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.中國農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，動(dòng)物營養(yǎng)學(xué)國家重點(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)

飼料營養(yǎng)價(jià)值的準(zhǔn)確評價(jià)是動(dòng)物營養(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)。對于反芻動(dòng)物來說，可用體內(nèi)法、體外法和半體內(nèi)法來評價(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，尼龍袋法簡便易行，成本更低，可以進(jìn)行大量樣品的測定；與體外法相比，尼龍袋法在瘤胃內(nèi)測定，更接近體內(nèi)法檢測結(jié)果。因此，尼龍袋法是目前國內(nèi)外評定飼料瘤胃降解率最常用的方法[1]。

1938年Quin等[2]用天然絲袋來測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等曾用尼龍袋法評定甲醛處理飼料對蛋白質(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)間過長等問題，容易使試驗(yàn)動(dòng)物產(chǎn)生應(yīng)激，對其造成傷害，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)間對小腸蛋白質(zhì)的消化率沒有顯著影響。Hvelplund等[12]認(rèn)為，在采用移動(dòng)尼龍袋法測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。可見，飼料12～18 h的瘤胃降解率與其有效降解率高度相關(guān)，可以作為簡化飼料有效降解率測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，而在羊上尚未見到這方面的系統(tǒng)性研究。而且，國內(nèi)關(guān)于簡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，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誤差，篩選可以用來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，為簡化飼料瘤胃有效降解率的測定和提高試驗(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]維持營養(yǎng)需要配制，試驗(yàn)羊精飼料和粗飼料分開飼喂，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進(jìn)行。飼糧組成及營養(yǎng)水平見表1。

表1 飼糧組成及營養(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)闹亓俊⒛猃埓辛鑫肝唇到鈿堅(jiān)D(zhuǎn)入自封袋密封保存。

1.3 測定指標(biāo)及方法

1.3.1 常規(guī)營養(yǎng)物質(zhì)的測定

飼糧中常規(guī)營養(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)量檢測技術(shù)(第3版)》中方法測定。

1.3.2 瘤胃有效降解率的測定

瘤胃有效降解率按照?rskov等[5]的方法測定。

某飼料營養(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)刻某營養(yǎng)成分的實(shí)時(shí)瘤胃降解率(%)；a為某營養(yǎng)成分的快速降解部分(%)；b為某營養(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)算待測飼料營養(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 相對誤差的計(jì)算

相對誤差(%)=[(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誤差

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

由表2可知，隨著在瘤胃內(nèi)的培養(yǎng)時(shí)間的延長，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誤差

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

由表4可知，隨著在瘤胃內(nèi)的培養(yǎng)時(shí)間的延長，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誤差最小，為7.13%，不過16 h降解率與有效降解率的平均相對誤差與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誤差

2.2 16 h降解率與有效降解率的線性回歸

對于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誤差最小；對于CP，精飼料的16 h降解率與有效降解率之間的平均相對誤差最小，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種飼料原料綜合來看，DM和CP均是16 h降解率與有效降解率的相對誤差最小。

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誤差進(jìn)行分析，并同時(shí)對全部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誤差最小，分別為9.54%和8.61%。本試驗(yàn)結(jié)果表明，在所測定的動(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化羊飼料有效降解率測定的方法之一。

劉曉蓮[16]對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誤差，得出16 h降解率與有效降解率的平均相對誤差最小，進(jìn)一步對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)測其瘤胃有效降解率，隨著飼料樣本量的增加，可以對瘤胃有效降解率預(yù)測模型作進(jìn)一步優(yōu)化。

4 結(jié) 論

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

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)。