动物营养学报    2019, Vol. 31 Issue (7): 3398-3410    PDF    
火龙果皮与苜蓿、精料配比对饲料组合效应的研究
袁玖1 , 唐德富1 , 万欣杰2 , 寇伟1 , 刘自强1 , 赵祥民1 , 张泽岩1 , 王燕娜1 , 王娟丽1 , 崔仲勇1     
1. 甘肃农业大学动物科学技术学院, 兰州 730070;
2. 甘肃正合生物科技有限公司, 兰州 730060
摘要: 本试验旨在探讨火龙果皮与苜蓿、精料配比对饲料组合效应(AE)的影响。试验采用体外产气法测定在精粗比分别为40:60和30:70时,精料:火龙果皮:苜蓿分别为40:60:0、40:45:15、40:30:30、40:15:45、40:0:60和30:70:0、30:55:15、30:40:30、30:25:45、30:10:60、30:0:70时11种饲料组合及3种单独饲料(精料、火龙果皮、苜蓿)分别培养0、2、4、6、9、12、24、36、48 h的产气量(GP),培养结束后的上清液及残渣用以测定pH、总挥发性脂肪酸(TVFA)与氨态氮(NH3-N)含量、干物质降解率(DMD)和有机物降解率(OMD),并计算出各指标的单项组合效应指数(SFAEI)和综合组合效应指数(MFAEI)。结果表明:精粗比为40:60时,40:60:0、40:45:15组24 h产气量(GP24 h)、DMD、OMD的SFAEI显著或极显著高于其他各组(P < 0.05或P < 0.01),40:60:0、40:45:15、40:30:30组TVFA和NH3-N的SFAEI显著或极显著高于其他各组(P < 0.05或P < 0.01),40:60:0、40:45:15组的MFAEI极显著高于其他各组(P < 0.01)。精粗比为30:70时,30:70:0组GP24 h的SFAEI极显著高于其他各组(P < 0.01),30:70:0、30:55:15、30:40:30组DMD和TVFA的SFAEI极显著高于其他各组(P < 0.01),30:70:0、30:55:15组OMD和NH3-N的SFAEI极显著高于其他各组(P < 0.01),30:70:0、30:55:15、30:40:30组的MFAEI极显著高于其他各组(P < 0.01)。由此可见,精粗比为40:60时,精料:火龙果皮:苜蓿为40:45:15时的MFAEI最大;精粗比为30:70时,精料:火龙果皮:苜蓿为30:70:0时的MFAEI最大。
关键词: 组合效应    火龙果皮    苜蓿    精料    体外产气法    
Evaluation of Associative Effects of Proportion of Pitaya Peel, Alfalfa and Concentrate
YUAN Jiu1 , TANG Defu1 , WAN Xinjie2 , KOU Wei1 , LIU Ziqiang1 , ZHAO Xiangmin1 , ZHANG Zeyan1 , WANG Yanna1 , WANG Juanli1 , CUI Zhongyong1     
1. College of Animal Science and Technology, Gansu Agricultural University, Lanzhou 730070, China;
2. Gansu Zhenghe Biotechnology Co., Ltd., Lanzhou 730060, China
Abstract: This experiment was conducted to investigate the effects of proportion of pitaya peel, alfalfa and concentrate on associative effects. The experiment using an in vitro gas production technique, and the proportion of concentrate, pitaya peel and alfalfa was 40:60:0, 40:45:15, 40:30:30, 40:15:45, 40:0:60 and 30:70:0, 30:55:15, 30:40:30, 30:25:45, 30:10:60, 30:0:70 when concentrate to roughage ratio was 40:60 and 30:70, respectively. Gas production (GP) of 11 feed combinations and 3 individual feed (concentrate, pitaya peel and alfalfa) fermented alone was recorded at 0, 2, 4, 6, 9, 12, 24, 36, 48 h, respectively. After incubation, the incubation fluid and residues were used to determine pH, total volatile fatty acids (TVFA) content, ammonia nitrogen (NH3-N) content, dry matter degradability (DMD) and organic matter degradability (OMD), and the single-factor associative effects indexes (SFAEI) of each index and multiple-factors associative effects index (MFAEI) were calculate. The results showed as follows:when the concentrate to roughage ratio was 40:60, the SFAEI of 24 h gas production (GP24 h), DMD and OMD in 40:60:0 and 40:45:15 groups was significantly higher than that in other groups (P < 0.05 or P < 0.01), the SFAEI of TVFA and NH3-N in 40:60:0, 40:45:15 and 40:30:30 groups was significantly higher than that in other groups (P < 0.05 or P < 0.01), and the MFAEI in 40:60:0 and 40:45:15 groups was significantly higher than that in other groups (P < 0.01). When the concentrate to roughage ratio was 30:70, the SFAEI of GP24 h in 30:70:0 group was significantly higher than that in other groups (P < 0.01), the SFAEI of DMD and TVFA in 30:70:0, 30:55:15 and 30:40:30 groups was significantly higher than that in other groups (P < 0.01), the OMD and NH3-N in 30:70:0 and 30:55:15 groups were significantly higher than those in other groups (P < 0.01), and the MFAEI in 30:70:0, 30:55:15 and 30:40:30 groups was significantly higher than that in other groups (P < 0.01). In conclusion, when the concentrate to roughage ratio is 40:60, the MFAEI is the highest when concentrate:pitaya peel:alfalfa is 40:45:15; when the concentrate to roughage ratio is 30:70, the MFAEI is the highest when concentrate:pitaya peel:alfalfa is 30:70:0.
Key words: associative effects    pitaya peel    alfalfa    concentrate    in vitro gas production    

