应用CNCPS 和NRC 模型比较几种非常规粗饲料与苜蓿干草的营养价值

韩好奇，王明燕，付彤，刘蓥珂，李改英，廉红霞，高腾云，张立阳，李明

（河南农业大学动物科技学院，河南省家畜营养调控与生态养殖国际联合实验室，河南郑州 450046）

优质粗饲料资源短缺极大制约了我国奶牛养殖业的发展，充分利用非常规粗饲料资源，将对奶牛养殖节本增效、提高资源利用率并缓解环境污染具有重要意义。花生是我国五大油料作物之一，种植面积广，花生秧产量约占花生植株总生物量的50% 以上，花生秧粗蛋白质含量高、营养丰富，是重要的非常规粗饲料资源。近年我国辣椒种植面积维持在210 万公顷以上，辣椒采收后产生大量辣椒秧，但缺少对辣椒秧全面、科学的营养价值评定，导致其在动物生产中利用率较低。扁茎黄芪为豆科黄耆属植物，果实可入药，主要分布于吉林、陕西、山西等地，具有适口性好、产量高等特点。扁茎黄芪秸秆含有甾体类、黄酮类等多种活性物质，具有作为药食同源绿色粗饲料资源的潜力。但由于3 种非常规粗饲料资源受季节性、地域性等因素的限制，尚缺少应用于奶牛生产的相关数据。本试验以苜蓿干草作为对照，利用康奈尔净碳水化合物-蛋白质体系（Cornell Net Carbohydrate Protein System，CNCPS）和NRC 模型比较其营养价值，以期丰富我国的非常规饲料资源数据库，为其合理应用于奶牛生产提供理论依据和数据支持。

1 材料与方法

1.1 试验材料 扁茎黄芪秸秆产自陕西省华阴市中草药种植区，在种子成熟时进行收割，留茬高度为5～8 cm；辣椒秧产自河南省临颍县，在辣椒成熟期进行收割，留茬高度为20～25 cm；花生秧产自河南省中牟县，春季种植，果实成熟后进行收割；苜蓿干草为澳大利亚进口，初花期进行收割，留茬高度为5～8 cm。样品风干粉碎后，过40 目筛，于4℃保存备用。

1.2 试验方法

1.2.1 营养成分的测定 干物质（DM）、粗脂肪（EE）、粗灰分（Ash）、粗蛋白质（CP）、钙（Ca）、磷（P）分别参照《饲料中水分的测定》（GB/T6435-2014）、《饲料中粗脂肪的测定》（GB/T6433-2006）、《饲料中粗灰分的测定》（GB/T6438-2006）、《饲料中粗蛋白的测定》（GB/T6432-2018）、《饲料中钙的测定》（GB/T6436-2002）、《饲料中磷的测定》（GB/T6437-2002）的方法进行测定；中性洗涤纤维（NDF）、酸性洗涤纤维（ADF）、酸性洗涤木质素（ADL）、中性洗涤不溶性氮（NDFIP）和酸性洗涤不溶性氮（ADFIP）参照Van Soest 等的方法测定（ANKOM A200i 型半自动纤维仪，美国安康Ankom 公司）；总能（GE）采用全自动量热仪测定（ZDHW-8000 全自动量热仪，鹤壁华诺电子科技有限公司）；非蛋白氮（NPN）参照Licitra 等的方法测定；可溶性粗蛋白（SCP）参照Krishnamoorthy 等的方法测定；淀粉（Starch）含量参照雷龙等的方法测定（TU-1810 紫外分光光度计，北京普析通用仪器有限责任公司）。

1.2.2 CNCPS 组分的计算 基于CNCPS 体系计算非蛋白氮（PA）、真蛋白质（PB）、不可利用氮（PC），其中PB 又根据在瘤胃内的降解速率进一步分为快速降解蛋白质（PB）、中速降解蛋白质（PB）、慢速降解蛋白质（PB）；碳水化合物（CHO）根据饲料降解速度被划分为快速降解碳水化合物（CA）、中速降解碳水化合物（CB）、慢速降解碳水化合物（CB）、不可降解碳水化合物（CC）。对饲料蛋白质组分和碳水化合物组分进行计算：

