动物营养学报    2022, Vol. 34 Issue (2): 1000-1013    PDF    
奶牛常用蛋白质饲料和粗饲料的瘤胃降解特性研究
王吉东1 , 周春元2 , 吕佳颖1 , 姚琨1 , 李胜利1     
1. 中国农业大学动物科学技术学院, 北京 100193;
2. 天津嘉立荷饲料有限公司, 天津 301800
摘要: 本研究旨在评定不同蛋白质饲料(豆粕、双低菜籽粕、膨化大豆、玉米蛋白粉、棉籽粕)和粗饲料(苜蓿干草、全株玉米青贮、燕麦草、苜蓿青贮、羊草)的营养价值,并研究其奶牛瘤胃降解特性。选择5头安装永久性瘤胃瘘管的健康荷斯坦牛,采用尼龙袋评定法评定饲料瘤胃有效降解率和动态降解率。结果表明:1)各蛋白质饲料干物质(DM)含量差异不显著(P>0.05),玉米蛋白粉粗蛋白质(CP)含量显著高于其他蛋白质饲料(P < 0.05)。2)苜蓿青贮和全株玉米青贮DM含量显著低于其他粗饲料(P < 0.05),苜蓿干草和苜蓿青贮CP含量显著高于其他粗饲料(P < 0.05),苜蓿干草和苜蓿青贮中性洗涤纤维(NDF)含量显著低于其他粗饲料(P < 0.05),苜蓿干草、苜蓿青贮和全株玉米青贮酸性洗涤纤维(ADF)含量显著低于其他粗饲料(P < 0.05)。3)豆粕DM有效降解率显著高于其他蛋白质饲料(P < 0.05),玉米蛋白粉CP有效降解率显著低于其他蛋白质饲料(P < 0.05)。4)苜蓿干草、燕麦草和苜蓿青贮DM有效降解率显著高于其他粗饲料(P < 0.05),苜蓿干草CP有效降解率显著高于其他粗饲料(P < 0.05),羊草NDF和ADF有效降解率显著低于其他粗饲料(P < 0.05),全株玉米青贮和苜蓿干草ADF有效降解率显著高于其他粗饲料(P < 0.05)。由此可见,蛋白质饲料中,豆粕DM有效降解率最高,玉米蛋白粉CP有效降解率最低;粗饲料中,苜蓿干草和苜蓿青贮更容易在奶牛瘤胃中消化,全株玉米青贮不仅可提供NDF和ADF,且NDF和ADF有效降解率较高。
关键词: 蛋白质饲料    粗饲料    瘤胃    降解特性    
Rumen Degradation Characteristics of Common Protein Feeds and Roughages of Dairy Cows
WANG Jidong1 , ZHOU Chunyuan2 , LYU Jiaying1 , YAO Kun1 , LI Shengli1     
1. College of Animal Science and Technology, China Agricultural University, Beijing 100193, China;
2. Tianjin Jialihe Feed Co., Ltd., Tianjin 301800, China
Abstract: The objective of this study was to evaluate nutritional value of different protein feeds (soybean meal, canola meal, expanded soybean, corn gluten meal and cottonseed meal) and roughages (alfalfa hay, whole corn silage, oat hay, alfalfa silage and Leymus chinensis), and to study their rumen degradation characteristics. Five healthy Holstein cows fitted with permanent rumen fistulas were used to evaluated rumen effective degradability and dynamic degradability of feeds by nylon bag method. The results showed as follows: 1) there was no significant difference in dry matter (DM) content among 5 protein feeds (P>0.05), the crude protein (CP) content of corn gluten meal was significantly higher than that of other protein feeds (P < 0.05). 2) The DM content of alfalfa silage and whole corn silage was significantly lower than that of other roughages (P < 0.05), the CP content of alfalfa hay and alfalfa silage was significantly higher than that of other roughages (P < 0.05), the neutral detergent fiber (NDF) content of alfalfa hay and alfalfa silage was significantly lower than that of other roughages (P < 0.05), and the acid detergent fiber (NDF) content of alfalfa hay, alfalfa silage and whole corn silage was significantly lower than that of other roughages (P < 0.05). 3) The DM effective degradability of soybean meal was significantly higher than that of other protein feeds (P < 0.05), and the CP effective degradability of corn gluten meal was significantly lower than that of other protein feeds (P < 0.05). 4) The DM effective degradability of alfalfa hay, oat hay and alfalfa silage was significantly higher than that of other roughages (P < 0.05), the CP effective degradability of alfalfa hay was significantly higher than that of other roughages (P < 0.05), the NDF and ADF effective degradability of Leymus chinensis was significantly lower than that of other roughages (P < 0.05), and the ADF effective degradability of whole corn silage and alfalfa hay was significantly lower than that of other roughages (P < 0.05). In conclusion, in protein feeds, the DM effective degradability of soybean meal is the highest, and the CP effective degradability of corn gluten meal is the lowest; in roughages, the alfalfa hay and alfalfa silage are easier to digest in the rumen of dairy cows, the whole corn silage not only provides the NDF and ADF, and the NDF and ADF effective degradability is higher.
Key words: protein feeds    roughages    rumen    degradation characteristics    

