随着畜牧业的快速发展,饲料原料资源短缺,养殖成本也随之增加。宁夏本地有芦苇草、玉米秸秆等粗饲料,但利用芦苇草、玉米秸秆直接饲喂反刍动物,营养利用率较低,进行适当的加工处理后能够大幅提高其利用率和适口性[1-2]。反刍动物常用饲料加工处理方式中的微生物法,可在很大程度上改善饲料的适口性。在粗饲料发酵过程中加入含有酶的复合型生物添加剂可抑制饲料中有害菌的活性,提高粗饲料的适口性和消化率[3-4]。复合益生菌中的乳酸菌可将芦苇草和秸秆中的碳水化合物转化为有机酸,改善粗饲料适口性,提高饲料的发酵品质和营养价值[5-6]。芦苇体内含有植物光合作用所沉积一半以上的营养物质,是一种有待开发的非竞争性优质饲料资源。春季优质青绿饲料比较短缺时,芦苇草已生长发育至一定阶段且数量较多,茎叶部分幼嫩,品质较好,营养丰富,动物适口性较好,可将其进行开发利用作为饲料代替青干草[7]。近年来,宁夏枸杞产业发展迅速,在枸杞产量快速上升的同时,也产生了大量的枸杞渣[8]。有研究指出,在TMR中添加5%枸杞渣,饲料的适口性和羔羊机体免疫、抗氧化功能均得到改善[9]。本试验在李庆敏等[9]研究得出滩羊全混合日粮适宜的枸杞渣添加量为5%的基础上,充分开发利用宁夏非常规地源性饲料资源芦苇草,并与玉米秸秆进行混合酶菌处理,旨在充分挖掘利用粗饲料资源,并借助组合效应原理筛选出芦苇草与玉米秸秆的适宜比例,为生产中充分利用芦苇粗饲料资源提供参考。1材料与方法1.1试验材料纤维素酶(酶活力≥10 000 U/g)购自沧州夏盛酶生物技术有限公司。复合益生菌[主要成分为酵母菌(活菌数≥1.0×108 CFU/g)、乳酸菌(活菌数≥1.0×107 CFU/g)和枯草芽孢杆菌(活菌数≥5.0×107 CFU/g)]购自安琪酵母股份有限公司。饲料均购自宁夏中宁文茂生态饲料有限公司。1.2试验设计试验日粮精粗比为35∶65,每组精料原料组成一致(玉米13%、豆粕7%、胡麻饼粕6%、麸皮4%、枸杞渣5%),将芦苇草和玉米秸秆按鲜重比为0∶10(A组)、2∶8(B组)、4∶6(C组)、6∶4(D组)、8∶2(E组)、10∶0(F组),分别与35%的精饲料组合,每组3个重复。将粗饲料粉碎至1~3 cm,将精料和粗料搅拌均匀。按照配制比例准确称取0.1%纤维素酶和复合益生菌(添加量为2 kg/t),边搅拌边喷淋,等待处理饲料充分混匀,并将含水量调至50%左右。使用抽真空机抽真空,用20 cm × 40 cm的发酵袋发酵处理30 d。1.3测定指标及方法1.3.1精料营养水平参考《饲料中水分的测定》(GB/T 6435—2014)测定样品中干物质含量,参考《饲料中粗蛋白的测定》(GB/T 6432—2018)中凯氏定氮法测定样品中粗蛋白含量,参考《饲料中中性洗涤纤维的测定》(GB/T 20806—2022)测定样品中的中性洗涤纤维含量,参考《饲料中酸性洗涤纤维的测定》(NY/T 1459—2007)测定样品中的酸性洗涤纤维含量,参考《饲料中粗灰分的测定》(GB/T 6438—2007)测定样品中粗灰分含量,参考《饲料中钙的测定》(GB/T 6436—2018)中乙二胺四乙酸二钠络合滴定法(EDTA)测定样品中钙含量,参考《饲料中总磷的测定》(GB/T 6437—2018)中分光光度法测定样品中磷含量。1.3.2感官品质在发酵处理30 d后对发酵的全混合日粮进行感官品质评定。依据德国农业协会(DLG)评分法对发酵后粗饲料的气味、结构、色泽等3项进行评分[10]。1.3.3日粮常规营养成分测定常规营养指标,包括粗脂肪(EE)、粗蛋白(CP)、中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)、粗灰分(Ash)、钙(Ca)、磷(P)。参照《饲料分析及饲料质量检测技术(第2版)》中的测定方法进行。1.3.4体外发酵参数试验所用的瘤胃液来自带有永久性瘤胃瘘管的中国荷斯坦奶牛。在试验当天晨饲后2 h,采集不同位置瘤胃液,使用一层纱布过滤瘤胃中未消化的饲料颗粒,装入通入二氧化碳的保温瓶中,密封保存。将采集到的瘤胃液充分混合后,用4层纱布过滤处理。