構樹不同部位與奶牛常用粗飼料瘤胃降解特性對比
近年來，隨著畜牧業的大力發展，耕地面積減少，飼料的供給矛盾日益突出。我國大豆進口量占總供給量的84%，反芻動物飼養需要優質飼料，且目前多依賴國外進口。而我國的非常規飼料資源豐富，如何開發新型穩定的非常規飼料成為亟待解決的問題。我國的木本植物資源有1000多種，大多品質優良，具備較高的營養價值。挖掘這些植物并發現其應用于反芻動物飼養的潛力，是緩解飼料資源緊缺壓力的可行措施。
構樹( Broussonetia papyrifera) 為桑科構屬落葉喬木，具有作為飼料資源、造紙原料、入藥功能等多重經濟價值，并且抗逆性強、耐干旱、耐污染、耐修剪，適應于各種類型的土壤。我國構樹種植面積約為30萬畝( 1畝≈666.67m3) ，在資源分布上具備一定的優勢。小白鼠的亞急性毒理試驗表明構樹葉不具毒性。有研究報道，構樹葉可部分替代豬和肉雞的飼料原料。目前對構樹資源的研究主要集中在構樹葉，而對構樹枝或全株構樹的營養研究較少。尼龍袋技術作為國內外評定反芻動物飼料瘤胃降解率的常用方法，可以反映飼料的營養價值。因此，本試驗以構樹不同部位( 構樹葉、構樹枝葉、構樹枝) 與奶牛常用粗飼料( 苜蓿干草、燕麥草) 為研究對象，采用尼龍袋法評價其瘤胃降解特性的差異，以期為構樹作為反芻動物飼料的利用提供一定的理論依據。
1 材料與方法
1．1 飼料原料
構樹不同部位樣品采自江蘇省揚州市邗江區，選取高度約為1.5 m 的構樹，并將構樹分為構樹葉、構樹枝和未分離的構樹枝葉; 苜蓿干草和燕麥草采自揚州大學草學研究所。5 種樣品均于9月下旬足量采集并制備保存。分別將5 種樣品于65 ℃烘干制成風干樣，使用CM－100 粉碎機粉碎，一部分過2 mm 篩，用于尼龍袋試驗; 另一部分過1 mm 篩，并將5 種樣品各分為3 份，用于測定常規營養成分。
1．2 試驗動物及飼糧
試驗選用3 頭體況良好、體重( 550 ± 25) kg、裝有永久性瘤胃瘺管、處于泌乳中后期的中國荷斯坦奶牛，飼養于揚州大學試驗農牧場。試驗牛飼糧精粗比為40∶60，基礎飼糧組成及營養水平見表l。產奶凈能參照馮仰廉等方法計算。試驗期間，奶牛采用拴系飼養，每天飼喂2 次( 06: 00 和18: 00) ，自由飲水。
1．3 試驗方法
各種飼料的常規營養成分選用采集的3份飼料樣品進行測定，每份飼料樣品測定3個重復。尼龍袋試驗選用孔徑為48 μm 的尼龍過濾布，裁剪后使用滌綸線雙道縫制，制成尺寸為8cm ×16 cm的尼龍袋，散邊使用烙鐵燙實，洗凈后放入恒溫干燥箱65 ℃烘干至恒重，編號并記錄相應尼龍袋質量。準確稱取5g樣品放入對應尼龍袋中，每個樣品選用3 頭牛，每頭牛每個時間點設置2個重復，尼龍袋以塑料軟管固定，于晨飼后2h通過瘤胃瘺管送入瘤胃腹囊中。按照“同時放入，依次取出”原則，分別于放入后4、8、12、24、36、48 和72h取出，樣品取出后用冷水緩緩沖洗直至水澄清。尼龍袋洗凈后從塑料軟管取下，放入恒溫干燥箱65 ℃ 烘干至恒重。烘干后將樣品分裝于自封袋中保存，備測。
1．4 測定指標及方法
