浪費，另一方面會引起嚴重的環境污染。因此，將茭白鞘葉用于畜牧產業特別是反芻動物的養殖上是一種很好的解決措施。但是將茭白鞘葉直接飼喂牛羊，不但適口性差，而且只能解決茭白產出時的極少部分茭白鞘葉，具有一定時間局限性（胡理明，2015）。青貯發酵可以很好地解決適口性以及青綠飼料整年均衡供給問題，同時保證了營養價值。朱雯等（2015）研究發現，適當添加乳酸菌可以顯著提高茭白鞘葉青貯品質。楊泉燦等（2014）報道茭白鞘葉青貯料粗蛋白質含量為14.32%，纖維含量較高，可以較好地替代羊草作為肉羊的粗飼料。配合飼料之間的組合效應，可以很大程度地提高飼料利用率。Silva等（1988）發現，反芻動物飼料間的組合效應通常在精飼料和粗飼料之間表現得最為明顯；盧德勛（2000）根據日糧內營養成分利用率與各種飼料加權值的關系，將飼料間的整體互作效應分為正組合效應、負組合效應以及零組合效應。本試驗通過體外產氣技術，評價茭白鞘葉青貯料的營養價值，并探索茭白鞘葉青貯料與玉米/豆粕最優的組合，為茭白鞘葉青貯料在反芻動物日糧中的優化利用提供依據。

1 材料和方法

1.1 試驗時間及地點青貯試驗于2015年11月在浙江省桐鄉市運北秸稈處理中心進行。體外產氣試驗于2016年1～3月在浙江大學奶業科學研究所進行。

1.2 供試樣品青貯茭白鞘葉由桐鄉市運北秸稈處理中心提供，玉米、豆粕從市場購入。

1.3 供試瘤胃液瘤胃液取自3頭裝有瘤胃瘺管的湖羊，4層紗布過濾，39℃水浴保溫，并連續沖入CO2備用。

1.4 供試人工唾液人工唾液按Menke等（1988）方法配制。

1.5 試驗設計試驗分為9個處理組，將玉米比例（0%、15%、30%），豆粕比例（0%、15%、30%）進行組合，其余為茭白鞘葉比例（見表1）。

試驗采用Mauricio等（1997）的壓力讀取式體外產氣系統（RPT）進行體外瘤胃發酵培養。按不同處理的底物比例準確稱500 mg的底物至120 mL產氣瓶中，在持續通入CO2氣流下加入45 mL人工唾液，密封后在39℃恒溫培養箱中預處理培養12 h。次日早晨將用四層紗布過濾后的瘤胃液5 mL加入到產氣瓶中，同時設空白對照和標準羊草對照，每個處理4個重復，培養時間分別為48 h，試驗重復2次。

表1 茭白鞘葉青貯料與玉米、豆粕的組合效應試驗設計

1.6 測定指標及方法供試飼料干物質（DM），粗蛋白質（CP）用凱氏定氮法測定，粗脂肪（EE）用抽濾法測定，粗灰分（Ash）按高溫灰化（550℃）的方法測定，有機物（OM）為絕干重去除粗灰分部分，鈣（Ca）用高錳酸鉀法測定和磷（P）用比色法測定（楊勝，1993），中性洗滌纖維（NDF）、酸性洗滌纖維（ADF）按Van等（1991）法測定。根據段智勇（2006）的方法計算產氣量和有機物消化率（OMD）。發酵終止后，使用SartoriusPB-20型pH計測定pH，用氣相色譜儀（GC-2010，Shimad扎u）測定乙酸、丙酸、丁酸和總揮發性脂肪酸的含量，采用比色法測定NH3-N濃度（Moss，2000），采用Makkar和Becker（2000）的試驗方法，用嘌呤法測定微生物蛋白（MCP）產量。根據蘇海涯（2002）的方法計算組合效應值和綜合組合效應（AEs）值。

