论文部分内容阅读
摘 要:采用尼龙袋法测定青贮稻秸、氨化稻秸以及干稻秸的瘤胃降解率,从而比较不同处理方法对稻秸瘤胃降解率的影响。利用3只装有永久瘤胃瘘管的成年公羊,测定青贮稻秸、氨化稻秸以及干稻秸在瘤胃中培养6h、12h、24h、48h、72h的降解率。试验结果表明,青贮稻秸和氨化稻秸各个时间点的干物质(DM)、中性洗涤纤维(NDF)降解率均显著高于干稻秸相应时间点的干物质(DM)、中性洗涤纤维(NDF)降解率(P<0.05)。瘤胃降解的动态分析显示,与干稻秸相比,青贮和氨化可以使稻秸干物质(DM)快速降解部分a分别提高7.7%和4.79%,慢速降解部分b分别提高6.86%和16.76%,最大降解量a+b分别提高14.56%和21.55%;青贮和氨化可以使稻秸中性洗涤纤维(NDF)快速降解部分a分别提高6.59%和3.96%,慢速降解部分b分别提高12.9%和18.87%;最大降解量a+b分别提高19.49%和22.83%。青贮和氨化有效地提高了稻秸的干物质、中性洗涤纤维的有效降解率,其中干物质有效降解率分别比干稻秸高出11.61%和13.58%,中性洗涤纤维有效降解率分别比干稻秸高出11.54%和13.55%。由此可见,青贮和氨化均可以有效地提高稻秸的瘤胃降解率。
关键词:水稻秸;青贮;氨化;瘤胃;降解率
中图分类号 S511 文献标识码 A 文章编号 1007-7731(2013)13-28-04
我国非常规粗饲料资源极其丰富,各种可饲用的作物秸秆、藤蔓、荚壳等农副产品年总产量估计达7.6亿t[1],其中秸秆占全世界秸秆总产量的20%~30%。但秸秆作为饲料利用的部分还不足总产量的10%(其中青贮、碱化2.8%,发酵部分约1.3%,直接或切短、粉碎饲喂的部分不足6%),发达国家的秸秆利用率也只达20%,可见秸秆资源的开发利用潜力是巨大的,并且已经成为农业生产资源开发和环境保护的新焦点。提高农作物秸秆的综合利用水平也是实现规模化奶牛场奶牛优质高产可持续发展的重要途径之一。试验旨在通过不同处理方式对水稻秸瘤胃降解率影响的研究,探讨水稻秸高效利用的处理方式,从而为奶牛生产中水稻秸的大量使用提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料 干稻秸:由蚌埠市和平乳业有限责任公司良种奶牛场提供。氨化稻秸:干稻秸草捆装入氨化炉内,0.2MPa,液氨作用1h。青贮水稻秸:采用整株打捆青贮,为保证获得优质水稻秸青贮饲料,制作水稻秸青贮过程中添加乳酸菌制剂,添加量为15mg/kg(鲜重)。乳酸菌制剂溶于水,均匀地喷洒在鲜稻秸表面,利用打捆机打成30kg/捆,装入聚氯乙烯袋内,排除空气密封,45d后开袋品质检测并进行饲喂。
1.2 试验设计 采用?rskov(1985)尼龙袋法[2],利用3只装有永久瘘管的黄淮白山羊,测定干稻秸、氨化稻秸以及青贮稻秸3种不同处理稻秸饲料的干物质瘤胃降解率(DMD)和中性洗涤纤维瘤胃降解率(NDFD)。为比较不同处理水稻秸瘤胃纤维降解率,试验以全株玉米青贮作为对照组。
1.3 试验动物与饲养管理 3只装有永久瘤胃瘘管的黄淮白山羊,以羊草为基础日粮,日粮精粗比为3:7,每日分别于8:00、16:00各喂1次,自由饮水。
1.4 试验方法
1.4.1 尼龙袋的准备 用300目的尼龙布制成18mm×15mm的尼龙袋,使用前先将尼龙袋放入瘤胃液中平衡72h,取出洗净烘干,检查无破损方可使用。
1.4.2 尼龙袋的投放和取出 待测样品经40目粉碎后,称取2.5g装入尼龙袋中,每样做6个重复,分别置于3只试验羊瘤胃中培养6h、12h、24h、48h、72h,然后取出尼龙袋,经自来水冲洗至澄清,然后在65℃下烘干并称重。
1.4.3 样品分析与结果计算 样品纤维组分:用纤维分析自动仪(ANKOM)测定瘤胃降解残留以及未降解原样中的纤维组分,计算干物质降解率和中性洗涤纤维降解率。有效降解率分析:应用SAS统计软件中NLIN过程计算降解参数a、b、c,同时计算有效降解率(P),即:
P=a+bc/(c+k)
式中:a-快速降解部分;b-慢速降解部分;c-慢速降解部分的降解速率;k-饲料颗粒的外流速度。
1.5 数据分析 利用Excel软件对原始数据进行整理,所得数据处理采用SAS(1996)软件中方差分析法及Duncan检验进行统计分析。
2 结果与分析
