几种主要粗饲料的瘤胃降解特性比较研究

2013-02-20王立明闫素梅孙振华孙国平

饲料工业 2013年1期

■王立明闫素梅牛峰孙振华孙国平

（内蒙古农业大学动物科学学院，内蒙古呼和浩特 010018）

反刍动物为了维持瘤胃的正常发酵功能，日粮中必须有一定比例的粗饲料。粗饲料一方面刺激瘤胃和消化道维持正常的消化活动，另一方面可为微生物提供能源与氮源。因此供给反刍动物营养价值高的粗饲料是维持其正常生理状态和提高生产性能的必要因素之一[1]。营养物质在瘤胃内的降解特性是反映反刍动物饲料营养价值的主要指标。关于奶牛粗饲料的瘤胃降解特性及营养价值评定，许多学者进行了大量的研究，但多数研究是以干物质和粗蛋白的瘤胃降解率为指标进行的，而且主要以阉牛、低产的泌乳奶牛为主要动物模型。以高产泌乳奶牛为动物模型和以中性洗涤纤维（NDF）和酸性洗涤纤维（ADF）瘤胃降解特性为指标的营养价值评定研究很少。苜蓿、全株玉米青贮、玉米黄贮、羊草、玉米秸秆是奶牛的主要粗饲料资源，但其营养价值存在很大差异。本文以4头装有永久性瘤胃瘘管高产奶牛作为试验动物，通过研究不同种类粗饲料原料的蛋白质与纤维物质的瘤胃降解规律，以先进的饲料营养参数代替传统的营养参数评价苜蓿等粗饲料的营养价值，以期为合理利用粗饲料资源提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 粗饲料种类及前处理

本试验选用的粗饲料主要包括全株玉米青贮、玉米秸秆黄贮、玉米秸秆、羊草及苜蓿。试验前,饲料样品通过2.5 mm筛粉碎并在65℃烘干至恒重。

1.2 试验动物与饲养管理

选用4头装有永久性瘤胃瘘管的泌乳中期黑白花奶牛[体重(550±25)kg、日产奶量(20±1.8)kg]为试验动物。试验于呼和浩特市土默特左旗小丹坝牧场进行。试验牛每天于早6:30、晚6:30分2次饲喂，自由饮水、自由采食，预饲期14 d。

1.3 试验日粮

试验牛采用全混合日粮（TMR）饲喂，自由采食和饮水。日粮按照中国奶牛饲养标准（2004）配制，精粗比为42∶58（见表1）。

表1 基础日粮组成及营养水平（干物质基础）

1.4 试验设计

每个样品设4个重复，分别用4头牛测试，每头牛每个时间点设2个平行，将粉碎的样品装入尼龙袋，每个袋装原料2 g左右，于晨饲前1 h全部投入瘤胃中。将装有样品的尼龙袋投入瘤胃后，按“同时投入、依次取出”的原则，分别于4、8、16、24、36、48、72 h取出，用自来水冲洗干净后65℃烘干至恒重，用于分析测试。

1.5 测试指标

1.5.1 饲料蛋白质和纤维物质指标

干物质（DM）、粗蛋白（CP）、粗纤维（CF）、NDF和ADF根据《饲料分析与饲料质量检测技术》[2]的方法进行测定。

1.5.2 饲料DM、CP、NDF和ADF实时降解率

待测饲料某营养组分在瘤胃内不同时间点的降解率测定公式为：

1.5.3 饲料DM、CP、NDF和ADF的瘤胃有效降解率

首先利用尼龙袋法测定饲料DM、CP、NDF和ADF在瘤胃内不同时间点的降解率，依据该降解率与尼龙袋在瘤胃内的放置时间（t）拟合数学模型P=a+b（1-e-ct）[3]，利用最小二乘法计算饲料DM、CP、NDF和ADF在瘤胃内的动态降解模型参数（a、b和c），进一步计算有效降解率。待测饲料有效降解率（P）的测定公式为：P=a+bc/（c+k）。

式中：P为待测样品某目标成分的有效降解率(%)；a为待测样品某目标成分的快速降解部分(%)；b为待测样品某目标成分的慢速降解部分(%)；c为b部分的降解速率(/h)；k为待测样品某目标成分的瘤胃外流速率（/h），本文k取值0.03[4]。

1.6 数据统计与处理

试验数据统计采用Microsoft Excel处理后，利用SAS软件进行统计。

2 结果与分析

2.1 DM、CP、CF、NDF、ADF含量（见表2）

表2 粗饲料的CF、NDF、ADF、CP测定结果（%）

表2结果表明，在5种粗饲料中，苜蓿的CP含量最高，NDF、ADF含量均较低；玉米秸秆与玉米黄贮的CP含量较低，NDF、ADF含量较高，说明苜蓿的营养价值较高，玉米秸秆与玉米黄贮的的营养价值较低，其他粗饲料居中。

2.2 干物质在瘤胃的实时降解率及有效降解率(见表3)

