尼龍袋法評(píng)價(jià)奶水牛常用粗飼料的瘤胃降解特性

郭太情 和少英 王榮蛟,2 和世春 戴思凡 王梓蓓 吳東旺 余 催 周 璟 毛華明* 安清聰*

(1.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，云南省動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)與飼料科學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，昆明 650201; 2. 攀枝花市農(nóng)林科學(xué)研究院，攀枝花 617000)

云南是全國(guó)水牛主產(chǎn)省區(qū)之一，水牛數(shù)量?jī)H次于廣西，居全國(guó)第二，占全國(guó)水牛總數(shù)的12%[1]，但是飼草資源短缺嚴(yán)重制約了當(dāng)?shù)啬趟I(yè)的發(fā)展。粗飼料作為反芻動(dòng)物機(jī)體重要的營(yíng)養(yǎng)來(lái)源，通常占60%～80%[2]，是反芻動(dòng)物飼糧中的必要組成部分。因此，科學(xué)地評(píng)定粗飼料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值、有效利用不同種類的粗飼料是解決我國(guó)飼草資源短缺問(wèn)題的有效途徑之一。

原位尼龍袋技術(shù)是用于測(cè)定飼料在反芻動(dòng)物瘤胃中降解規(guī)律的常用方法，能夠直接反映出飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，目前已廣泛被學(xué)者用于研究粗飼料在瘤胃中的降解規(guī)律。前人運(yùn)用尼龍袋技術(shù)在山羊、荷斯坦奶牛、閹牛、肉牛等反芻動(dòng)物上研究了粗飼料在瘤胃中的降解規(guī)律，科學(xué)地評(píng)定了反芻動(dòng)物飼料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值[3-6]。而有關(guān)奶水牛常用粗飼料在瘤胃中的降解規(guī)律鮮有報(bào)道。因此，本試驗(yàn)分析了8種常用粗飼料的常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分，并采用尼龍袋技術(shù)對(duì)其在奶水牛瘤胃中的降解規(guī)律進(jìn)行評(píng)價(jià)與比較，旨在為奶水牛生產(chǎn)中合理利用粗飼料、實(shí)現(xiàn)資源的有效配置提供一定的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

所有粗飼料均在65 ℃烘箱中烘烤48 h，回潮1 d，制成風(fēng)干樣品，用粉碎機(jī)粉碎后，將能通過(guò)1 mm的孔篩的試驗(yàn)樣本取1份裝袋，用于實(shí)驗(yàn)室測(cè)定其常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分含量；其余部分過(guò)2 mm的孔篩，用于尼龍袋瘤胃降解率試驗(yàn)。試驗(yàn)用的粗飼料的制作條件、收獲時(shí)節(jié)及產(chǎn)地見(jiàn)表1。

表1 粗飼料的制作條件、收獲時(shí)節(jié)及產(chǎn)地

1.2 試驗(yàn)動(dòng)物與飼糧

試驗(yàn)于云南省德宏州芒市民誠(chéng)專業(yè)養(yǎng)牛合作社進(jìn)行。試驗(yàn)選用體重為(365.0±22.1) kg、年齡在2～3歲、體況健康的裝有永久瘤胃瘺管的3頭雌性德摩菲爾三元雜交后備奶水牛為試驗(yàn)動(dòng)物，基礎(chǔ)飼糧由65%的粗飼料[干物質(zhì)(DM)含量各占1/3的全株玉米青貯、稻草、燕麥草]和35%精料補(bǔ)充料組成，基礎(chǔ)飼糧組成及營(yíng)養(yǎng)水平見(jiàn)表2，精料補(bǔ)充料組成及營(yíng)養(yǎng)水平見(jiàn)表3。試驗(yàn)牛分欄栓系飼養(yǎng)，每天按時(shí)飼喂2次(08:00和17:00)，自由飲水。

表2 基礎(chǔ)飼糧組成及營(yíng)養(yǎng)水平(干物質(zhì)基礎(chǔ))

表中所有的營(yíng)養(yǎng)水平均為實(shí)測(cè)值。

表3 精料補(bǔ)充料組成及營(yíng)養(yǎng)水平(干物質(zhì)基礎(chǔ))

1)預(yù)混料為每千克精料補(bǔ)充料提供 The premix provided the following per kg of the concentrate supplement：VA 40 000 IU，VD 40 000 IU，VE 2 000 IU，Cu 30 mg，F(xiàn)e 144 mg，Zn 110.4 mg，Mn 101.76 mg，I 1.52 mg，Se 0.5 mg，Co 0.48 mg。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與方法

