动物营养学报 >

2025 , Vol. 37 >Issue 5: 3476 - 3486

DOI: https://doi.org/10.12418/CJAN2025.285

研究论文

不同收获时间对饲料桑营养价值及其体外发酵参数的影响

  • 刘沛含 , 1, 2 ,
  • 石瑞荣 3 ,
  • 徐宏建 1, 2 ,
  • 沈宜钊 4 ,
  • 李妍 2, 5 ,
  • 马峰涛 1, 2 ,
  • 张志宏 6 ,
  • 赵玉萍 1, 2 ,
  • 李云飞 1, 2 ,
  • 马宇飞 1, 2 ,
  • 栗莹敏 1, 2 ,
  • 李建国 , 1, 2, 7, 8, * ,
  • 高艳霞 , 1, 2, 7, 8, *
展开
  • 1 河北农业大学动物科技学院,保定 071001
  • 2 农业农村部奶牛健康养殖重点实验室(部省共建),保定 071001
  • 3 丰宁满族自治县农业农村局畜牧工作站,承德 068350
  • 4 山东农业大学动物科技学院,泰安 271000
  • 5 河北农业大学动物医学院,保定 071001
  • 6 君乐宝乳业集团有限公司,石家庄 050000
  • 7 河北省牛羊胚胎技术创新中心,保定 071001
  • 8 河北省乳制品产业技术研究院,石家庄 050000
* 李建国,教授,博士生导师,E-mail: ;
高艳霞,研究员,硕士生导师,E-mail:

刘沛含(2000—),男,河北石家庄人,硕士研究生,研究方向为动物营养学。E-mail:

Copy editor: 陈 鑫

收稿日期: 2024-11-14

  网络出版日期: 2025-05-14

基金资助

财政部和农业农村部—国家现代农业产业技术体系资助(CARS-36-20)

河北省现代农业产业技术体系奶牛创新团队项目(HBCT2023180207)

河北省高端人才项目(6012018)

河北农业大学精准畜牧学科群建设项目(1090064)

收起

Nutritional Value of Mulberry from Different Harvest Time and Its Effects on in Vitro Fermentation Parameters

  • LIU Peihan , 1, 2 ,
  • SHI Ruirong 3 ,
  • XU Hongjian 1, 2 ,
  • SHEN Yizhao 4 ,
  • LI Yan 2, 5 ,
  • MA Fengtao 1, 2 ,
  • ZHANG Zhihong 6 ,
  • ZHAO Yuping 1, 2 ,
  • LI Yunfei 1, 2 ,
  • MA Yufei 1, 2 ,
  • LI Yingmin 1, 2 ,
  • LI Jianguo , 1, 2, 7, 8, * ,
  • GAO Yanxia , 1, 2, 7, 8, *
Expand
  • 1 College of Animal Science and Technology, Hebei Agricultural University, Baoding 071001, China
  • 2 Key Laboratory of Healthy Dairy Breeding of Dairy Cattle of the Ministry of Agriculture and Rural Affairs (Jointly Established by the Ministry and Province), Baoding 071001, China
  • 3 Animal Husbandry Station of the Agriculture and Rural Affairs Bureau of Fengning Manchu Autonomous County, Chengde 068350, China
  • 4 College of Animal Science and Veterinary Medicine, Shandong Agricultural University, Tai'an 271000, China
  • 5 College of Veterinary Medicine, Hebei Agricultural University, Baoding 071001, China
  • 6 Junlebao Dairy Group Co., Ltd., Shijiazhuang 050000,China
  • 7 Hebei Province Cattle and Sheep Embryo Technology Innovation Center, Baoding 071001, China
  • 8 Hebei Dairy Industry Technology Research Institute, Shijiazhuang 050000, China
* LI Jianguo, professor, E-mail: ;
GAO Yanxia, professor, E-mail:

