姬奇武 韓汝旦 董寬虎

摘要：以安裝永久性瘺管的本地綿羊15只為試驗動物，采用尼龍袋法對不同生育期白羊草的綿羊瘤胃降解特性及其對瘤胃內環(huán)境的影響進行研究。結果表明：干物質（DM）和粗蛋白質（CP）的有效降解率均在拔節(jié)期為最高，且拔節(jié)期DM的有效降解率顯著高于其他3個生育期（P<0.05）。DM的有效降解率隨著生育期的推進不斷降低，而CP的有效降解率無一定變化規(guī)律；加入不同生育期白羊草后，瘤胃液銨態(tài)氮濃度和總揮發(fā)性脂肪酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸和異丁酸濃度均呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，并在4 h時達到峰值，且4 h時，拔節(jié)期的銨態(tài)氮濃度和總揮發(fā)性脂肪酸、乙酸、丙酸濃度顯著高于開花期（P<0.05），其中以拔節(jié)期白羊草的增加幅度最大，開花期的最低，表明拔節(jié)期白羊草具有較高的瘤胃降解特性，最利于瘤胃發(fā)酵，由此可見，添加裝有不同生育期白羊草的尼龍袋后均會對綿羊的瘤胃內環(huán)境產生影響，其原因主要與不同生育期白羊草的蛋白質含量和結構有關。

關鍵詞：白羊草；生育期；瘤胃降解率；瘤胃內環(huán)境

中圖分類號：S 543；S 815.4文獻標識碼：A文章編號：10095500（2015）05001706

收稿日期：20150414； 修回日期：20150504

基金項目：山西省科技攻關項目（201203110111）；山西省科技基礎條件平臺建設項目（20120910040101）資助

作者簡介：姬奇武（1989），男，山西運城人，在讀研究生。

Email：qiwu_ji@126.com

董寬虎為通訊作者。

反芻動物的瘤胃是反芻動物的重要消化器官，占全胃的80%，飼料營養(yǎng)物質在瘤胃中的降解率及其對瘤胃內環(huán)境的影響反映著飼料的營養(yǎng)價值，體現(xiàn)著飼料的優(yōu)劣水平。目前，對反芻動物飼料營養(yǎng)價值的評價的方法很多，其中，尼龍袋法能系統(tǒng)的研究飼料在瘤胃中的降解規(guī)律及有效降解率等，具有簡單方便，試驗期短等優(yōu)點[1]。白羊草（Bothriochloa ischaemum）為禾本科孔穎草屬，喜溫，中旱生，具有產量高、耐踐踏、適口性好等特點，是優(yōu)良牧草[2]，其作為山西暖性灌草叢草地的建群種，在山西中南部地區(qū)，分布較廣[3]。有關山西白羊草的研究，許多學者先后從白羊草草地的產量[4]、草地群落[3]、種群繁殖[2]、營養(yǎng)[5]、抗旱性[6]等方面進行報道，但較多地集中于對白羊草草地的研究，而培育適應山西省生長的白羊草品種的研究仍較少，武路廣等[7，8]2011年對山西不同居群白羊草進行人工栽培選育，并對不同居群白羊草的農藝性狀、生產性能等進行了研究報道，而有關人工栽培不同居群白羊草的瘤胃降解特性及其對瘤胃內環(huán)境的影響還未見報道，因此，試驗以此為出發(fā)點，利用尼龍袋法對不同生育期白羊草的瘤胃降解率及其對瘤胃內環(huán)境的影響進行研究，并探究其變化規(guī)律，以期為不同生育期白羊草的合理利用及白羊草的育種工作提供理論依據(jù)。

1材料和方法

1.1樣品的準備

樣品取自山西農業(yè)大學動物科技學院牧草站試驗田2011年栽培的白羊草（野生種源于太谷）。2013年按白羊草的生育期進行采樣，分別于拔節(jié)期、孕穗期、抽穗期和開花期進行刈割，留茬高度為5 cm，然后105℃下殺青30 min，65℃下烘干至恒重。烘干后的樣品用植物粉碎機進行粉碎，過40目篩后于干燥陰涼處密封保存。