火龙果(Hylocereus undulatus Britt),又名“红龙果”(pitaya peel),是一种富含花青素的营养价值高的水果,其副产品火龙果皮营养价值高,富含花青素、维生素C,具有抗氧化作用。但生产生活中,火龙果皮很少被人食用,大多是直接丢弃,基本未被有效利用。将火龙果皮作为动物饲料使用的研究也鲜见报道。火龙果皮适口性好,但粗蛋白质(crude protein,CP)含量不如豆科牧草高,因此,单独饲喂不一定能满足动物的营养需要。但这些限制可以通过补饲优质饲料获得正组合效应(associative effects,AE)克服[1]。混合饲粮的可利用能或消化率不等于混合饲粮中各个饲料原料的可利用能或消化率的加权值,这意味着产生了组合效应[2-3]。而这些相互作用可以改变反刍动物胃肠道(尤其是瘤胃)的代谢过程。豆科牧草的蛋白质含量高于其他牧草和低质粗饲料,添加苜蓿(Medicago sativa)等豆科牧草可以提高这些低质粗饲料的利用率[4-6]。Tagliapietra等[7]研究表明,将优质牧草(苹果渣、柑橘浆)与低质牧草(皇冠雏菊、奶蓟)配合使用,低质牧草的体外发酵性能显著提高。此外,饲喂牧草基础饲粮要想获得理想的生产性能,必须同时配合饲喂精料,精料的补充量取决于基础饲粮和动物的特性[8]。Dolebo等[9]报道,波尔奶山羊的饲粮精料水平和干草来源可作为预测饲粮负组合效应的方法,且发现低水平精料和中等水平的生长期杂草能准确预测代谢能(ME)摄入量。在高精料水平饲粮中,为显著提高生长羔羊的生产性能和饲料效率,需要用玉米代替至少20%[干物质(dry matter,DM)基础]的大麦饲粮[10]

