近年来,饲料价格上涨、优质饲料原料短缺,成为制约我国畜牧业可持续健康发展的因素之一,寻找新的优质饲料原料至关重要。杂交构树生长速度快,粗蛋白质含量高达20.5%~23.0%,是一种潜力巨大的非常规蛋白饲料原料[1]。杂交构树经过青贮后柔软多汁,适口性好,接种5%乳酸菌可明显加快青贮饲料pH值的下降速度,使青贮饲料最终pH值较低、品质更优[2-3]。研究表明,杂交构树富含黄酮、生物碱等生物活性物质,具有抗炎、抗菌等作用,可对动物健康发挥特殊的功能性作用[4-6]。王小平等[7]研究发现,使用适量青贮杂交构树替代豆粕作为蛋白质饲料育肥肉羊可降低饲料成本,提高肉羊增重和养殖效益。日粮中添加适宜青贮杂交构树能够提高肉羊免疫力,改善肌肉营养成分、肉品质、氨基酸和脂肪酸的组成[8]。何幼宽等[9]研究发现,使用青贮构树替换基础日粮中12.5%的苜蓿干草可在一定程度上改善肠道形态,促进肠道健康。研究表明,日粮中添加杂交构树不会造成湖羊瘤胃微生物紊乱,但会使湖羊瘤胃微生物种类组成更利于降解蛋白质和可溶性碳水化合物[10]。本研究通过添加布氏乳杆菌改善杂交构树青贮料的发酵品质,再以不同比例杂交构树青贮替代部分花生藤饲喂湖羊,通过体外瘤胃发酵试验,初步探讨青贮杂交构树在湖羊日粮中应用的可行性,旨在为青贮杂交构树在湖羊养殖中的推广与利用提供参考。1材料与方法1.1试验材料杂交构树采自中国科学院地理科学与资源研究所千烟洲红壤丘陵综合开发试验站,生长至1 m时进行收割,留茬高度15 cm,含水率约为70%。1.2杂交构树青贮试验1.2.1青贮制作将新鲜的构树枝叶经机械粉碎成1~2 cm的小段,参照刘凯丽[11]的方法,对照组杂交构树按一定比例添加玉米粉10%、糖蜜2%~4%、尿素0.5%,含水量约为60%;试验组杂交构树在对照组基础上添加2%布氏乳杆菌(活菌数为5×109 CFU/g)青贮。发酵前将原料用力压实,尽量排出空气,密封,发酵,发酵温度为30~37 ℃,发酵时间为10~15 d。1.2.2青贮指标测定1.2.2.1感官评定依据农业农村部发行的《青贮饲料质量评估标准》,分别从色泽、质地和气味等方面对青贮饲料的品质进行初步评定。1.2.2.2发酵品质测定每瓶取20 g青贮样品于三角锥形瓶中,加入80 mL蒸馏水,搅拌均匀,静置30 min,使用上海雷磁pH计测定pH值;取部分样品置于65 ℃的烘箱中烘72 h,取出,冷却称重,将样品粉碎,用于测定营养成分。粗蛋白质、粗纤维、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维、粗脂肪、总能按照饲料分析及饲料质量检测技术进行测定[12]。1.2.2.3有机酸测定取制备好的青贮样品浸提液的上清液,10 000 r/min离心10 min,获得上清液,过0.22 µm的滤膜过滤,参考植物中有机酸的测定 液相色谱-质谱/质谱法方法(GB/T 40179—2021),采用液相色谱仪进行测定分析。1.3体外发酵试验1.3.1试验设计试验共设4组,G0组不添加杂交构树青贮,GS30组、GS60组、GS100组分别添加杂交构树青贮替代粗饲料中30%、60%、100%的花生藤,每组设10个重复。基础日粮组成及营养水平见表1。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.04.004.T001表1基础日粮组成及营养水平(干物质基础)项目G0组GS30组GS60组GS100组原料组成/%玉米39393939麦麸3333豆粕14141414花生藤4028160杂交构树青贮0122440预混料4444合计100100100100营养水平总能/(MJ/kg)15.9315.7915.9516.27粗蛋白质/%12.5112.6612.8513.24粗纤维/%29.4327.5125.2722.72粗脂肪/%13.5112.5312.7011.351.3.2体外发酵在江西省科学院生物资源研究所试验基地选取3头健康且装有永久性瘤胃瘘管的湖羊作为瘤胃液供体羊。晨饲2 h,采集湖羊瘤胃内容物,采用4层纱布过滤,混合,装入充有CO2的保温瓶带回。试验底物过0.5 mm筛,准确称取0.5 g底物样品于滤袋中,封口,装入125 mL厌氧发酵瓶中,向每个瓶中加入60 mL发酵液(瘤胃液与人工瘤胃缓冲液的混合物)。