不同精粗飼料比例對壓縮型TMR 顆粒飼料成型品質(zhì)影響的研究

葛文霞， 柳旭偉， 梁 靜， 劉艷豐， 聶存喜， 張文舉*

（1.新疆農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院動物科技分院，新疆昌吉831100；2.石河子大學(xué)動物科技學(xué)院，新疆石河子832003；3.新疆畜牧科學(xué)院飼料研究所，新疆烏魯木齊830000）

壓縮型TMR 顆粒成型飼料， 是根據(jù)草食性動物的營養(yǎng)需要， 將精料補充料和經(jīng)過揉碎的粗飼料，按照一定的比例混合均勻，通過制粒機將其擠壓成型， 加工制得的一種營養(yǎng)全面的壓縮型顆粒飼料。 我國秸稈資源十分豐富， 但據(jù)“十三五”秸稈綜合利用實施方案的指導(dǎo)意見統(tǒng)計，我國2015 年的秸稈理論資源量為10.4 億t，秸稈綜合利用率達到了80.1%；但是飼料化利用占比僅為18.8%， 大量的秸稈被焚燒或直接還田，不但造成了資源的浪費，而且造成了嚴重的環(huán)境污染（中華人民共和國發(fā)展和改革委員會，2018、2016； 孟軍等，2011）。 秸稈等粗飼料顆?；幚砗?，對反芻動物無不良影響，不但可以顯著提高飼料的適口性， 有效防止反芻動物挑食（Michacl，1995），減少浪費，節(jié)省存貯空間，還能提高反芻動物飼料干物質(zhì)采食量、 消化率和日增重（Blanco，2014；Owen，1982），還可以降低飼養(yǎng)的成本（張勇等，2017）；與此同時，顆粒飼料中粉碎的粗飼料可改變瘤胃揮發(fā)性脂肪酸發(fā)酵類型由乙酸發(fā)酵向丙酸發(fā)酵轉(zhuǎn)變， 有利于能量的利用和肉羊的增重（史清河等，1999）。 因此，本試驗以壓縮型TMR 顆粒飼料為對象， 研究精粗飼料比對壓縮型TMR 顆粒飼料成型品質(zhì)影響， 以期為壓縮型TMR 顆粒飼料的生產(chǎn)提供技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 飼料原料 玉米秸稈購自石河子145 團；苜蓿干草購自昌吉市廟爾溝鄉(xiāng)；玉米、麩皮、豆粕、葵粕、磷酸二氫鈣、石粉、食鹽、膨潤土以及添加劑預(yù)混料購自昌吉市昌鼎工貿(mào)有限公司。

1.1.2 飼料加工設(shè)備 農(nóng)用秸稈粉碎機； 時產(chǎn)1噸小型飼料顆粒機生產(chǎn)線，包括立式攪拌機、螺旋上料機、料倉、400 型飼料顆粒機、皮帶機、飼料冷卻機。

1.2 壓縮型TMR 顆粒飼料的生產(chǎn)工藝 通過預(yù)試驗，獲得如下生產(chǎn)工藝參數(shù)：玉米秸稈和苜蓿干草粉碎至10 mm 左右→初篩→除雜 （泥塊、砂石、金屬、粉碎不充分的大玉米芯塊等）→玉米秸稈、苜蓿干草和精飼料按比例混合攪拌（4 min）→二次粉碎（2 mm）→調(diào)質(zhì)（水分控制17%，溫度85 ℃，時間25 s）→擠壓制?！鋮s→產(chǎn)品。

1.3 試驗方法

1.3.1 試驗設(shè)計 采用3×3 二因子試驗設(shè)計，選擇的粗飼料資源為玉米秸稈和苜蓿干草。 玉米秸稈和苜蓿干草的比例分別為1∶2、1∶1、2∶1。 經(jīng)預(yù)試驗發(fā)現(xiàn)， 當(dāng)混合飼料中粗飼料比例超過80%時，生產(chǎn)效率低，制粒性能低，制粒機?？滓锥氯?，飼料發(fā)黑，制粒機出現(xiàn)停車現(xiàn)象。因此設(shè)計3 個不同水平的精粗飼料比5∶5、4∶6、3∶7， 采用雙因子多水平試驗設(shè)計，按照壓縮TMR 顆粒飼料生產(chǎn)工藝流程生產(chǎn)產(chǎn)品。 試驗因素和水平見表1。