1.2試驗動物及飼養(yǎng)管理

選擇12只生長健康的裝有永久性瘤胃瘺管的肉用綿羊，體重為34.6±0.57 kg，單圈飼養(yǎng)，隨機分為4組，每組3只，試驗羊于每天8∶00和20∶00飼喂2次，自由飲水，試驗羊日糧供給量為1.3倍維持需要的飼喂量，精粗比為4∶6，預飼期為15 d。日糧組成及營養(yǎng)水平（表1）。

表1基礎日糧組成及營養(yǎng)水平（干物質基礎）

Table 1The composition and nutrient level of diet

for the tested sheep （DM basis）

原料含量/%營養(yǎng)水平含量/%玉米22.0干物質93.14豆粕17.0粗蛋白質13.84苜蓿59.0中性洗滌纖維36.82碳酸氫鈉0.2酸性洗滌纖維21.47食鹽0.6鈣0.53石粉0.2磷0.26預混料1.0粗脂肪1.3合計100.0灰分8.63注：預混料為每公斤日糧提供：碳酸鈉 250 g，礦物質 250 g，VA 20 000 IU，VD 3 500 IU，VE 500 IU

1.3試驗設計

每個待測樣品準確稱取3.000 0 g，放入已知重量的尼龍袋底部，袋口用尼龍線系緊，設置3個重復，每個重復的每個待測時間點設置2個平行，將平行樣系緊后固定于一長約20 cm的半軟塑料管上。投放尼龍袋時，將塑料管的另一端系繩并固定在瘺管蓋上，于飼喂前2 h將尼龍袋放入瘤胃腹囊食糜中，瘤胃中培養(yǎng)時間點設定為4，8，12，24，48，72 h，即每個樣品稱裝42個尼龍袋，除3組0 h的尼龍袋外，其余的分別放入3只羊的瘤胃中，每只羊放入12個尼龍袋，按時間點取出后用水沖洗直至水清為止，然后65℃下烘干至恒重后稱重置于干燥陰涼處保存。

1.4測定項目和方法

1.4.1常規(guī)營養(yǎng)成分的測定待測樣品降解前及瘤胃降解后殘渣DM和CP的測定方法均參照文獻[9]的方法進行。

1.4.2DM和CP的降解率的計算待測樣品DM和CP的瘤胃降解率（%）=100%×（待測樣品某成分的量-殘留物中某成分的量）/待測樣品某成分的量。

1.4.3DM和CP降解參數(shù)及有效降解率的計算參照文獻[10]的公式計算DM和CP降解參數(shù)及有效降解率。

p=a+b（1-e-ct）

式中： p為t時刻的瘤胃降解率；a為快速降解部分；b為慢速降解部分；c為b部分的降解速率；t為樣品在瘤胃內停留的時間h。

利用各培養(yǎng)時間點的瘤胃降解率（p）和時間（t），采用最小二乘法，計算a，b和c值。

待測樣品DM和CP的瘤胃有效降解率：

ED=a+b×c/（c+k）

式中：ED為樣品的瘤胃有效降解率；k為瘤胃食糜的外流速率，試驗中k值取0.031/h。

1.4.4瘤胃液的采集與測定0，4和8 h分別通過瘤胃瘺管取25 mL瘤胃液，用尼龍袋過濾后加6 mol/L的鹽酸5 mL作為保護劑，然后4℃下以3 500 r/min離心15 min，取上清液后于-20℃保存，用于銨態(tài)氮（NH3N）和揮發(fā)性脂肪酸（VFA）的測定。銨態(tài)氮采用苯酚—次氯酸鈉比色法進行測定[11]。揮發(fā)性脂肪酸采用GC102AF型氣相色譜儀進行測定[12]。

1.5數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2007進行數(shù)據(jù)整理，SAS 8.0軟件中的非線性回歸程序計算瘤胃降解模型參數(shù)a，b和c值，方差分析采用單因素方差分析，并用duncan法進行多重比較。

2結果與分析

2.1不同生育期白羊草DM和CP瘤胃降解特性

2.1.1不同生育期白羊草DM降解特性不同生育期白羊草的DM降解率除了8、12 h之外，均差異顯著（P<0.05）。從時間分析0、24、48 h和72 h時，拔節(jié)期的DM降解率顯著高于其他3個時期（P<0.05）。在第72 h時的拔節(jié)期的DM降解率為最高，可達到78.57%。整體分析，白羊草的DM在綿羊瘤胃的降解能力隨著生育期不斷降低（表2）。