试验采用尼龙袋法测定青贮水稻秸瘤胃降解率,并同时进行了氨化稻秸、未处理稻秸的瘤胃降解率的测定,以便相互比较。青贮水稻秸、氨化秸和未处理稻秸的营养成分见表1。
表1 不同处理稻秸的营养成分(%)
[处理\&DM\&CP \&NDF\&ADF \&氨化稻秸\&92.5\&8.69\&66.77\&48.75\&青贮水稻秸\&33.5\&5.82\&63.13\&45.3\&干稻秸\&93.2\&3.81\&74.52\&50.41\&]
2.1 不同处理稻秸的干物质瘤胃降解率(DMD) 不同处理稻秸的干物质降解率的分析结果见表2。从表2可以看出,随着时间的推移,各种处理稻秸在瘤胃内的DMD都在逐渐增加,各处理组瘤胃内培养6h的干物质降解率之间差异显著(P<0.05)。水稻秸青贮各个时间点的DMD明显高于相对应时间点干稻秸的DMD,二者差异显著(P<0.05);青贮水稻秸与氨化稻秸在6h的DMD之间差异显著(P<0.05)。青贮水稻秸各个时间点的干物质降解率比干稻秸相应时间点的干物质降解率分别提高了34.50%、27.99%、23.55%、31.50%、27.97%,以6h和48h提高的幅度大。青貯水稻秸和氨化稻秸瘤胃内培养72h的干物质降解率(DMD72)可以达到60.95%和65.64%,其中青贮水稻秸和氨化稻秸的DMD72分别比干稻秸的DMD72提高了27.97%和37.81%。从干物质降解率的测定结果可以看出,青贮和氨化均可有效地提高稻秸的干物质瘤胃降解率。 表2 不同处理稻秸的干物质降解率(%)
[处理\&降解时间(h)\&6\&12\&24\&48\&72\&青贮
水稻秸\&26.16a±1.38\&38.69a±2.78\&47.37a±0.38\&55.44a±0.27\&60.95a±1.45\&干稻秸\&19.45b±1.26\&30.23b±0.16\&38.34b±0.20\&42.16b±0.16\&47.63b±0.48\&氨化
稻秸\&21.8c±0.34\&35.9a±0.24\&45.5a±0.57\&57.55a±0.23\&65.64a±0.65\&]
通过不同处理秸秆的降解率的比较不难看出(如图1),青贮水稻秸的瞬时降解率高于干稻秸和氨化稻秸,3个处理降解动态规律相似,24~48h降解速率有所减缓,48h后趋于平缓;36h之前青贮水稻秸干物质降解率高于氨化稻秸的干物质降解率,36h后氨化稻秸的DMD要高于青贮水稻秸。
图1 不同处理稻秸的干物质瘤胃降解曲线
2.2 不同处理稻秸的中性洗涤纤维瘤胃降解率(NDFD) 不同处理稻秸的中性洗涤纤维瘤胃降解率的分析结果见表3。不同处理稻秸的中性洗涤纤维瘤胃降解率具有与干物质降解率相似的变化规律。其中青贮水稻秸与氨化稻秸之间差异不显著(P>0.05),但是与干稻秸之间差异显著(P<0.05)。青贮稻秸各个时间点的中性洗涤纤维降解率分别比干稻秸相应时间点的中性洗涤纤维降解率提高了54.06%、38.70%、31.65%、36.07%、35.19%,其中以6h提高的幅度最大。青贮水稻秸、氨化稻秸在瘤胃内培养72h中性洗涤纤维降解率(NDFD72)分别达到47.87%和50.50%,青贮水稻秸和氨化稻秸的NDFD72分别比干稻秸的NDFD72提高35.19%和42.62%。
表3 不同处理稻秸中性洗涤纤维瘤胃降解率(%)
[处理\&降解时间(h)\&6\&12\&24\&48\&72\&青贮
水稻秸\&19.35a±0.33\&22.58a±0.62\&32.4a±1.24\&39.46a±1.13\&47.87a±0.71\&干稻秸\&12.56b±0.59\&16.28b±1.20\&24.61b±0.41\&29.00b±0.64\&35.41b±1.33\&氨化
稻秸\&18.16a±0.31\&20.9a±1.65\&30.12a±0.88\&42.21a±0.40\&50.50a±1.03\&]
不同处理秸秆的中性洗涤纤维降解率的比较如图2。青贮水稻秸的瞬时降解率高于氨化稻秸和干稻秸(P<0.05);各个处理的中性洗涤纤维降解率在瘤胃内培养24h之前增幅较大,24~48h增幅减缓,48h后趋于平缓。24h之后青贮水稻秸与干稻秸之间的降解速率差异趋向增大。36h前氨化稻秸的中性洗涤纤维降解率低于青贮水稻秸的中性洗涤纤维降解率,36h后氨化稻秸的中性洗涤纤维降解率超过青贮稻秸。