体外发酵参数主要包括pH值、体外产气量、氨态氮(NH3-N)、挥发性脂肪酸(VFA)。测定NH3-N时,取10 mL过滤后的瘤胃液于离心管中,4 000 r/min离心10 min,取上清液利用比色法测定,参考冯宗慈等[11]的比色法进行测定;VFA[乙酸(AA)、丙酸(PA)、丁酸(BA)]浓度使用日本岛津GC-2030气相色谱仪测定,取2 mL发酵液于离心管中,10 000 r/min离心10min,取1 mL上清液于2 mL离心管中,加入200 μL 25%偏磷酸溶液,充分混匀,10 000 r/min离心10 min,用微量进样器取上清液1 μL,注入气相色谱仪进行分析。1.4数据统计与分析采用Excel软件初步整理试验数据,利用SAS 8.1统计软件进行分析。结果以“平均值±标准差”表示,P0.05表示差异显著,P0.01表示差异极显著。2结果与分析2.1全混合发酵日粮精料的营养水平(见表1)10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.24.002.T001表1全混合发酵日粮精料的营养水平项目干物质粗蛋白粗脂肪初水分吸附水中性洗涤纤维酸性洗涤纤维粗灰分钙磷玉米88.238.703.377.494.2854.531.841.540.080.02豆粕86.5544.641.0610.393.0645.7011.8011.870.600.50胡麻饼粕87.1829.733.169.313.1147.0311.928.070.350.17麸皮87.9814.233.908.903.1253.4012.805.280.260.10枸杞渣89.2614.863.836.364.6832.2816.0921.881.950.16%2.2不同比例芦苇草和玉米秸秆全混合发酵日粮感官品质评价结果(见表2)由表2可知,经酶菌复合处理的全混合日粮均无丁酸的臭味,具有淡芳香果味和淡淡的枸杞香味;A组~D组没有变色,呈褐色,E组、F组略有变色,呈淡黄色;各组基叶结构保持良好,柔软松散而不黏手,无霉菌污染。A组~D组的综合评分均大于16分,为Ⅰ级(优良),整体感官品质较好。结果表明,经酶菌发酵处理后的全混合日粮感官品质处于中上水平,且经过发酵的玉米秸秆较芦苇草的感官品质更加优良。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.24.002.T002表2不同比例芦苇草和玉米秸秆全混合发酵日粮感官品质评价结果组别气味色泽结构总评分等级A组无丁酸臭味、有芳香果味(14)褐色(2)基叶结构保持良好(3)19Ⅰ级优良B组无丁酸臭味、有芳香果味(13)褐色(2)基叶结构保持良好(3)18Ⅰ级优良C组无丁酸臭味、有芳香果味(13)褐色(2)基叶结构保持良好(3)18Ⅰ级优良D组无丁酸臭味、有芳香果味(12)褐色(2)基叶结构保持良好(2)16Ⅰ级优良E组无丁酸臭味、有芳香果味(12)淡黄色(1)基叶结构保持良好(2)15Ⅱ级尚好F组无丁酸臭味、有芳香果味(11)淡黄色(1)基叶结构保持良好(2)14Ⅱ级尚好注:总分为20分,气味14分,色泽4分,结构2分;Ⅰ级优良(16~20分)、Ⅱ级尚好(10~15分)、Ⅲ级中等(5~9分)、Ⅳ级腐败(0~4分);括号内为得分。2.3不同比例芦苇草和玉米秸秆对全混合发酵日粮常规营养成分含量的影响(见表3)由表3可知,经酶菌复合处理的不同比例日粮,EE含量差异不显著(P0.05)。A组、B组CP含量显著高于其他组(P0.05)。F组NDF含量极显著高于A组(P0.01),显著高于B组、C组、D组(P0.05);A组NDF含量显著低于D组、E组(P0.05)。F组ADF含量显著高于A组、B组、C组、D组(P0.05),E组ADF含量显著高于A组、B组(P0.05)。A组Ash含量显著低于D组、E组、F组(P0.05),F组Ash含量显著高于其他各组(P0.05)。A组Ca含量显著低于D组、E组、F组(P0.05),F组Ca、P含量显著高于A组、B组、C组(P0.05);A组、B组P含量显著低于D组、E组(P0.05)。