鄒彩霞 楊炳壯 羅榮太 韋升菊 梁賢威 楊純 夏中生

我國(guó)南方土地肥沃、日照充足、雨量豐富，適合熱帶和亞熱帶牧草的種植。飼養(yǎng)水牛等反芻動(dòng)物需要種類(lèi)多樣的飼草，但就廣西區(qū)內(nèi)目前的情況來(lái)看作為反芻動(dòng)物的飼草多數(shù)是象草，種類(lèi)單一，為此，廣西需要引進(jìn)一些優(yōu)質(zhì)的飼草品種，豐富反芻動(dòng)物的飼草種類(lèi)。臂形草（Brachiaria spp）也稱(chēng)旗草，是多年生熱帶禾本科牧草，原產(chǎn)熱帶非洲稀樹(shù)草原地區(qū)（年降雨量800 mm以上），莖稈匍匐或稍向上，細(xì)小，株高50～150cm。該屬植物在熱帶地區(qū)表現(xiàn)出生長(zhǎng)快、適應(yīng)性強(qiáng)、耐酸瘦土等優(yōu)點(diǎn)，是優(yōu)良的放牧型和水保型草種[1-2]。堅(jiān)尼草又名大黍（Panicum maximum），隸屬禾本科黍亞族黍?qū)賉3]。堅(jiān)尼草為植株高大、生長(zhǎng)旺盛、粗大叢生型多年生禾草，它喜熱帶潮濕氣候和季風(fēng)氣候，耐旱，耐火燒，耐蔭，適宜海拔1 000 m以下，年降雨750 mm以上的熱帶、亞熱帶地區(qū)生長(zhǎng)，只耐短期輕微[4]。目前為止，有較多的文獻(xiàn)報(bào)道了有關(guān)臂形草和堅(jiān)尼草的適應(yīng)性研究和引種栽培、產(chǎn)量等[1,5,7,8]，但對(duì)這些草的飼草營(yíng)養(yǎng)價(jià)值評(píng)定的報(bào)道較少，廣西壯族自治區(qū)牧草工作站于2002年從中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院品熱帶作物品種資源所引進(jìn)臂形草和堅(jiān)尼草。因此，本研究試圖結(jié)合常規(guī)飼料營(yíng)養(yǎng)化學(xué)成分分析和應(yīng)用注射器式體外產(chǎn)氣法來(lái)評(píng)定栽培于廣西牧草工作站的3種臂形草和2種堅(jiān)尼草的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。

1 材料與方法

1.1 飼草原料的來(lái)源

本文測(cè)定的樣本為成熟期新鮮堅(jiān)尼草TD58、堅(jiān)尼草CIAT6799、珊狀臂形草、雜交臂形草和俯仰臂形草。試驗(yàn)樣本采集地位于廣西壯族自治區(qū)牧草工作站牧草試驗(yàn)基地，屬亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候，海拔在91.5～120 m，土壤屬石灰?guī)r風(fēng)化而成的酸性紅黃壤，pH值為5.5～5.8，土層深厚，有機(jī)質(zhì)含量達(dá)2.44%～3.95%[2]。鮮樣采集后立即送往廣西水牛研究所研究與開(kāi)發(fā)中心實(shí)驗(yàn)室經(jīng)65℃干燥48 h，粉碎、過(guò)40目篩，密封保存。

1.2 瘤胃液供體動(dòng)物及其飼養(yǎng)

試驗(yàn)動(dòng)物為2頭裝有永久性瘤胃瘺管的水牛(飼養(yǎng)于廣西水牛研究所水牛養(yǎng)殖示范場(chǎng)內(nèi))，體重(500±25)kg。飼喂日糧精粗比為30∶70，精飼料為象草和玉米苞葉及芯。每天喂料兩次(8:00和16:30)，自由飲水。在早飼前抽取2頭瘺管水牛的瘤胃液，混合后經(jīng)4層紗布過(guò)濾至預(yù)熱處理過(guò)的收集瓶，39℃下連續(xù)通入CO2。

1.3 常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分測(cè)定

干物質(zhì)、粗蛋白、中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維測(cè)定參照楊勝(1993)[9]方法。

