任 莹 唐 兴 刘中流 邓会玲 张家威 赵胜军
摘 要 试验利用体外产气法评定反刍动物饲料的营养价值。对花生藤、木薯渣、柠檬酸渣和甜叶菊渣4种原料进行体外发酵试验，通过测定各种原料的24 h累计产气量、干物质（DM）降解率和细菌氮含量来评定其对反刍动物的营养价值。试验结果表明：花生藤、木薯渣、柠檬酸渣和甜叶菊渣的24 h累计产气量分别为93.50、106.25、117.25和54.33 ml；DM降解率分别为34.76%、48.34%、24.66%和33.63%；细菌氮含量分别为1.48、1.10 、1.54 和1.59 mol/(g·ml)。总体来看，这几种饲料可以作为反刍动物的新型饲料资源加以推广利用，而且用体外产气法评定反刍动物饲料的营养价值是可行的。
关键词 饲料；体外产气法；干物质降解率；细菌氮含量；山羊
中图分类号 S823
反刍家畜饲料包括豆科牧草、禾本科牧草和各种秸秆粗饲料及各种精饲料,评价其饲用价值的指标有饲料的常规营养成分、消化率、利用率和适口性等。饲料消化率是饲料营养价值评定的关键指标。饲料消化率受许多因素影响,较重要的除动物方面的因素外,就是饲料方面的因素。而不同种类的饲料,或同种饲料不同产地、不同收获时间、不同加工处理等因素均会使消化率存在较大的差异。花生藤和甜叶菊渣属于农业加工副产品,木薯渣和柠檬酸渣属于糟渣类饲料,它们均含有丰富的营养物质,资源丰富,但目前都未被广泛使用。大部分被焚烧或是闲置浪费，这不仅造成了资源浪费,而且对大气环境造成了很大程度的污染。目前开发利用饲料资源已成为我国畜牧业持续发展的重要课题。
瘤胃是反刍动物特有的消化器官。瘤胃内营养物质的消化方式主要是微生物消化。瘤胃微生物主要包括原虫（如纤毛虫、鞭毛虫）、细菌和少量的真菌，尤其是其中的纤维分解菌是瘤胃内的重要菌群，对瘤胃发酵有重要影响。具体来说，瘤胃微生物在反刍动物的整个消化过程中，具有两大优点：一是可利用宿主不能消化的纤维素和半纤维素和非蛋白氮（NPN）等物质，显著增加饲料中总能（GE）的可利用率和微生物蛋白（MCP）的量，提高动物对饲料的消化率和利用率；二是微生物能合成必需氨基酸，必需脂肪酸和B族维生素等营养物质供宿主利用。因此，发挥瘤胃微生物消化的优势，有效地利用一些纤维含量高的饲料资源，是目前瘤胃调控的主要内容之一[1]。
体外产气法是评定反刍动物饲料营养价值的一种非常有效的方法，一次可进行大量样本的测定，与体内法相比，不需要大量的实验动物，并且结果与体内法具有高度相关性，已经越来越多地应用在反刍动物饲料营养研究上[2-5]。
1 材料与方法
1.1 试验动物和试验日粮
选用平均体重约20 kg的带永久性瘤胃瘘管的健康山羊3只,用吸管法在瘤胃不同部位采集瘤胃液。山羊日粮的精粗比为3：7，精料成分见表1。每天饲喂2次，自由饮水，专人管理。预试期7 d，使瘤胃微生物适应并保证其活力。
1.2 主要仪器设备
国华企业SHA-C的恒温水浴振荡器、酸奶瓶（容积约150 ml）、医用玻璃注射器、滴定管、塑料三通、CO2贮气罐、保温瓶、分析天平、带塑料管的橡皮塞、万能粉碎机、电炉、烘箱、马福炉、消化炉、电子秤、低速冷冻离心机、高速冷冻离心机、凯氏定氮仪等。
1.3 试验设计
本试验以花生藤、木薯渣、柠檬酸渣和甜叶菊渣为原料，分别设置5个平行样，用量为2 g。通过测定各组平行样的24 h累计产气量、DM降解率和细菌氮含量来评定其对反刍动物的营养价值。
1.4 体外产气装置
体外培养装置主体为国华企业SHA-C的恒温水浴振荡器(水浴温度39.5 ℃);培养单位是用酸奶瓶（容积约150 ml)制成的培养瓶，安装有带塑料管的橡皮塞，用于密封培养瓶以保证厌氧发酵环境，塑料管上带有可打开和关闭的医用塑料三通，塑料三通与医用玻璃注射器（计算容积为50 ml）相连，可方便放出玻璃注射器中的气体；注射器用管架固定，每次使用之前须洗净、烘干，然后用少量凡士林涂在活塞筒的四周，以防漏气，但要尽量减少气体产生过程中活塞向上移动的阻力。
1.5 缓冲液配制
1.5.1 缓冲试剂和常量元素溶液
