化學(xué)計(jì)量學(xué)模型預(yù)測中國泌乳奶牛瘤胃揮發(fā)性脂肪酸組成的精度分析

毛宏祥 任 傲 王 敏 高鳳仙* 張秀敏 馬致遠(yuǎn) 譚支良

(1.中國科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所，長沙 410125；2.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，長沙 410128；3.湖南畜禽安全生產(chǎn)協(xié)同創(chuàng)新中心，長沙 410128)

揮發(fā)性脂肪酸(volatile fatty acids，VFA)是飼料中碳水化合物經(jīng)瘤胃微生物發(fā)酵的產(chǎn)物，是維持反芻家畜生命和生產(chǎn)的主要能量來源(提供其能量需要量的70%～80%)。VFA包括乙酸、丙酸、丁酸和其他短鏈脂肪酸，其中乙酸、丙酸和丁酸占瘤胃發(fā)酵產(chǎn)生VFA總產(chǎn)量的95%[1]。乙酸和丁酸是脂肪合成的前體物，丙酸是反芻家畜糖異生的前體物[2]。據(jù)Brunette等[3]和Seymour等[4]報(bào)道，瘤胃內(nèi)VFA比例影響奶牛的產(chǎn)奶量和乳蛋白與乳脂含量，對維持奶牛正常能量代謝至關(guān)重要。

奶牛瘤胃內(nèi)VFA比例的數(shù)學(xué)模型包括經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ秃蜋C(jī)制模型，其中機(jī)制模型也稱化學(xué)計(jì)量學(xué)模型。相比經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ停瘜W(xué)計(jì)量學(xué)模型包括飼糧各化學(xué)組分在瘤胃內(nèi)的有效降解率和VFA各組分間的轉(zhuǎn)化系數(shù)，能更好地反映飼糧各化學(xué)組分與瘤胃內(nèi)VFA組成的關(guān)系。因此，國外學(xué)者提出了利用飼糧各化學(xué)組分預(yù)測奶牛瘤胃內(nèi)VFA比例的模型[5-6]。但是，這些模型估算不同地區(qū)和不同年代奶牛瘤胃內(nèi)VFA比例的精度存在較大差異[7]。目前，利用該模型來估算我國泌乳奶牛瘤胃內(nèi)VFA比例的研究很少。

1982年，Murphy等[8]第1次利用5類化學(xué)組分，通過無限疊代和最小二乘法構(gòu)建了國際上首個(gè)化學(xué)計(jì)量學(xué)模型(簡稱MUR模型)。1992年，Dijkstra等[9]在MUR模型基礎(chǔ)上進(jìn)一步引入瘤胃內(nèi)pH和VFA各組分的吸收速率，構(gòu)建了新的模型(簡稱DIJ模型)。2006年，Bannink等[10]在DIJ模型基礎(chǔ)上引入VFA生成的生化途徑，構(gòu)建了相應(yīng)的模型(簡稱BAN模型)。……