2020年我国平菇产量为682.96万t,占菇菌总产量的16.81%[1]。按照生产1 kg食用菌约产生5 kg菌糠计算[2],2020年我国平菇菌糠产量为3 414.8万t。生产工艺不同,菌糠的组成和营养存在差异。平菇菌糠(P.SMS)是由平菇发酵后的棉籽壳、玉米芯、木屑、麸皮、秸秆、玉米粉及残留在培养基中的平菇菌丝体组成。蘑菇降解培养基的效率为50%~80%,菌糠中的部分营养物质也可被动物机体利用[3]。高木质素和半纤维素导致平菇培养基的营养价值降低。但食用菌分泌的木质素、过氧化物酶、漆酶和锰过氧化物酶增加了活性物质的含量,可将培养基中的木质素和半纤维素降解[4]。Mhlongo等[5]研究发现,将平菇接种在葡萄渣上可以明显降低葡萄渣的中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)、酸性洗涤纤维木质素(ADL)含量,增加粗蛋白质含量。菌糠中存在清除自由基的活性成分[6]。菌糠醇提物可抑制大肠杆菌的活性[7]。王霞等[8]研究表明,在湖羊公羔日粮中添加30%的金针菇菌糠可以显著提高羔羊的总增重和平均日增重。刘冬等[9]研究表明,奶牛日粮中添加菌糠可以显著增加血液中胆固醇含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性,降低尿素氮、丙二醛含量。吕仁龙等[10]研究表明,姬菇菌糠与王草按照1∶9比例混贮效果较好。目前,关于金针菇菌糠、杏鲍菇菌糠等在动物日粮中的研究较多,但对平菇菌糠等比例替代全株玉米青贮的研究较少。因此,本试验通过测定不同颜色平菇菌糠中霉菌毒素含量,使用不同比例平菇菌糠替代全株玉米青贮制作全混合日粮,使用体外法和尼龙袋法测定瘤胃发酵指标,探究平菇菌糠替代全株玉米青贮的适宜比例,为平菇菌糠的饲料化开发与利用提供参考。1材料与方法1.1试验材料玉米、麸皮、豆粕、预混料均购自新疆阿拉尔市。全株玉米青贮和揉丝玉米秆由新疆图木舒克市安欣牧业有限公司提供。平菇菌糠(棉籽壳70%、锯末20%、小麦麸7%、石灰3%)由新疆阿拉尔市某平菇种植基地提供。P.SMS中干物质含量57.5%、粗蛋白质含量8.70%、粗脂肪2.41%、粗灰分29.41%、NDF 43.97%、ADF 18.69%、钙0.63%、磷0.04%。霉菌毒素(黄曲霉毒素B1、玉米赤霉烯酮、呕吐毒素、赭曲霉毒素A)试剂盒购自北京华安麦科生物技术公司。1.2试验动物与饲养管理试验于2022年4月在塔里木大学动物科学与技术学院进行。选取健康、3.5周岁、体重(45±1.5)kg,装有永久性瘤胃瘘管的多浪羊羯羊5只。预试期15 d。每日9:00、19:00各饲喂1次,羯羊自由饮水、单栏饲养。每日打扫羊舍,每周对羊舍进行消毒。预试期基础日粮为新疆泰坤饲料公司生产的全混合颗粒饲料,精粗比为4∶6,精料以玉米、麸皮、棉粕为主,粗料以苜蓿、稻秸为主。每日每只羊定量饲喂1.5 kg日粮。1.3试验设计参照《肉羊营养需要量》(NY/T 816—2021),根据等能等氮原则配制7种全价日粮(以日增重200 g、25 kg育肥公羊为参考标准)。试验分为7组,Ⅰ组为对照组,Ⅱ组、Ⅲ组、Ⅳ组、Ⅴ组、Ⅵ组、Ⅶ组分别使用5%、10%、15%、20%、25%、30%的P.SMS等比例替代全株玉米青贮。试验日粮组成及营养水平见表1。