1.4 累計(jì)產(chǎn)氣量的測(cè)定

測(cè)定方法參考Menke等(1988)[10]。記錄了2、4、6、9、12、24、36、48、72、96 h的產(chǎn)氣量。根據(jù)GP=a+b(1-e-ct)計(jì)算出a、b、c值。

1.5 揮發(fā)性脂肪酸的測(cè)定方法

取體外發(fā)酵培養(yǎng)96 h后的上清液1 ml，加入相同體積8.2%的偏磷酸，4℃、20 000×g下離心10 min，取離心后的上清液置于冰箱中備用，所用儀器為島津2010型氣相色譜儀，配氫火焰離子化檢測(cè)器(FID)，色譜柱為HP-INNOWAX(19091N—133)毛細(xì)管柱，規(guī)格為30 m×0.25 m×0.25 μm。按Hu等（2005）[11]方法測(cè)定上清液中乙、丙、丁酸的含量。

1.6 氨態(tài)氮的測(cè)定方法

取體外發(fā)酵培養(yǎng)的瘤胃液5 ml，3 500～4 000 r/min離心10 min，取上清液，采用Searle(1984)[12]、馮宗慈等(1993)[13]改進(jìn)方法，使用氯化銨作為標(biāo)準(zhǔn)品，用可見(jiàn)分光光度計(jì)(721型)測(cè)定700 nm波長(zhǎng)條件下上清液中氯化氨濃度。

1.7 可消化有機(jī)物的計(jì)算方法

可消化有機(jī)物（digestible organic matter,DOM）的計(jì)算方法是根據(jù)體外產(chǎn)氣法得到的培養(yǎng)24 h后的產(chǎn)氣量來(lái)進(jìn)行計(jì)算的，公式如下：DOM=7.65(±0.062)×GP24h+353（±0.59）(Menke等,1979)[14]，其中DOM的單位為g/kg，GP24h的單位為ml。

1.8 RFV的計(jì)算方法

樣品的飼料相對(duì)值（RFV）為：RFV=DMI(%BW)×DDM(%DM)/1.29，其中：DMI(Dry Matter Intake，DMI，占%BW)為粗飼料干物質(zhì)的隨意采食量，單位為占體重的百分比即%BW；DDM(Digestible Dry Matter，DDM)為可消化的干物質(zhì)含量，單位為%DM。DMI與DDM的預(yù)測(cè)模型分別為：DMI(%BW)=120/NDF(%DM)；DDM(%DM)=88.9-0.779×ADF(%DM)。

1.9 ME的計(jì)算方法

基于85份干草樣本，得到有機(jī)物的消化率(DO，Digestibility of the organic matter)與代謝能有以下的回歸關(guān)系，即公式ME(MJ/kg DM)=-0.20+0.1410×DO（Menke，1988）[10]，其中DO=17.04+1.1085GP24（Menke和Steingass,1988）[10]。

1.10 數(shù)據(jù)處理

所有的分析數(shù)據(jù)為3次重復(fù)測(cè)定結(jié)果的平均值。

2 結(jié)果

2.1 常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分測(cè)定結(jié)果(見(jiàn)表1)

表1 3種臂形草和2種堅(jiān)尼草的常規(guī)化學(xué)營(yíng)養(yǎng)成分

2.2 體外產(chǎn)氣量、有機(jī)物消化率、代謝能和發(fā)酵動(dòng)力學(xué)參數(shù)(見(jiàn)表2)

3種臂形草和2種堅(jiān)尼草在2、4、6、9、12、24、36、48、72、96 h各時(shí)間點(diǎn)累積產(chǎn)氣量動(dòng)態(tài)變化見(jiàn)圖1，總體產(chǎn)氣特點(diǎn)：臂形草在各時(shí)間點(diǎn)的累積產(chǎn)氣量大于堅(jiān)尼草，而對(duì)于臂形草而言，俯仰臂形草在各時(shí)間點(diǎn)的產(chǎn)氣量最大，珊狀臂形草的最小，對(duì)于堅(jiān)尼草而言，堅(jiān)尼草CIAT6299的產(chǎn)氣量大于堅(jiān)尼草TD58。從體外發(fā)酵動(dòng)力學(xué)參數(shù)來(lái)看，這幾種牧草的快速產(chǎn)氣部分a皆為負(fù)值，即在快速降解開(kāi)始前都存在一個(gè)延滯時(shí)間；慢速產(chǎn)氣部分b，珊狀臂形草最大，堅(jiān)尼草TD58最??；產(chǎn)氣速率最高的是雜交臂形草?？上袡C(jī)物含量、可消化有機(jī)物消化率和代謝能最高的是珊狀臂形草。