1.3.1 常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分的測(cè)定方法

采用GB/T 5009.3—2010中方法測(cè)定DM含量；采用GB/T 50095—2016中方法測(cè)定粗蛋白質(zhì)(CP)含量；采用GB/T 6438—2007中方法測(cè)定粗灰分(Ash)含量；參照Van Soest等[7]的方法測(cè)定酸性洗滌纖維(ADF)、中性洗滌纖維(NDF)含量。

1.3.2 尼龍袋試驗(yàn)方法

稱取3 g粗飼料樣品放進(jìn)孔徑為300目、尺寸為8 cm×12 cm的尼龍袋中，用尼龍繩扎好。每個(gè)粗飼料樣品設(shè)2個(gè)平行，3個(gè)重復(fù)，將尼龍袋固定在尼龍繩上并穿過(guò)塑料軟管中。將所有裝有樣品的尼龍袋于晨飼后2 h(10:00)同時(shí)放入瘤胃中，并在6、12、24、36、48和72 h時(shí)分別取出相對(duì)應(yīng)時(shí)間點(diǎn)的尼龍袋，將取出后尼龍袋立刻放進(jìn)冷水中沖洗，以免樣品發(fā)生進(jìn)一步酵解，直至沖洗水潔凈為止。把洗干凈的尼龍袋放入65 ℃烘箱中烘48 h，稱重并記錄數(shù)據(jù)，然后取出袋中殘留物后，用微型粉碎機(jī)粉碎，過(guò)1 mm孔篩，分裝至標(biāo)有記號(hào)的自封袋里，待測(cè)。

1.4 瘤胃降解率的計(jì)算

1.4.1 不同時(shí)間點(diǎn)瘤胃降解率的計(jì)算

樣品逃逸率(%)=100×[空白樣重(g)-空白袋中殘?jiān)?g)]/空白樣重(g)；校正飼料樣重(g)=100×實(shí)際裝袋樣品重(g)×(1-樣品逃逸率)。

待測(cè)飼料某一時(shí)間點(diǎn)的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的瘤胃降解率公式如下：

A=(B-C)/B×100。

式中：A為某營(yíng)養(yǎng)成分在某時(shí)間點(diǎn)的瘤胃降解率(%)；B為降解某營(yíng)養(yǎng)成分的含量；C為降解后尼龍袋中剩余物的某營(yíng)養(yǎng)成分的含量。

1.4.2 瘤胃有效降解率的計(jì)算

各粗飼料DM、CP、有機(jī)物(OM)、NDF和ADF的瘤胃降解參數(shù)按照?rskov等[8]提出的瘤胃動(dòng)力學(xué)指數(shù)模型來(lái)計(jì)算。待測(cè)飼料營(yíng)養(yǎng)成分在瘤胃內(nèi)的有效降解率的公式如下所示：

P=a+b(1-e-ct);ED=a+bc/(c+k)。

式中：P為t時(shí)間點(diǎn)待測(cè)飼料某營(yíng)養(yǎng)成分的降解率(%)；a為快速降解部分(%)；b為慢速降解部分(%)；c為b的降解速率(%/h)；t為飼料在瘤胃內(nèi)的停留時(shí)間；ED為飼料中的某營(yíng)養(yǎng)成分在瘤胃內(nèi)的有效降解率(%)；k為待測(cè)飼料的瘤胃外流速率(%/h)，本研究中k取0.025%/h[9]。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2010對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行初步整理，采用SPSS 26.0中的one way-ANOVA程序進(jìn)行方差分析，差異顯著后進(jìn)行Duncan氏多重比較，計(jì)算結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示；采用NLIN程序計(jì)算降解參數(shù)a、b、c值。

