青海省高原放牧家畜動(dòng)物營養(yǎng)與飼料科學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

青海高原牦牛研究中心 崔占鴻 劉書杰 柴沙駝

青海省高原放牧營養(yǎng)與生態(tài)省部共建國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 張曉衛(wèi) 趙月平

青海省畜牧獸醫(yī)科學(xué)院

青海省農(nóng)牧交錯(cuò)區(qū)草地資源與農(nóng)田殘茬及作物秸稈資源并存，空間鑲嵌交錯(cuò)，時(shí)間銜接互補(bǔ)，具有發(fā)展草地和秸稈為主要資源生產(chǎn)反芻牲畜的優(yōu)勢(shì)和潛力。反芻動(dòng)物生產(chǎn)主要依賴于粗飼料，粗飼料不僅為反芻動(dòng)物提供足量的日糧纖維，還為反芻家畜提供數(shù)量不等的礦物質(zhì)元素、維生素等必需營養(yǎng)素。與谷物飼料相比，牧草及其他飼料作物由于生長時(shí)間長及高收獲率而獲得高的干物質(zhì)、能量為家畜提供廉價(jià)營養(yǎng)素。同樣秸稈和樹葉類因其低成本而應(yīng)用廣泛。因此，對(duì)該區(qū)域反芻家畜常用粗飼料的營養(yǎng)價(jià)值研究是一項(xiàng)重要的基礎(chǔ)工作。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn) 在青海省畜牧獸醫(yī)科學(xué)院高原放牧家畜動(dòng)物營養(yǎng)與飼料科學(xué)省級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。

1.2 試驗(yàn)材料及設(shè)備 選用青海省西寧市周邊農(nóng)區(qū)自產(chǎn)的農(nóng)作物秸稈（小麥秸稈、豌豆秸稈、蠶豆秸稈、油菜秸稈及馬鈴薯秸稈）、優(yōu)質(zhì)補(bǔ)飼飼草（青貯玉米秸、苜蓿青干草、燕麥青干草）和農(nóng)牧交錯(cuò)區(qū)天然草地型（線葉嵩草、高山柳+苔草、金露梅—珠芽蓼及藏嵩草）冷季（12月份）牧草等12種粗飼料為試驗(yàn)樣品，樣品采集后在65℃下烘干，粉碎過40目篩，室溫下保存待測(cè)。

分析天平（精確度為0.0001）、人工瘤胃培養(yǎng)箱、分液裝置（由德國生產(chǎn)，用于培養(yǎng)液的分裝，分裝范圍從0～60 mL，最小刻度為1 mL）、二氧化碳?xì)怏w（純度為99.9999%，作為進(jìn)行厭氧條件產(chǎn)生和維持的氣源）、恒溫及磁力攪拌裝置、玻璃注射器培養(yǎng)管、保溫瓶（用于采集瘤胃液）等。

1.3 測(cè)定指標(biāo)與方法

1.3.1 常規(guī)營養(yǎng)成分測(cè)定 按實(shí)驗(yàn)室常規(guī)分析法進(jìn)行干物質(zhì)（DM）、有機(jī)物（OM）、粗蛋白質(zhì)（CP）、粗脂肪（EE）、酸性洗滌纖維（ADF）、中性洗滌纖維（NDF）、酸性洗滌木質(zhì)素（ADL）、粗灰分（ASH）等的測(cè)定。

1.3.2 體外發(fā)酵產(chǎn)氣指標(biāo)測(cè)定

1.3.2.1 樣品制備 準(zhǔn)確稱取牧草樣品220 mg，送入100 mL玻璃注射器內(nèi)，在注射器活塞中間1/3部位均勻涂抹適量醫(yī)用凡士林，39℃預(yù)熱。為了保證測(cè)試樣品具有代表性，每個(gè)樣本做3個(gè)重復(fù)。

