反芻動(dòng)物飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值評(píng)定及模型應(yīng)用

李艷玲,丁 健，魯 琳，曹永春

（1.北京農(nóng)學(xué)院動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，北京 100026；2.中國(guó)飼料工業(yè)協(xié)會(huì)）

綜述與專論

反芻動(dòng)物飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值評(píng)定及模型應(yīng)用

李艷玲1,丁 健2，魯 琳1，曹永春1

（1.北京農(nóng)學(xué)院動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，北京 100026；2.中國(guó)飼料工業(yè)協(xié)會(huì)）

反芻動(dòng)物飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值評(píng)定包括飼料營(yíng)養(yǎng)成分評(píng)定和飼料營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)可利用性評(píng)定兩個(gè)方面，其中，評(píng)定反芻動(dòng)物飼料營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)可利用性的方法主要有體內(nèi)法、半體內(nèi)法和體外法，因各自的特點(diǎn)分別應(yīng)用于不同的研究領(lǐng)域。反芻動(dòng)物飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值評(píng)定模型的應(yīng)用，又使這些評(píng)定方法得到進(jìn)一步深入和擴(kuò)展。文章綜述了反芻動(dòng)物飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值評(píng)定的主要方法以及幾種營(yíng)養(yǎng)價(jià)值評(píng)定模型的應(yīng)用研究進(jìn)展。

反芻動(dòng)物；飼料；營(yíng)養(yǎng)價(jià)值；評(píng)定；模型

反芻動(dòng)物飼料包括各種牧草和秸稈等粗飼料及各種精飼料。為了合理供給反芻動(dòng)物飼料，滿足反芻動(dòng)物對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的需求，必需對(duì)飼料的營(yíng)養(yǎng)成分和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值進(jìn)行評(píng)定。反芻動(dòng)物消化系統(tǒng)區(qū)別于單胃動(dòng)物的最大特點(diǎn)在于瘤胃的特殊結(jié)構(gòu)使它們能夠借助于微生物來(lái)利用飼料的營(yíng)養(yǎng)成分。因此，對(duì)反芻動(dòng)物飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的評(píng)定重點(diǎn)應(yīng)放在飼料在瘤胃中的降解以及在小腸中可消化養(yǎng)分的利用。本文綜述了反芻動(dòng)物飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值評(píng)定的主要方法及幾種營(yíng)養(yǎng)價(jià)值評(píng)定模型的應(yīng)用研究進(jìn)展。

1 反芻動(dòng)物飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值評(píng)定方法

1.1 飼料營(yíng)養(yǎng)成分評(píng)定方法

1.1.1 常規(guī)成分分析方法 目前主要采用Weende體系的概略養(yǎng)分分析法。根據(jù)化學(xué)成分將飼料分為粗蛋白質(zhì)、粗脂肪、粗灰分、粗纖維、無(wú)氮浸出物和水分6大營(yíng)養(yǎng)成分，以評(píng)定比較飼料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。盡管此體系是飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值評(píng)定的基礎(chǔ)，但該方法對(duì)纖維成分的劃分很不明確，不能很好地區(qū)分纖維素、半纖維素和木質(zhì)素。另外，僅根據(jù)化學(xué)成分分析并不能說(shuō)明反芻動(dòng)物對(duì)飼料的消化利用情況，利用概略養(yǎng)分分析所測(cè)得的飼料養(yǎng)分與動(dòng)物消化吸收養(yǎng)分間存在很大差異，因而不能較好地反映飼料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。

1.1.2 范氏纖維分析法 范氏（Van Soest）分析方法是在Weende分析方法的基礎(chǔ)上建立起來(lái)的，對(duì)粗纖維和無(wú)氮浸出物這兩個(gè)指標(biāo)進(jìn)行了修正和重新劃分［1］。對(duì)于反芻動(dòng)物來(lái)說(shuō)，僅用常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分來(lái)評(píng)價(jià)粗飼料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值是不夠的，因?yàn)榇诛暳系南逝c纖維物質(zhì)關(guān)系密切，而粗纖維并不能完全代表所有的纖維物質(zhì)，粗纖維除了包含所有的纖維素外，還包含部分半纖維素和木質(zhì)素。在評(píng)定飼草和纖維性飼料時(shí)，一旦測(cè)出飼料的NDS（中性洗滌可溶物）、ADF（酸性洗滌纖維）、NDF（中性洗滌纖

維）、ADL（酸性洗滌木質(zhì)素），就可以單獨(dú)或配合使用這些測(cè)定值來(lái)評(píng)定飼料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。Van Soest分析方法對(duì)動(dòng)物纖維性物質(zhì)營(yíng)養(yǎng)研究和高產(chǎn)奶牛飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值評(píng)定的發(fā)展和進(jìn)步做出了歷史性貢獻(xiàn)。但是由于反芻動(dòng)物具有特殊的消化道結(jié)構(gòu)及消化生理，因此僅根據(jù)化學(xué)分析很難說(shuō)明反芻動(dòng)物對(duì)飼料的消化和利用情況，因而不能較好地反映飼料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，在使用過(guò)程中存在一定的局限。