由表3结果可以看出，不同粗饲料DM在瘤胃中的实时降解率均随培养时间的延长呈不同程度地增加，但不同种类的粗饲料其增加的幅度不同。苜蓿的DM降解率在4 h时间点最高，达35%以上，降解速度最快，在36 h时间点实时降解率达60%以上，明显高于其他粗饲料，48 h之后趋于稳定。玉米秸秆和羊草在4 h时间点的降解率较低，在48 h的实时降解率在60%以下，均低于苜蓿、全株玉米青贮和玉米黄贮。

表3 粗饲料干物质在瘤胃的实时降解率及有效降解率（%）

不同粗饲料的DM在瘤胃中的动态降解模型参数存在差异。快速降解部分最高的是苜蓿，其次是全株玉米青贮、玉米黄贮和玉米秸秆，羊草最低。慢速降解部分最高的是苜蓿,为0.069/h,其次是全株玉米青贮、羊草和玉米黄贮，玉米秸秆最低。瘤胃有效降解率以苜蓿最高，为55.64%；玉米秸秆最低，为39.76%，羊草也较低。玉米全株青贮和玉米黄贮居中，分别为49.81%和45.01%。

2.3 粗蛋白质在瘤胃的实时降解率及有效降解率(见表4)

表4 粗饲料蛋白质在瘤胃的实时降解率及有效降解率（%）

表4结果表明，苜蓿蛋白质的降解速度最快，在4、8 h时间点的降解率分别为54.21%和68.32%，在48 h和72 h时间点分别为83.43%和84.14%。全株玉米青贮蛋白质的降解速度略低于苜蓿，羊草和玉米黄贮较低。玉米秸秆的降解速度最慢，在4、8 h时间点的降解率分别为8.98%和12.62%，在48 h和72 h时间点为别为36.05%和47.54%。

不同粗饲料蛋白质在瘤胃中的动态降解模型参数有一定的差异，苜蓿草的快速降解部分最高，为

42.80%；其次为全株玉米青贮、羊草和玉米黄贮，玉米秸秆最低，为4.69%。慢速降解部分降解速度最高的为苜蓿，为0.109/h,其次是全株玉米青贮、玉米黄贮和羊草，玉米秸秆最低，为0.014/h。蛋白质的有效降解率以苜蓿最高，为74.83%，玉米秸秆最低，为25.71%，全株玉米青贮、羊草和玉米黄贮居中，依次为61.24%、51.95%和45.85%。

2.4 NDF在瘤胃的实时降解率及有效降解率(见表5)

表5 粗饲料NDF在瘤胃内不同时间点的降解率（%）

由表5可以看出，5种粗饲料的NDF在瘤胃内的降解率随时间的延长呈逐渐上升趋势，但主要发生在48 h之内。不同粗饲料的瘤胃快速降解部分有一定的差异，玉米黄贮和羊草最低，分别为1.26%和0.59%，苜蓿和玉米秸秆的快速降解部分最高且均为6.44%。苜蓿的慢速降解部分降解速度最高为0.05/h,最低为玉米秸秆，为0.023/h。不同粗饲料NDF的瘤胃有效降解率差异较小，最高的为全株玉米青贮，为39.16%，其他粗饲料相近，在33%～35%。

2.5 ADF在瘤胃的实时降解率及有效降解率(见表6)

表6 粗饲料ADF在瘤胃的实时降解率及有效降解率（%）

由表6结果可以看出，不同粗饲料ADF在瘤胃中随时间点的变化呈逐渐上升趋势，增长的幅度较为一致。在5种粗饲料中，玉米黄贮、羊草和苜蓿的ADF降解率随瘤胃培养时间延长上升速度较快，在24 h其降解率分别达到32.96%、30.20%、29.67%，其余粗饲料的上升速度相对较慢。

不同粗饲料ADF的瘤胃快速降解部分都较低，最高为苜蓿3.43%,最低为玉米黄贮，为0.16%。慢速降解部分的降解速度最高为苜蓿，为0.048/h，全株玉米青贮最低，为0.019/h。ADF瘤胃有效降解率较高的粗饲料是玉米黄贮和羊草，分别为34.95%和34.23%；全株玉米青贮也较高，为32.42%；玉米秸秆和苜蓿较低，分别为29.56%和27.68%。

