我国畜牧业发展迅速,牧草需求量持续增加,以优质牧草为主的饲喂方式逐渐成为各草食家畜养殖企业采用的模式[1-2]。苜蓿和燕麦是饲喂草食家畜的常用优质牧草[3]。据统计,2020年全国优质苜蓿需求量为690万t;而根据《2020—2024年中国燕麦草行业市场行情监测及未来发展前景研究报告》显示,2019年国内燕麦草的需求量为50万t。我国苜蓿需求量持续增长,2020年进口量为169.4万t,同比增长6%[4]。我国燕麦草进口数量占干草进口量的比例由2010年的3.81%提高至2017年的6.34%[5]。因此亟须找到新的常规优质粗饲料,满足生产需求。饲用小黑麦属于禾本科牧草,是小麦属和黑麦属杂交形成的新物种[6],兼具小麦和黑麦的优点,产量高、营养物质丰富、较易消化[7]。饲用型小黑麦应用广泛,是有可能替代燕麦的优质牧草,但其饲用品质缺少详细的报道。因此,本试验通过尼龙袋法评价4种粗饲料营养价值,为小黑麦在生产实践中的利用提供参考。1材料与方法1.1试验材料国产燕麦产地为内蒙古天山,进口燕麦产地为澳大利亚,苜蓿产地为美国;试验小黑麦由河北省农林科学院旱作研究所提供,为6个品系的混合样品,6个品系分别为JS20-1、JS20-2、JS20-10、JS20-22、JS20-48、JS20-49。4种粗饲料的常规营养成分[8]见表1。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.17.002.T001表14种粗饲料的常规营养成分(风干基础)品种干物质(DM)粗灰分(Ash)粗蛋白(CP)粗脂肪(EE)中性洗涤纤维(NDF)酸性洗涤纤维(ADF)国产燕麦90.845.923.870.9158.0836.21进口燕麦90.864.964.391.4658.0032.41小黑麦93.544.968.651.4061.6236.18苜蓿92.599.1316.391.4043.0132.22%1.2试验设计和饲养管理采用单因素试验设计,设置国产燕麦、进口燕麦、小黑麦和苜蓿4个处理组,每组处理3个重复。试验选用3头健康、体重相似、安装永久性瘤胃瘘管的荷斯坦阉公牛,每天饲喂2次,自由饮水。基础日粮组成及营养水平见表2。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.17.002.T002表2基础日粮组成及营养水平(风干基础)原料组成含量/%营养水平合计100.00全株青贮玉米45.00产奶净能/(MJ/kg)5.52谷草秸秆45.00粗蛋白/%9.29玉米2.80中性洗涤纤维/%53.33干酒糟及其可溶物0.50酸性洗涤纤维/%31.71豆粕4.30粗脂肪/%1.66酵母培养物0.20钙/%0.55麸皮1.60总磷/%0.12预混料0.60注:1.酵母培养物(益康XP)的成分为:DM大于89.0%、EE小于3.0%、粗纤维(CF)小于6.5%、Ash小于8.0%、CP大于12.0%、甘露聚糖大于0.5%。2.每千克预混料为日粮提供:VA 800 000 IU、D-生物素100 mg、VD3 180 000 IU、VB1 920.0 mg、VB2 10.0 mg、VE 15 000 IU、D-泛酸270.0 mg、Cu 680 mg、Fe 1 000 mg、Zn 1 800 mg、Mn 1 350 mg、Co 20.0 mg、I 40.0 mg、Se 30.0 mg、乙氧基喹啉500.0 mg。3.营养水平中产奶净能为计算值,其余均为实测值。1.3测定指标及方法1.3.1尼龙袋试验干净的尼龙袋称重标号,取称(5.000 0±0.000 2)g饲料样品放入尼龙袋,将装有饲料样品的尼龙袋用橡皮筋固定在橡胶管上,检查是否固定结实。试验设置7个时间点,分别为4、8、16、24、36、48、72 h,每个时间点设3个重复。晨饲前将尼龙袋投入牛瘤胃,到时间后分别取出;取出的尼龙袋用水清洗至澄清,将外部的残渣洗干净。利用65 ℃烘箱将洗干净的尼龙袋烘干至恒重,回潮24 h。取样品残渣,粉碎,用于测定DM、CP、NDF、ADF含量,计算物质有效降解率。