不同生育期白羊草DM的降解模型中降解速率c差異不顯著（P>0.05）。其中，快速降解部分a以拔節(jié)期最高，與抽穗期差異不顯著（P>0.05），而與孕穗期和開花期差異顯著（P<0.05）。拔節(jié)期白羊草的DM有效降解率顯著高于其他3個時期（P<0.05），為54.30%。

2.1.2不同生育期白羊草CP降解特性不同生育期白羊草的CP降解率隨著在瘤胃中停留的時間越長，降解率不斷增加。在0，4和8 h時，CP降解率存在顯著差異（P<0.05），其中，4 h時，拔節(jié)期的降解率為最高，達到34.03%，顯著高于孕穗期的21.36%和抽穗期的25.89%（P<0.05）。從12～72 h，各生育期的降解率均差異不顯著（P>0.05），在72 h時，拔節(jié)期的降解率為最高，達到69.47%（表3）。

不同生育期白羊草的CP的降解模型中除了快速降解部分a之外均差異不顯著（P>0.05）。其中快速降解部分a在拔節(jié)期為最大，慢速降解部分b在孕穗期為最大，有效降解率在拔節(jié)期為最高。

表2不同生育期白羊草DM降解動態(tài)和降解模型參數(shù)

2.2.1不同生育期白羊草對瘤胃液銨態(tài)氮濃度的影響放入裝有不同生育期白羊草的尼龍袋后，瘤胃液銨態(tài)氮濃度在4 h時達到峰值，其中，拔節(jié)期為最高，為19.94 mg/（100 mL），開花期最低為，13.70 mg/（100 mL），兩者差異顯著（P<0.05），隨著時間的延長，銨態(tài)氮濃度降低，在8 h時，各生育期的銨態(tài)氮濃度均低于0 h的濃度（表4）。試驗表明，拔節(jié)期對瘤胃液銨態(tài)氮濃度的影響最大，開花期為最低。

2.2.2不同生育期白羊草對瘤胃液揮發(fā)性脂肪酸的影響不同生育期白羊草在瘤胃內產生的VFA濃度不同，加入草粉后，4 h時的總揮發(fā)性脂肪酸，乙酸，丙酸，丁酸，戊酸和異丁酸的濃度達到最高，其中，總揮發(fā)性脂肪酸、乙酸、丙酸、丁酸和異丁酸均是在拔節(jié)期時最高，開花期最低，且總揮發(fā)性脂肪酸、乙酸、丙酸在兩個生育期間差異顯著（P<0.05），丁酸和異丁酸在2個生育期之間差異不顯著（P>0.05）。戊酸在抽穗期達到最高，開花期最低，在整個生育期內差異不顯著（P>0.05）。異戊酸在白羊草整個生育期內均差異不顯著（P>0.05）。乙酸與丙酸的比值在各生育期內均隨時間呈現(xiàn)先降低后升高的趨勢，而且，0和4 h時均差異不顯著（P>0.05），8 h時孕穗期顯著大于其他3個生育期（P<0.05）。說明不同生育期白羊草的瘤胃發(fā)酵類型隨著時間的推移不斷變化的趨勢是相同的，其發(fā)酵類型偏向于乙酸—丙酸型（表5）。

表4不同生育期白羊草在瘤胃液中不同時間點的銨態(tài)氮濃度

Table 4Variation of NH3N concentration in the rumen by adding B.ischaemum in different growth periodsmg /（100 mL）

時間點拔節(jié)期孕穗期抽穗期開花期0 h15.88±0.66a12.47±1.08b11.26±0.46b11.23±1.21b4 h19.94±2.61a16.35±1.17ab14.36±1.14b13.70±2.13b8 h10.77±1.70a8.50±0.19a10.83±1.93a9.95±0.15a表5不同生育期白羊草在瘤胃液中不同時間點的揮發(fā)性脂肪酸濃度

Table 5Variation of VFA concentration in the rumen by adding B.ischaemum in different growth periodsmmol/L