表2 3種臂形草和2種堅(jiān)尼草的發(fā)酵動(dòng)力學(xué)參數(shù)、GP24h、有機(jī)物消化率（DO）、代謝能、pH值、氨態(tài)氮（NH3-N）和微生物蛋白（MCP）及揮發(fā)性脂肪酸濃度

圖1 產(chǎn)氣量動(dòng)態(tài)變化

2.3 體外發(fā)酵終止物氨態(tài)氮、揮發(fā)性脂肪酸含量(見(jiàn)表2)

3種臂形草和2種堅(jiān)尼草的氨態(tài)氮含量為22.25～26.96 mg/100 ml；總揮發(fā)性脂肪酸最高的是珊狀臂形草。臂形草的乙酸與丙酸之比都小于2。而堅(jiān)尼草的乙酸與丙酸之比略大于2。乙酸含量最低的是珊狀臂形草，最高的是堅(jiān)尼草CIAT6799。

3 討論

一定時(shí)間內(nèi)產(chǎn)氣量的多少反映了底物被瘤胃微生物利用的程度，它代表著底物營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的高低，是用產(chǎn)氣法預(yù)測(cè)干物質(zhì)降解率最主要的指標(biāo)[15]，再結(jié)合原料的化學(xué)成分的組成，其預(yù)測(cè)結(jié)果將更加準(zhǔn)確。從本試驗(yàn)各種飼料體外發(fā)酵產(chǎn)氣量動(dòng)態(tài)變化曲線來(lái)看，飼料發(fā)酵有一個(gè)過(guò)程，在初始階段發(fā)酵不完全，產(chǎn)氣量較少；當(dāng)?shù)揭欢ǖ臅r(shí)期，產(chǎn)氣量開(kāi)始達(dá)到最高峰，然后逐漸下降，不同的飼料產(chǎn)氣量達(dá)到最高峰的時(shí)間不同。本次測(cè)定的禾本科牧草3種臂形草和2種堅(jiān)尼草產(chǎn)氣最高峰在96 h。這一結(jié)果與嚴(yán)學(xué)兵[16]、張潔和王洪榮[17]的相關(guān)試驗(yàn)研究結(jié)果一致。

根據(jù)Menke最早提出的人工瘤胃產(chǎn)氣量法評(píng)價(jià)飼草料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，體外發(fā)酵產(chǎn)氣量是反芻動(dòng)物瘤胃底物發(fā)酵一個(gè)很重要的指標(biāo)，它與飼料有機(jī)物的發(fā)酵強(qiáng)度成正相關(guān)。飼料的體外發(fā)酵產(chǎn)氣量與瘤胃內(nèi)的可利用能量顯著相關(guān)。

飼料體外培養(yǎng)液中pH值反映的是飼糧發(fā)酵產(chǎn)生的總酸度，可以反映瘤胃的發(fā)酵水平；氨態(tài)氮濃度和微生物蛋白可反映出飼料氮降解速度和微生物對(duì)氨的利用，本試驗(yàn)通過(guò)測(cè)定各種飼料體外發(fā)酵后培養(yǎng)液中pH值、氨態(tài)氮濃度和微生物蛋白產(chǎn)量來(lái)研究常用飼料在瘤胃內(nèi)降解與利用情況。

NH3-N不但是瘤胃內(nèi)飼料蛋白質(zhì)、肽、氨基酸、氨化物、尿素和其它非蛋白氮化合物分解的終產(chǎn)物，還是微生物合成菌體蛋白的主要原料[18]。即NH3-N濃度是評(píng)價(jià)瘤胃內(nèi)環(huán)境的重要指標(biāo)，其取決于飼料中蛋白質(zhì)在瘤胃中的降解、吸收以及瘤胃微生物對(duì)NH3-N的利用程度[19]。