表1 精粗比、玉米秸稈和苜蓿干草比的水平

1.3.2 妊娠母羊飼料配方的設(shè)計 參照中華人民共和國國農(nóng)業(yè)行業(yè)標準NY/T 816-2004 肉羊飼養(yǎng)標準，利用常規(guī)飼料原料，以妊娠母羊為研究對象，設(shè)計飼料配方。 各試驗組飼料配方見表2。

1.4 測定指標及方法

1.4.1 樣品制備 每批飼料制粒時間約30 min后，在出料口，每隔5 min 取樣一次，每次約取1 kg。取樣后，將每個樣品充分混合，按照四分法將樣品量縮至1.2 kg 左右，供分析用。

表2 妊娠母羊飼料配方

1.4.2 感官性狀評價 通過感官判斷飼料色澤是否均勻、表面是否光滑、有無裂痕。

1.4.3 直徑和長度測定 從樣品中隨機選取20粒顆粒料， 用游標卡尺逐個測定直徑， 計算平均值；取20 粒，逐個測定長度，計算平均值。 游標卡尺規(guī)格：150 mm，精度：0.02 mm。

1.4.4 顆粒硬度測定 參考《飼料分析及飼料質(zhì)量檢測技術(shù)》中關(guān)于顆粒飼料硬度的測定。從樣本中，隨機取出20 個顆粒，用谷物硬度測定儀測定，將顆粒飼料徑向夾于彈簧夾具上， 讀取顆粒被壓斷前的最大壓力，計算平均值。

1.4.5 含粉率測定 根據(jù)國標GB/T16765-1997進行測定。選用2.00 mm 的標準篩，取約600 g 的樣品，進行手工篩理（110～120 次/min，往復(fù)范圍10 cm），篩理5 min，稱取篩下物，按公式計算含粉料所占比。

式中：φ1表示含粉率，m0表示樣品總質(zhì)量，m1表示篩下物質(zhì)量。

1.4.6 粉化率測定 取600 g 左右的樣品， 在篩孔為3.5 mm 的篩格內(nèi)預(yù)篩5 min，在篩上物中稱取樣品500 g，制備兩份。 分別裝入粉化儀的兩個回轉(zhuǎn)箱內(nèi)，蓋緊箱蓋，開動粉化儀，回轉(zhuǎn)箱箱體回轉(zhuǎn)500 轉(zhuǎn)，回轉(zhuǎn)10 min，停機后取出樣品，放于篩孔3.5 mm 的篩格內(nèi)，篩理5 min，稱取篩上物。 按公式計算粉化率。

式中：φ2表示粉化率，m 表示回轉(zhuǎn)后篩上物質(zhì)量。

1.4.7 容重測定 將顆粒料粉碎， 過10 目篩板。取粉碎后樣品， 非常輕而仔細地將樣品倒入至1000 mL 的量筒， 直到正好至1000 mL 的刻度線為止，并用小藥匙調(diào)整容積。然后將樣品從量筒中倒出，并稱重，每個樣品測三次，取其平均值。

1.4.8 密度測定 在制粒機出料口處， 接取成型顆粒飼料約50 粒，自然冷卻，顆粒溫度不高于環(huán)境溫度5 ℃， 從50 粒成型顆粒飼料中挑選出表面完整的1/5 作為測量樣品，用“0”號砂紙將樣品兩端磨平， 用游標卡尺測量每一個顆粒的直徑和長度，并稱其質(zhì)量，計算顆粒的密度，取平均值。 每隔5 min 重復(fù)取樣測定一次，共測3 次，計算平均值。