研究饲料组合效应的方法有体外发酵试验、体内消化代谢试验和动物饲养试验。由于产气量(gas production,GP)与机物消化率高度相关,因此,体外发酵试验被众多学者用作研究不同饲料间组合效应的最简便有效的方法[11]。反刍动物饲料间的组合效应在精料、粗饲料之间最显著,因此,饲粮的精粗比(concentrate to roughage,C : R)是决定瘤胃发酵特征主要因素之一。王加启等[12]研究发现,精料、粗饲料的负组合效应点为精粗比大于70%。精料比例达到20%~60%时对饲粮DM消失率无显著影响。即使精粗比完全一致,组合效应仍表现很大的不同。国内外有关饲料组合效应的报道很多,然而,将火龙果皮作为饲料,与苜蓿、精料配比后对GP和瘤胃发酵参数的组合效应影响的报道尚未见报道。而且,现有饲料组合效应方面的报道,多数是评价单一指标的组合效应值或几个单独指标各自的组合效应,没有进行综合组合效应值的评价。因此,本研究旨在用体外产气法评价精粗比分别为40 : 60和30 : 70条件下,火龙果皮与苜蓿、精料不同配比后对各饲料组合的各单项指标组合效应和综合组合效应的影响。

1 材料与方法 1.1 试验材料

精料购自兰州联邦饲料有限公司,苜蓿来自甘肃省临洮县,火龙果购于兰州市某果蔬市场。精料、火龙果皮、苜蓿干燥、粉碎后过1 mm标准筛。精料的配方(风干基础)为:玉米85.17%,豆粕7.22%,棉籽粕3.46%,食盐1.65%,预混料2.50%。

1.2 试验设计

精粗比分别为40 : 60和30 : 70,即精料(绝干基础)分别占40%和30%,火龙果皮(绝干基础)和苜蓿(绝干基础)分别占60%和70%。具体为:精料:火龙果皮:苜蓿比例分别为40 : 60 : 0、40 : 45 : 15、40 : 30 : 30、40 : 15 : 45、40 : 0 : 60和30 : 70 : 0、30 : 55 : 15、30 : 40 : 30、30 : 25 : 45、30 : 10 : 60、30 : 0 : 70。试验设3种单独饲料和11种饲料组合,每组设3个重复,另设3个空白管,共45种饲料组合。

1.3 瘤胃液供体动物

3只装有永久性瘤胃瘘管的荷斯坦干奶牛为瘤胃液供体,自由采食干草,精料(精料组成及营养水平见表 1)饲喂量为4 kg/(d·头),每日分2次饲喂,自由饮水。试验当日,早饲前采集3只瘘管牛的瘤胃液,混合后经4层纱布过滤至预热过的保温瓶中,连续通入CO2,保证瘤胃液内的厌氧环境,迅速转移至实验室,待用。

表 1 精料组成及营养水平(干物质基础) Table 1 Composition and nutrient levels of the concentrate (DM basis)
1.4 体外发酵培养程序

准确称取11种饲料组合和3种单独的饲料各0.200 0 g,装入2.0 cm×3.0 cm尼龙袋(孔径50 μm),送入产气管底部,加入预热(39.0±0.5) ℃的体外发酵培养液30 mL(10 mL瘤胃液+20 mL缓冲液,缓冲液参照Menkek等[14]方法配制)。迅速排出管内空气,用胶管和夹子密封产气管,记录初始刻度(mL)。将产气管置39 ℃恒温水浴摇床中培养2、4、6、9、12、24、36、48 h时,记录各时间点GP。

某时间点GP(mL)=该段时间样品GP-产气管初始刻度-该段时间空白管GP。

1.5 上清液及残渣的采集

48 h培养结束后,将尼龙袋迅速放入冰水中,使尼龙袋内样品停止发酵,用流动的蒸馏水将尼龙袋冲洗干净,自然晾干,转移至65 ℃烘箱烘干48 h至恒重后,计算干物质降解率(dry matter degradability,DMD)。残渣测定粗灰分(Ash)后,计算有机物降解率(organic matter degradability,OMD)。

将培养液装入离心管,10 000×g离心10 min,将上清液转移至5 mL离心管,盖紧管口,编号记录,-20 ℃冰柜保存,待测乙酸、丙酸、丁酸等各种挥发性脂肪酸(volatile fatty acids,VFA)和氨态氮(NH3-N)含量。

1.6 测定指标及方法 1.6.1 饲料常规营养水平

按常规法AOAC(2003)[15]测定火龙果皮、苜蓿、精料的DM、有机物(organic matte,OM)、CP、粗脂肪(ether extract,EE)、粗纤维(crude fiber,CF)和粗灰分含量。

