体外产气法评价反刍动物饲料营养价值的研究王芳;徐元君;牛俊丽;赵勐;张养东;张开展;卜登攀【摘要】试验旨在通过体外产气法评定反刍动物常用饲料原料的营养价值.饲料原料包括3种能量饲料(玉米、玉米皮、麸皮)和3种粗饲料(苜蓿草粉、苜蓿干草、玉米秸秆),通过体外发酵试验,测定各种饲料原料2、6、12、24 h累积产气量、体外发酵参数及营养物质降解率,并分析不同类型饲料发酵动力学参数及发酵动力学与营养成分之间的相关关系.结果表明,能量饲料中,玉米体外发酵24 h的产气量(GP24)、理论最大产气量(A)最高,产气曲线的平滑度(B)与其他能量饲料相比没有显著差异(P＞0.05);玉米的干物质降解率(DMD)最高,玉米皮的中性洗涤纤维降解率(NDFD)最高,麸皮的粗蛋白质降解率(CPD)最高;粗饲料间GP24差异不显著(P＞0.05),苜蓿草粉的GP24、A、DMD、CPD均最高,而粗饲料间B部分差异不显著(P＞0.05);GP24和A与粗蛋白质(CP)、中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)、灰分(Ash)均呈极显著负相关关系(P＜0.01).综上所述,不同类型饲料间产气量及动力学参数存在显著差异,能够为奶牛日粮配制提供参考.【期刊名称】《中国畜牧兽医》【年(卷),期】2016(043)001【总页数】8页(P76-83)【关键词】体外产气法;能量饲料;粗饲料;营养价值【作者】王芳;徐元君;牛俊丽;赵勐;张养东;张开展;卜登攀【作者单位】中国农业科学院北京畜牧兽医研究所,动物营养学国家重点实验室,北京100193;中国农业科学院北京畜牧兽医研究所,动物营养学国家重点实验室,北京100193;中国农业科学院北京畜牧兽医研究所,动物营养学国家重点实验室,北京100193;中国农业科学院北京畜牧兽医研究所,动物营养学国家重点实验室,北京100193;中国农业科学院北京畜牧兽医研究所,动物营养学国家重点实验室,北京100193;北京中地种畜有限公司,北京100028;中国农业科学院北京畜牧兽医研究所,动物营养学国家重点实验室,北京100193;CAAS-ICRAF农用林业与可持续畜牧业联合实验室,北京100193;东北农业大学食品安全与营养协同创新中心,哈尔滨150030【正文语种】中文【中图分类】S963.3精饲料是反刍动物日粮的重要组成部分，其品质的优劣直接关系到日粮的营养水平。
其中能量饲料是反刍动物进行正常生命活动的主要能量来源，而现阶段中国能量饲料供应不足，据估计2000～2020年中国将有0.24亿t～0.83亿t的能量饲料缺口[1]。
不同能量饲料由于其组成和结构不同，在瘤胃内的发酵情况也有差异，进而对反刍动物的影响也不同[2-5]。
因此，对能量饲料进行营养价值评定使其得到充分合理地利用很有必要。
粗饲料也是反刍动物日粮必不可少的部分，占反刍动物日粮的40%～80%，能为宿主动物和微生物提供重要的营养[6]。
粗饲料较精饲料营养价值低，但其来源广泛、成本低，因此若对粗饲料利用合理，则能最大限度地发挥反刍动物的生产性能，提高经济效益。
体内法、半体内法和体外法是目前评定饲料营养价值的主要方法。
体内法和半体内法费时费力，且易受到时间及动物数量的限制。
Menke等[7]利用体外产气法成功预测了发酵底物的营养价值，自此，体外法由于方法简便、经济、快速且可进行大量样品检测及数据重复性好等优点而被广泛用于饲料营养价值的评定[8-10]。
