羊常用飼料原料瘤胃有效降解率與各時間點降解率相關關系的研究

王雨菲 李 森 索朗卓嘎 欒銀銀 黨世彬 和立文 張 微*

(1.中國農業大學動物科學技術學院，動物營養學國家重點實驗室，北京 100193；2.西藏那曲市班戈縣普保鎮農牧綜合服務中心，那曲 852500)

飼料營養價值的準確評價是動物營養與飼料專業研究中的重要組成部分，是進行飼糧配制的前提和基礎。對于反芻動物來說，可用體內法、體外法和半體內法來評價飼料在瘤胃中的降解情況。其中，半體內法又稱瘤胃尼龍袋技術或尼龍袋法，與體內法相比，尼龍袋法簡便易行，成本更低，可以進行大量樣品的測定；與體外法相比，尼龍袋法在瘤胃內測定，更接近體內法檢測結果。因此，尼龍袋法是目前國內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。據馮仰廉等[3]報道，1972年Schoeman等曾用尼龍袋法評定甲醛處理飼料對蛋白質在瘤胃中降解率的影響。1977年Mehrez等[4]發表了利用纖維袋技術測定飼料瘤胃降解率的方法。1979年?rskov等[5]在前人工作的基礎上加以完善，提出飼料營養物質在尼龍袋內的動態降解模型，推動了尼龍袋法由靜態研究向動態研究方向的發展。

測定瘤胃有效降解率時，需要設計多個尼龍袋瘤胃培養時間點，由每個時間點的瘤胃降解率代入公式得出瘤胃有效降解率。目前國內外普遍采用5～7個時間點[6-10]，然而多時間點設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，存在試驗羊瘤胃蠕動致使瘤胃液漏出、實驗員操作不當而未能迅速取出袋子導致瘤胃與外界空氣接觸時間過長等問題，容易使試驗動物產生應激，對其造成傷害，甚至縮短試驗動物的壽命。Calsamiglia等[11]利用尼龍袋法獲得的瘤胃殘渣測定小腸可消化蛋白質時發現，12～18 h的瘤胃培養時間對小腸蛋白質的消化率沒有顯著影響。Hvelplund等[12]認為，在采用移動尼龍袋法測定瘤胃非降解飼料蛋白質的小腸消化率時，16 h的瘤胃預培養時間能反映到達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，可以作為簡化飼料有效降解率測定方法研究的切入點。

王立明[13]、陶鯤[14]、陳彥廷[15]、劉曉蓮等[16]曾報道了在奶牛上關于簡化飼料瘤胃有效降解率方法的相關研究，而在羊上尚未見到這方面的系統性研究。而且，國內關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間點降解率相關性高低的比較上[13-16]，忽略了各時間點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，分別擬合各時間點降解率與有效降解率的回歸方程。因此，本試驗針對羊常用飼料原料瘤胃有效降解率與各時間點降解率的相關關系進行研究，通過分析精飼料、粗飼料，以及精飼料和粗飼料合在一起時各時間點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間點降解率，進而擬合該時間點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效率提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗動物與飼養管理

本試驗選用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毛羊，隨機分為2組，每組測定不同的飼料原料，每組4只為4個重復。試驗所用飼糧參照1.3倍NRC(2007)[17]維持營養需要配制，試驗羊精飼料和粗飼料分開飼喂，飼糧精粗比為3∶7。每只試驗羊每天飼喂精飼料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，后飼喂加水調制的精飼料和豆秸混合料。試驗期間，每只試驗動物單欄飼養，自由飲水。試驗于云南昆明易興恒畜牧科技有限公司種羊場進行。飼糧組成及營養水平見表1。

表1 飼糧組成及營養水平(干物質基礎)

1.2 試驗設計與樣品采集

選擇300目(孔徑48 μm)的新尼龍布裁剪成規格為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。試驗采用“同時投放，依次取出”原則進行，正式開始前預飼10 d，每期完成之后，試驗羊休息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，每只羊每個待測時間點2個袋子，4只羊為4個重復。本試驗設置7個時間點，共14個袋子，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，并稱取尼龍袋和殘渣的重量。將尼龍袋中瘤胃未降解殘渣轉入自封袋密封保存。

1.3 測定指標及方法

1.3.1 常規營養物質的測定

飼糧中常規營養物質以及瘤胃未降解殘渣中干物質(DM)、粗蛋白質(CP)的含量依據張麗英[19]編寫的《飼料分析及飼料質量檢測技術(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。

某飼料營養成分的實時瘤胃降解率符合指數曲線：

dp=a+b(1-e-ct)。

式中：dp為t時刻某營養成分的實時瘤胃降解率(%)；a為某營養成分的快速降解部分(%)；b為某營養成分的慢速降解部分(%)；c為b的降解速率(%/h)；t為飼料在瘤胃內停留的時間(h)。

根據上式得出a、b、c后，按照下式計算待測飼料營養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 相對誤差的計算

相對誤差(%)=[(某時間點降解率-有效降解率)/有效降解率]×100。

1.5 數據處理與分析

所有數據用Excel 2016進行初步整理，選定時間點降解率和有效降解率的回歸關系用Excel 2016進行分析，P<0.05為差異顯著判斷標準。

2 結果與分析

2.1 各時間點降解率和有效降解率及其相對誤差

2.1.1 DM各時間點降解率、有效降解率及其相對誤差

由表2可知，隨著在瘤胃內的培養時間的延長，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各時間點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各時間點降解率與有效降解率的相對誤差

2.1.2 CP各時間點降解率、有效降解率及其相對誤差

由表4可知，隨著在瘤胃內的培養時間的延長，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各時間點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各時間點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結果與24 h結果相差不大；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

本試驗分別對15種精飼料和10種粗飼料各時間點降解率與有效降解率的相對誤差進行分析，并同時對全部25種飼料原料的結果進行處理，發現精飼料和粗飼料的結果基本一致，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%。本試驗結果表明，在所測定的動態瘤胃實時降解率中，以16 h瘤胃實時降解率來衡量瘤胃有效降解率是最準確的，即16 h的瘤胃預培養可以相對準確地反映飼料到達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。這一結果與Calsamiglia等[11]、Hvelplund等[12]的研究結果一致。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時降解率與有效降解率進行了相關分析，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性最高的結論。陶鯤[14]對荷斯坦奶牛飼料的實時降解率與有效降解率進行了相關性擬合，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有效降解率與各時間點降解率的相關關系進行了研究，發現在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降解率相關性最高，CP有效降解率與16 h降解率相關性最高。這些研究結果表明，飼料DM和CP的有效降解率與8～16 h的實時降解率高度相關。本試驗通過計算15種精飼料和10種粗飼料各時間點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行計算。

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測模型作進一步優化。

4 結 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)。