随着我国农业经济、科技的不断进步,驴产业由役用逐渐向肉、乳、药及生物制品开发等多元化用途发展[1],逐步成为我国畜牧产业领域中振兴乡村经济的新兴特色产业[2]。驴作为大型非反刍草食动物,具有抗逆性、适应性、消化能力强、耐粗饲的特点。驴系列产品集健康、营养于一体[3]。粗饲料作为草食动物的重要营养来源,可为家畜提供必需营养素,如维生素和矿物质元素等,其品质对动物生产性能和健康具有重要影响,并直接影响动物精料的采食量和饲养成本,进而影响养殖场的经济效益[4]。因此,准确评价驴粗饲料原料的营养价值能够科学配制日粮配方,提高驴的生产性能,从而提高经济效益。目前,常用试验动物模拟法、半体内法和体外评价法评价饲料的营养价值。但试验动物模拟法由于耗时长、成本高,尽管能准确反映草食动物对饲料的消耗利用情况以及实际需要量,但利用该方式对饲料原料进行常规营养价值评定不切实际。半体内法即瘤胃尼龙袋法能够有效评定饲料的营养价值,但评定饲料在瘤胃内降解的速度和程度的过程中易受外界影响因素的干扰[5]。体外法与另外两种方法的试验结果均存在着一定的线性相关[6],可行性和可靠性高。本试验采用体外三步法(胃蛋白酶-胰酶-盲肠液法)研究了6种驴常用粗饲料原料的外营养物质降解率,为完善饲料营养数据库、规范驴的饲养标准、优化改进驴的饲料配方提供参考。1材料与方法1.1试验动物选取4岁左右成年健康德州驴(体重为230~240 kg)为盲肠液的供体,保温瓶预热至39 ℃并通入CO2气体,德州驴屠宰后取盲肠内容物于保温瓶中,经2层纱布将内容物过滤于另一保温瓶中。1.2试验设计6种饲料原料主要为驴养殖生产中应用广泛的粗饲料原料,见表1。试验前将饲料样品粉碎,过2.5 mm筛。采用单因素完全随机试验设计,通过体外三步法(胃蛋白酶-胰酶-盲肠液法),比较研究玉米秸秆、谷草、苜蓿、燕麦草、羊草和全株玉米青贮6种粗饲料的体外营养物质降解率。每种粗饲料为一个处理,每个处理6个重复,在模拟胃内环境消化1 h、模拟小肠内环境消化24 h,进入体外盲肠环境连续培养48 h。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.17.019.T001表1试验6种饲料原料的刈割期及产地项目刈割时期产地玉米秸秆—呼和浩特市谷草—呼和浩特市苜蓿开花后期呼和浩特市燕麦草抽穗期乌海市羊草当年8月份锡林郭勒盟全株玉米青贮蜡熟期呼和浩特市1.3溶液配制1.3.1Kansas缓冲液Kansas缓冲液[7]用于饲料样品的体外降解过程,包括溶液A和溶液B,分别溶解后定容至1 L。溶液A(g/L):10 g KH2PO4、0.5 g MgSO4·7H2O、0.5 g NaCl、0.1 g CaCl·2H2O、0.5 g 尿素。溶液B(g/L):15 g Na2CO3、1 g Na2S·9H2O。1.3.2体外培养液配制模拟胃液的配制:将0.9 mL浓盐酸定容至1 000 mL,得到盐酸溶液,再将1 g胃蛋白酶(P110928,Aladdin)溶于1 000 mL的盐酸溶液中。模拟小肠液的配制:称取9.47 g Na2HPO4于1 000 mL容量瓶并定容,称取9.08 g KH2PO4于1 000 mL容量瓶并定容,将2种溶液以915:85比例混匀,配制成磷酸盐缓冲液。将3 g胰酶(P110505,Aladdin)和1 mL细菌生长抑制剂(0.5%氯霉素溶液)溶于1 L磷酸盐缓冲液中。体外盲肠液的组成:400 mL盲肠液、1 330 mL缓冲液A和266 mL缓冲液B。1.4测定指标及方法1.4.1饲料原料常规营养成分各种饲料原料的干物质(DM)、有机质(OM)、粗蛋白(CP)、中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)、半纤维素(HCL)含量和总能(GE)参照张丽英的《饲料分析及饲料质量检测技术》[8]检测。1.4.2营养物质体外降解率1.4.2.1胃-小肠体外营养物质降解率饲料DM、OM和CP的胃-小肠的体外营养物质降解率测定参考文献[9]中的MTSP法,并根据实际情况进行调整。将50 μm、8 cm × 12 cm的尼龙袋用蒸馏水洗净,65 ℃烘干至恒重。39 ℃预热体外培养液胃液和小肠液,于尼龙袋中称取适量粗饲料样品并用细线封口后置于DaisyⅡ培养箱消化罐中。