本试验旨在应用体外产气法评定目前中国奶牛常用能量饲料和粗饲料的体外发酵特性，并分析产气参数与饲料营养成分的相关性，为在反刍动物日粮中合理利用能量饲料和粗饲料资源提供科学依据。
选用3种能量饲料(玉米、玉米皮和麸皮)和3种粗饲料(苜蓿草粉、苜蓿干草和玉米秸秆)作为试验材料，饲料样品收集于新疆伊犁、五家渠、石河子、塔城等地，样品经65 ℃烘干后粉碎过1 mm筛，密封避光保存备用。
选用3头胎次相同、健康且装有永久性瘤胃瘘管的泌乳期荷斯坦奶牛作为瘤胃液供体。
奶牛每天饲喂2次(07∶00和19∶00)，自由饮水。
于晨饲后2 h采集瘤胃液，混合后装于保温瓶带回实验室，在厌氧无菌条件下经4层纱布过滤，操作于39 ℃水浴中进行。
采用Menke等[11]的方法配制缓冲液，持续通入CO2，至pH为6.8～7.0，置于39 ℃水浴中恒温静置，备用。
体外发酵装置采用中国农业大学研制的AGRS-Ⅲ型64通路微生物发酵微量产气全自动记录装置与软件系统(AGRS)[12]。
准确称取0.5 g饲料于150 mL厌氧发酵瓶中，接种前将发酵瓶放于39 ℃恒温箱中预热，迅速向每个瓶中加入预热的液体培养基50 mL和经4层纱布过滤的新鲜瘤胃液25 mL，并通入CO2 5 s后，立即加上瓶塞，并将每个发酵瓶与产气装置对应的传感器连接，39 ℃连续培养24 h。
每种饲料做4个重复，同时设不添加饲料的空白组以校正仪器，39 ℃连续培养24 h，分别在2、6、12、24 h时记录累积产气量。
在24 h产气后，迅速将发酵瓶放于冰水中终止发酵，立即测定发酵液的pH。
经尼龙袋滤过的发酵液分装后于-20 ℃冷冻保存，用于氨态氮(NH3-N)和挥发性脂肪酸(VFA)指标的测定。
将装有发酵液固相的尼龙袋清洗干净，65 ℃烘箱烘干用于干物质降解率(DMD)、粗蛋白质降解率(CPD)和中性洗涤纤维降解率(NDFD)的测定。
DM(NDF，CP)降解率(%)=[样品中DM(NDF，CP)量(g)-降解后残渣中DM(NDF，CP)量(g)]/样品中DM(NDF，CP)量(g)×100%ME (MJ/kg)=0.157×GP+0.0084×CP+0.022×EE-0.0081×CA+1.06NEL (MJ/kg)：0.115×GP+0.0054×CP+0.014×EE-0.0054×CA-0.36粗饲料中代谢能(ME)、净能(NEL)值计算公式：ME (MJ/kg)=0.136×GP+0.0057×CP+0.000286×EE+2.20NEL (MJ/kg)=0.096×GP+0.0038×CP+0.000173×EE+0.54式中，GP为200 mg底物的矫正气体值；CP、EE、CA分别为粗蛋白质、粗脂肪、粗灰分的%DM值[11]。
采用Excel整理数据，用SAS 9.2软件的ANOVA程序和邓肯氏复极差测验对数据进行分析，采用SAS中CORR程序对不同类型饲料发酵动力学参数与营养成分之间进行相关性分析。
由表1可知，3种能量饲料DM差异不大；麸皮的CP、EE和Ash含量最高，玉米皮CP和Ash含量低于麸皮，玉米的EE含量低于麸皮；玉米皮的NDF和ADF含量最高，麸皮次之，玉米最低。
3种粗饲料DM差异较大，苜蓿干草最高，玉米青贮最低；苜蓿草粉的CP和Ash含量最高，NDF和ADF含量最低；苜蓿干草CP和Ash含量次于苜蓿草粉，EE含量最低，DNF、ADF含量最高。