1.6.2 产气数据的计算 1.6.2.1 GP测定

式中:t为发酵开始后某一时间(h);GPt为样品t时刻产气量(mL);200为产气管内样品的总重量(200 mg);Vt为样品发酵t h后产气管读数;V0为样品发酵t h后空白管读数;W为样品DM重量(mg)。

1.6.2.2 产气参数计算

利用FIT CURVE软件,参照Ørskov等[16]产气模型公式,将各样品在2、4、6、9、12、24、36、48 h时的GP代入,计算消化动力参数。

式中:将各样品在2、4、6、9、12、24、36、48 h时的GP代入,计算消化动力参数。式中,t为发酵开始后某一时间(h);a为快速产气部分(mL);b为缓慢产气部分(mL);c为缓慢产气部分的产气速度常数(%/h);a+b为潜在产气量(mL)。

1.6.3 瘤胃发酵参数、DMD、OMD的测定

pH采用梅特勒-托利多FE20型酸度计测定;NH3-N含量采用冯宗慈等[17]比色法测定;VFA含量采用岛津GC-2010气相色谱法测定[18]

DMD(%)=[(原样品重量×原DM含量-残渣样品重量×残渣DM含量)/(原样品重量×原DM含量)]×100;

OMD(%)=[(原样品重量×原OM含量-残渣样品重量×残渣OM含量)/(原样品重量×原OM含量)]×100。

1.6.4 组合效应的计算

单项组合效应指数(single-factor associative effects index,SFAEI)和综合组合效应指数(multiple-factors associative effects index,MFAEI)参照王旭[19]方法计算。

SFAEI=100×(实测值-加权估算值)/加权估算值。

式中:实测值为各组合的实际测定值;加权估算值=火龙果皮的实际测定值×火龙果皮配比(%)+精料的实际测定值×精料配比(%)+苜蓿的实际测定值×苜蓿配比(%)。

MFAEI=ΣSFAEI=GP24 h的组合效应+ DMD的组合效应+OMD的组合效应+VFA的组合效应+NH3-N的组合效应。

1.7 数据处理与统计分析

试验数据采用Excel 2013处理计算后,采用SPSS 16.0软件包对数据进行单因子方差分析,结果以平均值和均值标准误(SEM)表示,以P < 0.05为差异显著判断标准,以P < 0.01为差异极显著判断标准,以0.05≤P < 0.10为有变化趋势标准。差异显著时,采用Tukey氏法进行多重比较。

2 结果与分析 2.1 饲料营养水平及体外产气参数

表 2可见,精料的CP含量高于苜蓿和火龙果皮,火龙果皮的CF含量低于苜蓿,火龙果皮的EE含量高于苜蓿和精料。

表 2 饲料营养水平及体外产气参数(风干基础) Table 2 Nutrient levels and in vitro gas parameters of feeds (air-dry basis)

火龙果皮、精料、苜蓿的快速产气部分(a)分别为-0.7、-10.5和-2.9 mL,说明三者均存在产气滞后效应,火龙果皮产气滞后时间最短,苜蓿次之,精料最长。在缓慢产气部分(b)、潜在产气量(a+b)和24 h产气量(GP24 h)方面,火龙果皮(71.6、71.0、58.8 mL)最高,精料(56.1、45.5、42.5 mL)次之,苜蓿(29.6、26.7、15.8 mL)最低。精料缓慢产气部分的产气速度常数(c)高于火龙果皮和苜蓿。

2.2 各饲料组合的产气参数

表 3可见,精粗比为40 : 60时,40 : 45 : 15组的a+b有大于40 : 0 : 60组的趋势(P=0.062);40 : 45 : 15、40 : 60 : 0组的GP24 h极显著高于40 : 15 : 45、40 : 0 : 60组(P < 0.01)。精粗比为30 : 70时,30 : 70 : 0组的b、a+b、GP24 h显著高于30 : 10 : 60、30 : 0 : 70组(P < 0.05),其他产气参数各组间无显著差异(P>0.05)。

