1、动物营养学报，（）：不同纤维素酶处理时间和添加水平对小麦秸秆体外营养物质降解率及瘤胃发酵特性的影响李 岩 霍子韩 史传真 李秋凤 沈宜钊 曹玉凤 王明亚 吴春会（河北农业大学动物科技学院，保定；燕京理工学院，廊坊）摘 要：本试验旨在研究不同纤维素酶处理时间和添加水平对小麦秸秆体外营养物质降解率及瘤胃发酵特性的影响。采用 双因素试验设计，包括 个纤维素酶处理时间（、）和 个纤维素酶添加水平（、），分别测定在不同发酵时间（、）的营养物质降解率和发酵参数。结果表明：）随着纤维素酶处理时间增加，除 半纤维素降解率（）外，体外发酵、干物质降解率（）、中性洗涤纤维降解率（）、酸性洗涤纤维降解率（）、木质素
2、降解率（）、纤维素降解率（）显著增加（）。随着纤维素酶添加水平增加，、和 呈线性增加（），和 、呈二次增加（）。纤维素添加水平为 和 之间的、和 差异不显著（）。）随着纤维素酶处理时间增加，体外发酵氨态氮（）浓度显著增加（）；纤维素酶添加水平对体外发酵 浓度影响不显著（）。随着纤维素酶处理时间增加，体外发酵 总挥发性脂肪酸（）浓度显著增加（）。）处理时间为 的 产气量显著高于其他处理时间（），处理时间为 和 的理论最大产气量和产气速率均显著高于 （）。随着纤维素酶添加水平的增加，产气量、理论最大产气量、产气速率呈二次增加（）。综上所述，纤维素酶添加水平为 和处理时间为 时，能够提高小麦秸秆的体
3、外营养物质降解率，提高 和 浓度，增加产气量以及产气参数，改善体外瘤胃发酵。关键词：山羊；体外产气；纤维素酶；降解率；瘤胃发酵中图分类号：文献标识码：文章编号：（）收稿日期：基金项目：国家现代农业产业技术体系（）；河北省二期现代农业产业技术体系 肉 牛 创 新 团 队 高 效 养 殖 岗 位 建 设 项 目（）作者简介：李 岩（），女，河北承德人，硕士研究生，动物营养与饲料科学专业。：通信作者：李秋凤，教授，硕士生导师，：；沈宜钊，副教授，硕士生导师，：随着畜牧业的大力发展，饲料资源短缺问题日趋严重，发展节粮型畜牧业已经迫在眉睫。据报道，我国玉米、小麦、水稻等作物秸秆年产量已超过 亿，但秸秆饲
4、料化不足。尽管反刍动物瘤胃微生物可以将秸秆饲料中部分木质纤维素分解，但粪便中纤维等营养物质的存在表明瘤胃消化效率不高。人们一直在探索与研究能够提高秸秆饲料资源利用率的办法，而酶制剂因其具有特异性高、效率高、对环境污染小等特点备受关注。纤维素酶是一种高效的生物催化酶，能够将纤维素降解为还原糖。大量研究报道，添加纤维素酶可降低木质纤维素的聚合度，增大木质纤维素的孔隙，增加消化酶与底物的接触面积，使反刍动物对粗饲料中营养物质的利用更加充分，从 而 提 高 消 化 率 及 反 刍 动 物 的 生 产 性能。通常对纤维素酶更多关注添加水平，而对动 物 营 养 学 报 卷添加水平和处理时间 个因素的研究较
5、少。因此，本研究利用体外试验，研究不同纤维素酶添加水平和处理时间对小麦秸秆体外营养物质降解率及瘤胃发酵特性的影响，为纤维素酶在秸秆处理上的应用提供理论参考。材料与方法 试验材料 纤维素酶由里氏木霉深层发酵产生（由深圳某生物技术有限公司提供，型号为 ，活性 ）。小麦秸秆于 年 月份采集自河北省保定市农大三分场试验基地，品种为河农，留茬高度为 。采集的小麦秸秆样品经过 干燥 制成风干样，粉碎过 筛，密封保存备用，经测定，小麦秸秆营养成分见表。表 小麦秸秆营养成分（干物质基础）（）项目 含量 有机物 中性洗涤纤维 酸性洗涤纤维 酸性洗涤木质素 纤维素 半纤维素 试验设计 采用 双因素试验设计，包括
6、个纤维素酶处理时间（、）和 个纤维素酶添加水平（、），共 个处理，每个处理 个重复。将纤维素酶按照比例溶于适量蒸馏水，充分搅拌后倒入装有 小麦秸秆 纤维袋的烧杯中浸泡，按照不同时间放入、同时取出原则将纤维袋取出，个纤维袋烘干后将小麦秸秆取出测定营养成分，个纤维袋迅速放入发酵瓶中进行体外产气试验。试验进行 个批次重复。瘤胃体外发酵 供试动物及瘤胃液采集 试验选用 头体况良好、体重（）相近、安装有永久性瘤胃瘘管的试验羊为瘤胃液供体动物，饲粮配方参照（），其组成及营养水平见表。每天饲喂 次，自由饮水。于试验当天晨饲前采集瘤胃液，采集的瘤胃液经 层纱布过滤至预热好的保温瓶中，迅速带回实验室，置于 水浴
