啤酒糟替代豆粕，木薯渣替代象草的饲粮组合对水牛体外瘤胃发酵特性的影响

黄雅莉 邹彩霞 夏中生 梁贤威 韦升菊 梁 辛 李舒露

（1.中国农业科学院广西水牛研究所，广西南宁530001；2.广西农业职业技术学院，广西南宁530007；3.广西大学动物科学技术学院，广西南宁530005）

随着饲料工业的快速发展，充分开发利用啤酒糟，对减轻城镇污染，提高社会效益和企业经济效益，促进畜牧业快速发展等都具有十分重要的现实意义。木薯渣成分单一，主要含木质纤维素，其很难被分解，适口性也比较差、营养成分缺乏。用其直接饲喂畜禽，则采食量很低，如果可以改善其适口性，则木薯渣可变为很好的反刍动物饲料。因此，合理开发利用废弃的木薯渣，将其转化为饲料，对畜牧业及饲料产业的发展都有着非常重大的意义。

目前已有许多学者在啤酒糟、木薯渣饲喂牛方面做了一些研究报道。有研究报道，补饲新鲜啤酒糟3.5 kg/d给高产奶牛，既能提高奶牛的产奶量，还能让奶牛产奶高峰期的维持时间延长。孙桂芬研究报道，给泌乳中后期的奶牛饲喂啤酒糟，既能减缓奶牛产奶量的下降幅度，还能增加经济效益，饲喂啤酒糟日粮的奶牛，每天每头比不喂啤酒糟的奶牛增加净利润0.424元。蔡永权等研究报道，利用青贮木薯渣饲喂杂交牛，青贮木薯渣组比氨化稻草组的牛每头平均日增重增加了0.245 kg，平均日增重差异极显著(P＜0.01)。

本试验依据啤酒糟粗蛋白质含量高的营养特点，用EM菌发酵处理后的木薯渣适口性好，营养价值有所提高，利用体外产气法探索啤酒糟替代不同比例豆粕，EM菌发酵处理后的木薯渣替代不同比例象草的最优组合。本试验通过采用不同方法对啤酒糟和木薯渣进行科学合理的利用，从而为养牛生产实践提供理论参考依据和技术支持，以促进水牛业更好的发展。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验材料啤酒糟、木薯渣、发酵木薯渣、豆粕、玉米、象草、青贮玉米、美国苜蓿均来自广西水牛研究所，65℃干燥成风干样，经过粉碎过40目筛之后用于饲粮配制进行体外瘤胃发酵。粗饲料的常规营养成分见表1。

表1 6种粗饲料常规营养成分(%)

1.2 试验设计

采用2×2×2因子（3因素2水平）设计：精料为1个因素，2个水平，啤酒糟以25%、50%(DM)替代发酵底物中的豆粕；粗料为2因素、各设2个水平（2×2），即木薯渣以12.5%、25%（DM），发酵木薯渣以12.5%、25%(DM)替代发酵底物中的象草（见表2）。发酵底物的精粗比设计为 4∶6（DM），对照组为豆粕15%、玉米25%、象草30%、青贮玉米30%。通过对体外发酵参数的影响，研究精粗料中啤酒糟替代豆粕，木薯渣和发酵木薯渣替代象草的优化饲粮组合。同时，设一个美国苜蓿标准干草组和一个空白对照组。

1.3 试验方法

1.3.1 体外培养体系

本试验采用压力读取式体外产气法Mauricio等的RPT系统进行体外瘤胃发酵培养，按Theodorou等方法配制厌氧人工瘤胃缓冲液。体外培养装置主体是德国出产的恒温水浴摇床,振荡频率和水浴温度可调。发酵时间为72 h,发酵培养的底物为750mg(DM)。

表2 精粗料组合对瘤胃发酵特性的影响试验设计(%)

1.3.2 瘤胃液供体动物及饲养管理

瘤胃液的供体动物为3头水牛,体重为(400±5)kg，安装有永久性瘤胃瘘管。依据广西水牛研究所的水牛日常饲养配方配制供体牛的饲粮，饲粮营养水平为产奶净能6.44 MJ/kg、粗蛋白质13.72%、磷0.48%、钙0.72%。饲粮的精粗比为3∶7，粗料为象草。供体牛栓系式饲养，每天饲喂两次，常规光照、驱虫，自由饮水。

1.4 测定项目及方法

1.4.1 产气参数和产气量的测定

根据 GP=a+b(1-exp-ct)(φrskov等，1979；Blümmel等，1993)，利用fit curve软件，计算出a、b、c值。

式中：GP表示产气量(ml/g)；a表示快速产气部分的产气量(ml/g)；b表示慢速产气部分的产气量(ml/g)；a+b表示潜在产气量(ml/g)；c表示产气速率(ml/h)；t表示发酵时间(h)。

参考Theodorou等的方法测定产气量，培养2、4、6、9、12、24、36、48、72 h时，用压力传感器读取各个时间点产气瓶内的压力，之后放气。根据公式：计算出产气量。