表 3 火龙果皮与苜蓿、精料体外混合培养48 h后的产气和发酵参数 Table 3 Gas production and fermentation parameters of pitaya peel mixed with alfalfa and concentrate cultured 48 h in vitro
表 4 火龙果皮与苜蓿、精料体外混合培养48 h后的挥发性脂肪酸含量 Table 4 VFA content of pitaya peel mixed with alfalfa and concentrate cultured 48 h in vitro
2.3 各饲料组合的瘤胃pH、DMD、OMD及NH3-N含量

表 3可见,精粗比为40 : 60时,40 : 0 : 60、40 : 15 : 45组的瘤胃pH显著高于40 : 60 : 0、40 : 45 : 15、40 : 30 : 30组(P < 0.05);40 : 60 : 0、40 : 45 : 15、40 : 30 : 30组的DMD和OMD极显著高于40 : 0 : 60、40 : 15 : 45组(P < 0.01);40 : 60 : 0、40 : 45 : 15组的NH3-N含量显著高于40 : 0 : 60组(P < 0.05)。

精粗比为30 : 70时,30 : 0 : 70、30 : 10 : 60、30 : 25 : 45、30 : 40 : 30组的瘤胃pH显著高于30 : 55 : 15和30 : 70 : 0组(P < 0.05);30 : 55 : 15和30 : 70 : 0组的DMD极显著高于30 : 0 : 70组(P < 0.01),显著高于30 : 10 : 60、30 : 25 : 45、30 : 40 : 30组(P < 0.05),30 : 10 : 60、30 : 25 : 45、30 : 40 : 30组的DMD显著高于30 : 0 : 70组(P < 0.05);30 : 55 : 15和30 : 70 : 0组的OMD极显著高于其他各组(P < 0.01),30 : 10 : 60、30 : 25 : 45、30 : 40 : 30组的OMD极显著高于30 : 0 : 70组(P < 0.01);30 : 70 : 0组的NH3-N含量极显著高于其他各组(P < 0.01)。

2.4 各饲料组合VFA含量

表 3可见,精粗比为40 : 60时,40 : 60 : 0、40 : 45 : 15组的总挥发性脂肪酸(TVFA)含量显著高于40 : 30 : 30、40 : 15 : 45、40 : 0 : 60组(P < 0.05)。精粗比为30 : 70时,30 : 70 : 0、30 : 55 : 15的TVFA含量显著高于30 : 40 : 30、30 : 25 : 45、30 : 10 : 60、30 : 0 : 70组(P < 0.05)。各组间各单一VFA含量和乙酸/丙酸差异不显著(P>0.05)。

2.5 各饲料组合的组合效应值

表 5可见,精粗比为40 : 60时,在GP24 h的组合效应上,40 : 60 : 0、40 : 45 : 15组的SFAEI极显著高于其他各组(P < 0.01),40 : 30 : 30、40 : 15 : 45组的SFAEI极显著高于40 : 0 : 60组(P < 0.01)。在DMD的组合效应上,40 : 60 : 0、40 : 45 : 15组的SFAEI显著高于其他各组(P < 0.05)。在OMD的组合效应上,40 : 60 : 0、40 : 45 : 15组的SFAEI极显著高于其他各组(P < 0.01)。在TVFA的组合效应上,40 : 60 : 0、40 : 45 : 15、40 : 30 : 30组的SFAEI极显著高于40 : 15 : 45、40 : 0 : 60组(P < 0.01)。在NH3-N的组合效应上,40 : 60 : 0、40 : 45 : 15、40 : 30 : 30组的SFAEI显著高于40 : 15 : 45、40 : 0 : 60组(P < 0.05)。在MFAEI上,40 : 60 : 0、40 : 45 : 15组极显著高于其他各组(P < 0.01),40 : 30 : 30、40 : 15 : 45组极显著高于40 : 60 : 0组(P < 0.01)。

