动物营养学报 >

2024 , Vol. 36 >Issue 5: 3183 - 3191

DOI: https://doi.org/10.12418/CJAN2024.273

研究论文

利用体外胃蛋白酶-胰酶-盲肠液法评价驴不同粗饲料组合的营养物质降解率与组合效应

  • 刘畅 ,
  • 赵艳丽 ,
  • 郭晓宇 ,
  • 郭咏梅 ,
  • 郑亚光 ,
  • 闫素梅 , *
展开
  • 内蒙古农业大学动物科学学院,动物营养与饲料科学自治区高等学校重点实验室,呼和浩特 010018
* 闫素梅,教授,博士生导师,E-mail:

刘 畅(1997—),女,内蒙古呼和浩特人,硕士,研究方向为动物营养与饲料。E-mail:

Office editor: 陈鑫

收稿日期: 2023-11-16

  网络出版日期: 2024-05-15

基金资助

内蒙古自治区科技重大专项(zdzx2018001)

内蒙古自治区直属高校基本科研业务费(BR22-13-13)

收起

Evaluation on Nutrient Degradation Rate and Combination Effects of Different Roughage Combinations of Donkey by in Vitro Pepsin-Trypsin-Cecal Fluid Method

  • LIU Chang ,
  • ZHAO Yanli ,
  • GUO Xiaoyu ,
  • GUO Yongmei ,
  • ZHENG Yaguang ,
  • YAN Sumei , *
Expand
  • Inner Mongolia Key Laboratory of Animal Nutrition and Feed Science, College of Animal Science, Inner Mongolia Agricultural University, Hohhot 010018, China
* professor, E-mail:

Received date: 2023-11-16

  Online published: 2024-05-15

Fold

摘要

本试验利用体外三步法(胃蛋白酶-胰酶-盲肠液法),比较研究不同粗饲料组合的营养物质体外胃-小肠-盲肠降解率(GICD)与胃-小肠的体外降解贡献率;并以经胃与小肠降解后的残渣为底物研究其盲肠体外发酵参数,探究主要粗饲料的组合效应,为驴生产中粗饲料资源的科学搭配和利用效率的提高提供依据。试验选择成年健康德州驴作为盲肠液供体进行体外培养,采用单因素完全随机试验设计,分为4组,每组6个重复。将谷草与玉米秸秆的混合草(谷草∶玉米秸秆=6∶4)作为对照组(CON组),其余3组分别利用苜蓿草、全株玉米青贮和羊草等比例替代CON组中20%的谷草和玉米秸秆混合草,依次为Ⅰ组、Ⅱ组和Ⅲ组。结果表明:与CON组相比,Ⅱ组干物质(DM)和有机物(OM)的GICD与消化能(DE)及Ⅰ组粗蛋白质(CP)的GICD显著升高(P<0.05);Ⅰ组、Ⅱ组和Ⅲ组中性洗涤纤维的GICD及Ⅰ组和Ⅲ组酸性洗涤纤维的GICD显著升高(P<0.05),各组间半纤维素的GICD差异不显著(P>0.05)。Ⅰ组和Ⅱ组的DM和OM在胃-小肠(盲肠前)的体外降解贡献率及Ⅰ组、Ⅱ组和Ⅲ组的CP体外降解贡献率显著高于CON组(P<0.05)。体外盲肠发酵结果表明,各组间pH与氨态氮浓度的差异均不显著(P>0.05),CON组的菌体蛋白(P=0.091)与总挥发性脂肪酸浓度(P=0.075)有低于其他组的趋势。在3、24和48 h,CON组的产气量均有低于其他3组的趋势(P=0.061,P=0.096,P=0.080);在其余时间点,各组间产气量差异均不显著(P>0.05)。多项组合效应值(MFAEI)从高到低依次为Ⅱ组、Ⅰ组、Ⅲ组和CON组。综上可知,将苜蓿草、全株玉米青贮和羊草分别替代20%的谷草和玉米秸秆混合草,均产生正组合效应,提高了营养物质降解率和盲肠发酵功能,尤以苜蓿草和全株玉米青贮替代组的组合效应较好。

