羊常用飼料原料瘤胃有效降解率與各時(shí)間點(diǎn)降解率相關(guān)關(guān)系的研究

王雨菲 李 森 索朗卓嘎 欒銀銀 黨世彬 和立文 張 微*

(1.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100193；2.西藏那曲市班戈縣普保鎮(zhèn)農(nóng)牧綜合服務(wù)中心，那曲 852500)

飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的準(zhǔn)確評(píng)價(jià)是動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)與飼料專業(yè)研究中的重要組成部分，是進(jìn)行飼糧配制的前提和基礎(chǔ)。對(duì)于反芻動(dòng)物來(lái)說(shuō)，可用體內(nèi)法、體外法和半體內(nèi)法來(lái)評(píng)價(jià)飼料在瘤胃中的降解情況。其中，半體內(nèi)法又稱瘤胃尼龍袋技術(shù)或尼龍袋法，與體內(nèi)法相比，尼龍袋法簡(jiǎn)便易行，成本更低，可以進(jìn)行大量樣品的測(cè)定；與體外法相比，尼龍袋法在瘤胃內(nèi)測(cè)定，更接近體內(nèi)法檢測(cè)結(jié)果。因此，尼龍袋法是目前國(guó)內(nèi)外評(píng)定飼料瘤胃降解率最常用的方法[1]。

1938年Quin等[2]用天然絲袋來(lái)測(cè)定飼料在羊瘤胃中的消化率。據(jù)馮仰廉等[3]報(bào)道，1972年Schoeman等曾用尼龍袋法評(píng)定甲醛處理飼料對(duì)蛋白質(zhì)在瘤胃中降解率的影響。1977年Mehrez等[4]發(fā)表了利用纖維袋技術(shù)測(cè)定飼料瘤胃降解率的方法。1979年?rskov等[5]在前人工作的基礎(chǔ)上加以完善，提出飼料營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在尼龍袋內(nèi)的動(dòng)態(tài)降解模型，推動(dòng)了尼龍袋法由靜態(tài)研究向動(dòng)態(tài)研究方向的發(fā)展。

測(cè)定瘤胃有效降解率時(shí)，需要設(shè)計(jì)多個(gè)尼龍袋瘤胃培養(yǎng)時(shí)間點(diǎn)，由每個(gè)時(shí)間點(diǎn)的瘤胃降解率代入公式得出瘤胃有效降解率。目前國(guó)內(nèi)外普遍采用5～7個(gè)時(shí)間點(diǎn)[6-10]，然而多時(shí)間點(diǎn)設(shè)置增加了該方法的繁瑣性。每次取出或投入袋子均需打開(kāi)瘤胃瘺管的橡膠塞并于操作完成后重新塞回，而且在取袋過(guò)程中，存在試驗(yàn)羊瘤胃蠕動(dòng)致使瘤胃液漏出、實(shí)驗(yàn)員操作不當(dāng)而未能迅速取出袋子導(dǎo)致瘤胃與外界空氣接觸時(shí)間過(guò)長(zhǎng)等問(wèn)題，容易使試驗(yàn)動(dòng)物產(chǎn)生應(yīng)激，對(duì)其造成傷害，甚至縮短試驗(yàn)動(dòng)物的壽命。Calsamiglia等[11]利用尼龍袋法獲得的瘤胃殘?jiān)鼫y(cè)定小腸可消化蛋白質(zhì)時(shí)發(fā)現(xiàn)，12～18 h的瘤胃培養(yǎng)時(shí)間對(duì)小腸蛋白質(zhì)的消化率沒(méi)有顯著影響。Hvelplund等[12]認(rèn)為，在采用移動(dòng)尼龍袋法測(cè)定瘤胃非降解飼料蛋白質(zhì)的小腸消化率時(shí)，16 h的瘤胃預(yù)培養(yǎng)時(shí)間能反映到達(dá)小腸前瘤胃代謝的狀況，且適用于所有飼料?？梢?jiàn)，飼料12～18 h的瘤胃降解率與其有效降解率高度相關(guān)，可以作為簡(jiǎn)化飼料有效降解率測(cè)定方法研究的切入點(diǎn)。