由表2可知，在能量饲料中，玉米在各个时间点(除2 h外)的累积产气量均显著高于其他饲料(P<0.05)，玉米皮和麸皮在各个时间点累积产气量均无显著差异(P>0.05)；在粗饲料中，苜蓿草粉、玉米青贮和苜蓿干草在24 h时累积产气量依次降低，12和24 h累积产气量差异均不显著(P>0.05)。
在能量饲料中，A部分与体外产气量趋势一致，玉米理论产气量A显著高于其他饲料(P<0.05)；3种能量饲料的B部分差异不显著(P>0.05)；玉米的C部分显著高于玉米皮和麸皮(P<0.05)，玉米皮与麸皮差异不显著(P>0.05)；在粗饲料中，苜蓿草粉的A和C均显著高于苜蓿干草和玉米青贮(P<0.05)，而三者B部分差异不显著(P>0.05)。
由表3可知，在能量饲料中，玉米的DMD显著高于玉米皮和麸皮(P<0.05)；玉米皮的NDFD显著高于玉米和麸皮(P<0.05)；麸皮、玉米皮、玉米的CPD和pH 依次降低，且差异显著(P<0.05)；3种能量饲料瘤胃液中NH3-N差异均不显著(P>0.05)；玉米的ME和NEL均显著高于玉米皮和麸皮(P<0.05)，玉米皮和麸皮差异不显著(P>0.05)。
在粗饲料中，苜蓿草粉的DMD显著高于苜蓿干草和玉米青贮(P<0.05)，苜蓿干草与玉米青贮差异不显著(P>0.05)；3种粗饲料的NDFD差异显著(P<0.05)，玉米青贮最高，苜蓿草粉次之，苜蓿干草最低；苜蓿干草和苜蓿草粉的CPD和发酵液pH显著高于玉米青贮(P<0.05)，但苜蓿干草和苜蓿草粉差异不显著(P>0.05)；3种粗饲料的NH3-N、ME和NEL差异均不显著(P>0.05)。
由表4可知，在能量饲料中，玉米的乙酸、丙酸、异丁酸、丁酸、异戊酸、TVFA 和乙酸/丙酸均显著高于玉米皮和麸皮(P<0.05)；麸皮的丙酸和TVFA显著低于玉米和玉米皮(P<0.05)；玉米皮与麸皮的丙酸、丁酸、戊酸、TVFA和乙酸/丙酸均差异显著(P<0.05)。
在粗饲料中，除苜蓿草粉和玉米青贮的乙酸差异不显著外，苜蓿干草、苜蓿草粉和玉米青贮的其他指标差异均显著(P<0.05)；玉米青贮的丙酸、异丁酸、丁酸、异戊酸、戊酸和TVFA产量最高，但其乙酸/丙酸最低(P<0.05)；苜蓿干草的乙酸、丙酸、戊酸和TVFA产量最低(P<0.05)，但其乙酸/丙酸最高(P<0.05)。
由表5可知，24 h累积产气量(GP24)、理论最大产气量(A)分别与粗蛋白质、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维和灰分均呈极显著的负相关关系(P<0.01)，与粗脂肪呈极显著正相关关系(P<0.01)；B和C与粗蛋白质、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维和灰分关系不显著(P>0.05)。
本试验发现苜蓿草粉CP含量较高，NDF、ADF均较低，而苜蓿干草CP含量与之相比较少，纤维物质(NDF，AND)较高，EE含量接近。
这可能是因为苜蓿草粉多为苜蓿叶，苜蓿干草多为苜蓿杆。
3种能量饲料的DM、EE含量均较高，ADF、NDF与粗饲料相比含量相对较低。
本试验中玉米、玉米青贮、苜蓿草粉和苜蓿干草的CP均与莫放等[17]试验结果一致，但麸皮的CP含量略高，可能是饲料来源不同导致了这种差异；有研究表明，ADF不易被动物利用，与消化率呈负相关[18]，本试验中能量饲料的粗纤维普遍低于粗饲料，玉米和苜蓿草粉分别在能量饲料和粗饲料中粗纤维相对含量较低。