向消化罐加入2 L模拟胃液,控制pH值为1.9,39 ℃恒温培养1 h,将发酵罐中的溶液换为2 L模拟小肠液,控制pH值为7.75,39 ℃连续培养24 h,取出。将尼龙袋用蒸馏水反复轻轻搓揉冲洗,直至液体澄清,65 ℃烘箱烘干至恒重,测定残渣DM、OM和CP含量,计算粗饲料中营养物质的降解率。营养物质胃-小肠中降解率(A)=m1x1-m2x2m1x1×100% (1)式中:m1为降解前粗饲料样重(g);x1为降解前粗饲料某营养物质含量(%);m2为经胃-小肠降解后的粗饲料残渣重(g);x2为经胃-小肠降解后粗饲料残渣中某营养物质含量(%)。1.4.2.2胃-小肠-盲肠体外营养物质降解率参考MTSP法,将经胃-小肠消化后的尼龙袋使用蒸馏水冲洗直至无明显浑浊液体,置于驴体外盲肠培养液中进一步消化。39 ℃下预热Kansas缓冲液A和B,每个DaisyⅡ培养箱的消化罐中准确加1 330 mL缓冲液A和266 mL缓冲液B,控制pH值为6.8。将经胃-小肠消化后的饲料残渣和缓冲液倒入消化罐中,放入培养箱进行加热和搅拌,使消化罐温度保持平衡20~30 min。取出后每个消化罐加入400 mL盲肠液,混匀,通入CO2气体30 s,拧紧盖子,放入培养箱中。该操作过程中全程通CO2气体以保证厌氧环境,体外培养过程温度保持在(39.5±0.5)℃。培养48 h后将液体倒出,将尼龙袋用蒸馏水反复轻轻搓揉冲洗,直至液体澄清,放入65 ℃烘箱烘干至恒重,测定残渣DM、OM、CP、NDF、ADF和HCL含量,计算胃-小肠-盲肠体外营养物质降解率、DE和营养物质在胃-小肠(盲肠前)中的降解贡献率。营养物质盲肠中降解率(B)=m2x2-m3x3m2x2×100% (2)DE=GE×DM降解率(3)营养物质胃-小肠(盲肠前)中降解贡献率=A/B(4)式中:m3为经胃-小肠-盲肠降解后的饲料残渣重(g);x3为经胃-小肠-盲肠降解后饲料残渣中某营养物质含量(%)。1.5数据统计与分析数据采用Excel 2019软件进行统计,SAS 9.2软件进行单因素方差分析,Duncan's法进行多重比较。结果以平均值和总标准误(SEM)表示,P0.05表示差异显著。2结果与分析2.16种粗饲料常规营养成分分析(见表2)由表2可知,粗饲料中苜蓿CP含量最高,为14.90%,燕麦草和羊草次之,玉米秸秆CP含量最低,为3.78%,谷草次低。谷草NDF含量最高,为70.80%,燕麦草和羊草次之,苜蓿和全株玉米青贮NDF含量较低,分别为50.26%、45.85%。全株玉米青贮的ADF含量最低,为23.64%,燕麦草最高,其他粗饲料的ADF含量比较接近。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.17.019.T002表26种粗饲料常规营养成分分析(风干基础)项目GE/(MJ/kg)DM/%OM/%CP/%NDF/%ADF/%HCL/%玉米秸秆16.4495.3188.773.7864.1234.1929.93谷草17.3898.0390.945.4170.8039.8031.00苜蓿17.3997.3786.6314.9050.2635.5114.75燕麦草17.7797.4083.8210.3066.7443.2023.54羊草18.3095.6589.798.5766.8633.9432.92全株玉米青贮18.2296.1892.656.5445.8523.6422.212.2粗饲料在胃-小肠体外的营养物质降解率(见表3)由表3可知,苜蓿和全株玉米青贮在驴胃-小肠DM降解率较高,显著高于其他4种粗饲料(P0.05),以全株玉米青贮最高(63.42%),谷草最低(28.72%),羊草次低。全株玉米青贮胃-小肠体外OM降解率最高(64.33%),显著高于其他5种粗饲料(P0.05);苜蓿在驴胃-小肠OM体外降解率为60.57%,显著高于除全株玉米青贮外的其他4种粗饲料(P0.05);燕麦草和羊草在胃-小肠体外OM降解率最低,分别为28.90%、29.57%。6种粗饲料在胃-小肠体外CP降解率均高于60%,以苜蓿最高(93.70%),显著高于其他5种粗饲料(P0.05);玉米秸秆在胃-小肠体外CP降解率最低,为60.48%;谷草、燕麦草和羊草居中,分别为75.90%、74.00%、75.69%。