1.3.2.2 瘤胃液收集 選擇3頭健康、體重接近、安裝有永久性瘤胃瘺管的成年牦牛作為瘤胃液供體，飼養(yǎng)水平為1.5倍的維持水平，以小麥秸稈為基礎(chǔ)粗飼料，日糧精粗比為30∶70，單獨(dú)飼喂，每天8∶00和18∶00飼喂，晨飼前采集瘤胃液。采集的瘤胃液立即放入保溫瓶中，并迅速帶回實(shí)驗(yàn)室。

1.3.2.3 培養(yǎng)液配制 采用Menke和Steingass（1988）的方法準(zhǔn)備緩沖液（表1），并將緩沖液與瘤胃液以2∶1的比例混合。

1.3.2.4 產(chǎn)氣量測(cè)定 向培養(yǎng)管加入人工瘤胃培養(yǎng)液30 mL，放置到培養(yǎng)箱中開始培養(yǎng)計(jì)時(shí)，在2、4、6、8、12、14、16、24、30、36、48 h 各 時(shí) 間 點(diǎn) 取出培養(yǎng)管并快速讀數(shù)記錄。當(dāng)?shù)侥骋粫r(shí)間點(diǎn)讀數(shù)超過60 mL時(shí)，在讀數(shù)后及時(shí)排氣并記錄排氣后的刻度值。待飼料在體外培養(yǎng)48 h后，將培養(yǎng)管（注射器）分別取出放入冰水中使其停止發(fā)酵。

表1 人工瘤胃營養(yǎng)液各單一溶液配方

1.4 體外發(fā)酵指標(biāo)計(jì)算方法

1.4.1 產(chǎn)氣量 產(chǎn)氣量（mL）=該時(shí)間段內(nèi)培養(yǎng)管氣體產(chǎn)生量（mL）－對(duì)應(yīng)時(shí)間段內(nèi)空白管氣體平均產(chǎn)生量（mL）。

1.4.2 體外有機(jī)物質(zhì)消化率及代謝能 體外有機(jī)干物質(zhì)消化率（IVOMD，%）=0.7602×GP+0.6365%×CP+22.5；

代謝能（ME，MJ/kg）=0.1456×GP+0.07675%×CP+0.1642%×EE+1.198；

式中，GP為24 h產(chǎn)氣量，CP為粗蛋白質(zhì)含量，EE為粗脂肪含量。

1.4.3 產(chǎn)氣動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù) 根據(jù)不同時(shí)間點(diǎn)的產(chǎn)氣量，采用Gompertz模型公式：

GP=A exp｛-exp[1+be/A（Lag-t）]｝；

式中，GP為t時(shí)間的產(chǎn)氣量，mL；A表示理論最大產(chǎn)氣量，mL；b表示產(chǎn)氣速率常數(shù)，mL/h；Lag表示體外發(fā)酵產(chǎn)氣延滯時(shí)間，h；e為歐拉常數(shù)；t表示產(chǎn)氣時(shí)間點(diǎn)，h。

1.5 數(shù)據(jù)處理 采用Excel 2003和SAS 9.1統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理與分析。

2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 12種粗飼料的常規(guī)營養(yǎng)成分及含量 由表2可以看出，農(nóng)作物秸稈中豌豆秸稈和蠶豆秸稈兩種豆類秸稈的粗蛋白質(zhì)含量分別為8.5%、9.75%，均略高于8%，其余三種均低于8%，且油菜秸稈的粗蛋白質(zhì)含量最低，僅為1.96%；天然草地型冷季牧草的粗蛋白質(zhì)均低于8%，且藏嵩草的粗蛋白質(zhì)含量最低，僅為1.58%；優(yōu)質(zhì)補(bǔ)飼飼草中苜蓿青干草和燕麥青干草的粗蛋白質(zhì)含量分別為11.36%、8.79%，也略高于8%，而青貯玉米秸的粗蛋白質(zhì)含量為5.25%；同時(shí)，本研究測(cè)得典型的豆科牧草（苜蓿青干草）和禾本科牧草（燕麥青干草）的ADF、NDF和ADL分別為30.47%和 52.07%、38.24%和 69.39%、7.28%和 20.12%，三項(xiàng)指標(biāo)均表現(xiàn)為苜蓿干草低于燕麥青干草。