图2 不同处理稻秸的中性洗涤纤维瘤胃降解曲线
2.3 不同處理秸秆的动态降解参数 应用SAS(1996)统计软件中非线性拟合法进行动态降解率曲线拟合,分析3组处理稻秸样品的动态降解参数,并列入表4。降解动态参数显示:青贮稻秸和氨化稻秸的干物质降解率的快速降解部分a值与干稻秸的快速降解部分a值之间差异显著(P<0.05),二者分别比干稻秸的快速降解部分a值高7.7%和4.79%;青贮稻秸和氨化稻秸的干物质降解率的慢速降解部分b值与干稻秸的慢速降解部分b值之间差异显著(P<0.05),青贮稻秸和氨化稻秸分别比干稻秸的慢速降解部分b值高6.86%和16.76%(P<0.05);青贮稻秸和氨化稻秸的干物质降解率的最大降解量a+b值与干稻秸的最大降解量a+b值之间差异显著(P<0.05),二者分别比干稻秸的最大降解量a+b值高14.56%和21.55%;青贮稻秸和氨化稻秸的干物质有效降解率P值分别比干稻秸的有效降解率P值高出11.61%和13.58%(P<0.05)。由此可见,青贮比氨化更能增加稻秸干物质中的快速可降解部分;青贮和氨化都有效地提高了稻秸干物质的最大降解量和有效降解率。
表4 不同处理稻秸瘤胃动态降解参数(%)
[处理\&降解参数\&干物质降解率\&中性洗涤纤维降解率\&水稻秸青贮\&a\&14.48a±5.489\&14.42a±2.623\&b\&46.00b±4.685\&43.58a±8.640\&a+b\&60.48b±4.460\&58.00a±5.910\&C\&0.054±0.015\&0.020±0.009\&P\&51.01a±4.163\&40.06a±3.296\&氨化稻秸\&a\&11.57a±5.669\&11.79a±6.75\&b\&55.90a±4.742\&49.55a±16.92\&a+b\&67.47a±3.628\&61.34a±4.862\&C\&0.040±0.012\&0.022±0.022\&P\&52.98a±5.111\&42.07a±3.676\&干稻秸\&a\&6.78b±6.864\&7.83b±2.97\&b\&39.14c±6.195\&30.68b±3.84\&a+b\&45.92c±5.698\&38.51b±3.146\&C\&0.070±0.022\&0.029±0.013\&P\&39.40b±4.223\&28.52b±2.109\&]
注:k玉米青贮假定值为0.036/h(马慧等,2006),k水稻秸假定值为0.014/h(颜品勋,1994)。 从表4可以看出,青贮稻秸和氨化稻秸的中性洗涤纤维降解率的快速降解部分a值与干稻秸的快速降解部分a值之间差异显著(P<0.05),并且分别比干稻秸的快速降解部分a值高6.59%和3.96%;青贮稻秸和氨化稻秸的中性洗涤纤维降解率的慢速降解部分b值与干稻秸的慢速降解部分b值之间差异显著(P<0.05),青贮稻秸和氨化稻秸分别比干稻秸的慢速降解部分b值高12.9%和18.87%(P<0.05);青贮稻秸和氨化稻秸的中性洗涤纤维降解率的最大降解量a+b值与干稻秸的最大降解量a+b值之间差异显著(P<0.05),二者分别比干稻秸的最大降解量a+b值高19.49%和22.83%;青贮稻秸和氨化稻秸的中性洗涤纤维有效降解率P值与干稻秸的有效降解率之间差异显著,青贮稻秸和氨化稻秸的有效降解率分别比干稻秸高出11.54%和13.55%(P<0.05)。分析结果表明,青贮和氨化都能增加稻秸的中性洗涤纤维的快速降解部分,并且二者均有效地提高了稻秸的中性洗涤纤维的最大降解量和有效降解率。
3 讨论
3.1 不同处理稻秸的干物质瘤胃降解率和中性洗涤纤维瘤胃降解率 试验结果表明,水稻秸青贮的干物质降解率(DMD)和中性洗涤纤维瘤胃降解率(NDFD)均高于干稻秸的干物质降解率(DMD)和中性洗涤纤维瘤胃降解率(NDFD),二者之间差异显著;水稻秸青贮与氨化稻秸的DMD和NDFD之间差异不显著。造成这种结果的原因有以下2个方面。
(1)水稻秸青贮中添加乳酸菌改善了水稻秸的纤维品质,提高了水稻秸的DMD和NDFD,这与国内外报道的添加乳酸菌可以提高瘤胃降解率的研究结果相一致。有试验结果表明,乳酸菌的添加提高了不同品种全株玉米、苜蓿、高粱秸秆和全株水稻青贮料的干物质消失率和瘤胃降解率[3]。乳酸菌制剂处理的青贮玉米秸秆料的干物质及有机物质降解率均高于对照组[4]。还有研究表明,添加乳酸菌有利于提高经破谷壳处理后全株水稻青贮料的粗纤维、酸性洗涤纤维和木质素在绵羊体内消失率的趋势,且达到极显著水平[5]。研究玉米青贮中添加乳酸菌制剂对青贮品质的影响时发现,玉米青贮中添加乳酸菌制剂可有效提高发酵品质和干物质、NDF的降解率[6]。
