南疆位于新疆南部地区，四周以天山、昆仑山和阿尔金山山脉环绕[1]。受沙漠温带大陆性干旱气候影响，南疆地区干旱少雨，可利用粗饲料资源相对匮乏。随着畜牧业的快速发展，南疆地区粗饲料资源供需矛盾日益突出。南疆很多养殖企业需要从疆内其他地区，甚至疆外购入大量的粗饲料，以满足养殖需求。饲料运输成本的增加提高了当地养殖企业的饲养成本，降低了养殖效益。可见，粗饲料资源的短缺已经成为限制南疆地区畜牧业发展壮大的关键性因素。开发利用非常规饲料资源是缓解南疆地区粗饲料资源不足的重要方法。非常规饲料与常规饲料相比，具有区域性明显、用量少、来源广泛、成本低廉等特征。非常规饲料所在区域的不同，饲料成分含量也有所不同，因此开发利用当地经济且营养价值高的非常规饲料资源，可以在减少饲养成本的同时获取更大的经济收益[2]。索效军等[3]将花生藤和苜蓿组合作为日粮中粗饲料来源，花生藤可以在湖北黑头羊养殖中达到与苜蓿相当的效果。Malecky等[4]研究发现，新鲜马铃薯秧烘干后，其中所含的糖苷生物碱显著下降，马铃薯秧干草可以直接饲喂动物。Ebeid等[5]研究表明，利用廉价的非常规饲料藜麦代替传统饲料三叶草干草可以改善动物的生产性能以及产品的质量，作为补充剂在反刍动物饲料中利用具有良好的营养价值。

新疆南疆地区日照时间长、光照充足、昼夜温差大，耕地为沙性土壤，这些自然因素为番茄、胡萝卜、红薯、花生、马铃薯等经济作物的生长提供了良好种植条件，这些经济蔬菜作物在南疆地区均有区域性规模化种植。将其副产物开发为可利用的非常规饲料资源，使其充分利用，不仅可以降低饲料成本，还可以减少资源浪费，但由于这五种非常规粗饲料资源的利用受到季节性、地域性等因素以及收割方式的制约，缺少对这五种非常规粗饲料资源养分降解率和营养特性的相关评定，使这五种粗饲料资源在现阶段的畜牧养殖利用中受到了限制。本研究以南疆地区种植范围较广的几种经济蔬菜类作物采摘后的秧、藤（番茄秧、胡萝卜缨、马铃薯秧、红薯秧及花生藤）为材料，通过营养成分分析、相对饲用价值评价、有效能值估算以及体外发酵指标评价，对五种非常规饲料的营养成分以及降解特性进行综合分析，筛选出适宜南疆地区反刍动物消化吸收利用的粗饲料资源，使其在南疆地区畜牧业生产中得到有效充分的利用，从而缓解粗饲料资源匮乏的问题，进一步增产增效。旨在为南疆地区反刍动物饲料资源的利用提供选择以及开发非常规饲料提供数据参考。

2.1 常规营养成分测定

常规营养成分分析参考张丽英[6]主编的《饲料分析及饲料检测技术》一书进行，干物质（dry matter, DM）含量采用直接烘干法测定；粗蛋白（crude protein, CP）含量采用全自动凯氏定氮仪测定；粗脂肪（ether extract, EE）含量采用全自动脂肪分析仪测定；粗灰分（crude ash, ash）含量采用马弗炉灼烧法测定；中性洗涤纤维（neutral detergent fiber, NDF）含量及酸性洗涤纤维（acid detergent fiber, ADF）含量用Van Soest纤维分析法测定。

2.2 相对饲用价值评估

采用Rohweder等[7]的方法评估相对饲用价值（relative feeding value, RFV）、干物质采食量（dry matter intake, DMI）、可消化干物质（digestible dry matter, DDM）[8]。采用Lithourgidis等[9]的方法计算总可消化养分（total digestible nutrient, TDN）。采用Moore等[10]的方法计算相对牧草品质（relative forage quality, RFQ）。