本试验方法采用Mauricio等[13]的压力读取式体外产气系统进行体外瘤胃发酵培养。厌氧人工瘤胃缓冲液的配制按Menke等[14]的方法配制。瘤胃液与缓冲液按照1∶2的比例混合制成发酵液,制备过程中连续通入CO2。接种完成后,持续向发酵瓶中通入CO2 5 s,盖上瓶盖,39 ℃、120 r/min培养。1.3.3体外发酵样品采集及分析分别在发酵3、6、9、12、24、48 h后测定体外产气量,在发酵24、48 h后,从每个处理组取出5个厌氧发酵瓶,将滤袋取出,挤出滤袋中的发酵液,与发酵瓶中的发酵液混合,滤袋55 ℃烘干,内容物用于测定干物质和中性洗涤纤维,发酵液用于测定pH值、挥发性脂肪酸、氨态氮和微生物蛋白。体外发酵产气量测定参照Mauricio等[13]方法,产气过程的总积累产气量为各时间段产气量之和。GPt=Pt×(V0-100)/(101.3×W)(1)式中:GPt为样品在t时间段的产气量(mL);Pt为t时间段读取的压力(kPa);V0为瓶子体积(mL);101.3为标准大气压(kPa);W为样品重量(g)。采用pH计测定发酵液pH值,采用阿尔瓦全自动纤维仪测定中性洗涤纤维,水杨酸钠-次氯酸比色法测定氨态氮,参照秦为琳[15]的方法测定挥发性脂肪酸。参照Zinn等[16]的离心方法进行样品的预处理,以牛血清白蛋白为标准蛋白,采用考马斯亮蓝比色法测定微生物蛋白含量。1.4数据统计与分析试验数据采用Excel 2010软件进行整理,SPSS 22.0软件进行统计分析,LSD法进行多重比较。结果以“平均值±标准差”表示,P0.05表示差异显著。2结果与分析2.1青贮杂交构树品质结果分析2.1.1青贮杂交构树感官评定结果与对照组相比,试验组杂交构树青贮具有较强的酸味和芳香味,发酵后呈黄绿色,质地松散,感官品质等级良好。2.1.2杂交构树青贮发酵品质测定结果(见表2)由表2可知,与对照组相比,试验组杂交构树青贮的总能、pH值及粗纤维、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维含量均显著降低(P0.05),粗蛋白质含量显著提高(P0.05)。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.04.004.T002表2青贮杂交构树发酵品质测定项目pH值粗蛋白质/%粗纤维/%中性洗涤纤维/%酸性洗涤纤维/%粗脂肪/%总能/(MJ/kg)P值0.0000.0000.0000.0000.0000.0520.000新鲜杂交构树样品6.15±0.02a12.75±0.09b20.61±0.44a42.15±0.58a32.73±0.31a5.40±0.4417.56±0.15a对照组4.65±0.12b11.81±0.29c14.40±0.10b39.60±0.49b25.24±0.71b4.45±0.0917.58±0.12a试验组4.24±0.07c13.94±0.49a10.63±0.44c32.20±0.51c20.56±0.38c4.98±0.6716.95±0.12b注:同列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);表3~表5与此同。2.1.3杂交构树青贮有机酸含量测定结果(见表3)由表3可知,试验组杂交构树青贮的乙酸、丙酸以及乳酸含量均显著高于对照组(P0.05),丁酸含量显著低于对照组(P0.05)。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.04.004.T003表3杂交构树青贮有机酸含量测定结果(干物质基础)项目乙酸丙酸丁酸乳酸P值0.0040.0010.0080.000对照组5.82±0.30b3.04±0.08b0.32±0.07a20.41±0.08b试验组6.97±0.14a3.51±0.04a0.11±0.03b24.58±0.10ag/kg2.2杂交构树青贮对湖羊瘤胃体外发酵的影响2.2.1杂交构树青贮对瘤胃体外发酵产气量的影响(见表4)由表4可知,体外发酵6~24 h,GS60组和GS100组产气量均显著高于G0组(P0.05)。体外发酵48 h,各试验组产气量与G0组相比差异不显著(P0.05)。