(2)水稻秸青贮与干稻秸在营养成分上存在显著差异,通过对水稻秸青贮和干稻秸瘤胃降解前化学成分的分析不难发现,青贮稻秸的干物质含量以及中性洗涤纤维的含量都比干稻秸相应成分含量低,并且水稻秸青贮时茎秆尚带绿色,细胞壁纤维木质化程度要比干稻秸的木质化程度低,因此,水稻秸青贮的饲料颗粒在瘤胃中降解时,瘤胃微生物更容易与青贮饲料颗粒相结合,从而提高其瘤胃降解率。随着植物组织的成熟,细胞壁增厚,次生壁中的半纤维素与木质素增多,木质素等物质与结构性碳水化合物的化学联结增加[7],因此,干稻秸饲料颗粒在瘤胃中降解时,瘤胃微生物很难附着在干稻秸饲料颗粒上对其进行降解作用,导致其瘤胃降解率降低。
试验所用的氨化稻秸是在高压和液氨共同作用下生产的氨化稻秸,高压下稻秸细胞壁中的纤维联结键被破坏。氨化秸秆在瘤胃中降解是为微生物提供更多的可降解的饲料颗粒,因此,氨化稻秸的DMD和NDFD与干稻秸之间存在显著的差异(P<0.05)。
3.2 不同处理稻秸的瘤胃有效降解率 试验结果表明,青贮稻秸和氨化稻秸的DM有效降解率和NDF有效降解率都要高于干稻秸的DM有效降解率和NDF有效降解率,并且二者与干稻秸之间差异显著。从有效降解率的计算公式可以看出,有效降解率(P)值取决于饲料中的快速降解部分a和饲料的最大降解量a+b值。
(1)由有效降解率的测定数据可以看出青贮稻秸和氨化稻秸的干物质有效降解率(PDM)和中性洗涤纤维有效降解率(PNDF)的a值分别为14.48%、14.42%和11.57%和11.79%,显著地高于干稻秸的PDM和PNDF的a值(6.78%、7.83%)(P<0.05)。水稻秸青贮属于青绿饲料,青贮料中可溶性糖含量要高于干稻秸,并且细胞壁即中性洗涤纤维的木质化程度低于干稻秸,因此,水稻秸青贮中干物质、中性洗涤纤维的快速降解部分a值要高于干稻秸相应的a值。试验所用的氨化秸秆是高压和液氨作用的结果,对半纤维素与木质素之间的联结键有一定的破坏作用,增加了干物质、中性洗涤纤维的快速降解部分a,所以与干稻秸的快速降解部分a之间差异显著(P<0.05)。
(2)水稻秸青贮和氨化稻秸的干物质、中性洗涤纤维的最大降解量a+b的值分别为60.48%、58.00%和67.47%、61.34%,与干稻秸的干物质、中性洗涤纤维的最大降解量a+b的值(45.92%和38.51%)之间差异显著(P<0.05)。水稻秸在制作青貯时,茎秆尚为绿色,细胞壁木质化程度要低于干稻秸,更有利于瘤胃微生物附着对其降解。因此,青贮稻秸的干物质、中性洗涤纤维的不可溶但可降解的部分即慢速降解部分b明显高于干稻秸的慢速降解部分b,从而使得水稻秸青贮的干物质、中性洗涤纤维的最大降解量a+b的值高于干稻秸。氨化破坏了稻秸细胞壁的联结键,增加了不可溶但可降解部分b的值,从而使其干物质、中性洗涤纤维的最大降解量a+b的值也高于干稻秸。综上所述,青贮和氨化都可以有效地提高稻秸的干物质有效降解率和中性洗涤纤维有效降解率。
4 结论
采用尼龙袋法可以准确测定青贮稻秸、氨化稻秸以及干稻秸的瘤胃降解率。与干稻秸相比,青贮和氨化可有效地提高水稻秸的干物质瘤胃有效降解率和中性洗涤纤维瘤胃有效降解率。由此可见,水稻秸通过适宜的加工调制能够很好地转化为奶牛的优质粗饲料组成,从而为规模化奶牛场解决优质粗饲料缺乏的瓶颈问题提供了较好的借鉴。
参考文献
[1]冯仰廉,张子仪.低质粗饲料的营养价值及合理利用[J].中国畜牧杂志,2001,37(6):3-6.
[2]?skov E R. Evaluation of crop residues and agro-industrial by-products using nylon bag method[J]. Res Dev Agric,1985,4(2): 65-69.
[3]兴丽,韩鲁佳,刘贤,等.乳酸菌和纤维素酶对全株玉米青贮发酵品质和微生物菌落的影响[J].中国农业大学学报,2004,9 (5): 38-41.
[4]王中华,李福昌.不同添加剂玉米秸青贮的瘤胃降解率及饲养肥育架子牛的效果[J].中国畜牧杂志,2002,2: 25-26.