式中：GPt是 t时刻样品的产气量(ml/g)；Pt空白是 t时刻空白对照的产气压力(MPa)；Pt是t时刻样品读取的压力(MPa)；V0是瓶子的体积(ml)；W为样品干物质重(g)；101.3是标准大气压(MPa)。各时间段产气量之和是产气过程中总累积的产气量。

1.4.2 可消化有机物(DOM)和代谢能(ME)的测定

以200mg(DM)样品为每单位作为底物进行体外发酵时，根据培养24 h后的产气量来计算DOM，计算公式如下：DOM=(7.65±0.062)×GP24h+(353±0.59)(Men⁃ke和Salewski)，其中，DOM的单位为g/kg；GP24h的单位为ml/g。根据公式ME=-0.20+0.141 0×DO(Menke和Steingass)计算ME，公式中的DO为有机物消化率(%)，DO=17.04+1.108 5GP24h。

1.4.3 NH3-N的测定

体外发酵培养24 h后，取其培养液5 ml，将其经过3 000×g离心10 min之后，取其上清液，按照Searle、冯宗慈等改进之后的方法，采用氯化铵作为标准品,采用美国生产的紫外可见分光光度计(PE Lambda 35型)，在700 nm波长条件下进行比色，依据标准曲线和光密度值计算出NH3-N的浓度。

1.4.4 MCP的测定

体外发酵培养24 h后，取其培养液8 ml，使用嘌呤法来测定MCP产量，处理后的待测液用0.5 mol/l HCl溶液作参比,采用美国生产的紫外可见分光光度计(PE Lambda 35型)，在260 nm波长条件下进行比色，依据标准曲线和光密度值计算出RNA测定值；再根据下面的公式求出MCP产量：微生物蛋白质(mg/ml)={[RNA测定值(mg/ml)×RNA含氮量]/细菌氮中RNA含氮量}×稀释倍数×6.25(Menke和Steingass)，其中，细菌氮中RNA含氮量为10%，RNA含氮量为17.83%。

1.4.5 VFA的测定

体外发酵培养24 h后，取其上清液1 ml，加入相同体积8.2%的偏磷酸，用低温离心机在4℃，20 000×g下离心10 min，取离心后的上清液，在其加入内标物巴豆酸后，使用Agilent 7890A型气相色谱仪，HP-IN⁃NOWAX(19091N-133)毛细管柱，毛细管柱的规格为30 m×0.25 mm×0.25 μm，分析测定上清液中丙酸、乙酸及丁酸的含量。

1.4.6 甲烷气体的测定

在培养6、12、24 h时分别抽取10 μl气体，采用手动式进样的方法，使用Agilent 7890A型气相色谱仪，色谱柱为HP-INNOWAX(19091N-133)毛细管柱，毛细管柱的规格为30 m×0.25 mm×0.25 μm，测定气体中甲烷的含量。

1.5 数据处理

试验数据先用EXCEL软件处理，再用SPSS16.0软件进行方差分析及Duncan's法多重比较，试验结果的差异显著性依据P＜0.05作为判断的标准，数据均采用平均值±标准差来表示。

2 结果与分析

2.1 不同精粗料组合对72 h累积产气量、代谢能、可消化有机物、产气参数的影响

不同精粗料组合对72 h累积产气量、代谢能、可消化有机物的影响结果见图1和表3。由图1和表3可知，72 h累积产气量 4组最高，4组、2组与对照组无显著性差异(P＞0.05)，对照组显著高于其他组(P＜0.05)。代谢能和可消化有机物对照组最高，4组、2组与对照组之间无显著性差异(P＞0.05)，其他组显著低于对照组(P＜0.05)。

表3 不同精粗料组合对72 h累积产气量、代谢能、可消化有机物的影响

不同精粗料组合对产气参数的影响结果见表4。

表4 不同精粗料组合对产气参数的影响

由表4可知，快速产气部分产气量a，7组最大。慢速产气部分产气量b，4组最大，其次为对照组、2组、5组、1组、7组、3组、6组，最小为8组。潜在产气量a+b，4组最大。产气速度常数c，1组和3组最大，其次为2组、4组、6组，最小为对照组、5组、7组、8组。产气速度常数c在各组间差异不显著。

2.2 不同精粗料组合对微生物蛋白质、氨态氮的影响（见表5）

表5 不同精粗料组合对微生物蛋白质、氨态氮的影响

由表5可知，5组的微生物蛋白质含量最高，4组、5组、6组与对照组之间差异不显著(P＞0.05)，这3组极显著高于除第3组外的其他试验组(P＜0.01)。4组的氨态氮含量最高，其次为对照组、2组、1组、3组、5组、6组、7组，最低为8组。氨态氮含量前7组与对照组之间无显著性差异(P＞0.05)，8组显著低于4组(P＜0.05)。