1.2.3 NRC 模型分析 使用NRC 模型估测扁茎黄芪秸秆、辣椒秧、花生秧、苜蓿干草在奶牛瘤胃真可消化非纤维碳水化合物（tdNFC）、真可消化蛋白质（tdCP）、真可消化中性洗涤纤维（tdNDF）、真可消化脂肪酸（tdFA）和维持水平总可消化养分（TDN）、生产水平消化能（DE）、生产水平代谢能（ME）、生产水平泌乳净能（NE），其计算公式参照NRC2014：

式中，PAF 为加工校正因子，一般取值为1；FA 为脂肪酸，如果EE<1，则FA=0。

式中，DE为1 倍维持水平的消化能；如果TDN<60%，消化率的折扣忽略不计。

1.3 统计分析 所有数据均采用Excel 软件进行基本处理，采用SPSS 26.0 软件中的ANOVA 程序进行单因素方差分析，采用Duncan's 多重比较检验，以≤0.05为差异显著，>0.05 为差异不显著。

2 结果

2.1 4 种粗饲料的营养成分分析 由表1 可见，扁茎黄芪秸秆的GE 含量高于苜蓿干草（<0.05），辣椒秧与苜蓿干草差异不显著；扁茎黄芪秸秆的NDF 含量高于花生秧、辣椒秧和苜蓿干草（<0.05），花生秧与苜蓿干草差异不显著；扁茎黄芪秸秆的ADF 含量高于花生秧、辣椒秧、苜蓿干草（<0.05）；4 种粗饲料的CP含量由高到低依次为苜蓿干草、辣椒秧、花生秧、扁茎黄芪秸秆，苜蓿干草与辣椒秧、花生秧、扁茎黄芪秸秆差异显著；花生秧的NDFIP 和ADFIP 含量与苜蓿干草差异不显著，但高于辣椒秧（<0.05）；苜蓿干草的NPN 含量与花生秧、辣椒秧、扁茎黄芪秸秆差异不显著；花生秧的ADL 含量高于辣椒秧、扁茎黄芪秸秆和苜蓿干草（<0.05），辣椒秧、扁茎黄芪秸秆、苜蓿干草的ADL 含量差异不显著；Ash 含量由高到低依次为花生秧、辣椒秧、苜蓿干草、扁茎黄芪秸秆（<0.05）；苜蓿干草的P 含量高于花生秧、辣椒秧、扁茎黄芪秸秆（<0.05），辣椒秧的Ca 含量高于苜蓿干草、花生秧和扁茎黄芪秸秆（<0.05）。

表1 4 种粗饲料的营养成分分析（干物质基础）

2.2 利用CNCPS 对4 种粗饲料的蛋白质和碳水化合物组分的剖分 如表2 所示，4 种粗饲料的PA 含量由高到低依次为苜蓿干草、花生秧、扁茎黄芪秸秆、辣椒秧（>0.05）；PB由高到低依次为辣椒秧、苜蓿干草、扁茎黄芪秸秆、花生秧（>0.05）；PB含量由高到低依次是辣椒秧、扁茎黄芪秸秆、苜蓿干草、花生秧，且辣椒秧与苜蓿干草和花生秧差异显著；辣椒秧的PB含量最低，与苜蓿干草、扁茎黄芪秸秆差异不显著，辣椒秧、扁茎黄芪秸秆的PB含量低于花生秧（<0.05）；花生秧的PC 含量高于扁茎黄芪秸秆（>0.05）、辣椒秧和苜蓿干草（<0.05）。

