構(gòu)樹不同部位與奶牛常用粗飼料瘤胃降解特性對比
近年來，隨著畜牧業(yè)的大力發(fā)展，耕地面積減少，飼料的供給矛盾日益突出。我國大豆進口量占總供給量的84%，反芻動物飼養(yǎng)需要優(yōu)質(zhì)飼料，且目前多依賴國外進口。而我國的非常規(guī)飼料資源豐富，如何開發(fā)新型穩(wěn)定的非常規(guī)飼料成為亟待解決的問題。我國的木本植物資源有1000多種，大多品質(zhì)優(yōu)良，具備較高的營養(yǎng)價值。挖掘這些植物并發(fā)現(xiàn)其應用于反芻動物飼養(yǎng)的潛力，是緩解飼料資源緊缺壓力的可行措施。
構(gòu)樹( Broussonetia papyrifera) 為桑科構(gòu)屬落葉喬木，具有作為飼料資源、造紙原料、入藥功能等多重經(jīng)濟價值，并且抗逆性強、耐干旱、耐污染、耐修剪，適應于各種類型的土壤。我國構(gòu)樹種植面積約為30萬畝( 1畝≈666.67m3) ，在資源分布上具備一定的優(yōu)勢。小白鼠的亞急性毒理試驗表明構(gòu)樹葉不具毒性。有研究報道，構(gòu)樹葉可部分替代豬和肉雞的飼料原料。目前對構(gòu)樹資源的研究主要集中在構(gòu)樹葉，而對構(gòu)樹枝或全株構(gòu)樹的營養(yǎng)研究較少。尼龍袋技術作為國內(nèi)外評定反芻動物飼料瘤胃降解率的常用方法，可以反映飼料的營養(yǎng)價值。因此，本試驗以構(gòu)樹不同部位( 構(gòu)樹葉、構(gòu)樹枝葉、構(gòu)樹枝) 與奶牛常用粗飼料( 苜蓿干草、燕麥草) 為研究對象，采用尼龍袋法評價其瘤胃降解特性的差異，以期為構(gòu)樹作為反芻動物飼料的利用提供一定的理論依據(jù)。
1 材料與方法
1．1 飼料原料
構(gòu)樹不同部位樣品采自江蘇省揚州市邗江區(qū)，選取高度約為1.5 m 的構(gòu)樹，并將構(gòu)樹分為構(gòu)樹葉、構(gòu)樹枝和未分離的構(gòu)樹枝葉; 苜蓿干草和燕麥草采自揚州大學草學研究所。5 種樣品均于9月下旬足量采集并制備保存。分別將5 種樣品于65 ℃烘干制成風干樣，使用CM－100 粉碎機粉碎，一部分過2 mm 篩，用于尼龍袋試驗; 另一部分過1 mm 篩，并將5 種樣品各分為3 份，用于測定常規(guī)營養(yǎng)成分。
1．2 試驗動物及飼糧
試驗選用3 頭體況良好、體重( 550 ± 25) kg、裝有永久性瘤胃瘺管、處于泌乳中后期的中國荷斯坦奶牛，飼養(yǎng)于揚州大學試驗農(nóng)牧場。試驗牛飼糧精粗比為40∶60，基礎飼糧組成及營養(yǎng)水平見表l。產(chǎn)奶凈能參照馮仰廉等方法計算。試驗期間，奶牛采用拴系飼養(yǎng)，每天飼喂2 次( 06: 00 和18: 00) ，自由飲水。
1．3 試驗方法
各種飼料的常規(guī)營養(yǎng)成分選用采集的3份飼料樣品進行測定，每份飼料樣品測定3個重復。尼龍袋試驗選用孔徑為48 μm 的尼龍過濾布，裁剪后使用滌綸線雙道縫制，制成尺寸為8cm ×16 cm的尼龍袋，散邊使用烙鐵燙實，洗凈后放入恒溫干燥箱65 ℃烘干至恒重，編號并記錄相應尼龍袋質(zhì)量。準確稱取5g樣品放入對應尼龍袋中，每個樣品選用3 頭牛，每頭牛每個時間點設置2個重復，尼龍袋以塑料軟管固定，于晨飼后2h通過瘤胃瘺管送入瘤胃腹囊中。按照“同時放入，依次取出”原則，分別于放入后4、8、12、24、36、48 和72h取出，樣品取出后用冷水緩緩沖洗直至水澄清。尼龍袋洗凈后從塑料軟管取下，放入恒溫干燥箱65 ℃ 烘干至恒重。烘干后將樣品分裝于自封袋中保存，備測。
1．4 測定指標及方法
