选用6头体况相似、体重 (70.24± 2.03) kg且装有永久性瘤胃瘘管的杂种(美利奴♂× 蒙古羊♀)公羊作为试验动物, 提供瘤胃液。绵羊饲粮的精粗比为35∶ 65(精饲料+燕麦干草+全株玉米青贮, 1.71 kg· 头^-1· d^-1)。每天分别在8:30和18:30分两次进行饲喂, 试验羊自由采食, 自由饮水。

2015年11-12月在甘肃省定西市临洮县华加牧业牧场进行绵羊饲喂试验并采集瘤胃液, 采样后于2015年12月在甘肃农业大学草业生态系统教育部重点实验室进行体外发酵试验。饲喂试验预试期15 d, 正试期7 d, 正试期最后一天采集瘤胃液。提前配置3种饲粮作为体外发酵的底物, C₁组:精料+100%玉米青贮; C₂组:精料+50%玉米青贮+50%燕麦干草; C₃组:精料+100%燕麦干草。各处理组每个培养时间点设3个重复, 培养时间分别为3、6、9、12和24 h。

参照我国肉羊饲养行业标准, 按70 kg育成公羊日增重50 g的营养需求量配制3组燕麦干草饲粮, 其营养成分及水平见表1。

表1

Table 1

表1(Table 1)

表1 试验饲粮组成及营养水平(干物质基础) Table 1 Composition and nutrient levels of the experiment diets (dry matter basis) 项目 Items C1 C2 C3 玉米 Corn (%) 25.74 29.24 30.42 大豆粕 Soybean meal (%) 2.34 1.75 1.18 棉籽粕 Cotton seed meal (%) 2.34 1.17 0.58 菜籽粕 Rape seed meal (%) 2.34 1.17 0.58 玉米青贮 Corn silage (%) 65.50 32.75 0.00 燕麦干草 Oat hay (%) 0.00 32.75 65.50 食盐 NaCl (%) 0.58 0.58 0.58 石粉 Mineral meal (%) 0.58 0.58 0.58 添加剂预混料 Additive premix1) (%) 0.58 0.58 0.58 合计 Total (%) 100.00 100.00 100.00 营养水平 Nutritional level2) 消化能 Digestible energy (MJ· kg-1) 18.39 18.29 18.01 粗蛋白 Crude protein (%) 10.27 10.34 10.63 中性洗涤纤维 Neutral detergent fiber (%) 58.43 61.12 64.74 酸性洗涤纤维 Acid detergent fiber (%) 38.22 38.54 38.78 钙 Ca (%) 0.37 0.35 0.36 总磷 P (%) 0.28 0.29 0.31 Note: 1) The premix provided the following per kg of diets: VA 220000 IU, VD3 72000 IU, VE 2000 IU, D-biotin 40 mg, nicotinic acid amide 2000 mg, Mn 710 mg, Zn 2005 mg, Fe 830 mg, Cu 680 mg, Co 12 mg. 2) Measured values. 注:1)预混料为每kg饲粮提供:VA 220000 IU, VD3 72000 IU, VE 2000 IU, D-生物素40 mg, 烟酰胺2000 mg, Mn 710 mg, Zn 2005 mg, Fe 830 mg, Cu 680 mg, Co 12 mg。2) 实测值。

表1 试验饲粮组成及营养水平(干物质基础) Table 1 Composition and nutrient levels of the experiment diets (dry matter basis)

1.4.1 体外发酵装置 采用振荡频率可调的恒温振荡水浴作为实验主体, 精度< ± 0.5 ℃。用德国进口的100 mL玻璃注射器作为培养装置, 注射头安装橡皮软管, 用带针头的医用塑料注射器插入橡皮管收集气体。使用前需将玻璃注射器洗净烘干, 在活塞四周涂抹少量凡士林保证密封效果及减少气体推动活塞的阻力。