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.17.019.T003表3粗饲料在胃-小肠体外的营养物质降解率项目DMOMCP玉米秸秆47.54b46.04c60.48d谷草28.72d33.53d75.90c苜蓿62.54a60.57b93.70a燕麦草32.41c28.90e74.00c羊草30.84cd29.57e75.69c全株玉米青贮63.42a64.33a87.30bSEM0.010.010.01P值0.0010.0010.001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4与此同。%2.3粗饲料在驴胃-小肠-盲肠体外的营养物质降解率(见表4)由表4可知,苜蓿和全株玉米青贮在胃-小肠-盲肠体外DM和OM降解率均在70%以上,显著高于其他4种粗饲料(P0.05)。苜蓿在胃-小肠-盲肠体外CP降解率高达95.60%,全株玉米青贮和燕麦草在驴胃-小肠-盲肠体外CP降解率均在90%以上,显著高于其他3粗饲料(P0.05),谷草、羊草和玉米秸秆较低。苜蓿和全株玉米青贮在胃-小肠-盲肠体外NDF、HCL和ADF的降解率均在53%以上,显著高于其他4种粗饲料(P0.05),燕麦草和羊草较低。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.17.019.T004表4粗饲料在胃-小肠-盲肠体外的营养物质降解率项目DMOMCPNDFADFHCL玉米秸秆59.85b59.13b86.27c46.99b46.49c47.58b谷草59.64b58.47b81.71d49.18b49.55c48.71b苜蓿76.16a74.21a95.60a58.86a58.58a59.57a燕麦草58.34b56.55bc91.76b39.23c41.04d35.31d羊草56.92b55.15c83.00d39.76c38.76d40.79c全株玉米青贮77.11a77.02a91.70b56.70a53.51b60.10aSEM0.010.010.010.010.010.01P值0.0010.0010.0010.0010.0010.001%2.4粗饲料在胃-小肠-盲肠体外的消化能(见表5)由表5可知,全株玉米青贮在胃-小肠-盲肠体外DE最高,为14.05 MJ/kg,显著高于其他5种粗饲料(P0.05);燕麦草和羊草较低,为9.66、9.73 MJ/kg。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.17.019.T005表5粗饲料在胃-小肠-盲肠体外的消化能项目玉米秸秆谷草苜蓿燕麦草羊草全株玉米青贮SEMP值DE9.84d10.36c13.25b9.66d9.73d14.05a0.160.001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)。MJ/kg2.5粗饲料在胃-小肠(盲肠前)体外的营养物质降解贡献率(见表6)由表6可知,6种粗饲料在胃-小肠体外的DM降解贡献率在48.16%~82.25%,其中苜蓿和全株玉米青贮DM体外降解贡献率均在80%以上,谷草最低。6种粗饲料在胃-小肠体外的OM贡献率在51.11%~83.52%,其中苜蓿和全株玉米青贮较高在80%以上,以燕麦草最低。6种粗饲料在胃-小肠体外的CP贡献率在70.11%~98.01%,其中苜蓿、全株玉米青贮CP体外贡献率在95%以上,其次为谷草和羊草,均高于90%,玉米秸秆和燕麦草较低。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.17.019.T006表6粗饲料在胃-小肠(盲肠前)体外的营养物质降解贡献率项目玉米秸秆谷草苜蓿燕麦草羊草全株玉米青贮DM79.4348.1682.1255.5554.1882.25OM77.8657.3581.6251.1153.6283.52CP70.1192.8998.0180.6591.1995.20%3讨论3.1驴粗饲料原料的常规营养成分分析草食动物饲料中粗饲料的品质直接影响家畜的生产性能和健康情况[10]。Xu等[11]通过代谢组学研究发现,从两个月龄开始饲喂低质量粗饲料的羔羊,逐渐出现采食量减少、体重减轻、氮利用率差、氧化应激水平提高等问题,进而导致羔羊的生长性能下降。粗饲料的常规营养成分含量受饲料品种、加工储存方式、刈割时间等多种因素影响。