式中：ρ 為顆粒飼料密度，md為單顆飼料的質(zhì)量，D 為單顆飼料的直徑，L 為單顆飼料的長度。

1.5 數(shù)據(jù)分析 試驗所得數(shù)據(jù)用Excel 2010 進行整理， 用SPSS 17.0 統(tǒng)計軟件的One-way ANOVA進行方差分析， 采用LSD 法對組間差異顯著性進行檢驗，差異顯著性判斷標準為P ＜0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同精粗比對TMR 顆粒飼料感官性狀的影響 經(jīng)肉眼觀察、手觸摸，各組顆粒感官結(jié)果見表3。 各組飼料外觀色澤都較均勻，無異味兒。 當(dāng)精粗比為5∶5 時，顆粒直、緊致、外觀光滑、色澤均勻、含粉少；精粗比為4∶6 時，顆粒直、略松散、外觀較光滑，用手緊握后，松開手上殘留少量粉末；精粗比為3∶7 時，顆粒直、略松散、外觀不光滑，少部分冷卻后表面產(chǎn)生橫向裂痕、含粉較多。經(jīng)感官判斷， 飼料的精粗比對壓縮顆粒的感官性狀有明顯影響，同一精粗條件下，粗飼料的組成對壓縮顆粒的感官性狀沒有明顯影響， 由此可見， 壓縮型TMR 顆粒的外觀性狀與飼料的精粗比密切相關(guān)。試驗結(jié)果表明，當(dāng)飼料精粗比為5∶5 時，顆粒感官性狀要優(yōu)于其他比例顆粒飼料。

2.2 不同精粗比對TMR 顆粒飼料物理指標的影響

2.2.1 不同精粗比對TMR 顆粒飼料含粉率和粉化率的影響 顆粒飼料的含粉率和粉化率是評定顆粒飼料加工品質(zhì)的兩項重要指標。 雖然目前還沒有發(fā)行的關(guān)于反芻動物全混合顆粒飼料的國家標準和行業(yè)標準，但由表4 和圖1、圖2 可見，在不同比例條件下， 各組飼料的含粉率和粉化率均在雞、 鴨、 豬、 兔顆粒飼料國家標準（含粉率＜4.0%、粉化率＜10%）以下，符合顆粒飼料生產(chǎn)要求。試驗結(jié)果表明，不同精粗比對顆粒飼料的粉化率和含粉率有顯著影響（P ＜0.05），不同的玉米秸稈與苜蓿干草比對顆粒飼料的含粉率和粉化率的影響不顯著（P ＞0.05）。 試驗結(jié)果顯示，精粗比為5 ∶5 組 的 含 粉 率 較4 ∶6 和3 ∶7 組 顯 著 降 低 了59.25%和74.56%，精粗比為5∶5 組的粉化率較4∶6 和3∶7 組顯著降低了35.20%和47.95%。 由此可見，在壓縮型TMR 顆粒飼料中加入適量的粉狀粗飼料，依然可以保證有較好的顆粒飼料成型度。

表3 不同精粗比對TMR 顆粒飼料感官性狀的影響

表4 不同精粗比對TMR 顆粒飼料物理指標的影響

圖1 不同精粗比對TMR 顆粒飼料含粉率的影響

2.2.2 不同精粗比對TMR 顆粒飼料硬度的影響由表4 和圖3 可見， 隨著飼料中粗飼料比例的增加， 飼料顆粒的硬度逐漸降低， 不同精粗比條件下，各組間差異顯著（P ＜0.05），不同的玉米秸稈與苜蓿干草比對顆粒飼料硬度的影響不顯著（P ＞0.05）。 精粗比為5∶5 組TMR 顆粒的硬度較4∶6 和3∶7 組提高了14.05%和18.08%。 雖然不同的玉米秸稈與苜蓿干草比對顆粒飼料硬度的影響不顯著，但秸稈比例增加，苜蓿干草比例下降時，飼料顆粒的硬度隨之下降。

圖2 不同精粗比對TMR 顆粒飼料粉化率的影響

圖3 不同精粗比對TMR 顆粒飼料硬度的影響

2.2.3 不同精粗比對TMR 顆粒飼料容重和密度的影響 由表4、圖4 和圖5 可見，飼料中的精粗比對TMR 顆粒飼料容重和密度有顯著影響 （P ＜0.05）。 隨著飼料中粗飼料比例的增加，飼料顆粒的容重和密度逐漸降低，不同的玉米秸稈與苜蓿干草比對顆粒飼料容重的影響顯著（P ＜0.05），對密度的影響不顯著（P ＞0.05）。 精粗比為5∶5 組TMR 顆粒的容重較4∶6 和3∶7 組提高了4.28%和16.35%，密度提高了2.21%和8.85%；玉米秸稈與苜蓿干草比為1∶2 組TMR 顆粒的容重較1∶1 和2∶1 組降低了2.05%和9.11%，密度提高了1.61%和4.69%。 從表4 中的統(tǒng)計結(jié)果可以看到，飼料中的精粗比例以及粗飼料的組成之間存在交互作用， 對TMR 顆粒飼料容重和密度有顯著影響（P ＜0.05）。