表2 12種粗飼料常規(guī)營養(yǎng)成分%

2.2 體外發(fā)酵產(chǎn)氣動(dòng)態(tài)變化及曲線 由表3可知，12種粗飼料在不同發(fā)酵時(shí)間的累積產(chǎn)氣量存在一定的差異。整體來看，5種農(nóng)作物秸稈24 h累積產(chǎn)氣量為20～55 mL，48 h累積產(chǎn)氣量為35～60 mL；4種天然草地牧草24 h累積產(chǎn)氣量為35～60 mL，48 h累積產(chǎn)氣量為55～80 mL；3種優(yōu)質(zhì)補(bǔ)飼草24 h累積產(chǎn)氣量為25～65 mL，48 h累積產(chǎn)氣量為40～80 mL。

5種農(nóng)作物秸稈在0～48 h發(fā)酵時(shí)間內(nèi)，累積產(chǎn)氣量均呈上升的趨勢(shì)，且除累積產(chǎn)氣量在24 h后小麥秸稈高于馬鈴薯秸稈，并和蠶豆秸稈接近外，都表現(xiàn)為：豌豆秸稈＞蠶豆秸稈＞馬鈴薯秸稈＞小麥秸稈＞油菜秸稈。

4種天然草地牧草在0～48 h發(fā)酵時(shí)間內(nèi)，累積產(chǎn)氣量均呈上升的趨勢(shì)，且金露梅+珠芽蓼和線葉嵩草始終高于高山柳-黑褐苔草、藏嵩草；同時(shí)，在0～16 h內(nèi)，表現(xiàn)為金露梅+珠芽蓼高于線葉嵩草，16～48 h表現(xiàn)為線葉嵩草高于金露梅+珠芽蓼。

3種優(yōu)質(zhì)補(bǔ)飼飼草在0～48 h發(fā)酵時(shí)間內(nèi)，累積產(chǎn)氣量均呈上升的趨勢(shì)，且青貯玉米秸和苜蓿青干草始終高于燕麥青干草，4～8 h內(nèi)出現(xiàn)苜蓿青干草高于青貯玉米秸，并在12 h后，累積產(chǎn)氣量表現(xiàn)為：青貯玉米秸＞苜蓿青干草＞燕麥青干草。

2.3 12種粗飼料體外發(fā)酵產(chǎn)氣參數(shù)及相關(guān)指標(biāo)由表4可知，從GP24h、ME和IVOMD三個(gè)產(chǎn)氣發(fā)酵指標(biāo)看，農(nóng)作物秸稈中由高到低的順序?yàn)椋和愣菇斩挘拘Q豆秸稈＞馬鈴薯秸稈＞小麥秸稈＞油菜秸稈，且IVOMD的范圍在40%～65%，ME范圍在4.0～9.0 MJ/kg；天然草地冷季牧草中由高到低的排序?yàn)椋壕€葉嵩草＞金露梅+珠芽蓼＞高山柳–黑褐苔草＞藏嵩草，且四種牧草的理論最大產(chǎn)氣量（A）和產(chǎn)氣速率（b）呈類似的變化趨勢(shì)，IVOMD范圍在48% ～70%，ME范圍在6.0～10.0 MJ/kg；優(yōu)質(zhì)補(bǔ)飼草中由高到低的順序?yàn)椋呵噘A玉米秸＞苜蓿青干草＞燕麥青干草，且三種補(bǔ)飼草體外發(fā)酵理論最大產(chǎn)氣量（A）也呈現(xiàn)類似的變化趨勢(shì)，而產(chǎn)氣延滯時(shí)間（Lag）則與之相反，IVOMD的范圍在42%～70%，ME范圍在5.0～11.0 MJ/kg。

表3 12種粗飼料不同時(shí)間點(diǎn)的體外發(fā)酵累積產(chǎn)氣量 mL

表4 12種粗飼料體外發(fā)酵產(chǎn)氣參數(shù)及相關(guān)指標(biāo)

3 討論與小結(jié)

