目前,我国优质粗饲料的缺乏阻碍了畜牧业的发展[1]。辣木(Moringa oleifera Lam)为辣木科,辣木属多年生热带落叶乔木,具有产量高、适应性强、栽培简单、抗逆能力强及营养丰富等特点[2]。目前,辣木已经在云南、海南、广西、广东等地大量种植[3]。研究发现,辣木具有产量高、蛋白质含量高、营养全面等良好的饲用特性,可以达到优质蛋白质饲料的标准[4]。研究发现,饲料混合后日粮的表观消化率不等于日粮中的各饲料消化率的加权之和[5-6],表明日粮饲料组成之间以及与消化系统之间存在相互作用的组合效应,从而影响了日粮的营养价值。卢德勋[7]将日粮组合效应定义为不同饲料源的营养性物质、非营养性物质以及抗营养物质之间互作的整体效应,调节日粮中各饲料原料的比例,能够最大程度地发挥饲料间的正组合效应,提高饲料的饲用价值。体外产气法因具有操作方便、易于重复以及真实性较好的特点,已在饲草间组合效应的研究中广泛应用[8-10]。目前尚无辣木作为蛋白质饲料资源与其他牧草的组合效应的相关文献报道。云南是我国辣木种植面积最大的省份,辣木种植约占全国的60%[11]。鸭茅(Dactylis glomerata L.)是云南保留种植面积最大的温带牧草[12],非洲狗尾草(Setaria sphacelate)是云南亚热带地区的当家草种[13],二者均为“云南省优良乡土牧草种质”[14-15]。本研究结合云南省的牧草种质资源特点,将辣木青贮与鸭茅、非洲狗尾草进行不同配比,运用体外产气法评估饲草组合效应,为我国南方地区辣木在反刍动物生产中的应用提供参考。1材料与方法1.1试验材料辣木于2021年7月采自云南省农业科学院热区生态农业研究所,在第三茬成熟时刈割,取地上茎、叶和嫩枝部分,留茬高度5 cm,刈割后带回云南省草地动物科学研究院实验室,晾晒至含水量达75%~80%、切段2~3 cm,使用聚乙烯青贮袋和全自动真空包装机进行青贮制作。青贮时间为30 d。鸭茅采自云南省草地动物科学研究院试验田,于2021年9月完熟期刈割,切段2~3 cm,晾晒(含水量至75%~80%)处理。非洲狗尾草采自云南省草地动物科学研究院马鸣基地,于2021年9月抽穗期进行刈割,切段2~3 cm,晾晒(含水量至75%~80%)处理。鸭茅、非洲狗尾草经65 ℃干燥72 h,粉碎,过1 mm筛,密封保存。1.2试验设计采用单因素试验设计,将辣木青贮、鸭茅、非洲狗尾草按照不同比例混合,具体比例见表1,共设置15组,每组3个重复,设置空白对照,进行体外发酵试验。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.12.002.T001表1辣木青贮、鸭茅、非洲狗尾草组合及比例组别辣木青贮鸭茅非洲狗尾草A组10000B组01000C组00100D组75250E组50500F组25750G组75025H组50050I组25075J组07525K组05050L组02575M组502525N组255025O组252550%3种饲料原料的常规营养水平见表2。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.12.002.T002表23种饲料原料的常规营养水平项目粗蛋白粗脂肪中性洗涤纤维酸性洗涤纤维干物质粗灰分钙磷辣木青贮15.263.0248.8839.9696.359.231.470.280鸭茅11.273.2460.3932.6594.3212.390.530.309非洲狗尾草8.662.2766.1038.2495.338.570.180.174%DM1.3瘤胃液采集选取4头体重接相近、生长状况良好装有永久性瘤胃瘘管的“云岭牛×云南黄牛”一代成年阉公牛,在晨饲前采集瘤胃液,经4层医用纱布过滤,装入保温瓶并通入CO2保证厌氧环境,带回实验室进行体外发酵试验。1.4体外发酵试验1.4.1产气试验使用ANKOM RFS产气测量系统进行体外培养。参照Menke等[16]的方法配制缓冲液,瘤胃液与缓冲液按1∶4的体积比配成培养液。