DMI（% BM）=120/NDF

DDM（% DM）=88.9-0.779×ADF

TDN（% DM）=-1.291×ADF+101.35

RFV=DMI×DDM/1.29

RFQ=TDN×DMI/1.23

2.3 有效能值评估

采用Weiss等[11]的方法估算总能（gross energy, GE）。采用Lithourgidis等[9]的方法计算产奶净能（net energy for lactation, NEL）。在TDN的基础上，参考NCR（2001）[12]提供的公式计算消化能（digestible energy, DE）、代谢能（metabolic energy, ME）、维持净能（net energy for maintenance, NEm）和增重净能（net energy for gain, NEg）。

GE（MJ/kg DM）=[CP×0.056+EE×0.094+(100-CP-EE-Ash)×0.042]×4.184

DE（MJ/kg DM）=0.0440 9×TDN×4.184

ME（MJ/kg DM）=0.82×DE

NEm（MJ/kg DM）=1.37×ME-0.138×ME2+0.010 5×ME3-1.12

NEg（MJ/kg DM）=1.42×ME-0.174×ME2+0.012 2×ME3-1.65

NEL（MJ/kg DM）=[1.044-（0.011 9×ADF）]×2.205

式中：4.184——常数是1 MCal/kg=4.184 MJ/kg。

2.4 体外产气量的测定

发酵底物：试验样品称取约220 mg于玻璃注射器（培养管）底部，并在玻璃注射器内塞上均匀涂抹凡士林防止漏气，每个样品3个重复，并设置3支空白管，共18支样品。

瘤胃液采集：选择2头健康、体重接近、安装有永久性瘤胃瘘管的成年多浪羊作为瘤胃液供体，晨饲前2 h采集瘤胃液。

培养液的配置：采用Menke等[13]的方法配置人工瘤胃缓冲液，并将人工瘤胃缓冲液与瘤胃液按照2∶1（体积比）的比例混合作为培养液。在瘤胃液与缓冲液混合前，缓冲液水浴加热至39 ℃并连续充入CO2，将缓冲液pH调整至6.9~7.0。

产气量的计算：向玻璃注射器中加入配好的培养液30 mL，放置到恒温振荡培养箱中开始培养计时，在2、4、6、8、12、24、48、60、72 h各时间点，根据玻璃注射器刻度读取产气量数据。待体外培养72 h后，将玻璃注射器立即取出放入冰水中终止发酵。

2.5 产气动力学数据计算

根据不同时间点的产气量，采用Gompertz模型计算产气参数。

GP=a+b×[1-exp(-c×t)]

式中：GP——时间t的产气量（mL）；

a——快速产气量（mL）；

b——缓慢产气量（mL）；

a+b——潜在产气量（mL）；

c——b的产气速率常数（%/h）；

t——发酵开始后某一时间（h）。

试验结束后将发酵液放入离心机，4 ℃、5 400 r/min离心15 min提取上清液，采用 Thermo Fisher-320 P-01专业型便携式pH测量仪测定发酵结束后的瘤胃液pH。通过比色法测定氨态氮（NH3-N）浓度[14]，将剩余残渣放入烘箱65 ℃烘至恒重后称质量，计算体外干物质降解率（in vitro dry matter digestibility，IVDMD）[15]。

2.6 数据分析

利用Microsoft Excel 2010软件对数据进行初步整理，采用IBM SPSS Statistics 26.0软件进行单因素方差分析（one-way ANOVA），多重比较采用邓肯氏（Duncan’s）法。结果以“平均值±标准差”表示，P<0.05为差异显著。

3.1 五种非常规饲料的常规营养成分

由表1可知，番茄秧的DM含量显著高于其他四种非常规饲料（P<0.05）；番茄秧和红薯秧的CP含量显著高于马铃薯秧（P<0.05）；胡萝卜缨的EE含量显著高于其他四种非常规饲料（P<0.05）；红薯秧的Ash含量显著高于其他四种非常规饲料（P<0.05）；番茄秧的NDF含量显著高于其他四种非常规饲料（P<0.05），番茄秧与花生藤的ADF含量显著高于其他三种非常规饲料（P<0.05）。