1.7 統計分析試驗數據用SAS 9.2軟件處理，用GLM模型進行二因素方差分析，采用鄧肯法進行多重比較。

2 結果與分析

2.1 供試飼料常規營養成分由表2可知，青貯茭白鞘葉具有較高的營養價值，粗蛋白質含量近12%，同時粗纖維含量很高，從而表明將青貯茭白鞘葉作為一種反芻動物的粗飼料資源，具有一定的開發潛力。

2.2 青貯茭白鞘葉與玉米、豆粕組合對發酵參數的影響由表3可知，隨著玉米比例的增加，MCP、TVFA、乙酸、丙酸和丁酸生成量相應上升，同時pH、NH3-N和乙丙比相應下降。隨著豆粕比例的增加，除了pH無明顯差異（P＞0.05），其余所有發酵指標生成量基本上呈上升趨勢。第3、6和9組的NH3-N濃度極顯著高于其他組（P＜0.01），第9組的NH3-N、MCP、TVFA、乙酸、丙酸和丁酸濃度均極顯著高于其他組（P＜0.01），相比較最低值（第1組），NH3-N濃度提高了196%，MCP提高了131%，TVFA提高了81%。除了NH3-N濃度，玉米對其他發酵參數均有極顯著影響（P＜0.01）；除了瘤胃pH，豆粕對其他發酵參數均有極顯著影（P＜0.01）；玉米和豆粕在所有發酵指標上都有極顯著的交互作用（P＜0.01）。上述結果表明，青貯茭白鞘葉通過與適當比例的玉米和豆粕進行組合，可導致瘤胃pH下降，但微生物蛋白和揮發性脂肪酸的濃度提高，同時乙丙比降低，瘤胃發酵作用提高，從而青貯茭白鞘葉作為反芻動物粗飼料資源的利用率顯著提高。

表2 飼料原料的常規營養成分（絕干基礎）%

表3 青貯茭白鞘葉與玉米、豆粕組合對發酵參數的影響

2.3 青貯茭白鞘葉與玉米、豆粕組合對組合效應的影響由表4可知，第9組產氣參數48 h GP、a+b和OMD都極顯著高于其他組（P＜0.01），相比較最低值（第1組），48 h GP提高了98%，OMD提高了70%。同時第9組48 h GP、TVFA、MCP和 OMD的組合效應值及綜合組合效應值都極顯著高于其他組（P＜0.01），玉米對產氣參數a+b、c有顯著影響（P＜0.05），對產氣參數48 h GP和OMD及所有組合效應值都有極顯著的影響（P＜0.01）；豆粕對產氣參數a+b、c和綜合組合效應值無影響（P＞0.05），對產氣參數48 h GP、OMD及其他組合效應值都有極顯著影響（P＜0.05）；玉米和豆粕對產氣參數a+b、c無交互作用（P＜0.05），對產氣參數48 h GP、OMD以及所有組合效應值都有極顯著的交互作用（P＜0.01）。以上結果表明，以48 h GP、TVFA、MCP和OMD的組合效應值以及綜合組合效應值為主要指標，以第9組為最優組合。

表4 青貯茭白鞘葉與玉米、豆粕組合對產氣參數及組合效應的影響

3 討論

3.1 青貯茭白鞘葉與玉米、豆粕組合對pH、NH3-N、MCP及組合效應的影響瘤胃液的pH是反映瘤胃發酵狀況的一個重要指標，是日糧性質、唾液分泌及瘤胃內酸、堿性物質等復雜因素相互作用的結果，其高低直接關系到瘤胃內微生物的生存（趙廣永等，2000）。Depeters等（1984）研究表明，瘤胃pH在6.6～6.8可以保證纖維分解菌的正常活動。本試驗中，茭白鞘葉與玉米、豆粕進行不同比例組合pH為6.62～6.74，相對比較穩定。研究表明，飼料中碳水化合物和蛋白質的發酵產物會綜合作用于瘤胃pH，同時碳水化合物的分解作用明顯強于含氮物質的發酵作用，碳水化合物分解產生揮發性脂肪酸的速度和數量都能引起pH值的變化，速度越快、生成量越多，pH值下降的趨勢越明顯。蛋白質的分解使得氨濃度升高，從而引起pH值的上升，但本試驗中蛋白質的分解作用效果不明顯。玉米的比例對pH有極顯著影響，豆粕的比例對pH無影響，同時玉米和豆粕對于pH有顯著的交互作用，從而玉米豆粕的比例可以作為瘤胃pH的調控因子。