表2 利用CNCPS 模型对4 种粗饲料蛋白质组分的剖分 %CP

由表3 可见，苜蓿干草CHO 含量低于扁茎黄芪秸秆、花生秧、辣椒秧（<0.05）；花生秧的CC 含量高于扁茎黄芪秸秆、辣椒秧、苜蓿干草（<0.05），扁茎黄芪秸秆、辣椒秧与苜蓿干草间差异不显著；苜蓿干草的CA 含量高于扁茎黄芪秸秆、辣椒秧、花生秧（<0.05）；花生秧的CB高于苜蓿干草和扁茎黄芪秸秆（<0.05）；4 种粗饲料的CB含量由高到低依次为扁茎黄芪秸秆、辣椒秧、苜蓿干草、花生秧（<0.05）；苜蓿干草的NSC 含量略高于花生秧（>0.05）、扁茎黄芪秸秆和辣椒秧（<0.05）。

表3 利用CNCPS 模型对4 种粗饲料碳水化合物组分剖分

2.3 NRC 模型估测4 种粗饲料可消化养分含量和能值 由表4 可见，苜蓿干草的tdNFC 含量高于辣椒秧（>0.05）、花生秧和扁茎黄芪秸秆（<0.05）。花生秧的tdCP 含量低于苜蓿干草和辣椒秧（<0.05），苜蓿干草和辣椒秧差异不显著；4 种粗饲料的tdNDF 含量由高到低依次是扁茎黄芪秸秆、辣椒秧、苜蓿干草、花生秧（<0.05）；辣椒秧的TDN、DE、ME、NE、NE与苜蓿干草相近（>0.05），高于扁茎黄芪秸秆和花生秧（<0.05）。

表4 利用NRC 模型估测4 种粗饲料的可消化养分含量和能值

3 讨 论

3.1 4 种粗饲料的营养成分分析 苜蓿干草被誉为牧草之王，产量高、营养价值丰富、各种营养成分均衡，被广泛应用于草食动物生产，以苜蓿干草为对照可以较为准确地分析其他饲料的营养价值。NDF 是奶牛营养CHO 中重要组成部分，可反映饲料的总纤维水平，ADF 不容易被家畜消化利用，较高的ADF 可能会造成大量的食糜在瘤胃堆积，阻碍动物进食、影响营养物质的消化吸收。本试验测得花生秧、辣椒秧的NDF 和ADF 含量高于苜蓿干草，说明花生秧和辣椒秧既可以提供CHO 营养，又能维持瘤胃发酵的正常运转；扁茎黄芪秸秆相对于苜蓿干草具有较高的NDF 和ADF含量，在不影响瘤胃发酵的同时又能提供较多的能量，可以作为优质的纤维饲料。本试验测得辣椒秧的CP 为15.11%，低于苜蓿干草的18.13%，但辣椒秧的tdCP含量与苜蓿干草差异不显著，且高于花生秧和扁茎黄芪，表明辣椒秧中可利用的真蛋白质较多。NDFIP 是可以被反刍动物利用的饲料蛋白质成分，而ADFIP 很难被反刍动物利用。本试验测得花生秧中的NDFIP 与苜蓿干草相近，且显著高于辣椒秧和扁茎黄芪秸秆，表明花生秧的蛋白质利用率更高。家畜所需矿物质大多来自Ash。本试验测得花生秧Ash 含量较高，可能是由于在花生秧收割时会携带大量泥土以及花生秧含有较多的矿物质元素（与花生秧中较高的Ca、P 含量相吻合），还可能与其品种、产地、收割方式、土壤、植物对矿物质元素的吸收能力有关。从4 种粗饲料的CP、NDF、ADF、Ash 等常规养分含量来看，4 种粗饲料的营养价值由高到低分别为苜蓿干草、辣椒秧、扁茎黄芪、花生秧。

