鄭瑋才,張宏祥,蘇 銳,項斌偉,張文佳,張建新*
(1.山西農(nóng)業(yè)大學動物科技學院,山西太谷030801;2.山西祥和嶺上農(nóng)牧開發(fā)有限公司,山西右玉037200;3.山西省右玉縣畜牧局,山西右玉 037200)
隨著畜牧業(yè)的發(fā)展,飼料資源利用與安全問題等日益突出。我國農(nóng)作物種類繁多,但未能真正實現(xiàn)物盡其用,許多植物的秸稈、枝葉等具有很大的開發(fā)價值,并已開展大量試驗和研究來開發(fā)飼料資源并評價其利用價值。
沙棘是一種多功能植物,具有極高的飼用價值,又具有極強的保持水土、防風固沙、改善生態(tài)環(huán)境等功能[1]。沙棘果渣是沙棘果榨取沙棘汁后剔除果核的殘渣,或沙棘果核提取沙棘油后的殘渣。沙棘果渣含有豐富的氨基酸、維生素、類胡蘿卜素、亞油酸和黃酮類化合物等多種營養(yǎng)成分[2-3],且其飼喂動物安全可靠、無毒害作用,還具有提高機體免疫力等功效[4]。因此,沙棘果渣是一種廉價且富有營養(yǎng)的理想畜禽補充飼料。本研究旨在通過分析沙棘果渣與谷草秸、燕麥草和青貯玉米秸稈的營養(yǎng)價值及瘤胃降解特性的差異,為沙棘果渣的利用提供理論參考。
1.1 樣品采集及處理 本試驗4種飼料原料均采自山西省右玉縣。其中,谷草秸取成熟期的干秸草自然風干而成;燕麥草成熟收割后自然風干,水分控制在10%左右,干燥陰涼處保存;沙棘果渣是由沙棘果榨汁后的殘渣,經(jīng)自然風干晾曬后儲存,其品種為右玉本地的中國沙棘(Hippophaerhamnoides L.subsp.sinensis);青貯玉米秸稈是將成熟期去棒后收割的玉米秸稈進行粉碎裝袋貯藏,經(jīng)厭氧發(fā)酵后獲得。
采集來的飼料經(jīng)65 烘箱烘干,粉碎后制成樣品,置于自封袋內(nèi),每個樣品設置2個平行,以備試驗使用。
1.2 飼養(yǎng)管理 本試驗選用3只體重(50±3.5)kg的安裝永久性瘤胃瘺管的杜×寒雜交F1代成年肉用綿羊,經(jīng)過檢疫后分別單欄飼養(yǎng)。參考 NRC(2007)綿羊營養(yǎng)需要配制日糧,精粗比為4:6,按1.3 倍維持水平飼養(yǎng)。每日于08:00和18:00進行飼喂,自由飲水。試驗基礎日糧組成及營養(yǎng)成分見表 1。
表1 基礎飼糧組成與營養(yǎng)成分(風干基礎) %
1.3 尼龍袋試驗方法 選用孔徑為50 μm、10 cm×6 cm的尼龍袋,并進行編號。尼龍袋在使用前需要在瘤胃中進行平衡處理,在瘤胃內(nèi)處理好的尼龍袋取出后反復沖洗干凈,于65 下烘干,并回潮24 h,在使用前稱重記錄。稱取3 g待測飼料樣品,裝入準備好的尼龍袋內(nèi)。每個時間點設置3個重復,每個重復設置2個平行尼龍袋,將2個尼龍袋綁在塑料管上,放進瘤胃內(nèi)。
尼龍袋在瘤胃瘺管內(nèi)消化停留的時間為0、6、12、24、36、48、72 h。按照“分批放入,同時取出”的原理操作。將取出的尼龍袋放入洗衣機內(nèi)清洗,隨后放于65 的烘箱內(nèi)烘干(約48 h),并回潮24 h,稱重記錄。之后將樣品轉(zhuǎn)移至自封袋內(nèi)備用。
1.4 樣品常規(guī)養(yǎng)分測定 參照張麗英[5]的方法測定飼料的干物質(zhì)(DM)和粗灰分(Ash)含量,采用凱氏定氮法測定飼料的粗蛋白質(zhì)(CP)含量,采用索氏提取法測定飼料的粗脂肪(EE)含量,采用AOAC(2012)[6]的方法測定飼料的粗纖維(CF)含量,采用Van Soest法[7]測定飼料的中性洗滌纖維(NDF)和酸性洗滌纖維(ADF)含量,采用原子吸收分光光度計法測定飼料的鈣(Ca)含量,采用釩鉬黃比色法測定飼料的磷(P)含量。