Received date: 2024-11-14

  Online published: 2025-05-14

Fold

摘要

本试验旨在研究不同收获时间对饲料桑营养成分和体外发酵参数的影响,为不同收获时间饲料桑在奶牛饲粮中的应用提供参考。试验选用取样间隔5 m以上、留茬高度为10 cm、植株高度为1 m的全株饲料桑,测定其营养成分和氨基酸组成。饲料桑收获时间分别为5月中旬(MHM)和6月中旬(MHJ)。体外发酵试验选用装有永久性瘘管的荷斯坦奶牛作为瘤胃液供体,试验按照收获时间分为2组,分别测定体外发酵6、48 h后营养物质降解率和体外发酵参数。结果表明:1)虽然MHM饲料桑干物质(DM)、粗脂肪(EE)、中性洗涤纤维(NDF)和酸性洗涤纤维(ADF)含量极显著低于MHJ(P≤0.01),但粗蛋白质(CP)和中性洗涤不溶蛋白(NDIP)含量极显著高于MHJ(P≤0.01);同时,虽然MHM饲料桑天冬氨酸(Asp)含量显著低于MHJ(P≤0.05),但亮氨酸(Leu)含量显著高于MHJ(P≤0.05)。2)体外试验中,发酵6 h时,MHM饲料桑粗蛋白质降解率(CPD)极显著低于MHJ(P≤0.01)。发酵48 h时,MHM饲料桑干物质降解率(DMD)、中性洗涤纤维降解率(NDFD)和酸性洗涤纤维降解率(ADFD)极显著高于MHJ(P≤0.01);MHM饲料桑体外发酵产气量、氨态氮(NH3-N)含量显著低于MHJ(P≤0.05)。发酵6 h时,MHM饲料桑丙酸摩尔比例极显著高于MHJ(P≤0.01);发酵48 h时,MHM饲料桑丙酸摩尔比例显著高于MHJ(P≤0.05)。综上所述,MHM相较于MHJ,饲料桑在化学成分上表现为更高的CP和NDIP含量,而NDF和ADF含量较低。在体外发酵试验中,相较于MHJ,MHM饲料桑的纤维降解率更高,CPD较低,表明MHM饲料桑过瘤胃蛋白含量较高,更有利于后肠道的吸收利用。

关键词： 奶牛; 饲料桑; 营养成分降解率; 体外产气法; 瘤胃发酵

本文引用格式

刘沛含 , 石瑞荣 , 徐宏建 , 沈宜钊 , 李妍 , 马峰涛 , 张志宏 , 赵玉萍 , 李云飞 , 马宇飞 , 栗莹敏 , 李建国 , 高艳霞 . 不同收获时间对饲料桑营养价值及其体外发酵参数的影响[J]. 动物营养学报, 2025 , 37(5) : 3476 -3486 . DOI: 10.12418/CJAN2025.285

Abstract

This experiment was conducted to study the effects of harvest time on the nutritional composition and in vitro degradation parameters of mulberry, and to provide a reference for the application of mulberry of different harvest time in the diet of dairy cows. The experiment selected whole-plant mulberry with a stubble height of 10 cm and a growth interval of 30 days, and a plant height of 1 m to determine its nutritional components and amino acid composition. Mulberry was harvested in mid-May (MHM) and mid-June (MHJ), respectively. In the in vitro fermentation experiment, Holstein cows equipped with permanent fistulas were selected as rumen fluid donors. The experiment was divided into two groups according to the harvest time, and the nutrient degradation rate and in vitro fermentation parameters were measured at 6 and 48 h of in vitro fermentation respectively. The results showed as follows: 1) although the dry matter (DM), crude fat (EE), neutral detergent fiber (NDF) and acid detergent fiber (ADF) of MHM mulberry were extremely significantly lower than those of MHJ (P≤0.01), the crude protein (CP) and neutral detergent insoluble protein (NDIP) contents were extremely significantly higher than those of MHJ (P≤0.01). At the same time, although the content of aspartic acid (Asp) of MHM mulberry was significantly lower than that in MHJ (P≤0.05), the content of leucine (Leu) was significantly higher than that in MHJ (P≤0.05). 2) In the in vitro experiment, although the crude protein degradation rate (CPD) of MHM mulberry was extremely significantly lower than that of MHJ at 6 h of fermentation (P≤0.01), and the 48 h dry matter degradation rate (DMD), neutral detergent fiber degradation rate (NDFD) and acid detergent fiber degradation rate (ADFD) were extremely significantly higher than those of MHJ (P≤0.01). The 48 h in vitro fermentation gas production and ammonia nitrogen (NH3-N) content of MHM mulberry were significantly lower than those of MHJ (P≤0.05), while the 6 h molar ratio of propionic acid was extremely significantly higher than that of MHJ (P≤0.01) and 48 h was significantly higher than that of MHJ (P≤0.05). In summary, compared with MHJ, MHM mulberry show higher CP and NDIP, but lower NDF and ADF content in terms of chemical composition. In the in vitro fermentation experiment, the fiber degradation rate of MHM mulberry is higher and the CPD is lower than that of MHJ. This shows that MHM mulberry has a higher rumen protein content, which is conducive to absorption and utilization in the hind intestine.

