饲粮中添加辣木（Moringa oleifera）生物质对羔羊日粮体外瘤胃发酵动力学及降解率的影响

《Cogent Food & Agriculture》：Effects of increasing dietary inclusion of Moringa oleifera biomass on in vitro ruminal fermentation kinetics and degradability of lamb diets

　　

中文翻译 本研究评估了在羔羊日粮中增加辣木（Moringa oleifera）生物质添加水平对体外瘤胃发酵动力学及营养物质降解率的影响。研究人员配制了四种全混合日粮（TMR），其中辣木生物质按干物质（DM）计分别添加0、100、200和300 g/kg。采用体外产气技术测定了产气动力学、估算代谢能（ME）、估算短链脂肪酸（SCFA）浓度及体外干物质降解率（IVDMD），并利用ANKOM系统在24和48 h评估纤维降解率。随着辣木生物质添加水平的增加，渐近产气量、ME、SCFA浓度及IVDMD均显著降低（p < 0.01），而产气速率则显著升高（p < 0.01）；延滞期未受显著影响（p > 0.05）。中性洗涤纤维降解率（NDFD）在24 h时显著降低（p = 0.0417），48 h时无显著差异。上述结果表明，较高的辣木生物质添加水平与多项体外发酵变量的更大程度降低相关。这些响应可能与底物组成的变化和/或辣木生物质中存在的次生代谢物有关。较低添加水平对发酵变量产生的降低作用不如高添加水平明显。需要进一步开展体内研究，以确定这些响应在羔羊中的营养和生产意义。

论文解读

一、研究背景与研究意义

反刍动物生产系统深受环境、农业生态和社会经济条件的影响，这些因素决定了饲料的可得性与品质。在干旱和半干旱地区，常规蛋白质来源的有限供应和高昂成本制约着小农户系统的生产效率。这一挑战促使研究者积极寻找可替代的、当地可获得的饲料资源，以在资源受限条件下维持动物生产性能。在此背景下，非常规饲草的应用日益被视为提升畜牧系统可持续性和韧性的重要策略。

辣木（Moringa oleifera）是一种广泛栽培于热带和亚热带地区的多用途树种，因其对干旱和贫瘠土壤等多种环境条件的适应能力而备受关注。其叶片具有较高的粗蛋白质含量，并含有具有抗菌和抗氧化特性的生物活性化合物。已有研究表明，辣木可在反刍动物和非反刍动物日粮中部分替代常规蛋白质来源，但对采食量、消化率和生产性能的影响存在差异。然而，辣木所含的单宁和皂苷等次生代谢物可能通过调节微生物活性而影响瘤胃发酵。目前，关于辣木生物质在小型反刍动物日粮中分级添加水平对瘤胃发酵动力学和营养物质降解率响应的信息仍然有限，这限制了对渐进替代常规原料如何影响发酵动态和底物降解的理解。

因此，本研究旨在评估在羔羊日粮中增加辣木生物质添加水平（0–300 g/kg DM）对体外瘤胃发酵动力学和营养物质降解率的影响。研究人员假设，增加日粮中辣木生物质的添加水平将改变体外瘤胃发酵动力学和营养物质降解率。

二、主要技术方法

本研究在墨西哥坦毛利帕斯自治大学（UAT）工程与科学学院动物营养实验室开展。辣木生物质采自该校实验农场，经干燥、粉碎后用于配制四种全混合日粮（TMR），辣木生物质添加水平分别为0、100、200和300 g/kg DM。瘤胃液采集自四只放牧的Pelibuey公羔羊，经食管探针连接真空泵获取，过滤后持续通入CO₂备用。

研究采用体外产气技术，将约1.0 g DM的各日粮样品与瘤胃液和厌氧缓冲液在160 mL血清瓶中于39 °C孵育72 h，在多个时间点记录产气压力并转换为产气体积。产气数据通过非线性模型拟合，估算渐近产气量（b）、产气速率（c）和延滞期（L）。代谢能（ME）和短链脂肪酸（SCFA）浓度分别根据Menke和Steingass及Getachew等人的方程，由24 h产气量估算。体外干物质降解率（IVDMD）在孵育结束后根据干物质消失量计算。此外，利用ANKOM Daisy II系统在24和48 h独立测定干物质和纤维降解率。统计分析采用完全随机设计，使用SAS软件的GLM和NLIN程序，通过正交对比和正交多项式对比评估处理效应及线性、二次响应。

三、研究结果

产气动力学、能量价值和干物质降解率

随着辣木生物质添加水平的增加，渐近产气量（b）、估算代谢能（ME）、估算短链脂肪酸（SCFA）浓度和体外干物质降解率（IVDMD）均呈进行性降低（p < 0.01），且表现出线性和部分二次响应。与对照组（MB00）相比，最高添加水平组（MB30）的渐近产气量降低约29%，估算ME降低约14%，估算SCFA浓度降低约18%，IVDMD降低约7%。相反，产气速率（c）随辣木添加水平增加呈线性升高（p < 0.01），而延滞期（L）未受处理显著影响。

累积产气量

在所有评估的孵育时间点，累积产气量均随辣木生物质添加水平的增加而降低（p < 0.01）。整个孵育期间均观察到线性效应，24 h时存在二次趋势（p = 0.0501），48和72 h时检测到显著的二次响应（p = 0.0056和p = 0.0006）。

干物质和纤维降解率

在24和48 h，各处理间的干物质降解率（DMD）和酸性洗涤纤维降解率（ADFD）均无显著差异。中性洗涤纤维降解率（NDFD）在24 h时随辣木添加水平增加呈线性降低（p = 0.0417），但48 h时无处理效应（p = 0.9175），表明24 h时观察到的处理差异在48 h时未得以维持。

四、讨论与结论

研究讨论指出，辣木生物质的化学组成与既往报道一致，其相对较高的粗蛋白质含量和可变的纤维组分受植物成熟度、环境条件及叶片与茎比例等因素影响。本研究观察到的发酵变量降低可能与辣木生物质中存在的单宁和酚类化合物等次生代谢物有关，这些物质已被证明可影响微生物对日粮底物的降解。产气速率升高而总产气量降低的模式表明发酵动力学发生转变，可能反映了可溶性组分的快速发酵随后结构碳水化合物的有限降解。NDFD在24 h的线性降低未在48 h维持，可能表明纤维降解对辣木添加水平在后期孵育阶段的敏感性降低。研究还指出，IVDMD与ANKOM系统测定的DMD结果不应直接等同，因为两者来自独立的孵育程序和不同的孵育时间。研究局限性包括未定量日粮中的次生代谢物、未测定甲烷产量和微生物种群，以及未计算分配因子。

结论部分指出，在羔羊日粮中增加辣木生物质添加水平降低了体外瘤胃发酵、估算代谢能、估算短链脂肪酸浓度和干物质降解率，同时提高了产气速率。这些结果表明发酵动力学发生改变，其特征为产气速率升高但底物降解总体程度降低。从实践角度看，较低添加水平对发酵变量的降低作用不如高添加水平明显。需要进一步开展体内研究，以确定这些响应在羔羊中的营养和生产意义。