关键词： 驴; 体外胃-胰酶-盲肠液法; 营养物质降解率; 盲肠体外发酵; 组合效应

本文引用格式

刘畅 , 赵艳丽 , 郭晓宇 , 郭咏梅 , 郑亚光 , 闫素梅 . 利用体外胃蛋白酶-胰酶-盲肠液法评价驴不同粗饲料组合的营养物质降解率与组合效应[J]. 动物营养学报, 2024 , 36(5) : 3183 -3191 . DOI: 10.12418/CJAN2024.273

Abstract

In vitro three-step method (pepsin-trypsin-cecal fluid method) was used in this study, the in vitro nutrient degradation rate of gastro-intestinal-cecum (GICD) and the contribution rate of gastro-intestine nutrient degradation in different roughage combinations were compared. The fermentation parameters of cecum in vitro were determined by studying the residue after degradation through stomach and small intestine, to explore the combination effects of main roughage. It provides a basis for improving the scientific collocation and utilization efficiency of roughage resources in donkey production. Healthy adult Texas donkeys were selected as cecal fluid donors for culture in vitro. A single-factor completely randomized design was adopted, which was divided into 4 groups with 6 replicates per group. The millet straw was mixed with corn straw (millet straw∶corn straw=6∶4) as the control group (CON group). The other three groups (groups Ⅰ,Ⅱ and Ⅲ) used alfalfa, whole corn silage and Leymus chinensis to replace 20% of the millet straw and corn straw in CON group, respectively. The results showed that compared with the CON group, GICD and digestive energy (DE) of dry matter (DM) and organic matter (OM) in group Ⅱ and the GICD of crude protein (CP) in group I were significantly increased (P<0.05). GICD of neutral detergent fiber in groups Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ and the GICD of acid detergent fiber in groups Ⅰ and Ⅲ were significantly increased (P<0.05). There was no significant difference in GICD of hemicellulose among all groups (P>0.05). The in vitro degradation contribution rates of DM and OM in the stomach-small intestine (pre-cecum) and CP contribution rates in groups Ⅰ, Ⅱ and Ⅲ were significantly higher than those in CON group (P<0.05). The results of cecum fermentation in vitro showed that there were no significant differences in pH and NH3-N concentration among all groups (P>0.05). The concentration of bacterial protein and total volatile fatty acid in CON group was lower than that in other groups (P=0.091,P=0.075). At 3, 24 and 48 h time points, the gas production in the CON group was lower than that in other 3 groups (P=0.061,P=0.096,P=0.080). At the rest of the time, there was no significant difference in gas production among all groups (P>0.05). Multiple combined effect values (MFAEI) was groups Ⅱ, Ⅰ, Ⅲ and CON group from high to low. In conclusion, substitution of alfalfa grass, whole corn silage and Leymus chinensis for 20% of millet straw and corn straw, respectively, produce positive combination effect, improve nutrient degradation rate and cecal fermentation function, especially the combination effect of whole corn silage and alfalfa replacement group is better.

Key words： donkeys; in vitro pepsin-trypsin-cecal fluid method; degradation rate of nutrients; in vitro cecal fermentation; combination effect

驴作为单胃草食动物,其发达的盲肠与反刍动物瘤胃具有类似的发酵功能,富集有大量的微生物,是消化粗饲料的主要场所。苜蓿草、全株玉米青贮和羊草是驴等草食动物可利用的优良牧草,但其资源有限、价格较高。玉米秸秆和谷草是我国储量丰富、价格低廉、利用广泛的农副产品,常被用作驴饲粮中主要的粗饲料,尤其谷草资源在北方地区相对丰富,且同其他秸秆相比,质地也更加柔软。粗饲料间存在组合效应,将粗饲料间的正组合效应应用于草食家畜实际生产中,可以节本增效,促进草食畜牧业发展,缓解饲料粮的短缺问题。
利用体外法以饲料营养物质降解率和体外瘤胃发酵参数为主要指标,对粗饲料的营养价值和组合效应进行评价,被广泛应用于反刍动物。然而,应用体外法对驴主要粗饲料的组合效应和营养价值进行评价的研究有限,研究方法缺乏规范。Tassone等[1]用DaisyⅡ培养箱,将驴粪便作为微生物接种物,证明可以测定驴饲料的消化率,且结果具有良好的重复性和稳定性。Liu等[2]将移动尼龙袋技术应用于驴上,研究饲粮精粗比对驴盲肠前和全消化道各种饲料消化率的影响。大肠作为驴消化粗饲料的主要场所,其微生物具有与瘤胃微生物相似的功能,可以消化高纤维饲料,但其中的非纤维性物质主要在胃和小肠消化。梁玉婷等[3]和赵红艳[4]采用驴盲肠液作为微生物接种物,直接将粗饲料作为发酵底物进行组合效应的研究,尚未考虑胃和小肠对饲料的消化作用。
鉴于此,本试验将驴盲肠液作为微生物接种物,参考Gargallo等[5]建立的改进体外三步法,根据驴实际生理状态调整为符合驴消化道结构的体外三步法(胃蛋白酶-胰酶-盲肠液法),比较研究了不同粗饲料组合的营养物质体外降解率,并以经胃与小肠降解后的残渣为底物研究其盲肠体外发酵指标,以评价不同粗饲料的组合效应,为驴实际生产中粗饲料的科学搭配及饲料转化效率的提高提供依据;研究结果对降低饲料成本、缓解饲料粮短缺、促进养驴业提质增效具有重要的理论与实际意义。