秸稈的粗蛋白質(zhì)含量低，豆科秸稈的粗蛋白質(zhì)含量為5%～9%，其中可消化粗蛋白質(zhì)為26.5～46.8 g/kg；禾本科秸稈為3% ～5%，其中可消化粗蛋白質(zhì)為16.5～27.5 g/kg，均低于反芻家畜飼料蛋白質(zhì)含量的要求 （不應(yīng)低于8%），并且秸稈中蛋白質(zhì)生物學(xué)價(jià)值也很低，不能為瘤胃微生物的迅速生長繁殖提供充足的氮源，結(jié)果導(dǎo)致瘤胃微生物的活力降低，難以充分消化利用進(jìn)食的秸稈（烏仁塔娜，2008）。本試驗(yàn)測(cè)得青海省農(nóng)牧交錯(cuò)區(qū)農(nóng)作物秸稈中馬鈴薯秸稈、小麥秸稈和油菜秸稈、4種天然草地及優(yōu)質(zhì)補(bǔ)飼草中青貯玉米秸的粗蛋白質(zhì)含量均低于8%；同時(shí)，本研究測(cè)得豆科牧草 （苜蓿青干草）的ADF、NDF和ADL均低于禾本科牧草（燕麥青干草），主要是由于兩種青干草自身的加工品質(zhì)造成的。因此，如何科學(xué)合理地開發(fā)并利用好現(xiàn)有的低質(zhì)粗飼料資源，已成為該區(qū)域牦?？茖W(xué)化飼養(yǎng)的關(guān)鍵所在。

本研究通過體外發(fā)酵累計(jì)產(chǎn)氣量和常規(guī)營養(yǎng)指標(biāo)計(jì)算出12種粗飼料的代謝能為5.0～11.0 MJ/kg，有機(jī)物質(zhì)消化率為40%～70%，其中5種農(nóng)作物秸稈的有機(jī)物質(zhì)消化率均值為52.86%，高于馮仰廉和張子儀（2003）報(bào)道，秸稈的有機(jī)物質(zhì)消化率均值40%，原因可能是處于高寒草地冷季的牦牛長時(shí)間（7個(gè)月）采食低質(zhì)粗飼料（牧草），促使其瘤胃微生物具有對(duì)低質(zhì)粗飼料較高的消化能力；4種天然草地冷季牧草的有機(jī)物質(zhì)消化率均值為59.23%，略低于年芳（2002）在高寒草地部分牧草和灌木飼用價(jià)值的評(píng)定與方法研究中測(cè)定的牦牛對(duì)以垂穗披堿草為優(yōu)勢(shì)種的天然草地牧草的有機(jī)物質(zhì)消化率均值63.19%，可能的原因主要是牧草種類及采集時(shí)間不同所致。低質(zhì)粗飼料由于其高纖維、低蛋白質(zhì)含量的特性，作為反芻動(dòng)物飼料時(shí)受細(xì)胞壁木質(zhì)化程度的影響，其消化率很低，直接用作飼料的飼喂效果并不是很好。粗飼料通過科學(xué)地加工調(diào)制能有效提高其采食量，增加營養(yǎng)成分，從而使其在瘤胃中的降解率得到提高 （李煥江，2008；項(xiàng)鍇鋒，2005）。同時(shí)，粗飼料間的科學(xué)組合搭配能產(chǎn)生明顯的正組合效應(yīng)，亦能提高粗飼料的消化利用率（李煥江，2008；陽伏林等，2008；周傳社等，2005；譚支良和盧德勛，1999）。

本研究測(cè)得青海省農(nóng)牧交錯(cuò)區(qū)牦牛12種常用粗飼料的常規(guī)營養(yǎng)成分及體外發(fā)酵產(chǎn)氣參數(shù)等營養(yǎng)評(píng)價(jià)指標(biāo)，為該區(qū)域“草地—秸稈”畜牧業(yè)發(fā)展中的粗飼料合理高效利用及牦?？茖W(xué)飼養(yǎng)提供重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

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[5]烏仁塔娜.內(nèi)蒙古地區(qū)奶牛粗飼料分級(jí)指數(shù)的測(cè)定及其組合效應(yīng)的研究：[碩士學(xué)位論文][D].呼和浩特：內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)，2008

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