應(yīng)用康奈爾凈碳水化合物－蛋白質(zhì)體系評(píng)定廣西水牛常用粗飼料的營養(yǎng)價(jià)值

周俊華鄒彩霞梁賢威鄒優(yōu)敬韋升菊李舒露

(1.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院水牛研究所，南寧 530003;2.廣西大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，南寧 530005)

廣西地處中國南疆，是中國唯一的水牛種牛繁育基地，具有全國最多的水牛資源，存欄數(shù)居全國之首。水牛奶具有“奶中之王”之稱，水牛被聯(lián)合國糧農(nóng)組織(FAO)譽(yù)為最具開發(fā)潛力和開發(fā)價(jià)值的家畜之一。水牛飼料營養(yǎng)價(jià)值的評(píng)定是水牛營養(yǎng)及水牛飼料科學(xué)研究的核心，目前，廣西仍使用Weende體系進(jìn)行飼料營養(yǎng)價(jià)值評(píng)定，該體系是飼料營養(yǎng)價(jià)值的基礎(chǔ)，但是僅僅依靠化學(xué)分析不能反映反芻動(dòng)物對(duì)飼料的消化利用情況，不能很好地說明飼料的營養(yǎng)特性。

康奈爾凈碳水化合物－蛋白質(zhì)體系(CNCPS)是美國康奈爾大學(xué)諸多科研人員歷時(shí)數(shù)年研發(fā)的成果［1］。CNCPS基于瘤胃降解機(jī)制、整合反芻動(dòng)物營養(yǎng)學(xué)理論成果、依據(jù)反芻動(dòng)物研究現(xiàn)狀，將靜態(tài)模型與動(dòng)態(tài)模型、機(jī)制模型與經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ拖嘟Y(jié)合，對(duì)于反芻動(dòng)物營養(yǎng)研究具有里程碑式的意義。該體系融植物細(xì)胞壁組分、飼料的化學(xué)分析、反芻動(dòng)物消化利用于一體，比Weeden體系、尼龍袋技術(shù)更為真實(shí)地反映飼料營養(yǎng)特性，分析結(jié)果更具參考價(jià)值，為反芻動(dòng)物飼糧配方的編制提供更微觀、更精確的參考依據(jù)［2－3，12］。CNCPS 在加拿大、美國等國家已廣泛推廣應(yīng)用，近年來NRC奶牛營養(yǎng)需要及肉牛營養(yǎng)需要大量借鑒CNCPS的評(píng)定結(jié)果。Guo等［4］應(yīng)用CNCPS對(duì)不同添加劑處理的青貯飼料進(jìn)行了營養(yǎng)價(jià)值評(píng)定;吳端欽等［5］、李穎麗等［6］采用CNCPS分別對(duì)黑龍江省反芻動(dòng)物常用精料、呼倫貝爾草原幾種牧草進(jìn)行了營養(yǎng)價(jià)值評(píng)定。

粗飼料為反芻動(dòng)物提供大量的營養(yǎng)物質(zhì)，是反芻動(dòng)物機(jī)體不可或缺的營養(yǎng)來源［7］。NRC(2001)提出奶牛飼糧中至少有25%(干物質(zhì)基礎(chǔ))的中性洗滌纖維(NDF)，其中19%(干物質(zhì)基礎(chǔ))必須來源于粗飼料［8］。本研究旨在應(yīng)用CNCPS對(duì)廣西水牛4類20種粗飼料進(jìn)行營養(yǎng)價(jià)值評(píng)定，揭示粗飼料營養(yǎng)特性及微觀組分，為充分開發(fā)利用廣西粗飼料資源和CNCPS在廣西水牛養(yǎng)殖業(yè)的推廣應(yīng)用提供基礎(chǔ)理論數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 飼料樣品采集及分析方法