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.24.002.T003表3不同比例芦苇草和玉米秸秆对全混合发酵日粮常规营养成分含量的影响组别EECPNDFADFAshCaPA组3.30±0.058.51±0.04a42.86±0.35Bc28.46±0.14c7.08±0.06c0.31±0.02c0.17±0.01cB组2.91±0.038.30±0.03a43.10±0.81ABbc30.67±1.69c7.12±0.03bc0.35±0.03bc0.18±0.03cC组2.69±0.037.93±0.05b44.05±0.60ABbc32.50±0.48bc7.19±0.02bc0.41±0.03bc0.21±0.03bcD组2.46±0.027.66±0.04b48.28±1.38ABb34.80±1.01bc7.34±0.04b0.46±0.01ab0.23±0.01abE组2.27±0.047.41±0.02bc53.10±0.23ABab37.86±0.20ab7.49±0.04b0.51±0.03ab0.26±0.02abF组1.94±0.047.28±0.04bc56.62±0.60Aa40.43±0.79a7.73±0.06a0.58±0.02a0.29±0.01a注:同列数据肩标不同小写字母表示差异显著(P0.05),不同大写字母表示差异极显著(P0.01),相同字母或无字母表示差异不显著(P0.05);表5与此同。%2.4不同比例芦苇草和玉米秸秆对全混合发酵日粮的体外发酵参数的影响(见图1、表4、表5)由图1可知,6组发酵产物的体外产气量变化较为明显,B组各时间段产气量均高于其他组,F组自8 h后的产气量低于其他组。B组各时间段产气量、总产气速率(由折线斜率可知)整体高于其他组,说明该组的组合效应较为明显。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.24.002.F001图1发酵产物的体外产气量由表4可知,各组发酵产物的体外产气量变化较为明显。产气4 h时,B组体外产气量极显著高于D组(P0.01),显著高于F组(P0.05)。产气8 h时,B组体外产气量极显著高于F组(P0.01),显著高于D组(P0.05)。产气12 h时,B组体外产气量极显著高于F组(P0.01),显著高于D组、E组(P0.05);D组体外产气量显著低于A组、B组、C组、E组(P0.05)。产气24 h时,B组体外产气量极显著高于F组(P0.01),显著高于D组、E组(P0.05)。产气48 h时,B组体外产气量极显著高于F组(P0.01),显著高于其他组(P0.05)。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.24.002.T004表4不同比例芦苇草和玉米秸秆对全混合日粮体外产气量的影响时间/hA组B组C组D组E组F组00.33±0.580.33±0.590.33±0.600.33±0.610.33±0.620.33±0.6322.33±0.462.67±0.582.00±1.151.58±0.162.00±1.001.66±0.8844.67±0.58ABab5.33±0.57Aa4.00±1.01ABab3.00±0.52Bc4.00±0.58ABab3.67±0.58ABbc68.33±0.57ABab9.67±0.58Aa8.00±1.52ABab6.67±0.58Bc7.00±1.00ABbc7.00±1.00ABbc813.33±0.88ABab14.33±0.58Aa13.00±1.73ABab11.33±0.58ABbc13.68±0.57ABab11.00±1.00Bc1219.00±2.00ABa20.68±1.53Aa19.33±1.53ABa15.68±0.57ABc17.68±0.58ABb14.85±1.15Bc1624.34±1.52ABab27.00±1.73Aa25.67±1.15ABab22.00±1.00ABbc23.33