近年来,我国奶牛养殖规模不断扩大,单产水平加速提高。2020年末,全国荷斯坦奶牛存栏同比增加9.8%;成年母牛平均单产达8.3 t,同比增加6.4%[1]。单产水平提高增加了对优质蛋白质饲料和粗饲料的需求,2020年全国进口干草169.4万t,同比增加6.1%;其中进口苜蓿干草135.8万t,同比增加0.2%,平均到岸价361.3美元/t(约2 341元/t);燕麦草33.5万t,同比增加39.0%,平均到岸价346.1美元/t(约2 242元/t)[1]。据农业农村部监测数据,2020年全国玉米均价2.32元/kg,较2019年上涨11.54%;豆粕均价3.32元/kg,较2019年上涨2.79%[2]。优质蛋白质饲料和粗饲料需求增加、价格攀升,要求进一步发展奶牛精准养殖技术,更加精确地把握饲料营养成分,科学合理且精准地设计饲粮配方,以最大限度减少饲料浪费,缓解我国优质粗饲料不足和人畜争粮矛盾,降低饲养成本、提高奶牛养殖效益。

针对饲料紧缺现状,目前主要有2种缓解方式:一是开发和研究非常规饲料,如卢娜等[3]对5种非常规粗饲料(花生秧、青稞草、荞麦秸秆、蛋白桑青贮和小麦青贮)进行营养价值评定,发现蛋白桑青贮粗蛋白质(CP)瘤胃降解率高,营养价值较高;孔凡林等[4]在肉牛瘤胃降解特性研究中,对构树叶进行营养价值评定,发现其可作为蛋白质饲料,但使用时应注意保持能氮平衡。二是精确研究常规饲草料营养价值及动物需要量,最大限度减少饲料浪费,如刘艳芳等[5]研究了紫花苜蓿青贮、全株小麦青贮、全株玉米青贮等10种粗饲料瘤胃降解特性,为青贮饲料实践及最大限度发挥营养价值提供依据;宋钰等[6]对肉牛常用玉米粉、麦麸、苜蓿干草、豆粕、菜籽粕、玉米青贮等饲料进行营养价值评定,发现不同饲料为小肠提供过瘤胃可消化蛋白质能力不同,不同饲料干物质(DM)小肠消化率低于CP小肠消化率,为牧场精确设计配方提供了依据。我国地域辽阔,但饲草料资源却很紧张,应尽可能地减少养殖浪费,但前人大多只对部分饲料进行研究,且多以肉牛、肉羊为主,未系统对荷斯坦奶牛常用蛋白质饲料和粗饲料同时进行研究。因此,本试验针对我国牧场常用10种蛋白质饲料和粗饲料,采用尼龙袋技术[7]评价其瘤胃降解特性,以期为牧场科学合理且精准地利用有限常规饲草料资源提供理论依据。