[5]Toshiyoshi Takahashi,Ken-ichi Horiguchi,Masakazu Goto. Effect of crushing unhulled rice and the addition of fermented juice of epiphytic lactic bacteria on the fermentation quality of whole crop rice silage,and its digestibility and rumen fermentation status in sheep[J]. Journal of Animal Science,2005,76: 353-358.
[6]Aksu,T.,E.Baytok,and D .Bolat. Effects of a bacterial silage inoculant on corn silage fermentation and nutrient digestibility[J]. Small Rumi. Res,2004,55: 249-252.
[7]A. V. Klieve,D. Ouwerkerk. Comparative greenhouse gas emission from herbivores[C]. The processing of the Ⅶ international symposium on the nutrition of herbivores(Beijing,China). 2007:487-496.
关键词:水稻秸;青贮;氨化;瘤胃;降解率
中图分类号 S511 文献标识码 A 文章编号 1007-7731(2013)13-28-04
我国非常规粗饲料资源极其丰富,各种可饲用的作物秸秆、藤蔓、荚壳等农副产品年总产量估计达7.6亿t[1],其中秸秆占全世界秸秆总产量的20%~30%。但秸秆作为饲料利用的部分还不足总产量的10%(其中青贮、碱化2.8%,发酵部分约1.3%,直接或切短、粉碎饲喂的部分不足6%),发达国家的秸秆利用率也只达20%,可见秸秆资源的开发利用潜力是巨大的,并且已经成为农业生产资源开发和环境保护的新焦点。提高农作物秸秆的综合利用水平也是实现规模化奶牛场奶牛优质高产可持续发展的重要途径之一。试验旨在通过不同处理方式对水稻秸瘤胃降解率影响的研究,探讨水稻秸高效利用的处理方式,从而为奶牛生产中水稻秸的大量使用提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料 干稻秸:由蚌埠市和平乳业有限责任公司良种奶牛场提供。氨化稻秸:干稻秸草捆装入氨化炉内,0.2MPa,液氨作用1h。青贮水稻秸:采用整株打捆青贮,为保证获得优质水稻秸青贮饲料,制作水稻秸青贮过程中添加乳酸菌制剂,添加量为15mg/kg(鲜重)。乳酸菌制剂溶于水,均匀地喷洒在鲜稻秸表面,利用打捆机打成30kg/捆,装入聚氯乙烯袋内,排除空气密封,45d后开袋品质检测并进行饲喂。
1.2 试验设计 采用?rskov(1985)尼龙袋法[2],利用3只装有永久瘘管的黄淮白山羊,测定干稻秸、氨化稻秸以及青贮稻秸3种不同处理稻秸饲料的干物质瘤胃降解率(DMD)和中性洗涤纤维瘤胃降解率(NDFD)。为比较不同处理水稻秸瘤胃纤维降解率,试验以全株玉米青贮作为对照组。
1.3 试验动物与饲养管理 3只装有永久瘤胃瘘管的黄淮白山羊,以羊草为基础日粮,日粮精粗比为3:7,每日分别于8:00、16:00各喂1次,自由饮水。
1.4 试验方法
1.4.1 尼龙袋的准备 用300目的尼龙布制成18mm×15mm的尼龙袋,使用前先将尼龙袋放入瘤胃液中平衡72h,取出洗净烘干,检查无破损方可使用。
1.4.2 尼龙袋的投放和取出 待测样品经40目粉碎后,称取2.5g装入尼龙袋中,每样做6个重复,分别置于3只试验羊瘤胃中培养6h、12h、24h、48h、72h,然后取出尼龙袋,经自来水冲洗至澄清,然后在65℃下烘干并称重。
1.4.3 样品分析与结果计算 样品纤维组分:用纤维分析自动仪(ANKOM)测定瘤胃降解残留以及未降解原样中的纤维组分,计算干物质降解率和中性洗涤纤维降解率。有效降解率分析:应用SAS统计软件中NLIN过程计算降解参数a、b、c,同时计算有效降解率(P),即:
P=a+bc/(c+k)
式中:a-快速降解部分;b-慢速降解部分;c-慢速降解部分的降解速率;k-饲料颗粒的外流速度。
1.5 数据分析 利用Excel软件对原始数据进行整理,所得数据处理采用SAS(1996)软件中方差分析法及Duncan检验进行统计分析。
2 结果与分析
试验采用尼龙袋法测定青贮水稻秸瘤胃降解率,并同时进行了氨化稻秸、未处理稻秸的瘤胃降解率的测定,以便相互比较。青贮水稻秸、氨化秸和未处理稻秸的营养成分见表1。