采集4類(青綠飼料、工業(yè)副產(chǎn)品、農(nóng)業(yè)副產(chǎn)品、青貯飼料)20種廣西水牛常用粗飼料(表1)，經(jīng)風(fēng)干、粉碎過1 mm網(wǎng)篩后，儲(chǔ)存于樣品瓶中，以備分析。粗蛋白質(zhì)(CP)、干物質(zhì)(DM)、粗脂肪(EE)、灰分(ash)參照 AOAC(1980)［9］方法進(jìn)行測(cè)定，中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維(ADF)、酸性洗滌不溶蛋白質(zhì)(ADIP)、中性洗滌不溶蛋白質(zhì)(NDIP)、木質(zhì)素(lignin)參照 Van Soest等［10］的方法進(jìn)行測(cè)定，可溶性粗蛋白質(zhì)(SOLP)參照Krishnamoorthy等［11］的方法進(jìn)行測(cè)定。

1.2 CNCPS 評(píng)定［12］

1.2.1 CNCPS碳水化合物組分的計(jì)算

式中:CP(%DM)為粗蛋白質(zhì)占飼料干物質(zhì)的百分比，EE(%DM)為粗脂肪占飼料干物質(zhì)的百分比，ash(%DM)為灰分占飼料干物質(zhì)的百分比;CB1(%CHO)為淀粉、果膠占飼料碳水化合物的百分比;strach(%NSC)為淀粉占非結(jié)構(gòu)性碳水化合物的百分比;CB2(%CHO)為可利用纖維占飼料碳水化合物的百分比;CC(%CHO)為不可利用纖維(木質(zhì)素 ×2.4)［13］占飼料碳水化合物的百分比;NDF(%DM)為中性洗滌纖維占飼料干物質(zhì)的百分比;NDIP(%CP)為中性洗滌不溶蛋白質(zhì)占粗蛋白質(zhì)的百分比;lignin(%NDF)為木質(zhì)素占中性洗滌纖維的百分比;CHO(%DM)為碳水化合物占飼料干物質(zhì)的百分比;CA(%CHO)為糖類占飼料碳水化合物的百分比;CNSC(%CHO)為非結(jié)構(gòu)性碳水化合物占碳水化合物的百分比。

1.2.2 CNCPS蛋白質(zhì)組分的計(jì)算

式中:PA(%CP)為非蛋白氮占飼料粗蛋白質(zhì)的百分比，NPN(%SOLP)為非蛋白氮占可溶性蛋白質(zhì)的百分比，SOLP(%CP)為可溶性粗蛋白質(zhì)占飼料粗蛋白質(zhì)的百分比，PB1(%CP)為快速降解真蛋白質(zhì)占飼料粗蛋白質(zhì)的百分比，PB2(%CP)為中速降解真蛋白質(zhì)占飼料粗蛋白質(zhì)的百分比，PB3(%CP)為慢速降解真蛋白質(zhì)占飼料粗蛋白質(zhì)的百分比，PC(%CP)為不可降解粗蛋白質(zhì)占飼料粗蛋白質(zhì)(與木質(zhì)素、單寧等結(jié)合的蛋白質(zhì)，不能被動(dòng)物機(jī)體吸收利用)的百分比［14］，NDIP(%CP)為中性洗滌不溶蛋白質(zhì)占飼料粗蛋白質(zhì)的百分比，ADIP(%CP)為酸性洗滌不溶蛋白質(zhì)占飼料粗蛋白質(zhì)的百分比。

2 結(jié)果

2.1 廣西水牛常用粗飼料常規(guī)營養(yǎng)成分

由表2可知，從青綠飼料來看，豆科牧草CP含量為 16.86% ～22.45%，比禾本科牧草高0.69% ～15.88%;豆科牧草木質(zhì)素含量較禾本科牧草高1.53% ～13.34%。青綠飼料 SOLP含量為 23.60% ～73.74%，SOLP 中 的 NPN 為50.77% ～95.94%;青 貯 飼 料 SOLP 含 量 為36.63% ～45.77%，SOLP 中的 NPN 為77.87% ～85.27%;結(jié)果提示青綠飼料及青貯飼料的SOLP大多是NPN。

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2.2 廣西水牛常用粗飼料CNCPS碳水化合物組分特點(diǎn)