1 材料与方法 1.1 试验设计

试验采用瘤胃原位尼龙袋法,蛋白质饲料设置2、4、8、12、16、24、36和48 h共计8个取样时间点,粗饲料设置2、4、8、12、24、36、48和72 h共计8个取样时间点,每头牛每个取样时间点设2个平行,以5头健康且体况相近的泌乳中期荷斯坦奶牛作为重复。通过测定不同时间点蛋白质饲料DM、CP含量,粗饲料DM、CP、酸性洗涤纤维(ADF)、中性洗涤纤维(NDF)含量,探究其营养成分及瘤胃降解规律。

1.2 试验材料

本试验样品包括5种蛋白质饲料:豆粕、双低菜籽粕、膨化大豆、玉米蛋白粉、棉籽粕;5种粗饲料:苜蓿干草、全株玉米青贮、燕麦草、苜蓿青贮、羊草。10种饲料样品信息见表 1。待测样品经65 ℃烘干后粉碎,一部分样品通过2.5 mm标准筛,用分析天平称取4 g放入尼龙袋中,用于瘤胃降解试验;另一部分样品通过1.0 mm标准筛,用于测定常规营养成分含量。

表 1 10种饲料样品信息 Table 1 Sample information of 10 feed samples
1.3 试验动物与试验饲粮

试验选用北京中地乳业顺义牧场5头安装永久性瘤胃瘘管且体重、年龄和胎次相近的中国荷斯坦奶牛。根据NRC(2001)[8],按3倍维持水平配制试验饲粮,精粗比为6∶4,每天饲喂2次,自由饮水。试验饲粮组成及营养水平见表 2

表 2 试验饲粮组成及营养水平(干物质基础) Table 2 Composition and nutrient levels of the experimental diet (DM basis) 
1.4 样品采集与处理方法

选择40~60 μm尼龙布制作8 cm×12 cm尼龙袋,并准备长度50 cm、直径0.8 cm半软塑料管。将风干样品装入尼龙袋底部,分别将尼龙袋口交叉放于1根半软塑料管夹缝中,用皮筋固定住后,用尼龙绳拴住半软塑料管,系于铁环上。晨饲前1 h经瘤胃瘘管全部投入瘤胃中,按照同时投入,依次取出原则,于取样时间点快速取出样品,立即置入冷水中,终止发酵,用自来水冲洗至澄清,再将其放入65 ℃烘箱内烘48 h至恒重,测定样品营养成分,计算其降解率。样品DM和CP含量分别采用烘箱干燥法和凯氏定氮法测定,NDF和ADF含量使用Van Soest法测定,具体操作参照张丽英[9]的方法。

1.5 计算方法与统计分析

被测养分某时间点的降解率(%)=100×(降解前养分含量-降解后养分含量)/降解前养分含量;

式中:k是待测样品某营养成分的瘤胃外流速率(%/h),参考Elimam等[10]和Mckee等[11]的研究成果,取精饲料的瘤胃外流速率为5%/h,粗饲料的瘤胃外流速率为3%/h;a为被测样品营养成分快速降解部分(%);b为被测样品营养成分慢速降解部分(%);c为慢速降解的降解速率(%/h)。