7、锅中，并通入，保证厌氧环境。表 基础饲粮组成及营养水平（干物质基础）（）项目 含量 原料 全贮玉米青贮 羊草 干酒糟及其可溶物 玉米 豆粕 棉籽粕 食盐 石粉 预混料）合计 营养水平 代谢能 （）粗蛋白质 中性洗涤纤维 酸性洗涤纤维 钙 磷 ）预混料为每千克饲粮提供 ：，生物素 ，。）代谢能为计算值，其他均为实测值。，体外发酵培养 将经纤维素酶处理好的装有小麦秸秆的 纤维袋放置到 发酵瓶中，在 恒温气浴摇床中进行预热处理。再将按照 等方法配制的厌氧人工瘤胃缓冲液与采集的瘤胃液以 比例混合制成人工瘤胃发酵液。取 人工瘤胃发酵液倒入提前预热好的发酵瓶中，迅速盖上橡胶塞，并用铝制盖压紧。操作时全程使
8、用 保持厌氧环境，操作完成后放置在 的 恒 温 气 浴 摇 床 中 进 行 发 酵，转 速 为 。使用 专业压差测量仪测量、发酵瓶的压力值，每次测量结 期李 岩等：不同纤维素酶处理时间和添加水平对小麦秸秆体外营养物质降解率及瘤胃发酵特性的影响束排空发酵瓶中气体。每种处理在培养 和 时均随机取出 个发酵瓶进行 测定，冰水浴终止发酵，每瓶发酵液分别取 个 和 个，用于测定氨态氮（）和挥发性脂肪酸（）浓度。同时将发酵瓶中纤维袋取出，冲洗至冲洗液无色，于烘箱中 烘 至恒重，测定其中干物质（）、中性洗涤纤维（）、酸性洗涤纤维（）、酸性洗涤木质素（）含量，然后计算干物质降解率（）、中性洗涤纤维降解率（）、
9、酸性洗涤纤维降解率（）、酸性洗涤木质素降解率（）、纤维素降解率（）和半纤维素降解率（）。测定指标及方法 常规营养成分的测定 饲料原料以及发酵残渣中的、有机物（）含量参照（）的方法测定。按照 等方法使用全自动纤维测定仪（，美国 公司）测定、含量，并通过计算得出半纤维素、纤维素含量，计算公式如下：半纤维素含量 含量 含量；纤维素含量 含量 含量粗灰分含量。体外降解率指标 营养物质体外降解率计算公式如下：（降解前样品重量降解前样品 含量降解后样品重量降解后样品 含量）（降解前样品重量降解前样品 含量）；某营养物质降解率（发酵前该营养物质的含量发酵后该营养物质的含量）发酵前该营养物质的含量。体外产气量
10、及产气参数指标 通过空白瓶对测量好的产气量校正，并通过公式计算 累计产气量，计算公式如下：。式中：为 时间总产气量（）；为 时间压力值（）。根据不同时间点的产气量，利用体外发酵模型对产气动力学参数进行计算，计算公式如下：（）。式中：是指时间 的产气量（）；表示理论 最 大 产 气 量（）；表 示 产 气 速 率 常 数（）；表示体外发酵产气延滞时间（）；表示欧拉常数；表示产气时间（）。体外瘤胃发酵指标 使用 型酸度计测定培养液；采用冯宗慈等比色法，用 型紫外光可见分光光度计对分装的 离心管中瘤胃液 浓度进行测定；参照王加启的方法，对 离心管中瘤胃液进行预处理，再用 型气相色谱仪测定瘤胃液中 浓
11、度。数据统计与分析 应用 软件 模型进行统计分析。在 语句中包含用 方法调整的 选项，以说明 检验显著处理时间的多重比较。采用 语句对纤维素酶添加水平的线性、二次效应进行分析。试验结果以平均值和均值标准误（）表示，为差异显著。结 果 不同纤维素酶处理对小麦秸秆体外营养物质降解率的影响 由表 可知，纤维素酶处理时间和添加水平的交互作用对 无显著影响（），但对 有显著影响（）。纤维素酶处理时间对、有显著影响（），且处理时间为、的、显著高于 （）。随着纤维素酶添加水平增加，呈线性增加（），呈二次增加（）。由表 可知，纤维素酶处理时间和添加水平的交互作用对 无显著影响（），但对 有显著影响（）。纤维素