1.1.3 CNCPS法 CNCPS法即康奈爾凈碳水化合物和蛋白質(zhì)體系（Cornell net carbohydrate and protein systerm for cattle），是康奈爾大學(xué)科學(xué)家提出的牛用動(dòng)態(tài)能量和蛋白質(zhì)及氨基酸體系。CNCPS在Van Soest分析方法的基礎(chǔ)上，考慮了飼料在瘤胃內(nèi)的消化與流通速率以及被吸收的碳水化合物和蛋白質(zhì)的利用效率等因素，對(duì)飼料中的粗蛋白和碳水化合物又進(jìn)行了進(jìn)一步的劃分，將飼料碳水化合物分為4部分：CA為糖類，在瘤胃中可快速降解；CB1為淀粉，為中速降解部分；CB2是可利用的細(xì)胞壁，為緩慢降解部分；CC是不可利用的細(xì)胞壁。將蛋白質(zhì)分為非蛋白氮、真蛋白質(zhì)和不可利用氮3個(gè)部分，分別用PA、PB和PC來(lái)表示。真蛋白又被分為PB1、PB2和PB3三部分。PA和PB1在緩沖液中可溶解，PB1在瘤胃中可快速降解，PC含有與木質(zhì)素結(jié)合的蛋白質(zhì)、單寧蛋白質(zhì)復(fù)合物和其他高度抵抗微生物和哺乳類酶類的成分，在酸性洗滌劑中不能被溶解（ADFIP），在瘤胃中不能被瘤胃細(xì)菌降解，在瘤胃后消化道也不能被消化。PB3在中性洗滌劑中不溶解（NDFIP），但可在酸性洗滌劑中溶解，由于PB3與細(xì)胞壁結(jié)合在一起,因而在瘤胃中可緩慢降解，其中大部分可逃脫瘤胃降解。緩沖液不溶蛋白質(zhì)減去中性洗滌不溶粗蛋白，剩余部分為PB2。CNCPS反映蛋白質(zhì)、碳水化合物在瘤胃發(fā)酵及腸道內(nèi)的消化吸收、排泄情況，奶牛飼料的采食情況，熱量的產(chǎn)生，營(yíng)養(yǎng)的吸收對(duì)維持、生長(zhǎng)、泌乳、繁殖等利用情況［2］。它首次打破了瘤胃“黑箱”，把飼料的養(yǎng)分與飼料在瘤胃內(nèi)的發(fā)酵直接聯(lián)系起來(lái)，在研究思路上有明顯的創(chuàng)新之處。

1.2 飼料營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)可利用性評(píng)定方法

飼料營(yíng)養(yǎng)成分評(píng)定方法只能說(shuō)明飼料自身營(yíng)養(yǎng)成分含量的高低，不能說(shuō)明飼料在動(dòng)物體內(nèi)的消化和代謝情況，通過(guò)對(duì)飼料營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)可利用性的評(píng)定，能更準(zhǔn)確地反映出飼料的實(shí)際營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。評(píng)定反芻動(dòng)物飼料營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)可利用性的方法主要有體內(nèi)法（in vivo）、半體內(nèi)法（in situ）和體外法（in vitro）。

1.2.1 體內(nèi)法 評(píng)定一種飼料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值最準(zhǔn)確、最直觀的方法就是動(dòng)物試驗(yàn)，根據(jù)動(dòng)物消化代謝情況，可以評(píng)定該飼料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。體內(nèi)法是直接評(píng)定反芻動(dòng)物飼料采食量、消化率、降解率、發(fā)酵和流通速率等，并以此評(píng)估飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的方法。其優(yōu)點(diǎn)是測(cè)定結(jié)果最接近正常的生理狀態(tài)，具有可靠性和真實(shí)性，準(zhǔn)確性好，是其他方法的標(biāo)準(zhǔn)，其他評(píng)定方法都需用體內(nèi)法進(jìn)行校正。但是體內(nèi)法方法復(fù)雜，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，需要一定數(shù)量的動(dòng)物和大量的飼料樣品，不便于大規(guī)模進(jìn)行，且由于試驗(yàn)動(dòng)物個(gè)體間差異較大，試驗(yàn)結(jié)果可重復(fù)性較差，不利于測(cè)定方法的標(biāo)準(zhǔn)化；而且體內(nèi)法測(cè)定消化率的影響因素很多：標(biāo)記物不同測(cè)定的結(jié)果也不同，日糧的頻繁更換對(duì)動(dòng)物來(lái)說(shuō)也是一種應(yīng)激，內(nèi)源氮難于準(zhǔn)確估計(jì)也是引起誤差的重要原因，食糜或糞樣的代表性及化學(xué)成分不同引起的誤差也在所難免。