3.2 五种非常规饲料的相对饲用价值

由表2可知，红薯秧的DMI最高，为3.12%，显著高于其他四种非常规饲料（P<0.05）；红薯秧和胡萝卜缨的DDM、TDN、RFQ显著高于其他三种非常规饲料（P<0.05）；红薯秧的RFV显著高于其他四种非常规饲料（P<0.05）。

3.3 五种非常规饲料的有效能值

由表3可知，五种非常规饲料中胡萝卜缨的GE含量显著高于花生藤和马铃薯秧（P<0.05）；胡萝卜缨和红薯秧的DE、ME、NEL显著高于其他三种非常规饲料（P<0.05）；胡萝卜缨的NEm、NEg显著高于其他四种非常规饲料（P<0.05）。

3.4 五种非常规饲料的体外发酵产气量

由图1可知，72 h内五种非常规饲料的GP均呈递增趋势，0~24 h GP增加速度快，24 h后增加速度变缓，72 h后不再增加。总产气量由高到低分别是番茄秧、胡萝卜缨、马铃薯秧、红薯秧、花生藤。

3.5 五种非常规饲料的体外产气参数

由表4可知，红薯秧的a值显著高于其他四种非常规饲料（P<0.05）；番茄秧、胡萝卜缨和马铃薯秧的b值和a+b值显著高于红薯秧、花生藤（P<0.05）；c值为7.56~9.72%/h，番茄秧和花生藤显著高于其他三种非常规饲料（P<0.05）。

3.6 五种非常规饲料的体外发酵参数

由表5可知，五种非常规饲料中番茄秧与胡萝卜缨的IVDMD显著高于其他三种非常规饲料（P<0.05）；胡萝卜缨的NH3-N显著高于番茄秧、马铃薯秧（P<0.05）；经72 h体外发酵后，五种非常规饲料人工瘤胃培养液的pH均在7以下，其中胡萝卜缨显著高于番茄秧、红薯秧、马铃薯秧（P<0.05）。

4.1 五种非常规饲料的常规营养成分

饲料的常规营养成分是评定饲料营养价值的基础，营养成分含量的高低能够反映饲料品质。CP是饲料中含氮物质的总称，是评价饲料营养价值的主要指标[16]，本试验测定五种非常规饲料样品CP含量为9.39%~10.74%。其中马铃薯秧的CP、EE含量分别为9.39%、6.64%，与杨永在等[17]所研究的马铃薯秧的CP、EE含量（分别为19.62%、4.79%）不同，可能是因为品种以及收获期不同所造成。在本试验中，红薯秧的CP与EE含量分别为10.72%、8.13%，相较于Antia等[18]的研究结果，CP含量偏低，EE含量偏高，其他成分含量基本相近，这是由于收割部位不同所造成的。胡萝卜缨与红薯秧的EE显著高于番茄秧、马铃薯秧、花生藤，一方面因为是以风干基础测定，导致大量水分散失，另一方面胡萝卜缨与红薯秧中含有较多的胡萝卜素与脂溶性维生素等营养物质，导致粗脂肪含量相对高于其他非常规饲料。刘金平等[19]研究表明，胡萝卜缨的CP含量虽不及玉米秸秆，但1 kg胡萝卜缨的消化能等于2.6 kg玉米秸秆的消化能，1 kg胡萝卜缨的粗纤维含量等于10.4 kg玉米秸秆的粗纤维含量。NDF、ADF能反映动物利用纤维物质的真实情况，其营养价值含量直接影响实际相对饲用价值，也是反映纤维品质高低的基础有效指标，其含量与动物采食量和消化率呈负相关[20]。NDF与ADF含量越低，采食量和消化率越高，表明其相对饲用价值越大，经济价值越高。本试验五种非常规饲料样品NDF含量为38.56%~51.95%，ADF含量为25.76%~34.87%。红薯秧、胡萝卜缨相较于番茄秧、马铃薯秧、花生藤NDF、ADF含量较低。综上所述，胡萝卜缨与红薯秧可以作为反刍动物良好的粗饲料来源。

