肉牛常見飼料干物質(zhì)和蛋白質(zhì)瘤胃降解特性和小腸消化率研究

宋 鈺， 夏志軍， 昝林森,2*

(1.西北農(nóng)林科技大學動物科技學院，陜西 楊凌 712100；2.國家肉牛改良中心，陜西 楊凌 712100)

準確測定飼料的瘤胃有效降解率(ED)和小腸消化率(Idg)對于飼料的合理化利用具有重要的指導意義[1]。由于體內(nèi)法測定飼料營養(yǎng)成分Idg的操作過于復雜，且試驗結(jié)果個體間差異較大，飼料營養(yǎng)成分在小腸部分的消化情況多被忽略或使用體外三步法等間接方法對飼料營養(yǎng)物質(zhì)Idg進行測定[2]。然而，飼料非瘤胃降解蛋白(RUP)的Idg對飼料的營養(yǎng)價值評定同樣具有重要意義。近年來，移動尼龍袋法作為與體內(nèi)法相關(guān)性較高且可重復性較高的試驗方法被廣泛應用[3]。試驗采用瘤胃尼龍袋法和移動尼龍袋法分別測定8種常見肉牛飼料的瘤胃降解情況和小腸消化率，以期為飼料的合理化利用提供數(shù)據(jù)支撐和理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 動 物

選用裝有永久性瘤胃瘺管和十二指腸瘺管的秦川牛肉用新品系(簡稱秦川肉牛)公牛3只作為試驗動物，試驗在西北農(nóng)林科技大學國家肉牛改良中心良繁場進行。

1.2 樣 品

選擇在陜西當?shù)夭杉柠滬煛⒂衩追?、苜蓿干草、玉米青貯、白酒糟、醋糟、菜籽粕、豆粕等8種肉牛常見飼料作為試驗樣品。

1.3 方 法

1.3.1 瘤胃尼龍袋法 采樣后通過“四分法”獲取樣品，65 ℃條件下烘干24 h，稱質(zhì)量備用。稱取5 g樣品放入大小為8 cm×12 cm的尼龍袋中(孔徑為38 pμm)，細線將尼龍袋封口并從瘤胃瘺管開口處放入瘤胃中發(fā)酵。發(fā)酵時間設(shè)6，12，24，36，48 h共5個時間段，每個時間段處理同一試驗牛放3個重復袋。每個時間段發(fā)酵結(jié)束后快速取出尼龍袋，在自來水反復沖洗至水變清為止，65 ℃烘干至恒重。然后，將尼龍袋內(nèi)的殘余物粉碎，過1 mm孔篩，裝袋備用。采用常規(guī)營養(yǎng)成分分析法測定瘤胃降解前、后飼料中常規(guī)營養(yǎng)成分干物質(zhì)(DM)、粗蛋白(CP)的含量。CP含量的測定采用凱氏定氮法。不同時間點飼料養(yǎng)分降解率(p)計算公式為：

p=(樣品養(yǎng)分含量-某時間點殘余物中養(yǎng)分含量)/樣品養(yǎng)分含量×100%

(1)

飼料DM、CP的有效降解率(ED)根據(jù)文獻[4]計算：

p=a+b(1-e-ct)

(2)

式中：p為不同時間點飼料養(yǎng)分降解率(%)；a為快速降解部分(%)；b為慢速降解部分(%)；c為慢速降解部分的降解速率(%/h)；t為降解時間(h)。

根據(jù)公式(2)求出a、b值，代入公式(3)求出ED。

ED=a+b×c/(c+k)

(3)

式中：ED為有效降解率(%)；k為飼料的瘤胃外流速度(%/h)。參照Duinkerken的觀點，本試驗k值按照k=0.00139+0.1775c來計算。

1.3.2 移動尼龍袋法 準確稱取5 g飼料樣品，裝入大小為9 cm×6 cm的尼龍袋(孔徑為38 pμm)中，每種樣品裝6個尼龍袋，分別裝入3只試驗牛(每頭牛2個)瘤胃中培養(yǎng)16 h[5]，之后取出尼龍袋用自來水沖洗至水澄清為止，65 ℃烘干24 h，將樣品粉碎混勻，裝袋備用。

準確稱取0.5 g左右的瘤胃未降解殘渣裝入大小為2.5 cm×1 cm的小尼龍袋(孔徑為38 pμm)中，用細線縫合并編號。每頭牛每種飼料設(shè)4個重復。將制得的小尼龍袋放入于體積分數(shù)為0.01%的鹽酸胃蛋白酶溶液中39 ℃振蕩培養(yǎng)2 h，之后將小尼龍袋從十二指腸瘺管處每隔30 min投放1個，每頭牛每天投放4個。次日，從試驗牛糞便中回收小尼龍袋，在體內(nèi)存留時間超過24 h的棄去不用。將回收的小尼龍袋在自來水下沖洗至水澄清，65 ℃烘干至恒重并稱重裝袋，備測DM、CP。