VFA時間點/h拔節(jié)期孕穗期抽穗期開花期總揮發(fā)性脂肪酸028.11±4.30b35.29±2.06a31.86±2.48ab34.92±6.34a468.65±9.46a60.07±0.12ab62.43±9.05ab50.55±4.56b851.76±4.88a58.59±6.15a49.72±6.60a46.05±2.19a乙酸016.91±2.48b21.82±0.57a19.70±2.14ab21.71±3.30a442.21±5.73a39.09±4.90ab37.96±6.51ab31.06±2.48b831.56±3.25b38.99±4.29a33.72±6.59ab28.18±1.80b丙酸06.00±0.88a6.90±0.78a6.51±0.15a7.26±1.60a416.14±2.50a13.30±2.95ab14.26±1.80ab11.78±1.44b811.36±1.08a11.91±1.82a10.99±3.60a9.92±0.41a丁酸03.49±0.76b4.63±0.52a3.71±0.23ab4.13±0.85ab47.81±1.29a7.77±1.75a7.75±0.66a5.99±0.51a86.53±0.76a7.45±0.59a6.18±2.06a5.97±0.33a戊酸00.27±0.11a0.29±0.09a0.28±0.02a0.28±0.13a40.71±0.13a0.70±0.30a0.74±0.10a0.51±0.10a80.58±0.05ab0.64±0.12a0.55±0.18ab0.45±0.05b異丁酸00.62±0.08a0.71±0.11a0.70±0.03a0.60±0.16a40.88±0.01a0.78±0.27a0.85±0.05a0.65±0.01a80.77±0.05ab0.76±0.17ab0.82±0.13a0.61±0.02b異戊酸00.82±0.07a0.95±0.15a0.96±0.06a0.88±0.31a40.89±0.15a0.81±0.46a0.86±0.01a0.60±0.07a80.96±0.13a0.98±0.28a0.96±0.11a0.84±0.15a乙酸/丙酸02.82±0.07a3.19±0.31a3.02±0.29a3.03±0.22a42.62±0.10a2.79±0.17a2.65±0.15a2.65±0.14a82.78±0.03a3.16±0.30b2.74±0.05a2.84±0.13a3討論與結論

3.1不同生育期白羊草DM和CP的降解特性

牧草DM的降解率是影響干物質采食量的主要因素，其受牧草品種、產地、生育期、采樣方式、動物種類等多因素的影響。試驗中，白羊草DM降解動態(tài)隨生育期的推進不斷降低，而隨瘤胃培養(yǎng)時間的延長逐漸升高，但不同生育期的升高幅度不同。這與聶芙蓉等[13]、夏科等[14]、陳曉琳等[15]的研究結果一致。黃鋒華等[5]的研究結果表明，拔節(jié)期白羊草各時間點的DM降解率均高于其他生育期，與本試驗的研究結果一致，可能與拔節(jié)期白羊草的CP含量較高，而NDF、ADF含量較低有關。在DM降解模型中，慢速降解部分b和有效降解率均隨生育期的推進不斷降低，其中拔節(jié)期的有效降解率顯著高于其他3個生育期，與黃秀聲等[16]、弓劍等[17]的研究結果一致。試驗中白羊草拔節(jié)期的DM有效降解率為54.30%，比余苗等[1]對虎尾草拔節(jié)期的DM有效降解率高15.97%，表明白羊草具有較高的DM瘤胃降解特性。

牧草CP降解率是評價牧草營養(yǎng)價值重要指標，其受牧草CP與纖維的含量、結構的影響[15]。本試驗中，白羊草的CP降解動態(tài)隨生育期的推進呈不斷下降的趨勢，這與聶芙蓉等[13]的研究結果一致。試驗中不同生育期白羊草72 h的CP降解率在63.14%～69.47%，與弓劍等[17]對不同生育期檸條的72 h的CP降解率相近，表明白羊草的CP降解特性與檸條的降解特性相近，具有利用價值。CP降解模型中參數(shù)a和b分別在13.81%～21.96%和43.42%～56.84%，與余苗等[1]對虎尾草的研究結果相比，本試驗的結果變化幅度較大，這與牧草品種、試驗動物及日糧組成不同有關。陳曉琳等[15]研究報道中盛花期苜蓿的CP有效降解率為72.22%，遠高于本試驗的開花期白羊草的CP有效降解率，而本試驗中抽穗期的白羊草的CP有效降解率為49.83%，高于陳曉琳等[15]對抽穗期象草和狗尾草的測定結果，表明白羊草的CP降解率低于苜蓿而高于象草和狗尾草。