Key words： dairy cow; mulberry; degradation rate; in vitro gas production; rumen fermentation

优质的饲草不但有利于保持奶牛健康,而且有助于提高产奶量和稳定奶品质[1]。我国奶牛养殖体量和规模大,对于优质饲草的需求量高,受我国耕地面积限制,有限耕地需优先满足粮食供给,导致国内饲草无法完全满足牧场需求,且进口价格持续处于高位,这导致饲料成本增加,对牧场经营构成挑战[2]。为达到降本增效的目的,寻找其他优质粗饲料原料迫在眉睫。
饲料桑(Morus alba L.)原产于我国且在我国分布广泛,产量较大[3],具有很好的适应性和抗逆性[4]。在动物生产上的研究发现,饲料桑干物质(DM)基础条件下的粗蛋白质(CP)含量为13.4%~26.81%[5-6],处于较高水平;中性洗涤纤维(NDF)含量在31.58%~57.34%,酸性洗涤纤维(ADF)含量在16.85%~29.63%[6],丰富的纤维可提供充足的物理有效中性洗涤纤维(peNDF)来刺激反刍。研究表明,饲料桑的瘤胃和肠道消化率与苜蓿干草相近[7],Li等[8]发现,在奶牛饲粮中添加饲料桑青贮可调节瘤胃微生物区系和发酵,促进纤维消化进而提高奶牛产奶量,因此饲料桑可能是奶牛的一种适宜的非常规饲料资源。此外,饲料桑中含有多种活性物质,如植物甾醇和黄酮类化合物等,在抗炎、抗氧化[9-10]、降低血糖[9,11]和治疗心脏病[12]等方面有显著效果。因此,饲料桑作为一种潜在的非常规饲料资源,其开发潜力巨大[13-14]。
先前对饲料桑的研究主要集中在饲料桑较高的CP含量和其有效的活性物质上,并且开展了对全株饲料桑的应用研究[15]。寇宇斐[16]研究表明,全株饲料桑平茬后生长时间宜为30~45 d,因此1株饲料桑在1年内具备多次收割潜力。而李美如等[17]研究表明,与饲料桑同属桑科植物的构树不同茬次之间存在着显著营养价值差异。因此推测不同收获时间的饲料桑同样存在营养价值差异,而这一差异及其对体外发酵的影响尚未明确。为了利于饲料桑在反刍动物中的应用,本试验将会验证2个收获时间饲料桑之间的营养价值差异和此差异对体外发酵的影响。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验所需的全株饲料桑来自于保定市曲阳县瑞犇奶牛场所种植的饲料桑,收割时使用五点取样法随机取样,取样间隔5 m以上,留茬高度为10 cm,植株高度为1 m。饲料桑的收获时间分别为5月中旬(MHM)和6月中旬(MHJ),2次收获之间的生长周期为30 d。饲料桑收割后65 ℃干燥48 h制成风干样,粉碎过10、20和40目筛后进行试验或常规营养成分测定。

1.2 体外发酵试验

1.2.1 供试动物及瘤胃液采集

试验选用3头健康的体重、体况近似的泌乳中期荷斯坦奶牛为瘤胃液供体动物,其饲粮组成及营养水平见表1。荷斯坦奶牛自由采食和饮水,在晨饲前1 h收集瘤胃液,并采用4层纱布过滤后置于与其温度一致的保温杯中,收集后立即返回实验室并保证其温度恒定,期间持续通入CO2使瘤胃液处于厌氧环境。所有试验动物样品采集方案均经河北农业大学实验动物伦理委员会审核通过,编号YXGAO2304。所有动物的护理和处理都符合“实验动物护理原则(NIH第86-23号出版物,1985年修订)”。
表1 饲粮组成及营养水平(干物质基础)

