4種全株高粱青貯的飼用價(jià)值評(píng)定

許家寶 王 靜 張唯玉 陶薪燕 張?jiān)聥?張丹丹 程 景 張亞偉 李 博 張?jiān)獞c

(山西農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)學(xué)院,太谷 030801)

近年來(lái),玉米等能量飼料價(jià)格長(zhǎng)期居高不下,使得高粱的飼用價(jià)值受到養(yǎng)殖、飼料行業(yè)的高度關(guān)注[1]。國(guó)家推進(jìn)玉米豆粕減量替代工作,也為高粱產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了新的方向。高粱,也稱蜀黍、烏禾、茭子等,為禾本科高粱屬一年生草本植物[2],具有抗旱、耐澇、耐鹽堿、耐貧瘠的特點(diǎn),易于種植且產(chǎn)量較高[3]。合理利用高粱資源,可以有效降低飼養(yǎng)成本,緩解飼料成本高帶來(lái)的養(yǎng)殖壓力。研究表明,高粱的粗脂肪(EE)和粗纖維(CF)含量低于玉米,但淀粉、鈣、有效磷含量高于玉米,具有較好的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值[4]。也有研究表明,高粱的干物質(zhì)(DM)、中性洗滌纖維(NDF)含量與玉米接近,粗蛋白質(zhì)(CP)和淀粉含量高于玉米,完全有潛能替代玉米作為飼糧中的能量飼料[5-6]。但是,不同品種高粱間營(yíng)養(yǎng)成分含量差異較大。當(dāng)前,國(guó)內(nèi)有關(guān)高粱青貯飼用化的研究主要集中于甜高粱,對(duì)于不同品種全株高粱青貯飼用化的研究較為少見(jiàn)。體外產(chǎn)氣法和尼龍袋法是2種常用的飼料價(jià)值評(píng)價(jià)方法,采用體外產(chǎn)氣法結(jié)合尼龍袋法可以測(cè)定飼料的降解程度,對(duì)飼料的飼用價(jià)值做出合理評(píng)價(jià)。本試驗(yàn)通過(guò)測(cè)定4種全株高粱青貯的常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分及單寧含量,并采用體外產(chǎn)氣法和尼龍袋法對(duì)其飼用價(jià)值進(jìn)行評(píng)價(jià),旨在為不同品種全株高粱青貯的營(yíng)養(yǎng)成分進(jìn)行數(shù)據(jù)補(bǔ)充,并為其推廣利用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

2021年10月在山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院高粱研究所試驗(yàn)基地采割處于蠟熟期的4個(gè)品種高粱(晉糯3號(hào)、晉雜1531、晉雜2001、遼甜1號(hào)),經(jīng)切割機(jī)初步粉碎,制作桶裝全株高粱青貯飼料,每個(gè)品種制作5桶作為5個(gè)生物學(xué)重復(fù),共計(jì)20桶(4個(gè)品種×5個(gè)重復(fù))。室溫厭氧發(fā)酵120 d后開(kāi)桶,采集樣品于65 ℃條件下烘干后粉碎,過(guò)40目篩,制成不同品種全株高粱青貯樣品。

1.2 試驗(yàn)動(dòng)物

選取山西省農(nóng)科院畜牧獸醫(yī)研究所試驗(yàn)牛場(chǎng)6頭健康、體態(tài)良好、裝有永久瘤胃瘺管的晉南牛作為瘤胃液供體和試驗(yàn)動(dòng)物。

1.3 常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分及單寧含量測(cè)定

采用GB/T 6435—2006[7]中方法測(cè)定DM含量,采用GB /T 6432—2018[8]中方法測(cè)定CP含量,采用GB /T 6433—2006[9]中方法測(cè)定EE含量,采用GB /T 6438—2007[10]中方法測(cè)定粗灰分(Ash)含量,采用GB/T 15686—2008[11]中方法測(cè)定單寧含量,參照Van Soest等[12]的方法測(cè)定NDF、酸性洗滌纖維(ADF)和酸性洗滌木質(zhì)素(ADL)含量,使用氧彈熱量計(jì)(ZDHW-8,鶴壁天冠儀器儀表公司)測(cè)定總能(GE),參照熊易強(qiáng)[13]的方法測(cè)定淀粉含量。