3 讨论

干物质瘤胃降解率是影响干物质采食量的一个主要因素，干物质降解率越高，奶牛的干物质采食量就越大，产奶净能和粗蛋白的摄入量就越多，产奶量也随之提高[5]。饲料粗蛋白在瘤胃中的降解率是反刍动物蛋白质新体系的基本参数，并已逐渐被应用到生产实践中，新版肉牛、奶牛和肉羊的饲养标准已将瘤胃可降解蛋白质作为饲料的一个参数提供给用户[10]。饲料蛋白质在瘤胃中的降解主要取决于其发酵的难易程度和在瘤胃内的滞留时间。同一种饲料在瘤胃中停留时间长，则降解率较高，反之，则降解率较低[11]。NDF的瘤胃降解率是表示粗饲料营养价值的一个重要指标。在其它条件不变的情况下，提高NDF瘤胃降解率能显著增加奶牛干物质采食量和产奶量[5]。NDF的主要成分包括纤维素、半纤维素和木质素，及与细胞壁镶嵌的蛋白质和硅酸盐等。NDF中瘤胃可降解部分是部分纤维素和半纤维素，木质素完全不被微生物利用，所以木质素所占NDF的比例大小，会影响到纤维在瘤胃内的消化率，即饲料NDF的组成会影响到NDF在瘤胃内的降解率[13]。所以不同饲料原料的NDF在奶牛瘤胃中的有效降解率也各不相同。饲料中ADF主要由纤维素和木质素组成。不同饲料原料ADF的纤维素和木质素的组成和比例不同，所以在奶牛瘤胃中的有效降解率也各不相同。

本试验结果得出，苜蓿草的DM、CP瘤胃有效降解率均高于其他粗饲料，但NDF与ADF的瘤胃降解率较低，提示苜蓿的纤维物质木质化程度较高，不易于在瘤胃中降解；全株玉米青贮的DM、CP、NDF与ADF降解率均较高，提示其在瘤胃内易被降解；玉米秸秆的DM、CP有效降解率最低，ADF降解率也较低，提示其在瘤胃内不易被降解；羊草和玉米黄贮的DM、CP有效降解率较低，但NDF有效降解率较高。

Getachew等(2004)[6]对苜蓿干草、青贮玉米和青贮麦秸体外培养72 h，测定DM降解率，其结果表明，苜蓿干草的DM降解率高于青贮玉米和青贮麦秸。贺鸣（2005）[7]在奶牛上研究的不同粗饲料种类的DM降解率比较结果表明：苜蓿草块、苜蓿颗粒、苜蓿干草的瘤胃降解率均高于东北羊草。赵天章（2007）[8]在奶牛上研究的粗饲料干物质在瘤胃内降解的动态模型参数结果表明：干物质有效降解率最高的是苜蓿草，为44.11%，其次为青贮玉米、黄贮玉米、苜蓿草块、无芒雀麦，玉米秸秆和羊草的较低。这与本试验结果规律基本一致。刘大林等[9]对紫花苜蓿和羊草在山羊瘤胃内72 h的DM降解率进行测定，结果表明紫花苜蓿的DM降解率比羊草的降解率高。这也与本试验在奶牛上所得结果基本相同。

刁其玉等（2005）[10]的研究得出，苜蓿草、微生物玉米青贮、普通玉米青贮、玉米秸秆和羊草的蛋白质在成年杂种牛瘤胃内的有效降解率分别为67.48%、50.55%、38.26%、25.12%和22.59%，赵天章（2007）[8]的研究得出，苜蓿草块、苜蓿草、青贮玉米、玉米秸秆和羊草在奶牛瘤胃中的有效降解率依次为 52.82%、55.01%、36.80%、16.59%和19.39%。刘洪亮等（2006）在草原红牛上研究的羊草和苜蓿在瘤胃的降解规律表明，6～12 h苜蓿草粉蛋白质的消失率显著高于羊草。本试验结果苜蓿的蛋白质降解率高于赵天章（2007）和刁其玉（2005），与田雨佳（2011）[12]研究得出的现蕾期苜蓿在奶牛瘤胃降解率相似，这可能与苜蓿的刈割时间不同有关。

本试验得出，在5种粗饲料中，粗饲料的NDF瘤胃有效降解率较一致，最高的为青贮，为39.16%。目前，关于饲料纤维物质在奶牛瘤胃内的降解率的研究资料很少，结果也不完全相同。王雅晶等（1999）[14]在奶牛上研究得出，玉米秸秆的NDF有效降解率为39.67%，高于本试验结果，这可能与试验动物、日粮类型及玉米秸秆的质地不同有关。李飞等（2001）[15]在肉牛上研究得出，玉米秸秆、小麦秸秆和稻草秸秆经过微贮后，NDF在瘤胃内降解率比原样显著提高。这与本试验得出玉米黄贮的降解率高于玉米秸秆相似。贾海运（2010）在奶牛上研究得出，一茬苜蓿、二茬苜蓿、三茬苜蓿、四茬苜蓿和羊草NDF有效降解率为26.17%、36.90%、31.86%、32.28%和31.11%，ADF有效降解率分别为23.70%、21.91%、19.72%、21.56%和40.12%，与本试验结果相似[16]。赵天章（2007）在奶牛上研究结果表明，苜蓿草、苜蓿草块、青贮、秸秆和羊草ADF有效降解率39.77%、30.44%、16.92%、21.11%和23.73%[8]，本试验得出的结果与之存在一定差异，这可能与试验动物、日粮精粗比、营养水平及饲料的质地等有关。