本試驗(yàn)是模擬靜態(tài)的瘤胃發(fā)酵，故氨氮濃度的高低受發(fā)酵底物本身蛋白質(zhì)含量和降解率的影響，主要由瘤胃微生物分解蛋白質(zhì)和利用氨合成微生物蛋白質(zhì)的速度決定的。瘤胃中NH3-N濃度過(guò)高或過(guò)低都不利于微生物的生長(zhǎng)繁殖，因此保持瘤胃液中的最適NH3-N濃度是保證微生物蛋白合成的首要條件。本試驗(yàn)研究3種臂形草和2種堅(jiān)尼草的發(fā)酵液中NH3-N濃度在22.25～26.96 mg/100 ml范圍內(nèi)，高于瘤胃微生物最佳生長(zhǎng)所需的NH3-N濃度在5～28 mg/100 ml范圍內(nèi)的要求[20]。這可能是由于發(fā)酵系統(tǒng)不同造成，另外，體外發(fā)酵試驗(yàn)中缺少瘤胃壁對(duì)氨態(tài)氮的吸收，可能會(huì)使其在培養(yǎng)管中累積，造成氨態(tài)氮濃度升高。

反芻動(dòng)物瘤胃內(nèi)VFA濃度與飼料中可溶性碳水化合物含量呈正相關(guān)。瘤胃碳水化合物發(fā)酵的主要產(chǎn)物是乙酸、丙酸和丁酸等VFA，它們是反芻動(dòng)物主要的能量來(lái)源及合成乳脂和體脂的原料。VFA濃度在很大程度上影響瘤胃pH值，而反過(guò)來(lái)瘤胃pH值對(duì)瘤胃微生物群落也有重要影響。因此VFA的產(chǎn)量及其比例可顯著影響反芻動(dòng)物對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收、利用和生產(chǎn)能力的發(fā)揮。其中乙酸數(shù)量最多，其次是丙酸和丁酸，它們的比例主要受到日糧結(jié)構(gòu)的影響，一般而言，日糧中淀粉含量高，淀粉分解菌占優(yōu)勢(shì)，丙酸和乳酸產(chǎn)量提高；粗料日糧中纖維含量高，纖維分解菌占優(yōu)勢(shì)，乙酸和甲烷產(chǎn)量提高。當(dāng)日糧結(jié)構(gòu)相似時(shí)，瘤胃中各VFA的摩爾百分?jǐn)?shù)也相似。韓正康[21]等報(bào)道，瘤胃中等發(fā)酵水平的TVFA濃度應(yīng)該為60～120 mM，本試驗(yàn)測(cè)定各種飼料培養(yǎng)液中的TVFA濃度為68.21～74.86 mM，在正常發(fā)酵水平的范圍內(nèi)。一般認(rèn)為，乙酸與丙酸之比大于3.5時(shí)，稱(chēng)乙酸發(fā)酵型；比例在2.0～3.5時(shí)，稱(chēng)乙酸／丙酸發(fā)酵型；比例小于2.0時(shí)，稱(chēng)丙酸發(fā)酵型，本試驗(yàn)測(cè)定的3種臂形草的乙酸／丙酸比例小于2，屬于丙酸發(fā)酵型，而堅(jiān)尼草的乙酸／丙酸比例在2.0～3.5，屬于乙酸／丙酸發(fā)酵型。

4 結(jié)論

根據(jù)飼料相對(duì)評(píng)定指數(shù)(RFV)計(jì)算公式得到RFV值，從大到小排列順序?yàn)椋弘s交臂形草(81.85)＞俯仰臂形草(74.60)＞珊狀臂形草(72.91)＞堅(jiān)尼草CIAT6299(66.4)＞堅(jiān)尼草TD58(63.13)；可消化有機(jī)物質(zhì)含量和代謝能從大到小的順序?yàn)椋簣?jiān)尼草TD58(509.72 g/kg，5.4 MJ/kg DM)，堅(jiān)尼草CIAT6299(531.09 g/kg，5.84 MJ/kg DM)，珊狀臂形草(552.28 g/kg，6.27 MJ/kg DM)，雜交臂形草(596.80 g/kg，7.18 MJ/kg DM)，俯仰臂形草(614.78 g/kg，7.55 MJ/kg DM)。

[1] 何華玄,白昌軍,韋家少,等.海南省西南半干旱地區(qū)臂形草引種試驗(yàn)[J].熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué),2005,25(3):4-6.