1.4.2 缓冲液配制 培养液的制备:蒸馏水400 mL+常量元素溶液200 mL+缓冲液200 mL+微量元素溶液0.1 mL+还原剂溶液40 mL+刃天青溶液1 mL(表2)。按顺序将蒸馏水、微量元素溶液、缓冲液、常量元素溶液及刃天青溶液按上述比例依次加入玻璃瓶中。与刃天青溶液混合后液体呈红色, 然后持续通入30 min CO₂并将混合液加热到39 ℃, 溶液颜色变淡。最后加入还原剂溶液, 持续通入CO₂气体使混合溶液褪至无色。

表2

Table 2

表2(Table 2)

表2 人工瘤胃液各溶液配方 Table 2 Formula of different solutions 微量元素溶液(A液) Trace element solution (A) 缓冲液(B液) Buffer solution (B) 常量元素溶液(C液) Constants element solution (C) 指示剂溶液(D液) Indicator solution (D) 还原剂溶液(E) Reducer solution (E) CaCl2· 2H2O 13.20 g NH4HCO3 4.0 g Na2HPO4 5.7 g 刃天青 Resazurin 100 mg 1 mol· L-1 NaOH 4.0 mL MnCl2· 4H2O 10.00 g NaHCO3 35.0 g KH2PO4 6.2 g Na2S· 9H2O 0.625 g FeCl3· 6H2O 8.0 g MgSO4· 7H2O 0.6 g CoCl2· 6H2O 1.0 g 加蒸馏水至50.00 mL。Bring to 50.00 mL with distilled water. 加蒸馏水至50.00 mL。 Bring to 50.00 mL with distilled water. 加蒸馏水至50.00 mL。 Bring to 50.00 mL with distilled water. 加蒸馏水至50.00 mL。 Bring to 50.00 mL with distilled water. 加蒸馏水至50.00 mL。 Bring to 50.00 mL with distilled water.

表2 人工瘤胃液各溶液配方 Table 2 Formula of different solutions

试验开始前1 d, 分别向玻璃注射器中加入1 g发酵底物和40 mL培养液, 持续通入10 min CO₂气体后迅速将强密封性的橡皮管装至注射头, 将玻璃注射器置于39 ℃恒温水域中以备用。

1.4.3 瘤胃液的采集及培养流程 晨饲(08:30)前从试验羊瘤胃中采集瘤胃液, 经5层纱布过滤迅速装入保温桶中带回实验室, 保温桶需提前预热至39 ℃并通满CO₂以保证厌氧环境。 瘤胃液持续通入10 min CO₂ 气体后分别在上述玻璃注射器中加入20 mL。置于恒温振荡水浴开始培养, 同时设定3个空白对照。各个培养时间点瘤胃液发酵完成后将产生的气体立即用注射器吸取并注入气体采样袋中保存。

1.5.1 产气量及CH₄含量的测定 培养开始后, 分别在3、6、9、12和24 h记录各组产气量。记录完成后用医用塑料注射器抽取玻璃注射器中的气体迅速注入气体样品采样袋中, 并立即测定CH₄含量。CH₄含量的测定使用安捷伦(Aglient)6890N型气相色谱仪, 色谱柱为AT· SE-30毛细管柱(甘肃农业大学动物科学技术学院)。色谱条件:进样口温度为100 ℃, 分流比为15∶ 1, N₂流量为1.7 mL· min^-1, FID 250 ℃, 恒温模式(100 ℃ 3 min), FID空气、N₂和H₂流量分别为450 mL· min^-1、45 mL· min^-1和40 mL· min^-1。