圖4 不同精粗比對TMR 顆粒飼料容重的影響

圖5 不同精粗比對TMR 顆粒飼料密度的影響

2.2.4 不同精粗比對TMR 顆粒飼料長度和直徑的影響 由表4 和圖6 可見， 在同一工藝參數(shù)條件下，飼料中的精粗比以及粗飼料的來源都會影響到壓縮顆粒的長度（P ＜0.05）。 隨著飼料中粗飼料比例的增加，顆粒的長度隨之增加；相同精粗比的條件下，增加玉米秸稈比例降低苜蓿干草比例，顆粒長度隨之下降。 精粗比為5∶5 組TMR 顆粒的長度較4∶6 和3∶7 組降低了1.56%和4.02%。 由表4 可見， 飼料中的精粗比例和粗飼料的來源對TMR 壓縮顆粒直徑?jīng)]有顯著影響（P ＞0.05）。 由統(tǒng)計結(jié)果可見，飼料中的精粗比例以及粗飼料的組成對顆粒的長度和直徑?jīng)]有交互作用（P ＞0.05）。

圖6 不同精粗比對TMR 顆粒飼料長度的影響

3 討論

3.1 不同精粗比對TMR 顆粒飼料感官性狀的影響 通過感官比較發(fā)現(xiàn)，隨著飼料中粗飼料比例的增加，尤其是當(dāng)粗飼料中玉米秸稈含量逐漸增加時，顆粒飼料感官品質(zhì)逐漸下降，光滑度降低，含粉增多，顆粒表面會產(chǎn)生橫紋，美觀度下降。這些情況的產(chǎn)生可能和飼料中粗飼料的粉碎程度以及粗纖維的含量有關(guān)。 李峰等 （2014）報道， 當(dāng)使用纖維含量較多的膨松飼料原料制粒時，并且原料粉碎不足時，就會發(fā)生顆粒表面出現(xiàn)橫紋的情況，從而影響到顆粒飼料的外觀和適口性。這樣的顆粒料是在將飼料擠入到環(huán)模的?？讜r，因其中含有比?？卓讖介L的纖維，當(dāng)顆粒被擠出后，纖維的膨脹作用使得在顆粒料的橫截面上產(chǎn)生了橫貫裂紋。

3.2 不同精粗比對TMR 顆粒飼料含粉率和粉化率的影響 顆粒飼料的含粉率高低直接影響到動物對成型飼料的利用程度（劉志剛等，2017）；粉化率過高，在貯存的過程中易發(fā)生破碎、分離，造成飼料養(yǎng)分的損失；粉化率過低，易造成動物消化困難，還增加能耗和成本（陳貴銀，2008）。 本試驗結(jié)果表明，隨著粗飼料水平的增加，成型后飼料的含粉率和粉化率也隨之增加。 李佳麗等（2015）報道，配方中增加草粉的比例，顆粒飼料的粉化率和含粉率隨之降低。壓制顆粒飼料時，以谷物為主要原料，淀粉含量越高，顆粒料的耐久性指數(shù)越好，粉化率越低。