1.3.2瘤胃降解动力学参数降解率及降解参数包括降解率、快速降解部分(a)、慢速降解部分(b)、慢速降解部分的降解速率(c)以及有效降解率(ED)参考张一帆[9]方法进行计算。1.4数据统计与分析试验数据采用Excel 2016软件进行整理,SPSS 23.0软件进行统计分析,Duncan's法进行多重比较。结果以“平均值±标准误”表示,P0.05表示差异显著。2结果与分析2.1不同粗饲料在瘤胃中的DM降解率及降解参数(见表3)由表3可知,苜蓿在4、8、16、24、48、72 h的DM降解率显著高于小黑麦(P0.05)。国产燕麦在16、24、36、48 h的DM降解率均显著低于小黑麦(P0.05)。进口燕麦在4、16 h的DM降解率显著低于小黑麦(P0.05);24、48、72 h的DM降解率显著高于小黑麦(P0.05)。除36 h时,苜蓿在各时间点的DM降解率显著高于国产燕麦和进口燕麦(P0.05)。苜蓿的a显著高于其他3种粗饲料(P0.05),进口燕麦最低,且进口燕麦的a与小黑麦差异不显著(P0.05)。小黑麦的b最低,ED显著低于苜蓿(P0.05),显著高于国产燕麦(P0.05)。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.17.002.T003表3不同粗饲料在瘤胃中的DM降解率及降解参数项目苜蓿国产燕麦进口燕麦小黑麦DM降解率/%4 h38.27±0.92a32.37±0.65b29.43±0.09c31.97±0.43b8 h39.37±0.61a33.90±0.97b34.37±0.47b33.90±0.97b16 h50.37±0.20a37.97±0.64d40.10±0.42c44.30±1.10b24 h52.87±0.41a41.37±0.28d47.53±0.69b45.37±0.27c36 h54.80±0.30a51.77±1.49b55.50±0.97a57.47±0.18a48 h66.67±0.12a56.43±0.42d63.10±0.31b60.57±0.29c72 h70.83±0.38a60.47±0.59c68.30±0.47b62.10±0.61c降解参数a/%34.26±0.58a27.48±0.95b24.31±0.37c25.91±0.46bcb/%49.10±1.23b45.73±1.69bc55.27±1.33a41.57±0.82cc/(%/h)0.019±0.001c0.019±0.001c0.023±0.001b0.035±0.001aED/%55.62±0.81a47.40±0.24c50.92±0.32b50.15±0.73b注:同行数据肩标不同字母表示差异显著(P0.05),相同字母或无字母表示差异不显著(P0.05);下表同。2.2不同粗饲料在瘤胃中的CP降解率及降解参数(见表4)由表4可知,小黑麦在8、16、24、36、48、72 h的CP降解率显著低于苜蓿(P0.05),显著高于进口燕麦与国产燕麦(P0.05);4 h时,两种燕麦的CP降解率均显著低于苜蓿和小黑麦(P0.05)。进口燕麦的a显著高于其他3种粗饲料(P0.05),国产燕麦a显著高于苜蓿(P0.05);苜蓿的b均显著高于其他饲料(P0.05);小黑麦的b显著高于国产燕麦(P0.05)。4种饲料的ED排序为苜蓿小黑麦进口燕麦国产燕麦。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.17.002.T004表4不同粗饲料在瘤胃中的CP降解率及降解参数项目苜蓿国产燕麦进口燕麦小黑麦CP降解率/%4 h45.97±0.97a41.30±0.80b43.37±0.22b45.70±0.20a8 h56.70±0.79a47.27±0.18c47.33±0.07c50.47±0.18b16 h69.37±0.61a51.43±1.00c50.83±0.33c62.43±0.28b24 h77.53±0.92a55.43±0.78c55.30±0.23c63.53±0.12b36 h81.73±0.33a60.27±0.30d59.10±0.06c64.80±0.15b48 