1.4 體外試驗(yàn)

1.4.1 體外培養(yǎng)裝置

培養(yǎng)管為100 mL的玻璃注射器,最小刻度為1 mL,注射器前端安裝乳膠管,乳膠夾子封閉。為防止氣體泄漏,需要在注射器芯壁均勻涂一層凡士林。

1.4.2 緩沖液及人工瘤胃培養(yǎng)液的配制

按照表1方案配制緩沖液的各組分,然后取400 mL蒸餾水、0.1 mL A液、200 mL B液、200 mL C液、1 mL 刃天青溶液和40 mL還原劑溶液混合均勻即為緩沖液。緩沖液配制完成后通入二氧化碳(CO2)達(dá)到飽和狀態(tài),預(yù)熱至39 ℃,混合溶液顏色變淡或無(wú)色。

表1 緩沖液各組分的配制方案

人工瘤胃培養(yǎng)液的配制:于試驗(yàn)當(dāng)天晨飼前(07:00)采集瘤胃液(1 000 mL),使用4層紗布進(jìn)行過(guò)濾,將濾液與緩沖液按照1∶2的比例混合制成人工瘤胃培養(yǎng)液。人工瘤胃培養(yǎng)液邊保溫(39 ℃)邊使用磁力攪拌器攪拌,同時(shí)通CO2至少30 min,直至溶液褪至無(wú)色。

1.4.3 體外產(chǎn)氣試驗(yàn)

稱量0.22 g發(fā)酵底物送至100 mL培養(yǎng)管的前端,加入30 mL人工瘤胃培養(yǎng)液后(空白管只加人工瘤胃培養(yǎng)液),在水浴恒溫振蕩器中反應(yīng),記錄不同時(shí)間點(diǎn)(0、1、2、4、8、12、16、20、24、28、32、36、40、48、56、60、72 h)的產(chǎn)氣量,每個(gè)樣品設(shè)置2個(gè)重復(fù)。發(fā)酵72 h后,冷水終止發(fā)酵,將發(fā)酵液排出至離心管中,離心(4 ℃,5 400 r/min,15 min)后取上清液并測(cè)定pH,然后將上清液分裝至3個(gè)2 mL離心管中,置于-80 ℃冰箱保存,用于揮發(fā)性脂肪酸(volatile fatty acid,VFA)和氨態(tài)氮(NH3-N)含量的測(cè)定。

1.5 尼龍袋試驗(yàn)

稱取5 g樣品裝入尼龍袋(12 cm×8 cm,孔徑為300目)中,每個(gè)樣品每個(gè)時(shí)間點(diǎn)(4、8、16、24、48、72 h)設(shè)置6個(gè)重復(fù),分別放入6頭裝有永久性瘤胃瘺管的晉南牛瘤胃中,依次在4、8、16、24、48、72 h時(shí)將尼龍袋取出,冰水冷卻終止發(fā)酵,用自來(lái)水沖洗尼龍袋直至流水澄清。然后置于65 ℃烘箱中烘至恒重,稱重后,取樣品殘?jiān)鼫y(cè)定DM、CP、NDF、ADF含量,并計(jì)算各指標(biāo)的消失率及降解參數(shù)。

1.6 參數(shù)模擬

采用體外發(fā)酵模型計(jì)算產(chǎn)氣參數(shù),計(jì)算公式[14]如下:

GP=b(1-e-ct)。

式中:GP為0.2 g底物于t時(shí)間點(diǎn)的產(chǎn)氣量(mL);b為0.2 g底物的理論最大產(chǎn)氣量(mL);c為產(chǎn)氣速度(h-1);t為體外培養(yǎng)時(shí)間(h)。

各營(yíng)養(yǎng)成分實(shí)時(shí)消失率和降解參數(shù)的計(jì)算公式[15]如下:

式中:P(t)為t時(shí)間點(diǎn)某營(yíng)養(yǎng)成分消失率(%);A為樣品降解前重量(g);B為某營(yíng)養(yǎng)成分降解前含量(%);C為樣品降解后重量(g);D為某營(yíng)養(yǎng)成分降解后含量(%);a為快速降解部分(%);b為慢速降部分(%);t為待測(cè)飼料在瘤胃中留滯時(shí)間(h);c為慢速降解部分的降解速率(%/h);ED為某營(yíng)養(yǎng)成分有效降解率(%);k為待測(cè)飼料的瘤胃流通速率( h-1),k=0.025 3 h-1[16]。