1.5 瘤胃降解參數(shù)及有效降解率(ED) 利用?rskov等[8]提出的指數(shù)模型計算瘤胃降解參數(shù):
式中,P為t時間點飼料某一營養(yǎng)成分的瘤胃降解率(%),a為快速降解部分,b為慢速降解部分,c為b的降解速率,t為飼料在瘤胃內(nèi)停留的時間。
式中,k為待測飼料的瘤胃外流速率,0.034 h-1。
1.6 4種飼料樣品能量價值的估算 本試驗采用綿羊能量價值的預測方程[9]對樣品的消化能(DE)、代謝能(ME)、增重凈能(NEg)等指標進行估算。
1.7 4種飼料樣品每個時間點瘤胃降解率的計算
被測飼料營養(yǎng)物質(zhì)t時間點的降解率=[(A×B)-(C×D)]/(A×B)×100%
式中,A為校正袋重(g),B為0 h袋中殘余物某一養(yǎng)分含量(%),C為某一時間點尼龍袋中殘余物的重量(g),D為某一時間點尼龍袋中殘余物某一養(yǎng)分含量(%)。
A=實際裝袋樣品重(g)× [1-裝袋樣品逃逸率(%)]其中,裝袋樣品逃逸率={[0 h裝袋樣品重(g)- 0 h袋中殘余物重(g)] / 0 h裝袋樣品重(g)}×100%
1.8 統(tǒng)計分析 試驗數(shù)據(jù)采用Excel 2010進行初步整理,采用SPSS 22.0進行單因素方差分析,并用Duncan′s法進行多重比較,a、b、c采用非線性回歸分析,P<0.05視為差異顯著。
2.1 不同飼料原料的常規(guī)營養(yǎng)成分分析 由表2可見,沙棘果渣的CP含量最高,燕麥草次之,谷草秸最低。CF含量是沙棘果渣最低,谷草秸最高,其次為燕麥草。NDF和ADF含量依次為青貯玉米秸稈>谷草秸>燕麥草>沙棘果渣。沙棘果渣的EE含量最高,其他3種含量均較低。沙棘果渣Ca含量最高,燕麥草P含量最高,其他差別不大。
表2 4種飼料的營養(yǎng)成分(風干基礎) %
2.2 不同飼料原料的能量價值 由表3可見,沙棘果渣的ME為最高,DE僅次于燕麥草,NEg與谷草秸相同。燕麥草的DE和NEg均高于其他4種飼料原料。谷草秸的DE、ME和NEg均高于青貯玉米秸稈。青貯玉米秸稈的能量價值最低。
表3 4種飼料的能量價值(風干基礎) MJ/kg
2.3 不同飼料原料營養(yǎng)成分的瘤胃降解特性
2.3.1 不同飼料原料的DM瘤胃降解率 由表4可見,4種樣品的DM 瘤胃降解率隨瘤胃滯留時間的增加而增加。燕麥草各個時間點的DM降解率均顯著高于其他3種飼料(P<0.05)。
由表4可知,沙棘果渣的 a值顯著高于其他3種飼料(P<0.05);谷草秸的b值顯著高于其他3種飼料(P<0.05)。ED由大到小依次為燕麥草、沙棘果渣、青貯玉米秸稈、谷草秸。
表4 4種飼料DM瘤胃降解率和降解參數(shù)
2.3.2 不同飼料原料的OM瘤胃降解特性 由表5可知,4種樣品 OM 瘤胃降解率隨在瘤胃內(nèi)消化時間的增加而增加。沙棘果渣的OM降解率顯著高于其他3種飼料(P<0.05),燕麥草次之,谷草秸最低。
表5 4種飼料OM瘤胃降解率和降解參數(shù)
由表5可知,沙棘果渣的a值低于燕麥草(P>0.05),這2種飼料的a值顯著高于其他2種飼料(P<0.05)。谷草秸的b值顯著高于其他飼料(P<0.05)。ED由大到小依次為沙棘果渣、燕麥草、青貯玉米秸稈、谷草秸。2.3.3 不同飼料原料的CP瘤胃降解特性 由表6可見,隨著4種樣品在肉羊瘤胃內(nèi)消化時間的延長,CP瘤胃降解率逐漸增加。在降解過程中。燕麥草每個時間點的CP降解率均顯著高于其他3種樣品(P<0.05),沙棘果渣的CP降解率僅次于燕麥草,顯著高于青貯玉米秸稈和谷草秸(P<0.05)。6、12、24 h時,青貯玉米秸稈的CP瘤胃降解率顯著高于谷草秸(P<0.05)。36 h時,青貯玉米秸稈和谷草秸的CP降解率差異不顯著(P>0.05),48 h和72 h的青貯玉米秸稈CP降解率顯著低于谷草秸(P<0.05)。
