木灰处理牧豆树荚果替代精料混合料对阿法尔山羊生长性能和屠宰产量的影响

《Cogent Food & Agriculture》：Effect of substituting concentrate mix with wood ash-treated Prosopis juliflora pod on growth performance and carcass yield of Afar goats

　　

摘要专业翻译 本研究旨在评估以木灰处理牧豆树荚果（WPJP）替代精料混合料（CM）对以天然牧草干草为基础日粮的阿法尔山羊采食量、消化率、增重及屠宰产量的影响。研究人员采用随机完全区组设计（RCBD），将20只公山羊（16.4 ± 0.04 kg）分为4个日粮处理组，每组5个重复，试验期90天。日粮处理包括：T1：300 g CM（对照组），T2：200 g CM + 100 g WPJP，T3：100 g CM + 200 g WPJP，T4：300 g WPJP。饲喂T1日粮的山羊其总干物质（DM）和有机物（OM）日采食量高于T4组（p > 0.05）。然而，饲喂T4日粮的山羊其粗蛋白（CP）、DM和OM消化率较低。T4组的末重、平均日增重（ADG）、饲料转化效率（FCE）、屠宰重、热胴体重、屠宰率和眼肌面积均显著低于其他所有处理组（p < 0.001）。以干物质（DM）为基础，用WPJP替代CM饲喂T2和T3组山羊，其采食量、生长性能和胴体性状与T1组相比无显著差异。综上，WPJP可在日粮中替代高达66%的CM，为降低饲料成本同时维持阿法尔山羊在天然牧草干草饲养条件下的可持续生产力提供了一种实用策略。

论文解读

一、研究背景与意义

埃塞俄比亚拥有非洲最大的山羊种群，数量达5250万只，山羊养殖对当地小农户的生计、粮食安全和干旱环境下的抗逆能力具有重要贡献。然而，由于营养不足，山羊生产力长期处于较低水平。小农户可获得的饲料资源主要为天然牧草和作物残茬，这些饲料普遍存在代谢能低、干物质消化率低、粗蛋白不足以及矿物质和维生素缺乏等问题，严重制约了瘤胃功能和整体养分利用效率。传统上通过补充常规蛋白质和能量饲料来改善家畜生产性能，但高昂的成本、有限的供应以及与人畜争粮的矛盾限制了其推广应用。因此，寻找可替代常规饲料的本地化饲料资源成为提升小农户畜牧业生产效益和可持续性的关键策略。

牧豆树（Prosopis juliflora）是埃塞俄比亚阿法尔地区广泛分布的外来入侵物种，其荚果产量丰富、全年可得，且含有家畜所需的多种营养物质，如干物质95.4%、粗蛋白9.5%、中性洗涤纤维26.9%、酸性洗涤纤维17.3%等，具有作为反刍动物补充饲料的潜力。然而，牧豆树荚果中含有较高浓度的单宁等抗营养因子——总酚11.8%、总单宁8.8%、缩合单宁6.3%——这些物质会降低饲料适口性、抑制瘤胃微生物酶活性、减少蛋白质降解和纤维消化，从而限制其在日粮中的添加水平。未经处理的牧豆树荚果在干物质基础上添加量超过30%即会导致生长速度、采食量和饲料转化效率下降。

为降低单宁的负面影响，研究人员探索了多种化学脱毒方法，如氢氧化钠处理，但这些方法因成本高、可获得性差且需要专业技术而难以在小农户中推广。木灰作为一种农村地区易得、环保且成本低廉的碱性物质，含有钙、钾碳酸盐和氧化镁等碱性矿物质，可通过碱性反应有效降低单宁含量和其他抗营养因子，是一种极具潜力的低成本脱毒方案。此前虽有体外发酵研究证实木灰处理可改善牧豆树荚果的发酵特性，但缺乏系统的体内研究来验证其实际饲喂效果。因此，本研究旨在评估以不同比例木灰处理牧豆树荚果替代精料混合料对阿法尔山羊采食量、消化率、生长速度和屠宰产量的影响，为牧区饲料资源开发和降本增效提供科学依据。