h85.37±0.03a61.70±0.20c60.40±0.21d67.30±0.11b72 h88.27±0.03a64.23±0.07d67.03±0.26c68.93±0.07b降解参数a/%33.64±1.62c37.18±1.23b41.34±0.17a35.33±0.36bcb/%54.23±1.57a28.08±0.63c30.71±1.23bc32.48±0.28bc/(%/h)0.067±0.003b0.047±0.008c0.023±0.002d0.090±0.002aED/%73.12±0.03a55.37±0.19d56.12±0.16c60.77±0.05b2.3不同粗饲料在瘤胃中的NDF降解率及降解参数(见表5)由表5可知,4 h时,苜蓿和小黑麦的NDF降解率显著高于2种燕麦(P0.05);8、16、36 h,小黑麦的NDF降解率显著高于其他3种饲料(P0.05);24 h时,小黑麦的NDF降解率显著高于2种燕麦(P0.05);48、72 h,小黑麦的NDF降解率显著低于进口燕麦(P0.05),显著高于国产燕麦(P0.05)。小黑麦的a和ED显著高于2种燕麦(P0.05),与苜蓿差异不显著(P0.05);小黑麦的b显著低于其他3种饲料(P0.05)。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.17.002.T005表5不同粗饲料在瘤胃中的NDF降解率及降解参数项目苜蓿国产燕麦进口燕麦小黑麦NDF降解率/%4 h19.00±0.87a15.50±0.35b12.60±0.50c20.60±0.30a8 h23.90±1.42b17.50±0.40c17.37±0.53c26.90±1.42a16 h27.07±1.05b23.47±0.12c23.43±0.54c32.13±0.75a24 h38.73±0.32ab34.30±1.42b35.20±1.04bc42.20±1.65a36 h46.47±1.11b43.13±0.85b46.27±1.11b51.13±1.34a48 h54.47±0.69b48.77±0.52c56.97±0.37a53.93±0.20b72 h57.90±0.72bc56.40±0.35c63.80±0.49a58.93±0.22b降解参数a/%12.29±1.71a8.55±0.08b4.99±0.50c13.08±1.12ab/%56.50±1.16c61.13±1.76b70.12±0.83a51.14±0.25dc/(%/h)0.026±0.002b0.020±0.002b0.024±0.000b0.034±0.004aED/%40.77±0.62ab36.34±0.80c39.57±0.21b42.44±0.35a2.4不同粗饲料在瘤胃中的ADF降解率及降解参数(见表6)由表6可知,4、16、36 h时,小黑麦的ADF降解率显著高于其他3种饲料(P0.05),8 h时,小黑麦的ADF降解率显著高于苜蓿和进口燕麦(P0.05);24 h时,小黑麦的ADF降解率显著低于苜蓿和国产燕麦(P0.05),显著高于进口燕麦(P0.05);48、72 h时,进口燕麦ADF的降解率显著高于其他饲料(P0.05)。进口燕麦的a显著高于其他3种粗饲料(P0.05);小黑麦的ED显著高于其他3种粗饲料(P0.05);进口燕麦的ED显著低于国产燕麦(P0.05)。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.17.002.T006表6不同粗饲料在瘤胃中的ADF降解率及降解参数项目苜蓿国产燕麦进口燕麦小黑麦ADF降解率/%4 h13.40±0.93c18.33±0.30b9.93±0.13d21.50±0.52a8 h18.87±0.92b21.20±0.25ab14.27±0.62c23.80±1.12a16 h23.67±0.97bc25.03±0.28b21.10±0.51c35.77±1.30a24 h39.87±0.92a39.90±0.95a34.63±0.37c37.00±0.31b36 