1 材料与方法

1.1 盲肠液的采集

试验选取4岁左右的成年健康德州驴(体重为230~250 kg)为盲肠液的供体,屠宰后迅速取盲肠内容物于预先预热到39 ℃并通有CO2气体的保温瓶中,立即返回实验室,经2层纱布将盲肠液过滤于预热到39 ℃并通CO2气体的保温瓶中,待用。

1.2 试验设计

试验采用单因素完全随机试验设计,分为4组,其中,对照组(CON组)粗饲料为谷草与玉米秸秆的混合草(谷草∶玉米秸秆=6∶4),Ⅰ组、Ⅱ组和Ⅲ组利用苜蓿草、全株玉米青贮和羊草分别替代CON组中20%的谷草和玉米秸秆的混合草;比较研究各组间的营养物质体外降解率与盲肠体外发酵指标。每组6个重复,体外连续培养48 h。各组粗饲料组成及营养水平见表1。其中,干物质(DM)、粗灰分(Ash)、粗蛋白质(CP)、中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)含量分别参考GB/T 6435—2014、GB/T 6438—2007、GB/T 6432—2018、GB/T 20806—2022、NY/T 1459—2022测定。总能使用Parr6400 全自动氧弹热量仪测定。
表1 各组粗饲料组成及营养水平(风干基础)

Table 1 Composition and nutrient levels on roughage in each group (air-dry basis) %

项目
Items		 组别Groups
CON Ⅰ Ⅱ Ⅲ
原料Ingredients
谷草Millet straw 60 48 48 48
玉米秸秆Corn straw 40 32 32 32
苜蓿草Alfalfa 20
全株玉米青贮Whole corn silage 20
羊草Leymus chinensis 20
合计Total 100 100 100 100
营养水平Nutrient levels
总能GE/(MJ/kg) 17.00 17.08 17.24 17.26
干物质DM 96.22 96.35 95.91 95.98
粗灰分Ash 11.29 12.38 11.67 11.87
粗蛋白质CP 4.44 6.01 4.52 4.57
中性洗涤纤维NDF 66.23 62.48 60.38 65.62
酸性洗涤纤维ADF 35.32 34.65 31.60 34.02

营养水平均为测定值。

Nutrient levels were measured values.

1.3 溶液配制

Kansas缓冲液的配制方法参考武霞霞等[6],包括缓冲液A和缓冲液B。将0.9 mL浓盐酸用蒸馏水定容至1 000 mL,得到盐酸溶液,再将1 g胃蛋白酶(P110928,Aladdin)溶于1 L的盐酸溶液中,得到模拟胃液。分别称取9.47 g Na2HPO4与9.08 g KH2PO4用蒸馏水溶解后,分别定容至1 000 mL;将2种溶液以915∶85比例混匀,得到磷酸盐缓冲液;将3 g胰酶(P110505,Aladdin)和1 mL细菌生长抑制剂(0.5%氯霉素溶液)溶于1 L磷酸盐缓冲液中,得到模拟小肠液。Menke缓冲液的配制方法参考Menke等[7]。

