唐赛涌 张永根
摘 要 试验采用体外法(in vitro)分析了在日粮基础上的玉米青贮和稻桔的饲料组合效应,试验装置根据Menke(1988)的体外装置原理结合Mauricio等(1999)的压力传感器体外产气技术(Reading Pressure Tech-nique,RPT)的方法自主研发和改进的体外发酵装置。通过测量其消化率、pH值、产气量、菌体蛋白(MCP)分析出作为粗饲料部分的玉米青贮和稻桔间的最佳组合,对所得出的最佳组合选取奶山羊进行现场饲喂试验。试验证明:用稻秸替换20%~40%青贮玉米为主的粗饲料能取得较好的效果。
关键词 玉米青贮；稻秸；体外产气；综合指数
中图分类号 S816.5+3
我国人口众多，人均耕地面积少，为数不多的天然草场又面临沙漠化和过度利用，有限的耕地又不能用于大面积种植优质牧草，加之现在饲料和一些优质牧草（如：羊草、苜蓿）价格飞涨，这样，为降低生产成本，就不得不考虑价格低廉的秸秆的有效利用。秸秆的组合利用已经被国内外许多学者进行过深入的研究，如何利用饲料间的组合效应利用稻秸目前研究的还相对比较少，本试验以充分利用稻秸为基础，从营养学角度通过对稻秸、青贮玉米之间不同组合，利用发酵产气营养特性的评价，旨在为合理利用稻秸，在满足奶牛营养需要的前提下，降低生产成本，提高农作物秸秆利用率提供参考。
1 材料与方法
1.1 体外消化代谢试验
1.1.1 试验材料
体外批次培养发酵用的干稻秸和青贮玉米,均取自黑龙江省农垦854农场，精料为哈尔滨远大牧业“奶牛产奶期精料880”全价精料补充料。青贮玉米采用冻干法(MCFD 5505冻干机)，稻秸采用常规干燥法，粉碎过40目筛,备作常规化学成分分析与体外产气试验。
1.1.2 试验设计
体外试验采用单因子6处理重复试验设计,发酵底物:0.4 g精料+0.6 g粗饲料(玉米青贮+稻秸),其中玉米青贮与稻秸分别以100：0(CS100)、80：20(CS80)、60：40(CS60)、40：60(CS40)、20：80(CS20)与0：100(CS0)的比例组成6个组合,进行体外批次培养产气试验，记录4、8、12、24、36、48 h产气量、pH值、消化率和菌体蛋白生成量,在进行批次培养时,每个样品设3个重复,同时设1个空白对照组。
1.1.3 瘤胃液供体动物及日粮
自东北农业大学实验场选3只体况良好、体重(35±3) kg、安装有永久性瘤胃瘘管的绵羊供采集瘤胃液。日粮的精粗比为4：6，以羊草840 g/d为基础饲料，按干物质计补充40%的精料补充料，即360 g/d。精料补充料的组成及营养水平见表1。日喂2次（8：00和18：00），自由饮水，常规光照。
1.1.4 体外批次培养试验
1.1.4.1 体外批次培养装置
根据体外培养原理，借鉴Menke的传统方法和Theodorou等建立并经Mauricio等改进的压力传感器体外产气技术(Reading Pressure Tech-nique,RPT)的方法,自行设计体外产气装置，装置由若干120 ml的产气瓶、U型压力计、打孔瓶塞、普通医用20 ml注射器、橡胶管及恒温培养箱等组成,每批可培养35个样品。该体系是利用U型压力计的压力差，通过调整注射器使度数前后都为同一标准大气压，此时注射器内所产生的读数差即为所产生的气体体积。为了防止培养底物挂壁，底物装入尼龙袋，再把尼龙袋投入到培养瓶中进行培养。本装置的最大特点为：测量准确（精确至1 ml气体），价格低廉。
1.1.4.2 培养液配制
试验所用培养液按照Mauricio等介绍的方法配制。使用的培养液组成如下。
微量元素溶液(A)：准确称取13.2 g CaCl2·2H2O、10.0 g MnCl2·4H2O、1.0 g CoCl2·6H2O与8 g FeCl3·6H2O，将其混合加蒸馏水溶解,定容至100 ml。
缓冲溶液（B）：准确称取4.0 g NH4HCO3与35 g NaHCO3,加蒸馏水溶解,定容至1 000 ml,该溶液在使用前一天配制待用。