±1.15ABbc19.67±1.53Bc2029.33±0.88ABbc34.67±4.04Aa32.00±1.00ABab28.00±1.00ABbc28.33±1.15ABbc25.00±1.73Bc2436.00±1.15ABabc40.33±2.08Aa38.00±2.00ABab35.00±1.00ABbc35.00±1.00ABbc30.00±1.05Bc4847.00±1.73ABb51.00±1.73Aa47.33±2.08ABb46.33±0.58ABbc43.33±0.57ABc38.33±1.53Bc注:同行数据肩标不同小写字母表示差异显著(P0.05),不同大写字母表示差异极显著(P0.01),相同字母或无字母表示差异不显著(P0.05)。mL由表5可知,B组的AA、PA、BA含量均极显著高于D组、E组(P0.01),AA、PA含量显著高于A组、C组、F组(P0.05),BA含量显著高于F组(P0.05);C组AA、PA含量显著高于D组、E组(P0.05);A组、C组BA含量显著高于D组、E组(P0.05)。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.24.002.T005表5不同比例芦苇草和玉米秸秆对全混合日粮体外发酵参数的影响组别VFANH3-N/(mg/L)pH值AA/(mmol/L)PA/(mmol/L)BA/(mmol/L)A组44.05±0.64ABbc15.39±0.09ABbc9.69±0.15ABab3.30±0.06a5.73±0.03bcB组58.73±3.77Aa21.67±2.91Aa12.70±1.73Aa2.41±0.01b5.96±0.02abC组48.31±1.72ABb17.84±0.37ABb10.25±0.32ABab2.32±0.04b6.04±0.01abD组35.07±2.09Bc12.45±0.48Bc7.38±0.12Bc2.23±0.01b6.21±0.02aE组35.84±0.42Bc12.80±0.14Bc7.27±0.10Bc2.20±0.01b5.89±0.06abcF组42.65±1.06ABbc15.76±0.41ABbc8.94±0.84ABbc2.18±0.02b5.47±0.02bcA组NH3-N含量显著高于其他各组(P0.05)。D组pH值显著高于A组、F组(P0.05)。3讨论3.1不同比例芦苇草和玉米秸秆对全混合发酵日粮感官品质的影响TMR发酵是根据不同家畜的饲料配方,将所需的各原料成分混匀制成的一种营养均衡全面、可长期饲喂的日粮。优质的发酵饲料质地柔软而不黏手,色泽淡褐色或黄绿色,气味无丁酸臭味,有芳香味或明显的面包香味[12]。酶菌复合发酵能够提高发酵饲料的品质。别雪等[5]研究表明,酶菌复合处理能够提高秸秆的营养价值。此外,高祎妍等[13]研究发现,复合菌群通过竞争作用抑制了霉菌滋生,抑制了霉菌毒素的产生[14],表明微生物处理对有害菌具有一定的抑制作用。乳酸菌在代谢过程中产生乳酸,是良好的霉菌毒素抑制剂,酵母细胞壁结构也是良好的霉菌毒素吸附剂[15]。本试验中,经酶菌复合处理的玉米秸秆和芦苇草的感官品质均处于中上水平,无发霉腐臭现象,评分较高,该结果与酶菌复合处理有很大的关系。在饲料中添加一定比例的枸杞渣等物质也会影响饲料的品质。李庆敏等[9]研究发现,颗粒型全混合日粮中添加5%枸杞渣可提高育肥滩羊的养分表观消化率,增强羊的抗氧化能力和免疫功能。本试验在日粮中添加了5%的枸杞渣,以保证该全混合日粮拥有理想的适口性和营养价值,感官测定时仍有较淡的枸杞的香味。芦苇草属于一种品质较优的粗饲料,发酵可以提高芦苇草的品质。Farghaly等[16]研究发现,发酵芦苇草感官品质优于玉米秸秆。芦苇草发酵处理后无霉变腐臭现象,可能是芦苇草原料的缓冲能值较大,原料中可溶性碳水化合物含量较高,而适宜的含糖量是乳酸菌发酵的营养物质基础,发酵时干物质含糖量过低,无法满足乳酸菌繁殖时对于底物的需求。本试验中,发酵的芦苇草品质优良,说明芦苇草在发酵处理后是一种很好的饲料,可作为家畜饲料使用,芦苇草作为饲料的发展前景较大,但也要注意适宜的用量。