瘤胃液中的NH3-N反映了蛋白質降解與生物蛋白合成間的動態平衡，可反映出飼料的含氮量、蛋白質的降解性與可溶性，飼料不同會有較大變動（林奕，2009）。鄭琛等（2004）研究表明，瘤胃最佳的NH3-N濃度為10～50 mg/dL。然而McDonald等（1976）認為，最適濃度為5～25 mg/dL。本試驗中，青貯茭白鞘葉與玉米、豆粕組合各組NH3-N濃度為17.35～46.31 mg/dL，與鄭琛的研究結果相似。其中第3、6和9組NH3-N濃度顯著高于其他組，可能因為這3組的豆粕比例較高，由豆粕降解的NH3-N未被微生物充分利用導致，也有可能是因為青貯料特殊的發酵作用所導致的，這與閆偉杰等（2006）的研究結果相一致。本試驗中，玉米對NH3-N濃度無影響，豆粕對NH3-N濃度有極顯著的影響，而兩者之間交互作用也極顯著，同時各組的NH3-N濃度基本上表現出微弱的正組合效應。

MCP作為反芻動物重要的蛋白原料，占反芻動物蛋白質總需要量的60%～70%，同時MCP也是衡量飼料營養價值的主要指標。當瘤胃中氨和能量釋放不同步時，導致可發酵底物利用率下降和MCP合成量減少（馬慧等，2005）。本試驗中，隨著玉米豆粕比例的升高，MCP濃度呈上升趨勢。同時不同組合中，由于玉米豆粕的比例不同，發酵底物的能量和蛋白水平有著很大的差別，從而MCP濃度差異較顯著，表明能量和蛋白質是影響微生物細胞合成的重要因素。玉米、豆粕對MCP濃度有極顯著的影響，而兩者之間交互作用也極顯著，進一步表明了能量和蛋白質的作用。第9組MCP的組合效應值顯著高于其他組，說明此時瘤胃環境更適宜MCP的生成。

3.2 青貯茭白鞘葉與玉米、豆粕組合對VFA、GP及組合效應的影響瘤胃中VFA濃度是衡量瘤胃微生物活力的重要指標。VFA是由碳水化合物經多種微生物降解的主要產物，其提供的能量幾乎占反芻動物吸收利用的營養物質總能的2/3（唐賽涌等，2009）。瘤胃發酵中乙酸、丙酸、丁酸約占TVFA的95%，這些揮發性脂肪酸是反芻動物生存、生長、泌乳、繁殖的主要能源，能夠提供絕大部分的能量。本試驗中，隨著玉米豆粕比例的升高，TVFA、乙酸、丙酸、丁酸的濃度都在升高，同時乙丙比有下降的趨勢。其中第9組的TVFA、乙酸、丁酸濃度都極顯著高于其他組，可能原因是玉米和豆粕的比例較高，可提供更多的可發酵碳水化合物。第6組VFA的組合效應值顯著高于其他組，表明此時瘤胃環境適宜揮發性脂肪酸的生成。