Table 1 Composition and nutrient levels of the diet (DM basis) %

项目Items 含量Content
原料Ingredients
全株玉米青贮Whole corn silage 27.26
蛋白质补充预混料
Protein supplementation premix1)		 21.87
燕麦草Oat hay 11.64
玉米淀粉Corn starch 10.55
蒸汽压片玉米Steam flaked corn 10.55
全棉籽Whole cottonseed 5.88
苜蓿干草Alfalfa hay 5.40
饲料桑Mulberry 0.00
甜菜颗粒Pelleted sugar beet pulp 2.57
豆粕Soybean meal 2.16
脂肪粉Fat powder 0.99
磷酸氢钙CaHPO4 0.80
酵母培养物Yeast culture 0.22
脱霉剂Mold remover 0.11
合计Total 100.00
营养水平Nutrient levels2)
泌乳净能NEL/(MJ/kg) 6.90
粗蛋白质CP 15.66
粗脂肪EE 4.21
中性洗涤纤维NDF 32.14
酸性洗涤纤维ADF 18.78
钙Ca 0.70
磷P 0.42

1)每千克蛋白质补充预混料含有 Each kilogram of protein supplementation premix contained as follows:粗蛋白质 CP 360 g,VA 32 000 IU,VD 8 000 IU,VE 195 IU,NaCl 2 000 mg,Ca 1 500 mg,P 900 mg,Cu 30 mg,Zn 300 mg,Mn 400 mg,Co 5 mg,Se 1 mg,I 3 mg。

2)泌乳净能为计算值(NY/T 34—2004),其余营养水平为测量值。NEL was a calculated value (NY/T 34—2004), while the other nutrient levels were measured values.

1.2.2 体外发酵试验设计

体外试验采用完全随机设计,设置2个收获时间(MHM和MHJ)处理的饲料桑,每个处理12个重复。将装有0.5 g饲料桑的ANKOMF57纤维袋放入发酵瓶中密封厌氧发酵,分别于6和48 h测量产气后取出,发酵后的人工瘤胃液用于发酵指标的测定。

1.2.3 体外发酵培养

将装有过20目筛饲料桑的ANKOMF57纤维袋放置到100 mL发酵瓶中,在39 ℃恒温气浴摇床中进行预热处理。按照Menke等[18]配制的厌氧人工缓冲液与采集的瘤胃液按照3∶1的比例混合制成人工瘤胃发酵液。在厌氧环境中取80 mL人工瘤胃发酵液放入发酵瓶中并压紧。发酵瓶在39 ℃的恒温气浴摇床中持续发酵。6、48 h发酵瓶的压力数值使用压差测量仪测定,每次测定产气后排空发酵瓶内气体。每个发酵瓶在试验结束后迅速使用校正后的酸度计测定发酵液pH,后将其放入冰水中以使其发酵终止,发酵液用于瘤胃发酵指标测定。将瓶中纤维袋取出清洗,65 ℃烘干48 h至重量不变,测定其发酵后营养成分含量并计算降解率。

1.3 测定指标及方法

1.3.1 饲粮、饲料桑常规营养成分的测定

按照Van Soest等[19]方法使用全自动纤维测定仪(A2000i,ANKOM公司,美国)测定NDF、ADF含量。钙(Ca)、磷(P)、DM、CP、EE、粗灰分(Ash)、中性洗涤不溶蛋白(NDIP)和酸性洗涤不溶蛋白(ADIP)含量参照AOAC(2000)[20]的方法测定。