2.3 不同精粗料组合对挥发性脂肪酸产量的影响（见表6）

表6 不同精粗料组合对挥发性脂肪酸含量的影响

由表6可知，5组的乙酸含量最高，3组、8组与对照组差异不显著(P＞0.05)，其他组均显著高于对照组(P＜0.05)。7组的丙酸含量最高，5组、7组显著高于对照组(P＜0.01)，1组、2组、3组、4组、8组与对照组差异不显著(P＞0.05)。6组的丁酸含量最高，6组显著高于其他各组(P＜0.05)。5组的总酸含量最高，1组、2组、4组、5组、6组、7组各组间差异不显著(P＞0.05)组。4组乙酸/丙酸比例最高。

2.4 不同精粗料组合对甲烷产量的影响（见表7）

表7 不同精粗料组合对甲烷产量的影响(mmol)

由表7可知,6 h甲烷产量8组最高，4组与对照组差异不显著（P＞0.05）,其他组显著高于对照组（P＜0.05），1组～5组各组间差异不显著（P＞0.05）。12 h甲烷产量和24 h甲烷产量8组最高，3组、4组、5组与对照组差异不显著(P＞0.05)，其他组显著高于对照组(P＜0.05)。6、12、24 h甲烷产量4组和5组的差异不显著(P＞0.05)。

3 讨论

3.1 啤酒糟替代日粮不同比例豆粕对72 h累积产气量、代谢能、可消化有机物、产气参数的影响

在一定的培养时间内，产气量的大小反映了瘤胃微生物对发酵底物的利用程度，它能很好地反映出发酵底物营养价值的高低。易贤武(2009)研究报道，用体外产气法研究西兰花茎叶粉替代不同比例豆粕，0～72 h累积产气量随着西兰花茎叶粉替代水平的增加而逐渐下降。由本试验结果可知，随着啤酒渣替代豆粕的水平增加，产气量逐渐下降，这与前者研究结果基本相同。代谢能和可消化有机物也是各组之间依次降低。产气参数潜在产气量a+b和慢速产气部分产气量b，4组最大。产气速度常数c各组差异不大。

3.2 不同精粗料组合对NH3-N、MCP的影响

NH3-N是培养体系中微生物合成菌体蛋白的重要原料。微生物合成菌体蛋白的首要条件便是保持瘤胃液中最适NH3-N浓度，瘤胃中NH3-N的浓度过高或过低都会影响微生物的生长繁殖。夏楠等(2009)研究报道，山羊饲喂DDGS日粮组的瘤胃NH3-N浓度显著低于豆粕组、菜籽粕组、棉粕组。这与DDGS的蛋白质含量低于前三者有关。由本试验结果可知，氨态氮浓度随着啤酒渣替代豆粕水平的增加而显著下降，这与豆粕的蛋白含量高于啤酒渣有关。本试验结果与上述研究结果基本一致。反刍动物最重要的氮源提供者是微生物菌体蛋白。从本试验结果可以看出，微生物蛋白质4组、5组、6组间差异不显著(P＞0.05)。

3.3 不同精粗料组合对VFA产量的影响

VFA是瘤胃中碳水化合物发酵产生的。它们不仅可以作为合成体脂和乳脂的原料，还是反刍动物的能量来源。其中乙酸、丙酸和丁酸之间的比例既受动物采食水平的影响，还受日粮结构等的影响。易贤武(2009)用体外产气法研究西兰花茎叶粉替代不同比例豆粕的研究报道认为，总挥发性脂肪酸含量随着西兰花茎叶粉替代比例的增加而降低，但对乙酸、丙酸、丁酸浓度差异不显著。本试验结果可以看出，总酸，5组的最高，1组、2组、4组、5组、6组、7组各组间差异不显著(P＞0.05)。

3.4 不同精粗料组合对甲烷产量的影响

瘤胃有机物发酵产生的产物之一便是甲烷。瘤胃内甲烷的生成不仅造成温室效应，还造成能量损失。本试验结果可以看出，12 h甲烷产量和24 h甲烷产量，8组最高，3组、4组、5组与对照组差异不显著(P＞0.05)，其他组显著高于对照组(P＜0.05)。6、12、24 h甲烷产量，4组和5组差异不显著(P＞0.05)。

4 结论

①4组(啤酒糟替代25%豆粕，发酵木薯渣替代25%象草的饲粮组合)72 h累积产气量、氨态氮最高，可消化有机物、代谢能、微生物蛋白质含量较高，挥发性脂肪酸处于中等水平，各个时间点甲烷产量较低。

② 5组(啤酒糟替代50%豆粕和木薯渣替代12.5%象草的饲粮组合)微生物蛋白质含量、总酸最高，氨态氮和挥发性脂肪酸跟4组差异不显著。各个时间点5组的甲烷产量与4组差异不显著。

③4组(啤酒糟替代25%豆粕，发酵木薯渣替代25%象草的饲粮组合)是最优的一组。5组(啤酒糟替代50%豆粕和木薯渣替代12.5%象草的饲粮组合)是第二优的组。

15篇，刊略，需者可函索）