1.5.2 培养液NH₃-N浓度的测定 采用冯宗慈改进的比色法^[12]测定培养液NH₃-N浓度。

测得的标准曲线Y=0.586X(R²=0.998)。

式中:X为氨氮质量(mg); Y为吸光值。

瘤胃液取样量为0.4 mL。

1.5.3 培养液pH值的测定 采用HI98103型高精度笔式酸度计测定(北京泰亚赛福公司)培养液pH值。

1.5.4 培养液中VFA浓度的测定 采用安捷伦1260高效液相色谱测定总挥发性脂肪酸(TVFA)、乙酸(acetic, AA)、丙酸(propionic, PA)及丁酸(butyric, BA)。色谱条件为:SB-AQ C₁₈色谱柱(4.6 mm× 250.0 mm); 流动相A(甲醇)∶ 流动相B[0.01 mol· L^-1 (NH₄)₂HPO₄, pH=2.70]=3∶ 97, 流速1 mL· min^-1, 进样量20 μ L, 检测波长210 nm, 柱温25 ℃^[13]。

1.5.5 体外干物质降解率(IVDMD)和体外蛋白质降解率(IVCPD)的测定 测完pH值, 将培养液和发酵底物无损失转至50 mL离心管中离心10 min(4000 r· min^-1), 离心管提前称重。取10 mL上清液装入离心管-20 ℃保存, 用于VFA和NH₃-N浓度的测定。之后将离心管放入110 ℃烘箱烘至恒重, 计算IVDMD。将同时间点相同处理的剩余发酵底物进行混合用于测定CP含量, 并计算IVCPD。

养分降解率=(饲粮中该养分含量-食糜中该养分含量)× 100%/饲粮中该养分含量

1.5.6 体外发酵多项指标综合指数(MFAEI)的评价 按照卢德勋提出的方法计算体外发酵单项指标效应指数(SFAEI)和多项指标综合指数(MFAEI)^[14]。

SFAEI=(组合后实测值-加权估算值)/加权估算值

加权估算值=(一种饲料的实际测定值× 所占比例)+(另一种饲料的实际测定值× 所占比例)

单项指标效应指数(SFAEI)的加权值即为MFAEI。

用Excel 2013进行所有数据预处理后, 用SPSS 21.0软件进行单因子方差分析, 用Turkey法进行多重比较, 差异显著性判断标准为P< 0.05, 有无变化趋势判断标准为P≤ 0.20。

由表3可知, 饲粮中添加燕麦干草对各发酵时间点的产气量及24 h总产气量均有明显影响(P< 0.05)。随着体外发酵时间的延长, 各组产气量逐渐上升。同时随着燕麦干草的加入, 产气量也呈上升趋势; 添加组的产气量显著高于未添加组(P< 0.05)。3个处理组在各发酵时间点的产气量及24 h总产气量均为C₂组> C₃组> C₁组, 其中总产气量C₂组高出C₁组36.23%, C₃组较C₁组高12.54%。

燕麦干草的添加对甲烷产量影响显著(表4)。随着发酵时间的延长, 甲烷产量不断增加。C₁组甲烷产量在3~6 h间显著高于C₂和C₃组(P< 0.05), 但此后C₃组甲烷产量迅速升高, 到9 h时, 已增加至8.88 mL· g^-1, 较6 h 时上升了1.64倍; 尽管C₁和C₂ 组的产量也明显增加, 但C₃组增幅最大。12 h的甲烷产量仍以C₃组为最高, 但从9 h到12 h这一阶段C₂组增幅最大(57.98%)。C₁组的甲烷产量从发酵初期的最高值逐渐成为发酵后期的最低值。24 h的甲烷总产量以添加燕麦干草的C₃组和C₂组最高, 分别高出C₁组13.37%和12.90%(P< 0.05)。

表3

Table 3

表3(Table 3)