2 結(jié)果與分析

2.1 8種粗飼料的常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分含量

由表4可知，苜蓿干草的CP含量最高，為17.26%，顯著高于其他粗飼料(P<0.05)。飼料中CP含量由高到低的順序依次為王草、甜脆玉米青貯>全株玉米青貯、象草>甘蔗梢青貯>苜蓿干草>稻草。各粗飼料所含的NDF和ADF含量相差較大，NDF含量超過(guò)70%的有稻草、甘蔗梢青貯和王草，象草NDF含量雖然沒(méi)有超過(guò)70%，但和以上粗飼料一樣，與其他粗飼料之間差異顯著(P<0.05)；苜蓿干草與甜脆玉米青貯的NDF含量無(wú)顯著差異(P>0.05)，但顯著低于其余粗飼料(P<0.05)。甜脆玉米青貯的ADF含量顯著低于其他粗飼料(P<0.05)。稻草、象草和王草的ADF含量無(wú)顯著差異(P>0.05)，但均顯著高于其余幾種粗飼料(P<0.05)，但甘蔗梢青貯除外，其與王草和象草差異不顯著(P>0.05)。稻草的Ash含量為15.15%，顯著高于其余粗飼料(P<0.05)，CP含量為3.52%，顯著低于其他粗飼料(P<0.05)。全株玉米青貯與甜脆玉米青貯的Ash含量最低，與其他粗飼料之間有顯著差異(P<0.05)。

表4 8種粗飼料的常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分含量(干物質(zhì)基礎(chǔ))

2.2 8種粗飼料的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)瘤胃降解率及降解參數(shù)

2.2.1 8種粗飼料的DM降解特性

由表5可知，不同種類粗飼料的DM在奶水牛瘤胃中的降解率均隨時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸增高。在瘤胃內(nèi)培養(yǎng)6 h時(shí)，苜蓿干草、全株玉米青貯與甜脆玉米青貯的DM降解率顯著高于其余粗飼料(P<0.05)，且在24 h時(shí)，DM降解率均達(dá)到了50%以上。12和48 h時(shí)稻草的DM降解率與王草無(wú)顯著差異(P>0.05)，其余時(shí)間點(diǎn)稻草的DM瘤胃降解率均顯著低于其余粗飼料(72 h甘蔗梢青貯除外)(P<0.05)。在72 h時(shí)，甜脆玉米青貯的DM降解率最高，達(dá)到80.18%，顯著高于其他幾種粗飼料(P<0.05)。甘蔗梢青貯、王草、象草、燕麥草的各時(shí)間點(diǎn)的降解率均顯著低于苜蓿干草、全株玉米青貯與甜脆玉米青貯(P<0.05)，降解規(guī)律相似。

表5 8種粗飼料DM瘤胃降解率及降解參數(shù)

全株玉米青貯、甜脆玉米青貯、燕麥草的DM快速降解部分最高，顯著高于其他粗飼料(P<0.05)。稻草的DM慢速降解部分顯著高于其他粗飼料(P<0.05)，稻草與王草間差異不顯著(P>0.05)。DM有效降解率由高到低依次是甜脆玉米青貯>苜蓿干草>全株玉米青貯>燕麥草>象草>甘蔗梢青貯>王草>稻草，且各粗飼料之間差異顯著(P<0.05)。

2.2.2 8種粗飼料的CP降解特性

由表6可知，在6～24 h時(shí)，CP的瘤胃降解率較高的分別是苜蓿干草、全株玉米青貯、甜脆玉米青貯和王草，均達(dá)到了50%以上，顯著高于其余粗飼料(P<0.05)。苜蓿干草和甜脆玉米青貯的CP在72 h的降解率較高，分別為84.47%和80.63%，顯著高于其余粗飼料(P<0.05)。甘蔗梢青貯、象草和燕麥草在各時(shí)間點(diǎn)的CP降解率趨勢(shì)相似。王草72 h的瘤胃降解率為67.32%，小于其48 h的瘤胃降解率。除了72 h以外，稻草各時(shí)間點(diǎn)的CP降解率均顯著低于其余粗飼料(P<0.05)。

表6 8種粗飼料CP瘤胃降解率及降解參數(shù)

苜蓿干草、全株玉米青貯、王草的CP快速降解部分均顯著高于其余粗飼料(P<0.05)。稻草和甘蔗梢青貯的CP慢速降解部分顯著高于其余粗飼料(P<0.05)。王草和全株玉米青貯的CP慢速降解部分顯著低于其余粗飼料(P<0.05)，燕麥草除外，其與稻草差異不顯著(P>0.05)。CP的有效降解率最高的是苜蓿干草，為74.35%，稻草CP有效降解率顯著低于其余粗飼料(P<0.05)。

2.2.3 8種粗飼料的NDF降解特性

由表7可知，前24 h內(nèi)，8種粗飼料NDF降解率增加的程度較小。在24 h時(shí)，甜脆玉米青貯的NDF降解率顯著高于稻草、甘蔗梢、全株玉米青貯、王草(P<0.05)。24～48 h各飼料的NDF降解率的增加幅度增大，甜脆玉米青貯的NDF降解率最高，苜蓿干草的NDF降解率最低。48～72 h時(shí)的NDF降解率變化趨勢(shì)平緩，甜脆玉米青貯72 h的NDF降解率顯著高于其他粗飼料(P<0.05)。