1.3.2 饲料桑氨基酸含量的测定

氨基酸含量测定参考Ngray等[21]的方法,准确称取50 mg样本,加入2 mL浓度为6 mol/L的盐酸溶液,110 ℃水解22 h,过膜,取滤液30 μL挥干,600 μL水复溶,取20 μL溶解液,置于1.5 mL离心管中,加入5 μL内标和40 μL异丙醇(0.1%甲酸),涡旋5 min,将离心管放入低温离心机中,4 ℃、16 099.2×g离心10 min。取上清液10 μL,置于1.5 mL离心管中,加入70 μL硼酸缓冲盐和20 μL AccQ Tag衍生试剂(Kairos公司,美国),立即振摇10 s。1 min后,过量衍生剂水解,衍生反应结束;将离心管置于55 ℃下加热10 min;然后,加入400 μL水稀释后待测。采用Waters ACQUITY UPLC I-CLASS超高效液相色谱进行色谱分离,采用Waters XEVO TQ-S Micro串联四级杆质谱系统进行质谱分析,采用MassLynx定量软件计算峰面积,保留时间允许误差15 s,通过标准曲线法得到定量结果。

1.3.3 营养成分体外降解率

营养成分体外降解率公式[22]如下:
$干物质降解率（DMD， \% ） = [（降解前样品重量×降解前样品 DM 含量 - 降解后样品重量×降解后样品 DM 含量）／（降解前样品重量×降解前样品 DM 含量） ] \times 100 ；某营养成分体外降解率（％）=[发酵前该营养成分的含量一发酵后该营养成分的含量）泼酵前该营养成分的含量 ] \times 100 。$

1.3.4 体外产气量计算公式

通过空白瓶对已测量的产气量进行校正,并通过公式计算48 h累计产气量[23],计算公式如下:
$ \mathrm{GP}=0.18+3.697 P t+0.0824 P t^{2}$
式中:GP为t时间总产气量(mL);Pt为t时间压力值(psi)。

1.3.5 体外瘤胃发酵指标

使用美国Denver UB-7型酸度计测定人工瘤胃液pH[24]。使用比色法采用美国UNICO UV-2102 PCS型紫外光可见分光光度计测定氨态氮(NH3-N)含量[25]。使用美国Agilent 7890A型气相色谱仪测定挥发性脂肪酸(VFA)含量[26]。使用考马斯亮蓝法测定微生物蛋白(MCP)含量[27]。

1.4 数据统计与分析

所有数据均使用SAS 9.4中的独立样本t检验进行分析。结果以“平均值±标准差”表示,P≤0.05为差异显著,P≤0.01为差异极显著。

2 结果

2.1 不同收获时间饲料桑的营养成分差异

2.1.1 不同收获时间饲料桑的常规营养成分差异

由表2可知,MHM饲料桑的DM、EE、NDF和ADF含量极显著低于MHJ(P≤0.01);MHM饲料桑的CP和NDFIP含量极显著高于MHJ(P≤0.01);2个收获时间之间Ash和ADIP含量无显著差异(P>0.05)。
表2 不同收获时间饲料桑的常规营养成分差异(风干基础)

Table 2 Differences in conventional nutrients of mulberry from different harvest time (air-dry basis) %

项目
Items		 收获时间Harvest time P值
P-value
5月中旬MHM 6月中旬MHJ
干物质DM 93.60±0.04B 94.60±0.04A <0.001
粗蛋白质CP 20.60±0.27A 19.02±0.19B <0.001
粗灰分Ash 10.42±0.36 10.87±0.44 0.452
粗脂肪EE 2.20±0.09B 2.85±0.08A 0.007
中性洗涤纤维NDF 30.00±0.87B 38.53±0.61A <0.001
酸性洗涤纤维ADF 20.60±0.76B 26.88±0.53A <0.001
中性洗涤不溶蛋白NDIP 12.81±0.36A 6.96±0.36B 0.001
酸性洗涤不溶蛋白ADIP 2.46±0.09 2.13±0.09 0.065

同行数据肩标无字母表示差异不显著(P>0.05),不同小写字母表示差异显著(P≤0.05),不同大写字母表示差异极显著(P≤0.01)。下表同。

In the same row, values with no letter superscripts mean no significant difference (P>0.05), while with different small letter superscripts mean significant difference (P≤0.05), and with different capital letter superscripts mean significant difference (P≤0.01). The same as below.