二、研究设计与关键技术方法

本研究在埃塞俄比亚东北部阿法尔地区萨马拉大学动物科学示范农场开展。研究人员从阿萨伊塔、杜布提和阿米巴拉三个地区的旱季（5月和6月）采集牧豆树荚果，经阴干后，使用牧豆树木材和印楝木材燃烧所得木灰配制成碱性溶液（1 kg灰:20 L水，pH = 10.8），将粉碎荚果浸泡于碱性溶液中12小时进行脱毒处理，然后晒干备用。精料混合料由25%棉籽饼、35%玉米粒和40%麦麸（以干物质计）组成。试验采用随机完全区组设计，将20只平均体重16.4 ± 0.04 kg的周岁公阿法尔山羊随机分配到4个日粮处理组（T1：300 g CM；T2：200 g CM + 100 g WPJP；T3：100 g CM + 200 g WPJP；T4：300 g WPJP），每组5个重复，所有山羊自由采食天然牧草干草，试验期90天，随后进行10天消化试验。主要技术方法包括：饲料化学组成分析（采用AOAC方法测定干物质、灰分、氮含量，Van Soest方法测定中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维和酸性洗涤木质素）、缩合单宁测定（丁醇-盐酸法）、全收粪法消化试验、屠宰试验及胴体性状测定，数据采用SAS 9.4软件进行方差分析，Tukey's HSD检验进行均值比较。

三、主要研究结果

3.1 化学组成

木灰处理显著降低了牧豆树荚果的单宁含量，总单宁含量从58.4 mg/g DM降至18.7 mg/g DM，降幅达68%，低于通常认为对瘤胃功能产生不良影响的20–25 mg/g DM阈值。木灰处理后的牧豆树荚果粗蛋白含量（9%）低于精料混合料，但各试验日粮间粗蛋白浓度相近。木灰处理荚果的酸性洗涤纤维、酸性洗涤木质素和灰分含量高于混合日粮，中性洗涤纤维在各处理间相近。基础日粮天然牧草干草粗蛋白含量仅为4.8%，低于维持瘤胃微生物最佳活性所需的7%最低阈值，而中性洗涤纤维含量高达67.3%，符合成熟热带禾本科牧草的典型特征。

3.2 干物质和养分采食量

T1组（对照组）山羊的总干物质和有机物日采食量显著高于T4组（100% WPJP），但与T2（33.3% WPJP）和T3（66.7% WPJP）组相当。T1组山羊的粗蛋白和中性洗涤纤维采食量显著高于T2、T3和T4组。T4组山羊的酸性洗涤纤维和酸性洗涤木质素采食量高于T2和T3组。结果表明，部分替代精料混合料不会降低采食量，但完全替代会导致采食量下降，这可能与高比例荚果含量降低适口性有关。

3.3 干物质和养分消化率

T4组山羊的干物质消化率显著高于T1和T2组，与T3组相当。T1组的中性洗涤纤维消化率显著高于其他三组。粗蛋白和有机物消化率在各处理组间无显著差异。木灰处理的碱性作用可能通过改变单宁结构、降低其与蛋白质的结合能力，以及破坏木质纤维素间的连接键，提高了纤维的可及性和瘤胃降解效率。

3.4 体增重和饲料转化效率

T1、T2和T3组山羊的末重、平均日增重和饲料转化效率相当，而T4组显著低于其他所有处理组。随着木灰处理荚果替代比例的增加，末重和平均日增重呈下降趋势，但33.3%和66.7%替代水平不影响生长性能。T4组的饲料转化效率（0.05）显著低于T1组（0.12），T2（0.10）和T3（0.09）与T1无显著差异。

3.5 屠宰产量

T1组山羊的热胴体重显著高于T2、T3和T4组，T2和T3组间无显著差异。T4组山羊的屠宰率（基于屠宰重和空腹体重）、热胴体重和眼肌面积均低于其他所有处理组。结果表明，木灰处理荚果在33.3%–66.7%替代水平下可维持较好的胴体性状，但完全替代会显著降低屠宰产量。

四、讨论与结论

讨论部分指出，木灰处理使总单宁含量降低68%，与文献报道的62%降幅一致，证实了木灰作为一种简单、低成本脱毒方法的有效性。部分替代精料混合料（T2和T3）时采食量和生长性能与对照组相当，这可能归因于木灰提供的矿物质促进了瘤胃微生物活性，以及混合日粮稀释了次级代谢物的负面影响。完全替代（T4）导致生产性能下降，可能原因包括：残留单宁（18.7 mg/g DM）降低适口性、荚果高糖含量引起瘤胃pH下降和亚急性瘤胃酸中毒风险、高脂肪含量抑制采食和消化，以及缺乏棉籽饼和麦麸导致日粮蛋白质-纤维平衡失调，限制微生物蛋白合成。

研究结论为：以33.3%–66.7%比例用木灰处理牧豆树荚果替代精料混合料，可有效改善阿法尔山羊的采食量、消化率、生长性能和胴体性状。木灰处理显著降低了单宁含量，证实了这种简单低成本脱毒方法的有效性。完全替代精料混合料则对采食、生长、饲料效率和胴体品质产生负面影响。因此，牧豆树荚果经木灰处理后可在日粮中替代高达66.7%的精料混合料而不影响生产性能，为饲料资源匮乏的阿法尔牧区扩大饲料来源、减少对常规精料的依赖、提升家畜生产力提供了实用策略。