甜高粱具有抗逆性强、产量高等特点,与青饲玉米相比,其鲜产达6~10.5万kg/hm2,增产3~4.5万kg/hm2[1-2]。甜高粱直接青饲后,可以提高动物的适口性,提高采食量;但青饲不易长期保存,易发霉变质,且遇热会释放氢氰酸,导致动物中毒[6]。青绿饲料青贮加工处理后能够最大限度地延长饲料的保存期,保持其原有的营养价值,进而提高饲料的消化率。梁辛等[7]使用青贮甜高粱饲喂水牛,水牛的日增重显著提高;鲁振民等[8]也证实了这一结论。甜高粱品种类型、农业性状以及营养成分的含量不同,影响其在反刍瘤胃中的降解性能。蒋涛等[3]研究5个不同品种的甜高粱,发现营养成分和干物质降解率有很大的差异。李珊珊[4]研究不同品种甜高粱的农艺性状和营养成分的变化也得出同样的结论。目前,国内关于甜高粱研究主要集中于不同品种间的农艺性状和常规营养成分的差异,而关于甜高粱青贮处理后营养成分变化的研究相对较少。尼龙袋法是评定反刍动物瘤胃内的降解速度和程度的重要方法,并且此方法能够评价饲料的营养特性,测定结果准确[5]。因此,本研究主要评价青贮处理对两种甜高粱品种的营养价值及两种甜高粱青贮在瘤胃内的消化利用情况,筛选营养价值较高且适用于青贮的优质甜高粱品种。1材料与方法1.1样品采集本试验于2018年10月8日,在石家庄对乳熟后期的甜高粱样品进行收割采集(样品品种为巨能梁王2号和大龙)。将采集的甜高粱样品切段(1~2 cm),混匀;另取5 kg样品置于具有单向透气阀的聚乙烯发酵袋中,将空气挤压排尽后密封,室温保存60 d。采集青贮样品进行感官评定(色泽、气味、质地),利用pH试纸测定pH值(pH值4,表明青贮样品的质量优质)。将青贮前和青贮后的甜高粱样品分别称重,105 ℃杀青15 min,65 ℃烘干48 h,回潮24 h,风干样品,粉碎至10目和40目,于自封袋保存。1.2试验设计采用2×2双因素试验设计,选择2个品种的甜高粱(巨能梁王2号和大龙)和2个处理(青贮前和青贮后),测定甜高粱的常规营养成分和瘤胃降解特性。1.3测定指标及方法1.3.1营养成分饲料中干物质(DM)采用烘干法测定;粗灰分(Ash)采用高温灰化法测定;钙(Ca)采用高锰酸钾滴定法测定;总磷(P)采用钼黄比色法测定;粗脂肪(EE)采用索氏脂肪提取器法进行测定;使用凯氏定氮法测定样品的粗蛋白含量(CP);非蛋白氮(NPN)采用三氯乙酸法测定[9]。采用Van-Soest测定饲料中NDF和ADF含量;相对饲喂价值(RFV)[10]采用下列公式计算:RFQ=DMI(%BW)×TDN(%DM)/1.23(1)DMI(%BW)=120/NDF(%DM)(2)TDN(%DM)=82.38-0.7515×ADF(%DM)(3)式中:DMI为粗饲料干物质随意采食量;TDN为总可消化养分;BW为每头瘘管牛的体重。1.3.2瘤胃降解特性试验动物选用3头健康状况良好、体重相近、装有永久性瘤胃瘘管的荷斯坦阉牛。试验牛在畜舍可自由活动,每天定时饲喂2次,自由饮水,预饲15 d。瘘管牛基础日粮组成及营养水平见表1。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.01.020.T001表1基础日粮组成及营养水平原料组成含量/%营养水平合计100.00玉米秸秆青贮40.00泌乳净能/(MJ/kg)6.75玉米42.02粗蛋白/%13.00豆粕3.86中性洗涤纤维/%38.40棉粕3.60酸性洗涤纤维/%25.60干酒糟及其可溶物8.85钙/%0.64石粉0.44磷/%0.38预混料0.14小苏打0.79食盐0.30注:1.每千克预混料为日粮提供:VA 800 000 IU、D-生物素100 mg、VD3 180 000 IU、VB1 920.0 mg、VB2 10.0 mg、VE 15 000 IU、D-泛酸270.0 mg、铜680 mg、铁1 000 mg、锌1 800 mg;锰1 350 mg、钴20.0 mg、碘40.0 mg、硒30.0 mg、乙氧基喹啉500.0 mg,水分不高于10%。