1.7 數(shù)據(jù)處理與分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)使用Excel2016進(jìn)行初步整理,然后使用SPSS 21.0軟件進(jìn)行單因素方差分析,并采用Duncan氏法進(jìn)行多重比較,P<0.05為差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 4種全株高粱青貯的常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分及單寧含量

表2所示為4種全株高粱青貯的常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分及單寧含量。4種全株高粱青貯的DM含量變化范圍為24.85%～38.83%,其中晉糯3號(hào)、晉雜2001和晉雜1531之間沒(méi)有顯著差異(P>0.05),但均顯著高于遼甜1號(hào)(P<0.05)。不同品種全株高粱青貯之間GE和Ash含量無(wú)顯著差異(P>0.05),但淀粉、CP、EE含量均有顯著差異(P<0.05)。4種全株高粱青貯中淀粉含量由高到低依次為晉糯3號(hào)(24.30%)、晉雜2001(21.74%)、晉雜1531(18.10%)、遼甜1號(hào)(10.94%);CP含量由高到低依次為晉糯3號(hào)(7.50%)、晉雜2001(7.04%)、晉雜1531(5.62%)、遼甜1號(hào)(4.50%);EE含量則以晉雜2001最高,晉雜1531和晉糯3號(hào)次之,遼甜1號(hào)最低。遼甜1號(hào)的NDF、ADF和ADL含量顯著高于其他品種(P<0.05),晉雜1531次之,晉雜2001和晉糯3號(hào)較低?？?fàn)I養(yǎng)因子單寧含量則表現(xiàn)為晉雜2001和晉雜1531顯著高于晉糯3號(hào)和遼甜1號(hào)(P<0.05),同時(shí)晉糯3號(hào)顯著高于遼甜1號(hào)(P<0.05)。

表2 4種全株高粱青貯的常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分及單寧含量

2.2 4種高粱全株青貯的體外發(fā)酵產(chǎn)氣量及發(fā)酵參數(shù)

圖1為4種全株高粱青貯的體外發(fā)酵動(dòng)態(tài)產(chǎn)氣曲線圖,可以看出,晉糯3號(hào)、晉雜2001和晉雜1531在各個(gè)時(shí)間點(diǎn)的產(chǎn)氣量及增長(zhǎng)趨勢(shì)相近,均在4～16 h時(shí)間段內(nèi)增長(zhǎng)較快,而后增長(zhǎng)速度下降,最后趨于平緩;遼甜1號(hào)在8 h之前,其產(chǎn)氣量高于另外3個(gè)品種,8 h之后產(chǎn)氣量低于另外3個(gè)品種;在72 h以內(nèi),4種全株高粱青貯的產(chǎn)氣量均呈遞增趨勢(shì),且4種全株高粱青貯的72 h產(chǎn)氣量接近,均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05)。

圖1 4種全株高粱青貯的體外發(fā)酵動(dòng)態(tài)產(chǎn)氣曲線

表3是4種全株高粱青貯體外發(fā)酵72 h產(chǎn)氣量及發(fā)酵參數(shù),由表中數(shù)據(jù)可知,4種全株高粱青貯體外發(fā)酵的72 h產(chǎn)氣量和理論最大產(chǎn)氣量均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05),但遼甜1號(hào)的產(chǎn)氣速率顯著低于其他3個(gè)品種(P<0.05),晉糯3號(hào)的產(chǎn)氣速率又顯著低于晉雜2001和晉雜1531(P<0.05)。4種全株高粱青貯的發(fā)酵液pH在6.76～6.82。晉糯3號(hào)和晉雜2001發(fā)酵液中NH3-N濃度顯著高于遼甜1號(hào)(P<0.05)。遼甜1號(hào)發(fā)酵液中具有最高的乙酸濃度及最低的丁酸、異丁酸、戊酸和異戊酸濃度,與其他3個(gè)品種存在顯著差異(P<0.05)。晉糯3號(hào)、晉雜2001和晉雜1531發(fā)酵液中乙酸、丙酸、異戊酸和戊酸濃度均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05),但丁酸濃度三者中以晉雜1531最高,晉糯3號(hào)最低,且三者之間均有顯著差異(P<0.05);同時(shí),晉雜2001發(fā)酵液中異丁酸濃度顯著高于晉雜1531(P<0.05)。4種全株高粱青貯發(fā)酵液中總揮發(fā)性脂肪酸(TVFA)濃度無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05),但遼甜1號(hào)的乙丙比顯著大于其他3個(gè)品種(P<0.05)。