由表3知，青綠飼料CHO含量為66.82% ～85.69%，其中臂形草為 85.69%，桑葉為66.82%;桑葉CA含量40.29%為最高，銀合歡30.21%為其次，高丹草 3.74%為最低;桑葉 CB1含量10.27%為最高，高粱草2.23%為最低;青綠飼料CB2含量為10.18% ～63.70%，豆科牧草銀合歡10.18%為最低，禾本科牧草臂形草63.70%為最高;桑葉 CNSC含量 49.97%為最高，銀合歡33.28%為其次，高丹草11.16%為最低;禾本科牧草CC含量為 18.40% ～33.57%，豆科牧草為43.92% ～61.63%，桑葉 32.38%介于禾本科牧草與豆科牧草之間。

表3 廣西水牛常用粗飼料CNCPS碳水化合物組分Table 3 The CNCPS carbohydrate fractionations of common roughages for Guangxi water buffalo

2.3 廣西水牛常用粗飼料CNCPS蛋白質(zhì)組分特點(diǎn)

由表4知，青綠飼料 PA含量為17.18% ～57.67%，其中大葉千斤拔最高為57.67%，其次為蝴蝶豆47.90%，臂形草最低17.18%;PC含量為0.28% ～23.46%，其中王草最低 0.28%，高粱草0.80%其次，銀合歡23.46%最高。

工業(yè)副產(chǎn)品中，啤酒渣PA含量最高28.41%，較木薯渣、菠蘿皮分別高出19.65%、19.74%;菠蘿皮 PB2含量最高 56.92%，其次為木薯渣45.58%;菠蘿皮PC含量最低，較啤酒渣、木薯渣分別低 0.40%、0.29%。

農(nóng)業(yè)副產(chǎn)品中，稻草PA含量最高30.72%，但PB1、PB3、PB2含量均為3種飼料樣品中最低，同時(shí)PC含量較玉米秸稈、玉米衣分別高3.41%、2.85%。

青貯飼料中，青貯高粱PA含量6.72%，較青貯玉米、青貯高丹草分別低30.92%、27.04%，PC含量也是三者中最低的;但其PB2為90.05%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于上述2種飼料。

表4 廣西水牛常用粗飼料CNCPS蛋白質(zhì)組分Table 4 The CNCPS protein fractionations of common roughages for Guangxi water buffalo

3 討論

陶春衛(wèi)等［15］報(bào)道的豆科牧草具有較高的蛋白質(zhì)水平，但同時(shí)木質(zhì)素含量較高，本試驗(yàn)的結(jié)果與其一致。木質(zhì)素不能被反芻動(dòng)物瘤胃降解，豆科牧草雖具有較高的蛋白質(zhì)含量，但其木質(zhì)素含量也高，在實(shí)際生產(chǎn)中，與其他飼料配合使用效果會(huì)更佳。工業(yè)副產(chǎn)品中啤酒渣CP含量最高(37.33%)，青貯飼料 CP含量較農(nóng)業(yè)副產(chǎn)品高3.06% ～12.48%。

本試驗(yàn)測(cè)得青綠飼料及青貯飼料的SOLP大多是 NPN，與曲永利等［16］、Pichard 等［12］研究結(jié)果一致。20種粗飼料樣品中青貯玉米淀粉含量最高50.00%，其次為青貯高粱35.31%。高水平的淀粉含量有利于瘤胃發(fā)酵，青貯玉米及青貯高粱均為全株青貯，玉米及高粱籽實(shí)具有較高的淀粉含量。在實(shí)際應(yīng)用過程中，應(yīng)綜合考慮飼料原料營養(yǎng)特點(diǎn)及不同品種、不同生長階段動(dòng)物的營養(yǎng)需要量合理搭配飼糧。