常量元素溶液(C):准确称取5.7 g Na2HPO4、6.2 g KH2PO4与0.6 g MgSO4·7H2O，加蒸馏水溶解，定容至1 000 ml,该溶液在使用前一天配制待用。
指示剂溶液(D)即0.1%的刃天青溶液:准确称取100 mg刃天青溶解于100 ml蒸馏水即可。
还原剂溶液(E)：准确称取6.25 g Na2S·9H2O 溶解于95 ml蒸馏水中，然后再加入1 mol/l NaOH 4 ml，现用现配。
1.1.4.3 缓冲液制备
依次向520 ml蒸馏水中加入208 ml缓冲溶液(B)、208 ml常量元素溶液(C)、0.1 ml微量元素溶液(A)、1.0 ml刃天青溶液(D),通入二氧化碳使溶液饱和,置于39 ℃恒温水浴箱中保存,加入62.4 ml还原剂溶液(E),持续通入CO2气体约30 min,此时溶液由淡蓝色转变为无色,表明此培养液可用。还原剂溶液(E)于培养前1 h配制。
1.1.4.4 瘤胃液的采集
根据虹吸原理,于晨饲(8:30)前2 h用导管经瘤胃瘘管自3只体重（35±3） kg的绵羊瘤胃抽取足量瘤胃液,灌入经预热达39 ℃并通有CO2的保温瓶中,立即盖严瓶口,迅速返回实验室。
1.1.4.5 批次培养操作步骤
准确称取约（1 000±10） mg已按要求粉碎的待发酵底物置于产气瓶中，然后加入60 ml上述配制好的培养液，再向产气瓶中通入CO2气体至饱和，置于39 ℃恒温水浴摇床中。瘤胃液用4层200目尼龙布过滤，置于39 ℃水浴箱中保存并通入二氧化碳，同时再分别抽取30 ml瘤胃液加入到已经升温至39 ℃的产气瓶中，并与培养液混匀，置于39 ℃的恒温水域摇床中培养。
1.1.4.6 测定项目及方法
按4、8、12、24、36、48 h批次培养,每个批次按时间点分别记录产气量，并计算总产气量，培养结束后测定培养液的pH值和菌体蛋白（MCP）的生成量，同时测定发酵底物的消化率。pH值的测定用Expandable lonAnalyzer EA 940型离子测定仪测定，菌体蛋白的测定采用Makkar等(1999)、Broderick等（1992）、Zinn等（1986）的试验原理和试验方法，用嘌呤测定体外菌体蛋白产量：微生物蛋白在加热条件下经HClO4氧化，分解成游离碱基和环状氨基酸，游离碱基再与硝酸银结合生成硝酸银嘌呤络合物沉淀，然后与HCl反应生成可溶性的游离氨基酸和AgCl沉淀。可溶性的游离碱基在波长260 nm紫外光条件下比色，测得嘌呤浓度。
1.2 饲养试验
1.2.1 试验动物及饲养管理
试验在东北农业大学东羊场进行, 选择体况良好、体重(30±3) kg、产奶量相近6只奶山羊，平均起始泌乳天数90 d,平均起始日产奶量1.2 kg，舍饲拴系饲养。精料补充料同表1，粗饲料饲喂优选出的不同比例的玉米青贮和稻秸，日喂2次(8:00和18:00) ,早晚2次挤奶，自由饮水。
1.2.2 试验设计
6只奶山羊随机分成3组，每组2只，对优选出的组合CS80、CS60和对照组CS100三个组合采用拉丁方试验设计，试验分三期进行，每期2周，做生产性能试验，看是否能较好发挥奶山羊的生产性能，以验证所忧选出的组合。
1.2.3 测定指标
测定奶山羊的产奶量，同时测定乳中的乳脂率、乳蛋白率和干物质含量。采集一次奶样按早晚1：1的比例混合。用丹麦Foss公司Milk-scan乳样自动分析仪测定乳脂、乳蛋白和干物质的含量。
1.3 数据处理
试验数据经Excel初步处理后,对产气量、产气参数采用SAS(8.12)软件的一般线性模型(GLM)程序进行方差(ANOVA)分析和Duncan's多重比较，对组合效应值进行t检验。
2 结果与讨论
2.1 玉米青贮与稻桔不同比例培养时的产气量（见表2）
各组的产气量均随培养时间的增加而上升,在同一时间点的产气量比较中：产气初级阶段青贮玉米含量高的组合产气量明显高于青贮玉米含量低的组合,说明在产气速率上,青贮玉米快于稻秸,到48 h时CS80与CS60的产气量极为接近（86~90 ml/g）（P>0.05），表现出正组合效应，产气量自高到低的排序为CS80>CS60>CS100>CS40>CS20>CS0。从产气量的结果看，用稻秸替换20%~40%青贮玉米为主的粗饲料能取得较好的效果。