1.2.2 半體內(nèi)法 半體內(nèi)法即瘤胃尼龍袋法，是一種評(píng)定飼料在瘤胃內(nèi)降解速度和程度的方法，在國(guó)內(nèi)外應(yīng)用最普遍。該法不需要復(fù)雜的分析技術(shù)，花費(fèi)較少，能直接為實(shí)際生產(chǎn)提供可用的參數(shù)。具體做法：將待測(cè)飼料裝入尼龍袋投入瘤胃中，測(cè)定尼龍袋中飼料隨時(shí)間變化的動(dòng)態(tài)消失率，結(jié)合飼料的瘤胃外流速度，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算得到飼料的瘤胃有效降解率［3］。移動(dòng)尼龍袋法最早由Sauer提出并以豬為試驗(yàn)動(dòng)物評(píng)價(jià)小腸蛋白消化率。目前，移動(dòng)尼龍袋法已經(jīng)被荷蘭的DVE/OEB體系全面采用［4］。

許多因素影響尼龍袋法的測(cè)定結(jié)果，包括尼龍袋及樣品的特征、尼龍袋孔徑、樣品量與尼龍袋表面積之比（SS∶SA）、日糧水平、放袋和取袋時(shí)間、尼龍袋在瘤胃中的位置及洗袋方法等［5］。尼龍袋法克服了體內(nèi)法的缺點(diǎn)，成本低，簡(jiǎn)單易行，具有較好的重復(fù)性和穩(wěn)定性，在評(píng)價(jià)反芻動(dòng)物飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值上得到了推廣應(yīng)用［6-8］。但是受到試驗(yàn)動(dòng)物的限制，一次評(píng)定的樣品有限，一次只能測(cè)定少量樣本，而且需要至少3頭瘺管動(dòng)物來(lái)消除動(dòng)物間的個(gè)體差異，導(dǎo)致該方法不適合在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行大量樣本的常規(guī)分析。

1.2.3 體外法

1.2.3.1 體外產(chǎn)氣法 活體外產(chǎn)氣量法（in vitro gas production method）是由德國(guó)霍恩海姆大學(xué)動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)研究所Menke等［9］建立的，是目前全世界采用最多的用來(lái)評(píng)價(jià)反芻動(dòng)物飼草飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的方法之一。國(guó)外文獻(xiàn)多稱該方法為HFT（Hohenheimer Futterwert test或Hohenheim gas test）技術(shù)?；铙w外產(chǎn)氣量法的應(yīng)用范圍很廣，可以比較準(zhǔn)確地估測(cè)飼料的瘤胃有機(jī)物質(zhì)消化率和干物質(zhì)采食量；估計(jì)單種飼料或混合飼料的代謝能值；測(cè)定飼料添加劑和瘤胃調(diào)控劑的作用效果；評(píng)定瘤胃中各種微生物區(qū)系對(duì)于發(fā)酵的相對(duì)貢獻(xiàn)；估測(cè)動(dòng)物代謝產(chǎn)生的對(duì)環(huán)境有害的氣體數(shù)量等。為保持瘤胃液內(nèi)纖維素酶和淀粉

酶比例穩(wěn)定，一定要盡可能地保持飼喂次數(shù)和飼糧組成穩(wěn)定。同時(shí)，為確保所提供的瘤胃液穩(wěn)定，活體外產(chǎn)氣量法最好使用標(biāo)準(zhǔn)干草樣對(duì)產(chǎn)氣量進(jìn)行檢查和校正。與體內(nèi)法相比，該法不需要大量的試驗(yàn)動(dòng)物，并且結(jié)果與尼龍袋法具有高度相關(guān)性［10］。該方法的優(yōu)點(diǎn)是快速、簡(jiǎn)單、成本低，且測(cè)定結(jié)果的重現(xiàn)性好等；缺點(diǎn)是需要帶有瘤胃瘺管的動(dòng)物（?；蜓颍┨峁┝鑫敢?，且需要專門的設(shè)備。

隨著活體外產(chǎn)氣量法應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大，利用在一定容積內(nèi)氣壓與氣體數(shù)量成正比關(guān)系的原理，人們還發(fā)展了其他產(chǎn)氣量方法，諸如通過(guò)氣體壓力與單位可消化干物質(zhì)的氣體產(chǎn)量之間的關(guān)系，利用公式估測(cè)產(chǎn)氣量［11］。

1.2.3.2 酶解法 酶解法就是在體外模擬動(dòng)物消化道酶和水解條件測(cè)定飼料消化率的方法。

早期由Tilley等［12］提出的瘤胃液—胃蛋白酶兩階段消化法最具代表性，在歐美一些國(guó)家應(yīng)用較廣，是評(píng)定反芻動(dòng)物飼料消化率最常見(jiàn)的方法。該法以試管培養(yǎng)瘤胃液和飼料樣品模擬瘤胃消化來(lái)評(píng)定飼料的可消化性，即將飼料在瘤胃液中培養(yǎng)48 h后再用胃蛋白酶（pH大約為2）培養(yǎng)48 h，以模擬真胃和部分小腸的消化過(guò)程，培養(yǎng)結(jié)束后分離出殘?jiān)M(jìn)行分析。兩步法雖克服了常規(guī)試驗(yàn)方法所具有的一系列限制因素，但不能測(cè)定飼料的動(dòng)態(tài)消化率，不利于飼料的篩選。另外，由于發(fā)酵終產(chǎn)物不能外移，與反芻動(dòng)物瘤胃食糜外排的生理規(guī)律不相符，也影響測(cè)定結(jié)果的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。