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.11.004.T001表1试验日粮组成及营养水平(干物质基础)项目Ⅰ组Ⅱ组Ⅲ组Ⅳ组Ⅴ组Ⅵ组Ⅶ组原料组成/%平菇菌糠05.0010.0015.0020.0025.0030.00玉米青贮52.3647.3642.3637.3632.3627.3622.36玉米秸秆7.647.647.647.647.647.647.64玉米12.0812.0812.0812.0812.0812.0812.08麸皮6.326.326.326.326.326.326.32豆粕19.1019.1019.1019.1019.1019.1019.10食盐1.001.001.001.001.001.001.00预混料1.501.501.501.501.501.501.50合计100.00100.00100.00100.00100.00100.00100.00营养水平代谢能/(MJ/kg)9.109.189.279.369.449.539.62可代谢蛋白/%6.276.286.336.386.446.496.54中性洗涤纤维/%42.5341.7340.9340.1339.3338.5337.73酸性洗涤纤维/%25.5124.5623.6222.6721.7320.7819.83钙/%0.490.610.750.891.021.151.28总磷/%0.380.380.370.370.360.360.36注:1.预混料为每千克日粮提供:Fe 10 mg、Mn 135 mg、Zn 100 mg、Co 0.5 mg、Cu 12.5 mg、Se 0.3 mg、I 1.5 mg、VA 1 400 IU、VD 500 IU、VE 50 mg。2.营养水平中代谢能、可代谢蛋白按照《中国肉用绵羊营养需要》[11]进行计算,其余均为实测值。1.4测定指标及方法1.4.1常规营养成分参照张丽英[12]的方法测定灰白色P.SMS的干物质(DM)、粗蛋白(CP)、粗灰分(Ash)、粗脂肪(EE)、钙(Ca)、磷(P)含量。参照Van等[13]的方法测定ADF、NDF含量。1.4.2体外产气试验将平菇菌糠粉碎,过40目筛,按照试验设计将日粮混匀。体外产气试验依据Van等[13]的方法进行。预试期结束后,第16 d晨饲前2 h,采集3只羊瘤胃液,使用4层纱布过滤,装入39 ℃预热的保温瓶中,带回实验室。人工唾液参照Menke等[14]配制。将人工唾液与采集到的瘤胃液按照体积比2∶1混合,为人工瘤胃液,持续通入二氧化碳气体,保持厌氧环境。分别称取各试验组日粮0.3 g(精确0.1 mg),装入100 mL玻璃注射器内(注射器活塞预涂抹凡士林,预处理至39 ℃),每组设6个重复。使用玻璃注射器中吸取30 mL人工瘤胃液,排出空气,塞上三通阀,置于39 ℃恒温水浴摇床中,避光培养。于2、4、6、8、10、12、24、36、48 h记录玻璃注射器的活塞刻度,计算产气量。第48 h将所有玻璃注射器置入冰水中,终止反应。将玻璃注射器中的培养液置于烧杯中,使用手持式便携pH计测定培养液pH值。将培养液用4层纱布过滤,取10 mL测定氨态氮(NH3-N)含量[15]。根据各时间点对应的产气量,结合Ørskov等[16]产气模型,计算产气参数。GPt=a+b×(1-e-ct)(1)式中:GPt为t时对应的产气量(mL);a为快速降解部分产气量(mL);b为慢速降解部分产气量(mL);c为产气速率(%/h);a+b为潜在产气量(mL)。1.4.3尼龙袋试验将平菇菌糠粉碎,过8目筛,按照试验设计将日粮混匀。称取3.0 g(精确0.1 mg)样品于尼龙袋中(尼龙袋孔径为300目,8 cm × 4 cm),尼龙绳系口后绑于塑料半软管。每组设5个重复,每个重复1只羊。分别在试验开始后0、24、48、60 h放入尼龙袋,在72 h统一将所有尼龙袋取出,置于同一个桶内,加冷水搅拌清洗,直至桶内水澄清。将冲洗后的尼龙袋置于65 ℃烘箱中,烘48 h后,取出,室温回潮24 h,测定干物质降解率和粗蛋白降解率。A=(B-C)/B×100%(2)式中:A为干物质或粗蛋白降解率(%);B为降解前干物质含量或粗蛋白含量(g);C为降解后干物质或粗蛋白含量(g)。