2.2 玉米青贮与稻秸不同比例培养时的pH值的变化（见表3）
可以看出pH值都在6.63~6.89之间，没有明显的差异，属于较为适宜的环境。但是在各时间点的纵向比较中，比如在36 h 和48 h可以看出随着组合中青贮玉米含量的减少，pH值越来越高。pH值越低则相应的挥发性脂肪酸产生量则会越高，可以看出随着发酵时间的延长，青贮玉米作为产生挥发性脂肪酸的能力要高于稻秸。
2.3 玉米青贮与稻秸不同比例培养时的底物消化率（见表4）
在底物消化率方面,随着培养时间的增加,消化率逐渐升高。在纵向比较中,各组合之间整体上随着青贮玉米含量的下降消化率也逐渐下降。在各个时间点的CS100组的消化率最高(24、48 h时间点CS60除外)。除单一的玉米青贮(CS100)和稻秸组(CS 0)外，就48 h组合效应而言，CS60>CS80>CS40>CS20。
2.4 玉米青贮与稻秸不同比例培养时菌体蛋白(MCP)的生成量（见表5）
4、8和12 h时间点中CS40、CS20、CS0组合的菌体蛋白的生成量明显低于CS100、CS80、CS60组合(P<0.05),说明在发酵初期稻秸的菌体蛋白的生成量明显低于玉米青贮。随着发酵时间的延长,特别是到48 h时间点时,各组别之间的菌体蛋白的生成量变得接近,但是还是青贮玉米含量高的组合高。在24、36和48 h时间点时CS80组和CS60组的菌体蛋白含量最高,说明存在组合效应,与产气量所反映的组合效应一致。
2.5 组合效应的综合评定
由于各组合之间时间点的数值会有一些波动，为了更加客观地反映发酵效果，根据卢德勋（2003）针对体外培养中多时间点、多指标组合效应计算的组合效应综合指数(MFAEI)的方法，进行相互比较，以选出优化的饲料组合。MFAEI的计算分两步：
第一步计算单项指标的组合效应值(SFAEI),
第二步将单项指标的组合效应值相加即为组合效应综合指数(MFAEI)。
式中：A1——组合前（对照组）各单一指标n个发酵时间点的值；
A2——组合后（试验组）各单一指标n个发酵时间点的值；
A3——A2在n个时间点总和的平均数；
n——采样时间点的总数。
玉米青贮与稻秸不同比例混合的多项组合效应值(MFAEI)的计算是将产气量、底物消化率、菌体蛋白（MCP）单项组合效应值(SFAEI)相加。结果见表6。
从表6中可以看出，以玉米青贮（CS100）为对照组的多项组合效应值，CS80和CS60表现出了正组合效应，其余组合均表现为负组合效应。可以得出用稻秸替换20%~40%青贮玉米为主的粗饲料能取得较好的效果。
2.6 饲喂试验
通过饲喂试验，对所优选的组合CS80和CS60进行了现场验证试验，结果见表7。
从表7中可以看出，与CS100相比较，CS80和CS60的组合在产奶量和乳成分的各项指标上都有提高，与体外试验结果是一致的。
3 结论
本试验通过玉米青贮稻秸不同梯度不同时间点的综合组合效应分析，在玉米青贮作为对照组的基础上得出了两组正组合效应CS80和CS60，其余组别的组合效应为负值；现场饲喂试验也证明了这一点，综合起来表明用稻秸替换20%~40%青贮玉米为主的粗饲料能取得较好的效果。就单一玉米青贮和稻秸而言，作为粗饲料的干稻秸在各项指标上都无法与玉米青贮相比，就本结论而言，用干稻秸代替部分青贮玉米其效果比饲喂单一青贮要好。在实践中，粗饲料的组合搭配上很少会只用玉米青贮和干稻秸搭配，本试验为玉米青贮与稻秸的组合搭配提供了参考。另外，由于稻秸的低成本，为了有效的利用水稻秸资源，建议加工制作青贮水稻秸，这样会更好的发挥水稻秸的营养价值。（参考文献20篇，刊略，需者可函索）
（编辑：张学智，）
唐赛涌，东北农业大学动物科学技术学院，150030，黑龙江省哈尔滨市香坊区木材街59号东北农业大学257信箱。
张永根（通讯作者），单位及通讯地址同第一作者。
收稿日期：2009-02-09 |
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