1.4 测定指标与方法

1.4.1 胃-小肠营养物质体外降解率

将孔径为50 μm、大小为8 m×12 cm的尼龙袋用蒸馏水洗净后,在65 ℃烘箱中烘干至恒重备用。在39 ℃预热体外模拟胃液和小肠液,称取适量饲料样品放入尼龙袋中用细线封口后置于DaisyⅡ培养箱消化罐中,每罐中放6个尼龙袋,隔板两侧各3个。向消化罐加入2 L模拟胃液,调整pH为1.9,39 ℃恒温培养1 h后,将发酵罐中的溶液换为2 L模拟小肠液,调整pH为7.75。在39 ℃连续培养24 h后取出尼龙袋,用自来水冲洗直至无明显浑浊液体后65 ℃烘箱恒重,用于测定残渣DM、Ash和CP含量,测定方法分别参考GB/T 6435—2014、GB/T 6438—2007和GB/T 6432—2018,有机物(OM)含量计算公式为:OM=(1-Ash) ×100。某营养物质的胃-小肠体外降解率计算公式如下:
胃-小肠体外降解率(%)=100×
(m1x1-m2x2)/m1x1。
式中:m1为降解前饲料样重(g);x1为降解前饲料某营养物质含量(%);m2为经胃-小肠降解后的饲料残渣重(g);x1为经胃-小肠降解后饲料残渣中某营养物质含量(%)。

1.4.2 胃-小肠-盲肠营养物质体外降解率(GICD)

将经胃-小肠消化后的尼龙袋,用自来水冲洗直至无明显浑浊液体后,置于驴体外盲肠培养液中进一步消化,操作过程参考ANKOM DaisyⅡ培养箱使用说明书,培养[48 h,(39.5±0.5) ℃]结束后,将液体倒出,尼龙袋用自来水冲洗至无明显浑浊液体后65 ℃烘箱恒重,备用,测定残渣DM、Ash、CP、NDF、ADF含量,测定方法分别参考GB/T 6435—2014、GB/T 6438—2007、GB/T 6432—2018、GB/T 20806—2022和NY/T 1459—2022。OM含量计算公式为:OM=(1-Ash) ×100。半纤维素(HCL)含量计算公式为:HCL=NDF-ADF ;消化能(DE)计算公式为:DE=GE×DM的GICD[8]。GICD计算公式如下:
GICD(%)=100×(m1x1-m3x3)/m1x1。
式中:m3为经胃-小肠-盲肠降解后的饲料残渣重(g);x3为经胃-小肠-盲肠降解后饲料残渣中某营养物质含量(%)。

1.4.3 各粗饲料组合在胃-小肠(盲肠前)的营养物质体外降解贡献率

某营养物质体外降解贡献率=A/GICD。
式中:A为某营养物质的胃-小肠体外降解率。

1.4.4 盲肠体外发酵指标与产气量

盲肠体外发酵指标与产气量分别采用AGRS-Ⅲ型64通路微生物发酵微量装置与仪器和产气全自动记录仪测定。准确称取经胃-小肠降解后的残渣发酵底物1.00 g于发酵瓶中,将过滤后的盲肠液与Menke缓冲液以1∶2的比例混合,分装到各发酵瓶中,每瓶60 mL,该步骤全程通CO2进行,分装完成后立即连接到产气全自动记录仪对应位置,39 ℃连续培养48 h,培养结束后,将发酵瓶置于盛满碎冰的泡沫箱中冰浴,终止发酵,并取样测定各项指标。
pH测定采用CT-6022型手持便携式pH计;氨态氮(NH3-N)浓度测定采用比色法[9];菌体蛋白(BCP)浓度测定采用差速离心法与考马斯亮蓝法;挥发性脂肪酸(VFA)浓度测定采用气相色谱法[10];产气量利用AGRS-Ⅲ型64通路微生物发酵微量产气全自动记录装置与软件系统测定,记录3、6、9、12、24、48 h的实时产气量;计算多项组合效应值(MFAEI),MFAEI是不同组的各指标单项组合效应值(SFAEI)之和,计算公式参考张清月等[11]。

1.5 数据统计与分析

试验数据采用SAS 9.2软件中的单因素方差分析程序进行分析,并采用Duncan氏法进行多重比较检验,结果以平均值和均值标准误(SEM)表示。P<0.05表示差异显著。