表3 4種全株高粱青貯的體外發(fā)酵72 h產(chǎn)氣量及發(fā)酵參數(shù)

2.3 4種全株高粱青貯體外發(fā)酵營(yíng)養(yǎng)成分消失率及降解參數(shù)

2.3.1 DM消失率及降解參數(shù)

由表4可知,4種全株高粱青貯的DM消失率在4～72 h均隨發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)而增高,72 h DM消失率由高到低依次為晉糯3號(hào)(77.43%)、晉雜2001(77.27%)、晉雜1531(73.14%)和遼甜1號(hào)(71.89%)。除72 h外,晉糯3號(hào)的DM消失率在其余時(shí)間點(diǎn)均顯著高于另外3個(gè)品種(P<0.05);72 h時(shí),晉糯3號(hào)和晉雜2001的DM消失率顯著高于遼甜1號(hào)和晉雜1531(P<0.05)。通過(guò)線性回歸擬合DM消失率,對(duì)線性回歸進(jìn)行顯著性檢驗(yàn),發(fā)現(xiàn)4種全株高粱青貯的DM消失率與發(fā)酵時(shí)間存在顯著的線性關(guān)系(P<0.01)。根據(jù)模型計(jì)算其降解參數(shù),可見(jiàn)晉糯3號(hào)的DM快速降解部分和有效降解率最高,慢速降解部分最低;遼甜1號(hào)的DM慢速降解部分最高,但快速降解部分和有效降解率最低。

表4 4種全株高粱青貯體外發(fā)酵DM消失率及降解參數(shù)

2.3.2 CP消失率及降解參數(shù)

由表5可知,4種全株高粱青貯的72 h CP消失率由高到低依次為遼甜1號(hào)(79.56%)、晉糯3號(hào)(72.77%)、晉雜2001(68.48%)和晉雜1531(67.86%)。遼甜1號(hào)的CP消失率在各個(gè)時(shí)間點(diǎn)均最高,顯著高于其他3個(gè)品種(P<0.05)。晉糯3號(hào)的CP消失率在除了48 h的其余各個(gè)時(shí)間點(diǎn)均顯著高于晉雜2001和晉雜1531(P<0.05)。對(duì)線性回歸的顯著性檢驗(yàn)表明,4種全株高粱青貯的CP消失率與發(fā)酵時(shí)間存在顯著的線性關(guān)系(P<0.01)。降解參數(shù)顯示,遼甜1號(hào)的CP快速降解部分、慢速降解部分的降解速率及有效降解率最高,慢速降解部分最低。

表5 4種全株高粱青貯體外發(fā)酵CP消失率及降解參數(shù)

2.3.3 NDF消失率及降解參數(shù)

由表6可知,4種全株高粱青貯的NDF消失率在4～72 h均隨發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)而增高,72 h NDF消失率由高到低依次為遼甜1號(hào)(57.28%)、晉雜2001(51.97%)、晉糯3號(hào)(50.66%)和晉雜1531(46.67%)。在4、8 h時(shí),晉糯3號(hào)和晉雜2001的NDF消失率顯著高于遼甜1號(hào)和晉雜1531(P<0.05);在16、24 h時(shí),遼甜1號(hào)和晉雜2001的NDF消失率顯著低于晉糯3號(hào)又顯著高于晉雜1531(P<0.05);在48和72 h時(shí),遼甜1號(hào)的NDF消失率最高且顯著高于其他3個(gè)品種(P<0.05)。對(duì)線性回歸的顯著性檢驗(yàn)表明,4種全株高粱青貯飼料的NDF消失率與發(fā)酵時(shí)間存在顯著的線性關(guān)系(P<0.01)。降解參數(shù)顯示,晉糯3號(hào)的NDF快速降解部分和有效降解率最高;遼甜1號(hào)的NDF慢速降解部分最高;晉雜1531的NDF快速降解部分和有效降解率均最低。

