体外产气法评定黔北麻羊常用饲料营养价值研究

韩晓洁，李凌云，莘海亮，田兴舟，段永邦，赵丽丽，吴文旋＊

（1.贵州大学动物科学学院，贵州贵阳550025；2.凯里畜牧兽医办公室，贵州凯里556000）

羊作为反刍动物，在营养生理上与单胃动物存在很大的区别，最突出表现在其瘤胃的独特功能。羊瘤胃内微生物种类众多、数量巨大、区系稳定，能消化各种饲料。养羊在贵州畜牧业生产中占有重要的地位。其中，黔北麻羊是贵州独有的优良地方山羊品种之一，主产于贵州北部的仁怀、习水两地，与贵州黑山羊、白山羊生理特征、体型外貌等区别明显［1］，对当地的自然生态条件具有良好的适应性；具有遗传性能稳定、耐粗饲、抗病力强、适应性强、肉质鲜美、生产性能优等特点，极具学术研究价值。目前，有关黔北麻羊的研究报道以品种介绍、杂交改良、分子遗传学、肉质特性等方面为主［2－6］，而较少见其营养学研究报道。瘤胃体外产气技术采用人工瘤胃液对饲料进行体外培养，以达到近似于瘤胃内发酵环境来研究饲料在瘤胃降解的目的，是评价饲料营养价值的常用方法。该法不受试验动物的限制，重复性好、可批次测定，得到了越来越广泛的应用。瘤胃发酵是反刍动物营养研究的核心，结合我省黔北麻羊养殖实际情况，本文采用瘤胃体外产气技术研究黔北麻羊常用饲料瘤胃体外发酵参数，评定其营养价值，为合理配制山羊日粮提供技术参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验发酵底物包括精饲料和粗饲料。其中，精饲料包括：麦麸、玉米干燥酒糟及其可溶物（DDGS）、鱼粉（已在反刍动物饲料中禁用，本文仅作研究使用）、玉米皮、米糠、豆腐渣；粗饲料包括：青干草、麦冬草、黑麦草、高羊茅草。二者基本营养成分见表1。

1.2 试验设计

1.2.1 瘤胃液供体动物及其饲养 瘤胃液由3只生长健康、体重为35kg左右的去势黔北麻羊公羊提供。试羊参照卢德勋和谢崇文［7］采用的方法安装永久性瘤胃瘘管（Bardiamond公司生产），不锈钢代谢笼单饲，每天分别在09∶00、13∶00、19∶00饲喂3次。山羊日粮组成（DM 基础）为花生秧、青干草、精料，比例为25∶25∶50，精粗各半；精料组成包括玉米65%、豆粕12%、麸皮20%、食盐1%、预混料2%。日粮营养水平为粗蛋白12.0%、中性洗涤纤维34.6%、酸性洗涤纤维25.4%、钙0.62%、磷0.36%。试验期间，黔北麻羊自由饮水。

表1 发酵底物基本营养成分Table 1 Chemical composition of fermentation substrates（DM）

1.2.2 瘤胃液体外培养

参照Menke和Steningass［8］的方法配制人工瘤胃液，置于39.5℃磁力搅拌器进行搅拌，持续通入CO2，直至溶液由蓝色变成粉红色，最后变成无色透明，调节pH 至7.0～7.3备用。晨饲前，经瘤胃瘘管采集3只瘘管羊的瘤胃液，迅速经四层纱布过滤、密封，置于经预热处理过的收集瓶，39.0～39.5 ℃下水浴，并继续通入CO2，保证厌氧环境。按照Menke等［9］的瘤胃体外发酵产气法进行试验，每组设4个重复，每个重复为1支发酵管，依次装入（200±1）mg饲料样品，用100mL 玻璃注射器（德国生产）作为发酵管，准确抽取（30±1）mL 人工瘤胃液于发酵管中，发酵管置于39.0～39.5℃水浴摇床（江苏省金坛市吉特实验仪器公司生产）连续培养72h，直至试验结束。

1.3 测定指标

1.3.1 产气量 对精饲料，记录2、3、4、9、12、24、36、48、72h的累积产气量（GP）；对粗饲料，记录3、6、12、24、48、72h的GP值。

1.3.2 产气参数 利用fit curve软件根据Φrskov和McDonald［10］的产气模型公式将各种样品在某特定时间点的产气量代入，计算消化动力参数。模型公式为：

GP＝a＋b（1－e－ct）

式中：GP 是在t时间的产气量，a为快速产气部分（mL），b为缓慢产气部分（mL），c为b的产气速度常数（mL／h），a＋b为潜在产气量（mL）。

1.3.3 有机物消化率（OMD） 根据Menke等［11］提出的公式OMD（%）＝0.986GP＋0.0606CP＋11.03计算OMD 值。式中：GP为24h累积产气量（mL），CP为粗蛋白百分数。参照张丽英［12］中的方法测定CP。