Calsamiglia等［13］在兩步法基礎(chǔ)上提出了三步法測(cè)試飼料非降解部分在小腸的消化率。在經(jīng)過(guò)瘤胃里滯留16 h，然后再用鹽酸—胃蛋白酶消化，再通過(guò)緩沖液磷酸鹽—胰酶進(jìn)行24 h的消化。結(jié)果顯示：用三步法與體內(nèi)法測(cè)的十二指腸的蛋白消化高度相關(guān)（R2=0.91)。這種方法被NRC（2001）作為參考方法應(yīng)用。然而，由于這種方法中應(yīng)用了三氯乙酸（trichloroacetic acid，TA）作為蛋白沉淀劑，而TA對(duì)人類和環(huán)境具有很強(qiáng)的腐蝕性和毒性。所以，Gargallo等［14］將Calsamiglia等［13］的方法進(jìn)行了改進(jìn)，采用了ANKOMDaisyII型體外模擬培養(yǎng)箱，每個(gè)培養(yǎng)瓶中最多可以放置30個(gè)尼龍袋（Ankom R510）來(lái)測(cè)定小腸蛋白質(zhì)消化率，克服了使用TA的局限性，而且減少了勞力，降低了成本。兩種方法測(cè)定的小腸蛋白質(zhì)消化率高度相關(guān)（R2=0.84）。

以酶模擬瘤胃液消化粗飼料，對(duì)粗飼料能量及消化率所作出的估測(cè)，其結(jié)果會(huì)因品種、類群和收獲季節(jié)的不同而不同。由于微生物區(qū)系和酶對(duì)影響消化率和消化程度的因素非常敏感，如日糧的組成直接影響瘤胃液微生物的種類和活性。因此，不同來(lái)源的瘤胃液是飼料消化率測(cè)定值發(fā)生變化的重要原因。

1.2.3.3 體外連續(xù)培養(yǎng)系統(tǒng) 反芻動(dòng)物飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值評(píng)定的體外法中產(chǎn)氣法、兩階段法和三步法這些方法均屬于批次培養(yǎng)法（batch culture），即微生物接種物和發(fā)酵底物一次性加入，經(jīng)一定時(shí)間培養(yǎng)后，在固定時(shí)間內(nèi)結(jié)束培養(yǎng)。由于產(chǎn)物抑制、pH值下降等原因，經(jīng)一定時(shí)間培養(yǎng)后批次培養(yǎng)會(huì)有微生物活力下降和微生物組成變化等問(wèn)題。所以，批次培養(yǎng)不能持續(xù)很長(zhǎng)時(shí)間。由于活體內(nèi)瘤胃發(fā)酵是一種連續(xù)培養(yǎng)系統(tǒng)，即有底物（飼料）和緩沖液的連續(xù)進(jìn)入和食糜（固相和液相食糜）的連續(xù)排出，所以，相對(duì)于批次培養(yǎng)來(lái)說(shuō)，連續(xù)培養(yǎng)系統(tǒng)能夠真正代表活體內(nèi)瘤胃發(fā)酵的情況。

體外連續(xù)培養(yǎng)系統(tǒng)（continuous culture system，CCS）包括單外流（single-flow）和雙外流（dual-flow）型連續(xù)培養(yǎng)系統(tǒng)。所謂單外流型CCS是指消化糜固相和液相均以相同速度外流的系統(tǒng)，以Rusitec單外流連續(xù)培養(yǎng)系統(tǒng)［15］為代表，該系統(tǒng)簡(jiǎn)單、方便，并且能夠收集發(fā)酵產(chǎn)生的氣體，其主要缺點(diǎn)是不能區(qū)分發(fā)酵流出液的液相和固相組分。而雙外流型CCS是將消化糜固相和液相外流速度分別加以控制的系統(tǒng)。在反芻動(dòng)物體內(nèi)，瘤胃液相外流速度和固相外流速度是不同的。一般液相外流速度（4%～10%/h）明顯高于固相外流速度（2%～7%/h）［16］。因此，雙外流型連續(xù)培養(yǎng)系統(tǒng)更接近于活體內(nèi)瘤胃發(fā)酵的情況。目前國(guó)際上影響最大的雙外流連續(xù)培養(yǎng)系統(tǒng)是以美國(guó)明尼蘇達(dá)大學(xué)（University of Minnesota）和西弗基尼亞大學(xué)（West Virginia University）的連續(xù)培養(yǎng)系統(tǒng)為基礎(chǔ)而設(shè)計(jì)的各種系統(tǒng)。

2 反芻動(dòng)物飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值評(píng)定的模型應(yīng)用研究進(jìn)展

