2. 中国农业科学院北京畜牧兽医研究所, 北京 100193
2. Institute of Animal Science, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100193, China
众所周知,粗饲料的品质与奶牛的健康及泌乳性能密切相关[1],及时准确分析这些饲料的瘤胃降解率十分必要。粗饲料占奶牛饲粮的40%~70%,对维持奶牛正常生理功能和泌乳水平具有重要的作用。而粗饲料中干物质(DM)和中性洗涤纤维(NDF)又有着影响奶牛饲料利用率、影响奶牛乳脂率的作用,提高饲粮中DM尤其是纤维素的含量可以提高牛奶的乳脂率[2-3]。由此可见,粗饲料的品质与奶牛的生产性能息息相关。现如今北京市地区尤其是远郊区县也建立了很多规模化奶牛场,这些奶牛场自行对玉米青贮饲料进行配比。大量研究证明,玉米青贮饲料的品质与玉米的收获期、产地均有着密不可分的关系[4-5]。因此根据生产工艺、玉米原料的不同,各奶牛场所生产的玉米青贮饲料品质可能存在着较大差异,而这些差异是否会对其在奶牛瘤胃中的降解产生影响,从而影响奶牛的生理功能和泌乳水平也成为一个有待研究的问题。本试验通过对北京市周边地区奶牛场生产的玉米青贮饲料DM和NDF的瘤胃降解特性进行对比分析,为合理测评北京市周边地区玉米青贮饲料品质提供理论依据。
1 材料与方法 1.1 试验设计试验在位于北京市的某奶牛场进行,于2016年11月1日开始,2016年11月15日结束,为期15 d。预先从北京市周边地区收集玉米青贮饲料样品,调研的奶牛场所在地为北京市昌平区、延庆区和房山区。每区随机选择3家200头以上规模化奶牛场,进行现场玉米青贮饲料采样,用塑封袋装好并记录,当天运回实验室进行后续处理。用KDN-BI定氮仪测定粗蛋白质含量,用ANKOM200I型全自动纤维分析仪测定中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量,用乙醚抽提法测定粗脂肪含量,粗灰分和干物质含量测定方法参照文献[6]。65 ℃烘干至恒重,制成烘干样品。然后将烘干样品过1 mm孔筛,装入自封袋内备用。本试验选用300目的尼龙布,制成13 cm×8 cm的尼龙袋,用尼龙线缝双道。将制好的尼龙袋标号后放入65 ℃烘箱中烘至恒重,冷却后称重,记录初始质量,装在塑封袋中备用。准确称取3.5 g样品放入已知质量的尼龙袋,用橡皮筋固定。每牛头在同一时间点设2个重复袋。将同一时间点不同样品的2种不同的青贮饲料绑于一根微硬的塑料管下端,用尼龙线扎紧。试验于晨饲前展开,按“依次投入,同时取出”的原理,在试验结束前的4、8、12、24、48、72 h分别将尼龙袋投放进瘤胃,并于试验开始72 h后同时取出。将取出的样品及0 h未投入瘤胃的样品,一起浸入水中冲洗,洗至水流变清,停止发酵。将冲洗干净的尼龙袋放入烘箱65 ℃烘烤至恒重并称重记录。将烘干恒重的尼龙袋中的残余样品磨碎,过1 mm筛孔,分别测定DM和NDF的含量。
DM含量测定采用恒温干燥法。将干净的恒重铝盒放入烘箱,105 ℃条件下烘干4 h,取出后放入干燥器中冷却30 min后称重,记为m1。准确称取1 g待测样品,记为m2,盒盖虚掩,放入烘箱,105 ℃条件下加热干燥4 h,取出后放入干燥器冷却30 min后称重,记为m3。DM含量计算公式如下:
NDF含量使用ANKOM-2000I全自动纤维分析仪来测定。
1.2 饲养管理试验选用3头装有永久性瘤胃瘘管的健康荷斯坦奶牛,体型相近,健康状况良好。每日08:00和18:00饲喂全混合日粮,自由采食、饮水,栓养。基础饲粮组成及营养水平见表 1。
参照Ørskov等[7]提出的瘤胃动力学数学指数模型计算瘤胃降解特性指标。计算公式为:
式中:Y为尼龙袋在瘤胃中滞留t时间(h)后的某一营养成分降解率(%);a为快速降解部分(%);b为慢速降解部分(%);c为慢速降解部分降解的速率常数(%/h);k为瘤胃外流速率,其值为k=0.046%/h[8]。