2.1.2 不同收获时间饲料桑的氨基酸组成含量差异

由表3可知,MHM饲料桑的亮氨酸(Leu)含量显著高于MHJ(P≤0.05);天冬氨酸(Asp)含量显著低于MHJ(P≤0.05);其余测定指标均无显著差异(P>0.05)。
表3 不同收获时间饲料桑的氨基酸组成含量差异

Table 3 Differences in amino acid composition content of mulberry from different harvest time mg/g

项目
Items		 收获时间Harvest time P值
P-value
5月中旬MHM 6月中旬MHJ
赖氨酸Lys 8.43±0.36 7.85±0.36 0.315
组氨酸His 2.76±0.20 2.27±0.20 0.155
精氨酸Arg 7.64±0.30 7.54±0.30 0.823
苏氨酸Thr 6.45±0.17 5.94±0.17 0.107
蛋氨酸Met 1.24±0.06 1.17±0.06 0.191
缬氨酸Val 6.43±0.31 5.53±0.31 0.113
异亮氨酸Ile 4.99±0.23 4.39±0.23 0.139
亮氨酸Leu 11.54±0.36a 9.82±0.36b 0.027
酪氨酸Tyr 4.02±0.17 3.34±0.17 0.051
苯丙氨酸Phe 7.16±0.24 6.32±0.24 0.069
天冬氨酸Asp 12.91±0.75b 16.48±0.75a 0.048
丝氨酸Ser 3.68±0.12 3.45±0.12 0.248
谷氨酸Glu 14.55±0.80 12.98±0.80 0.240
甘氨酸Gly 7.61±0.23 6.75±0.23 0.056
丙氨酸Ala 9.24±0.30 8.01±0.30 0.087
脯氨酸Pro 7.34±0.33 7.07±0.33 0.598
胱氨酸Cys 0.12±0.02 0.10±0.02 0.365

2.2 不同收获时间对饲料桑体外发酵的影响

2.2.1 不同收获时间对饲料桑营养成分体外降解率的影响

由表4可知,MHM饲料桑发酵6、48 h DMD极显著高于MHJ(P≤0.01);发酵6 h CPD极显著低于MHJ(P≤0.01),对发酵48 h CPD无显著影响(P>0.05);2个收获时间对发酵6 h NDFD、ADFD无显著影响(P>0.05),MHM饲料桑发酵48 h NDFD、ADFD极显著高于MHJ(P≤0.01)。
表4 不同收获时间对饲料桑营养成分体外降解率的影响

Table 4 Effects of different harvest time on in vitro degradation rate of nutrients of mulberry %

项目
Items		 收获时间Harvest time P值
P-value
5月中旬MHM 6月中旬MHJ
干物质降解率DMD
6 h 31.41±0.44A 24.77±0.44B <0.001
48 h 63.49±0.57A 52.55±0.59B <0.001
粗蛋白质降解率CPD
6 h 41.14±1.08B 49.15±0.98A <0.001
48 h 60.09±1.33 63.38±1.33 0.109
中性洗涤纤维降解率NDFD
6 h 5.13±0.63 4.20±0.63 0.338
48 h 52.58±1.38A 32.93±1.55B <0.001
酸性洗涤纤维降解率ADFD
6 h 4.70±0.86 4.54±0.86 0.887
48 h 51.59±1.90A 32.87±1.61B 0.002

2.2.2 不同收获时间对饲料桑体外瘤胃发酵参数的影响

由表5可知,MHM饲料桑发酵6 h产气量极显著低于MHJ(P≤0.01),发酵48 h产气量显著低于MHJ(P≤0.05);MHM饲料桑发酵6 h NH3-N含量与MHJ相比无显著差异(P>0.05),发酵48 h NH3-N含量显著低于MHJ(P≤0.05);MHM饲料桑发酵6 h丙酸摩尔比例极显著高于MHJ(P≤0.01),发酵48 h显著高于MHJ(P≤0.05);不同收获时间对pH,MCP、TVFA含量,乙酸、丁酸、戊酸、异戊酸摩尔比例,乙酸/丙酸均无显著影响(P>0.05)。
表5 不同收获时间对饲料桑体外瘤胃发酵参数的影响