2 结果

2.1 不同粗饲料组合对驴体外营养物质降解率的影响

2.1.1 胃-小肠营养物质体外降解率

由表2可知,Ⅱ组的DM和OM体外降解率均最高,显著高于其他3组(P<0.05)。Ⅰ组CP体外降解率为80.27%,显著高于CON组(P<0.05)。
表2 不同粗饲料组合的胃-小肠营养物质体外降解率

Table 2 In vitro degradation rates of different roughage combinations in stomach-small intestine %

项目
Items		 组别Groups SEM P值
P-value
CON Ⅰ Ⅱ Ⅲ
干物质DM 31.31c 36.12b 37.44a 32.56c 0.004 <0.001
有机物OM 28.08d 33.12b 35.80a 29.65c 0.003 <0.001
粗蛋白质CP 68.09b 80.27a 76.64ab 73.85ab 0.065 0.024

同行数据肩标不同小写字母表示差异显著(P<0.05)。下表同。

Values within the same row with different small letter superscripts mean significant difference (P<0.05). The same as below.

2.1.2 GICD与DE

由表3可知,DM的GICD与DE均以Ⅱ组最高,显著高于CON组(P<0.05),Ⅰ组和Ⅲ组间无显著差异(P>0.05)。OM的GICD以Ⅰ组和Ⅱ组较高,显著高于CON组(P<0.05)。CP的GICD以Ⅰ组最高,显著高于其他3组(P<0.05)。NDF的GICD以CON组最低,显著低于其他3组(P<0.05);ADF的GICD以Ⅰ组和Ⅲ组较高,显著高于CON组(P<0.05)。各组间HCL的GICD差异不显著(P>0.05)。
表3 不同粗饲料组合的消化能与胃-小肠-盲肠营养物质体外降解率

Table 3 Digestible energy and nutrient in vitro degradation rates of different roughage combinations in stomach-small intestine-caecum

项目
Items		 组别Groups SEM P值
P-value
CON Ⅰ Ⅱ Ⅲ
消化能DE/(MJ/kg) 8.26b 8.63ab 9.04a 8.56ab 0.128 0.012
干物质DM/% 48.56b 50.51ab 52.42a 49.58ab 0.008 0.032
有机物OM/% 45.95b 48.62a 50.14a 48.21ab 0.006 0.031
粗蛋白质CP/% 74.70b 84.28a 77.27b 75.71b 0.009 <0.001
中性洗涤纤维NDF/% 28.51b 33.79a 31.69a 33.00a 0.005 0.021
酸性洗涤纤维ADF/% 24.07c 30.12a 26.27bc 28.27ab 0.005 0.025
半纤维素HCL/% 36.48 38.34 36.69 36.94 0.017 0.895

2.1.3 不同粗饲料组合在胃-小肠(盲肠前)的营养物质体外降解贡献率

由表4可知,Ⅰ组和Ⅱ组的DM和OM在胃-小肠(盲肠前)的体外降解贡献率显著高于CON组和Ⅲ组(P<0.05),CON组的CP体外贡献率显著低于其他3组(P<0.05)。
表4 不同粗饲料组合的胃-小肠(盲肠前)营养物质体外降解贡献率

Table 4 Nutrinet in vitro degradation rates of different roughage combinations in stomach-small intestine (prececum) %

项目
Items		 组别Groups SEM P值
P-value
CON Ⅰ Ⅱ Ⅲ
干物质DM 66.49b 71.49a 71.44a 64.93b 0.011 0.005
有机物OM 63.03b 67.91a 71.65a 61.46b 0.010 0.003
粗蛋白质CP 87.13b 96.08a 94.38a 96.54a 0.010 0.023

2.2 不同粗饲料组合对驴盲肠体外发酵功能的影响

2.2.1 体外盲肠液pH、NH3-N和BCP浓度

由表5可知,4种粗饲料组合经胃-小肠降解后,在驴盲肠体外发酵48 h,各组间pH及NH3-N、乙酸和异丁酸浓度的差异均不显著(P>0.05)。与CON组相比,其他3组BCP、丙酸、戊酸与TVFA浓度均有一定的升高趋势(P=0.091,P=0.051,P=0.064,P=0.075)。Ⅱ组和Ⅲ组的丁酸浓度显著高于CON组和Ⅰ组(P<0.05),异戊酸浓度显著高于CON组(P<0.05)。乙酸/丙酸以Ⅰ组最大,显著高于其他3组(P<0.05)。
表5 不同粗饲料组合对盲肠体外发酵指标的影响