依據(jù)飼料養(yǎng)分在瘤胃中培養(yǎng)16 h的降解率(dp)測定結(jié)果，計算瘤胃未降解粗蛋白質(zhì)(UDP)和未降解干物質(zhì)(UDM)的小腸消化率(Idg)：

Idg=(瘤胃降解16 h后殘渣養(yǎng)分含量-小腸腸消化后殘渣養(yǎng)分含量)/瘤胃降解16 h后殘渣養(yǎng)分含量×100

瘤胃降解16 h后殘渣養(yǎng)分含量=(1-dp)×飼料養(yǎng)分含量(DM或CP)

dp=(降解前養(yǎng)分含量-降解后養(yǎng)分含量)/降解前養(yǎng)分含量×100%

在調(diào)整值盡量向0逼近以后，我們將用一個最大的范圍窗口τi涵蓋所有的調(diào)整值，圖6描述了這個過程，范圍窗口在x軸上滑動.因為y軸代表了在所有采樣中相應的調(diào)整值，范圍窗口涵蓋的調(diào)整值就是在這個窗口內(nèi)所有調(diào)整值的總和.為了提高芯片的良率，我們選用可以涵蓋最大數(shù)量調(diào)整值的范圍窗口.這樣的話，調(diào)整值范圍的下限由最小值決定.

1.4 試驗日糧及飼養(yǎng)管理

試驗牛日糧粗飼料主要為青貯玉米，精飼料組成及營養(yǎng)水平見表1和表2。試驗動物日糧按照中國肉牛飼養(yǎng)標準(NY/T 815—2004)進行配制。試驗動物拴系飼喂，每日6:30和15:30分別飼喂1次，保證充足潔凈的飲水。

表1 日糧組成 %

表2 日糧營養(yǎng)水平(風干基礎(chǔ))

1.5 統(tǒng)計分析

采用SPSS 19.0軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。試驗結(jié)果用平均值±標準差表示，差異顯著性標準為P<0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 常規(guī)營養(yǎng)成分分析

飼料常規(guī)營養(yǎng)成分測定結(jié)果見表3。由表3可知，不同樣品之間干物質(zhì)、粗蛋白、NDF、ADF含量差異很大。本試驗樣品營養(yǎng)成分含量與馮仰廉等[3]、王慧娟等[6]報道的結(jié)果基本一致。

表3 飼料常規(guī)營養(yǎng)成分(干物質(zhì)水平)分析 %

2.2 DM瘤胃降解參數(shù)特性

各種飼料DM瘤胃降解參數(shù)見表4。由表4可知，不同飼料干物質(zhì)瘤胃降解參數(shù)差異較大。麥麩、玉米粉、苜蓿干草、豆粕屬于優(yōu)質(zhì)飼料，其快速降解部分較高，飼料有效降解率也較高。玉米青貯快速降解部分較低，慢速降解部分較高，有效降解率較低，為47.67%。

表4 干物質(zhì)瘤胃降解參數(shù)

2.3 CP瘤胃降解參數(shù)特性

各種飼料CP瘤胃降解參數(shù)見表5。由表5可知，麥麩、苜蓿干草、玉米青貯、醋糟、豆粕的CP有效降解率較高，其中苜蓿干草的快速降解部分最高，為38.88%。

表5 粗蛋白瘤胃降解參數(shù)

2.4 DM、CP小腸消化率

各種飼料DM、CP小腸消化率見表6。DM小腸消化率玉米粉最高，為35.89%，其余飼料均較低。CP小腸消化率由高到低依次為豆粕、菜籽粕、玉米粉、苜蓿干草、麥麩、白酒糟、醋糟、玉米青貯。同種飼料DM小腸消化率均小于CP小腸消化率。