数据采用SAS 9.2软件NLIN程序计算a、b、c值,数据用one-way ANOVA程序进行单因素方差分析。P < 0.05为差异显著。

2 结果 2.1 蛋白质饲料常规营养成分含量

表 3可知,不同蛋白质饲料常规营养成分中DM含量差异不显著(P>0.05)。蛋白质饲料CP含量都在38.63%以上,玉米蛋白粉CP含量高达69.16%,显著高于其他蛋白质饲料(P < 0.05)。玉米蛋白粉粗灰分含量最低,为2.73%,显著低于其他蛋白质饲料(P < 0.05)。双低菜籽粕NDF含量最高,为28.84%,显著高于膨化大豆、豆粕和玉米蛋白粉(P < 0.05);玉米蛋白粉NDF含量最低,为4.08%,显著低于其他蛋白质饲料(P < 0.05)。玉米蛋白粉ADF含量仅为1.09%,显著低于其他蛋白质饲料(P < 0.05)。膨化大豆粗脂肪含量为19.81%,显著高于其他蛋白质饲料(P < 0.05)。双低菜籽粕酸性洗涤溶液不溶性粗蛋白质(ADICP)含量最高,为2.58%,显著高于其他蛋白质饲料(P < 0.05)。玉米蛋白粉中性洗涤溶液不溶性粗蛋白质(NDICP)含量最低,为1.19%,显著低于其他蛋白质饲料(P < 0.05)。双低菜籽粕钙含量最高,为0.86%,显著高于其他蛋白质饲料(P < 0.05);玉米蛋白粉钙含量最低,为0.19%,显著低于其他蛋白质饲料(P < 0.05)。棉籽粕和双低菜籽粕磷含量较高,分别为1.15%和1.19%,显著高于其他蛋白质饲料(P < 0.05)。

表 3 5种蛋白质饲料常规营养成分含量(干物质基础) Table 3 Common nutrient component contents of 5 protein feeds (DM basis) 
2.2 粗饲料常规营养成分含量

表 4可知,苜蓿青贮和全株玉米青贮DM含量显著低于其他粗饲料(P < 0.05);苜蓿干草和苜蓿青贮CP含量显著高于其他粗饲料(P < 0.05);苜蓿青贮粗灰分含量显著高于其他粗饲料(P < 0.05);苜蓿干草和燕麦草粗脂肪含量显著低于其他粗饲料(P < 0.05);苜蓿干草和苜蓿青贮NDF含量显著低于其他粗饲料(P < 0.05);苜蓿干草、苜蓿青贮和全株玉米青贮ADF含量显著低于其他粗饲料(P < 0.05);苜蓿青贮钙含量显著高于其他粗饲料(P < 0.05);羊草磷含量显著低于其他粗饲料(P < 0.05);全株玉米青贮NDICP含量显著低于其他粗饲料(P < 0.05);燕麦草ADICP含量显著低于其他粗饲料(P < 0.05)。

表 4 5种粗饲料常规营养成分含量(干物质基础) Table 4 Common nutrient component contents of 5 roughages (DM basis) 
2.3 蛋白质饲料DM降解特性

表 5图 1可知,豆粕DM降解率总体高于其他蛋白质饲料,48 h DM降解率显著高于其他蛋白质饲料(P < 0.05);玉米蛋白粉2~16 h DM降解率均显著低于其他蛋白质饲料(P < 0.05);除36 h外,双低菜籽粕在各个时间点DM降解率与膨化大豆均差异不显著(P>0.05);玉米蛋白粉24~48 h DM降解率与棉籽粕均差异不显著(P>0.05)。

表 5 5种蛋白质饲料不同时间点DM降解率及动态降解模型参数 Table 5 DM degradation rates of 5 protein feeds at different time points and parameters of dynamic degradation model 
图 1 5种蛋白质饲料在不同时间点DM和CP降解率曲线 Fig. 1 DM and CP degradation rate curves of 5 protein feeds at different time points

玉米蛋白粉DM快速降解部分显著低于其他蛋白质饲料(P < 0.05),但DM慢速降解部分显著高于其他蛋白质饲料(P < 0.05)。棉籽粕、双低菜籽粕和膨化大豆DM慢速降解部分差异不显著(P>0.05)。豆粕DM有效降解率最高,达57.58%,显著高于其他蛋白质饲料(P < 0.05);棉籽粕和玉米蛋白粉DM有效降解率显著低于其他蛋白质饲料(P < 0.05)。