表6 4種全株高粱青貯體外發(fā)酵NDF消失率及降解參數(shù)

2.3.4 ADF消失率及降解參數(shù)

由表7可知,4種全株高粱青貯的ADF消失率在4～72 h均隨發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)而增高,72 h ADF消失率由高到低依次為遼甜1號(hào)(58.02%)、晉雜2001(54.02%)、晉糯3號(hào)(51.02%)和晉雜1531(50.74%)。在4、8和24 h時(shí),晉糯3號(hào)和晉雜2001的ADF消失率顯著高于遼甜1號(hào)和晉雜1531(P<0.05),且在8 h時(shí)晉雜1531的ADF消失率又顯著高于遼甜1號(hào)(P<0.05);在16 h時(shí),晉糯3號(hào)和晉雜2001的ADF消失率顯著高于遼甜1號(hào)(P<0.05),晉雜1531與其他3個(gè)品種無(wú)顯著差異(P>0.05);在48和72 h時(shí),均以遼甜1號(hào)的ADF消失率最高,顯著高于其他3個(gè)品種(P<0.05)。對(duì)線性回歸的顯著性檢驗(yàn)表明,4種全株高粱青貯的ADF消失率與發(fā)酵時(shí)間存在顯著的線性關(guān)系(P<0.01)。降解參數(shù)顯示,遼甜1號(hào)的ADF快速降解部分最低,慢速降解部分最高;晉糯3號(hào)的ADF具有最低慢速降解部分;晉雜1531的ADF有效降解率最低。

表7 4種全株高粱青貯體外發(fā)酵ADF消失率及降解參數(shù)

3 討 論

3.1 4種全株高粱青貯的常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分及單寧含量

飼料的常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分含量可反映其營(yíng)養(yǎng)特性,更是決定其飼喂價(jià)值的關(guān)鍵因子之一[17]。其中,飼料的DM含量是衡量青貯品質(zhì)的重要指標(biāo),更關(guān)系到飼料在飼喂過(guò)程中的添加比例。本試驗(yàn)中4種全株高粱青貯的DM含量在24.85%～38.83%,從高到低依次為晉雜1531、晉雜2001、晉糯3號(hào)和遼甜1號(hào),其中晉糯3號(hào)、晉雜2001和晉雜1531全株高粱青貯的DM含量(37.96%～38.83%)與孟慶翔[18]提到的結(jié)果(36.5%)相近,而遼甜1號(hào)(24.85%)相比孟慶翔[18]提到的結(jié)果(40.7%)要低。GE是飼料中有機(jī)物質(zhì)完全氧化燃燒時(shí)釋放的全部能量,包括碳水化合物、CP和EE提供能量的總和,且其燃燒時(shí)會(huì)生成CO2、水和其他氧化物[19]。4種全株高粱青貯的GE無(wú)顯著差異,且與柏梁耀等[20]和Stein等[5]所得結(jié)果相近,表明青貯效果較好,青貯過(guò)程中無(wú)較大能量損失。淀粉和NDF是瘤胃內(nèi)產(chǎn)生VFA的主要底物[21]。CP含量與飼料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值呈正相關(guān)關(guān)系,是評(píng)估飼料飼用價(jià)值的重要指標(biāo)[20]。本試驗(yàn)中,4種全株高粱青貯的淀粉含量由高到低依次為晉糯3號(hào)(24.30%)、晉雜2001(21.74%)、晉雜1531(18.10%)和遼甜1號(hào)(10.94%),CP含量由高到低分別為晉糯3號(hào)(7.50%)、晉雜2001(7.04%)、晉雜1531(5.62%)和遼甜1號(hào)(4.50%),晉糯3號(hào)的淀粉及CP含量均最高,表明其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值最高。有報(bào)道指出,ADF含量與飼草的消化率呈負(fù)相關(guān),NDF含量高,則飼草的適口性將變差,ADF與NDF含量直接影響飼料品質(zhì)和消化率[20]。本試驗(yàn)結(jié)果顯示,4種全株高粱青貯的NDF和ADF含量分別在29.21%～47.77%和17.21%～28.98%,其中遼甜1號(hào)的NDF和ADF含量均為最高,但都低于孟慶翔[18]提到的結(jié)果,這或與甜高粱品種、收割時(shí)期等因素有關(guān)。ADL作為一種高分子非晶體聚合物,會(huì)與半纖維素或纖維素通過(guò)共價(jià)鍵或酯鍵或醚鍵連接,從而降低動(dòng)物對(duì)纖維素和半纖維素的消化[22]。本試驗(yàn)結(jié)果表明,遼甜1號(hào)的ADL含量最高(3.84%),晉糯3號(hào)最低(2.43%),且均與另外2個(gè)品種的結(jié)果有顯著差異,同時(shí)遼甜1號(hào)的NDF和ADF含量均為最高,這可能導(dǎo)致遼甜1號(hào)的消化性能較差。單寧是許多植物的次級(jí)代謝物,屬于酚類化合物,其本身具有苦澀味,會(huì)影響適口性而降低采食量[23],這可以幫助植物防御捕食者,但是單寧也會(huì)與蛋白質(zhì)形成難以消化的復(fù)合物而降低蛋白質(zhì)的消化利用率,這也是高粱使用中的一大障礙[24-25]。4種全株高粱青貯中,遼甜1號(hào)的單寧含量(0.050%)顯著低于另外3個(gè)品種,其次是晉糯3號(hào)(0.096%),而晉雜2001(0.154%)再次之,晉雜1531(0.178%)最高。晉雜2001和晉雜1531全株高粱青貯中較高的單寧含量可能會(huì)降低其飼喂過(guò)程中動(dòng)物的采食量,也會(huì)影響其蛋白質(zhì)的消化利用。