准确称取各组合饲料样品1.000 0 g装入ANKOM F57型号纤维袋,放入产气瓶底部,加入100 mL培养液,发酵瓶中通入CO2 30 s,拧紧瓶盖,放入恒温水浴摇床中(39 ℃ 85 r/min)体外培养48 h,每种组合设置3个重复,设置空白对照(不加底物)利用空白值进行校对。1.4.2瘤胃养分降解率试验使用ANKOM DAISY Ⅱ型模拟培养箱进行瘤胃养分降解率试验。培养液配方与1.4.1相同,准确称取各饲料样品组合1.000 0 g装入ANKOM F57型号纤维袋,放入发酵罐底部,每个发酵罐放入15 g样品(每个组样品放入1个发酵罐,包含3个重复),每个发酵罐放入3个空白纤维袋,加入1 500 mL培养液,发酵罐中通入CO2 2 min,拧紧瓶盖,将发酵罐放入ANKOM DAISY Ⅱ型模拟培养箱中(39 ℃ 85 r/min),培养24 h,测量发酵液pH值、氨态氮含量,取出滤袋,使用冷水冲洗滤袋,直至干净,65 ℃烘干滤袋,烘干至恒重,测定瘤胃养分降解率。1.5测定指标及方法1.5.1产气量(GP)读取2、4、8、12、24、36、48 h ANKOM RFS产气测量系统记录的产气压力值,通过空白模块校验产气结果,计算GP。Vx=VjPpsi×0.068 004 084(1)式中:Vx为39 ℃产气体积(mL);Vj为产气瓶顶部空间体积(mL);Ppsi为系统自动记录的压力(kPa)。1.5.2产气参数根据不同时间的GP值,参照Ørskov等[17]的方法计算产气动力学参数GP=B×{1-exp[-c×(t-Lag)]}(2)式中:GP为t时刻1 g(DM)底物的累计产气量(mL);B为1 g(DM)底物理论最大产气量(mL);c为产气速率常数(mL/h);t为发酵时间(h);Lag为体外发酵产气延滞时间(h)。1.5.3发酵液24 h pH值及氨态氮(NH3-N)含量使用多参数测试仪S220测定发酵液24 h的pH值。使用FOSS凯式定氮仪测定发酵液24 h的NH3-N含量。1.5.4营养物质降解率ANKOM DAISYⅡ型模拟培养箱培养结束后,按照GB/T 6435—1986、GB-T 6432—1994、GB/T 6438—1992方法分别发酵后底物的干物质(DM)、粗蛋白质(CP)、有机物(OM)含量。参照GB/T 20806—2006、NY/T 1459—2007测定中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)含量,计算干物质降解率(DMD)、粗蛋白降解率(CPD)、有机物降解率(DOM)、中性洗涤纤维降解率(NDFD)、酸性洗涤纤维降解率(ADFD)。各营养物质的降解率=(发酵前底物各营养物质含量-发酵后底物各营养物质含量)/发酵前底物各营养物质含量(3)1.5.5组合效应的估算参照王旭[18]的方法计算3种粗饲料间的组合效应。加权估算值=A饲料实测值×A饲料配比+B饲料实测值×B饲料配比(4)单项组合效应指数(SFAEI)=(实测值-加权估算值)/加权估算值(5)综合效应指数(MFAEI)=各项指标测定的单项组合效应相加之和(6)1.6数据统计与分析采用WPS Office 2021软件建立数据库,数据采用SPSS 21.0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±标准差”表示,P0.05表示差异显著。2结果与分析2.1不同粗饲料组合对瘤胃体外发酵GP的影响(见表3)10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.12.002.T004组别2 h4 h8 h12 h24 h48 hK组10.28±0.84cd12.95±1.05de17.30±0.94gh22.15±1.99cd33.64±1.55fg46.21±1.96gL组11.61±0.80abc15.56±0.36bc21.52±0.41abc26.73±0.72ab38.37±1.16cde55.01±1.76cdM组11.30±0.23bc14.19±0.92cd19.53±0.57def22.29±1.48cd28.90±0.38h46.83±0.91gN组9.78±0.36def15.08±0.84bc20.40±2.04bcde25.31±0.95b42.92±1.21ab61.74±1.61bO组12.60±0.73ab17.87±0.78a23.20±1.08a25.48±1.28b36.90±1.07de56.67±1.25c注:同列数据肩标不同小写字母表示差异显著(P0.05),相同字母表示差异不显著(P0.05);下表同。