Table 5 Effects of different roughage combinations on cecum fermentation indexes in vitro

项目
Items		 组别Groups SEM P值
P-value
CON Ⅰ Ⅱ Ⅲ
pH 6.41 6.38 6.39 6.40 0.014 0.609
氨态氮NH3-N/(mg/dL) 10.76 10.60 10.36 10.40 0.171 0.445
菌体蛋白BCP/(mg/dL) 1.23 1.42 1.32 1.33 0.029 0.091
乙酸Acetic acid/(mmol/L) 39.55 41.44 43.22 41.67 0.972 0.170
丙酸Propionic acid/(mmol/L) 18.12 18.35 20.00 19.36 0.417 0.051
异丁酸Butyric acid/(mmol/L) 0.36 0.37 0.38 0.39 0.009 0.234
丁酸Isobutyric acid/(mmol/L) 4.61b 4.69b 5.03a 5.00a 0.075 0.007
异戊酸Isovaleric acid/(mmol/L) 0.45b 0.46ab 0.50a 0.50a 0.011 0.021
戊酸Valeric acid/(mmol/L) 0.33 0.34 0.36 0.36 0.008 0.064
总挥发性脂肪酸TVFA/(mmol/L) 63.42 67.12 70.02 67.29 1.362 0.075
乙酸/丙酸Acetic acid/propionic acid 2.19b 2.26a 2.19b 2.15b 0.016 0.008

2.2.2 盲肠体外发酵产气量

由表6可知,在3、24和48 h时间点,CON组的产气量均有低于其他3组的趋势(P=0.061,P=0.096,P=0.080)。在6、9和12 h时间点,各组间产气量差异均不显著(P>0.05)。随着发酵时间的延长,各组合的产气量逐渐增加。
表6 不同粗饲料组合对盲肠体外发酵产气量的影响

Table 6 Effects of different roughage combinations on gas production of cecal fermentation in vitro mL

时间
Time/h		 组别Groups SEM P值
P-value
CON Ⅰ Ⅱ Ⅲ
3 6.93 8.20 7.14 7.58 0.302 0.061
6 17.19 20.01 18.66 18.85 0.715 0.124
9 23.27 25.66 27.17 26.51 1.028 0.151
12 25.86 28.06 30.57 29.57 1.187 0.121
24 28.04 31.58 35.47 34.06 1.647 0.096
48 28.95 32.19 37.32 35.47 1.834 0.080

2.2.3 盲肠体外发酵指标组合效应

表7列出了驴常用4种典型粗饲料组合其盲肠体外发酵参数的MFAEI,从高到低依次为Ⅱ组、Ⅰ组、Ⅲ组和CON组。
表7 不同粗饲料组合的SFAEI与MFAEI

Table 7 SFAEI and MFAEI of different roughage combinations

项目
Items		 组别Groups
CON Ⅰ Ⅱ Ⅲ
菌体蛋白BCP 0 0.133 0.065 0.074
氨态氮NH3-N 0 -0.015 -0.038 -0.034
总挥发性脂肪酸TVFA 0 0.055 0.094 0.058
产气量Gas production 0 0.106 0.167 0.143
多项组合效应值MFAEI 0 0.280 0.287 0.241