表3 饲粮中添加燕麦干草对绵羊瘤胃体外发酵产气量的影响 Table 3 Effects of adding oat hay in diets on gas production of in vitro ruminal fermentation (mL· g-1) 项目 Item 产气量 The gas production 3 h 6 h 9 h 12 h 24 h C1 14.50± 0.50c 35.33± 2.75c 88.67± 3.82c 148.50± 2.50c 168.83± 2.89c C2 55.83± 3.82a 120.00± 2.50a 178.33± 1.44a 211.67± 3.82a 230.00± 4.00a C3 21.33± 3.21b 62.17± 2.02b 103.33± 3.82b 160.00± 2.50b 190.00± 2.50b Note: Values with no letter or the same letter mean no significant difference (P> 0.05), while with different small letter mean significant difference (P< 0.05). The same below. 注:数据无字母或标相同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)。下同。

表3 饲粮中添加燕麦干草对绵羊瘤胃体外发酵产气量的影响 Table 3 Effects of adding oat hay in diets on gas production of in vitro ruminal fermentation (mL· g-1)

表4

Table 4

表4(Table 4)

表4 饲粮中添加燕麦干草对绵羊瘤胃体外发酵甲烷产量的影响 Table 4 Effects of adding oat hay in diets on methane production of in vitro ruminal fermentation (mL· g-1) 项目 Item 甲烷产量 The methane production 3 h 6 h 9 h 12 h 24 h C1 2.50± 0.15a 5.24± 0.29a 7.99± 0.32b 11.38± 0.44b 12.60± 0.43b C2 1.58± 0.18b 4.67± 0.23b 7.64± 0.39b 12.07± 0.53ab 13.90± 0.46a C3 1.24± 0.11c 3.36± 0.27c 8.88± 0.31a 12.48± 0.46a 14.37± 0.69a

表4 饲粮中添加燕麦干草对绵羊瘤胃体外发酵甲烷产量的影响 Table 4 Effects of adding oat hay in diets on methane production of in vitro ruminal fermentation (mL· g-1)

绵羊饲粮中添加燕麦干草显著影响了NH₃-N浓度(表5)。添加燕麦干草组的NH₃-N浓度明显高于未添加组(P< 0.05)。与甲烷产量的变化不同, NH₃-N浓度在发酵初期(3~6 h)并无明显变化, 发酵9 h时, C₁组的NH₃-N浓度较6 h增加了14.58%, C₂和C₃组稍有上升但并不明显。到12 h时, C₁组较前一时间点基本无变化, C₂组增加了4.38%, C₃组则升高了14.77%。发酵24 h时, NH₃-N浓度较12 h 进一步增加, 但3个组的增幅并不显著, 变幅在3.83%~8.19%之间, 仍以C₃组增幅最大。纵观整个发酵过程可以看出, NH₃-N浓度在发酵6 h时降至最低点, 之后逐渐上升, 在24 h升至最高; 而且3个处理组中C₂组的NH₃-N浓度在各个时间点均为最高值。

表5

Table 5

表5(Table 5)

表5 饲粮中添加燕麦干草对绵羊瘤胃体外发酵NH3-N浓度的影响 Table 5 Effects of adding oat hay in diets on NH3-N concentration of in vitro ruminal fermentation (mg· 100 mL-1) 项目 Item NH3-N浓度 The NH3-N content 3 h 6 h 9 h 12 h 24 h C1 5.53± 0.08c 5.35± 0.16b 6.13± 0.25b 6.19± 0.20c 6.63± 0.24c C2 7.50± 0.09a 7.14± 0.20a 7.76± 0.24a 8.10± 0.28a 8.41± 0.31a C3 5.96± 0.26b 5.52± 0.21b 5.96± 0.29c 6.84± 0.23b 7.40± 0.22b

表5 饲粮中添加燕麦干草对绵羊瘤胃体外发酵NH3-N浓度的影响 Table 5 Effects of adding oat hay in diets on NH3-N concentration of in vitro ruminal fermentation (mg· 100 mL-1)

由表6可知, 饲粮中添加燕麦干草对培养液pH未产生显著影响, 3个处理组在各时间点的pH差异均不显著(P> 0.05)。总体而言, 随着发酵时间的延长, pH逐渐下降并在24 h降至最低点。