2.1 體外產(chǎn)氣法中的模型應(yīng)用

體外產(chǎn)氣法的一個(gè)最重要、最原始的應(yīng)用是評(píng)價(jià)反芻動(dòng)物飼料的消化率和能值［17］。Sallam等［18］通過(guò)體外產(chǎn)氣法對(duì)5種干草的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值進(jìn)行了評(píng)價(jià)，預(yù)測(cè)了飼料瘤胃可發(fā)酵有機(jī)物組分、代謝能和凈能以及有機(jī)物消化率。Huhtanen等［19］用自動(dòng)體外產(chǎn)氣法預(yù)測(cè)15種牧草青貯NDF的體內(nèi)消化率和潛在可消化NDF（pdNDF）的一級(jí)有效消化率，結(jié)果表明，產(chǎn)氣動(dòng)態(tài)模型可以精確預(yù)測(cè)體內(nèi)消化率（R2=0.99），一級(jí)有效消化率的預(yù)測(cè)與體內(nèi)數(shù)據(jù)估測(cè)的消化率具有高度相關(guān)（R2=0.86）。Smith等［20］通過(guò)評(píng)價(jià)飼料體外干物質(zhì)消失率以及瘤胃揮發(fā)酸產(chǎn)生的影響，進(jìn)而評(píng)價(jià)飼料對(duì)動(dòng)物生產(chǎn)性能的影響。

體外產(chǎn)氣法可以通過(guò)詳細(xì)描述產(chǎn)氣動(dòng)力學(xué)研究飼料不同成分的降解特性［17］。不同化學(xué)成分發(fā)酵產(chǎn)氣的速率能反映瘤胃微生物的生長(zhǎng)和對(duì)飼料的利用程度。通過(guò)記

錄不同時(shí)間點(diǎn)的產(chǎn)氣量，形成產(chǎn)氣量的動(dòng)態(tài)變化曲線，分析動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)來(lái)評(píng)價(jià)不同飼料組成的發(fā)酵程度和預(yù)測(cè)飼料消化率。體外累積產(chǎn)氣的測(cè)定給瘤胃液中飼料動(dòng)態(tài)消化提供了有價(jià)值的信息。隨著體外產(chǎn)氣法的不斷完善和發(fā)展，許多應(yīng)用于體外產(chǎn)氣法的數(shù)學(xué)模型相繼被提出。?rskov等［3］建立了可以用體外產(chǎn)氣法動(dòng)力學(xué)描述的指數(shù)模型：Y=b（1-e-ct），其中，Y表示t時(shí)間點(diǎn)的產(chǎn)氣量；b表示潛在產(chǎn)氣量；c表示產(chǎn)氣速率。McDonald等［21］在指數(shù)模型基礎(chǔ)上提出了與尼龍袋法估測(cè)降解率相近的新指數(shù)模型：P=a+b（1-e-ct），其中，P表示培養(yǎng)t時(shí)間點(diǎn)的產(chǎn)氣量；a表示速溶物質(zhì)；b表示不溶可發(fā)酵物質(zhì)；c表示b的產(chǎn)氣常數(shù)。

2.2 CNCPS模型的應(yīng)用

CNCPS體系自建立以來(lái)，在北美、歐洲和非洲的一些國(guó)家已經(jīng)開(kāi)始運(yùn)用來(lái)指導(dǎo)生產(chǎn)，并且取得了很好的效果。中國(guó)于20世紀(jì)90年代開(kāi)始了CNCPS的應(yīng)用研究，經(jīng)過(guò)十幾年的研究也取得了一定進(jìn)展。如何更好、更快地發(fā)展CNCPS，使其適應(yīng)于中國(guó)反芻動(dòng)物生產(chǎn)是反芻動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)研究的重要內(nèi)容。

趙廣永等［22］首次運(yùn)用CNCPS組分剖分方法對(duì)西安、上海和杭州等地的32種飼料樣品進(jìn)行剖分，認(rèn)為CNCPS體系對(duì)飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的評(píng)定比Weende體系分析方法和尼龍袋技術(shù)更為精確，能更好地反映飼料的特性，可作為今后評(píng)定反芻動(dòng)物飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的方法；于震［23］和吳端欽等［24］按照CNCPS方法測(cè)定了黑龍江省和遼寧省10個(gè)地區(qū)的反芻動(dòng)物常用飼料，結(jié)果表明，CNCPS方法測(cè)定的指標(biāo)較多，能夠全面反映飼料的營(yíng)養(yǎng)成分和反芻動(dòng)物對(duì)飼料利用的情況，對(duì)飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的評(píng)定更精確；周俊華等［25］應(yīng)用CNCPS體系評(píng)定廣西水牛常用粗飼料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，對(duì)廣西水牛4類20種常用粗飼料進(jìn)行評(píng)定，結(jié)果顯示，應(yīng)用CNCPS體系能夠客觀、全面地反映20種水牛常用粗飼料的營(yíng)養(yǎng)特性，為粗飼料的科學(xué)利用及水牛飼糧優(yōu)化提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)；靳玲品等［26］應(yīng)用CNCPS體系評(píng)定了中國(guó)北方奶牛常用粗飼料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，分別從北京、山東、河南、河北、內(nèi)蒙古等地采集奶牛常用粗飼料共3類7種33個(gè)樣品，應(yīng)用CNCPS體系中碳水化合物和含氮化合物的分類方法，測(cè)定粗飼料的營(yíng)養(yǎng)成分，計(jì)算其碳水化合物和蛋白質(zhì)組分，并進(jìn)行分類分析，結(jié)果顯示，CNCPS體系可在一定程度上反映動(dòng)物對(duì)飼料利用的情況，對(duì)飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的評(píng)價(jià)更精確。

