农户养殖模式下育肥羊瘤胃食糜外流速度及棉籽壳有效降解率的评定

■刘晨黎 赵伟利 何佳文 孔 平 刘保仓 陈傲东 高 巍

（石河子大学动物科技学院，新疆石河子 832003）

棉籽壳为棉籽脱壳榨油后的副产物之一，而新疆是我国重要的棉花种植基地,棉花年产量约150万吨,占全国总产量的1/3,棉籽饼粕和棉籽壳年产量分别为58万吨和70万吨。由于棉籽壳对羊的适口性好，采食量较大，在广大农区和半农半牧区，是农户养殖育肥羊的一种非常重要的粗饲料资源，特别是在冬季饲草料匮乏的情况下，甚至是一些农户饲养育肥羊的唯一粗饲料。由于饲喂量过大，饲喂时间长，而棉籽壳中棉酚含量一般在700～1 400 mg/kg(刘芳等，2008)，常引发尿结石症，给广大农户带来经济损失。为引导广大农户科学合理利用好当地这一丰富的农副产物饲料资源，有必要深入开展棉籽壳对育肥羊的营养价值评定工作。为此，本文对棉籽壳中的DM、OM及CP等养分在育肥羊瘤胃内的有效降解率(ED)进行了评定，以期为棉籽壳在育肥羊饲养及全混合日粮的配方设计提供营养参数。

1 材料与方法

1.1 试验动物及饲养

试验选用北疆地区饲养数量最大的哈萨克羊当年出生的体重在(28.0±2.97)kg左右的3只公羔作为试验动物。羊只经过隔离检疫、去势和肌肉注射阿维菌素驱虫后，手术安装永久性瘤胃瘘管，在代谢笼内单笼饲养。考虑到本地区育肥羊养殖主要分散养殖于广大农户家里，受条件和成本制约，多数没有玉米青贮和苜蓿干草等优质粗饲料，主要以玉米秸或小麦秸和棉籽壳为主，为此，试验羊采用如下饲喂方案：每天饲喂棉籽壳200 g，精料补充料500 g，小麦秸自由采食，每天小麦秸的采食量大约在400～500 g，饲槽中的剩余量不超过饲喂量的10%。每天等量饲喂2次，饲喂时间为早晨9：00和晚上21：00，自由饮水。饲养水平约为维持ME需要量的1.8倍。精料补充料的饲料配方及营养水平见表1。

表1 试验羊精料补充料配方及营养水平

1.2 固相与液相食糜标记物的制备

本试验采用的固相食糜标记物为Cr媒染的小麦秸NDF，液相食糜标记物为Cr-EDTA溶液，均按Udén等的方法制备。为避免固相和液相食糜标记物中的Cr相互干扰测定分析，采用分别标记测定外流速度的办法进行。首先测定固相食糜的外流速度，粪样采集结束1周后，再进行液相食糜外流速度的测定。

1.3 标记物的投放与取样

固相和液相食糜标记物均采用通过瘤胃瘘管一次性投放标记物的方法。将制备好的Cr-NDF按每2 g包裹于软吸水纸中。早晨9：00临饲喂前，采集每只羊的新鲜粪便，以供测定粪便中Cr的本底值。然后由瘤胃瘘管一次性投放40 g Cr-NDF（实测Cr浓度为10.08 mg/g DM），正常饲喂。于晨饲后8 h后每隔4 h收集鲜粪1次，12～24 h，每隔8 h收集鲜粪1次。24～120 h每隔12 h收集鲜粪1次。每次采集粪样30 g(鲜重)。于-20℃冰柜冷冻保存。120 h取样结束后，全部样品于65℃烘箱中烘干、粉碎过1 mm筛后，测定DM含量及Cr浓度。

试验羊经1周的恢复期后,于晨饲前每只羊由瘤胃瘘管采集50 ml瘤胃液，以供测定Cr的本底值。然后将150 ml Cr-EDTA经采样管通过瘤胃瘘管注入瘤胃不同位点，然后冲洗采样管3次。于灌入后的0、1、2、4、6、9、12、24 h用取样管在瘤胃不同位点采集瘤胃液50 ml，在10 000 r/min的转速下离心10 min(Hitarchi,CR22GII)，取上清液装入冻存管内于-20℃冰柜冷冻保存，以待测定Cr浓度。本试验所有样品中Cr含量的测定均采用GB/T 13088—2006的分光光度法测定。