3.2 體外產(chǎn)氣法評(píng)價(jià)4種全株高粱青貯的飼用價(jià)值

體外產(chǎn)氣試驗(yàn)是能夠快速測(cè)定飼料在瘤胃中降解程度的方法,微生物作用于飼料,將其中碳水化合物和蛋白質(zhì)含碳部分代謝分解并產(chǎn)生氣體,這是飼料在瘤胃內(nèi)產(chǎn)生氣體的主要來(lái)源,產(chǎn)氣量可以直接反映瘤胃微生物對(duì)飼料的發(fā)酵程度[26]。本試驗(yàn)中,遼甜1號(hào)的產(chǎn)氣量在8 h之前大于另外3個(gè)品種,在8 h之后低于其他3個(gè)品種;晉雜1531、晉雜2001、晉糯3號(hào)各個(gè)時(shí)間點(diǎn)的產(chǎn)氣量及增長(zhǎng)趨勢(shì)相近。這個(gè)結(jié)果表明,相比于晉雜1531、晉雜2001、晉糯3號(hào),遼甜1號(hào)含有更易于發(fā)酵的可發(fā)酵組分,因此在8 h前有較高的產(chǎn)氣量和較快的產(chǎn)氣速率,而隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng),易發(fā)酵成分含量降低,其產(chǎn)氣速率也開(kāi)始下降。有研究顯示,與普通高粱相比,甜高粱莖稈汁液中含糖量更高,尤其是還原糖,葡萄糖、蔗糖和果糖等是甜高粱植株體內(nèi)糖分的主要組分,而這些類型的糖均易于消化,可快速參與發(fā)酵[27-28]。4種全株高粱青貯的產(chǎn)氣量均隨發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)而呈遞增趨勢(shì),72 h產(chǎn)氣量在59.76～62.42 mL。有研究表明,飼料中NDF為不易發(fā)酵成分,CP為易發(fā)酵成分,其組成比例會(huì)影響發(fā)酵速度,NDF/CP過(guò)高時(shí),發(fā)酵速度較慢[29]。在本試驗(yàn)中,4種全株高粱青貯的NDF/CP由高到低依次為遼甜1號(hào)(10.62)、晉雜1531(5.76)、晉雜2001(4.15)和晉糯3號(hào)(3.96),其中遼甜1號(hào)的產(chǎn)氣速率最低,與史良等[29]的研究結(jié)果相同;但晉糯3號(hào)的NDF/CP最低,其產(chǎn)氣速率卻顯著高于晉雜2001和晉雜1531,這或與其淀粉、氨基酸組成有關(guān)。產(chǎn)氣量除了與可發(fā)酵成分含量有關(guān)外,還與微生物活性有關(guān)[26],而影響微生物活性的重要因素之一便是pH。一般來(lái)說(shuō),瘤胃液pH在5.5～7.5[30],適合微生物生長(zhǎng)的pH在6.6～7.0[31]。本試驗(yàn)中,4種全株高粱青貯發(fā)酵液pH在6.76～6.82,符合微生物生長(zhǎng)的適宜pH范圍,不會(huì)對(duì)微生物活性造成不利影響。