王立明[13]、陶鯤[14]、陳彥廷[15]、劉曉蓮等[16]曾報(bào)道了在奶牛上關(guān)于簡(jiǎn)化飼料瘤胃有效降解率方法的相關(guān)研究，而在羊上尚未見(jiàn)到這方面的系統(tǒng)性研究。而且，國(guó)內(nèi)關(guān)于簡(jiǎn)化飼料瘤胃有效降解率方法的研究多集中在瘤胃有效降解率與各時(shí)間點(diǎn)降解率相關(guān)性高低的比較上[13-16]，忽略了各時(shí)間點(diǎn)降解率與有效降解率相近程度的比較，并且多將精飼料與粗飼料分開(kāi)，分別擬合各時(shí)間點(diǎn)降解率與有效降解率的回歸方程。因此，本試驗(yàn)針對(duì)羊常用飼料原料瘤胃有效降解率與各時(shí)間點(diǎn)降解率的相關(guān)關(guān)系進(jìn)行研究，通過(guò)分析精飼料、粗飼料，以及精飼料和粗飼料合在一起時(shí)各時(shí)間點(diǎn)降解率和有效降解率之間的相對(duì)誤差，篩選可以用來(lái)估算有效降解率的單一時(shí)間點(diǎn)降解率，進(jìn)而擬合該時(shí)間點(diǎn)降解率與有效降解率之間的回歸方程，為簡(jiǎn)化飼料瘤胃有效降解率的測(cè)定和提高試驗(yàn)效率提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)動(dòng)物與飼養(yǎng)管理

本試驗(yàn)選用8只2周歲、體重(58.2±2.2) kg、健康狀況良好并裝有永久性瘤胃瘺管的云南半細(xì)毛羊，隨機(jī)分為2組，每組測(cè)定不同的飼料原料，每組4只為4個(gè)重復(fù)。試驗(yàn)所用飼糧參照1.3倍NRC(2007)[17]維持營(yíng)養(yǎng)需要配制，試驗(yàn)羊精飼料和粗飼料分開(kāi)飼喂，飼糧精粗比為3∶7。每只試驗(yàn)羊每天飼喂精飼料390 g、豆秸580 g、小黑麥全株秸稈330 g。每天在08:00、17:30分2次等量飼喂，先喂小黑麥全株秸稈，后飼喂加水調(diào)制的精飼料和豆秸混合料。試驗(yàn)期間，每只試驗(yàn)動(dòng)物單欄飼養(yǎng)，自由飲水。試驗(yàn)于云南昆明易興恒畜牧科技有限公司種羊場(chǎng)進(jìn)行。飼糧組成及營(yíng)養(yǎng)水平見(jiàn)表1。

表1 飼糧組成及營(yíng)養(yǎng)水平(干物質(zhì)基礎(chǔ))

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與樣品采集

選擇300目(孔徑48 μm)的新尼龍布裁剪成規(guī)格為6 cm×10 cm的尼龍袋。采用尼龍袋法測(cè)定15種精飼料、10種粗飼料共25種羊常用飼料原料的DM和CP的瘤胃降解特性。試驗(yàn)采用“同時(shí)投放，依次取出”原則進(jìn)行，正式開(kāi)始前預(yù)飼10 d，每期完成之后，試驗(yàn)羊休息2 d。飼料樣品粉碎過(guò)2.5 mm篩，稱取精飼料5 g或粗飼料3 g左右，放入已知重量的尼龍袋，每只羊每個(gè)待測(cè)時(shí)間點(diǎn)2個(gè)袋子，4只羊?yàn)?個(gè)重復(fù)。本試驗(yàn)設(shè)置7個(gè)時(shí)間點(diǎn)，共14個(gè)袋子，于晨飼前1 h送入瘤胃腹囊，并分別將精飼料于2、4、8、16、24、36、48 h，粗飼料于4、8、16、24、36、48、72 h從瘤胃瘺管中取出。取出的尼龍袋立即用自來(lái)水沖洗至水澄清，將清洗干凈的尼龍袋在65 ℃烘箱中烘48 h至恒重，并稱取尼龍袋和殘?jiān)闹亓?。將尼龍袋中瘤胃未降解殘?jiān)D(zhuǎn)入自封袋密封保存。

1.3 測(cè)定指標(biāo)及方法

1.3.1 常規(guī)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的測(cè)定

飼糧中常規(guī)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)以及瘤胃未降解殘?jiān)懈晌镔|(zhì)(DM)、粗蛋白質(zhì)(CP)的含量依據(jù)張麗英[19]編寫的《飼料分析及飼料質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)(第3版)》中方法測(cè)定。