1.5P.SMS安全性试验选用同一批次、收4茬的平菇,室外放置3月余。3种不同颜色P.SMS见图1。采集后的P.SMS包有塑料薄膜。每种颜色P.SMS作3个重复,按照霉菌毒素试剂盒说明书进行操作,测定3种颜色P.SMS中的黄曲霉毒素B1、玉米赤霉烯酮、呕吐毒素、赭曲霉毒素A含量。同种颜色P.SMS重复测定3次,取平均值。参照GB 13078—2017,评价不同颜色P.SMS的安全性。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.11.004.F001图13种不同颜色P.SMS1.6数据统计与分析采用Excel 2016软件对试验数据进行统计,SPSS 26软件进行单因素方差分析,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不同比例平菇菌糠等比例替代全株玉米青贮对瘤胃产气量与产气参数的影响(见表2)10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.11.004.T003项目Ⅰ组Ⅱ组Ⅲ组Ⅳ组Ⅴ组Ⅵ组Ⅶ组产气参数a/mL6.04±2.635.57±1.883.08±0.435.27±1.364.42±1.225.62±1.033.78±0.96b/mL86.54±5.66a80.36±10.66abc79.85±4.60abc79.04±5.14abc85.78±3.11ab77.03±4.77bc76.49±5.08ca+b/mL92.58±7.69a85.93±6.98abc82.93±4.55bc84.31±2.70bc90.20±5.37ab82.65±5.51bc80.27±6.56cc/(%/h)0.08±0.000.07±0.020.08±0.010.07±0.020.07±0.010.07±0.000.07±0.00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。由表2可知,Ⅵ组和Ⅶ组在2、4、6、8、10、12、24、36、48 h绵羊瘤胃产气量均显著低于Ⅰ组(P0.05);Ⅲ组在2、36 h绵羊瘤胃产气量均低于Ⅰ组(P0.05);在10、24 h均显著高于Ⅳ组(P0.05);Ⅲ组和Ⅳ组在4、36、48 h绵羊瘤胃产气量显著低于Ⅰ组(P0.05)。Ⅱ组在4、6、10 h绵羊瘤胃产气量均显著高于Ⅳ组(P0.05)。Ⅵ组和Ⅶ组b值显著低于Ⅰ组(P0.05),Ⅴ组b值显著高于Ⅶ组(P0.05)。Ⅲ组、Ⅳ组、Ⅵ组、Ⅶ组a+b显著低于Ⅰ组(P0.05);Ⅴ组a+b显著高于Ⅶ组(P<0.05)。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.11.004.T002表2不同比例平菇菌糠等比例替代全株玉米青贮对瘤胃产气量与产气参数的影响项目Ⅰ组Ⅱ组Ⅲ组Ⅳ组Ⅴ组Ⅵ组Ⅶ组产气量/mL2 h19.00±3.52a16.33±2.16ab14.83±0.98b16.17±2.04ab16.50±2.07ab15.50±2.34b13.33±2.87b4 h26.17±2.93a23.33±2.07ab22.33±3.14bc22.17±2.32bc24.00±2.68ab21.33±2.94bc19.50±3.94c6 h39.50±3.62a37.16±2.56ab35.50±3.21abc36.00±3.52abc36.83±2.79ab33.83±2.86bc32.00±3.56c8 h46.17±3.76a40.83±4.92ab41.50±3.94ab40.83±4.92ab41.83±2.99ab38.00±2.76b36.50±5.24b10 