Table 5 Effects of different harvest time on in vitro rumen fermentation parameters of mulberry

项目
Items		 收获时间Harvest time P值
P-value
5月中旬MHM 6月中旬MHJ
产气量Gas production/mL
6 h 8.14±0.59B 17.96±0.62A <0.001
48 h 87.47±4.06b 98.32±4.44a 0.047
pH
6 h 6.49±0.05 6.52±0.05 0.552
48 h 6.47±0.04 6.44±0.05 0.601
氨态氮NH3-N/(mg/dL)
6 h 4.11±0.18 4.52±0.17 0.090
48 h 3.87±0.21b 4.70±0.22a 0.016
微生物蛋白MCP/(mg/dL)
6 h 5.24±0.52 4.32±0.50 0.199
48 h 4.69±0.48 5.03±0.55 0.118
总挥发性脂肪酸TVFA/(mmol/L)
6 h 29.80±2.80 31.26±2.80 0.702
48 h 43.36±2.57 45.09±2.47 0.633
乙酸Acetate/%
6 h 58.38±0.56 58.94±0.56 0.426
48 h 62.36±0.42 62.86±0.41 0.400
丙酸Propionate/%
6 h 30.09±0.29A 29.09±0.29B 0.008
48 h 25.47±0.22a 24.63±0.22b 0.013
丁酸Butyrate/%
6 h 9.25±0.20 9.53±0.20 0.265
48 h 9.34±0.20 9.72±0.19 0.170
戊酸Valerate/%
6 h 1.00±0.05 1.09±0.05 0.211
48 h 1.39±0.03 1.35±0.03 0.328
异戊酸Isovalerate/%
6 h 1.28±0.07 1.36±0.07 0.436
48 h 1.48±0.04 1.49±0.04 0.843
乙酸/丙酸Acetate/propionate
6 h 1.95±0.04 2.03±0.04 0.073
48 h 2.45±0.04 2.56±0.04 0.058

3 讨论

3.1 不同收获时间饲料桑的营养成分差异分析

饲料的常规营养成分是反映饲料营养价值的关键指标,也是评估其饲喂价值的重要依据[28]。CP和NDF、ADF含量为评价饲料原料营养价值的关键指标[29]。本试验中,MHM饲料桑的CP含量极显著高于MHJ,NDF、ADF含量极显著低于MHJ,这可能是2次收获的生长时间和生长环境不同导致的。这一趋势与李美如[17]对刈割前2茬的青贮构树和孟凯等[30]、马艳艳等[31]和田雨佳[32]对刈割前2茬的苜蓿营养成分测定结果一致。本试验中,MHM饲料桑自春季发芽开始生长,而收获日期在6月中旬,生长时间较长且过程中环境温度适宜,昼夜温差大,有利于饲料桑CP等营养成分的积累。而MHJ饲料桑生长时间仅1个月略短于MHM,影响营养成分积累。此外,6月份天气逐渐炎热,气温升高,高温增强了植物的蒸腾作用,碳同化物质比例提高,影响了蛋白质的含量[33],因此相较之下,MHJ饲料桑收获时其纤维含量更高,CP含量减少。
本试验对饲料桑18种氨基酸组成和含量进行测定,除色氨酸外测得其中17种氨基酸,说明饲料桑氨基酸种类齐全,组成均衡,营养价值高。除色氨酸外,饲料桑含有其他所有奶牛所需的必需氨基酸。Richardson等[34]研究表明,当瘤胃MCP作为奶牛单独的蛋白质来源时,蛋氨酸和赖氨酸分别为第一和第二限制性氨基酸。本试验中,不同收获时间对饲料桑蛋氨酸和赖氨酸含量无显著影响。相较于MHM饲料桑,MHJ饲料桑中仅亮氨酸含量显著降低,表明不同收获时间对饲料桑氨基酸组成和含量影响较小。