2.4 蛋白质饲料CP降解特性

表 6图 1可知,玉米蛋白粉各个时间点CP降解率均显著低于其他蛋白质饲料(P < 0.05),48 h降解率仅达57.49%;双低菜籽粕4 h CP降解率达36.86%,显著高于其他蛋白质饲料(P < 0.05);双低菜籽粕48 h CP降解率略低于豆粕,差异不显著(P>0.05)。

表 6 5种蛋白质饲料不同时间点CP降解率及动态降解模型参数 Table 6 CP degradation rates of 5 protein feeds at different time points and parameters of dynamic degradation model 

玉米蛋白粉CP快速降解部分最低,为2.51%,显著低于其他蛋白质饲料(P < 0.05)。5种蛋白质饲料CP慢速降解部分在79.30%~88.67%。玉米蛋白粉CP有效降解率最低,仅为28.45%,显著低于其他蛋白质饲料(P < 0.05)。

2.5 粗饲料DM降解特性

表 7图 2可知,各粗饲料2 h DM降解率都达到17%以上,差异不显著(P>0.05);羊草8、24、36、48、72 h DM降解率最低,显著低于与其他粗饲料(P < 0.05)。

表 7 5种粗饲料不同时间点DM降解率与动态降解模型参数 Table 7 DM degradation rates of 5 roughages at different time points and parameters of dynamic degradation model
图 2 5种粗饲料在不同时间点DM和CP降解率曲线 Fig. 2 DM and CP degradation rate curves of 5 roughages at different time points

燕麦草DM快速降解部分最低,为10.40%,苜蓿干草和燕麦草DM快速降解部分显著低于其他粗饲料(P < 0.05)。各粗饲料DM慢速降解部分在54.39%~66.98%。苜蓿干草DM慢速降解部分的降解速率最高,显著高于其他粗饲料(P < 0.05)。各粗饲料DM潜在降解部分在64.79%~87.37%,苜蓿青贮DM潜在降解部分显著高于其他粗饲料(P < 0.05)。苜蓿干草、燕麦草和苜蓿青贮DM有效降解率差异不显著(P < 0.05),显著高于其他粗饲料(P < 0.05)。

2.6 粗饲料CP降解特性

表 8图 2可知,羊草CP降解率均低于其他粗饲料;苜蓿干草72 h CP降解率最高,为83.31%,显著高于其他粗饲料(P < 0.05);苜蓿青贮和全株玉米青贮24~72 h CP降解率差异不显著(P < 0.05)。

表 8 5种粗饲料不同时间点CP降解率与动态降解模型参数 Table 8 CP degradation rates of 5 roughages at different time points and parameters of dynamic degradation model

苜蓿青贮和全株玉米青贮CP快速降解部分均高于37%,显著高于其他粗饲料(P < 0.05)。苜蓿青贮CP慢速降解部分最低,为31.98%,显著低于其他粗饲料(P < 0.05)。苜蓿青贮和苜蓿干草CP慢速降解部分的降解速率显著高于其他粗饲料(P < 0.05)。苜蓿干草CP有效降解率最高,为72.38%,显著高于其他粗饲料(P < 0.05)。

2.7 粗饲料NDF降解特性

表 9图 3可知,苜蓿干草2、4 h NDF降解率显著高于其他粗饲料(P < 0.05),且羊草、燕麦草、苜蓿青贮和全株玉米青贮4 h NDF降解率趋于一致,均在11%左右,差异不显著(P>0.05);全株玉米青贮48~72 h NDF降解率显著高于苜蓿干草(P < 0.05)。

表 9 5种粗饲料不同时间点NDF降解率与动态降解模型参数 Table 9 NDF degradation rates of 5 roughages at different time points and parameters of dynamic degradation model 
图 3 5种粗饲料不同时间点NDF和ADF瘤胃降解率曲线 Fig. 3 NDF and ADF degradation rate curves of 5 roughages at different time points