1.4 固相与液相食糜外流速度的计算

固相食糜的外流速度(Kp)由粪中铬浓度下降曲线来确定，数学模型为：b=e-kt。

式中：b——t时刻粪中铬的浓度；

t——粪中铬浓度出现高峰后的采样时间；

k——Kp值，即固相食糜离开瘤胃的外流速度，表示为%/h；

e——自然对数的底。

瘤胃液相食糜外流速度k的计算是根据瘤胃液中Cr浓度随时间变化建立曲线方程Cr(t)=Cr(0)×e-kt。

式中：Cr(0)——零时间点的Cr浓度；

k——瘤胃液相外流速度；

t——时间点。

根据不同时间点固相食糜或瘤胃液中的Cr含量数据采用SAS统计软件包(8.01)[4]中的NLIN过程错位法(DUD)来拟合上述曲线方程，求出各项参数。

1.5 棉籽壳的瘤胃降解动力学参数测定

采用国际上推荐的标准的尼龙袋技术来测定棉籽壳DM、OM及CP在育肥羊瘤胃内的降解动力学参数。尼龙袋尺寸为5 cm×8 cm，孔径在40～50 μm 之间。棉籽壳粉碎过2 mm筛。准确称取3.0 g样品装入袋中，用尼龙线扎口后绑在铁链子上。每条链子上绑9个尼龙袋。将尼龙袋在晨饲前由瘤胃瘘管投入到瘤胃腹囊中，链条末端用尼龙绳连接一铁夹子，固定在瘤胃瘘管外部被毛上，以防止链条脱落入瘤胃内。然后正常饲喂。于晨饲前0、3、6、9、12、24、36、48、72、96 h分别从3只羊瘤胃内各取出1个尼龙袋，用自来水冲洗干净后，放入-20℃冰柜中冷冻保存。待全部尼龙袋取完后，再在水龙头下用自来水反复冲洗挤压尼龙袋，直至挤压出的水澄清为止。0 h的尼龙袋不放入瘤胃内，按同样的洗涤方法冲洗后冷冻保存，以供测定分析。各时间点尼龙袋中残渣的DM、OM及CP含量的测定按杨胜方法进行。棉籽壳的DM、OM及CP的降解动力学曲线及各项参数采用SAS统计软件包（8.01）的NLIN过程Marquadt法进行拟合，计算出快速降解组分（A）、慢速降解组分（B）及降解速率（Kd），按Ørskov等的方法计算瘤胃有效降解率(ED)。计算公式为：ED(%)=A+B×Kd/(Kd+Kp)。据此公式计算棉籽壳DM、OM及CP在瘤胃内的有效降解率。棉籽壳DM在瘤胃停留时间(RRT)按Noziere等的公式计算。

1.6 数据处理

采用SAS统计软件包(8.01)[4]中的ANOVA过程对各时间点DM、OM及CP降解率及各项参数进行方差分析，用Duncan参数进行多重比较。就CP动态降解率(CPd)与DM动态降解率(DMd)及OM动态降解率(OMd)之间的相关性做时间序列回归分析。选用最大似然法(Maximum likelihood)进行参数估计。收敛准则设为0.01，最大迭代次数为100次。

2 结果与讨论

2.1 固相食糜外流速度

3只试验羊不同时间点采集的粪样中Cr含量的散点图见图1。每个点的数值为3只羊粪样中Cr含量的平均值与标准差（扣除本底）。粪样中Cr元素出现的峰值时间是在投放标记物后的60 h左右。Bruining等报道，15～25 mm Cr-NDF标记物一次性瘤胃灌注,在不同时间点直肠取粪样,无法求得时间与粪中Cr浓度的曲线，因而不能得到流通速率值；而当粒度为0.6～1.0 mm，求得的Kp值差异不显著。本试验采用的Cr-NDF为过1 mm筛孔的粒度，粪样中Cr含量变化曲线说明该粒度是合适的。60 h峰值后Cr浓度的线性下降的斜率即为固相食糜的外流速度。利用SAS统计软件中的NLIN过程的DUD法计算出的3只羊的平均Kp值为1.84%/h(SD：0.01)。