缓冲试剂和常量元素溶液（A液）：称取K2HPO4·3H2O 382.51 mg、KH2PO4 292 mg、（NH4）2SO4 480 mg、NaCl 200 mg、MgSO4·7H2O 100 mg、Na2CO3 4 000 mg。将上述试剂混合后加入蒸馏水定容至1 000 ml。该溶液在使用前一天配制待用。
1.5.2 Pfennigs微量元素溶液
Pfennigs微量元素溶液（B液）：准确称取Na4EDTA 500 mg、FeSO4·7H2O 200 mg、MnCl2·4H2O 200 mg、ZnSO4·7H2O 10 mg、H3BO3 30 mg、CoCl2·6H2O 20 mg、CuCl2·2H2O 1 mg、NiCl2·6H2O 2 mg和NaMoO4 3 mg。将上述试剂混合后加入蒸馏水定容至1 000 ml，持续18 h通入CO2后，盖严瓶口，置于冰箱备用。
1.5.3 原剂溶液
原剂溶液(C液):称取25 g Na2S·9H2O置于100 ml容量瓶中，加80 ml蒸馏水溶解后定容至100 ml, 持续通入CO2 20 min后，盖严瓶口，置于冰箱备用。
1.5.4 缓冲液制备
准确量取790.4 ml A液、8 ml B液,经充分混合后,持续通入CO2 18 h,并于培养前1 h加入1.6 ml C液，充分混合，然后将其分装于培养瓶内（每个培养瓶加40 ml）, 持续通入CO2 10 min，盖上安装有塑料三通的橡皮塞，置于恒温水浴中预热至39 ℃待用。
1.6 瘤胃液的采集和培养液的配制
由羊瘤胃内上下左右不同位点采集足量瘤胃液，灌入经预热达39 ℃并通有CO2的保温瓶中，灌满后立即盖严瓶口，迅速返回实验室，经4层纱布过滤后持续充入CO2气体5 min，然后迅速分装至上述已预热好并通有CO2的培养瓶内（每个培养瓶加20 ml瘤胃液）。接注射器，打开振荡开关，开始培养。
1.7 缓冲液pH值的调整
缓冲液的酸碱度是否与瘤胃液的pH值保持一致直接影响体外产气效果，因此在瘤胃液与缓冲液混合之前,向缓冲液中须连续通入CO2，一般将缓冲液pH值调整至6.9～7.0,在39 ℃水浴下大约需30 min。
1.8 测定的指标及计算方法
样品在水浴摇床上连续培养24 h，记录累计产气量，测定DM降解率和细菌氮含量。
1.8.1 累计产气量的测定
从产气开始后，每隔0.5 h通过玻璃注射器记录一次产气量，每次记录完后放气，使玻璃注射器的刻度归零，把24 h内的产气量累加起来，即为24 h累计产气量[6]。
1.8.2 DM降解率的测定
将发酵后的培养物洗净，烘干至恒重，计算DM降解率。
DM降解率=（1-反应后干物质重/反应前干物质重）×100%
1.8.3 细菌氮含量的测定
取40 ml滤去饲料残渣的培养液，在1 500 r/min条件下离心10 min，弃去沉淀。将所得上清液在20 000 r/min条件下离心20 min,弃去上清液,用生理盐水冲洗;再于20 000 r/min条件下离心20 min，弃去上清液，共重复2次。将沉淀物用蒸馏水全部冲洗到消化管中，烘干，然后用凯氏定氮法测定细菌氮含量。
1.9 数据处理
试验数据利用Excel软件进行处理。
2 结果与讨论
2.1 结果
本试验所用的饲料按实验室常规方法测定其干物质(DM)、粗蛋白(CP)、粗脂肪(EE)、中性洗涤纤维(NDF)以及粗灰分(ASH)，见表2。
以花生藤、木薯渣、柠檬酸渣和甜叶菊渣为原料时，累计产气量、NDF降解率和细菌氮含量见表3。
2.2 讨论
2.2.1 累计产气量
瘤胃内的气体主要来源于瘤胃微生物消耗可溶性碳水化合物和其它营养物质产生的低级脂肪酸、甲烷、氢气、二氧化碳等代谢产物。体外产气量在某种程度上可反映出反刍动物饲料在动物体内的降解特性。但是体外产气法毕竟作为一种体外模拟技术，试验环境有别于动物实际生理状况，如发酵产物的累积不同于体内发酵，同时各种类型的饲料产气量不同，产气量并不能直接衡量不同种饲料之间降解程度，还需要结合DM、NDF降解率这些指标综合评定某种原料的营养价值。