由表3可知,不同粗饲料组合肉牛瘤胃GP随发酵时间的延长而提高。单一牧草时,非洲狗尾草(C组)肉牛48 h的瘤胃GP显著高于辣木青贮(A组)和鸭茅(B组)(P0.05);两种牧草的组合中,L组肉牛瘤胃48 h的GP显著高于其他两种牧草组合组(P0.05);3种牧草组合时,N组的48 h瘤胃GP显著高于M组和O组(P0.05)。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.12.002.T003表3不同粗饲料组合对瘤胃体外发酵GP的影响组别2 h4 h8 h12 h24 h48 hA组9.79±0.82def15.71±0.74b20.78±0.96bcd27.34±1.86ab44.41±3.12a50.09±1.95fB组8.92±0.62defg12.99±1.02de17.82±0.65fg20.81±0.71cde30.67±3.03gh52.19±3.38defC组12.79±0.57a17.35±0.54a21.93±1.12ab28.20±2.20a40.72±1.04bc65.23±1.08aD组7.99±0.38gh11.82±1.13e19.21±0.69def25.18±1.08b37.49±3.31cde50.49±0.41efE组8.77±0.88efg14.38±0.57bcd19.93±0.58cde26.22±0.97ab40.19±3.10bcd51.79±2.05efF组6.91±0.05gh7.20±0.15f15.86±0.71h19.44±0.57e28.59±0.70h39.20±0.85hG组8.38±0.30fg15.80±0.24b20.28±1.12bcde25.18±1.06b36.68±0.44ef50.10±0.51fH组8.02±0.67h12.42±0.94e18.59±0.82efg22.70±0.78c32.49±0.56g50.69±1.28efI组9.89±0.57de12.55±1.21e16.71±1.43gh20.32±0.75de27.65±0.89h41.72±1.34hJ组12.44±1.23ab15.88±0.28b16.75±0.82gh26.29±0.44ab38.13±0.84cde53.30±1.68de续表3 不同粗饲料组合对瘤胃体外发酵GP的影响 单位:mLmL2.2不同粗饲料组合对瘤胃体外发酵产气参数的影响(见表4)由表4可知,单一牧草时,辣木青贮(A组)的瘤胃体外发酵的B值显著低于其他两种牧草(P0.05),c值显著高于其他两种牧草(P0.05);非洲狗尾草(C组)瘤胃体外发酵的Lag值显著高于其他两种牧草(P0.05)。两种牧草的组合中,J组、K组、L组肉牛瘤胃体外发酵的B值显著高于其他两种牧草组合(P0.05);D组、E组、G组、H组肉牛瘤胃体外发酵的c值显著高于其他两种牧草组合(P0.05);L组瘤胃体外发酵的Lag值显著高于除J组外其他两种牧草组合(P0.05)。当3种牧草组合时,N组肉牛瘤胃体外发酵的Lag值显著高于M组(P0.05)。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.12.002.T005表4不同粗饲料组合对瘤胃体外发酵产气参数的影响组别B/mLc/(mL/h)Lag/hA组55.85±2.34ef0.53±0.02a0.14±0.01fB组134.61±1.98a0.20±0.01cde0.34±0.01defC组136.20±1.69a0.10±0.01f0.67±0.05abcD组57.82±4.02ef0.42±0.03b0.22±0.02efE组44.26±0.71f0.44±0.01b0