3.3 不同精粗比對TMR 顆粒飼料硬度的影響硬度是檢測顆粒飼料品質(zhì)的重要指標之一，表示飼料顆粒的結(jié)實程度。 生產(chǎn)中，顆粒飼料硬度要求適中，硬度太高，影響適口性，進而影響生產(chǎn)性能；硬度太低，脆性增加，易碎，飼料的粉化率增加，造成浪費，影響飼料品質(zhì)。 本研究中，隨著飼料中精飼料比例的降低， 粗飼料比例的升高，壓縮型TMR 顆粒硬度降低。研究表明，適當(dāng)增加谷物用量， 可以提高飼料顆粒的硬度 （于翠平等，2014）。 本試驗混合飼料中精飼料主要原料為玉米，淀粉含量高，在制粒過程中，發(fā)生糊化作用，飼料黏性增強，硬度增加；粗纖維自身雖然沒有黏性，但是試驗結(jié)果表明，適量的粗纖維有利于飼料的黏結(jié)，這可能是因為飼料中的粗纖維和飼料中其他富有黏性的物質(zhì)結(jié)合后，在飼料顆粒中形成骨架，起到支撐作用，從而提高了飼料顆粒的硬度。本試驗混合飼料中粗飼料主要原料為玉米秸稈和苜蓿干草， 隨著粗飼料比例的增加，粗纖維含量增加，淀粉減少，硬度降低。在預(yù)試驗中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)粗飼料所占比例超過80%時，顆粒飼料成型率低，超過90%時，難以成型，生產(chǎn)效率低，粗纖維含量過高，明顯降低顆粒飼料生產(chǎn)效率和成型率。 飼料中粗纖維含量過高時，飼料通過制粒機環(huán)模時間延長，飼料顆粒變硬，壓縮性降低，擠壓困難，不易制粒，而且對設(shè)備有較大的磨損，降低機械使用壽命和生產(chǎn)效率。 因此，飼料中適宜的粗纖維水平有利顆粒成型，顆粒飼料適宜的硬度更有利于倉儲和運輸。

3.4 不同精粗比對TMR 顆粒飼料容重和密度的影響 TMR 飼料經(jīng)制粒后，體積減小，便于運輸，節(jié)約了貯存空間。 莫放等（2016）研究發(fā)現(xiàn)，用玉米秸稈、苜蓿干草和精飼料混合，加工制成秸稈精粗顆粒飼料， 其密度比玉米秸稈增加了10 倍，因此減少了貯運空間，避免牛羊挑食，降低了飼喂浪費，縮短了飼喂時間，而且能改善飼料適口性，增加采食量。本試驗結(jié)果表明，飼料中不同的精粗比可影響顆粒的容重， 隨著飼料中精飼料比例的降低，粗飼料比例的增加，TMR 顆粒的容重降低。飼料容重反映了飼料的密度。容重輕、密度小的飼料，顆粒較疏松，運輸中易崩裂；容重大，所占體積小，節(jié)約包裝成本。

3.5 不同精粗比對TMR 顆粒飼料長度和直徑的影響 顆粒飼料的長度和直徑可影響動物的采食行為、采食量、生產(chǎn)性能以及反芻動物瘤胃的功能。Bonfante（2016）等研究發(fā)現(xiàn)，和混合飼料相比，飼喂直徑為8 mm 的顆粒料， 奶牛的干物質(zhì)采食量更高，反芻時間減少，短時間內(nèi)可以改善奶牛瘤胃健康狀況和生產(chǎn)性能。謝建亮等（2019）分析不同顆粒粒度對不同牛群消化率發(fā)現(xiàn)，TMR 日糧顆粒的粒度越大，粗飼料越長，飼料過瘤胃的速度越慢。 趙興等（2020）研究發(fā)現(xiàn)，在干物質(zhì)攝入量一定的條件下，降低羔羊全混合日糧苜蓿草顆粒長度，可以提高羔羊的生長性能，育肥效率也更高。 楊麗（2017）研究發(fā)現(xiàn)，飼喂波爾山羊不同直徑和長度的顆粒飼料，會顯著影響山羊的采食行為、 飼料中養(yǎng)分的表觀消化率和生產(chǎn)性能。本研究結(jié)果表明， 在工藝參數(shù)一致的條件下，顆粒飼料的長度既受飼料中精粗比例影響，也受粗飼料組成的影響，這可能與飼料中粗纖維含量和粗纖維來源有關(guān)， 目前有關(guān)這方面的研究較少。后續(xù)研究還需進一步探討不同來源的纖維結(jié)構(gòu)與顆粒料長度之間的關(guān)系。

4 結(jié)論

在一定范圍內(nèi)， 不同精粗飼料比和粗飼料的組成會影響壓縮型TMR 顆粒飼料感官性狀和含粉率、粉化率、硬度、容重、密度和長度等成型品質(zhì)指標。當(dāng)飼料精粗比為5∶5 ～3∶7，精飼料比例越高越有利于TMR 顆粒飼料的成型；相同精粗比的條件下，增加玉米秸稈比例降低苜蓿干草比例，顆粒容重和長度隨之下降。