1.4 数据处理与统计分析试验数据采用SAS 9.2软件中的PROC GLM of SAS模型进行分析,采用Tukey多重比较法检验各组平均值间的差异。差异极显著定义为P < 0.05。
2 结果与分析 2.1 北京市周边地区奶牛场玉米青贮饲料的营养成分由表 2可以看出,北京市周边地区不同奶牛场的玉米青贮饲料的各营养成分含量变化较大。房山区2号奶牛场玉米青贮饲料的DM含量最高,为31.3%,昌平区3号奶牛场最低,仅为25.1%;昌平区1号奶牛场玉米青贮饲料的粗脂肪含量最高,为5.9%,延庆区1号奶牛场最低,为3.3%;延庆区3号奶牛场玉米青贮饲料的粗蛋白质含量最高,为10.2%,房山区2号奶牛场最低,仅为6.8%;延庆区1号奶牛场玉米青贮饲料的ADF含量最高,为39.9%,房山区3号奶牛场最低,仅为28.5%;昌平区3号奶牛场玉米青贮饲料的NDF含量最高,高达52.6%,房山区2号奶牛场最低,为42.1%。
北京市周边地区不同牛场的玉米青贮饲料中,房山区的奶牛场的DM含量平均值最高,但NDF和ADF含量的平均值最低,昌平区和延庆区的奶牛场DM含量平均值相近,延庆区的奶牛场的ADF含量平均值最高,昌平区的奶牛场的NDF含量平均值最高。
2.2 玉米青贮饲料的DM瘤胃降解特性由表 3可以看出,延庆区1号奶牛场在4、8、24、48和72 h的DM瘤胃降解率均高于其他8个牛场,房山区2号奶牛场在各个时间点的DM瘤胃降解率均低于其他各牛场。延庆区1号奶牛场的玉米青贮饲料72 h DM瘤胃降解率最高,昌平区3号奶牛场次之,二者差异不显著(P>0.05)。
综合来看,北京市周边地区,昌平区奶牛场的玉米青贮饲料的DM瘤胃降解率最高,其次是延庆区奶牛场,而房山区奶牛场的玉米青贮饲料的DM瘤胃降解率最低。
由表 4可以看出,DM快速降解部分含量最高的为昌平区2号奶牛场,达到了18.99%,其次为昌平区1号奶牛场和延庆区1号奶牛场,其DM快速降解部分含量分别达到了18.03%和17.86%。然而,房山区1号奶牛场的DM快速降解部分含量最低,只有6.83%。DM的有效瘤胃降解率以昌平区2号奶牛场最高,有38.47%,其次为延庆区3号奶牛场,降解率达到了34.36%,而最低的房山区3号奶牛场只有28.91%,显著低于昌平区2号奶牛场(P < 0.05)。
昌平区、延庆区和房山区奶牛场的玉米青贮饲料DM有效降解率平均值以昌平区最高,其次延庆区,房山区最低。
2.3 玉米青贮饲料的NDF瘤胃降解特性由表 5可以看出,NDF的瘤胃降解率在4~24 h上升缓慢,在24~48 h上升明显加快,48~72 h变化有所减缓,可见玉米青贮饲料中NDF的快速降解集中在24~48 h。在4、8、12、24和72 h,延庆区1号奶牛场的玉米青贮饲料NDF瘤胃降解率最高,而房山区1号奶牛场的玉米青贮饲料NDF降解率最低,二者之间差异显著(P < 0.05)。
综合来看,北京市周边地区,延庆区的奶牛场的玉米青贮饲料的NDF瘤胃降解率最高,其次是昌平区的奶牛场,而房山区的奶牛场最低。
由表 6可以看出,NDF快速降解部分含量最高的为昌平区3号奶牛场,达到了10.92%,其次为昌平区2号奶牛场和延庆区1号奶牛场,分别达到了10.76%和7.82%。房山区2号奶牛场的NDF快速降解率最低,只有3.16%。NDF的有效瘤胃降解率以延庆区1号奶牛场最高, 达到了30.18%,而最低的房山区2号奶牛场只有19.63%,二者之间差异显著(P < 0.05)。
综合来看, 北京市昌平区、延庆区和房山区的玉米青贮饲料NDF有效降解率以延庆区为最高,昌平区次之,房山区最低。