.08±0.01fF组61.32±5.79cde0.28±0.02c0.45±0.08cdeG组59.71±1.06de0.42±0.04b0.27±0.02defH组57.69±1.33ef0.38±0.02b0.33±0.01defI组73.78±3.05cd0.24±0.05cd0.48±0.02bcdeJ组102.84±9.47b0.13±0.01ef0.70±0.05abcK组90.90±0.48b0.23±0.00cd0.32±0.03defL组102.16±8.13b0.14±0.01ef0.90±0.08aM组74.61±6.70c0.24±0.02cd0.35±0.03defN组64.40±5.15cde0.19±0.01de0.76±0.05abO组73.63±0.98cd0.25±0.02cd0.53±0.02bcd2.3不同粗饲料组合对瘤胃体外发酵24 h pH值、NH3-N含量的影响(见表5)由表5可知,体外发酵24 h时,单一牧草中,辣木青贮(A组)的NH3-N含量显著高于鸭茅(B组)和非洲狗尾草(C组)(P0.05)。两种牧草的组合中,D组的NH3-N含量显著高于其他两种牧草组合(P0.05)。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.12.002.T006表5不同饲草组合的pH值、氨态氮浓度组别pH值NH3-N/(mg/L)A组7.44±0.01ab240.0±10.0aB组7.43±0.06abc150.0±10.0fC组7.46±0.10ab155.7±5.7fD组7.45±0.07ab239.6±10.0aE组7.49±0.02a216.7±15.3bF组7.41±0.00abc210.0±10.0bcG组7.43±0.01ab182.0±15.9deH组7.43±0.05ab193.3±5.8cdI组7.34±0.06c190.0±10.0cdJ组7.43±0.03abc199.9±10.0bcdK组7.43±0.01abc211.4±10.3bcL组7.38±0.01bc199.1±10.1bcdM组7.47±0.06ab161.5±10.3efN组7.41±0.01abc179.9±10.0deO组7.42±0.05abc179.7±10.0de2.4不同粗饲料组合对瘤胃体外发酵营养物质降解率的影响(见表6)由表6可知,单一牧草中,辣木青贮(A组)的CPD显著高于鸭茅(B组)和非洲狗尾草(C组)(P0.05),DMD显著低于其他两种牧草(P0.05);辣木青贮(A组)和鸭茅(B组)的ADFD显著高于非洲狗尾草(C组)(P0.05)。在两种牧草的组合中,D组、E组、F组瘤胃体外发酵的DMD显著低于其他两种牧草组合(P0.05);G组瘤胃体外发酵的CPD、NDFD显著高于其他两种牧草组合(P0.05);E组瘤胃体外发酵的ADFD显著低于其他两种牧草组合(P0.05)。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.12.002.T007表6不同粗饲料组合对瘤胃体外发酵营养物质降解率的影响组别DMDCPDNDFDADFDA组38.86±2.20bc58.95±2.53ab54.77±1.65ab49.21±2.15abcB组43.86±1.53a50.92±1.90f53.72±1.60bcd51.45±2.59aC组27.75±0.88a43.70±0.29g40.47±0.43g36.51±0.36eD组35.43±1.45cde59.50±2.25ab50.55±1.96ef43.84±3.09dE组33.62±1.53e50.22±0.76f42.23±1.97g38.14±3.38eF组34.68±1.57de57.82±2.57b51.39±1.55cdef47.77±2.07abcdG组38.39±1.53bc61.59±1.53a57.49±1.29a50.46±1.77abH组40.24±1.27b54.43±0.30cd53.86±1.50bc45.24±0.60cdI组39.89±1.08b