饲粮中添加燕麦干草会显著影响绵羊瘤胃体外发酵的VFA产量(P< 0.05)。由表7可知, 添加燕麦干草后总挥发性脂肪酸明显上升, C₂、C₃组较不添加的C₁组分别高22.57%和16.89%。乙酸摩尔比也随燕麦干草的添加而有所增加(C₂、C₃分别较C₁增加了4.44% 和7.69%), 但丙酸摩尔比则稍有下降, 最终导致乙丙比(乙酸/丙酸)出现了显著变化。C₃组的乙丙比最高, 较C₂和C₁分别高出20.00%和12.26%。丁酸摩尔比也以C₃为最高, C₁和C₂间无明显差异。

表6

Table 6

表6(Table 6)

表6 饲粮中添加燕麦干草对绵羊瘤胃体外发酵pH的影响 Table 6 Effects of adding oat hay in diets on pH of in vitro ruminal fermentation 项目 Item pH 3 h 6 h 9 h 12 h 24 h C1 6.96± 0.02 6.90± 0.02 6.82± 0.04 6.70± 0.03 6.64± 0.02 C2 6.88± 0.03 6.82± 0.05 6.69± 0.01 6.66± 0.02 6.62± 0.02 C3 6.71± 0.04 6.68± 0.02 6.66± 0.02 6.63± 0.02 6.59± 0.03

表6 饲粮中添加燕麦干草对绵羊瘤胃体外发酵pH的影响 Table 6 Effects of adding oat hay in diets on pH of in vitro ruminal fermentation

表7

Table 7

表7(Table 7)

表7 饲粮中添加燕麦干草对绵羊瘤胃体外发酵VFA的影响 Table 7 Effects of adding oat hay in diets on VFA of in vitro ruminal fermentation 项目 Item 组别Groups C1 C2 C3 总挥发性脂肪酸Total volatile fatty acid (mmol· L-1) 27.12± 1.23b 33.24± 0.64a 31.70± 0.85a 乙酸Acetate (%) 59.06± 0.90 61.68± 0.74 63.60± 0.32 丙酸Propionate (%) 24.64± 0.39 23.75± 0.42 22.73± 0.53 丁酸 Butyrate (%) 11.23± 0.37b 11.10± 0.29b 12.29± 0.20a 乙酸/丙酸Acetate/propionate 2.44± 0.04b 2.61± 0.05b 2.93± 0.11a

表7 饲粮中添加燕麦干草对绵羊瘤胃体外发酵VFA的影响 Table 7 Effects of adding oat hay in diets on VFA of in vitro ruminal fermentation

由表8可知, 饲粮中添加燕麦干草对干物质降解率有明显影响(P< 0.05)。随着发酵时间的延长, 各处理组的干物质降解率逐渐上升。但是3个处理组在3~12 h内的干物质降解率之间差异并不显著(P> 0.05), 到24 h才产生了显著差异。C₃组的干物质降解率最高, 达53.03%, 显著高于未添加燕麦干草的C₁组。另外, 从整个发酵过程看, C₂和C₃组的干物质降解率也高于C₁组, 体现了燕麦干草在提高绵羊瘤胃体外干物质降解率的作用。

表8

Table 8

表8(Table 8)

表8 饲粮中添加燕麦干草对绵羊瘤胃体外干物质降解率的影响 Table 8 Effects of adding oat hay in diets on IVDMD of in vitro ruminal fermentation (%) 项目 Item 干物质降解率 in vitro dry matter digestibility 3 h 6 h 9 h 12 h 24 h C1 39.08± 0.49 41.34± 0.51 42.20± 0.71 44.36± 1.14 47.55± 1.26b C2 41.21± 0.73 43.10± 1.02 44.11± 0.59 46.64± 0.88 51.59± 0.99ab C3 39.89± 0.66 42.35± 0.44 42.50± 0.48 47.18± 0.81 53.03± 1.00a