h45.37±1.26b45.37±1.26b42.53±1.79b50.93±0.20a48 h50.57±0.85b50.23±0.47b55.60±0.35a51.50±0.21b72 h53.67±0.47b56.30±0.35b58.20±0.58a56.27±0.73b降解参数a/%4.58±0.72c11.10±0.30b1.29±0.12a14.22±0.42bb/%53.98±1.16b53.43±0.46b70.13±1.13a46.39±1.04cc/(%/h)0.038±0.002a0.027±0.001b0.026±0.001b0.035±0.002aED/%37.10±0.75c38.97±0.39b36.75±0.24c41.25±0.29a3讨论3.14种粗饲料的DM降解特性分析不同饲料原料的营养成分存在差异,纤维素含量以及木质化程度是影响DM瘤胃降解率的重要因素。DM降解率是反映干物质采食量的重要指标,其数值高表明饲料在瘤胃内易消化[10]。日粮的CP、淀粉等营养物质也会影响DM瘤胃降解率[11]。刘祥圣等[12]研究发现,苜蓿和燕麦的72 h DM降解率分别为71.65%、63.17%,与本试验结果相近。侯玉洁等[13]研究表明,苜蓿的72 h DM降解率比燕麦约高10%。本试验中,苜蓿的72 h DM降解率比国产燕麦高17.13%,但仅比进口燕麦的DM降解率高3.70%,可能因为燕麦的品种不同导致DM降解特性存在差异。4种饲料的DM有效降解率由高到低分别为苜蓿小黑麦进口燕麦国产燕麦,且苜蓿明显高于其他粗饲料。3.24种粗饲料的CP降解特性分析不同饲料原料的蛋白质含量存在较大差异,导致CP降解率存在差异。饲料CP降解率取决于饲料在瘤胃内停留的时间和饲料在体内发酵的难易程度[14]。牧草细胞壁的纤维素结构是影响蛋白质降解速度的关键因素,木质素含量较高时,CP降解率较低[15]。刘艳芳等[16]研究发现,苜蓿的72 h CP降解率为82.79%,略低于本试验结果,燕麦的CP降解率与本试验相似。本试验中,苜蓿CP降解率最高,远高于燕麦、小黑麦,与王吉东等[17]研究结果相似,但本试验燕麦的72 h CP降解率较低,差异可能与饲料原料营养成分不同有关,也可能与试验动物以及日粮组成相关。3.34种粗饲料的NDF降解特性分析饲料中的纤维物质利于反刍动物瘤胃正常发酵以及瘤胃内环境稳定,瘤胃NDF和ADF降解率是评定粗饲料营养价值的重要指标[18]。NDF主要由纤维素、半纤维素和木质素构成,半纤维素是主要可发酵成分,木质素不会被瘤胃微生物利用,影响降解率的主要因素是木质素比例,不同饲料来源的NDF在瘤胃内降解存在差异[19]。Hoffman等[20]报道,牧草快速降解部分较小时,慢速降解部分较大,NDF降解率越高。饲料瘤胃流通速率也会影响NDF降解率,苜蓿NDF的降解主要发生在48 h内,48 h后降解量减少[21]。本试验中,不同饲料的NDF瘤胃降解率存在较大差异,苜蓿干草各个时间点的NDF瘤胃降解率以及NDF有效降解率与刘祥圣等[22]的研究结果一致,国产燕麦草的研究结果与王敬林等[23]的研究结果一致。进口燕麦的NDF降解率最高,其次是小黑麦,苜蓿与进口燕麦的NDF降解率相近,与王吉东等[17]的研究结果相似。苜蓿与燕麦的72 h NDF降解率分别为56.18%、56.76%,略低于萨其仍贵[24]报道的苜蓿青干草、燕麦、黑麦青干草72 h NDF降解率,可能与基础日粮、粗饲料组成、饲喂动物等因素有关。3.44种粗饲料的ADF降解特性分析饲料中ADF主要由纤维素和木质素组成。饲料纤维素和木质素的含量与组成比例不同,导致ADF降解率不同。本试验中,不同粗饲料的ADF降解规律不同,72 h进口燕麦的ADF降解率随瘤胃培养时间增加上升速度加快,与NDF的降解特性相似,国产燕麦和小黑麦位于其后,苜蓿ADF降解率最慢,与王立明等[25]研究结论一致。NDF与ADF培养时间越长,降解率越大。4结论本研究结果表明,综合考虑苜蓿的瘤胃降解特性最好,饲喂价值最高;小黑麦较燕麦饲用价值较好,具有作为优质粗饲料的潜力。
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