h53.50±4.51a47.83±7.57abc48.00±3.35abc47.00±6.00bc49.17±2.48ab44.67±2.88bc42.67±4.97c12 h60.33±6.19a54.33±8.82ab53.50±4.37ab53.17±5.42ab57.83±3.97a50.33±3.39b47.67±6.09b24 h75.50±6.66a67.50±11.04abc67.33±3.72abc66.33±6.59bc72.60±4.34ab64.83±4.49bc62.83±6.18c36 h86.67±6.50a79.50±10.05abc77.50±5.43bc77.83±4.75bc84.00±4.69ab76.33±4.80bc73.50±6.77c48 h92.33±7.55a84.33±9.77abc83.67±4.55bc83.50±4.09bc89.60±4.72ab81.17±5.27bc79.17±6.91c续表2 不同比例平菇菌糠等比例替代全株玉米青贮对瘤胃产气量与产气参数的影响2.2不同比例平菇菌糠等比例替代全株玉米青贮对瘤胃pH值与NH3-N含量的影响(见表3)由表3可知,各组绵羊瘤胃液pH值在6.27~6.49之间,均处于瘤胃正常pH值范围内。发酵结束后,Ⅰ组、Ⅲ组绵羊瘤胃pH值均显著低于Ⅴ组(P0.05),Ⅲ组绵羊瘤胃pH值显著低于Ⅵ组(P0.05)。发酵结束后,Ⅲ组绵羊瘤胃液中NH3-N含量显著高于Ⅰ组和Ⅶ组(P0.05);Ⅰ组、Ⅱ组、Ⅳ组、Ⅴ组、Ⅵ组绵羊瘤胃液中NH3-N含量均显著高于Ⅶ组(P0.05)。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.11.004.T004表3不同比例平菇菌糠等比例替代全株玉米青贮对瘤胃pH值与NH3-N含量的影响项目Ⅰ组Ⅱ组Ⅲ组Ⅳ组Ⅴ组Ⅵ组Ⅶ组pH值6.32±0.07bc6.35±0.07abc6.27±0.14c6.41±0.08abc6.49±0.22a6.48±0.90ab6.39±0.15abcNH3-N/(mg/L)263.10±6.60b266.20±4.40ab275.80±8.60a270.60±2.40ab266.80±2.20ab266.50±1.50ab243.10±5.60c2.3不同比例平菇菌糠等比例替代全株玉米青贮对瘤胃干物质降解率的影响(见表4)由表4可知,不同时间点各组绵羊瘤胃干物质降解率差异均不显著(P0.05)。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.11.004.T005表4不同比例平菇菌糠等比例替代全株玉米青贮对瘤胃干物质降解率的影响项目Ⅰ组Ⅱ组Ⅲ组Ⅳ组Ⅴ组Ⅵ组Ⅶ组12 h23.32±6.2228.65±3.2930.94±3.6129.27±1.7931.28±7.2128.00±1.0428.07±4.4924 h32.19±0.3934.91±4.5036.91±8.2534.71±1.7036.16±2.1134.72±4.1134.76±2.8148 h42.75±5.3040.82±2.8044.28±3.7941.13±7.8242.31±2.4342.74±1.6039.81±2.6472 h51.64±6.3649.74±4.1454.57±5.8652.36±4.0349.32±3.8849.36±2.9748.36±2.90%2.4不同比例平菇菌糠等比例替代全株玉米青贮对瘤胃粗蛋白质降解率的影响(见表5)由表5可知,在12、24 h时,Ⅲ组绵羊瘤胃对粗蛋白的降解率显著高于Ⅳ组、Ⅵ组、Ⅶ组(P0.05);Ⅱ组、Ⅴ组绵羊瘤胃对粗蛋白降解率均显著高于Ⅵ组、Ⅶ组(P0.05)。