干物質(zhì)( DM) 含量采用GB /T 6435—2014 的方法測定，粗蛋白質(zhì)( CP) 含量采用GB /T 6432—1994 的方法測定，粗纖維( CF) 含量采用GB /T6434—2006 的方法測定; 粗脂肪( EE) 含量采用GB /T 6433—2006 的方法測定，粗灰分( Ash) 含量采用GB /T 6438—2007 的方法測定，鈣( Ca) 含量采用乙二胺四乙酸二鈉絡合滴定法( GB /T 6436—2002) 測定，磷(P) 含量采用鉬黃分光光度法( GB /T 6437—2002) 測定。中性洗滌纖維( NDF) 、酸性洗滌纖維( ADF) 、酸性洗滌木質(zhì)素( ADL) 含量根據(jù)Van Soest 等的方法，采用ANKOM － 2000i纖維分析儀進行測定。
1．5 計算公式
飼料樣品某營養(yǎng)成分某時間點瘤胃降解率( %) =100×( 降解前該營養(yǎng)成分含量－降解后該營養(yǎng)成分含量) /降解前該營養(yǎng)成分含量。
根據(jù)Ørskov 等提出的模型計算動態(tài)降解模型參數(shù)和有效降解率( ED) :
P = a+b( 1－e－ct ) ;
ED( %) = a+bc /( k+c) 。
式中: t 為飼料在瘤胃內(nèi)的停留時間( h) ; P 為某營養(yǎng)成分在t 時刻的瘤胃降解率( %) ; a 為快速降解部分( %) ; b 為慢速降解部分( %) ; c 為慢速降解部分的降解速率( % /h) ; ED 為飼料中某營養(yǎng)成分的有效降解率( %) ; k 為飼料中某營養(yǎng)成分的瘤胃外流速率( % /h) ，參考顏品勛等 k 值取0．031% /h。
1．6 統(tǒng)計分析
數(shù)據(jù)使用Excel 2016整理，使用SAS 9.4 中的NLIN 程序計算a、b、c 值，使用SPSS 25.0 進行單因素方差分析( one-way ANOVA) ，并用Duncan氏法進行多重比較檢驗，結(jié)果以平均值±標準差進行表示，以P＜0.05 作為差異顯著性的判斷標準。
2 結(jié)果
2．1 5種飼料的常規(guī)營養(yǎng)成分
由表2 可知，構(gòu)樹葉的CP 含量顯著高于其他4 種飼料( P＜0.05) ，構(gòu)樹枝葉和苜蓿干草的CP 含量顯著高于構(gòu)樹枝和燕麥草( P＜0.05) 。構(gòu)樹枝的CF 含量顯著高于其他4 種飼料(P＜0.05) ; 苜蓿干草和燕麥草的CF含量差異不顯著( P＞0.05) ，但顯著高于構(gòu)樹葉和構(gòu)樹枝葉( P＜0.05) 。5 種飼料的NDF 和ADF 含量差異顯著( P＜0.05) ，由高到低依次為構(gòu)樹枝、燕麥草、苜蓿干草、構(gòu)樹枝葉和構(gòu)樹葉。5 種飼料的ADL 含量差異顯著( P＜0.05) ，由高到低依次為構(gòu)樹枝、苜蓿干草、構(gòu)樹枝葉、燕麥草和構(gòu)樹葉。構(gòu)樹葉的EE 含量顯著高于其他4 種飼料( P＜0.05) ; 構(gòu)樹枝和苜蓿干草的EE含量差異不顯著( P＞0.05) ，但顯著低于構(gòu)樹枝葉和燕麥草( P＜0.05) 。5 種飼料的Ash 含量差異顯著( P＜0.05) ，由高到低依次為構(gòu)樹葉、構(gòu)樹枝葉、苜蓿干草、燕麥草和構(gòu)樹枝。構(gòu)樹葉的Ca和P含量均顯著高于其他4 種飼料( P＜0.05) 。
2．2 5種飼料的DM 瘤胃降解特性
由表3可知，在4、8 和12h，構(gòu)樹葉、構(gòu)樹枝葉和苜蓿干草的DM 瘤胃降解率差異不顯著( P＞0.05) ，但均顯著高于構(gòu)樹枝( P＜0.05) 。在36h，除構(gòu)樹枝以外，其他4種飼料的DM 瘤胃降解率均達到50%以上，構(gòu)樹枝的DM 瘤胃降解率顯著低于其他4 種飼料( P＜0.05) ，其中構(gòu)樹枝葉和苜蓿干草的DM 瘤胃降解率無顯著差異( P＞0.05) 。在48 和72 h，5 種飼料的DM 瘤胃降解率差異顯著( P＜0.05) ，由高到低依次為構(gòu)樹葉、構(gòu)樹枝葉、苜蓿干草、燕麥草和構(gòu)樹枝。