干物質( DM) 含量采用GB /T 6435—2014 的方法測定，粗蛋白質( CP) 含量采用GB /T 6432—1994 的方法測定，粗纖維( CF) 含量采用GB /T6434—2006 的方法測定; 粗脂肪( EE) 含量采用GB /T 6433—2006 的方法測定，粗灰分( Ash) 含量采用GB /T 6438—2007 的方法測定，鈣( Ca) 含量采用乙二胺四乙酸二鈉絡合滴定法( GB /T 6436—2002) 測定，磷(P) 含量采用鉬黃分光光度法( GB /T 6437—2002) 測定。中性洗滌纖維( NDF) 、酸性洗滌纖維( ADF) 、酸性洗滌木質素( ADL) 含量根據Van Soest 等的方法，采用ANKOM － 2000i纖維分析儀進行測定。
1．5 計算公式
飼料樣品某營養成分某時間點瘤胃降解率( %) =100×( 降解前該營養成分含量－降解后該營養成分含量) /降解前該營養成分含量。
根據Ørskov 等提出的模型計算動態降解模型參數和有效降解率( ED) :
P = a+b( 1－e－ct ) ;
ED( %) = a+bc /( k+c) 。
式中: t 為飼料在瘤胃內的停留時間( h) ; P 為某營養成分在t 時刻的瘤胃降解率( %) ; a 為快速降解部分( %) ; b 為慢速降解部分( %) ; c 為慢速降解部分的降解速率( % /h) ; ED 為飼料中某營養成分的有效降解率( %) ; k 為飼料中某營養成分的瘤胃外流速率( % /h) ，參考顏品勛等 k 值取0．031% /h。
1．6 統計分析
數據使用Excel 2016整理，使用SAS 9.4 中的NLIN 程序計算a、b、c 值，使用SPSS 25.0 進行單因素方差分析( one-way ANOVA) ，并用Duncan氏法進行多重比較檢驗，結果以平均值±標準差進行表示，以P＜0.05 作為差異顯著性的判斷標準。
2 結果
2．1 5種飼料的常規營養成分
由表2 可知，構樹葉的CP 含量顯著高于其他4 種飼料( P＜0.05) ，構樹枝葉和苜蓿干草的CP 含量顯著高于構樹枝和燕麥草( P＜0.05) 。構樹枝的CF 含量顯著高于其他4 種飼料(P＜0.05) ; 苜蓿干草和燕麥草的CF含量差異不顯著( P＞0.05) ，但顯著高于構樹葉和構樹枝葉( P＜0.05) 。5 種飼料的NDF 和ADF 含量差異顯著( P＜0.05) ，由高到低依次為構樹枝、燕麥草、苜蓿干草、構樹枝葉和構樹葉。5 種飼料的ADL 含量差異顯著( P＜0.05) ，由高到低依次為構樹枝、苜蓿干草、構樹枝葉、燕麥草和構樹葉。構樹葉的EE 含量顯著高于其他4 種飼料( P＜0.05) ; 構樹枝和苜蓿干草的EE含量差異不顯著( P＞0.05) ，但顯著低于構樹枝葉和燕麥草( P＜0.05) 。5 種飼料的Ash 含量差異顯著( P＜0.05) ，由高到低依次為構樹葉、構樹枝葉、苜蓿干草、燕麥草和構樹枝。構樹葉的Ca和P含量均顯著高于其他4 種飼料( P＜0.05) 。
2．2 5種飼料的DM 瘤胃降解特性