3.2 不同收获时间对饲料桑体外发酵的影响

体外DMD反映饲料被动物消化的难易程度,与其纤维含量和木质化程度相关[22]。本试验中,在发酵6、48 h时,MHM饲料桑体外DMD均极显著高于MHJ,更易消化,可能跟纤维化和木质化程度有关。黄江丽等[35-36]的研究结果表明,饲料桑DMD与其纤维含量存在负相关关系,与本试验结果一致。本试验中,MHJ饲料桑的NDF和ADF含量更高,意味着其ADL等难以消化的营养成分含量更高,所以其DMD低于MHM。在发酵6 h时,MHM饲料桑体外CPD极显著低于MHJ,发酵48 h时无显著差异,这是由于其NDIP含量更高,CP拥有更高的过瘤胃率,郝百贺[37]在苜蓿体外消化试验结果表明,第2茬的CPD最高,与本试验结果一致。体外NDFD、ADFD是评价饲料消化率的关键指标,与饲料中纤维素、半纤维素和木质素的降解程度有关。本试验中,发酵48 h时,饲料桑NDFD、ADFD与其NDF、ADF含量呈极显著负相关,与黄江丽等[35-36]在饲料桑中和马艳艳等[31]在苜蓿中的试验结果一致,这反映MHJ饲料桑木质化程度高,营养价值更低。
瘤胃中的微生物活性是影响产气量的关键因素,Jayanegara等[38]的研究表明,产气量与微生物活性呈正相关。本试验中,发酵6 h的产气量代表快速降解部分,而发酵48 h是慢速降解部分,不同收获时间的饲料桑发酵产气量均随着时间的延长而增加,MHM饲料桑显著低于MHJ,这可能是由于MHM饲料桑的CPD低于MHJ导致的,马艳艳等[31]的研究表明,产气量与CP含量存在一定的正相关关系。此外,发酵底物中的CP和糖类属于快速降解成分,含量越多,在发酵初期产气量越大。MHJ饲料桑由于生长环境不同,碳同化物质比例显著提高,可能积累了更多淀粉等糖类物质,发酵后产生了更多气体,这也可能是MHM饲料桑发酵产气量在发酵6 h时极显著低于MHJ的原因之一。而随着发酵时间的延长,快速降解部分结束,此时MHJ饲料桑发酵DMD低于MHM,因而产气量应低于MHM,导致发酵48 h产气量的差异减小,数据显著程度降低。
pH作为反映瘤胃健康的重要指标,其数值与NH3-N、VFA等瘤胃代谢产物密切相关[39]。Hoover等[40]认为,正常的反刍动物瘤胃pH应在5.5~7.0。本试验中饲料桑发酵后pH符合正常区间并处于稳定,表明饲料桑不会对瘤胃健康造成负面影响。饲料中的CP和瘤胃微生物的内源性氮是瘤胃NH3-N主要来源,其反映了微生物对饲料CP的消化利用情况,是合成MCP的主要原料之一[41]。本试验中,发酵48 h时,MHM饲料桑NH3-N含量显著低于MHJ,MCP同样低于MHJ但不显著,与马艳艳等[31]的研究结果一致。这是因为NH3-N含量受发酵底物中的CP含量及其降解率影响,不同收获时间的CP含量差异较小,而MHJ饲料桑的CPD更高,释放了更多的含氮物质可供微生物利用。VFA提供了反刍动物所需能量的70%~80%[42],其组成受饲料种类影响,是评价瘤胃发酵能力与方式的重要指标。本试验中,2个收获时间的饲料桑总VFA含量无显著差异,而MHM饲料桑丙酸摩尔比例极显著低于MHJ,这是由于MHJ饲料桑碳同化物质比例显著提高,积累了更多淀粉等糖类物质,一定程度上改变了发酵方式,使丙酸摩尔比例升高。Nozière等[43]在高淀粉饲粮中添加淀粉酶提高了总VFA含量和丙酸摩尔比例,与本试验结果近似,而饲料桑中的淀粉含量可能不足以对总VFA含量造成显著影响。

4 结论

① MHM相较于MHJ,饲料桑在化学成分上表现为更高的CP和NDIP含量,而NDF和ADF含量较低。
② 在体外发酵试验中,相较于MHJ,MHM饲料桑纤维降解率更高,CPD较低,表明MHM饲料桑过瘤胃蛋白含量较高,有利于后肠道的吸收利用。

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