3 讨论

粗饲料作为驴等马属动物饲粮的构成部分,主要在盲肠等大肠中消化,非纤维性营养物质主要在胃和小肠消化。随着饲料资源的短缺和养殖成本的不断增加,利用玉米秸秆和谷草等储量丰富、价格低廉的农副产品饲喂驴等草食动物成为趋势。但由于谷草和玉米秸秆的营养价值低,因此,使用营养价值较高但资源有限、价格较高的苜蓿草、全珠玉米青贮和羊草资源部分替代谷草和玉米秸秆等低质粗饲料,对有效提高粗饲料利用效率、缓减饲料粮短缺和提高养殖效益具有重要意义。粗饲料组合效应是评价营养价值的主要指标,对合理利用粗饲料资源具有重要的参考价值。然而,目前有关驴粗饲料组合效应的研究有限,梁玉婷等[3]和赵红艳[4]利用体外法以盲肠体外发酵能力作为评价驴粗饲料组合效应指标时,均直接将饲料原料作为发酵底物进行盲肠体外发酵。本试验利用体外三步法(胃蛋白酶-胰酶-盲肠液法),通过研究不同粗饲料组合的体外营养物质降解率对组合效应进行评价,并以经胃-小肠降解后的饲料残渣为发酵底物,进行粗饲料盲肠体外发酵特性的研究,更加贴近驴的消化生理特点。结果得出,用苜蓿草、全株玉米青贮和羊草分别替代谷草和玉米秸秆的混合草粗饲料后,DM、OM、CP、NDF和ADF的GICD和DE均不同程度升高,提高了营养价值;但综合看替代效果依次为苜蓿替代组、全株玉米青贮替代组和羊草替代组。梁晓帅等[12]在研究NDF与非纤维性碳水化合物的比例对泌乳驴营养物质表观消化率的影响发现,苜蓿草比例高的饲粮,NDF表观消化率也高,与本研究结果一致。
盲肠体外发酵能力反映不同粗饲料组合的组合效应,SFAEI能够对粗饲料的组合效应进行相对量化和排序,MFAEI则能够综合反映不同粗饲料的互作效应,本研究结果显示,Ⅰ组、Ⅱ组和Ⅲ组的MFAEI均大于CON组,从高到低依次为Ⅱ组、Ⅰ组、Ⅲ组和CON组。综合不同粗饲料的营养物质体外降解率和盲肠体外发酵效果能够得出,苜蓿草、全株玉米青贮和羊草与谷草和玉米秸秆的混合草组合后,均产生正组合效应,其中以全株玉米青贮替代组和苜蓿草替代组的组合效应较好。Sorensen等[13]研究得出饲喂苜蓿草比饲喂普通干草的马盲肠中的TVFA浓度更高,与本试验得出的研究结果相似。
CP在小肠被降解吸收的主要作用是为马属动物提供氨基酸,如果大量CP以氨的形式在大肠中被吸收,氮代谢最终导致氨形成非必需氨基酸,可能会使马属动物缺乏氨基酸[14]。本研究得出驴对不同组合的粗饲料CP消化主要在盲肠前,但CON组的CP在胃-小肠-盲肠的体外降解率显著降低,在胃-小肠(盲肠前)的体外降解贡献率为87.13%,显著低于苜蓿草替代组(96.08%)和全株玉米青贮替代组(94.38%),说明CON组的CP在大肠中被吸收的量增加;DM和OM的胃-小肠(盲肠前)的体外降解贡献率也得出相似的结果。这些结果部分解释了苜蓿草替代与全株玉米青贮替代组的组合效应高于CON组的原因。课题组前期试验结果得出,苜蓿草和全株玉米青贮营养物质的GICD较高、盲肠体外发酵效果较好,高于羊草、谷草和玉米秸秆,尤以谷草和玉米秸秆较低[15-16]。本试验分别用苜蓿草、全株玉米青贮和羊草替代20%的谷草和玉米秸秆的混合草后,提高了营养物质的GICD和体外盲肠发酵效果,表明苜蓿草、全株玉米青贮和羊草与谷草和玉米秸秆的混合草组合后,均产生正组合效应。综上所述,本研究利用体外三步法(胃蛋白酶-胰酶-盲肠液法)模拟并比较研究了苜蓿草、全珠青贮玉米和羊草等比例替代谷草与玉米秸秆的混合草后的营养物质体外降解率及胃-小肠(盲肠前)的营养物质体外降解贡献率、DE和盲肠体外发酵指标,以评价不同粗饲料的组合效应,更好地反映了不同粗饲料组合的生物学价值,为进一步研究如何提高饲粮中营养物质的消化利用奠定了基础;也为驴生产中粗饲料的科学搭配及饲粮配方的优化,进而为提高饲料转化效率提供了依据。然而,确切的组合效应还需要体内试验进一步验证,并且将不同组合的粗饲料应用在全价饲料中的效果如何也需要后续进行深入研究。

4 结论

将苜蓿草、全株玉米青贮和羊草分别替代20%的谷草和玉米秸秆的混合草,可提高体外营养物质的降解率、DE和盲肠发酵功能,产生了正组合效应,尤以全株玉米青贮替代组和苜蓿草替代组的组合效应较好,可提高胃-小肠(盲肠前)的体外降解贡献率。

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