由表3可知，在4、8 和12h，構樹葉、構樹枝葉和苜蓿干草的DM 瘤胃降解率差異不顯著( P＞0.05) ，但均顯著高于構樹枝( P＜0.05) 。在36h，除構樹枝以外，其他4種飼料的DM 瘤胃降解率均達到50%以上，構樹枝的DM 瘤胃降解率顯著低于其他4 種飼料( P＜0.05) ，其中構樹枝葉和苜蓿干草的DM 瘤胃降解率無顯著差異( P＞0.05) 。在48 和72 h，5 種飼料的DM 瘤胃降解率差異顯著( P＜0.05) ，由高到低依次為構樹葉、構樹枝葉、苜蓿干草、燕麥草和構樹枝。
從5種飼料的DM 瘤胃降解參數可以看出，燕麥草的DM 快速降解部分最高，達到26. 68%，并且與苜蓿干草和構樹葉無顯著差異( P＞0.05) ;構樹枝的DM 快速降解部分最低，僅為9.84%，顯著低于其他4 種飼料( P＜0.05) 。構樹葉的DM 慢速降解部分顯著高于其他4 種飼料( P＜0.05) 。5種飼料的DM 有效降解率差異顯著( P＜0.05) ，由高到低依次為構樹葉、構樹枝葉、苜蓿干草、燕麥草和構樹枝。
2．3 5種飼料的CP 瘤胃降解特性
由表4 可知，在8 h，苜蓿干草的CP 瘤胃降解率達到50%以上，并顯著高于其他4 種飼料( P＜0.05) 。在24 和36 h，構樹葉、構樹枝葉和苜蓿干草的CP 瘤胃降解率無顯著差異( P＞ 0. 05) ，但均顯著高于燕麥草和構樹枝( P＜0.05) 。在48 h，苜蓿干草和構樹葉的CP 瘤胃降解率差異不顯著( P＞0.05) ，但均顯著高于構樹枝葉、燕麥草和構樹枝( P＜0.05) 。在72 h，構樹葉的CP 瘤胃降解率最高，為90.13%，顯著高于其他4 種飼料( P ＜0.05) ; 構樹枝葉與苜蓿干草無顯著差異( P ＞0.05) ，但均顯著高于構樹枝和燕麥草( P＜0.05) 。
從5 種飼料的CP 瘤胃降解參數可以看出，燕麥草的CP 快速降解部分最高，為32.58%; 苜蓿干草和構樹葉的CP 快速降解部分無顯著差異( P＞0.05) ; 構樹枝的CP 快速降解部分最低，為11.96%，顯著低于其他4 種飼料( P＜0.05) 。構樹葉和構樹枝葉的CP 慢速降解部分差異不顯著( P＞0.05) ，顯著高于其他4 種飼料( P＜0.05) ; 燕麥草的CP 慢速降解部分最低，為37．78%，顯著低于其他4 種飼料( P＜0.05) 。5 種飼料的CP 有效降解率差異顯著( P＜0.05) ，由高到低依次為苜蓿干草、構樹葉、構樹枝葉、燕麥草和構樹枝。
2．4 5種飼料的NDF瘤胃降解特性
由表5可知，在8和12h，構樹枝葉、苜蓿干草和燕麥草的NDF瘤胃降解率無顯著差異( P ＞0.05) 。在72 h，構樹葉的NDF 瘤胃降解率顯著高于其他4 種飼料( P＜0.05) ，構樹枝葉和燕麥草的NDF 瘤胃降解率差異不顯著( P＞0.05) 。構樹枝各個時間點的NDF瘤胃降解率均顯著低于其他4種飼料( P＜0.05) 。
從5 種飼料的NDF瘤胃降解參數可以看出，構樹葉的NDF 快速降解部分最高，達到5.85%，顯著高于構樹枝、苜蓿干草和燕麥草( P＜0.05) 。構樹葉的NDF 慢速降解部分顯著高于其他4 種飼料( P＜0.05) ，構樹枝葉、苜蓿干草和燕麥草的NDF慢速降解部分差異不顯著( P＞0.05) ; 構樹枝的NDF 慢速降解部分最低，為46.3 7%。構樹葉的NDF 有效降解率最高，顯著高于其他4 種飼料( P＜0.05) ; 構樹枝葉和燕麥草的NDF 有效降解率無顯著差異( P＞0.05) ; 構樹枝的NDF 有效降解率最低，僅為18.15%，顯著低于其他4 種飼料( P＜0.05) 。