表6 4種飼料CP瘤胃降解率和降解參數(shù)
由表6可知,燕麥草的a值顯著高于其他3種飼料(P<0.05)。谷草秸的b值最高,與其他3種飼料差異顯著(P<0.05)。ED由大到小依次為燕麥草、沙棘果渣、青貯玉米秸稈、谷草秸。
2.3.4 不同飼料原料的NDF瘤胃降解特性 由表7可知,4種飼料NDF瘤胃降解率隨在瘤胃內(nèi)消化時間的增加而增加。6 h和12 h時,4種飼料的NDF降解率由高到低為沙棘果渣、青貯玉米秸稈、谷草秸、燕麥草(P>0.05)。24、36、72 h時,沙棘果渣和青貯玉米秸稈的NDF降解率差異不顯著,均顯著高于谷草秸和燕麥草(P<0.05)。48 h時,青貯玉米秸稈的NDF降解率顯著高于其他3種飼料(P<0.05),其次是沙棘果渣,最低為燕麥草。由表7可知,沙棘果渣的a值顯著高于其他飼料(P<0.05),青貯玉米秸稈的b值最高。ED由大到小依次為沙棘果渣、青貯玉米秸稈、谷草秸、燕麥草。
2.3.5 不同飼料原料的ADF瘤胃降解特性 由表8可知,4種飼料ADF瘤胃降解率隨在瘤胃內(nèi)消化時間的增加而增加。在各個時間段內(nèi),沙棘果渣的ADF降解率顯著高于其他飼料(P<0.05),青貯玉米秸稈次之。6、12、48 h時,谷草秸和燕麥草的ADF降解率差異不顯著。24、36 h時,谷草秸ADF降解率顯著高于燕麥草(P<0.05);72 h時,燕麥草顯著高于谷草秸(P<0.05)。
由表8可知,沙棘果渣的a值顯著高于其他飼料(P<0.05),燕麥草的b值最高。ED由大到小依次為沙棘果渣、青貯玉米秸稈、谷草秸、燕麥草,其中谷草秸和燕麥草的差異不顯著。
表7 4種飼料NDF瘤胃降解率和降解參數(shù)
表8 4種飼料ADF瘤胃降解率和降解參數(shù)
3.1 不同飼料原料的營養(yǎng)成分和能量價值 飼料的營養(yǎng)成分和能量價值因其種類不同而不同。沙棘果渣中CP含量(12.92%)高于其他3種粗飼料,是谷草秸的3~4倍,屬于蛋白含量較高的飼料原料。沙棘果渣中EE水平(8.20%)最高,導致其能量水平也較高,說明沙棘果渣可以作為能量飼料應用,這與王兵等[2]的研究結(jié)果相一致。沙棘果渣的CF含量低于燕麥草和谷草秸,可以滿足反芻動物的需要,刺激消化道黏膜,維持瘤胃正常功能[10]。在風干條件下,試驗測定沙棘果渣的DM含量為最低。青貯玉米秸稈的DM含量為93.21%,雖然與辛杭書等[11]研究的不同品種及不同成熟期的青貯玉米秸稈的DM含量相差甚遠,但與王中華等[12]的研究結(jié)果相一致。
沙棘果渣作為一種糟渣類飼料,與其他糟渣類飼料原料相比,CP含量明顯高于梨渣(5.40%)、蘋果渣(7.31%)、棗渣(7.65%)[13]和杏渣(6.92%)[14]等;NDF和ADF含量明顯高于杏渣(21.78%和15.85%)[14]。與上述果渣相比,沙棘果渣的營養(yǎng)價值相對較高,纖維物質(zhì)易于被瘤胃微生物消化,可作為一種優(yōu)質(zhì)的粗飼料。
劉潔等[15]研究表明,在確定飼料對動物具有潛在價值的前提下,ME比DE更可靠。本試驗中,雖然ME整體差異不大,但沙棘果渣的價值最高,燕麥草次之,谷草秸最低。
3.2 不同飼料原料營養(yǎng)成分的瘤胃降解特性