從5種飼料的DM 瘤胃降解參數(shù)可以看出，燕麥草的DM 快速降解部分最高，達到26. 68%，并且與苜蓿干草和構(gòu)樹葉無顯著差異( P＞0.05) ;構(gòu)樹枝的DM 快速降解部分最低，僅為9.84%，顯著低于其他4 種飼料( P＜0.05) 。構(gòu)樹葉的DM 慢速降解部分顯著高于其他4 種飼料( P＜0.05) 。5種飼料的DM 有效降解率差異顯著( P＜0.05) ，由高到低依次為構(gòu)樹葉、構(gòu)樹枝葉、苜蓿干草、燕麥草和構(gòu)樹枝。
2．3 5種飼料的CP 瘤胃降解特性
由表4 可知，在8 h，苜蓿干草的CP 瘤胃降解率達到50%以上，并顯著高于其他4 種飼料( P＜0.05) 。在24 和36 h，構(gòu)樹葉、構(gòu)樹枝葉和苜蓿干草的CP 瘤胃降解率無顯著差異( P＞ 0. 05) ，但均顯著高于燕麥草和構(gòu)樹枝( P＜0.05) 。在48 h，苜蓿干草和構(gòu)樹葉的CP 瘤胃降解率差異不顯著( P＞0.05) ，但均顯著高于構(gòu)樹枝葉、燕麥草和構(gòu)樹枝( P＜0.05) 。在72 h，構(gòu)樹葉的CP 瘤胃降解率最高，為90.13%，顯著高于其他4 種飼料( P ＜0.05) ; 構(gòu)樹枝葉與苜蓿干草無顯著差異( P ＞0.05) ，但均顯著高于構(gòu)樹枝和燕麥草( P＜0.05) 。
從5 種飼料的CP 瘤胃降解參數(shù)可以看出，燕麥草的CP 快速降解部分最高，為32.58%; 苜蓿干草和構(gòu)樹葉的CP 快速降解部分無顯著差異( P＞0.05) ; 構(gòu)樹枝的CP 快速降解部分最低，為11.96%，顯著低于其他4 種飼料( P＜0.05) 。構(gòu)樹葉和構(gòu)樹枝葉的CP 慢速降解部分差異不顯著( P＞0.05) ，顯著高于其他4 種飼料( P＜0.05) ; 燕麥草的CP 慢速降解部分最低，為37．78%，顯著低于其他4 種飼料( P＜0.05) 。5 種飼料的CP 有效降解率差異顯著( P＜0.05) ，由高到低依次為苜蓿干草、構(gòu)樹葉、構(gòu)樹枝葉、燕麥草和構(gòu)樹枝。
2．4 5種飼料的NDF瘤胃降解特性
由表5可知，在8和12h，構(gòu)樹枝葉、苜蓿干草和燕麥草的NDF瘤胃降解率無顯著差異( P ＞0.05) 。在72 h，構(gòu)樹葉的NDF 瘤胃降解率顯著高于其他4 種飼料( P＜0.05) ，構(gòu)樹枝葉和燕麥草的NDF 瘤胃降解率差異不顯著( P＞0.05) 。構(gòu)樹枝各個時間點的NDF瘤胃降解率均顯著低于其他4種飼料( P＜0.05) 。
從5 種飼料的NDF瘤胃降解參數(shù)可以看出，構(gòu)樹葉的NDF 快速降解部分最高，達到5.85%，顯著高于構(gòu)樹枝、苜蓿干草和燕麥草( P＜0.05) 。構(gòu)樹葉的NDF 慢速降解部分顯著高于其他4 種飼料( P＜0.05) ，構(gòu)樹枝葉、苜蓿干草和燕麥草的NDF慢速降解部分差異不顯著( P＞0.05) ; 構(gòu)樹枝的NDF 慢速降解部分最低，為46.3 7%。構(gòu)樹葉的NDF 有效降解率最高，顯著高于其他4 種飼料( P＜0.05) ; 構(gòu)樹枝葉和燕麥草的NDF 有效降解率無顯著差異( P＞0.05) ; 構(gòu)樹枝的NDF 有效降解率最低，僅為18.15%，顯著低于其他4 種飼料( P＜0.05) 。