瘤胃內(nèi)的NH3-N是飼料蛋白質(zhì)和含氮物質(zhì)降解的產(chǎn)物,也是合成菌體蛋白的主要原料。4種全株高粱青貯體外發(fā)酵液中NH3-N濃度由高到低依次為晉糯3號(hào)、晉雜2001、晉雜1531、遼甜1號(hào),與其CP含量一致。飼料在瘤胃微生物的作用下可產(chǎn)生大量乙酸、丙酸等VFA,可為動(dòng)物提供70%～80%的能量[21],VFA的濃度及比例也可以反映瘤胃發(fā)酵類型及發(fā)酵底物的養(yǎng)分組成[32]。有研究表明,發(fā)酵底物的粗飼料比例越高,發(fā)酵產(chǎn)生的乙酸就越多,乙丙比就越高[33],而非結(jié)構(gòu)性碳水化合物含量較高時(shí),其發(fā)酵產(chǎn)生的VFA總量較多,但乙丙比則會(huì)較低[34]。本試驗(yàn)中,4種全株高粱青貯發(fā)酵液中TVFA濃度在79.88～81.70 mmol/L,其中遼甜1號(hào)的乙酸濃度(53.52 mmol/L)和乙丙比(3.07)顯著高于晉糯3號(hào)(51.71 mmol/L和2.96)、晉雜2001(51.55 mmol/L和2.91)和晉雜1531(50.67 mmol/L和2.90)。這個(gè)結(jié)果與遼甜1號(hào)具有較高的纖維組分及較低的淀粉含量直接相關(guān)。戊酸、異丁酸、異戊酸分別是飼料蛋白質(zhì)中纈氨酸、亮氨酸、異亮氨酸的瘤胃微生物代謝產(chǎn)物[35]。本試驗(yàn)中,遼甜1號(hào)全株高粱青貯發(fā)酵液中戊酸、異丁酸、異戊酸濃度均顯著低于其他3個(gè)品種,這與其較低的CP含量及CP組成有關(guān)。

3.3 尼龍袋法評(píng)價(jià)4種全株高粱青貯的飼用價(jià)值

3.3.1 4種全株高粱青貯DM的瘤胃降解分析

本試驗(yàn)中,4種全株高粱青貯體外發(fā)酵的DM消失率均隨發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)而增高。晉糯3號(hào)全株高粱青貯的DM消失率在48 h內(nèi)均顯著高于其他3個(gè)品種;72 h時(shí)4種全株高粱青貯的DM消失率則為晉糯3號(hào)(77.43%)和晉雜2001(77.27%)顯著高于晉雜1531(73.14%)和遼甜1號(hào)(71.89%);同時(shí),4種全株高粱青貯的DM快速降解部分和有效降解率由高到低依次為晉糯3號(hào)(51.03%和64.55%)、晉雜2001(47.81%和62.28%)、晉雜1531(46.04%和59.74%)和遼甜1號(hào)(44.19%和58.35%),表明晉糯3號(hào)全株高粱青貯相比于其他3個(gè)品種更易于消化,晉雜2001次之;而遼甜1號(hào)全株高粱青貯在發(fā)酵前期DM消失率較低,且增長(zhǎng)緩慢,在24 h后增長(zhǎng)較快,可能是因?yàn)橹参锛?xì)胞壁被足夠多的瘤胃微生物定植,微生物利用各種水解酶將其水解為可溶形式,增加了其降解率[36]。