苜蓿干草NDF快速降解部分最高,为18.41%,显著高于其他粗饲料(P < 0.05)。各粗饲料NDF慢速降解部分在49.61%~69.02%,燕麦草和全株玉米青贮NDF慢速降解部分显著高于其他粗饲料(P < 0.05)。苜蓿青贮NDF慢速降解部分的降解速率最高,为0.070%,显著高于其他粗饲料(P < 0.05)。羊草和苜蓿青贮NDF潜在降解部分显著低于其他粗饲料(P < 0.05)。全株玉米青贮NDF有效降解率最高,达43.36%;羊草NDF有效降解率最低,为33.00%,显著低于其他粗饲料(P < 0.05)。

2.8 粗饲料ADF降解特性

表 10图 3可知,苜蓿干草2~12 h ADF降解率均显著高于其他粗饲料(P < 0.05);苜蓿干草和全株玉米青贮48 h ADF降解率均在51%左右,显著高于其他粗饲料(P < 0.05);全株玉米青贮72 h ADF降解率最高,为59.51%,其次为燕麦草和苜蓿干草,三者显著高于其他粗饲料(P < 0.05)。

表 10 5种粗饲料不同时间点ADF降解率与动态降解模型参数 Table 10 ADF degradation rates of 5 roughages at different time points and parameters of dynamic degradation model

苜蓿干草ADF快速降解部分最高,为18.37%,显著高于其他粗饲料(P < 0.05)。全株玉米青贮ADF慢速降解部分最高,为78.85%,显著高于其他粗饲料(P < 0.05)。苜蓿青贮ADF慢速降解部分的降解速率最高,为0.061%,显著高于其他粗饲料(P < 0.05)。全株玉米青贮和苜蓿干草ADF潜在降解部分显著高于其他粗饲料(P < 0.05)。全株玉米青贮和苜蓿干草ADF有效降解率显著高于其他粗饲料(P < 0.05);羊草ADF有效降解率最低,为33.49%,显著低于其他粗饲料(P < 0.05)。

3 讨论 3.1 不同蛋白质饲料和粗饲料的常规营养成分

蛋白质作为饲料中最昂贵的营养成分,为奶牛提供维持和产奶所需的氨基酸,但其中ADICP则不易被消化吸收[12]。本试验中,玉米蛋白粉ADICP含量最高,说明其蛋白质消化率不如其他蛋白质饲料,因此会造成较多氮排放,从而对环境产生危害,在选择该饲料时要综合考虑环境因素及饲料成本。蛋白质饲料中膨化大豆粗脂肪含量最高,达19.81%,含能量水平最高,尤其适合产后能量负平衡状态奶牛使用。但有研究表明,脂肪酸对瘤胃微生物有毒害作用,会影响瘤胃中纤维分解菌和原虫活性,从而影响消化率[12],因此NRC(2001)[8]推荐奶牛饲粮中粗脂肪含量应控制在7%以内,以免产生负面影响。因此,在使用膨化大豆时应充分考虑脂肪酸对瘤胃微生物的影响。

反刍动物因其独特的瘤胃结构,饲粮中必须具有一定量的粗饲料。本试验研究了5种常用粗饲料,对其营养成分含量进行了检测,进一步评价其营养价值。正常情况下,CP含量是评价粗饲料品质的重要因素,CP含量越高品质越好。豆科牧草CP含量通常高于禾本科牧草,其中苜蓿更是被称为“牧草之王”,这是因为豆科牧草能与根瘤菌共生,具有联合固氮作用。国外进口苜蓿干草CP含量一般在20%,国产苜蓿干草CP含量一般在16%~20%,国内苜蓿干草分级标准[13]表 11所示。

表 11 国内苜蓿干草质量分级标准(以粗蛋白质含量计) Table 11 Quality grading standard of alfalfa hay in China (by crude protein content) 