图1 一次性瘤胃灌注Cr-媒染小麦秸NDF后不同时间点粪样中Cr浓度变化散点

2.2 液相食糜外流速度

3只试验羊不同时间点采集的瘤胃液中Cr含量的散点图见图2。每个点的数值为3只羊瘤胃液中Cr浓度的平均值与标准差（扣除本底）。瘤胃液中Cr浓度随时间呈递降趋势，24 h后趋于零值。利用SAS统计软件包的NLIN过程DUD法计算出的外流速度为12.33%/h(SE：0.0151)。由此可以看出，瘤胃固相与液相食糜的外流速度有很大的差异，这种差异对于瘤胃后消化道不同部位瘘管取样的代表性将有很大的影响。必须采用双相标记物来测定瘤胃后消化道食糜的流通速度和流通量。

图2 一次性瘤胃灌注Cr-EDTA后不同时间点瘤胃液中Cr浓度变化散点

2.3 棉籽壳DM、OM及CP降解动力学参数

通过测定不同时间点尼龙袋内一定数量的饲料消失的数量，利用SAS的NLIN过程Marquadt法可拟合求出饲料在瘤胃内降解的动力学参数。3只羊对棉籽壳DM、OM及CP的不同时间点降解率测定散点图见图3。计算得出的各项降解动力学参数及ED见表1。由图3可以看出，在整个72 h培养期内，CP的降解率最高，DM与CP的降解率非常接近；而OM的降解率在24 h之前，降解率最低，DM降解率居中，而CP的降解率最高(P＜0.01)。这主要是由于OM中的细胞壁成分（纤维素、半纤维素等）的降解速率较慢所致。此外，从图中还反映出，这3种养分在瘤胃内的降解存在一个明显的延滞期，时间大约在4 h左右。

从表1可以发现，棉籽壳的DM、OM及CP三种养分在瘤胃内降解动力学各有不同。就A组分而言，CP的比例最高，其次是DM，而OM的最低(P＜0.01)。说明OM中可快速降解的营养物质，特别是水溶性物质的含量较低，而细胞壁成分（纤维素与半纤维素等）的含量很高，这从其B组分比例最高得到应证(P＜0.05)。虽然DM的Kd值最高，而CP与OM的非常接近，但由于CP的B组分高于DM，而OM的A组分又不到CP的1/3，因而，就最终的ED而言，CP最高，其次是DM，而OM比DM略低。此结果比NRC(2001)给出的奶牛精粗比50∶50条件下的RDP（44.3%）略高。

图3 棉籽壳DM、OM及CP在育肥羊瘤胃内动态降解率散点

表1 棉籽壳DM、OM及CP在育肥羊瘤胃内降解动力学参数

2.4 棉籽壳CP动态降解率与DM及OM降解率的相关性分析

三种养分的动态降解率的自相关回归方程为CPd=12.007+0.083DMd+0.787OMd。DM(P＜0.05)与 OM(P＜0.01)对CP动态降解率的贡献均达到显著性意义。CP的降解率与OM降解率之间高度正相关(Durbin-Watson=1.73＜2)。

3 结论

本试验证实，育肥羊在以小麦秸作为主要粗饲料、缺乏苜蓿干草及玉米青贮等优质粗饲料，饲养水平为1.8倍的饲养条件下，固相食糜的外流速率为1.84%/h，瘤胃液外流速率为12.33%/h，棉籽壳的DM、OM及CP的有效降解率分别为46.37%、46.00%和52.88%。CP降解率与DM及OM降解率之间呈显著正相关。据此推算的棉籽壳DM在瘤胃内的停留时间RRT接近30 h，此参数为进一步研究棉籽壳DM及RUP-AA小肠消化率提供了重要参数。

（参考文献9篇，刊略，需者可函索）