表6 瘤胃未降解殘渣干物質(zhì)和粗蛋白小腸消化率 %

3 討 論

3.1 常規(guī)營養(yǎng)成分

3.2 DM瘤胃降解特性

飼料DM瘤胃降解率是決定飼料營養(yǎng)價值的重要因素，且不同飼料的瘤胃降解情況不同。侯玉潔等[9]使用泌乳中期荷斯坦牛作為試驗動物測定苜蓿干草和玉米青貯的DM瘤胃降解情況，與本試驗結(jié)果相比，苜蓿干草和玉米青貯DM瘤胃動態(tài)降解參數(shù)和有效降解率兩者基本一致，但侯玉潔等測定苜蓿干草DM有效降解率為58.55%，顯著低于本試驗結(jié)果，可能是由于苜蓿產(chǎn)地和加工工藝不同。在本試驗中，玉米青貯快速降解部分顯著低于麥麩、苜蓿干草、豆粕等飼料，慢速降解部分顯著高于其他飼料，導致其DM有效降解率較低，為47.67%，這和張永根等[10]的研究結(jié)果基本一致。白酒糟快速降解部分和慢速降解部分均低于其他飼料，其有效降解率也較低，為30.98%，顯著低于玉米青貯，表明其營養(yǎng)物質(zhì)較難利用，不適合用作肉牛長期使用的粗飼料。麥麩、玉米粉、苜蓿干草、豆粕、菜籽粕DM瘤胃有效降解率顯著高于其他飼料，分別為64.17%，65.12%，63.32%，62.17%，54.02%，顯示其較適合作為肉牛常用飼料，這和柏中林等[11]的研究結(jié)果相一致。

3.3 CP瘤胃降解特性

麥麩快速降解部分顯著低于其他飼料，但其c值較大，因而CP瘤胃有效降解率較高，相反，玉米青貯、白酒糟等快速降解部分顯著高于麥麩，但其c值顯著低于麥麩，因而其CP瘤胃有效降解率低于麥麩，說明飼料的c值對有效降解率的確定影響較大。張永根等曾就麥麩、苜蓿、豆粕、白酒糟、玉米青貯等牛常用飼料測定奶牛瘤胃降解規(guī)律[10]。本試驗所得結(jié)果，除玉米青貯CP瘤胃有效降解率較張永根等較高外，其他飼料CP有效降解率與其研究結(jié)果一致。

3.4 DM和CP小腸消化率

飼料干物質(zhì)主要由CP、CF和EE等其他成分組成。本試驗中所選飼料均呈現(xiàn)DM小腸消化率顯著小于CP小腸消化率的規(guī)律性，可能是因為CF的消化過程主要發(fā)生在瘤胃，小腸分泌的消化酶主要是蛋白酶，不能消化CF成分，因此DM小腸消化率低于CP小腸消化率，這和王慧娟等[6]、么學博等[12]的研究結(jié)果一致。

本試驗中，豆粕、菜籽粕、玉米粉DM小腸消化率顯著高于其他飼料，玉米青貯、苜蓿干草、麥麩DM小腸消化率顯著低于其他飼料，這和么學博等[12]的研究結(jié)果一致。豆粕CP小腸消化率顯著高于苜蓿干草CP小腸消化率，說明豆粕提供小腸可消化蛋白的能力比苜蓿干草強，而苜蓿干草CP瘤胃有效降解率顯著高于豆粕CP瘤胃有效降解率，說明苜蓿干草蛋白質(zhì)降解過程主要發(fā)生在瘤胃中，這和張永根等[10]的研究結(jié)果基本一致。本試驗苜蓿干草CP小腸消化率為51.44%，低于趙連生等[8]的研究結(jié)果，可能是由于試驗所用苜蓿干草產(chǎn)地、品質(zhì)及試驗動物不同造成。

本試驗中，豆粕、菜籽粕、玉米粉CP小腸消化率顯著高于其他飼料，為75.34%，68.44%，60.24%，說明豆粕、菜籽粕等飼料提供過瘤胃可消化真蛋白的能力較高，這和岳群等[13]測定的結(jié)果基本一致。相反，玉米青貯、白酒糟、麥麩CP小腸消化率顯著低于其他飼料，分別為30.84%，40.20%，41.67%，說明玉米青貯、白酒糟等飼料提供過瘤胃可消化真蛋白的能力較弱。醋糟的CP瘤胃有效降解率和小腸消化率均較低，說明醋糟提供反芻動物可消化蛋白的能力較低，這和周榮等的[14]研究結(jié)果一致。

4 結(jié) 論

試驗結(jié)果表明，不同飼料間瘤胃降解特性差異較大。麥麩、玉米粉、苜蓿干草、豆粕瘤胃降解特性較好，玉米青貯、白酒糟、醋糟瘤胃降解特性較差。飼料DM小腸消化率均較低，且飼料DM小腸消化率均小于CP小腸消化率。不同飼料CP小腸消化率差異較大。豆粕、菜籽粕CP小腸消化率較高，醋糟、玉米青貯CP小腸消化率較低。