表1 不同处理稻秸的营养成分(%)
[处理\&DM\&CP \&NDF\&ADF \&氨化稻秸\&92.5\&8.69\&66.77\&48.75\&青贮水稻秸\&33.5\&5.82\&63.13\&45.3\&干稻秸\&93.2\&3.81\&74.52\&50.41\&]
2.1 不同处理稻秸的干物质瘤胃降解率(DMD) 不同处理稻秸的干物质降解率的分析结果见表2。从表2可以看出,随着时间的推移,各种处理稻秸在瘤胃内的DMD都在逐渐增加,各处理组瘤胃内培养6h的干物质降解率之间差异显著(P<0.05)。水稻秸青贮各个时间点的DMD明显高于相对应时间点干稻秸的DMD,二者差异显著(P<0.05);青贮水稻秸与氨化稻秸在6h的DMD之间差异显著(P<0.05)。青贮水稻秸各个时间点的干物质降解率比干稻秸相应时间点的干物质降解率分别提高了34.50%、27.99%、23.55%、31.50%、27.97%,以6h和48h提高的幅度大。青貯水稻秸和氨化稻秸瘤胃内培养72h的干物质降解率(DMD72)可以达到60.95%和65.64%,其中青贮水稻秸和氨化稻秸的DMD72分别比干稻秸的DMD72提高了27.97%和37.81%。从干物质降解率的测定结果可以看出,青贮和氨化均可有效地提高稻秸的干物质瘤胃降解率。 表2 不同处理稻秸的干物质降解率(%)
[处理\&降解时间(h)\&6\&12\&24\&48\&72\&青贮
水稻秸\&26.16a±1.38\&38.69a±2.78\&47.37a±0.38\&55.44a±0.27\&60.95a±1.45\&干稻秸\&19.45b±1.26\&30.23b±0.16\&38.34b±0.20\&42.16b±0.16\&47.63b±0.48\&氨化
稻秸\&21.8c±0.34\&35.9a±0.24\&45.5a±0.57\&57.55a±0.23\&65.64a±0.65\&]
通过不同处理秸秆的降解率的比较不难看出(如图1),青贮水稻秸的瞬时降解率高于干稻秸和氨化稻秸,3个处理降解动态规律相似,24~48h降解速率有所减缓,48h后趋于平缓;36h之前青贮水稻秸干物质降解率高于氨化稻秸的干物质降解率,36h后氨化稻秸的DMD要高于青贮水稻秸。
图1 不同处理稻秸的干物质瘤胃降解曲线
2.2 不同处理稻秸的中性洗涤纤维瘤胃降解率(NDFD) 不同处理稻秸的中性洗涤纤维瘤胃降解率的分析结果见表3。不同处理稻秸的中性洗涤纤维瘤胃降解率具有与干物质降解率相似的变化规律。其中青贮水稻秸与氨化稻秸之间差异不显著(P>0.05),但是与干稻秸之间差异显著(P<0.05)。青贮稻秸各个时间点的中性洗涤纤维降解率分别比干稻秸相应时间点的中性洗涤纤维降解率提高了54.06%、38.70%、31.65%、36.07%、35.19%,其中以6h提高的幅度最大。青贮水稻秸、氨化稻秸在瘤胃内培养72h中性洗涤纤维降解率(NDFD72)分别达到47.87%和50.50%,青贮水稻秸和氨化稻秸的NDFD72分别比干稻秸的NDFD72提高35.19%和42.62%。
表3 不同处理稻秸中性洗涤纤维瘤胃降解率(%)
[处理\&降解时间(h)\&6\&12\&24\&48\&72\&青贮
水稻秸\&19.35a±0.33\&22.58a±0.62\&32.4a±1.24\&39.46a±1.13\&47.87a±0.71\&干稻秸\&12.56b±0.59\&16.28b±1.20\&24.61b±0.41\&29.00b±0.64\&35.41b±1.33\&氨化
稻秸\&18.16a±0.31\&20.9a±1.65\&30.12a±0.88\&42.21a±0.40\&50.50a±1.03\&]
不同处理秸秆的中性洗涤纤维降解率的比较如图2。青贮水稻秸的瞬时降解率高于氨化稻秸和干稻秸(P<0.05);各个处理的中性洗涤纤维降解率在瘤胃内培养24h之前增幅较大,24~48h增幅减缓,48h后趋于平缓。24h之后青贮水稻秸与干稻秸之间的降解速率差异趋向增大。36h前氨化稻秸的中性洗涤纤维降解率低于青贮水稻秸的中性洗涤纤维降解率,36h后氨化稻秸的中性洗涤纤维降解率超过青贮稻秸。
2.3 不同處理秸秆的动态降解参数 应用SAS(1996)统计软件中非线性拟合法进行动态降解率曲线拟合,分析3组处理稻秸样品的动态降解参数,并列入表4。降解动态参数显示:青贮稻秸和氨化稻秸的干物质降解率的快速降解部分a值与干稻秸的快速降解部分a值之间差异显著(P<0.05),二者分别比干稻秸的快速降解部分a值高7.7%和4.79%;青贮稻秸和氨化稻秸的干物质降解率的慢速降解部分b值与干稻秸的慢速降解部分b值之间差异显著(P<0.05),青贮稻秸和氨化稻秸分别比干稻秸的慢速降解部分b值高6.86%和16.76%(P<0.05);青贮稻秸和氨化稻秸的干物质降解率的最大降解量a+b值与干稻秸的最大降解量a+b值之间差异显著(P<0.05),二者分别比干稻秸的最大降解量a+b值高14.56%和21.55%;青贮稻秸和氨化稻秸的干物质有效降解率P值分别比干稻秸的有效降解率P值高出11.61%和13.58%(P<0.05)。由此可见,青贮比氨化更能增加稻秸干物质中的快速可降解部分;青贮和氨化都有效地提高了稻秸干物质的最大降解量和有效降解率。