2.营养水平中泌乳净能为计算值,其他均为实测值。将已知尼龙袋重和5 g(精确至0.000 1)的样品绑在橡胶管上并同时用橡皮筋固定。在晨饲前1 h将其投入至试验牛的瘤胃中,4、8、16 h 3个时间点分别每头牛设置2个重复,24、36、48、72 h分别每头牛每个时间点设置4个重复。在投入4、8、16、24、36、48、72 h后取出并立即使用清水洗去尼龙袋上的残渣,直至洗出的水至澄清。将尼龙袋放入烘箱烘干至恒重,取样品残渣8 g测定DM、3 g残渣测CP、3 g残渣测NDF、ADF含量,计算其有效降解率。1.3.3瘤胃降解动力学参数的测定计算饲料各营养成分在不同时间点降解率(%)。A=[(B-C)/B]×100%(4)式中:A为待测饲料某成分的瘤胃降解率(%);B为待测饲料某成分质量(g);C为残留物中某成分质量(g)。饲料降解率及有效降解率参照Ørskov等[11]提出的瘤胃动力学数学指数模型测定和计算,该值是根据SPSS软件中的非线性回归进行的估测计算。Dp=a+b(1-e-ct)(5)ED=a+b×c/(k+c)(6)式中:a为快速降解部分(%);b为慢速降解部分(%);c为b部分的降解速率(%/h);Dp为某成分在瘤胃内停留t小时的瘤胃降解率;ED为某成分瘤胃有效降解率(%);k为待测饲料的瘤胃外流速率常数(%/h),k=0.025 %/h。1.4数据统计与分析数据采用SAS软件进行双因素方差分析。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不同品种甜高粱青贮前后的营养成分含量(见表2)由表2可知,青贮前,巨能甜高粱的CP含量显著高于大龙甜高粱(P0.05),NPN、NDF、ADF含量均显著低于大龙甜高粱(P0.05)。青贮后,两种甜高粱青贮的CP、NPN、EE含量均显著提高(P0.05),NDF含量比青贮前显著降低(P0.05),大龙甜高粱青贮的DM含量显著降低(P0.05)。巨能甜高粱青贮的CP、NPN含量显著高于大龙青贮(P0.05),NDF、ADF含量显著低于大龙甜高粱青贮(P0.05)。此外,品种和青贮对CP、DM、ADF无交互作用(P0.05);而甜高粱的品种和青贮对EE、NPN、NDF交互作用显著(P0.05)。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.01.020.T002表2不同品种甜高粱青贮前后的营养成分含量项目处理品种SEMP值巨能大龙处理品种处理×品种DM/%青贮前22.5023.13A0.200.0100.2400.096青贮后22.1622.03BCP/(%DM)青贮前6.23Ba5.71Bb0.040.0010.0010.402青贮后9.19Aa8.75AbNPN/(%CP)青贮前36.72Bb41.65Ba0.320.0010.0010.001青贮后56.36Aa44.51AbEE/(%DM)青贮前1.48B1.39B0.070.0010.0010.001青贮后3.24Aa2.43AbNDF/(%DM)青贮前55.56Ab57.61Aa0.320.0010.0010.036青贮后52.80Bb56.48BaADF/(%DM)青贮前33.03Ab35.39a0.380.0770.0010.557青贮后33.56Ab36.35aRFV青贮前105.76Ba99.04b0.620.0010.0010.004青贮后110.57Aa99.80b注:同行数据肩标不同小写字母表示同种处理方式、不同甜高粱品种组间差异显著(P0.05);同列数据肩标不同大写字母表示同一甜高粱品种、不同处理方式组间差异显著(P0.05);下表同。