1.3.2 瘤胃有效降解率的測(cè)定

瘤胃有效降解率按照?rskov等[5]的方法測(cè)定。

某飼料營(yíng)養(yǎng)成分的實(shí)時(shí)瘤胃降解率符合指數(shù)曲線：

dp=a+b(1-e-ct)。

式中：dp為t時(shí)刻某營(yíng)養(yǎng)成分的實(shí)時(shí)瘤胃降解率(%)；a為某營(yíng)養(yǎng)成分的快速降解部分(%)；b為某營(yíng)養(yǎng)成分的慢速降解部分(%)；c為b的降解速率(%/h)；t為飼料在瘤胃內(nèi)停留的時(shí)間(h)。

根據(jù)上式得出a、b、c后，按照下式計(jì)算待測(cè)飼料營(yíng)養(yǎng)成分的瘤胃有效降解率：

ED=a+b×c/(c+k)。

式中：ED為瘤胃有效降解率(%)；k為某營(yíng)養(yǎng)成分的瘤胃外流速率(%/h)，本研究中干草類飼料瘤胃外流速率取3.14%/h，糟渣類取3.99%/h，青貯類取2.53%/h，餅粕類取5.00%/h[20]。

1.4 相對(duì)誤差的計(jì)算

相對(duì)誤差(%)=[(某時(shí)間點(diǎn)降解率-有效降解率)/有效降解率]×100。

1.5 數(shù)據(jù)處理與分析

所有數(shù)據(jù)用Excel 2016進(jìn)行初步整理，選定時(shí)間點(diǎn)降解率和有效降解率的回歸關(guān)系用Excel 2016進(jìn)行分析，P<0.05為差異顯著判斷標(biāo)準(zhǔn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 各時(shí)間點(diǎn)降解率和有效降解率及其相對(duì)誤差

2.1.1 DM各時(shí)間點(diǎn)降解率、有效降解率及其相對(duì)誤差

由表2可知，隨著在瘤胃內(nèi)的培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)，DM降解率逐漸增加。25種飼料原料中，云南小麥麩的有效降解率最高，為77.20%；小麥秸的有效降解率最低，為27.28%；大部分飼料原料的有效降解率在40%～60%。

表2 25種飼料原料DM各時(shí)間點(diǎn)降解率與有效降解率

由表3可知，15種精飼料原料DM的16 h降解率與有效降解率之間的平均相對(duì)誤差最小，為9.81%；10種粗飼料原料DM也是16 h降解率與有效降解率之間的平均相對(duì)誤差最小，為9.13%；全部25種飼料原料DM的16 h降解率與有效降解率之間的平均相對(duì)誤差最小，為9.54%。

表3 25種飼料原料DM各時(shí)間點(diǎn)降解率與有效降解率的相對(duì)誤差

2.1.2 CP各時(shí)間點(diǎn)降解率、有效降解率及其相對(duì)誤差

由表4可知，隨著在瘤胃內(nèi)的培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)，CP降解率逐漸增加。25種飼料原料中，云南小麥麩的有效降解率最高，為75.70%；小麥秸的有效降解率最低，為27.77%；大部分飼料原料的有效降解率在40%～60%。

表4 25種飼料CP各時(shí)間點(diǎn)的降解率及有效降解率

由表5可知，15種精飼料CP的16 h降解率與有效降解率之間的平均相對(duì)誤差最小，為8.78%；10種粗飼料CP的24 h降解率與有效降解率之間的平均相對(duì)誤差最小，為7.13%，不過(guò)16 h降解率與有效降解率的平均相對(duì)誤差與24 h的相差不大，為8.36%；全部25種飼料原料CP的16 h降解率與有效降解率之間的平均相對(duì)誤差最小，為8.61%。

表5 25種飼料原料CP各時(shí)間點(diǎn)降解率與有效降解率的相對(duì)誤差

2.2 16 h降解率與有效降解率的線性回歸

對(duì)于DM，精飼料和粗飼料均是16 h降解率與有效降解率之間的平均相對(duì)誤差最小；對(duì)于CP，精飼料的16 h降解率與有效降解率之間的平均相對(duì)誤差最小，粗飼料的24 h降解率與有效降解率之間的平均相對(duì)誤差最小，但粗飼料的16 h結(jié)果與24 h結(jié)果相差不大；25種飼料原料綜合來(lái)看，DM和CP均是16 h降解率與有效降解率的相對(duì)誤差最小。

2.2.1 25種飼料原料DM的16 h降解率與有效降解率的線性回歸

對(duì)25種飼料原料DM的16 h降解率(X)與有效降解率(Y)做回歸分析，得到回歸方程Y=0.793 1X+10.767(R2=0.682 1，P<0.01，n=25)。由圖1可以看出，DM的16 h降解率與有效降解率的線性擬合趨勢(shì)較好。