2．5 5種飼料的ADF瘤胃降解特性
由表6 可知，在4 h，構(gòu)樹枝的ADF 瘤胃降解率最低，僅為3.89%，顯著低于其他4 種飼料( P＜0.05) 。在4、8、12 和24h，構(gòu)樹葉、苜蓿干草和燕麥草的ADF 瘤胃降解率無顯著差異( P ＞0.05) 。在4、2和24h，構(gòu)樹枝葉和苜蓿干草的ADF瘤胃降解率差異不顯著( P＞0.05) 。構(gòu)樹枝各個時間點的ADF 瘤胃降解率均顯著低于其他4 種飼料( P＜0.05) 。
從5 種飼料的ADF 瘤胃降解參數(shù)可以看出，構(gòu)樹葉的ADF 快速降解部分最高，但與其他4 種飼料無顯著差異( P＞0.05) 。構(gòu)樹葉的ADF 慢速降解部分最高，顯著高于其他4 種飼料( P＜0.05) ;構(gòu)樹枝葉和苜蓿干草的ADF 慢速降解部分差異不顯著( P＞0.05) 。5 種飼料的ADF 有效降解率差異顯著( P＜0.05) ，由高到低依次為構(gòu)樹葉、燕麥草、苜蓿干草、構(gòu)樹枝葉和構(gòu)樹枝。
3 討論
3．1 5種飼料的常規(guī)營養(yǎng)成分
本研究選用的5 種飼料的各營養(yǎng)成分含量存在一定的差異。左鑫等測定了不同產(chǎn)地的構(gòu)樹葉和構(gòu)樹枝葉的營養(yǎng)成分含量，表明構(gòu)樹葉的CP含量為17.78% ~26.47%，構(gòu)樹枝葉的CP 含量為15.80%~17.89%。本試驗測得的構(gòu)樹葉和構(gòu)樹枝葉的CP含量( 分別為21.32%、17.38%) 在其范圍之內(nèi)，說明江蘇地區(qū)的構(gòu)樹CP 含量與其他地區(qū)相似。與優(yōu)質(zhì)粗飼料苜蓿干草相比，構(gòu)樹葉的CP含量高于苜蓿干草，而構(gòu)樹枝葉與苜蓿干草相近，構(gòu)樹枝的CP含量較低并與燕麥草相當。因此，構(gòu)樹的CP含量能夠達到常用粗飼料水平。構(gòu)樹葉的CF含量低于18%，根據(jù)飼料分類原則，不屬于粗飼料，這與左鑫等的研究結(jié)果一致。相反，構(gòu)樹枝葉和構(gòu)樹枝可以歸屬于粗飼料資源。構(gòu)樹葉和構(gòu)樹枝葉的NDF和ADF含量比苜蓿干草和燕麥草低，而構(gòu)樹枝的NDF和ADF含量高于苜蓿干草和燕麥草，這與屠焰等測定的結(jié)果不同，可能與構(gòu)樹的品種、產(chǎn)地、收獲季節(jié)以及構(gòu)樹的生長高度有關。此外，構(gòu)樹枝葉和構(gòu)樹枝能夠滿足NＲC( 2001) 對泌乳奶牛飼糧中NDF和ADF的推薦標準，說明構(gòu)樹枝葉和構(gòu)樹枝可作為奶牛粗飼料使用。構(gòu)樹枝的ADL含量最高，而構(gòu)樹葉最低，說明木本植物的枝條部分木質(zhì)化程度較高。構(gòu)樹葉和構(gòu)樹枝葉Ash和Ca含量較高，這與屠焰等的研究結(jié)果相一致，另外，P含量上與常用粗飼料無差異，因此在實際應用上應當注意Ca和P比例的協(xié)調(diào)。
3．2 5種飼料的DM 瘤胃降解特性
DM瘤胃降解率作為干物質(zhì)采食量(DMI) 的重要影響參數(shù)，DM瘤胃降解率越高動物的DMI越大。在本試驗中，不同飼料的DM瘤胃降解率表現(xiàn)出較大差異，其中苜蓿干草各個時間點的DM瘤胃降解率以及DM有效降解率與馬健等的研究結(jié)果相一致，燕麥草的研究結(jié)果與劉艷芳等的研究結(jié)果相一致。構(gòu)樹葉各個時間點的DM 瘤胃降解率均為最高，說明構(gòu)樹葉易于奶牛消化; 構(gòu)樹枝葉和苜蓿干草在各個時間點的DM 瘤胃降解率表現(xiàn)出一定的相似性，都表現(xiàn)為24 h 之前上升較快，之后趨于穩(wěn)定，在DM有效降解率方面構(gòu)樹枝葉與苜蓿干草相當，說明構(gòu)樹枝葉與苜蓿干草都利于奶牛消化; 而構(gòu)樹枝各個時間點的DM 瘤胃降解率均為最低，并且在各個時間點上升幅度較緩，在DM有效降解率方面也低于燕麥草，說明構(gòu)樹枝的單獨飼喂價值較低。從上述數(shù)據(jù)可以推測，奶牛對構(gòu)樹葉和構(gòu)樹枝葉的DMI 要高于苜蓿干草和燕麥草，而構(gòu)樹枝的DMI 相較于其他4 種飼料最低。