3.2.1 不同飼料的DM、CP、OM瘤胃降解特性 本試驗中,DM瘤胃降解率和CP瘤胃降解率均隨瘤胃消化時間的延長而增加,這與?rskovER等[8]的報道一致。DM 瘤胃降解率是影響DM采食量的一個主要因素。DM可降解的部分包括蛋白、可溶性糖等物質(zhì),且粗飼料快速降解部分主要為蛋白類、脂類、可溶性糖等易降解的部分,相對于其他飼料,沙棘果渣的CP、EE含量偏高,所以其DM的a值也偏高。燕麥草作為反芻動物采食的優(yōu)質(zhì)牧草品種,其DM的瘤胃降解率最高,沙棘果渣中DM的ED僅次于燕麥草。與其他糟渣類飼料相比,沙棘果渣中DM的ED高于梨渣(29.50%)、棗渣(31.31%),比蘋果渣(42.51%)[13]略低。
影響CP降解率的關鍵因素,一個是非蛋白氮(NPN,快速降解蛋白的重要組成部分)和真蛋白含量,一個是真蛋白的物理和化學性質(zhì)。沙棘果渣的CP含量最高,并且其a值和ED均較高,說明沙棘果渣中NPN含量較多,蛋白質(zhì)品質(zhì)較好。前人試驗證明[16],沙棘果渣的氨基酸種類齊全、含量豐富,其中人體必需氨基酸含量約占氨基酸總量的61.57%。沙棘果渣CP的ED低于燕麥草,顯著高于谷草秸和青貯玉米秸稈,與劉美等[17]研究中提到的各類原料CP的ED高低順序基本一致。同梨渣(53.91%)、蘋果渣(41.20%)、棗渣(41.61%)[13]、杏渣(65.44%)[14]等相比,沙棘果渣CP的ED均較高,但低于番茄渣(80.38%)[14],說明沙棘果渣在同類糟渣類飼料中營養(yǎng)價值較高,可按一定比例添加到肉羊日糧中。秸稈等CP動態(tài)降解率中a值為11%~26%,b值為 11%~31%,ED為13%~40%[18],與本試驗青貯玉米秸稈的試驗結(jié)果相近,但與谷草秸的a值相差較大。各種秸稈的降解受其本身特性的影響很大,谷草秸有所差異,與其本身因素有關。
本試驗結(jié)果表明,隨著粗飼料OM在瘤胃內(nèi)滯留時間的延長,4種飼料養(yǎng)分降解率均逐漸增加,這與劉海霞等[19]的研究結(jié)果一致。沙棘果渣OM的ED最高,說明其營養(yǎng)成分易消化降解,且其營養(yǎng)成分較為豐富,可作為肉羊的優(yōu)質(zhì)飼料來源。本試驗的4種飼料DM和OM的瘤胃降解率及ED非常接近,且基本為DM>OM,與冷靜等[20]研究結(jié)果一致。
3.2.2 不同飼料原料的NDF和ADF瘤胃降解特性 作物成熟后莖稈木質(zhì)化,NDF成為細胞壁的主要成分,NDF包括纖維素、半纖維素和木質(zhì)素等,在肉羊瘤胃中能被降解的是部分纖維素和半纖維素,木質(zhì)素不能被降解利用,因此,不同飼料中NDF組成成分的比例不同導致了NDF降解率的差異[21]。ADF 主要成分是纖維素和木質(zhì)素,不含有半纖維素,是飼料中最難降解的部分[22]。
沙棘果渣的NDF含量均低于其他3種飼料,但其NDF的ED最高,并且明顯高于梨渣(12.39%)、蘋果渣(33.30%)和棗渣(14.07%)等[13],說明木質(zhì)素占比小,其可降解的成分較多,肉羊可較好地利用沙棘果渣。沙棘果渣的ADF含量低于其他3種飼料,其纖維結(jié)構較易被瘤胃微生物降解利用,導致其ADF的ED為最高,并且明顯高于同屬糟渣類的梨渣(11.85%)、蘋果渣(27.86%)和棗渣(13.35%)等[13]。谷草秸的CF含量最高,但谷草秸NDF和ADF的ED均不高,可能是在成熟過程中,木質(zhì)化程度增加,導致其難于被瘤胃消化利用。燕麥草整體NDF和ADF的瘤胃降解率水平和ED均為最低,非常不利于反芻動物對CF的吸收利用。
沙棘果渣、谷草秸、燕麥草和青貯玉米秸稈4種飼料樣品營養(yǎng)成分含量豐富且差異較大,其中沙棘果渣可為反芻動物提供豐富的CP,且富含EE,可為動物提供較高的能量,并且從瘤胃降解特性來看,沙棘果渣飼用價值最高,可作為動物飼料的原料,綜合利用開發(fā)前景廣闊。