圖1 25種飼料原料DM的16 h降解率與有效降解率的線性回歸

2.2.2 25種飼料原料CP的16 h降解率與有效降解率的線性回歸

對(duì)25種飼料原料CP的16 h降解率(X)與有效降解率(Y)做回歸分析，得到回歸方程Y=0.761 8X+13.535，(R2=0.821 0，P<0.01，n=25)。由圖2可以看出，CP的16 h降解率與有效降解率的線性擬合程度較高。

圖2 25種飼料原料CP的16 h降解率與有效降解率的線性回歸

3 討 論

本試驗(yàn)分別對(duì)15種精飼料和10種粗飼料各時(shí)間點(diǎn)降解率與有效降解率的相對(duì)誤差進(jìn)行分析，并同時(shí)對(duì)全部25種飼料原料的結(jié)果進(jìn)行處理，發(fā)現(xiàn)精飼料和粗飼料的結(jié)果基本一致，且全部飼料原料的DM和CP均是16 h降解率與有效降解率的平均相對(duì)誤差最小，分別為9.54%和8.61%。本試驗(yàn)結(jié)果表明，在所測(cè)定的動(dòng)態(tài)瘤胃實(shí)時(shí)降解率中，以16 h瘤胃實(shí)時(shí)降解率來(lái)衡量瘤胃有效降解率是最準(zhǔn)確的，即16 h的瘤胃預(yù)培養(yǎng)可以相對(duì)準(zhǔn)確地反映飼料到達(dá)小腸前在瘤胃的降解情況，且不需要將精飼料與粗飼料分開(kāi)研究。這一結(jié)果與Calsamiglia等[11]、Hvelplund等[12]的研究結(jié)果一致。因此，飼料原料的16 h瘤胃降解率可以作為簡(jiǎn)化羊飼料有效降解率測(cè)定的方法之一。

劉曉蓮[16]對(duì)荷斯坦奶牛飼料的實(shí)時(shí)降解率與有效降解率進(jìn)行了相關(guān)分析，得到8種粗飼料、10種精飼料的16 h降解率和有效降解率相關(guān)性最高的結(jié)論。陶鯤[14]對(duì)荷斯坦奶牛飼料的實(shí)時(shí)降解率與有效降解率進(jìn)行了相關(guān)性擬合，得出12種精飼料的16 h降解率、6種粗飼料的8 h降解率與有效降解率相關(guān)性最高。陳彥廷[15]對(duì)不同飼喂水平和泌乳階段的荷斯坦奶牛飼料的DM和CP有效降解率與各時(shí)間點(diǎn)降解率的相關(guān)關(guān)系進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)在1.3倍維持需要飼喂水平下，18種精飼料的DM有效降解率與12 h降解率相關(guān)性最高，CP有效降解率與16 h降解率相關(guān)性最高。這些研究結(jié)果表明，飼料DM和CP的有效降解率與8～16 h的實(shí)時(shí)降解率高度相關(guān)。本試驗(yàn)通過(guò)計(jì)算15種精飼料和10種粗飼料各時(shí)間點(diǎn)降解率與有效降解率的相對(duì)誤差，得出16 h降解率與有效降解率的平均相對(duì)誤差最小，進(jìn)一步對(duì)25種飼料原料DM和CP的16 h降解率與有效降解率進(jìn)行回歸分析，得出飼料DM的16 h降解率和有效降解率間的回歸方程為Y=0.793 1X+10.767(R2=0.682 1，P<0.01，n=25)，飼料CP有效降解率和16 h CP降解率間的擬合方程為Y=0.761 8X+13.535(R2=0.821 0，P<0.01，n=25)。因此，飼料原料的瘤胃有效降解率可以用瘤胃16 h降解率的擬合方程進(jìn)行計(jì)算。

綜上分析，羊常用飼料原料瘤胃16 h降解率可用于衡量和預(yù)測(cè)其瘤胃有效降解率，隨著飼料樣本量的增加，可以對(duì)瘤胃有效降解率預(yù)測(cè)模型作進(jìn)一步優(yōu)化。

4 結(jié) 論

① 飼料原料的瘤胃16 h降解率可以作為簡(jiǎn)化羊飼料瘤胃有效降解率測(cè)定的方法之一。

② 飼料原料DM的瘤胃有效降解率(Y)與其16 h降解率(X)的線性回歸方程為：Y=0.793 1X+10.767(R2=0.682 1，P<0.01，n=25)；CP的瘤胃有效降解率(Y)與其16 h降解率(X)的線性回歸方程為：Y=0.761 8X+13.535(R2=0.821 0，P<0.01，n=25)。