2.2不同品种甜高粱青贮前后的DM瘤胃降解特性(见表3)10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.01.020.T004项目处理品种SEMP值巨能大龙处理品种处理×品种48 h降解率/%青贮前68.04B67.460.930.0330.1710.403青贮后71.28A69.1172 h降解率/%青贮前71.83B73.38B0.620.0010.4270.130青贮后76.91A76.39Aa/%青贮前40.86a37.30Bb0.570.0010.0110.008青贮后41.8541.95Ab/%青贮前33.79Bb39.13Aa0.860.0910.0120.029青贮后37.83A38.43Ac/(%/h)青贮前0.0360.0330.0040.4210.2110.681青贮后0.0340.029ED/%青贮前60.58B59.42B0.540.0010.0770.929青贮后63.47A62.41A由表3可知,青贮处理能够显著提高大龙甜高粱的DM快速降解部分(P0.05),并且能够显著提高巨能甜高粱的DM慢速降解部分(P0.05);青贮后的两种甜高粱的DM有效降解率均显著高于青贮前同品种甜高粱(P0.05)。两种甜高粱的DM有效降解率均无显著差异(P0.05)。品种与青贮对DM的快速降解部分和慢速降解部分交互作用显著(P0.05);对有效降解率交互作用不显著(P0.05)。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.01.020.T003表3不同品种甜高粱青贮前后的DM瘤胃降解特性项目处理品种SEMP值巨能大龙处理品种处理×品种4 h降解率/%青贮前44.98Ba41.40Bb0.340.0010.0010.210青贮后46.34Aa43.55Ab8 h降解率/%青贮前49.70a46.76Bb0.390.0010.4330.001青贮后50.31b52.69Aa16 h降解率/%青贮前55.48B53.71A0.560.0060.0160.433青贮后59.09Aa56.03Ab24 h降解率/%青贮前59.6759.651.220.0640.2780.283青贮后63.4760.8536 h降解率/%青贮前65.3763.19B1.030.0410.2530.301青贮后66.7066.58A续表3 不同品种甜高粱青贮前后的DM瘤胃降解特性2.3不同品种甜高粱青贮前后的粗蛋白降解特性(见表4)由表4可知,CP的瘤胃降解率与样品在瘤胃内消化的时间成正比,青贮处理能够提高两种甜高粱在各时间点的瘤胃降解率,青贮前后巨能甜高粱在各时间点的降解率高于大龙甜高粱。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.01.020.T005表4不同品种甜高粱青贮前后的粗蛋白瘤胃降解特性项目处理品种SEMP值巨能大龙处理品种处理×品种4 h降解率/%青贮前35.71Ba31.71Bb0.290.0010.0010.470青贮后41.51Aa37.95Ab8 h降解率/%青贮前39.78B39.27B0.480.0010.0060.027青贮后45.03Aa42.26Ab16 h降解率/%青贮前45.54Ba43.98Bb0.360.0010.0010.034青贮后56.52Aa53.02Ab24 h降解率/%青贮前51.65B51.21B0.730.0010.8790.469青贮后60.36A61.03A36 h降解率/%青贮前54.80B57.33B0.980.0010.0130.660青贮后60.95Ab64.33Aa48 h降解率/%青贮前57.88B58.09B0.620.0010.0090.016青贮后67.23Ab70.39Aa72 