表4 不同处理稻秸瘤胃动态降解参数(%)
[处理\&降解参数\&干物质降解率\&中性洗涤纤维降解率\&水稻秸青贮\&a\&14.48a±5.489\&14.42a±2.623\&b\&46.00b±4.685\&43.58a±8.640\&a+b\&60.48b±4.460\&58.00a±5.910\&C\&0.054±0.015\&0.020±0.009\&P\&51.01a±4.163\&40.06a±3.296\&氨化稻秸\&a\&11.57a±5.669\&11.79a±6.75\&b\&55.90a±4.742\&49.55a±16.92\&a+b\&67.47a±3.628\&61.34a±4.862\&C\&0.040±0.012\&0.022±0.022\&P\&52.98a±5.111\&42.07a±3.676\&干稻秸\&a\&6.78b±6.864\&7.83b±2.97\&b\&39.14c±6.195\&30.68b±3.84\&a+b\&45.92c±5.698\&38.51b±3.146\&C\&0.070±0.022\&0.029±0.013\&P\&39.40b±4.223\&28.52b±2.109\&]
注:k玉米青贮假定值为0.036/h(马慧等,2006),k水稻秸假定值为0.014/h(颜品勋,1994)。 从表4可以看出,青贮稻秸和氨化稻秸的中性洗涤纤维降解率的快速降解部分a值与干稻秸的快速降解部分a值之间差异显著(P<0.05),并且分别比干稻秸的快速降解部分a值高6.59%和3.96%;青贮稻秸和氨化稻秸的中性洗涤纤维降解率的慢速降解部分b值与干稻秸的慢速降解部分b值之间差异显著(P<0.05),青贮稻秸和氨化稻秸分别比干稻秸的慢速降解部分b值高12.9%和18.87%(P<0.05);青贮稻秸和氨化稻秸的中性洗涤纤维降解率的最大降解量a+b值与干稻秸的最大降解量a+b值之间差异显著(P<0.05),二者分别比干稻秸的最大降解量a+b值高19.49%和22.83%;青贮稻秸和氨化稻秸的中性洗涤纤维有效降解率P值与干稻秸的有效降解率之间差异显著,青贮稻秸和氨化稻秸的有效降解率分别比干稻秸高出11.54%和13.55%(P<0.05)。分析结果表明,青贮和氨化都能增加稻秸的中性洗涤纤维的快速降解部分,并且二者均有效地提高了稻秸的中性洗涤纤维的最大降解量和有效降解率。
3 讨论
3.1 不同处理稻秸的干物质瘤胃降解率和中性洗涤纤维瘤胃降解率 试验结果表明,水稻秸青贮的干物质降解率(DMD)和中性洗涤纤维瘤胃降解率(NDFD)均高于干稻秸的干物质降解率(DMD)和中性洗涤纤维瘤胃降解率(NDFD),二者之间差异显著;水稻秸青贮与氨化稻秸的DMD和NDFD之间差异不显著。造成这种结果的原因有以下2个方面。
(1)水稻秸青贮中添加乳酸菌改善了水稻秸的纤维品质,提高了水稻秸的DMD和NDFD,这与国内外报道的添加乳酸菌可以提高瘤胃降解率的研究结果相一致。有试验结果表明,乳酸菌的添加提高了不同品种全株玉米、苜蓿、高粱秸秆和全株水稻青贮料的干物质消失率和瘤胃降解率[3]。乳酸菌制剂处理的青贮玉米秸秆料的干物质及有机物质降解率均高于对照组[4]。还有研究表明,添加乳酸菌有利于提高经破谷壳处理后全株水稻青贮料的粗纤维、酸性洗涤纤维和木质素在绵羊体内消失率的趋势,且达到极显著水平[5]。研究玉米青贮中添加乳酸菌制剂对青贮品质的影响时发现,玉米青贮中添加乳酸菌制剂可有效提高发酵品质和干物质、NDF的降解率[6]。
(2)水稻秸青贮与干稻秸在营养成分上存在显著差异,通过对水稻秸青贮和干稻秸瘤胃降解前化学成分的分析不难发现,青贮稻秸的干物质含量以及中性洗涤纤维的含量都比干稻秸相应成分含量低,并且水稻秸青贮时茎秆尚带绿色,细胞壁纤维木质化程度要比干稻秸的木质化程度低,因此,水稻秸青贮的饲料颗粒在瘤胃中降解时,瘤胃微生物更容易与青贮饲料颗粒相结合,从而提高其瘤胃降解率。随着植物组织的成熟,细胞壁增厚,次生壁中的半纤维素与木质素增多,木质素等物质与结构性碳水化合物的化学联结增加[7],因此,干稻秸饲料颗粒在瘤胃中降解时,瘤胃微生物很难附着在干稻秸饲料颗粒上对其进行降解作用,导致其瘤胃降解率降低。
试验所用的氨化稻秸是在高压和液氨共同作用下生产的氨化稻秸,高压下稻秸细胞壁中的纤维联结键被破坏。氨化秸秆在瘤胃中降解是为微生物提供更多的可降解的饲料颗粒,因此,氨化稻秸的DMD和NDFD与干稻秸之间存在显著的差异(P<0.05)。