1.4 统计分析

使用SAS 9.3（SAS Inst.Inc.，Cary，NC）软件中Proc GLM 程序对试验数据进行方差分析，平均值的多重比较采用Duncan＇s法进行，差异显著性水平定为P＜0.05。试验数据以“平均值±标准差”（Mean±SD）表示。

2 结果与分析

2.1 精饲料原料体外产气量以及OMD

由表2可见，不同种类精饲料原料在黔北麻羊瘤胃内具有明显不同的GP 值，差异显著（P＜0.05）。综合来看，各种饲料的产气速率均在2～24 h内较快，24h后逐渐下降。至72h产气结束，GP以玉米皮最高（63.89mL），米糠最低（10.85mL），差异显著（P＜0.05）；a 值以玉米皮最高（4.03 mL），豆腐渣最低（－1.02mL）；b值以玉米皮最高（59.02mL），米糠最低（9.42 mL）；a＋b值以玉米皮、豆腐渣较高，分别为63.05 mL、55.98 mL，鱼粉、米糠较低，分别为28.56mL、10.54mL。OMD值以玉米皮最高（64.70%）、米糠最低（18.87%）。

2.2 粗饲料原料体外产气量以及OMD

如表3所示，与精饲料类似，粗饲料的产气速率在3～24h内较快，24h后逐渐减缓。72h产气结束后，粗饲料以黑麦草的GP 值最高（44.31 mL）、麦冬草最低（28.82mL），二者差异显著（P＜0.05）。黑麦草的a＋b值（44.31mL）、OMD 值（49.63%）均高于其它粗饲料。a 值以黑麦草最低（－1.66 mL），青干草最高（1.79 mL）。b 值以黑麦最高（45.97mL），麦冬草最低（26.31mL），青干草与高羊茅草差异不显著（P＞0.05）。

表2 精饲料原料瘤胃体外累积产气量与发酵参数Table 2 Cumulative gas production and fermentation parameter of vitro rumen fermentation for concentrate material

表3 粗饲料原料瘤胃体外累积产气量与发酵参数Table 3 Cumulative gas production and fermentation parameter of in vitro rumen fermentation forage material

3 讨论

本试验采用瘤胃体外产气法来研究饲料发酵特性，该方法是基于饲料样品在人工瘤胃液消化所产生的气体的比例来评估有机物消化率的快速方法，具有操作简单、可批次测定、重复性好等优点，能较好模拟瘤胃发酵过程，预测饲料消化率等优点［13］，目前已经成为反刍动物营养研究重要手段［14］。

3.1 黔北麻羊饲料体外发酵营养价值分析比较

本试验中，玉米皮、麦麸的GP、a＋b 值、OMD较高，而鱼粉和米糠的较低，可能与其碳水化合物和脂肪含量有关。对于玉米皮和麦麸而言，可溶性碳水化合物含量较高，易被瘤胃微生物利用产生气体；而对于鱼粉和米糠而言，脂肪含量较多，不利于瘤胃微生物繁殖，造成GP 水平低。冯仰廉［15］报道，在反刍家畜日粮中添加过量油脂会影响其瘤胃微生物的功能，造成日粮粗纤维消化率的下降，因而导致其产气量较低。由此可见，黔北麻羊饲粮中不宜添加高水平的鱼粉和米糠。

对于粗饲料来说，黑麦草和高羊茅草的GP值、a＋b值、OMD 值均较高，说明其在瘤胃内被降解的程度比青干草和麦冬草大，营养价值水平高，是黔北麻羊较理想的粗饲料。

3.2 黔北麻羊饲料体外产气参数

一般来说，体外发酵过程中，GP 值的大小能反映底物可消化营养成分的数量和瘤胃微生物的代谢活力。底物中OM 和CP含量的增加能缩短发酵的延滞时间，而木质素则可抑制瘤胃微生物的活动，延长发酵启动时间，这可能是因为木质素含量的增加降低了纤维素酶的活性所致［16］。本试验中，产气量低的青干草、麦冬草可能与其木质素含量较高有关。

瘤胃体外OMD 值是反映日粮利用效率高低的常用指标。本研究发现，GP 值高，其a＋b 值及OMD 也高，其中精饲料以玉米皮a＋b值及OMD值最高，米糠的最低；粗饲料以黑麦草的a＋b值及OMD 值最高，麦冬草的最低。这一变化趋势间接揭示了GP、a＋b、OMD 值反映饲粮利用率的内在相关性。

对于高CP饲料，瘤胃中的细菌、原虫和真菌均能分解，但细菌起主导作用；CP 是瘤胃微生物生长的主要限制因素［17］，蛋白饲料中的CP被降解，所释放的氨基酸和寡肽作为氮源被瘤胃微生物结合合成为菌体蛋白［18－19］，在利用碳水化合物所提供的能量结合下，大量繁殖自身菌体，造成产气量在特定时间段发酵速度加快，产气增多。

4 小结

在本研究条件下，黔北麻羊常用饲料的营养价值表现为：精饲料中玉米皮、豆腐渣、麦麸较高，DDGS次之，鱼粉、米糠相应较低。粗饲料中黑麦草最高，青干草、高羊茅次之，麦冬草最低。

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