河北坝上温性草原是我国重要草食家畜生产基地之一，也是牧民赖以生存的生产资料和华北平原的重要生态屏障。但是，草原的不合理利用使草原逐渐开始退化，毒害草的生物量占比增加[1]。毒害草又称功能性乡土草，是草原物种的重要组成部分[2]，其主要成分包括皂苷类化合物、单宁及挥发油等。家畜采食适量的毒害草可提高消化率，增强机体免疫机能。在雄性犊牛日粮中添加蒙古韭（Allium mongolicum）可显著提高干物质消化率，降低甲烷的排放[3]。醉马芨芨草（Achnatherum inebrians）经过脱毒制粒后，可成为反刍动物的优质粗饲料[4]。在羔羊日粮中添加0.1%~0.3%的苦豆子（Sophora alopecuroides）可提高羔羊免疫机能和抗氧化性能[5]。蚕豆荚是反刍家畜潜在的能量类饲草资源[6-7]。温性草甸草原退化草地的功能性乡土草生物量占比高达40%，植被盖度为20%~35%，草层高度为5~7 cm，其中南鹤虱（Carotae fructus）、瑞香狼毒（Stellera chamaejasme）、小花棘豆（Oxytropis glabra）等功能性乡土草的相对丰度在重度退化草地中约占15%~20%[8]。温性草甸草原草地退化导致优质牧草生物量占比和牧草品质降低，可食牧草种类和产量逐年下降，对当地畜牧业造成一定的经济损失。此外，退化草地的功能性乡土草生物量占比逐渐升高，但功能性乡土草作为饲草资源的开发利用程度较低。因此，提高温性草甸草原牧草产量及其优质饲草占比、研发草原功能性乡土草利用技术、构建草原可持续发展的管理方式，是推动我国畜牧业高质量发展的迫切需要。本试验在老芒麦、扁穗冰草、垂穗披碱草和紫花苜蓿中添加南鹤虱，探究南鹤虱添加对饲草体外消化率的影响，以期为南鹤虱应用于畜牧养殖中提供参考。1材料与方法1.1试验地概况试验场地位于河北省承德丰宁满族自治区，地理坐标为116.02'E—41.53'N，海拔2 206 m，属于温带大陆性季风型高原山地气候，全年平均温度0.5 ℃，1月平均气温-19.4 ℃，极值为-43.2 ℃；7月气温均值为17.4 ℃，极值为32.4 ℃。年均降水量430 mm，主要集中在7—9月份，平均无霜期83 d。草原土壤类型属于栗钙土、风沙土，无灌溉条件。土壤pH值7.98，有机质含量15.40 g/kg，速效氮含量60.00 mg/kg，速效磷含量22.18 mg/kg，速效钾含量120.35 mg/kg。1.2试验设计选用放牧饲养下的20头6月龄、体重（170±10）kg的西门塔尔牛作为体外模拟瘤胃的瘤胃液供体。牛群每天7：00放牧，19：30归栏，放牧地设饮水点，保证牛群的正常饮水。放牧前通过口腔采样器采集瘤胃液。采集的瘤胃液经4层灭菌纱布过滤，转入39 ℃预热且充满CO2的保温瓶中，迅速转移至实验室制备人工瘤胃发酵液，详细操作参照MENKE等[9]的方法。试验中4种牧草的营养水平见表1。采集补播后样地中的牧草，精确称取4种牧草各（1.00±0.01）g，分别添加0、4%、8%和12%的南鹤虱，每个处理设置24、48、72 h，将装有草料的消化袋放入内径32 mm、长度约200 mm、体积150 mL的玻璃注射器（活塞式移液管）中进行发酵，活塞安装精准，并使用少量凡士林润滑。注射器针头与4~5 mL长的硅橡胶管连接，在注射器中加入60 mL的人工瘤胃液，采用止水夹密封橡胶管。瘤胃体外模拟发酵试验中每个处理设3个平行。将注射器在39 ℃间歇性振荡的水浴中发酵，观察3个时间点的消化率及体外消化参数变化。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2024.02.002.T001表14种牧草的营养水平（风干基础）组别粗蛋白/%中性洗涤纤维/%酸性洗涤纤维/%有机物/%粗脂肪/%能量/(MJ/kg)老芒麦11.3341.4119.6995.684.8517.86扁穗冰草8.7839.1327.3896.412.7417.80垂穗披碱草9.7134.5628.5594.063.0317.73紫花苜蓿13.6335.0227.7496.407.0517.631.3测定指标及方法采用EL20型酸度计（梅特勒-托利多国际有限公司）检测发酵后发酵液的pH值。采用气相色谱法测定挥发性脂肪酸（VFA）的含量，并计算总挥发性脂肪酸（T-VFA）的含量。采用比色法检测氨态氮（NH3-N）的浓度。采用经过校正后的玻璃注射器检测产气量，发酵结束后，记录总产气量。累计产气量(GP)=产气量/牧草重量(1)干物质消化率(IVDMD)=(底物干物质重量-发酵后残渣干物质的重量)/底物干物质重量×100%(2)1.4数据统计与分析采用Excel 2010对数据进行整理及绘图，SPSS 26.0软件进行单因素方差分析，Duncan's法进行多重比较。结果以平均值和标准误表示，P0.05表示差异显著。2结果与分析2.1南鹤虱对4种牧草体外IVDMD的影响（见表2）由表2可知，不同添加量南鹤虱对4种牧草在西门塔尔牛瘤胃的IVDMD均有影响。