3.2 不同处理稻秸的瘤胃有效降解率 试验结果表明,青贮稻秸和氨化稻秸的DM有效降解率和NDF有效降解率都要高于干稻秸的DM有效降解率和NDF有效降解率,并且二者与干稻秸之间差异显著。从有效降解率的计算公式可以看出,有效降解率(P)值取决于饲料中的快速降解部分a和饲料的最大降解量a+b值。
(1)由有效降解率的测定数据可以看出青贮稻秸和氨化稻秸的干物质有效降解率(PDM)和中性洗涤纤维有效降解率(PNDF)的a值分别为14.48%、14.42%和11.57%和11.79%,显著地高于干稻秸的PDM和PNDF的a值(6.78%、7.83%)(P<0.05)。水稻秸青贮属于青绿饲料,青贮料中可溶性糖含量要高于干稻秸,并且细胞壁即中性洗涤纤维的木质化程度低于干稻秸,因此,水稻秸青贮中干物质、中性洗涤纤维的快速降解部分a值要高于干稻秸相应的a值。试验所用的氨化秸秆是高压和液氨作用的结果,对半纤维素与木质素之间的联结键有一定的破坏作用,增加了干物质、中性洗涤纤维的快速降解部分a,所以与干稻秸的快速降解部分a之间差异显著(P<0.05)。
(2)水稻秸青贮和氨化稻秸的干物质、中性洗涤纤维的最大降解量a+b的值分别为60.48%、58.00%和67.47%、61.34%,与干稻秸的干物质、中性洗涤纤维的最大降解量a+b的值(45.92%和38.51%)之间差异显著(P<0.05)。水稻秸在制作青貯时,茎秆尚为绿色,细胞壁木质化程度要低于干稻秸,更有利于瘤胃微生物附着对其降解。因此,青贮稻秸的干物质、中性洗涤纤维的不可溶但可降解的部分即慢速降解部分b明显高于干稻秸的慢速降解部分b,从而使得水稻秸青贮的干物质、中性洗涤纤维的最大降解量a+b的值高于干稻秸。氨化破坏了稻秸细胞壁的联结键,增加了不可溶但可降解部分b的值,从而使其干物质、中性洗涤纤维的最大降解量a+b的值也高于干稻秸。综上所述,青贮和氨化都可以有效地提高稻秸的干物质有效降解率和中性洗涤纤维有效降解率。
4 结论
采用尼龙袋法可以准确测定青贮稻秸、氨化稻秸以及干稻秸的瘤胃降解率。与干稻秸相比,青贮和氨化可有效地提高水稻秸的干物质瘤胃有效降解率和中性洗涤纤维瘤胃有效降解率。由此可见,水稻秸通过适宜的加工调制能够很好地转化为奶牛的优质粗饲料组成,从而为规模化奶牛场解决优质粗饲料缺乏的瓶颈问题提供了较好的借鉴。
参考文献
[1]冯仰廉,张子仪.低质粗饲料的营养价值及合理利用[J].中国畜牧杂志,2001,37(6):3-6.
[2]?skov E R. Evaluation of crop residues and agro-industrial by-products using nylon bag method[J]. Res Dev Agric,1985,4(2): 65-69.
[3]兴丽,韩鲁佳,刘贤,等.乳酸菌和纤维素酶对全株玉米青贮发酵品质和微生物菌落的影响[J].中国农业大学学报,2004,9 (5): 38-41.
[4]王中华,李福昌.不同添加剂玉米秸青贮的瘤胃降解率及饲养肥育架子牛的效果[J].中国畜牧杂志,2002,2: 25-26.
[5]Toshiyoshi Takahashi,Ken-ichi Horiguchi,Masakazu Goto. Effect of crushing unhulled rice and the addition of fermented juice of epiphytic lactic bacteria on the fermentation quality of whole crop rice silage,and its digestibility and rumen fermentation status in sheep[J]. Journal of Animal Science,2005,76: 353-358.
[6]Aksu,T.,E.Baytok,and D .Bolat. Effects of a bacterial silage inoculant on corn silage fermentation and nutrient digestibility[J]. Small Rumi. Res,2004,55: 249-252.
[7]A. V. Klieve,D. Ouwerkerk. Comparative greenhouse gas emission from herbivores[C]. The processing of the Ⅶ international symposium on the nutrition of herbivores(Beijing,China). 2007:487-496.