54.35±2.24cd50.96±1.89cdef45.35±3.50cdJ组40.14±3.06b51.53±1.86def50.79±2.06ef46.49±2.74bcdK组39.62±1.60b50.96±1.84ef50.36±1.25ef45.50±1.30cdL组40.44±1.56b51.32±0.64def49.30±1.33f46.76±2.37bcdM组37.44±1.22bcd54.04±0.86cde51.93±1.78bcdef46.61±1.91bcdN组39.74±1.53b52.44±2.34cdef52.45±2.29bcde47.35±1.00bcdO组40.44±1.47b54.86±1.53c54.89±1.29ab46.88±1.38bcd%2.5不同粗饲料组合对瘤胃体外发酵组合效应指数的影响(见表7)由表7中SFAEI评定可知,体外发酵48 h时,GP在F组、N组表现为正组合效应,其他均表现为负组合效应。DMD在D组、E组、F组表现为负组合效应,其余组均为正组合效应。pH值在D组、E组、M组表现为正组合效应,其余组均为负组合效应。NH3-N在H组、M组表现为负组合效应,其余组均为正组合效应。NDFD在D组、E组、F组中表现为负组合效应,其余组均为正组合效应。ADFD在D组、E组、F组、J组出现负组合效应,其余组均为正组合效应。CPD在F组中出现负组合效应,其余组均为正组合效应。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.12.002.T008表7不同饲草组合的组合效应指数组别SFAEIMFAEI排序GPDMDpH值NH3-NNDFDADFDCPDD组-0.002 4-0.202 70.001 70.093 8-0.078 3-0.135 40.043 0-0.280 410E组-0.106 7-0.230 20.007 30.071 4-0.055 6-0.053 80.049 9-0.317 611F组0.163 1-0.228 7-0.003 00.178 6-0.278 3-0.334 3-0.054 0-0.556 512G组-0.374 10.060 1-0.002 00.000 00.109 60.087 70.104 7-0.014 18H组-0.113 40.172 3-0.002 7-0.111 10.115 90.052 70.056 90.170 74I组-0.084 20.234 7-0.015 50.100 00.135 70.124 80.125 90.621 41J组-0.094 00.007 7-0.001 00.046 90.007 5-0.026 40.046 9-0.012 47K组-0.407 40.096 3-0.002 00.138 90.064 90.033 30.071 7-0.004 46L组-0.162 80.214 2-0.009 70.125 00.112 00.139 30.113 30.531 32M组-0.085 80.002 90.003 6-0.039 50.01920.000 20.016 9-0.082 59N组0.001 50.029 1-0.004 00.078 90.033 90.004 00.025 20.168 75O组-0.242 50.145 5-0.003 70.112 50.137 30.073 80.101 10.324 03由表7中MFAEI评定可知,辣木青贮、鸭茅、非洲狗尾草3种饲草的组合中,H组、I组、L组、N组、O组的MFAEI表现出正组合效应,D组、E组、F组、G组、J组、K组、M组表现出负组合效应,MFAEI排序为I组L组O组H组N组K组J组G组M组D组E组F组。3讨论3.1不同粗饲料组合对瘤胃体外发酵产气量及产气参数的影响体外发酵产生的气体主要是二氧化碳和甲烷,主要是由饲草中的碳水化合物和粗蛋白质产生[19]。产气量能够反映饲草的可发酵程度,主要受可发酵有机物含量和瘤胃微生物活性的影响[20]。饲草的品质越好,瘤胃产气量也越高[21]。