在12 h时,Ⅳ组、Ⅰ组绵羊瘤胃对粗蛋白的降解率均显著高于Ⅶ组(P0.05)。在24 h时,Ⅳ组绵羊瘤胃对粗蛋白的降解率显著高于Ⅵ组和Ⅶ组(P0.05)。在48、72 h时,Ⅲ组绵羊瘤胃对粗蛋白的降解率显著高于Ⅰ组、Ⅱ组、Ⅳ组、Ⅴ组、Ⅵ组、Ⅶ组(P0.05)。在72 h时,Ⅴ组、Ⅳ组和Ⅰ组绵羊瘤胃对粗蛋白的降解率均显著高于Ⅶ组(P0.05)。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.11.004.T006表5不同比例平菇菌糠等比例替代全株玉米青贮对瘤胃粗蛋白质降解率的影响项目Ⅰ组Ⅱ组Ⅲ组Ⅳ组Ⅴ组Ⅵ组Ⅶ组12 h17.33±4.51abc19.00±2.00ab24.00±1.41a16.00±3.00bc19.50±3.54ab10.50±2.12cd6.00±5.66d24 h19.50±0.70bcd25.67±1.16ab28.67±0.56a22.00±2.65bc25.67±0.58ab18.33±3.22cd14.00±7.00d48 h36.00±1.73b31.67±1.15c46.00±2.00a36.67±1.53b33.00±2.00bc23.33±0.58d24.00±4.36d72 h46.33±1.53b44.00±1.00bc57.67±2.08a45.50±0.71b46.67±0.58b44.00±1.00bc41.50±0.71c%2.5不同颜色P.SMS中霉菌毒素含量(见表6)由表6可知,灰白色P.SMS组、红褐色P.SMS组、黑色P.SMS组的黄曲霉毒素B1含量均1.5 μg/kg,玉米赤霉烯酮含量均20 μg/kg,呕吐毒素含量均200 μg/kg。灰白色P.SMS组、红褐色P.SMS组、黑色P.SMS组的赭曲霉毒素A含量分别为0.180、0.294、18.720 μg/kg,均低于国家饲料卫生安全标准。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.11.004.T007表6不同颜色P.SMS中霉菌毒素含量项目黄曲霉毒素B1玉米赤霉烯酮赭曲霉毒A呕吐毒素饲料安全标准≤20.0≤500≤100.000≤3 000灰白色P.SMS1.5200.180200红褐色P.SMS1.5200.294200黑色P.SMS1.52018.720200μg/kg3讨论3.1不同比例平菇菌糠等比例替代全株玉米青贮对瘤胃产气量与产气参数的影响体外瘤胃发酵时产生的气体是日粮中碳水化合物和蛋白质被瘤胃微生物分解生成的挥发性脂肪酸(VFAs)、二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、氢气(H2)。产气量可以反映瘤胃中细菌的活动程度。细菌活动程度越高,产气量越高[17]。日粮中非结构性碳水化合物占比越高,产气量越高[18]。发酵底物中NDF、ADF及蛋白质含量越高,产气量越低[19]。本试验中,除Ⅴ组外,Ⅰ组至Ⅶ组绵羊瘤胃48 h累积产气量呈递减的趋势;Ⅰ组最高,Ⅴ组次之,Ⅶ组最低。Ⅰ组绵羊48 h瘤胃累积产气量与潜在产气量显著高于除Ⅴ组外的其他组。原因可能是全株玉米青贮中非纤维性碳水化合物高于菌糠。产气量逐渐下降的原因可能与菌糠粗蛋白质含量略高于全株玉米青贮有关,随着菌糠添加比例的上升,粗蛋白质含量上升。本试验中,除对照组外,Ⅴ组48 h累积产气量与潜在产气量最高。原因可能是日粮中瘤胃微生物活性较高,日粮容易被机体消化利用。Ⅶ组绵羊产气量与潜在产气量最低,表明Ⅶ组日粮抑制了瘤胃细菌微生物活性。许锦聪等[20]在山羊日粮中添加30%碱贮金针菇菌糠,发现瘤胃产气量显著高于其他组,与本试验不一致。原因可能是山羊与绵羊瘤胃消化能力不同,菌糠品种及菌糠配方不同。