CNCPS體系除了對(duì)飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值評(píng)定外，還可以用來(lái)預(yù)測(cè)干物質(zhì)采食量、產(chǎn)奶量和日增重等。于震［23］運(yùn)用CNCPS模型對(duì)奶牛的日糧組成進(jìn)行了評(píng)價(jià)，同時(shí)也預(yù)測(cè)了當(dāng)?shù)啬膛５漠a(chǎn)奶量、干物質(zhì)采食量，結(jié)果表明，CNCPS模型可以比較精確地預(yù)測(cè)產(chǎn)奶量和干物質(zhì)采食量；Zhao等［27］運(yùn)用CNCPS模型預(yù)測(cè)魯西閹牛、晉南閹牛的采食量和日增重，結(jié)果表明，CNCPS體系對(duì)于中國(guó)地方肉牛品種采食量和日增重的預(yù)測(cè)結(jié)果是可接受的，但在中國(guó)肉牛生產(chǎn)條件下，需要更進(jìn)一步地對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行校正；杜晉平［28］運(yùn)用CNCPS模型對(duì)利木贊牛的采食量和日增重進(jìn)行了預(yù)測(cè)，結(jié)果表明，CNCPS模型對(duì)中國(guó)雜種肉牛干物質(zhì)采食量和日增重具有較好的預(yù)測(cè)能力。然而中國(guó)肉牛品種眾多，CNCPS模型能否適用于所有品種和形式，還需要大量動(dòng)物試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證。

目前，CNCPS體系在中國(guó)的應(yīng)用需要考慮模型的改進(jìn)和數(shù)據(jù)庫(kù)的完善。模型中涉及到瘤胃組分降解、微生物產(chǎn)量、內(nèi)容物外流速率、小腸消化率、動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)需要等模型，由于動(dòng)物的品種、飼料資源及環(huán)境等差異，大多數(shù)模型不能直接用于中國(guó)生產(chǎn)實(shí)踐，需要通過(guò)大量的動(dòng)物試驗(yàn)對(duì)模型進(jìn)行修正，以適合中國(guó)的具體生產(chǎn)情況。目前，北美等地區(qū)已經(jīng)建立了比較完備的組分?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)，中國(guó)目前已建立飼料組分剖分的數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)［29］，一些研究機(jī)構(gòu)對(duì)一部分地區(qū)的飼料組分進(jìn)行了測(cè)定，但中國(guó)飼料原料豐富、反芻動(dòng)物品種眾多，需要用統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)方法對(duì)飼料組分、瘤胃降解速率和小腸消化率進(jìn)行大量測(cè)定，以擴(kuò)大和完善飼料組分?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)。

2.3 近紅外模型的應(yīng)用

近紅外反射光譜（NIRS）技術(shù)是20世紀(jì)70年代發(fā)展起來(lái)的一種新興的分析技術(shù)。自Norris等［30］成功應(yīng)用NIRS測(cè)定了牧草原料中粗蛋白、水分和脂肪含量后，NIRS在評(píng)價(jià)日糧營(yíng)養(yǎng)價(jià)值方面的應(yīng)用也愈加廣泛。Fairbrother等［31］用NIRS分析了6種冷季型豆科牧草、2種冷季型禾草和4種暖季型禾草的細(xì)胞壁碳水化合物含量，其定標(biāo)模型的相關(guān)系數(shù)均在0.85以上；劉小敏等［32］估測(cè)了魚(yú)粉中水分、粗蛋白質(zhì)的含量,其定標(biāo)模型的相關(guān)系數(shù)分別為0.916 3和0.941 2，NIRS測(cè)定值與化學(xué)法測(cè)定值之間的相關(guān)系數(shù)分別為0.906 0和0.806 0；李秋玫等［33］預(yù)測(cè)了預(yù)混料中維生素E的含量，預(yù)測(cè)值和真實(shí)值相關(guān)性顯著，說(shuō)明NIRS可以替代常規(guī)測(cè)定方法；滑榮等［34］采集了60份紫花苜蓿草顆粒樣品，利用傅里葉變換近紅外漫反射光譜技術(shù)（FT-NIRS）建立了紫花苜蓿草顆粒CP、NDF、ADF含量的預(yù)測(cè)模型，模型的相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.964 1～0.968 8，結(jié)果表明，近紅外光譜分析技術(shù)可準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)紫花苜蓿草顆粒的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值；薛豐等［35］應(yīng)用近紅外漫反射光譜分析技術(shù)（NIDRS），研究中選用62個(gè)品種玉米的蒸汽壓片為樣本，采用偏最小二乘法，建立了蒸汽壓片玉米4個(gè)常規(guī)成分的近紅外定量預(yù)測(cè)校正模型，模型相關(guān)系數(shù)分別為0.951 1、0.903 2、