3.2 利用CNCPS 组分分析4 种粗饲料碳水化合物和蛋白质 目前，CNCPS 体系是一种较为完善和系统的对反刍动物饲料蛋白质组分和碳水化合物组分可靠的分析方法，对我国饲料的发展具有重要的推动作用。CHO 是反刍动物的主要能量来源。本试验测得扁茎黄芪秸秆、辣椒秧、花生秧的CHO 含量都高于苜蓿干草，说明其具有较高的能量储备。花生秧的CHO 含量较高，但其CC 含量显著高于其他3 种粗饲料，因而CC:CHO值较大，表明花生秧的可利用养分比例较小，这可能与花生秧较高的ADL 含量有关；而扁茎黄芪秸秆CC:CHO 值最小，表明扁茎黄芪秸秆在4 种粗饲料中可利用养分最高。花生秧中的CA 含量较高说明其快速降解的可溶性糖含量较高，可以快速为机体提供能量。扁茎黄芪秸秆和辣椒秧的CB含量较高，说明其CHO 发酵较慢，这与其较高纤维含量相吻合。从扁茎黄芪秸秆、辣椒秧、苜蓿干草、花生秧的CHO 组成来看，4 种粗饲料可利用养分由高到低为扁茎黄芪秸秆、苜蓿干草、辣椒秧、花生秧。

PA 对反刍动物具有较高的利用价值，可以在瘤胃内快速被降解，从而为机体提供较多营养。辣椒秧的PA 含量较低，说明其真蛋白含量较多；扁茎黄芪秸秆和辣椒秧的PB和PB含量较高，说明其在瘤胃的发酵速度高于苜蓿干草和花生秧；花生秧中含有较多的PB，可以通过瘤胃进入小肠消化，辣椒秧中较低的PB说明应用时应注意补充过瘤胃蛋白，以满足反刍动物对日粮中蛋白质的需求。扁茎黄芪秸秆、辣椒秧、苜蓿干草、花生秧中的PB、PB、PB含量差异可能与不同的蛋白质分子结构有关。PC 主要是饲料中的ADFIP，不能被瘤胃微生物消化利用。饲料中的PC含量越低，其蛋白质的生物学效价越高。花生秧的PC 含量显著高于其他3 种粗饲料，因此在配制饲料和使用中应注意添加比例。综上可见，4 种粗饲料可利用蛋白质由高到低依次是苜蓿干草、扁茎黄芪秸秆、辣椒秧、花生秧。

3.3 利用NRC 模型分析4 种粗饲料的可消化养分和能值 NRC 模型根据纤维分析方法将饲料中CHO 划分为非纤维性碳水化合物（NFC）和纤维性碳水化合物（FC）两部分，模型根据饲料的真可消化养分含量估测饲料的能量供给量，各营养组分对能量的贡献能力不同。辣椒秧和苜蓿干草的tdNFC、tdCP 含量较高，可能与其较高的NFC 和CP 含量有关，且tdNFC 含量与饲粮的加工调制有关，即计算tdNFC 时需考虑PAF。饲料CP 对能量的贡献率主要与CP 和ADFIP 比例有关，tdCP 与ADFIP 占CP 比例呈指数关系。扁茎黄芪秸秆中的tdNDF 含量高于苜蓿干草和花生秧、辣椒秧，这与几种粗饲料中的NDF 含量相吻合。辣椒秧和苜蓿干草的TDN相近，其次为花生秧和扁茎黄芪秸秆，且相应的能值DE、ME、NE、NE也具有相同的趋势，这表明辣椒秧和苜蓿干草在能量利用方面具有较大的优势。从几种粗饲料的tdNFC、tdCP 和DE、ME、NE、NE来看，4 种粗饲料的可消化养分和能值由高到低依次是辣椒秧、苜蓿干草、花生秧、扁茎黄芪秸秆。

4 结 论

本研究以苜蓿干草为对照，利用CNCPS 和NRC模型分析了3 种非常规粗饲料的营养成分和能值。花生秧的NDF 和ADF 含量与苜蓿干草相近，但其CP 和tdNDF 含量较低；辣椒秧具有较高的CP、tdCP 含量，并具有较高的TDN、DE、ME、NE、NE等能值；扁茎黄芪秸秆NDF 和ADF 含量较高，且tdNDF 和GE水平也相对较高。因此，4 种粗饲料的营养价值由高到低为苜蓿、辣椒秧、扁茎黄芪秸秆、花生秧。但4 种粗饲料养分含量及营养供给量存在差异，其中部分营养值为模型推算结果，其适口性及应用效果还需要在动物试验中进一步验证。