本试验结果显示：花生藤、木薯渣、柠檬酸渣和甜叶菊渣24 h累计产气量分别为93.50、106.25、117.25和54.33 ml。其中甜叶菊渣中CP含量是最高的（见表2），而甜叶菊渣的产气量最低，这可能是由于甜叶菊渣中含有的CP较高，其中大部分是可溶性快速降解蛋白，而可溶性碳水化合物含量相应较低导致。周传社等（2005）通过农作物秸秆体外发酵的试验，结果表明：稻秆、玉米秸和小麦秸24 h累计产气量分别为34.29、20.66和25.24 ml[7]。本试验4种原料的累积产气量明显比这三者高。
2.2.2 DM降解率
评价饲料营养价值的指标有饲料的常规营养成分、消化率和利用率等。而DM降解率是评定饲料营养价值的一个重要指标。DM的降解主要是蛋白质、脂肪、纤维素等物质的降解。DM降解率在一定程度上能够反映饲料营养成分在动物体内的降解程度。本试验结果显示：花生藤、木薯渣、柠檬酸渣和甜叶菊渣DM降解率分别为34.76%、48.34%、24.66%和33.63%。方热军等（1992）通过山羊瘤胃发酵的试验表明，花生藤和稻秆DM降解率分别为77.82%和48.83%[8]。而本试验结果均低于此结果。究其原因可能有以下几种可能性：首先，样品的采集方法可能会对试验结果有很大影响，比如饲料的品种、收割时间等；其次，瘤胃液的采集方法也会有影响，比如耗时过长，瘤胃微生物长时间处于空气环境中而导致其活性降低，或是由于模拟瘤胃环境时厌氧程度、pH值、温度等与瘤胃内真实环境有一定的差异，而影响了瘤胃微生物的正常生长；另外试验过程中的一些人为操作误差也会影响试验结果。
2.2.3 细菌氮含量
进入瘤胃的饲料蛋白质,在微生物的作用下,降解为氨基酸、氨和有机酸等,微生物降解产生的氨又被用于合成微生物蛋白,因此,反刍动物直接利用的是微生物蛋白而非饲料蛋白质。细菌氮可以部分代表瘤胃微生物蛋白的产量,间接反映饲料的营养价值。本试验的结果显示:花生藤、木薯渣、柠檬酸渣和甜叶菊渣细菌氮含量分别为1.48、1.10、1.54和1.59 mol/(g·ml)。其中木薯渣的细菌氮含量最低，而其它三者接近，这可能是与木薯渣中CP含量较低有关（见表2）。
3 小结
本试验利用体外产气法研究了花生藤、木薯渣、柠檬酸渣和甜叶菊渣的营养价值。4种饲料中，除甜叶菊渣外其它3种饲料的产气量都比较接近；木薯渣DM降解率均高于其它3种饲料；花生藤、柠檬酸渣和甜叶菊渣的细菌氮含量较接近，木薯渣最低。总的来看，4种新饲料资源均可以被反刍动物利用，而且利用体外产气法评定反刍动物饲料的营养价值是可行的。至于反刍动物对这几种饲料的利用效率还有待进一步验证。
参考文献
[1] 杨凤.动物营养学(第二版)[M].北京:中国农业出版社,2006:12.
[2] 李魏,任莹,景俊年,等.体外产气法研究壳聚糖对山羊瘤胃发酵的影响[J].粮食与饲料工业,2008(9):42-43.
[3] 王辉辉,任长忠,赵桂琴,等. 利用体外产气法研究燕麦的营养价值[J].中国草地学报,2008,30(5):80-84.
[4] 龙际飞,赵胜军,刘艳枝,等.利用体外产气法研究戊酸对山羊瘤胃发酵的影响[J].中国饲料, 2008(1):28-30,36.
[5] 史良,刁其玉.体外产气技术的发展及应用[J]. 饲料广角,2008(13):28-29.
[6] 卢德勋，谢崇文.现代反刍动物营养研究方法和技术[M].北京：农业出版社出版，1991.
[7] 方热军,邢廷铣,陈惠萍. 花生藤饲料营养价值特性的研究[J]. 饲料研究, 1992(6):7-9.
[8] 周传社,汤少勋,姜海林,等. 农作物秸秆体外发酵营养特性及其组合利用研究[J]. 应用生态学报,2005,16(10):1862-1867.
（编辑：张学智，）
任莹，武汉工业学院动物科学与营养工程学院，讲师，430023，湖北武汉。
唐兴、刘中流、邓会玲、张家威、赵胜军(通讯作者)，单位及通讯地址同第一作者。
收稿日期：2009-09-13
★ 湖北省动物营养与饲料科学重点实验室基金项目《反刍动物饲料营养价值评定》（2008A008） |
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