表8 饲粮中添加燕麦干草对绵羊瘤胃体外干物质降解率的影响 Table 8 Effects of adding oat hay in diets on IVDMD of in vitro ruminal fermentation (%)

绵羊瘤胃体外蛋白质的降解率也受到了添加燕麦干草的影响(表9)。发酵初期(3 h)C₁组的蛋白质降解率较高; 随后C₂和C₃组上升幅度加大, 在9 h时超过C₁组并产生了显著差异(P< 0.05)。发酵12 h时, 处理间的差异缩小, 但到了24 h, 3个组间的差异又进一步加大, 添加燕麦干草的C₂和C₃组蛋白质降解率显著高于未添加的C₁组(C₂和C₃较C₁分别高出16.10%和18.57%)。

针对混合日粮体外发酵多时间点和多指标组合效应的计算, 卢德勋提出了组合效应指数(MFAEI), 对日粮组合效应进行整体量化和直观比较。C₁组为对照组。由表10可知, C₂和C₃组各项指标的SFAEI除pH为负值外, 产气量、甲烷产量、NH₃-N、TVFA、IVDMD、IVCPD和MFAEI均为正值, 且C₂组的MFAEI高于C₃组。说明C₂组综合指数最高, 即燕麦干草和青贮玉米1∶ 1配制粗饲料时, 饲粮的组合效应最大。

表9

Table 9

表9(Table 9)

表9 饲粮中添加燕麦干草对绵羊瘤胃体外蛋白质降解率的影响 Table 9 Effects of adding oat hay in diets on IVCPD of in vitro ruminal fermentation (%) 项目 Item 蛋白质降解率 in vitro crude protein digestibility 3 h 6 h 9 h 12 h 24 h C1 30.82± 1.11 36.25± 0.87 40.04± 1.05b 46.34± 0.76 51.48± 1.11b C2 28.62± 0.80 35.25± 0.89 41.02± 1.14b 46.33± 0.91 59.77± 0.89a C3 30.34± 0.90 38.83± 1.07 46.20± 0.74a 49.63± 0.81 61.04± 0.64a

表9 饲粮中添加燕麦干草对绵羊瘤胃体外蛋白质降解率的影响 Table 9 Effects of adding oat hay in diets on IVCPD of in vitro ruminal fermentation (%)

表1

Table 1

表1(Table 1)

表10 体外发酵组合效应指数 Table 1 0 The multiple-factors associative effects index (MFAEI) in vitro ruminal fermentation 项目 Item 产气量 Gas production 甲烷产量 Methane production NH3-N pH 挥发性脂肪酸 Total volatile fatty acid 体外干物质降解率 in vitro dry matter digestibility 体外蛋白质降解率 in vitro crude protein digestibility 合计(MFAEI) Total C2 0.4272 0.0038 0.2334 -0.0104 0.1841 0.0535 0.0287 0.9203 C3 0.1509 0.0154 0.0584 -0.0225 0.1445 0.0463 0.0934 0.4864

表10 体外发酵组合效应指数 Table 10 The multiple-factors associative effects index (MFAEI) in vitro ruminal fermentation