體外產氣量與日糧中含有可發酵有機物和瘤胃微生物活性成正相關，是反映飼料整體發酵程度的重要指標。研究表明，體外產氣量和化學成分結合估算的消化率與體內法測定的消化率高度相關，而體外瘤胃發酵的產氣量與反芻動物飼料體內消化率呈正相關（Blümmel等，1997）。本試驗中，隨著玉米豆粕比例的升高，48 h GP和潛在產氣量呈上升趨勢，而產氣速率相應下降。第9組的48 h GP和潛在產氣量都極顯著高于其他組，表明精料比例越高，日糧越容易被消化吸收，從而產氣量最高，此結果與段智勇、閆偉杰等人的研究結果相一致。同時第9組的產氣量組合效應值最高，說明該組的日糧為瘤胃提供了足夠的營養成分，促進了瘤胃發酵，進而產生了更多氣體。

由于飼料之間的組合效應機制很復雜，通過一種或者數種組合效應值往往不能夠準確的反映出飼料的營養價值，從而需要采用綜合性的指標進行全面科學的評價。蘇海崖（2002）利用體外產氣法研究桑葉與餅粕之間的組合效應時，發現組合效應值的綜合指標（AEs）可合理地評定飼料的組合效應，可對飼料的營養價值做出客觀的判定。本試驗中，除第6組外，其他各組均產生了正組合效應，其中第9組青貯茭白鞘葉∶玉米∶豆粕為40∶30∶30時綜合組合效應值顯著高于其他組。表明第9組相比較于其他組在飼料日糧配比中更為合理，營養成分之間的平衡性和互補性更好，從而有效的提高了瘤胃發酵作用及飼料的利用率。

4 結論

在本試驗條件下，通過將青貯茭白鞘葉與玉米、豆粕進行組合，以48 h GP、MCP、TVFA濃度和OMD的組合效應值以及綜合組合效應值AEs為主要衡量指標，青貯茭白鞘葉∶玉米∶豆粕為40∶30∶40即第9組正組合效應最大，底物營養較平衡，瘤胃發酵效率最高，能夠顯著提高青貯茭白鞘葉的利用率，為最佳組合。

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This study was conducted to investigate the effects ofmixture ofsilage Zi扎ania leafsheath，corn and soybean mealon rumen fermentation and associative effects.The silage Zi扎ania leafsheath were mixed with corn at proportion of 0%，15%，30%and soybean meal at proportion of 0%，15%，30%respectively，the mixtures were incubated in vitro using reading pressure technique（RPT）system to evaluate the bestcombination by rumen fermentation parameters and associative effects. The results showed thatwith the rise ofthe ratio ofcorn，the yield ofacetate，propionate，byrate，totalvolatile fatty acids（TVFA）and microprotein（MCP）were increased，butthe ration ofacetate and propionate，pH，NH3-N were decreased.With the rise of the ratio of soybean meal，the amount of all the fermentation parameters were basically increased.NH3-N，MCP，TVFA，the totalgas production（GP），potentialgas production，and organic matter digestibility（OMD）ofgroup with corn atproportion 30%and soybean mealatproportion 30%were higher than other group（P＜0.01）.Comparison with minimum value，NH3-N concentration increased by 196%，MCP increased by 131%，TVFA increased by 81%，48 h GP increased by 98%，OMD increased by 70%.The associative effects of gas production，MCP，TVFA，OMD and the associative effect（AEs）were higher than other group（P＜0.01）.When the associative effects ofgas production，MCP，TVFA，OMD and AEs were used as the evaluation indexs，the value of associative effects of group with corn at proportion 30%and soybean meal at proportion 30%was higher than other group（P＜0.01）.In concusion，the group with cron at proportion 30%and soybean mealatproportion 30%was greatest，which had scientific usefulto improve the utili扎ation rate ofsilage Zi扎ania leafsheath.

silage Zi扎ania leaf sheath；corn；soybean meal；associative effects

S816.17

A

1004-3314（2017）15-0015-05

10.15906/j.cnki.cn11-2975/s.20171504

浙江省科技廳團隊科技特派員專項

*通訊作者