3.2不同生育期白羊草對瘤胃內環(huán)境的影響

銨態(tài)氮濃度是影響微生物蛋白合成的一個重要指標，在加入不同生育期白羊草樣品4 h后，瘤胃液銨態(tài)氮濃度均達到最大，試驗表明在加入白羊草樣品初期，微生物的利用率，瘤胃上皮對氨氮的吸收量均低于蛋白質的降解率，其中，拔節(jié)期增加了4.06 mg/100 mL，孕穗期增加了3.88 mg/（100 mL），抽穗期增加了3.10 mg/（100 mL），開花期增加了2.47 mg/（100 mL），拔節(jié)期的增加幅度大于其他3個生育期，這可能與拔節(jié)期白羊草的CP含量和4 h時的降解率較高有關，與李國祥等[18]、格根圖等[19]、吳仙等[20]的研究結果一致。同時，研究中各生育期白羊草在0～8 h的銨態(tài)氮濃度在8.50～19.94 mg/（100 mL），符合Preston[21]提出的最適合微生物生長的瘤胃銨態(tài)氮濃度的臨界范圍6.0～30.0 mg/（100 mL），表明不同生育期的白羊草均適合微生物的生長。

揮發(fā)性脂肪酸是碳水化合物消化后的終產物，是反芻動物維持生命活動和瘤胃微生物合成菌體蛋白的主要能量來源，揮發(fā)性脂肪酸的產量和比例情況可以顯著的影響反芻動物的營養(yǎng)吸收狀況和生產水平[22]。加入不同生育期白羊草樣品4 h后，總揮發(fā)性脂肪酸，乙酸，丙酸，丁酸，戊酸和異丁酸均達到最大值，其中拔節(jié)期的總揮發(fā)性脂肪酸，乙酸，丙酸，丁酸和異丁酸產量最高，開花期的產量最低，孕穗期和抽穗期居中，表明裝有白羊草樣品的尼龍袋在瘤胃中迅速發(fā)酵，產生大量的揮發(fā)性脂肪酸，隨著時間推移，尼龍袋數(shù)量減少，微生物對其的利用以及瘤胃壁的吸收導致其濃度下降，同時也表明隨著白羊草生育期的推進，牧草中的纖維素和半纖維素含量不斷增加，而碳水化合物含量不斷降低。吳仙[20]的研究結果表明，添加裝有不同種類牧草的尼龍袋均會對山羊瘤胃揮發(fā)性脂肪酸含量產生影響，本研究的結果與其一致。

不同生育期白羊草的DM和CP的瘤胃降解特性及其對瘤胃內環(huán)境的影響均有較大差異，其中拔節(jié)期白羊草的DM和CP有效降解率均為最高，且瘤胃液的銨態(tài)氮濃度為最高，表現(xiàn)出較高的降解特性，表明拔節(jié)期白羊草最有利于瘤胃發(fā)酵，但關于白羊草的最佳利用時期還需結合草產量、其他營養(yǎng)成分等做進一步的研究。

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Ruminal degradability and influence on ruminal

environment of Bothriochloa ischaemum

during different growth periods

JI Qiwu，HAN Rudan，DONG Kuanhu

（College of Animal Science and Veterinary Medicine，Shanxi Agricultural

University，Taigu 030801，China）

Abstract：Fifteen local sheep fitted with permanent rumen fistula were selected to study the rumen degradation dynamics and the influence on ruminal environment of Bothriochloa ischaemum during different growth periods by using the nylon bag technique.Results showed that the degradability of dry matter （DM） and crude protein （CP） were highest in jointing stage，and the degradability of DM in jointing stage was significantly higher than other stages （P<0.05）.The degradability of DM declined along with the growth and the degradability of CP did not show a regular pattern.The concentration of NH3N and total volatile fatty acid，acetate，propionate，butyrate，valerate and isobutyrate showed a downward trend after the peak value （occurred after 4 hours）.The concentration of NH3N and total volatile fatty acid，acetate，propionate in jointing stage were significantly higher than that in flowering period （P<0.05）.The highest increment was in jointing stage，and the lowest increment was in flowering period，which indicated that the jointing stage had the highest ruminal degradation characteristics.It suggested that nylon bags filled with B.ischaemum in different growth periods could affect the ruminal environment，and it was caused by the protein content and structure of B.ischaemum in different growth periods.

Key words：Bothriochloa ischaemum；growth stage；ruminal degradability；ruminal environment