3．3 5種飼料的CP 瘤胃降解特性
CP瘤胃降解率主要受飼料蛋白質(zhì)的含量、組成以及在瘤胃中滯留時間的影響。本試驗中，苜蓿干草和燕麥草的CP有效降解率分別為67.59%和52.41%，這與前人的研究結(jié)果大致相同。在5 種飼料中，構(gòu)樹葉的CP 含量最高，與苜蓿干草相比，CP有效降解率也較高，能夠達到優(yōu)質(zhì)牧草的水平。構(gòu)樹枝各個時間點的CP瘤胃降解率和CP有效降解率最低，說明構(gòu)樹枝的蛋白質(zhì)不易被奶牛消化利用。Satter指出，飼料的CP瘤胃降解率受飼料本身性質(zhì)的影響很大，快速降解部分、慢速降解部分和不易降解部分在不同飼料中比例不同。本試驗中，構(gòu)樹枝葉和苜蓿干草的CP含量相當，但快速降解部分和慢速降解部分與苜蓿干草差異較大，并且苜蓿干草的CP有效降解率比構(gòu)樹枝葉更高，這說明CP瘤胃降解率受到飼料中的蛋白質(zhì)含量、組成和在瘤胃滯留時間等多種因素的影響，單從飼料的化學分析方法無法準確判斷飼料的營養(yǎng)價值，需要結(jié)合動物消化試驗加以準確判斷。
3．4 5種飼料的NDF和ADF瘤胃降解特性
飼料中NDF 和ADF 瘤胃降解率是評價飼料品質(zhì)的重要指標，其值的大小反映了飼料纖維物質(zhì)在瘤胃內(nèi)消化的難易程度。其中NDF包括了植物細胞壁的大部分成分，主要有纖維素、半纖維素、木質(zhì)素，而ADF主要有纖維素和木質(zhì)素，其中木質(zhì)素是限制瘤胃微生物消化降解的重要因素。從各種飼料的NDF和ADF快速降解部分均處于較低水平可以看出，飼料中的纖維類物質(zhì)在瘤胃內(nèi)難以被快速降解。本試驗中，苜蓿干草與燕麥草的NDF 和ADF 有效降解率與前人的研究結(jié)果大致相同，構(gòu)樹葉各個時間點的NDF和ADF瘤胃降解率高于苜蓿干草和燕麥草，在NDF 和ADF 有效降解率方面也表現(xiàn)出相同規(guī)律，這說明構(gòu)樹葉的纖維類物質(zhì)在瘤胃內(nèi)相較于苜蓿干草和燕麥草更易于降解，這可能與飼料本身的纖維物質(zhì)組成有關，構(gòu)樹葉的NDF、ADF 和ADL含量相較于苜蓿干草和燕麥草更低。構(gòu)樹枝葉的NDF和ADF有效降解率與苜蓿干草相比差異較小，總體而言構(gòu)樹枝葉的NDF和ADF瘤胃降解率能夠達到奶牛常用粗飼料所具有的水平。構(gòu)樹枝的NDF和ADF慢速降解部分以及有效降解率均低于苜蓿干草和燕麥草，這說明木本植物枝條中的纖維物質(zhì)相較于豆科和禾本科牧草更難被瘤胃降解。從構(gòu)樹枝的NDF組成中得出構(gòu)樹枝中較高的ADL含量的是限制反芻動物消化利用的重要原因。
4 結(jié)論
① 構(gòu)樹不同部位中以構(gòu)樹葉的CP含量最高，且CF含量低于18%，具備較高的瘤胃降解率，可作為飼料蛋白質(zhì)來源。
② 從DM、CP、NDF和ADF瘤胃降解率分析，構(gòu)樹枝葉有較好的瘤胃降解特性，具備粗飼料資源開發(fā)潛力。
③ 構(gòu)樹枝的NDF和ADF瘤胃降解率較低，主要在于木質(zhì)素含量較高，可以進行適當?shù)奶幚韥磉M一步提高飼用價值。
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