本试验中,单一饲草的48 h瘤胃产气量以非洲狗尾草的最高,鸭茅次之,辣木青贮相对较低,与3种饲草的粗蛋白含量呈负相关,与Rogerio等[22]的研究结果一致。组合后的粗饲料产气量低于单一粗饲料,与程景等[23]的研究结果不一致,原因可能是粗饲料相互组合后,底物中各种物质相互结合后产生了难以降解的物质,使饲料中营养成分的发挥受到抑制,也有可能是发酵环境导致出现负组合效应,其机理需要进一步研究。本试验表明,各粗饲料组合中瘤胃产气量随发酵时间增加,原因可能是随着发酵时间的增加,瘤胃微生物活性增强,提高降解速度[24]。体外发酵产气参数能够间接反映饲草在瘤胃中的消化情况[25]。Ørskov的体外产气参数模型中,一般B、c值越大,Lag值越小,表明发酵底物具有良好的发酵特性,是一种理想的饲料来源[26]。本试验中,单一粗饲料中以非洲尾草的B值最高,辣木青贮的c值最高,辣木青贮的Lag值最低,与张勇等[27]的研究结果一致。本试验中,鸭茅∶非洲狗尾草为75∶25时,B值最高,辣木青贮∶鸭茅为50∶50时,c值最高,辣木∶鸭茅为50∶50时,Lag值最低。产气参数可能是发酵底物的不同而产生差异,产生这种差异的原因有待进一步研究。3.2不同粗饲料组合对瘤胃体外发酵24 h pH值、NH3-N含量的影响pH值是保证瘤胃微生物活性和瘤胃内环境稳态的关键因素,直接影响瘤胃发酵状况[28]。pH值为5.6~7.5时最适宜瘤胃微生物活动[29]。本试验中,不同粗饲料组合对pH值有显著影响,与韩肖敏等[30]的研究结果一致,各组合pH值在7.38~7.49,均在正常范围内,与Chen等[31]研究饲料间组合效应的结果类似。pH值整体偏高,可能是受到日粮中碳水化合物及碱性物质的影响。NH3-N是由饲料蛋白、内源性蛋白及非蛋白氮降解产生,可以衡量蛋白质分解与利用的状况[32],Mcdonald等[33]研究表明,瘤胃最适宜的NH3-N含量为50~250 mg/L。本试验中,各组瘤胃体外发酵NH3-N含量在150.0~240.0 mg/L,均在适宜范围内。本试验各组瘤胃体外发酵的NH3-N含量存在明显差异,与李妍等[34]的研究结果一致,原因可能是3种饲草本身的CP含量差异较大,组合后CP含量有较大差异影响了NH3-N含量。3.3不同粗饲料组合对瘤胃体外发酵营养物质降解率的影响营养物质降解率可反映各营养物质被动物消化吸收程度,一般降解率越高,饲料的可利用程度越高[35],其与产气量、体内消化率存在高度相关性[36-37]。本试验中,单一粗饲料辣木青贮的CPD、NDFD均最高,与CP含量最高一致,而DMD、ANFD均是鸭茅最高。Cheema等[38]研究发现,日粮中较高的CP水平可使DMD在瘤胃中降解更完全,与本试验结果不一致,原因可能是辣木作为木本植物的非常规饲料,在某些消化性能上低于常规饲料。本试验结果显示,3种粗饲料的组合中,不同粗饲料组合对营养物质降解率具有显著影响,与邵立玮等[25]的研究结果一致。本试验通过单项组合效应累加得出,辣木青贮∶非洲狗尾草为75∶25时,营养物质降解率综合效应指数最高,可能是这一组合粗饲料的营养成分得到互补,瘤胃内环境更适宜微生物生长繁殖,微生物活性增强,从而提高了粗饲料的降解率。3.4不同粗饲料组合对瘤胃体外发酵组合效应指数的影响本试验通过综合组合效应指数发现,辣木青贮、鸭茅、非洲狗尾草的组合出现不同正负组合效应,与路平乐等[39]的研究结果一致。本试验中,H组、I组、L组、N组、O组出现正组合效应,原因可能是粗饲料相互组合之后,营养物质互补,使发酵底物降解率增加,提高了饲料利用率;而D组、E组、F组、G组、J组、K组、M组出现负组合效应,原因可能是这些组合使饲料发酵的程度降低,造成能氮失衡,出现不同的正负组合其他的原因有待进一步研究。4结论本试验结果显示,两种饲草组合时,以辣木青贮∶非洲狗尾草为25∶75为最佳组合;3种饲草组合时,以辣木青贮∶鸭茅∶非洲狗尾草为25∶25∶50为最佳组合。因此,更改日粮中粗饲料比例能够有效改善辣木青贮的利用效率,是推动辣木青贮规模化饲料利用的有效途径。

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