h降解率/%青贮前66.88Ba63.61Bb0.390.0010.0010.244青贮后74.42Aa72.12Aba/%青贮前33.08Ba26.80Bb0.600.0010.0010.240青贮后37.23Aa29.44Abb/%青贮前42.05Aa38.16Bb0.550.0080.3180.001青贮后39.48Bb44.53Aac/(%/h)青贮前0.021Bb0.041Aa0.0030.0090.0010.335青贮后0.033Ab0.048AaED/%青贮前52.40Ba50.56Bb0.290.0010.0010.161青贮后59.55Aa58.60Aa由CP瘤胃降解参数可知,青贮前,与大龙甜高粱相比,巨能甜高粱的CP的快速降解部分降解率、慢速降解部分降解率及CP有效降解率均显著较高(P0.05),而CP慢速降解部分的降解速率则显著降低(P0.05)。青贮处理后,两种甜高粱的CP快速降解部分及有效降解率均显著提高(P0.05),巨能甜高粱的慢速降解部分呈降低趋势(P0.05);大龙甜高粱的慢速降解部分显著提高(P0.05);与大龙甜高粱青贮相比,巨能甜高粱青贮的CP慢速降解部分及降解速率显著较低(P0.05),而快速降解部分和CP有效降解率显著较高(P0.05);品种和青贮对CP的慢速降解部分交互作用显著(P0.05)。2.4不同品种甜高粱青贮前后的NDF瘤胃降解特性(见表5)由表5可知,与大龙甜高粱相比,巨能甜高粱的NDF有效降解率显著提高(P0.05)。与青贮前相比,青贮后的巨能甜高粱的NDF快速降解部分、慢速降解部分及有效降解率呈显著提高趋势(P0.05);而青贮后的大龙甜高粱与青贮前相比,大龙甜高粱的NDF慢速降解部分显著提高(P0.05)。青贮处理后,巨能甜高粱青贮的NDF快速降解部分和NDF有效降解率显著高于大龙甜高粱青贮(P0.05)。品种和青贮对NDF的快速降解部和有效降解率交互作用显著(P0.05),对慢速降解部分差异不显著(P0.05)。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.01.020.T006表5不同品种甜高粱青贮前后的NDF瘤胃降解特性项目处理品种SEMP值巨能大龙处理品种处理×品种4 h降解率/%青贮前19.79Ba17.06Ab0.530.0550.0010.128青贮后21.29Aa17.28Ab8 h降解率/%青贮前25.65B23.980.730.0360.0020.025青贮后29.79Aa23.78b16 h降解率/%青贮前37.1934.530.990.0770.0150.706青贮后39.58a36.14b24 h降解率/%青贮前45.3943.411.110.4710.0160.241青贮后47.63a42.85b36 h降解率/%青贮前55.05Ba47.82b0.920.0080.0010.383青贮后58.03Aa49.65b48 h降解率/%青贮前58.35Ba55.38b0.820.0010.0010.030青贮后64.18Aa57.47b72 h降解率/%青贮前63.00Bb64.51Ba0.420.0010.1260.002青贮后69.43Aa66.46Aba/%青贮前10.36B11.300.350.0040.0530.002青贮后13.73Aa11.12bb/%青贮前56.18B59.34B1.040.0060.0010.444青贮后60.97A62.56Ac/(%/h)青贮前0.041a0.030b0.0020.1120.0010.256青贮后0.035a0.027bED/%青贮前45.12Ba43.61b0.470.0010.0010.008青贮后49.44Aa44.56b2.5不同品种甜高粱青贮前后的ADF瘤胃降解特性(见表6)10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.01.020.T008项目处理品种SEMP值巨能大龙处理品种处理×品种36 