本研究测得苜蓿干草CP含量为17.33%,根据分级标准属于二级苜蓿干草。在反刍动物饲粮中,CP需要量为12%~22%,根据不同生产阶段奶牛对CP需要量和需求特点,选择不同CP含量的粗饲料并进行科学合理搭配,对于提高粗饲料利用率、促进奶牛生产性能有重要意义。

NDF会刺激反刍动物咀嚼和反刍,促进唾液分泌,防止酸中毒,粗纤维(CF)还可以维持牛奶乳脂率。Zhang等[14]指出,NDF含量可以作为评定干物质采食量(DMI)的标准,饲粮中NDF含量过高导致瘤胃容积过大,限制DMI;饲粮中NDF含量低也会限制DMI;泌乳奶牛饲粮中NDF含量在28%~35%为宜。刘笑梅等[15]研究指出,NDF有效降解率与NDF、ADF含量呈极显著或显著负相关,与CP含量呈显著正相。

通常来说,在一定范围内,粗饲料NDF和ADF含量越低,其品质越好。在本试验中,羊草NDF含量最高,燕麦草NDF含量次之;苜蓿干草NDF和ADF含量低于羊草和燕麦草,CP含量高于羊草和燕麦草,说明苜蓿干草在纤维和蛋白质品质上优于羊草和燕麦草,有利于反刍动物消化利用,国内外相关研究也证实苜蓿干草营养价值高于羊草和燕麦草,是主要优质粗饲料。苜蓿青贮NDF和ADF含量略低于苜蓿干草,说明对饲料进行青贮可以降解部分粗饲料纤维成分,改善饲料品质。但考虑到饲喂成本,实际生产中优质进口苜蓿主要在高产泌乳奶牛饲粮中在添加,以提高产奶量和乳品质。试验中,羊草NDICP含量为2.72%,高于其他粗饲料;苜蓿干草ADICP为2.30%,燕麦草ADICP含量最低。Higgs等[16]指出,ADICP在瘤胃中不被降解,且部分会发生美拉德反应,通常认为其在小肠中也不被消化。在本试验中,苜蓿干草ADICP含量高于羊草和燕麦草,苜蓿青贮ADICP含量高于全株玉米青贮,说明苜蓿草蛋白质也有饲养局限,生产中需合理搭配。

3.2 不同蛋白质饲料和粗饲料的DM降解特性

DMI对奶牛的生长和生产十分重要。Lunsin等[17]研究表明,DM降解率是影响DMI的一个重要因素,DM降解率越高,奶牛DMI就会越高,摄入的CP和能量就会越多,进而提高产奶量[18]。故测定DM降解率在生产中具有重要意义。本试验中,5种蛋白质饲料DM降解率均随着培养时间延长而增加。豆粕48 h DM降解率高达95.74%,说明豆粕可迅速在奶牛瘤胃内被降解提供蛋白质源。

不同粗饲料DM降解率随培养时间不同呈现不同程度增加。苜蓿青贮72 h DM降解率最高,其次是苜蓿干草,这与张颖等[19]研究苜蓿干草DM降解率高于全株玉米青贮、玉米青贮、稻草等结果一致。羊草、苜蓿干草和全株玉米青贮48 h DM降解率与林聪[20]的测定值相近,且苜蓿青贮相对较高,说明试验所用苜蓿青贮品质较好,有利于消化。苜蓿干草2 h DM降解率较高,当培养时间到24 h时,DM降解率基本趋于稳定上升阶段,这说明苜蓿干草DM主要是在24 h内降解完成。全株玉米青贮72 h DM降解率较高,但从趋势图可知其上升缓慢,说明全株玉米青贮DM在瘤胃中慢速降解,与么恩悦等[21]研究结果一致。全株玉米青贮DM潜在降解部分(71.60%)高于苜蓿干草(65.58%),但其有效降解率(46.78%)低于苜蓿干草(52.36%),可能是与试验操作失误有关,在未来需要尽可能减少此类事件发生。在本试验中,苜蓿青贮72 h DM降解率低于全株玉米青贮,但其降解速度较快,24 h后趋于稳定,与苜蓿干草相同,这说明苜蓿来源粗饲料在奶牛瘤胃中主要在前24 h降解,与田雨佳[22]试验结果一致。因奶牛瘤胃DM降解率与奶牛DMI呈正相关,从试验数据推测,奶牛对苜蓿干草和苜蓿青贮采食量可能要高于羊草和全株玉米青贮。