表 5 火龙果皮与苜蓿、精料体外混合培养48 h后的SFAEI和MFAEI Table 5 SFAEI and MFAEI of pitaya peel mixed with alfalfa and concentrate cultured 48 h in vitro

精粗比为30 : 70时,在GP24 h的组合效应上,30 : 70 : 0组的SFAEI极显著高于其他各组(P < 0.01),30 : 55 : 15、30 : 40 : 30组的SFAEI极显著高于30 : 0 : 70组(P < 0.01),30 : 55 : 15组的SFAEI显著高于30 : 10 : 60组(P < 0.05)。在DMD的组合效应上,30 : 70 : 0、30 : 55 : 15、30 : 40 : 30组的SFAEI极显著高于30 : 25 : 45、30 : 10 : 60、30 : 0 : 70组(P < 0.01)。在OMD的组合效应上,30 : 70 : 0、30 : 55 : 15组的SFAEI极显著高于其他各组(P < 0.01)。在TVFA的组合效应上,30 : 70 : 0、30 : 55 : 15、30 : 40 : 30组的SFAEI极显著高于30 : 25 : 45、30 : 10 : 60、30 : 0 : 70组(P < 0.01);在NH3-N的组合效应上,30 : 70 : 0组的SFAEI极显著高于其他各组(P < 0.01),30 : 55 : 15组极显著高于30 : 40 : 30、30 : 25 : 45、30 : 10 : 60、30 : 0 : 70组(P < 0.01)。在MFAEI上,30 : 70 : 0组极显著高于30 : 40 : 30、30 : 25 : 45、30 : 10 : 60、30 : 0 : 70组(P < 0.01),30 : 55 : 15、30 : 40 : 30组极显著高于30 : 25 : 45、30 : 10 : 60、30 : 0 : 70组(P < 0.01)。

3 讨论 3.1 饲料的产气参数

本试验中,火龙果皮的a(-0.7 mL)最大,产气滞后时间最短,精料产气滞后时间最长。研究表明,玉米比大麦有更长的产气滞后时间[20]。这与Cho等[21]报道一致。本研究中,玉米占精料的85.17%,因此,本试验中精料有较长产气滞后时间,与前人的研究结果一致。精料的c较高,火龙果皮的a、b、GP24 h和a+b均高于精料和苜蓿,表明火龙果皮比苜蓿、精料有更好的产气性能。

3.2 各饲料组合的GP

本试验中,精粗比分别为40 : 60和30 : 70时,40 : 60 : 0、40 : 45 : 15组和30 : 70 : 0、30 : 55 : 15组的产气和发酵参数高于其他各组。由于GP是预测饲料在反刍动物瘤胃消化率的重要指标[11]。因此,设计单一、混合饲料进行体外产气试验是研究和确定混合饲料组合效应的有效方法。研究发现,饲草树叶与精料体外培养时在GP上有正组合效应[22]。小麦秸秆与苜蓿混合在产气参数上有正组合效应[23]。豆科牧草能提高秸秆的利用率,二者混合使用的优势是多种因素综合作用的结果[24]。Maccaranal等[25]发现,2种慢速发酵纤维(奶蓟草、纯纤维素)配比3种快速发酵纤维(无籽番茄、柑橘渣、果胶)以75 : 25或25 : 75混合体外培养时,GP显著提高。各种牧草和精料之间的组合效应也有大量报道[3],这些报道与本试验结果基本一致。由此可见,火龙果皮作为一种废弃物或非常规饲料,与优质的豆科牧草苜蓿配比后,产生了组合效应。