研究表明, 产气量和甲烷产量与体内营养物质的消化率之间存在正相关, 改变饲粮类型会影响动物瘤胃的产气量、甲烷产量及瘤胃发酵模式^[15]。体外产气量可在一定程度上反映动物体内某种饲料的降解规律, 但体外产气法仅仅是一种模拟技术, 模拟的环境与动物瘤胃的真实状况有一定的区别, 而且不同饲料其产气量也各不相同, 产气量的多少并不能直接反映饲料的降解程度, 所以饲料的营养价值需要通过多种营养成分的降解率来综合评定^[16]。本研究中, 添加燕麦干草后产气量显著上升, 当燕麦干草与青贮玉米1∶ 1混合时产气量达到最大值230.00 mL· g^-1, 但同时甲烷产量也随之上升。可能是因为在饲粮精料相同的条件下, 燕麦干草所含易发酵的碳水化合物等较多, 发酵速度快, 在瘤胃中的降解率高于青贮玉米, 随之产生的发酵气体也较高; 但由于瘤胃发酵产生的乙酸摩尔比和丁酸摩尔比较高, 故增加了乙酸和丁酸发酵过程中所伴随的甲烷生成。此次研究中添加燕麦干草的C₃组饲粮TVFA浓度、乙酸摩尔比和丁酸摩尔比均高于未添加燕麦干草的C₁组, 3组间丙酸摩尔比差异不显著, 此结果与上述理论一致。甲烷产量过高会对周围环境造成不同程度的污染, 且会增大饲粮的能量损失^[17], 因此需要调整燕麦干草比例将甲烷产量控制在合理的范围内。崔占鸿等^[18]研究表明, 燕麦青干草以50%比例与藏嵩草组合时, 饲粮的组合效应最佳, 表明不同种粗饲料组合的产气量较单一饲草有所增加, 本研究结果与此相似。何玉鹏等^[19]在饲粮精料相同的条件下进行体外发酵试验, 发现含添加剂组的饲粮产气量显著高于对照组, 而甲烷产量则较低。这可能与试验方法、饲粮组成和类型等存在差异有关。

瘤胃液pH是饲粮类型、瘤胃缓冲液、唾液、瘤胃内酸碱物质的消化和排出以及水等因素之间相互作用的结果^[20]。本研究中, 各处理组培养液pH在6.59~6.96范围内浮动, 处于正常状态, 可能是因为进行体外发酵试验时, 培养液中缓冲液所占比例较高而发酵底物所占比例小。评定瘤胃液pH是否正常, 通常考虑其是否有利于瘤胃内纤维素分解菌的活动^[21]。Mound等^[22]报道, 当瘤胃液pH在6.30以上时瘤胃内的纤维分解菌才会有活力。Φ rskov等^[23]的研究结果也表明, 较高的pH值适合纤维分解菌的繁殖及瘤胃微生物合成蛋白质。本研究中, 各组pH变动范围在瘤胃发酵的正常范围内, 各处理组间的pH在各时间点均没有显著差异, 表明在30%~50%精料水平条件下改变粗饲料的类型不会对瘤胃液pH造成较大影^{[24, 25]}。但C₃和C₂组又略低于C₁组, 这可能是由于燕麦干草与青贮玉米相比含有较多的水溶性碳水化合物, 易于发酵, 在人工瘤胃内产生的TVFA的量较多, 故pH较低。

瘤胃液NH₃-N是合成微生物蛋白的主要原料之一, 影响NH₃-N浓度的主要因素是饲粮蛋白降解特性和微生物蛋白合成速率^[26]。瘤胃微生物的生长以及微生物蛋白的合成需要一个适宜的NH₃-N浓度, 一般认为最佳浓度为6.30~27.50 mg· 100 m L-127。很多研究表明, 培养液NH₃-N浓度在发酵开始后先升高, 然后随时间的推移而降低^[28], 本研究结果基本符合微生物生长的最佳浓度范围和动态变化趋势。发酵前期, 饲粮中的蛋白质在瘤胃内降解后被瘤胃微生物充分利用合成蛋白质, NH₃-N浓度逐渐降低; 而随着微生物合成蛋白质速率放慢, NH₃在瘤胃中不断地积累导致NH₃-N浓度又逐渐回升。Ariza等^[29]研究发现, 饲粮中加入部分富含水溶性碳水化合物(WSC)的粗饲料可提高瘤胃微生物分解蛋白质的效率, 增加瘤胃液NH₃-N浓度。本研究也得到类似的结果, 饲粮中添加燕麦干草, 培养液NH₃-N浓度显著提高, 原因可能是含有燕麦干草的饲粮作为底物进行体外发酵, 培养液中微生物的可利用能源增加, 进而微生物降解蛋白质的能力以及活性均得到增强, NH₃的释放量增大。