3.3 不同蛋白质饲料和粗饲料的CP降解特性

Kong等[23]研究表明,蛋白质或某类氨基酸缺乏可引起奶牛脏器或整体发育不良,而饲料发酵难易度及其瘤胃滞留时间是影响瘤胃降解率的直接因素[24]。粗饲料CP在瘤胃内降解率是新蛋白质体系的重要参数。在本试验中,豆粕48 h CP降解率最高,5种蛋白质饲料CP有效降解率由高到低依次为豆粕(57.16%)、双低菜籽粕(56.54%)、棉籽粕(50.18%)、膨化大豆(49.37%)、玉米蛋白粉(28.45%),可见在国际贸易摩擦加剧导致豆粕等大宗原料价格大幅上涨情况下,牧场可紧急使用双低菜籽粕和棉籽粕替代豆粕。

本试验中,羊草、苜蓿干草和全株玉米青贮72 h CP降解率分别为65.81%、83.31%和72.75%,羊草CP降解率较低,推测是因羊草成熟,木质素含量增加,植物细胞壁的纤维素结构影响蛋白质分解和释放,造成降解较慢。本研究发现,苜蓿干草72 h CP降解率最高,其次是全株玉米青贮,苜蓿青贮和燕麦草相当,最后是羊草,苜蓿干草和玉米青贮CP降解率结果与李文才[25]、Ali等[5]的研究结果相同。本试验中,苜蓿青贮在36 h前CP降解率一直高于全株玉米青贮,但36 h降解率低于全株玉米青贮,说明苜蓿青贮在瘤胃内能快速降解。不同试验测得结果的差异可能与粗饲料加工、贮存和收获时期有关,也可能与试验动物以及试验材料相关[26]

3.4 不同粗饲料的NDF和ADF降解特性

奶牛是反刍动物,饲料纤维物质有利于奶牛瘤胃正常发酵,对于维持奶牛瘤胃内环境稳定具有重要作用,因此,奶牛瘤胃中NDF和ADF降解率是评定粗饲料营养价值的重要指标[27]。在其他条件相同情况下,提高NDF降解率对提高奶牛DMI和产奶量具有显著作用,NDF主要是由纤维素、半纤维素和木质素构成,半纤维素是主要可发酵成分,木质素不会被瘤胃微生物利用,因此影响NDF降解率的主要因素是木质素比例,所以,不同饲料来源NDF在瘤胃内降解存在差异[28]

本试验中,全株玉米青贮72 h NDF降解率最高,表明青贮处理可使营养成分可降解性得到提高,提升饲用价值。苜蓿干草各个时间点NDF和ADF降解率均高于羊草,苜蓿青贮36 h后NDF和ADF降解率增长不明显,但苜蓿干草、羊草、燕麦草和全株玉米青贮36 h后NDF和ADF降解率有一定程度增加,这表明苜蓿青贮NDF和ADF降解主要发生在36 h内,苜蓿干草比羊草更容易被奶牛消化。由此可见,不同粗饲料NDF和ADF降解情况存在很大差异,在实际生产中要合理搭配进行利用。

4 结论

① 蛋白质饲料中,豆粕48 h DM和CP降解率最高,棉籽粕48 h DM降解率最低,玉米蛋白粉48 h CP降解率最低。豆粕DM有效降解率最高,玉米蛋白粉CP有效降解率最低。

② 粗饲料中,苜蓿干草和苜蓿青贮更容易在奶牛瘤胃中消化,全株玉米青贮不仅可提供NDF和ADF,且NDF和ADF有效降解率较高。

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