3.3 各饲料组合的瘤胃pH、TVFA和NH3-N含量

瘤胃pH是一个综合反映瘤胃内发酵情况和环境变化的重要指标。瘤胃pH范围一般为6~7,过高或过低都会引起瘤胃发酵异常。反刍动物瘤胃发酵产生VFA的原因主要是饲粮中碳水化合物的降解,它是瘤胃微生物维持和生长的主要能量来源。TVFA与GP之间呈正相关。本试验中,精粗比分别为40 : 60和30 : 70时,40 : 60 : 0、40 : 45 : 15组和30 : 70 : 0、30 : 55 : 15组的TVFA含量和GP24 h高于其他各组。乙酸/丙酸反映了瘤胃发酵的类型。本试验中,乙酸/丙酸均大于3,在瘤胃发酵类型中属于乙酸发酵型,有利于反刍动物乳脂率的提高。TVFA含量和pH之间有显著的相关性[26]。本试验中,精粗比分别为40 : 60和30 : 70时,40 : 60 : 0、40 : 45 : 15组和30 : 70 : 0、30 : 55 : 15组的TVFA含量显著高于其他各组,而40 : 60 : 0、40 : 45 : 15、40 : 30 : 30组和30 : 70 : 0、30 : 55 : 15组的pH显著低于其他各组。当VFA的产生速度快于瘤胃对其吸收速度时,瘤胃pH下降。因此,pH的降低与易发酵碳水化合物的摄入水平呈线性相关[3, 27]。Fieser等[28]给高羊茅干草补饲玉米比补饲大豆皮在OMD上产生了负组合效应,NH3-N含量降低,但未影响瘤胃pH、TVFA含量和乙酸/丙酸。进一步证实了易发酵碳水化合物与TVFA、pH的相关性。这与Copani等[29]研究结果一致。

NH3-N含量是反映饲料在瘤胃中氮代谢、微生物蛋白质合成和蛋白质分解的一个重要指标。维持合适的NH3-N含量是保证瘤胃微生物蛋白质合成的前提。瘤胃中适宜的NH3-N含量为6.3~27.5 mg/dL[30]。本试验中,各组的NH3-N含量均分布在此范围内,且精粗比分别为40 : 60和30 : 70时,40 : 60 : 0、40 : 45 : 15组和30 : 70 : 0组的NH3-N含量高于其他各组。原因是这些组合促进了瘤胃内能量和氨气的同步释放和微生物蛋白质的合成[31]

3.4 各饲料组合的DMD和OMD

GP与瘤胃微生物的活性及饲料的消化率呈正相关[14]。DMD和OMD是衡量饲料营养价值和OM可利用性的重要指标。本试验中,随着苜蓿比例的下降,DMD和OMD呈上升的趋势。虽然苜蓿具有相对较高的有效降解率,碳氮比(C/N)有利于微生物的生长繁殖[32],然而,本研究中的火龙果皮也具有较好的产气性能和有效降解率,且火龙果皮的CF含量(21.6%)低于苜蓿(29.4%),而精粗比分别为40 : 60和30 : 70时,40 : 60 : 0、40 : 45 : 15、40 : 30 : 30组和30 : 70 : 0、30 : 55 : 15组的DMD和OMD显著增高,原因是这5个组合饲粮中非结构性碳水化合物含量增加,易降解营养成分增多。据报道,苜蓿饲粮中瘤胃真菌孢子的数量显著增加[33]。豆科植物可通过促进纤维素分解菌的生长来增加瘤胃纤维的消化率[34]。用苜蓿补饲劣质饲料对饲料消化率、利用率、采食量组合效应的报道很多[24]。用体外发酵法研究苜蓿添加到低质牧草中在GP[35]、DM采食量、酸性洗涤纤维消化率[36-37]、平均日增重[38]上均产生了正组合效应。Wang等[39]报道,给玉米秸秆饲粮每天每只羊补饲苜蓿150~300 g,对小尾寒羊的采食量、饲料消化率、氮代谢、瘤胃环境和血液学参数均产生了最佳组合效应。随着在泌乳奶牛苜蓿牧草基础饲粮中粉碎小麦比例的增加,瘤胃的pH和饲粮纤维消化率逐步下降[40]。将红三叶草和基库尤牧草青贮混合体外培养时,在OMD上产生了正组合效应[41]。因此,本试验中,除了40 : 60 : 0和30 : 70 : 0组外,40 : 45 : 15、40 : 30 : 30、30 : 55 : 15组也具有较高的DMD和OMD,即火龙果皮除了要与精料配比外,还需与适量的苜蓿配比才能获得最佳组合效应。这与上述报道结果一致。