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.04.004.T004表4杂交构树青贮对湖羊瘤胃体外发酵产气量的影响(干物质基础)项目3 h6 h9 h12 h24 h48 hP值0.0060.0000.0290.0250.0170.366G0组54.94±3.10b105.35±2.03c171.10±3.34b216.74±3.59b293.95±4.49b357.55±6.48GS30组57.22±2.70b117.42±3.12b176.61±3.64ab227.56±3.60ab307.46±6.15ab378.48±12.10GS60组62.56±3.58ab127.20±4.84ab191.92±5.84a244.74±6.50a325.21±7.26a383.68±11.96GS100组71.52±3.04a132.73±4.40a189.97±7.14a237.42±10.20a324.15±10.76a363.28±13.94mL/g2.2.2杂交构树青贮对湖羊瘤胃体外发酵参数的影响(见表5、表6)由表5可知,体外培养24 h,GS60组干物质降解率显著高于G0组和GS30组(P0.05);GS30组、GS60组、GS100组中性洗涤纤维降解率显著高于G0组(P0.05)。体外培养48 h,GS30组、GS60组、GS100组干物质、中性洗涤纤维降解率以及微生物蛋白含量均显著高于G0组(P0.05)。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.04.004.T005表5杂交构树青贮对湖羊瘤胃体外发酵干物质、中性洗涤纤维降解率以及微生物蛋白含量的影响项目干物质降解率/%中性洗涤纤维降解率/%微生物蛋白/(mg/L)24 h48 h24 h48 h24 h48 hP值0.0320.0000.0000.0000.0680.000G0组57.76±2.23b60.19±2.98b70.43±1.33b76.96±3.89d592.70±30.00753.10±13.90dGS30组57.25±3.21b83.32±3.95a78.66±1.05a78.04±1.57c730.30±68.60949.60±17.10cGS60组71.74±4.82a81.39±4.37a77.74±3.59a84.71±2.41b722.30±42.701 120.00±13.90bGS100组65.15±3.04ab78.94±4.97a79.42±3.26a87.06±2.31a1 123.20±123.701 256.90±22.10a由表6可知,瘤胃体外发酵24 h,杂交构树青贮对氨态氮、总挥发性脂肪酸、乙酸、丙酸和丁酸含量以及乙丙比均无显著影响(P0.05)。瘤胃体外发酵48 h后,GS60组和GS100组乙丙比显著低于G0组(P0.05)。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.04.004.T006表6杂交构树青贮对湖羊瘤胃体外发酵挥发性脂肪酸和氨态氮含量的影响项目G0组GS30组GS60组GS100组P值氨态氮/(mg/L)24 h252.3±9.4257.4±5.6260.0±3.4256.2±9.20.44048 h341.6±26.6337.5±7.0347.4±5.5321.7±5.80.629总挥发性脂肪酸/(g/L)24 h5.54±0.086.01±0.655.83±0.305.66±0.300.50348 h6.97±0.547.42±0.727.24±0.137.07±0.070.663乙丙比24 h2.22±0.132.12±0.092.17±0.032.20±0.070.58248 h2.24±0.04a2.07±0.19ab2.00±0.06b1.97±0.05b0.047乙酸/(g/L)24 h3.16±0.053.34±0.273.27±0.173.19±0.140.61748 h3.95±0.294.08±0.283.95±0.0.113.80±0.020.489丙酸/(g/L)24 h1.43±0.081.58±0.201.51±0.091.45±0.100.50348 h1.77±0.121.99±0.301.96±0.011.93±0.050.408丁酸/(g/L)24 h0.95±0.041.09±0.171.06±0.051.02±0.070.38848 h1.25±0.141.35±0.141.33±0.031.34±0.020.605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)。