2．5 5種飼料的ADF瘤胃降解特性
由表6 可知，在4 h，構樹枝的ADF 瘤胃降解率最低，僅為3.89%，顯著低于其他4 種飼料( P＜0.05) 。在4、8、12 和24h，構樹葉、苜蓿干草和燕麥草的ADF 瘤胃降解率無顯著差異( P ＞0.05) 。在4、2和24h，構樹枝葉和苜蓿干草的ADF瘤胃降解率差異不顯著( P＞0.05) 。構樹枝各個時間點的ADF 瘤胃降解率均顯著低于其他4 種飼料( P＜0.05) 。
從5 種飼料的ADF 瘤胃降解參數可以看出，構樹葉的ADF 快速降解部分最高，但與其他4 種飼料無顯著差異( P＞0.05) 。構樹葉的ADF 慢速降解部分最高，顯著高于其他4 種飼料( P＜0.05) ;構樹枝葉和苜蓿干草的ADF 慢速降解部分差異不顯著( P＞0.05) 。5 種飼料的ADF 有效降解率差異顯著( P＜0.05) ，由高到低依次為構樹葉、燕麥草、苜蓿干草、構樹枝葉和構樹枝。
3 討論
3．1 5種飼料的常規營養成分
本研究選用的5 種飼料的各營養成分含量存在一定的差異。左鑫等測定了不同產地的構樹葉和構樹枝葉的營養成分含量，表明構樹葉的CP含量為17.78% ~26.47%，構樹枝葉的CP 含量為15.80%~17.89%。本試驗測得的構樹葉和構樹枝葉的CP含量( 分別為21.32%、17.38%) 在其范圍之內，說明江蘇地區的構樹CP 含量與其他地區相似。與優質粗飼料苜蓿干草相比，構樹葉的CP含量高于苜蓿干草，而構樹枝葉與苜蓿干草相近，構樹枝的CP含量較低并與燕麥草相當。因此，構樹的CP含量能夠達到常用粗飼料水平。構樹葉的CF含量低于18%，根據飼料分類原則，不屬于粗飼料，這與左鑫等的研究結果一致。相反，構樹枝葉和構樹枝可以歸屬于粗飼料資源。構樹葉和構樹枝葉的NDF和ADF含量比苜蓿干草和燕麥草低，而構樹枝的NDF和ADF含量高于苜蓿干草和燕麥草，這與屠焰等測定的結果不同，可能與構樹的品種、產地、收獲季節以及構樹的生長高度有關。此外，構樹枝葉和構樹枝能夠滿足NＲC( 2001) 對泌乳奶牛飼糧中NDF和ADF的推薦標準，說明構樹枝葉和構樹枝可作為奶牛粗飼料使用。構樹枝的ADL含量最高，而構樹葉最低，說明木本植物的枝條部分木質化程度較高。構樹葉和構樹枝葉Ash和Ca含量較高，這與屠焰等的研究結果相一致，另外，P含量上與常用粗飼料無差異，因此在實際應用上應當注意Ca和P比例的協調。
3．2 5種飼料的DM 瘤胃降解特性
DM瘤胃降解率作為干物質采食量(DMI) 的重要影響參數，DM瘤胃降解率越高動物的DMI越大。在本試驗中，不同飼料的DM瘤胃降解率表現出較大差異，其中苜蓿干草各個時間點的DM瘤胃降解率以及DM有效降解率與馬健等的研究結果相一致，燕麥草的研究結果與劉艷芳等的研究結果相一致。構樹葉各個時間點的DM 瘤胃降解率均為最高，說明構樹葉易于奶牛消化; 構樹枝葉和苜蓿干草在各個時間點的DM 瘤胃降解率表現出一定的相似性，都表現為24 h 之前上升較快，之后趨于穩定，在DM有效降解率方面構樹枝葉與苜蓿干草相當，說明構樹枝葉與苜蓿干草都利于奶牛消化; 而構樹枝各個時間點的DM 瘤胃降解率均為最低，并且在各個時間點上升幅度較緩，在DM有效降解率方面也低于燕麥草，說明構樹枝的單獨飼喂價值較低。從上述數據可以推測，奶牛對構樹葉和構樹枝葉的DMI 要高于苜蓿干草和燕麥草，而構樹枝的DMI 相較于其他4 種飼料最低。