h降解率/%青贮前50.50Ba43.89Bb1.140.0050.0010.912青贮后54.98Aa48.11Ab48 h降解率/%青贮前54.67Ba51.24Bb0.840.0020.0010.430青贮后59.1Aa54.47Ab72 h降解率/%青贮前60.08B61.00B0.280.0010.0120.843青贮后63.82Ab64.86Aaa/%青贮前5.79Bb6.98Ba0.180.0010.2300.001青贮后8.77Aa8.04Abb/%青贮前58.12b70.21a1.910.49300010.729青贮后58.80b72.26ac/(%/h)青贮前0.039a0.021b0.0020.4840.0010.919青贮后0.040a0.022bED/%青贮前41.08Ba38.56Bb0.450.0010.0010.480青贮后44.95Aa41.76Ab由表6可知,青贮后,各个时间点的巨能甜高粱的ADF降解率均高于大龙甜高粱。大龙甜高粱的ADF慢速降解部分显著高于巨能甜高粱(P0.05)。青贮后,两品种甜高粱的ADF快速降解部分和ADF有效降解率均显著提高(P0.05)。巨能甜高粱青贮的ADF快速降解部分及ADF有效降解率显著高于大龙甜高粱青贮(P0.05),慢速降解部分显著低于大龙甜高粱青贮(P0.05)。品种和青贮对ADF的快速降解部分交互作用显著(P0.05)。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.01.020.T007表6不同品种甜高粱青贮前后的ADF瘤胃降解特性项目处理品种SEMP值巨能大龙处理品种处理×品种4 h降解率/%青贮前14.51Ba12.86Bb0.470.0020.0010.231青贮后17.30Aa14.42Ab8 h降解率/%青贮前2153Ba18.48Ab0.440.0020.0010.006青贮后25.73Aa18.98Ab16 h降解率/%青贮前26.47Ba24.35Bb0.460.0010.0010.002青贮后36.04Aa29.80Ab24 h降解率/%青贮前40.88Ba36.48Ab0.860.1530.0010.067青贮后44.07Aa36.02Ab续表6 不同品种甜高粱青贮前后的ADF瘤胃降解特性3讨论3.1不同品种甜高粱青贮前后的营养成分含量分析甜高粱品种不同及其农艺性状的差异,易引起营养成分含量的差异[8,12]。本试验中,经青贮处理后,显著降低了大龙甜高粱的DM含量,说明在青贮过程中大龙甜高粱的营养成分有一定的损失。粗蛋白含量是评价饲料营养价值的重要指标。本研究结果表明,巨能甜高粱的CP含量高于大龙,NPN含量低于大龙甜高粱。经过青贮处理后,两种甜高粱青贮的CP含量及NPN含量增加[13],NPN在反刍动物瘤胃内能快速降解,提高饲料粗蛋白降解过程中的快速降解部分,使两种甜高粱青贮的CP降解率提高[14]。巨能甜高粱青贮的CP和NPN含量均显著高于大龙甜高粱青贮,说明巨能甜高粱在反刍动物体内更易被消化利用。甜高粱的营养品质与纤维含量呈负相关,纤维含量高时影响反刍动物对营养物质的消化利用率[15]。本试验中,青贮前后的巨能甜高粱的NDF和ADF含量均低于大龙甜高粱;青贮处理能显著降低两种甜高粱的NDF含量,可能是青贮过程中乳酸菌发酵利用部分纤维,使可降解的纤维含量减少,不易分解的纤维物质含量有所增加。RFV数值越大,饲料的营养价值越高,巨能甜高粱青贮前后的RFV含量均显著高于大龙甜高粱,说明巨能甜高粱青饲比大龙甜高粱青饲更具有营养价值。因此,巨能甜高粱无论青饲或制作青贮饲料都具有较好的营养价值。3.2不同品种甜高粱青贮前后DM瘤胃降解特性分析DM降解率可反映饲料在反刍动物瘤胃内的消化利用程度,DM降解率的增加可以提高反刍动物对饲料的采食量,间接提高反刍动物对营养成分的吸收效率。DM降解率与CP降解率、NDF含量及降解率有一定的相关性[16]。