3.3.2 4種全株高粱青貯CP的瘤胃降解分析

CP瘤胃降解率主要與飼料CP含量、組成以及在瘤胃中滯留時(shí)間有關(guān)[37],不同氨基酸在瘤胃內(nèi)被消化的難易程度不同,所產(chǎn)生的VFA也不一致[38];同時(shí),高粱含有的抗?fàn)I養(yǎng)因子單寧會(huì)與蛋白質(zhì)形成復(fù)合物,從而降低其消化利用率[24]。本試驗(yàn)中,遼甜1號(hào)全株高粱青貯在各個(gè)時(shí)間點(diǎn)的CP消失率和有效降解率均高于其他3個(gè)品種;而晉糯3號(hào)全株高粱青貯在除了48 h外的其他時(shí)間點(diǎn)CP消失率和有效降解率均高于晉雜2001和晉雜1531。這可能是因?yàn)?種全株高粱青貯的單寧含量不同,晉雜2001和晉雜1531全株高粱青貯含有較多的單寧,影響了其CP在瘤胃內(nèi)的降解。但總體來(lái)說(shuō),遼甜1號(hào)全株高粱青貯的CP瘤胃降解特性較好,晉糯3號(hào)次之。

3.3.3 4種全株高粱青貯NDF的瘤胃降解分析

NDF主要包含纖維素、半纖維素、木質(zhì)素等物質(zhì),它們會(huì)復(fù)雜結(jié)合成難以消化的物質(zhì),尤其是纖維素和半纖維素,是植物細(xì)胞壁最豐富也最難降解的糖聚合物,必須要瘤胃微生物與發(fā)酵底物充分接觸才能有效降解,這也導(dǎo)致了纖維類物質(zhì)的瘤胃降解會(huì)有一個(gè)延滯期[36,38-39]。本試驗(yàn)中,遼甜1號(hào)全株高粱青貯的NDF消失率在24 h及之前各個(gè)時(shí)間點(diǎn)均低于晉糯3號(hào),在48 h及之后的時(shí)間點(diǎn)均高于其他3個(gè)品種,呈現(xiàn)出前期降解較慢,后期降解快的趨勢(shì),與上述研究結(jié)果一致。Hoffman等[40]的研究表明,飼料NDF降解率受快速降解部分、慢速降解部分及瘤胃外流速度影響,尤其是快速降解部分及慢速降解部分占比,快速降解部分占比較小時(shí),較高的慢速降解部分可以有效提高NDF降解率。遼甜1號(hào)全株高粱青貯的快速降解部分最低,慢速降解部分最高,較高的慢速降解部分有效提高了其NDF在瘤胃內(nèi)的降解。

3.3.4 4種全株高粱青貯ADF的瘤胃降解分析

ADF主要組成成分是纖維素和木質(zhì)素等,其中木質(zhì)素是粗飼料中最難消化利用的部分,幾乎不能被降解利用[41],而纖維素則需要底物與微生物充分接觸才可以有效降解[34]。遼甜1號(hào)全株高粱青貯的ADF消失率在4～24 h的各個(gè)時(shí)間點(diǎn)均低于晉糯3號(hào)和晉雜2001,在48 h及之后的時(shí)間點(diǎn)均高于其他3個(gè)品種,與其NDF消失率變化規(guī)律較為相似,呈現(xiàn)出前慢后快的增長(zhǎng)趨勢(shì);同時(shí),遼甜1號(hào)全株高粱青貯中ADF的快速降解部分、慢速降解部分占比也與NDF相似。

4 結(jié) 論

在4個(gè)品種高粱(晉糯3號(hào)、遼甜1號(hào)、晉雜2001和晉雜1531)制作的全株高粱青貯中,晉糯3號(hào)全株高粱青貯具有最高的淀粉、CP含量,最低的纖維組分(NDF、ADF、ADL)含量以及適宜的EE和單寧含量,且其各個(gè)時(shí)間點(diǎn)的DM消失率和有效降解率最高,因此認(rèn)為晉糯3號(hào)全株高粱青貯營(yíng)養(yǎng)成分含量高,且易于消化,具有較好的飼用價(jià)值。