4.2 五种非常规饲料的相对饲喂价值与有效能值评估

饲料的相对饲喂价值是评定饲料营养价值的重要指标[21]，其数值的高低代表饲料营养品质的好坏，与ADF和NDF的含量呈负相关性。在本试验中，红薯秧与胡萝卜缨的DDM、TDN、RFV和RFQ显著高于番茄秧、花生藤和马铃薯秧（P<0.05），说明红薯秧与胡萝卜缨的饲料品质更好，对反刍动物的饲喂价值更高，这与寇江涛等[22]研究结果一致。DE值是根据TDN值估测得出，而ME值是由DE值乘以系数0.82来计算，故显著性与TDN一致，胡萝卜缨与红薯秧显著高于其他非常规饲料。NEm、NEg值是根据ME值估测得到的，根据《中国饲料成分及营养价值表（2020年第31版）》得知，玉米、高粱、小麦的NEm分别为9.19、7.02、7.80 MJ/kg；NEg分别为5.44、8.73、6.46 MJ/kg。本试验中胡萝卜缨的NEm、NEg略高于玉米、高粱和小麦，表明胡萝卜缨具有较高的营养价值。

4.3 五种非常规饲料的体外发酵产气量分析

瘤胃微生物对饲料中有机物部分的降解是饲料在瘤胃中所生成气体的主要来源[23]。体外产气量是衡量饲料可消化性的重要指标，体外产气量的高低可以直接反映出饲料样品营养品质的好坏，还可以表明瘤胃微生物的代谢情况[24]。Lei等[25]研究表明，产气量的大小和消化率存在正相关性。本试验中五种非常规饲料前期底物发酵充足，产气曲线呈现随时间的延长而上升，GP速度较快，后期底物减少，GP曲线随时间变化逐渐趋于平缓，这是因为前期瘤胃微生物对饲料的降解程度随着时间的延长而增加，但是后期可降解的物质逐渐减少，所以GP也增加缓慢，也可能是人工瘤胃培养液中积累的VFA和NH3-N含量随着体外发酵时间的延长而逐渐上升[26]，致使人工瘤胃培养液的发酵环境发生改变，导致瘤胃微生物活性受到一定程度的抑制。相关研究表明[27-29]，IVDMD、GP参数和CP含量之间存在显著的正相关性。此外，不可溶性碳水化合物成分和植物化学物质等其他物质也会影响气体的产生。在本试验中，番茄秧的72 h累计产气量最高。说明番茄秧的可发酵有效组分被利用的比例较高[30]。

4.4 五种非常规饲料体外产气参数和体外发酵参数的分析

产气参数可以表明瘤胃微生物对饲料中不同成分的发酵效果[31]。在本试验中，五种非常规饲料的a值均为正值，说明五种非常规饲料均不存在产气滞后反应，b值主要反映纤维素、半纤维素等非可溶性成分的消化程度，番茄秧、胡萝卜秧和马铃薯秧的b值较高，说明三者非可溶性成分能较好地被反刍动物所利用。瘤胃液pH是直观地反映瘤胃发酵状态的重要指标[32]，pH过高、过低都会影响瘤胃微生物的活性导致发酵异常,本试验的pH范围为6.38~6.78，均处于瘤胃适宜pH（5.5~7.5）范围，表明五种非常规饲料对反刍动物的瘤胃内环境无不良影响。NH3-N作为瘤胃微生物分解含氮物质的终产物，其含量可间接反映出饲料蛋白质降解和重新利用的动态平衡。适宜的NH3-N浓度对瘤胃微生物的活性具有重要意义，其浓度过高或过低都不适合微生物的生长繁殖。本试验中五种非常规饲料，72 h NH3-N浓度为13.88~20.11 mg/dL，与Mcdonald等[26]研究中NH3-N临界范围5~25 mg/dL的范围结果相似。表明五种非常规饲料在反刍动物瘤胃消化过程中所产生的NH3-N浓度对瘤胃的稳态环境不产生影响，保证了瘤胃微生物合成菌体蛋白。