0.714 3和0.908 2，建立的模型可以準(zhǔn)確、快速地預(yù)測(cè)蒸汽壓片玉米的CP、NDF和EE的含量，為蒸汽壓片飼料工業(yè)提供了一種快速、經(jīng)濟(jì)和綠色的質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)。

綜上所述，NIRS作為飼料理化特性指標(biāo)的一種快速分析方法，可以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)飼料的相關(guān)指標(biāo)，以便在實(shí)踐工作中達(dá)到指導(dǎo)日糧配比、了解動(dòng)物日糧的吸收狀況、節(jié)省時(shí)間、增加效益的目的。

3 總結(jié)

反芻動(dòng)物飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值評(píng)定的不同方法，因各自的特點(diǎn)分別應(yīng)用于不同的研究領(lǐng)域。其中一些模型的應(yīng)用，又使這些評(píng)定方法得到進(jìn)一步深入和擴(kuò)展。然而，目前我國(guó)對(duì)于反芻動(dòng)物飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值評(píng)定模型的建立和應(yīng)用還非常有限，例如對(duì)飼料有效能和小腸可利用蛋白的準(zhǔn)確評(píng)價(jià)需要通過(guò)體內(nèi)試驗(yàn)來(lái)完成，但若要滿足大量反芻動(dòng)物飼料的評(píng)價(jià)以及建立數(shù)據(jù)庫(kù)的需求，就需要通過(guò)動(dòng)物試驗(yàn)來(lái)建立預(yù)測(cè)模型進(jìn)行估測(cè)，今后這方面還需要做大量的研究工作。

［1］Van Soest P J，J BRobertson，Lewis BA.Methods for dietaryfiber，neutral detergent fiber，and nonstarch polysaccharides in relation to animal nutrition［J］.J DairySci，1991，74：3583-3597.

［2］鄧衛(wèi)東，席冬梅，毛華明.云南省反芻家畜主要飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值評(píng)定［J］.黃牛雜志，2002，28（1）：23-27.

［3］?rskov E R，McDonald I.The estimation of protein degradability in the rumen from incubation measurements weighted according to rate of passage［J］.J Agr Sci，1979，92：499-503.

［4］Tamminga S，Van Straalen W M，Subnel A P J，et al.The Dutch protein evaluation system:the DVE/OEB-system［J］.Livest Prod Sci，1994，40：139-155.

［5］Vanzant E S，Cochran R C，Titgemeyer E C.Standardization of in situ techniques for ruminant feedstuff evaluation［J］.J Anim Sci，1998，76：2717-2729.

［6］劉春龍，李忠秋，王卓龍，等.全收糞法與尼龍袋法測(cè)定不同水平絲蘭皂甙日糧養(yǎng)分降解率的相關(guān)性研究［J］.河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2006，29（2）：88-91.

［7］霍小凱，王加啟，卜登攀，等.瘤胃尼龍袋法測(cè)定10種飼料過(guò)瘤胃淀粉量和淀粉瘤胃降解率［J］.中國(guó)飼料，2009，23：13-15.

［8］周榮，王加啟，張養(yǎng)東，等.移動(dòng)尼龍袋法對(duì)常用飼料蛋白質(zhì)小腸消化率的研究［J］.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2010，41（1）：81-85.

［9］Menke K H，Raab L，Salewski A，et al.The estimation of the digestibility and metabolizable energy content of ruminant feedingstuffs from the gas production when they are incubated with rumen liquor in vitro［J］.J Agr Sci，1979，93：217-222.

［10］洪金鎖，劉書(shū)杰，柴沙駝，等.體外產(chǎn)氣法與尼龍袋法評(píng)定青海當(dāng)?shù)匮帑溓喔刹轄I(yíng)養(yǎng)價(jià)值［J］.中國(guó)畜牧獸醫(yī)，2009，36（3）：36-38.

［11］MauricioR M，Mould F L，Dhanoa MS，et al.A semi-automated in vitro gas production technique for ruminant feedstuff evaluation［J］.Anim Feed Sci Tech，1999，79：321-330.

［12］TillyJ MA，TerryR A.Atwostage technique for the in vitro digestion of forage crops［J］.Grass Forage Sci，1963，18：104-111.

［13］Calsamiglia S，Stern MD.A three-step in vitro procedure for estimating intestinal digestion of protein in ruminants［J］.J Anim Sci，1995，73：1459-1465.

［14］GargalloS，Calsamiglia S，F(xiàn)erret A.Technical note：Amodified three-step invitro proceduretodetermineintestinaldigestionofproteins［J］.J Anim Sci，2006，84：2163-2167.

［15］Czerkawski J W，Breckenridge G.Design and development of a long term rumen simulation technique（RUSITEC）［J］.Brit J Nutr，1977，38：371-384.

［16］Owens F N，Goetch A L.Ruminal fermentation in the ruminant animal digestive physiology and nutrition［M］.NewJersey：Church D C.（Ed）Prentice Hall，1988：145-171.

［17］KrishnamoorthyaU，RymerbC，RobinsoncPH.Theinvitrogas production technique：Limitationsandopportunities［J］.AnimFeedSciTech，2005，123-124（1）：1-7.