3 讨论本试验中,随着培养时间的延长,玉米青贮饲料DM的瘤胃降解率一直缓慢升高。类似地,前人得出相似的研究结果,不同奶牛场玉米青贮饲料DM的瘤胃动态降解模型趋势相同[9-11]。然而,本试验中检测出的DM有效降解率均低于赵天章等[11]的结果,这可能是由试验时间和试验动物个体差异引起的。本试验中,北京市周边地区的奶牛场以昌平区的奶牛场DM有效降解率最高,但昌平区奶牛场的玉米青贮饲料中DM含量并不是最高的,该含量最高的房山区反而是DM有效降解率最低,这说明了玉米青贮饲料中DM含量与DM在奶牛瘤胃中的降解率不存在线性关系,仅仅增加DM在玉米青贮饲料中的含量并不能使DM的瘤胃降解率增加。
NDF的摄入可以刺激奶牛分泌唾液加速反刍,而且提高NDF的瘤胃降解率能显著增加奶牛DM采食量和产奶量[9, 12-13]。NDF主要由纤维素、半纤维素和木质素构成,其中木质素不能被微生物利用[14-15],所以NDF组成也会影响到其在瘤胃中的降解率。本试验中,延庆区1号奶牛场的玉米青贮饲料NDF有效降解率最高,达到30.18%,而NDF有效降解率最低的是房山区2号奶牛场,降解率仅为19.63%。前24 h NDF的瘤胃降解率呈缓慢上升趋势,到24~48 h时可以看出NDF的瘤胃降解率上升较快,说明了NDF在瘤胃中的降解主要发生在24 h之后。北京市周边地区奶牛场以延庆区奶牛场的NDF有效降解率最高,但昌平区奶牛场玉米青贮饲料中的NDF含量要高于延庆区的奶牛场。由此可见,一味增加NDF在玉米青贮饲料中的含量无法提高NDF的瘤胃降解率。
众所周知,奶牛的采食量与产奶量有着一定的联系,采食量是维持奶牛自身机体功能和保证产奶量前提[3]。据报道,调整饲粮精粗比,提高饲粮DM尤其粗纤维的采食量,可以提高奶牛的泌乳性能[12]。根据本试验的结果,建议房山区的奶牛场在为奶牛制作玉米青贮饲料时,可以适当降低DM的含量,而延庆区的奶牛场则应当适当提高玉米青贮饲料中DM的含量。奶牛饲粮中的纤维素含量会影响瘤胃饲料的流通速率和有效消化率[16-17],而且使牛产生饱腹感,从而抑制采食量的增加[18-20]。纤维素来自饲粮中的牧草,主要是由苜蓿、禾本科牧草和玉米青贮饲料提供[21]。奶牛利用植物细胞壁中的纤维素、半纤维素以及果胶等成分,在奶牛瘤胃中变成挥发性脂肪酸为奶牛供能。根据本试验的结果,昌平区的奶牛场可以适当降低奶牛玉米青贮饲料中NDF的含量,而延庆区的奶牛场则应当适当增加奶牛玉米青贮饲料中NDF的含量。
通过对比北京市周边地区奶牛场的玉米青贮饲料成分及DM和NDF的瘤胃降解率可以发现,北京市周边地区奶牛场在玉米青贮饲料的制作方面仍然存在问题,各牛场可以根据本试验提供的结果及各牛场自身的实际情况适当调整玉米青贮饲料中DM和NDF的比例,以提高奶牛瘤胃降解率,进而提高奶牛的生产性能。除调整奶牛玉米青贮饲料饲粮中的DM和NDF含量外,还应当注意制作玉米青贮饲料的原料。目前我国青贮饲料大部分采用的是玉米秸秆,极少采用全株玉米进行青贮的。崔淘气[22]使用玉米秸秆青贮与全株玉米青贮饲料饲喂奶牛的研究结果显示,除了精饲料要营养全面、合理搭配外,还要为奶牛供给优质的粗饲料,利用全株玉米青贮饲料饲喂奶牛,奶牛的DM、NDF瘤胃消化率均优于去穗玉米秸秆青贮。不仅如此,全株玉米青贮饲料还提高了饲料的适口性及营养价值[22]。建议北京市周边地区各奶牛场可根据以上研究成果,使用全株青贮玉米代替去穗玉米秸秆青贮作为制作玉米青贮饲料的原料,在优化饲粮配方的基础上,提高青贮原料的质量,提高玉米青贮饲料中DM及NDF的瘤胃降解率率,进一步提高奶牛的泌乳性能。
4 结论① 北京市周边地区不同奶牛场间使用的玉米青贮饲料中DM降解率存在显著性差异,其中昌平区奶牛场玉米青贮饲料的DM瘤胃降解率最高,达到了38.47%;房山区奶牛场玉米青贮饲料的DM瘤胃降解率最低,仅为28.91%。
② 北京市周边地区不同奶牛场的玉米青贮饲料中的NDF降解率差异显著,其中延庆区3个奶牛场玉米青贮饲料的NDF瘤胃降解率最高达到了30.18%;房山区3个奶牛场玉米青贮饲料的NDF瘤胃降解率最低,仅为19.63%。
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