[2] 黃世洋,陳興乾,帕明秀.廣西南部地區(qū)4種禾本科牧草品比試驗(yàn)初報(bào)[J].中國(guó)草食動(dòng)物,2009,29(3):47-48.

[3] 吳仁潤(rùn),盧欣石.中國(guó)熱帶、亞熱帶牧草種質(zhì)資源[M].北京:中國(guó)科技出版社,1992.

[4] 莫熙穆.廣東飼用植物[M].廣州:廣東科技出版社,1993:81-82.

[5] 韋家少,蔡碧云,白昌軍.堅(jiān)尼草適應(yīng)性試驗(yàn)研究[J].草業(yè)科學(xué),2000,175(5):1-5.

[6] 羅榮太,陳興乾,劉仁善.雜交臂形草引種栽培利用簡(jiǎn)介[J].廣西畜牧獸醫(yī),2008,24(6):359-340.

[7] 韋家少,劉國(guó)道,蔡碧云.刈割周期、施肥量對(duì)堅(jiān)尼草產(chǎn)草量和質(zhì)量的影響[J].草地學(xué)報(bào),2002,10(2):139-143.

[8] 李志丹,高桂娟,白昌軍.6種臂形草屬牧草品種比較試驗(yàn)[J].熱帶作物學(xué)報(bào),2009,30(8):1186-1189.

[9] 楊勝.飼料分析與飼料質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)[M].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社，1993.

[10] Menke K H,H.Steingass.Estimation of the energetic feed value obtained from chemical analysis and in vitro gas production using rumen fluid[J].Animal Research and Development,1988,28:7-55.[11]Hu W L,Liu J X,Ye J A,et al.Effect of tea saponin on rumen fermentation in vitro[J].Animal Feed Science and Technology,2005,120:333-339.

[12] Searle L.The berthelot or indophenol reaction and its use in the analytical chemistry of nitrogen:a review[J].Analyst,1984,109:549-568.

[13] 馮宗慈,高民.通過(guò)比色法測(cè)定瘤胃液氨態(tài)氮含量方法的改進(jìn)[J].內(nèi)蒙古畜牧科學(xué)，1993(4):40-41.

[14] Menke K H,L.Raab,A.Salewski,et al.The estimation of the digestibility and metabolisable energy content of ruminant feedingstuffs from the gas production when they are incubated with rumen liquor.[J].Journal of Agriculture Science,1979,93:217-222.[15]Blümmel M,E.R.Orskov.Comparison of gas production and nylon bag degradability of roughages in predicting feed intake in cattle[J].Animal Feed Science and Technology,1993,40:109-119.

[16] 韓正康,陳杰.反芻動(dòng)物瘤胃的消化和代謝[M].北京:科學(xué)出版社,1988:55-61.

[17] 嚴(yán)學(xué)兵.放牧牦牛瘤胃生理指標(biāo)的測(cè)定[J].黃牛雜志,2003,29(3):14-17.

[18] 張潔,王洪榮.用體外產(chǎn)氣法評(píng)價(jià)精粗飼料的組合效應(yīng)[J].家畜生態(tài)學(xué)報(bào),2007,28(4):30-35.

[19] 沈美英.日糧內(nèi)不同粗飼料品質(zhì)對(duì)綿羊瘤胃發(fā)酵功能和微生物區(qū)系的影響[D].呼和浩特:內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文,2006,37.

[20] 胡偉蓮.皂甙對(duì)瘤胃發(fā)酵與甲烷產(chǎn)量及動(dòng)物生產(chǎn)性能影響的研究[D].杭州:浙江大學(xué)博士學(xué)位論文,2005,63.

[21] Wanapat M,O.Pimpa.Effect of ruminal NH3-N levels on ruminal fermentaion,purine derivatives,digestibility and rice straw intake in swamp buffaloes[J].Asian-Australia Journal of Animal Science,1999,12(6):904-907.