12、酶处理时间对、有显著影响（），且处理时间为、和 的、显著高于 （）。随着纤维素酶添加水平增加，呈线性增加（），呈二次增加（）。动 物 营 养 学 报 卷表 不同纤维素酶处理时间和添加水平对小麦秸秆体外 的影响 项目处理时间 添加水平 （）值 干物质降解率 干物质降解率 同列数据肩标不同大写字母表示差异显著（），同行数据肩标不同小写字母表示差异显著（），相同字母或无字母表示差异不显著（）。为处理时间的影响；和 分别为不同处理时间下添加水平的线性和二次效应；和 分别为添加水平的线性和二次效应；为处理时间与添加水平的交互作用。下表同。，（）；，（）；（）；，；，；表 不同纤维素酶处理时间和添加水平对
13、小麦秸秆体外 的影响 项目处理时间 添加水平 （）值 中性洗涤纤维降解率 中性洗涤纤维降解率 由表 可知，纤维素酶处理时间和添加水平的交互作用对体外发酵 有显著影响（），但对体外发酵 无显著影响（）。纤维素酶处理时间对、有显著 影 响（），且 处 理 时 间 为 和 的、显著高于 （）。随着纤维素酶添加水平增加，呈线性增加（），呈二次增加（）。由表 可知，纤维素酶处理时间和添加水平的交互作用对、均有显著影响（）。纤维素酶处理时间对、有显著影响（），且处理时间为 和 的、显著高于 （）。随着纤维素酶添加水平增加，、呈二次增加（）。期李 岩等：不同纤维素酶处理时间和添加水平对小麦秸秆体外营养物质降
14、解率及瘤胃发酵特性的影响表 不同纤维素酶处理时间和添加水平对小麦秸秆体外 的影响 项目处理时间 添加水平 （）值 酸性洗涤纤维降解率 酸性洗涤纤维降解率 表 不同纤维素酶处理时间和添加水平对小麦秸秆体外 的影响 项目处理时间 添加水平 （）值 酸性洗涤木质素降解率 酸性洗涤木质素降解率 由表 可知，纤维素酶处理时间和添加水平的交互作用对、均无显著影响（）。纤维素酶处理时间对 无显著影响（），对 有显著影响（），且处理时间为 和 的 显著高于（）。随着纤维素酶添加水平增加，、呈线性增加（）。由表 可知，纤维素酶处理时间和添加水平的交互作用对、均无显著影响（）。纤维素酶处理时间对、有显著影响（），
15、且处理时间为 和 的、显著高于 （）。随着纤维素酶添加水平增加，、呈线性增加（）。不同纤维素酶处理对体外发酵指标的影响 由表 可知，纤维素酶处理时间和添加水平的交互作用对 有显著影响（），但对 无显著影响（）。纤维素酶处理时间对、有显著影响（），且处理时间为 的、显著低于、（）。随着纤维素酶添加水平增加，呈线性降低（）。由表 可知，纤维素酶处理时间和添加水平的交互作用对、浓度无显著影响（）。纤维素酶处理时间对、浓度有显著影响（），处理时间为 和 的 浓度显著高于 和 （），处理时间为 的 浓动 物 营 养 学 报 卷度显著高于、和 （）。随着纤维素酶添加水平增加，纤维素酶处理时间为 时，体外发
16、酵 浓度呈二次增加（）。表 不同纤维素酶处理时间和添加水平对小麦秸秆体外 的影响 项目处理时间 添加水平 （）值 半纤维素降解率 半纤维素降解率 表 不同纤维素酶处理时间和添加水平对小麦秸秆体外 的影响 项目处理时间 添加水平 （）值 纤维素降解率 纤维素降解率 表 不同纤维素酶处理时间和添加水平对小麦秸秆体外 的影响 项目处理时间 添加水平 （）值 期李 岩等：不同纤维素酶处理时间和添加水平对小麦秸秆体外营养物质降解率及瘤胃发酵特性的影响表 不同纤维素酶处理时间和添加水平对小麦秸秆体外 浓度的影响 项目处理时间 添加水平 （）值 氨态氮 氨态氮 由表 可知，纤维素酶处理时间和添加水平的交互作用对体外发酵、均无显著影响（）。纤维素酶处理时间对 浓度有显著影响（），处理时间为 和 的 浓度显著高于 （）。随着纤维素酶添加水平增加，、呈二次增加（）。纤维素酶处理时间和添加水平对、乙酸 丙酸无显著影响（）。表 不同纤维素酶处理时间和添加水平对小麦秸秆体外 浓度及乙酸 丙酸的影响 项目处理时间 添加水平 （）值 总挥发性脂肪酸 （）总挥发性脂肪酸 （）乙酸 丙酸 乙酸 丙酸 不同纤维素酶处理时