72 h时，与未添加南鹤虱的老芒麦相比，添加4%的南鹤虱可使IVDMD提高19.92%（P0.05）；与未添加南鹤虱的扁穗冰草、垂穗披碱草以及紫花苜蓿相比，添加8%南鹤虱可使扁穗冰草、垂穗披碱草以及紫花苜蓿IVDMD分别提高16.76%、16.35%和1.83%（P0.05）。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2024.02.002.T002表2南鹤虱对牧草体外IVDMD的影响组别南鹤虱添加量/%24 h48 h72 h老芒麦034.97±0.62b42.85±0.62c48.14±0.57b435.80±1.17b46.96±0.85ab57.73±0.59a838.41±0.99a50.47±1.28a56.53±1.69a1235.97±0.79b48.43±1.82b48.88±0.85b扁穗冰草034.80±0.79a40.91±1.48c49.75±2.23b432.96±1.18b49.83±0.68a52.07±0.12b834.56±0.25a47.09±1.94b58.09±0.15a1234.76±0.63a46.38±1.13b51.68±0.21b垂穗披碱草035.13±0.78a41.09±0.33b48.56±0.12c429.64±0.62c41.49±0.33b53.00±0.20b832.76±0.56b36.96±1.13c56.50±0.88a1233.50±1.10b43.89±0.19a53.38±1.19b紫花苜蓿041.10±0.72a51.23±0.45a55.68±0.21b431.44±0.26d39.14±0.42d49.94±0.80d836.44±0.39b45.59±0.57b56.70±0.15a1233.08±0.46c43.63±0.28c52.38±0.21c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）；下表同。%2.2南鹤虱对牧草体外发酵pH值的影响（见表3）由表3可知，随着发酵时间延长，瘤胃中的pH值呈降低的趋势。发酵72 h，添加4%、8%南鹤虱进行体外发酵的老芒麦、垂穗披碱草pH值均高于未添加南鹤虱的处理（P0.05），添加4%南鹤虱进行体外发酵的紫花苜蓿pH值高于未添加南鹤虱的处理（P0.05）。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2024.02.002.T003表3南鹤虱对牧草体外发酵pH值的影响组别南鹤虱添加量/%24 h48 h72 h老芒麦07.46±0.21a7.05±0.036.68±0.13b47.20±0.02b7.06±0.086.92±0.12a87.27±0.04ab7.04±0.036.92±0.07a127.27±0.10ab7.07±0.056.85±0.06ab扁穗冰草07.20±0.04b7.04±0.02b6.83±0.1347.29±0.04a7.13±0.02a6.79±0.1487.26±0.02ab7.05±0.04b6.85±0.05127.22±0.03b6.95±0.03c6.83±0.08垂穗披碱草07.02±0.02c6.85±0.03c6.83±0.04b47.27±0.03a7.17±0.03a7.01±0.03a87.21±0.03b7.09±0.02b6.97±0.02a127.18±0.03b7.05±0.04b6.87±0.02b紫花苜蓿07.17±0.03b6.89±0.01b6.74±0.04b47.32±0.07a7.17±0.13a7.00±0.05a87.24±0.02ab7.15±0.10a6.89±0.08ab127.22±0.06b7.13±0.02a6.84±0.06b2.3南鹤虱对牧草体外发酵累计产气量的影响（见图1）由图1可知，4种牧草在发酵72 h内，随着发酵时间的延长，累计产气量呈现递增趋势。在发酵12 h内，产气速率比较快，之后逐渐趋于平缓。添加3种不同比例南鹤虱的老芒麦与垂穗披碱草累计产气量均高于未添加组。扁穗冰草中添加8%的南鹤虱后，累计产气量高于未添加组。紫花苜蓿中添加南鹤虱在一定程度上对其累计产气量具有抑制作用。图1南鹤虱对牧草体外发酵累计产气量的影响10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2024.02.002.F1a1（a）老芒麦 （b） 扁穗冰草10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2024.02.002.F1a2（c）垂穗披碱草 （d） 紫花苜蓿2.4南鹤虱对牧草体外瘤胃发酵液T-VFA含量的影响（见表4）由表4可知，添加不同比例的南鹤虱对4种牧草不同时间点的体外瘤胃发酵T-VFA含量均存在影响，整体上T-VFA浓度随着发酵时间的延长呈上升趋势。未添加南鹤虱的扁穗冰草发酵72 h后，T-VFA含量高于添加4%和8%南鹤虱的处理（P0.05）。老芒麦、垂穗披碱草发酵72 h后，T-VFA含量均在添加12%南鹤虱的处理最高。未添加南鹤虱的紫花苜蓿发酵72 h后，T-VFA含量高于其他添加量组。