CP是评价粗饲料最重要的指标之一,对动物正常生长发育及生理生殖功能等均具有重要作用[12-13]。CP含量越高则粗饲料品质越好[14-15]。本研究结果显示,苜蓿与燕麦草的CP含量较高,全株玉米青贮中尽管CP含量较低,但NDF、ADF、HCL的含量较低,羊草的CP含量不及苜蓿与燕麦草,玉米秸秆与谷草CP含量较低,NDF、ADF和HCL含量较高。从常规营养成分分析,苜蓿、燕麦草、全株玉米青贮和羊草的营养价值高于玉米秸秆与谷草。3.2驴粗饲料原料营养物质的体外降解率分析3.2.1粗饲料在胃-小肠体外的营养物质降解率分析Slade等[16]提出,氨基酸的消化和吸收源自蛋白质水解酶的作用。但关于驴胃肠道内饲料中CP的降解率研究报道较少。驴作为单胃、后肠发酵的非反刍食草动物,其饲料CP消化的主要部位是小肠[17-18]。Macheboeuf等[19]研究发现,在盲肠前部分,不同粗饲料氮消化率较高63.5%。本试验中,粗饲料在胃-小肠体外的CP降解率在70%以上,6种粗饲料原料的CP在胃-小肠(盲肠前)贡献率均在70%以上,其中4种粗饲料原料CP贡献率在90%以上,与Hintz等[18]和Macheboeuf等[19]的研究结果相似。本试验中,粗饲料在胃-小肠体外的CP降解率偏高,这可能与饲料原料来源、品质和加工方式有关,也可能与本试验采用MTSP方法有关,因为粗饲料被酶消化后,一定分子量的多肽和小肽经尼龙袋溢出,从而导致降解率偏高[20]。Liu等[21]利用半体内尼龙袋技术研究稻草秸秆、苜蓿、玉米和豆粕在驴盲肠前消化道及全肠道的营养物质消化率,结果发现,不同饲料DM在驴盲肠前的贡献率在77.2%~95.8%之间。BroKner等[22]研究发现,干草DM在马盲肠前贡献率为60.3%。本试验中,6种粗饲料在驴胃-小肠的DM贡献率在48.16%~82.25%,与上述研究结果相似。3.2.2粗饲料在胃-小肠-盲肠体外的营养物质降解率、消化能分析DM降解率可反映饲料可消化的程度,是评定饲料营养价值的重要因素之一[23],且不同种类粗饲料DM降解率差异较大[24],不同的处理方式也会导致粗饲料的营养成分发生差异,DM降解率随着粗饲料营养成分含量的差异而发生变化[25-26]。粗饲料DM降解率可反映饲料被微生物转化的能力,DM降解率值越高,提示该种饲料在瘤胃发酵效果越好,可利用程度越高,动物干物质采食量也就越高[27-28]。本试验中,6种粗饲料在胃-小肠-盲肠体外的DM降解率在56.92%~77.11%,苜蓿与全株玉米青贮DM降解率高于70%,谷草、玉米秸秆、燕麦草和羊草数值相近,在53%~60%。CP降解率主要受饲料蛋白质的含量、组成及饲料在瘤胃内的滞留时间等因素的影响[29]。本试验中,粗饲料在胃-小肠-盲肠体外的CP降解率范围为81.71%~95.60%,苜蓿、全株玉米青贮和燕麦草CP降解率高于90%,谷草、玉米秸秆、羊草CP降解率在80%~87%。NDF和ADF的瘤胃降解率是衡量粗饲料品质的重要指标,可反映饲料消化的难易程度[30-31],受到饲料pH值、纤维组成和瘤胃微生物等因素的影响。粗纤维由纤维素、半纤维素和不被微生物利用的木质素组成,因此纤维在瘤胃中的消化主要受木质素的影响,不同饲料中NDF和ADF组成成分的比例存在差异,导致了瘤胃有效降解率的不同[32-33]。本试验中,苜蓿、全株玉米青贮在胃-小肠-盲肠体外的NDF、ADF和HCL降解率为53.51%~60.10%;燕麦草和羊草较低,为35.31%~41.04%;玉米秸秆和谷草居中,为46.49%~49.55%。本试验中,全株玉米青贮和苜蓿在胃-小肠-盲肠体外的DE较高,分别为14.05、13.25 MJ/kg;谷草次之,玉米秸秆、燕麦草和羊草较低,低于10 MJ/kg。营养物质体外降解率可反映饲料中营养物质在胃肠道内被转化和利用的能力,营养物质降解率越高,提示动物对饲料的消化利用越好[34-35]。综合本试验研究结果,6种粗饲料中苜蓿和全株玉米青贮的DM、OM、CP和NDF等营养物质降解率与DE均不同程度地高于玉米秸秆、谷草、羊草和燕麦草。因此,苜蓿和全株玉米青贮的营养价值高于谷草、玉米秸秆、燕麦草和羊草。4结论本试验结果表明,苜蓿和全株玉米青贮的体外营养物质降解率较高,其营养价值高于谷草、玉米秸秆、燕麦草和羊草。

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