3.2不同比例芦苇草和玉米秸秆对全混合发酵日粮营养成分的影响饲料的常规营养成分能够直接反映饲料的质量[17]。发酵饲料的营养价值同样能够评定饲料质量。Asano等[18]研究发现,芦苇单独青贮效果不佳,但添加葡萄糖和乳酸菌进行发酵处理效果较好。本试验乳酸菌和酵母菌发酵处理后芦苇草的营养品质较好,与Asano等[18]的研究结果一致。饲料中NDF和ADF含量越低,CP含量越高,表明饲料营养价值越高[19];NDF及ADF含量可以衡量反刍动物干物质采食量及消化率,而乳酸菌发酵可降低青贮饲料中NDF和ADF含量[20]。本试验中,在使用酶菌复合处理的情况下,A组~D组NDF和ADF含量较低,CP含量比较高,从E组开始,饲料品质有所下降,说明玉米秸秆品质更好。但芦苇草作为粗饲料,仍具有很大的应用前景。未经加工处理的秸秆粗纤维含量高,质地硬、适口性差、粗灰分高,不适合直接饲喂。利用多种可降解秸秆中纤维素、木质素等难以吸收物质的酶制剂,通过酶解技术,将秸秆中大分子物质分解,能够提高利用率,改善秸秆的饲喂效果[21]。本试验中,经过酶菌处理后,F组Ash含量仍较高,这与芦苇草的本质有关。尽管F组Ash含量高,但其Ca、P含量也较高,在实际饲喂时,经过处理的芦苇草品质仍处于中上水平。3.3不同比例芦苇草和玉米秸秆对全混合发酵日粮体外发酵参数的影响体外发酵中产气量和产气速率是反映降解率和瘤胃微生物活性的重要表现,产气量越多,产气速率越快,表明微生物活性越高,降解底物的速度越快[22]。此外,总产气量也是反映底物可发酵程度的关键指标[23]。反刍动物胃的特殊结构决定了反刍动物较单胃动物更易受饲料组合效应影响,且低质粗饲料间更易产生组合效应[24]。本试验中,B组各时间段产气量、累积产气量和总产气速率整体高于其他组,说明B组底物降解和微生物活性较高,并且B组的组合效应较为明显。VFA是瘤胃通过降解日粮中的碳水化合物所产生的产物,可为反刍动物的生长发育提供大量的能量[25-26]。本试验中,B组的瘤胃VFA浓度整体比较高,组合效应较好,说明玉米秸秆在瘤胃发酵过程中供能较多。Copani等[27]研究表明,各饲料组合的AA浓度均高于PA,这与反刍动物吸收VFA时遵循BAPAAA的排序有关,与本试验结果一致。NH3-N含量可反映饲料在瘤胃发酵过程中利用蛋白质的情况[28],其作为瘤胃微生物的主要能量来源可作为评判饲料优劣的指标。NH3-N被瘤胃微生物合成为微生物蛋白(MCP),作为反刍动物主要的氮来源供机体利用[29]。本试验中,全混合日粮产气48 h时,E组、F组的NH3-N含量低、组合效应较其他组差,B组NH3-N含量高,组合作用相对优于其他组。瘤胃液pH值可反映瘤胃内环境的情况、瘤胃微生物的状态以及家畜的机体代谢状态,可判断反刍动物的瘤胃功能是否正常[30]。一般情况下,瘤胃pH值在5.5~7.5[31]。本试验中,瘤胃内环境pH值均在5.47~6.21,仅有F组pH值较低,为5.47,可能是因为纤维素酶使粗饲料中的糖类转化为乳酸等物质,形成了酸性环境,使pH值降低至4.5~5.0[5]。酸性环境能够很好地抑制有害微生物的生长,最终使芦苇草中的营养成分得以较好保留。各组饲料的pH值均处在正常的波动范围,说明处理达到了合格发酵饲料的标准。4结论本研究结果显示,A组~D组全混合日粮感官品质均为Ⅰ级(优良);A组、B组CP含量显著高于其他组,ADF、NDF含量低于其他组;B组各时间段产气量、累积产气量和总产气速率整体高于其他组;且B组的AA、PA、BA含量较其他组显著升高。综合分析感官评分、常规营养物质价值和体外消化率的研究结果,芦苇草和玉米秸秆比例为2∶8时,日粮感官评分为Ⅰ级(优良),整体感官品质较好,常规营养价值较高,产气最多,组合效果最好。因此,精粗比为35∶65的日粮,经酶菌复合处理的情况下,粗饲料中芦苇草与玉米秸秆的比例为2∶8,有助于提高芦苇草和秸秆饲料的利用率,降低饲料成本,提高经济效益。
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