CNCPS將碳水化合物劃分為非結(jié)構(gòu)性碳水化合物(NSC)、結(jié)構(gòu)性碳水化合物(SC)2部分，將瘤胃微生物劃分為降解結(jié)構(gòu)性碳水化物的微生物與降解非結(jié)構(gòu)性碳水化物的微生物，在此基礎(chǔ)上，根據(jù)飼料樣品在瘤胃中的降解速度，進(jìn)一步將NSC劃分為CA、CB1，將SC劃分為CB2、CC。反芻動(dòng)物瘤胃微生物可對(duì)SC進(jìn)行有效發(fā)酵，生成揮發(fā)性脂肪酸，提供反芻動(dòng)物所需能量的70% ～80%;揮發(fā)性脂肪酸在反芻動(dòng)物體內(nèi)合成乳酸、葡萄糖等營養(yǎng)物質(zhì)，同時(shí)為菌體蛋白的合成提供碳架;由于纖維素在瘤胃降解速度慢，并且可以吸附酸，可減緩酸中毒的發(fā)生［8］。

本試驗(yàn)測(cè)得的禾本科牧草碳水化合物營養(yǎng)水平高于豆科牧草;禾本科牧草中臂形草碳水化合物組分為最優(yōu)，王草其次，高丹草最差;豆科牧草中大葉千斤拔最優(yōu)，蝴蝶豆最差。工業(yè)副產(chǎn)品木薯渣CHO含量為20種飼料樣品中最低的，但其CC含量也是所有飼料樣品中最低的，綜合考慮其他碳水化合物組分，木薯渣是3種工業(yè)副產(chǎn)品中碳水化合物組分最優(yōu)者。玉米衣CHO含量比玉米秸稈、稻草分別高出1.09%、8.53%，CC含量比玉米秸稈、稻草低7.10%、6.08%;綜合其他碳水化合物組分，玉米衣為農(nóng)業(yè)副產(chǎn)品中碳水化合物組分最優(yōu)者。青貯飼料中青貯高粱CA含量明顯高于青貯玉米、青貯高丹草，因而青貯高粱對(duì)水牛具有良好的瘤胃發(fā)酵作用。

CNCPS將蛋白質(zhì)劃分為SOLP、非可溶性蛋白質(zhì)(ISOLP)，在此基礎(chǔ)上，根據(jù)飼料樣品在瘤胃中的溶解度，進(jìn)一步劃分為 PA、PB1、PB2、PB3、PC 5部分［14］。PA中氨基酸、肽、天冬酰胺、谷胺酰胺對(duì)動(dòng)物的營養(yǎng)價(jià)值與真蛋白質(zhì)一致;PA對(duì)反芻動(dòng)物具有較高的營養(yǎng)價(jià)值，但對(duì)于單胃動(dòng)物其營養(yǎng)價(jià)值很低。PC不能被反芻動(dòng)物或瘤胃微生物消化，一般認(rèn)為在反芻動(dòng)物飼糧中PC含量不能超過10%［8］。

綜合CNCPS各蛋白質(zhì)組分含量，禾本科牧草中王草為最優(yōu)，高粱草其次，高丹草最差;豆科牧草中大葉千斤拔最優(yōu)，柱花草其次，蝴蝶豆最差;工業(yè)副產(chǎn)品中啤酒渣最優(yōu)，菠蘿皮其次，木薯渣最差;農(nóng)業(yè)副產(chǎn)品中稻草蛋白質(zhì)組分為3種飼料中最差;青貯飼料中青貯高粱CNCPS蛋白質(zhì)組分為三者中最優(yōu)。

4 結(jié)論

CNCPS以反芻動(dòng)物瘤胃發(fā)酵規(guī)律及飼料養(yǎng)分分析方法為基礎(chǔ)，所測(cè)指標(biāo)能反映水牛對(duì)20種粗飼料的利用情況，比傳統(tǒng)飼料營養(yǎng)價(jià)值評(píng)定方法更為客觀、精確;可提供飼料樣品的微觀組分信息，為從微觀角度進(jìn)行水牛飼糧配制提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ);同種粗飼料的CNCPS碳水化合物組分和蛋白質(zhì)組分優(yōu)劣順序不同，從碳水化合物、蛋白質(zhì)兩方面綜合反映飼料營養(yǎng)特性使所測(cè)數(shù)據(jù)更具參考價(jià)值;通過這些數(shù)據(jù)可以依據(jù)不同的需要，科學(xué)利用粗飼料，以達(dá)其最高的利用率。

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