3讨论3.1布氏乳杆菌对杂交构树青贮品质的影响乳酸菌等微生物制剂是较为常用的青贮添加剂。接种乳酸菌可以促进乳酸生成,快速降低pH值,抑制好氧菌活动,从而提高构树青贮的发酵品质[17-18]。赵娜等[19]研究发现,植物乳杆菌能够促进高水分杂交构树叶青贮成熟,提高杂交构树的青贮品质,且青贮品质随着其添加量增加更佳,构树叶青贮30 d即可达到较好青贮品质。邹成义等[20]研究发现,使用微生物菌种制成发酵母料发酵构树叶可升高其粗蛋白质含量,降低粗纤维含量。本研究中,试验组杂交构树青贮的乳酸、乙酸和丙酸的含量显著提高,而丁酸含量显著降低,pH值约为4.24;粗蛋白质含量显著升高,粗纤维、中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量显著降低,与上述结果基本一致。本研究发现,各组杂交构树青贮的粗脂肪含量无显著变化,试验组杂交构树青贮的总能低于新鲜杂交构树组和对照组,其机制有待进一步研究。3.2杂交构树青贮对瘤胃体外发酵产气量的影响瘤胃体外产气法可通过饲料降解过程的产气量较准确地评价饲料在动物体内的消化,是反映青贮饲用价值的重要体现[21]。本研究发现,随着杂交构树在底物中所占比例增加,其产气量也相应提高,体外发酵24 h内,与G0组相比,GS60组和GS100组产气量均显著提高,GS30组产气量仅在发酵6 h时显著升高,表明添加青贮杂交构树能够有助于加速瘤胃微生物的活动,从而改善消化能力。本试验体外培养48 h后,添加青贮杂交构树组与对照组相比产气量差异不显著,表明各组发酵底物已经基本发酵完全。有研究发现,豆科田菁属牧草的理论最大产气量与中性洗涤纤维、木质素和半纤维素的含量呈显著负相关,与粗蛋白质含量间呈正相关关系[22]。本研究中,体外发酵24 h内,GS60组和GS100组产气量均显著高于G0组,体现了产气量与粗蛋白含量呈正相关关系;之后各组产气量无显著差异,可能是粗蛋白已基本发酵完全。但与汤少勋等[23]研究结果不完全一致,可能由于发酵底物不同,产气特性也会有差异。3.3杂交构树青贮对瘤胃体外发酵参数的影响干物质降解率是反映饲料被动物利用程度的重要指标,降解率越高,饲料的可利用程度就越高[24]。本研究发现,体外发酵48 h的试验组干物质降解率均显著高于对照组,表明用青贮杂交构树替代花生藤能够提高饲料的营养价值。饲料中性洗涤纤维的瘤胃降解率是表示饲料营养价值的一个重要指标。体外48 h中性洗涤纤维降解率可用于评价牧草中纤维的最大发酵潜力,标志着某种饲料的消化程度[25]。本试验研究结果表明,不同比例青贮杂交构树替代花生藤均能够显著提高中性洗涤纤维降解率,表明添加青贮杂交构树能够提高饲料的消化程度。微生物蛋白是反刍动物最主要的氮源供应者,能够提供反刍动物蛋白质需要的40%~80%。当瘤胃中氨和能量不同步释放时,可导致可发酵底物利用率下降和微生物蛋白合成量减少[26]。本试验中,各试验组48 h的微生物蛋白均显著高于对照组,可能与各试验组中添加杂交构树后各组的粗蛋白质含量提高相关。氨态氮含量能够综合反映瘤胃内饲料蛋白质降解及微生物对氨态氮利用情况。氨态氮为瘤胃微生物合成菌体蛋白提供氮源,若供应不足则微生物合成受阻,动物生产性能降低,相反过高则会加重机体氮代谢的负担[27]。挥发性脂肪酸是碳水化合物在瘤胃降解的终产物,是瘤胃微生物生长所需的碳架和能量重要来源,可为反刍动物提供60%~80%的可消化能[28]。本试验中,各组氨态氮、挥发性脂肪酸含量在发酵不同时间均无显著差异且在正常范围内,表明以青贮杂交构树作为粗饲料,对瘤胃微生物发酵无不利影响。4结论本研究结果表明,添加布氏乳杆菌可更好地改善杂交构树的品质,添加青贮杂交构树可以提高湖羊瘤胃体外发酵的产气量、干物质降解率和微生物蛋白含量,杂交构树青贮替代60%花生藤效果较好。
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