［18］Sallam S MA，Nasser ME A，El-Waziry A M，et al.Use of an in vitro rumen gas production technique to evaluate some ruminant feedstuffs［J］.J Appl Sci Res，2007，3（1）：34-41.

［19］Huhtanen P，Sepp l A，Ots M，et al.In vitro gas production profiles to estimate extent and effective first-order rate of neutral detergent fiber digestion in the rumen［J］.J AnimSci，2008，86：651-659.

［20］Smith DR，Ponce CH，DiLorenzoN，et al.Effects ofdietary concentration of wet distillers grains on performance by newly received beef cattle，in vitro gas production and volatile fatty acid concentrations，and in vitro drymatter disappearance［J］.J AnimSci，2013，91：2836-2845.

［21］McDonald L J，Robin N I，Siegel L.Newmethod for determininglecithin and sphingomyelininamnioticfluid［J］.ClinChem，1981，27（3）：410-416.

［22］趙廣永，Christensen D A，MeKinnon J J.用凈碳水化合物—蛋白質(zhì)體系評(píng)定反芻動(dòng)物飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值［J］.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1999，4（增刊）：71-76.

［23］于震.CNCPS在奶牛日糧評(píng)價(jià)和生產(chǎn)預(yù)測(cè)上的應(yīng)用［D］.哈爾濱：東北農(nóng)業(yè)大學(xué)，2007.

［24］吳端欽，張愛(ài)忠，姜寧，等.用CNCPS評(píng)定反芻動(dòng)物幾種常用精料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的研究［J］.中國(guó)牛業(yè)科學(xué)，2009，35（1）：9-12.

［25］周俊華，鄒彩霞，梁賢威，等.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(yíng)養(yǎng)價(jià)值［J］.動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)報(bào)，2011，23（12）：2190-2197.

［26］靳玲品，李艷玲，屠焰，等.應(yīng)用康奈爾凈碳水化合物—蛋白質(zhì)體系評(píng)定我國(guó)北方奶牛常用粗飼料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值［J］.動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)報(bào)，2013，25（3）：512-526.

［27］ZhaoJ S，Zhou Z M，Ren L P，et al.Evaluation of dry matter intake and dailyweight gain predictions of the Cornell net carbohydrate and protein systemwith local breeds ofbeefcattle in China［J］.AnimFeed Sci Tech，2008，142：231-246.

［28］杜晉平.基于CNCPS模型的肉牛飼料碳水化合物組分的消化及采食量與日增重預(yù)測(cè)評(píng)估［D］.北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)，2009.

［29］趙金石.基于CNCPS模型思路的中國(guó)肉牛、奶牛營(yíng)養(yǎng)動(dòng)態(tài)模型的建立與應(yīng)用［D］.北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)，2008.

［30］Norris K H，Barnes R F，Moore J E，et al.Predicting forage quality by infraredreplectancespectroscopy［J］.JAnimSci，1976，43（4）：889-897.

［31］Fairbrother T E，Brink G E.Determination of cell wall carbohydrates in foragesbynearinfraredreflectancespectroscopy［J］.AnimFeedSciTech，1990，28：293-302.

［32］劉小敏，楊林，陳漩，等.NIR1501型近紅外分析儀在魚(yú)粉質(zhì)檢中的應(yīng)用［J］.糧食與飼料工業(yè)，1996（9）：23-27.

［33］李秋玫，饒宏英，阮靜.利用近紅外漫反射（NIR）技術(shù)快速檢測(cè)多維飼料中維生素E的含量［J］.中國(guó)飼料，2005（4）：36-37.

［34］滑榮，韓建國(guó)，齊曉，等.近紅外漫反射光譜法預(yù)測(cè)紫花苜蓿草顆粒營(yíng)養(yǎng)價(jià)值［J］.光譜學(xué)與光譜分析，2008，28（12）：2826-2829.

［35］薛豐，王利，孟慶翔，等.近紅外漫反射光譜技術(shù)快速預(yù)測(cè)蒸汽壓片玉米常規(guī)成分含量的研究［J].光譜學(xué)與光譜分析，2011，31（1）：62-64.

Ruminant Feed Nutritional Value Evaluation and the Model Application

Li Yan-ling1,DingJian2,Lu Lin1,et al
(1.Animal Science and TechnologyCollege,BeijingUniversityofAgriculture,Beijing100026，China；2.China Feed IndustryAssociation)

Ruminant feed nutritional value evaluation includes the evaluation of feed nutritional component and feed nutritional availability,and the later mainly contains in vivo,in situ and in vitro method,which are applied in various research areas for their different specialities.The application ofmodels for different evaluation methods helps tofurther and expand the methodology.This paper reviewed the major methods for ruminant feed nutritional value evaluation and the research progress of some evaluation models.

ruminant；feed；nutritional value；evaluation；model

S815.1

A

2095-3887（2014）02-0045-06

10.3969/j.issn.2095-3887.2014.02.015

2013-11-20

國(guó)家自然科學(xué)基金青年基金（31302000）

李艷玲（1973-），女，講師，博士。研究方向：動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)與飼料科學(xué)。