3.2不同比例平菇菌糠等比例替代全株玉米青贮对瘤胃pH值与NH3-N的影响瘤胃pH值可以反映瘤胃内环境稳态。pH值影响瘤胃微生物活性,过高或过低均不利于动物机体健康。反刍动物瘤胃液正常pH值为6.0~7.0[21]。本试验中,pH值(6.27~6.49)均在正常范围内,表明饲喂不同比例的菌糠不会对动物瘤胃健康造成不利影响。本试验中,Ⅲ组绵羊瘤胃pH值显著低于Ⅴ组和Ⅵ组,原因可能是Ⅲ组产生了较多的VFA。在正常pH值范围内,较低的pH值会刺激瘤胃上皮对VFA的吸收[22],表明在该配比日粮有利于动物吸收营养物质。NH3-N是瘤胃代谢的中间产物,反映日粮中蛋白质被瘤胃微生物降解程度。瘤胃中80%的细菌以氨态氮作为直接氮源合成微生物蛋白(MCP)[23]。氨态氮含量过高会造成氮代谢负担;过低会导致氮源不足,影响动物机体健康。Grummer等[24]研究表明,瘤胃中NH3-N的适宜浓度范围为63~275 mg/L。钟港等[25]使用发酵菌糠替代白酒糟饲喂育肥牛,发现用菌糠替代部分或者全部白酒糟后,育肥牛瘤胃NH3-N含量与对照组差异不显著。Xu等[26]研究发现,菌糠等比例替代牧草饲喂萨福克羯羊,对羯羊瘤胃液中NH3-N含量影响不显著。本试验中,Ⅲ组绵羊瘤胃NH3-N含量显著高于Ⅰ组和Ⅶ组,原因可能是Ⅲ组绵羊瘤胃微生物对日粮中的蛋白质降解率较快。碳水化合物会限制瘤胃微生物利用NH3-N。本试验中,随着平菇菌糠添加比例的上升,NH3-N含量呈现先增加再降低的趋势。结合48 h总产气量分析,平菇菌糠添加比例较低时,NH3-N含量较低的原因可能与较高的非纤维性碳水化合物有关。平菇菌糠添加比例较高时,NH3-N下降的原因可能与微生物活性降低有关。3.3不同比例平菇菌糠等比例替代全株玉米青贮对瘤胃干物质降解率和粗蛋白降解率的影响体外干物质降解率可以反映日粮在瘤胃内被降解的情况。干物质降解率越高,表明日粮被降解程度越高。本试验中,Ⅲ组瘤胃在各个时间点的干物质降解率均最高,Ⅶ组在各个时间点干物质降解率均最低,但各组间差异均不显著,表明在Ⅲ组日粮配比的瘤胃消化率最高。粗蛋白质降解率可以反映日粮中粗蛋白在瘤胃内降解情况。本试验中,Ⅲ组粗蛋白质降解率显著高于其他组,此结果与NH3-N结果相似。原因可能是用平菇菌糠替代10%玉米青贮时,瘤胃微生物对日粮中粗蛋白的降解速率增强。3.4平菇菌糠中霉菌毒素的含量分析曲霉属(黄曲霉毒素B1、B2、G1和G2、赭曲霉毒素和青霉毒素)、镰刀菌属(T-2毒素和呕吐毒素、玉米赤霉烯酮和伏马毒素)、青霉菌属(赭曲霉毒素)是主要的霉菌毒素[27]。李瑞银等[28]研究表明,收菇后第7 d菌糠中黄曲霉毒素、玉米赤霉烯酮比第1 d增加199.09%、83.09%,呕吐毒素含量极显著增加。本试验中,3种不同颜色平菇菌糠中霉菌毒素均未超出国家标准。黑色菌糠赭曲霉毒素A含量较灰白色菌糠高99.0%,较红褐色菌糠高98.4%;红褐色菌糠赭曲霉毒素A含量较灰白色高38.8%。结果表明,菌糠颜色与霉变情况有关,黑色霉变最严重,红褐色次之,灰白色霉变程度最低,生产中应挑选灰白色菌糠更为安全。本试验选取的菌糠霉菌毒素均未超标。原因是新疆南疆地区属典型大陆性气候、常年干燥、降水稀少、空气湿度较低;且本试验菌糠样品1月份收获后置于室外,4月份采集检测,此段时间气温偏低,不利于霉菌产生,试验所用菌糠中棉籽壳占和木屑共占90%,菌糠中糖分较少,缺乏霉菌生长的必要条件。4结论本试验结果表明,3种不同颜色的平菇菌糠中霉菌毒素含量均未超出国家标准,表明在新疆南疆地区对菌糠进行饲料化开发具有可行性。使用10%平菇菌糠等比例替代全株玉米青贮时,多浪羊羯羊瘤胃发酵参数综合评价效果较好。

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