在反刍动物的瘤胃中, 碳水化合物发酵后的产物主要是乙酸、丙酸、丁酸等, 是反刍动物主要的能量来源, 同时这些酸可作为原料在动物体内合成体脂肪和乳脂肪^[30]。本研究发现, 饲粮中加入燕麦干草, 对培养液的丙酸摩尔比未产生显著影响, 但升高了TVFA浓度、乙酸、丁酸摩尔比及乙酸/丙酸, 而且可以看出添加燕麦干草有降低丙酸摩尔比的趋势。反刍动物的瘤胃VFA主要由乙酸、丙酸和丁酸组成且占TVFA的95%左右^[31], 乙酸的增加有利于提高动物的体脂率和乳脂率, 丙酸的增加有利于葡萄糖的转化和储存, 丁酸则用来为机体各组织供能^[5]。C₃组乙酸和丁酸摩尔比高于C₁组, 丙酸摩尔比低于C₁组, 这可能是由于纤维素和半纤维素发酵产生的乙酸比例高, 糖和淀粉发酵产生的丙酸比例较高^[32]。粗饲料的类型不同, 瘤胃微生物中纤维降解菌的数量和纤维降解酶活性都会有一定的差别, 所产生的乙酸和丙酸比例也不同^[33]。由于燕麦干草富含粗纤维和WSC, 而青贮玉米的淀粉含量较高。所以在精料水平相同的条件下, C₃组的瘤胃乙酸摩尔比和乙酸/丙酸显著高于C₁组, 丙酸摩尔比则较低。乙酸摩尔比升高的同时会伴随着甲烷产量的上升, 而甲烷产量的过度增加会造成环境的污染以及能量的损失, 故饲粮中燕麦干草的添加量不宜过高。饲粮的配制应该在提高VFA浓度并有效控制甲烷产量的条件下筛选出最适宜的燕麦干草添加量。

作为体外发酵的重要参数, 体外干物质消失率(IVDMD)和体外蛋白质消失率(IVCPD)通常能较为准确的反映反刍动物瘤胃中饲粮的降解特性。本研究中, 添加燕麦干草组饲粮在培养液中发酵24 h后的IVCPD显著高于未添加组, IVDMD也高于未添加组, 这是因为饲粮营养水平相近的条件下, 改变粗饲料的类型会影响营养物质的降解率。3组饲粮的粗蛋白含量基本相同, 但自然干燥的燕麦草通常具有较高的粗蛋白瘤胃降解率^[34]。由培养液NH₃-N浓度的结果可知, 含燕麦干草的饲粮发酵环境更有利于瘤胃微生物的生长及蛋白质的合成, 说明其可消化养分含量高于未添加组, 因此随着燕麦干草比例的增加, 可消化养分含量也随之增加。此外, 由于燕麦干草富含可溶性碳水化合物, 发酵过程中能释放充足的能量供瘤胃微生物利用去分解饲粮中的营养物质, 从而导致含有燕麦干草的C₂和C₃组24 h的IVDMD及IVCPD高于C₁组。对于反刍动物, 燕麦干草可能是通过调节瘤胃微生物的发酵和生化过程来影响养分消化, 具体原因有待于进一步研究。

单凭个别指标很难得出准确的实验结果, 所以有必要将多个指标进行综合分析和评价。对各单一指标进行有效加权, 称之为MFAEI, 其可靠程度较高, 能较为准确地评价各项指标的组合效应, 从而得出科学合理的结论^[35]。本研究中, C₂组的综合指数最高, 说明在精料水平相同的条件下, 燕麦干草与青贮玉米1∶ 1混合作为粗饲料可得到最大组合效应。