3．3 5種飼料的CP 瘤胃降解特性
CP瘤胃降解率主要受飼料蛋白質的含量、組成以及在瘤胃中滯留時間的影響。本試驗中，苜蓿干草和燕麥草的CP有效降解率分別為67.59%和52.41%，這與前人的研究結果大致相同。在5 種飼料中，構樹葉的CP 含量最高，與苜蓿干草相比，CP有效降解率也較高，能夠達到優質牧草的水平。構樹枝各個時間點的CP瘤胃降解率和CP有效降解率最低，說明構樹枝的蛋白質不易被奶牛消化利用。Satter指出，飼料的CP瘤胃降解率受飼料本身性質的影響很大，快速降解部分、慢速降解部分和不易降解部分在不同飼料中比例不同。本試驗中，構樹枝葉和苜蓿干草的CP含量相當，但快速降解部分和慢速降解部分與苜蓿干草差異較大，并且苜蓿干草的CP有效降解率比構樹枝葉更高，這說明CP瘤胃降解率受到飼料中的蛋白質含量、組成和在瘤胃滯留時間等多種因素的影響，單從飼料的化學分析方法無法準確判斷飼料的營養價值，需要結合動物消化試驗加以準確判斷。
3．4 5種飼料的NDF和ADF瘤胃降解特性
飼料中NDF 和ADF 瘤胃降解率是評價飼料品質的重要指標，其值的大小反映了飼料纖維物質在瘤胃內消化的難易程度。其中NDF包括了植物細胞壁的大部分成分，主要有纖維素、半纖維素、木質素，而ADF主要有纖維素和木質素，其中木質素是限制瘤胃微生物消化降解的重要因素。從各種飼料的NDF和ADF快速降解部分均處于較低水平可以看出，飼料中的纖維類物質在瘤胃內難以被快速降解。本試驗中，苜蓿干草與燕麥草的NDF 和ADF 有效降解率與前人的研究結果大致相同，構樹葉各個時間點的NDF和ADF瘤胃降解率高于苜蓿干草和燕麥草，在NDF 和ADF 有效降解率方面也表現出相同規律，這說明構樹葉的纖維類物質在瘤胃內相較于苜蓿干草和燕麥草更易于降解，這可能與飼料本身的纖維物質組成有關，構樹葉的NDF、ADF 和ADL含量相較于苜蓿干草和燕麥草更低。構樹枝葉的NDF和ADF有效降解率與苜蓿干草相比差異較小，總體而言構樹枝葉的NDF和ADF瘤胃降解率能夠達到奶牛常用粗飼料所具有的水平。構樹枝的NDF和ADF慢速降解部分以及有效降解率均低于苜蓿干草和燕麥草，這說明木本植物枝條中的纖維物質相較于豆科和禾本科牧草更難被瘤胃降解。從構樹枝的NDF組成中得出構樹枝中較高的ADL含量的是限制反芻動物消化利用的重要原因。
4 結論
① 構樹不同部位中以構樹葉的CP含量最高，且CF含量低于18%，具備較高的瘤胃降解率，可作為飼料蛋白質來源。
② 從DM、CP、NDF和ADF瘤胃降解率分析，構樹枝葉有較好的瘤胃降解特性，具備粗飼料資源開發潛力。
③ 構樹枝的NDF和ADF瘤胃降解率較低，主要在于木質素含量較高，可以進行適當的處理來進一步提高飼用價值。
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