饲料营养物质主要包括快速降解部分、慢速降解部分和不可利用部分。王英楠[17]研究发现,全株玉米经过青贮处理后,其DM快速降解部分提高,慢速降解部分降低。本研究中,巨能甜高粱的DM快速降解部分显著高于大龙甜高粱,慢速降解部分显著低于大龙甜高粱,可能与巨能甜高粱纤维含量低、CP含量高有关,从而使巨能甜高粱的DM降解率稍高于大龙甜高粱。两种甜高粱经过青贮后DM瘤胃降解率显著提高,显著高于青贮前同品种的甜高粱,原因可能是青贮处理改善了甜高粱细胞壁的结构,降低了纤维含量或破坏了纤维的密闭结构,影响粗蛋白质的分解,从而提高了营养物质的短期降解率[18],说明甜高粱经青贮处理后可以提高DM在瘤胃内的降解率。3.3不同品种甜高粱青贮前后CP瘤胃降解特性分析饲料蛋白质的消化程度会影响瘤胃微生物蛋白质的合成及反刍动物体内氮的沉积,其降解率与饲料本身特性(蛋白质含量及组成、植物细胞壁的纤维结构)及在瘤胃内滞留时间相关[19]。饲料的蛋白质多存在于细胞内容物中,随着纤维含量增加和木质化程度加深,会影响粗蛋白质的分解和释放[20]。本试验中,巨能甜高粱的CP快速降解部分、慢速降解部分及CP降解率显著高于大龙甜高粱,可能与巨能甜高粱的纤维含量低有关,其次巨能甜高粱的CP含量高于大龙甜高粱,也有利于CP降解。蛋白质的溶解性也是饲料蛋白质降解的主要因素[11],非蛋白氮是可溶性粗蛋白的主要存在形式,经青贮处理能显著提高饲料中的非蛋白氮含量。陈韵虹等[21]研究发现,青贮处理后非蛋白氮与饲料中可溶解蛋白含量呈正相关。本试验中,两种甜高粱青贮的CP降解率与青贮前相比显著提高。巨能甜高粱青贮的CP快速降解部分显著高于大龙甜高粱,说明巨能甜高粱青贮的CP在反刍动物瘤胃内前期降解较快,其CP慢速降解部分及降解速率显著低于大龙甜高粱,瘤胃微生物附着后期CP降解能力弱于大龙甜高粱青贮,故两种青贮的CP降解率无显著差异。3.4不同品种甜高粱青贮前后NDF和ADF瘤胃降解特性分析NDF和ADF是评价纤维物质营养价值的指标,与反刍动物的采食量和消化率呈负相关[21]。NDF和ADF的降解率取决于纤维含量及组成、纤维分解菌的数量、纤维分解菌与底物的接触面积等[22]。本试验中,巨能甜高粱的NDF和ADF降解率均显著高于大龙甜高粱,可能是由于品种不同导致样品中纤维含量及组成存在差异,影响了纤维降解效率;其次巨能甜高粱的CP含量显著高于大龙甜高粱,能供给瘤胃微生物足够的氮源,促进了纤维物质的消化。在本试验中,与大龙甜高粱相比,巨能甜高粱青饲具有更高的纤维消化率。刘凯玉等[23]研究表明,青贮处理主要通过增加其快速降解部分提高青贮秸秆的降解率。Amos等[24]研究发现,日粮中瘤胃纤维素、半纤维素、淀粉消化率会随着可溶性蛋白含量的降低而降低。在本研究中,经过青贮处理后显著提高两种甜高粱的NDF和ADF降解率,说明青贮处理能够提高甜高粱在瘤胃内的可降解性并促进纤维在瘤胃内的发酵,与魏晨等[25]在薰衣草秸秆上的结果一致,可能是因为在青贮过程中,微生物利用部分蛋白质分解形成氨态氮、胺、游离氨基酸等非蛋白氮;同时,一些纤维分解菌的生长提供蛋白,促进了纤维的分解,破坏了纤维之间的密闭结构[26]。本研究还发现,巨能甜高粱青贮的NDF和ADF有效降解率高于大龙甜高粱青贮,可能是巨能甜高粱的NDF和ADF含量低,青贮后结构疏松,有利于微生物附着,巨能甜高粱青贮的NDF和ADF快速降解部分显著高于大龙甜高粱青贮,使巨能甜高粱青贮在瘤胃内更容易消化。当NDF和ADF的降解率提高时,有利于提高反刍动物干物质采食量和生产性能。4结论青贮处理主要通过提高各营养成分的快速降解部分提高甜高粱的DM、CP、NDF和ADF的瘤胃降解率。巨能甜高粱无论青饲或制作青贮饲料,均含有较高的营养成分含量,且在反刍动物体内具有更高的消化率,是比较适合种植与饲喂反刍动物的优质饲草品种。
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