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2024.02.002.T004表4南鹤虱对牧草体外瘤胃发酵液T-VFA含量的影响组别南鹤虱添加量/%24 h48 h72 h老芒麦031.40±0.08b52.17±1.29d84.22±1.96b456.96±1.68a68.92±2.65c76.78±0.48c855.30±0.75a79.84±1.16a89.26±0.63a1257.37±3.62a74.36±1.16b89.74±0.28a扁穗冰草050.31±1.16c61.86±0.72d99.16±0.71a436.18±0.13d79.92±1.18a90.22±0.35b852.70±0.34b74.55±0.37b80.97±1.10c1260.46±1.19a68.29±0.18c99.02±1.06a垂穗披碱草049.69±0.66c69.13±1.67a76.13±0.42d461.06±0.23a61.59±0.94b86.44±0.59a855.07±0.72b60.13±0.58b82.60±0.68c1230.30±0.28d55.84±0.24c91.82±1.74a紫花苜蓿056.06±0.58b79.27±0.66b99.53±0.83a446.15±0.26c78.68±1.23b81.24±0.92c859.88±0.55a84.88±1.35a88.22±1.14b1235.04±0.63d52.38±1.39c64.33±1.45dmmol/L2.5南鹤虱对牧草体外瘤胃发酵液NH3-N浓度的影响（见表5）由表5可知，添加4%南鹤虱的老芒麦发酵72 h后，NH3-N浓度低于未添加组。添加8%南鹤虱的扁穗冰草发酵72 h后，NH3-N浓度低于未添加组。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2024.02.002.T005表5南鹤虱对牧草体外瘤胃发酵液NH3-N浓度的影响组别南鹤虱添加量/%24 h48 h72 h老芒麦073.9±9.289.9±8.997.8±0.6479.4±1.587.1±2.589.5±1.3875.0±1.782.1±3.096.3±2.61272.4±2.994.0±3.094.3±0.1扁穗冰草049.0±2.763.1±3.576.6±1.4476.4±1.064.6±4.675.9±1.6878.9±0.470.5±4.575.8±1.71253.4±2.166.4±1.086.6±3.5垂穗披碱草053.2±2.088.2±0.472.9±0.44518±0.370.3±1.699.6±0.8852.2±1.572.5±1.073.6±3.01253.7±3.172.2±0.677.4±2.1紫花苜蓿055.6±5.480.3±2.582.7±5.6473.1±1.381.6±1.193.5±2.2874.1±0.682.4±1.094.0±1.21270.3±1.479.2±1.493.0±0.4mg/L添加8%南鹤虱的垂穗披碱草发酵48 h后，NH3-N浓度低于未添加南鹤虱组；发酵72 h后，NH3-N浓度高于未添加南鹤虱组（P0.05）。未添加南鹤虱的紫花苜蓿发酵72 h后，NH3-N浓度低于其他添加南鹤虱处理组。3讨论功能性乡土草含有丰富的活性物质，对反刍动物的消化与吸收具有促进作用。本试验在瘤胃体外消化过程中添加不同比例的南鹤虱，结果表明，添加南鹤虱可有效提高牧草的体外干物质消化率；添加4%和8%的南鹤虱可以提高牧草发酵过程中的累计产气量，增加瘤胃体外发酵中T-VFA的含量，降低NH3-N的浓度，使NH3-N浓度处于正常水平[10]。原因可能是南鹤虱的主要成分是挥发油、黄酮类物质及香豆素等，这些物质可以在一定程度上调节反刍动物消化过程中的瘤胃微生物菌群。黄酮具有抗菌作用，可降低瘤胃中细菌及古细菌的生物多样性，有效提高瘤胃发酵水平、微生物多样性及饲料消化率[11-12]。苜蓿黄酮可维持杂交绵羊瘤胃发酵功能的稳定[13]，可有效改善瘤胃细菌群落的组成结构，进而影响消化率[14]。大豆黄酮对单一瘤胃厌氧真菌和瘤胃混合真菌的发酵活性具有促进作用[15]。伊普异黄酮可直接作用于瘤胃微生物，改变瘤胃微生物发酵类型[16]。植物中的挥发油可促进动物机体对营养物质的吸收[17-18]，抑制有害微生物菌群的增殖，改善肠道微生物区系[19]。有研究指出，饲粮中添加八角茴香精油可改善蛋鸡盲肠肠道菌群结构[20]；促进仔猪肠道益生菌繁殖，有助于肠道健康[21]。另外，黄酮和挥发油可以调节发酵过程中总挥发性脂肪酸的各组成成分的含量比例，进而提高了牧草的体外干物质消化率。饲料中添加富含黄酮类和生物碱的乡土草可使杜寒杂交羊平均日增重显著提高[22]。饲料中添加6%的五倍子酸可以提高草原田鼠14%~23%的基础代谢[23]。饲粮中添加1.67 g/kg的刺山柑可显著提高绵羊的平均日增重、干物质采食量及消化率[24]。4结论本研究结果显示，功能性乡土草南鹤虱可以作为反刍动物的粗饲料使用，对反刍动物的消化具有一定的促进作用，添加量应控制在4%~8%。