将春季牧草与玉米混合培养时,在GP、DMD、OMD上产生了正组合效应,而秋季牧草与玉米或大麦混合培养时均产生了正组合效应[21]。将青干草和全燕麦不同配比饲喂马,随着燕麦比例的增加,饲粮DM、OM和能量消化率呈曲线型上升[42]。枣椰树叶、三芒草属尖刺、黄芪属植物混合喂羊发现,随着枣椰树叶比例的增加,体外OMD呈线性降低[43]。在稻草基础饲粮中补饲玉米淀粉饲喂羔羊发现,高水平的淀粉降低了纤维素酶活性、纤维素分解菌群数量和饲料的消化率;适量的淀粉提高了羔羊的生长性能[44]。Niderkorn等[45]报道,鲜白三叶与黑麦草的比例为0.25~0.50时,动物的采食量和饲料消化率最优。2种禾本科(鸭茅、黑麦草)与4种豆科(紫花苜蓿、白三叶、红三叶、红豆草)牧草1 : 1混合体外培养发现,除了红豆草外,其他3种豆科牧草与禾本科牧草配比后均产生了正组合效应[46]。上述报道表明,添加苜蓿可改善低质粗饲料的利用率,这与本试验中火龙果皮:苜蓿比例为45 : 15、30 : 30、55 : 15时,苜蓿改善火龙果皮的利用率相一致。

3.5 各饲料组合的组合效应

SFAEI能在某一个指标上评价饲料的组合效应。因为组合效应机制的复杂性,仅从某一个指标来判断,缺乏代表性[47],易造成评价不准确。因此,单独用GP指标评定饲料的营养价值可能不准确。饲料营养价值的评价应采用综合指标或数学模型进行全面、科学的评价。卢德勋[48]根据人工瘤胃GP法不同时间点测定的各项指标,提出了饲料组合效应综合评价指标体系——MFAEI。韩肖敏等[49]研究发现,玉米秸秆:稻草比例为60 : 40、玉米秸秆:稻草:玉米秸秆青贮比例为24 : 16 : 60、玉米秸秆:稻草:玉米秸秆青贮:精料比例为9.6 : 6.4 : 24.0 : 60.0的MFAEI最优。组合效应指标包括动物的养分消化率、利用率、能量、生长性能和采食量。体外GP与DOM有高度相关性[11, 50-51]。体外GP与OM的表观降解率和真降解率高度相关[52]。利用体外发酵GP法评价饲料组合效应的报道很多[53-56]。本试验通过体外发酵GP法评价火龙果皮、苜蓿和精料之间的组合效应,是结合GP、DMD、OMD、VFA、NH3-N等指标进行多因素综合评价的,本研究发现,40 : 45 : 15和30 : 70 : 0组的MFAEI最优,其次,40 : 60 : 0和30 : 55 : 15、30 : 40 : 30组的MFAEI均高于100%,可能是由于这些组中不同比例饲料中营养物质的相互补充,提高了底物的发酵速率,从而提高了饲料的消化率。因此,40 : 45 : 15和30 : 70 : 0组的SFAEI(GP、DMD、OMD、NH3-N、TVFA)和MFAEI均最优。综上所述,精料:火龙果皮:苜蓿比例为40 : 45 : 15和30 : 70 : 0时,能有效改善产气特性和瘤胃发酵48 h后的饲料利用率。因此,将火龙果皮作为反刍动物饲料,可节约常规饲料资源,减轻环境污染,缓解人畜争粮矛盾。

4 结论

当精料:火龙果皮:苜蓿比例为40 : 45 : 15和30 : 70 : 0时,SFAEI(GP、DMD、OMD、NH3-N、TVFA)和MFAEI最佳。生产实践中,火龙果皮可以作为奶牛的粗饲料饲喂,当精粗比为40 : 60时,火龙果皮:苜蓿按45 : 15配比;当精粗比为30 : 70时,火龙果皮:苜蓿按70 : 0配比。

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