表7 8種粗飼料NDF瘤胃降解率及降解參數(shù)

苜蓿干草的NDF快速降解部分最高，顯著高于其余粗飼料(王草和燕麥草除外)(P<0.05)。甜脆玉米青貯的NDF慢速降解部分最高，苜蓿干草的NDF慢速降解部分最低，其余粗飼料之間無(wú)顯著差異(P>0.05)。甜脆玉米青貯的NDF有效降解率顯著高于其他粗飼料(P<0.05)，除了全株玉米青貯和象草，剩余各粗飼料的NDF有效降解率之間無(wú)顯著差異(P>0.05)。

2.2.4 8種粗飼料的ADF降解特性

由表8可知，全株玉米青貯在6 h時(shí)的ADF降解率為16.77%，除了與甜脆玉米青貯之間無(wú)顯著差異(P>0.05)外，均顯著高于其他幾種粗飼料(P<0.05)。甘蔗梢青貯6 h時(shí)的ADF降解率為7.14%，顯著低于其他幾種粗飼料(P<0.05)。苜蓿干草的ADF降解率在6～24 h內(nèi)增加的幅度較快，之后趨于平緩。稻草、甘蔗梢青貯和燕麥草的12～72 h的ADF降解規(guī)律一致，24～72 h其瘤胃降解率之間無(wú)顯著差異(P>0.05)。

表8 8種粗飼料ADF瘤胃降解率及降解參數(shù)

續(xù)表8項(xiàng)目Items稻草Rice straw甘蔗梢青貯Sugarcane shoot silage苜蓿干草Alfalfa hay全株玉米青貯Whole corn silage甜脆玉米青貯Sweet-crisp corn silage王草King grass象草Elephant grass燕麥草Oat straw瘤胃降解參數(shù) Rumen degradation parametersa2.95±1.91ab1.02±0.17b2.29±0.72ab3.95±0.96a4.59±1.96a1.87±1.57ab3.12±0.92ab2.20±1.45abb59.37±13.60abc71.65±19.24ab44.61±4.25c65.88±2.67abc75.83±3.34ab83.72±16.90a58.04±7.11bc59.73±17.48abcc0.024±0.011b0.015±0.008b0.043±0.005a0.019±0.01b0.016±0.002b0.140±0.006b0.026±0.012b0.025±0.010bED29.50±0.34b25.89±0.85c30.45±2.25b32.38±0.77ab33.72±2.67a30.63±0.98b30.97±1.79ab29.51±1.79b

對(duì)于降解參數(shù)，幾種粗飼料的快速降解部分均沒(méi)有顯著差異(P>0.05)。王草的慢速降解部分最高，但只與苜蓿干草和象草差異顯著(P<0.05)，苜蓿干草的慢速降解部分最低，顯著低于甘蔗梢青貯、甜脆玉米青貯和王草(P<0.05)。ADF有效降解率最高的是甜脆玉米青貯，為33.72%，最低的為甘蔗梢青貯，其ADF有效降解率為25.89%。

3 討 論

3.1 8種粗飼料的常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分含量

飼料的常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分是反映其營(yíng)養(yǎng)特性的基礎(chǔ)，飼料中的CP含量和粗纖維含量對(duì)其營(yíng)養(yǎng)特性影響較大。本研究結(jié)果表明，苜蓿干草的CP含量最高，NDF含量最低，其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值最高。稻草、甘蔗梢青貯是比較常見(jiàn)的農(nóng)作物副產(chǎn)品，其CP含量較低，粗纖維含量高，有利于刺激反芻動(dòng)物瘤胃液的分泌，促進(jìn)反芻活動(dòng)[10]。王草的CP含量較高，達(dá)到10.80%，但王草的NDF和ADF含量也比較高。李茂等[11]報(bào)道不同高度的王草的CP含量范圍在5.94%～11.97%。甘蔗梢青貯的CP含量為5.54%，高于余梅等[12]報(bào)道的云南甘蔗梢青貯的CP含量(4.13%)，可能是由于收獲季節(jié)和青貯的條件不同所導(dǎo)致的差異。劉玉琴等[13]研究的全株玉米青貯CP、NDF和ADF含量分別為7.47%、55.42%、34.07%，本試驗(yàn)結(jié)果與其結(jié)果相差不大。

3.2 8種粗飼料的瘤胃降解特性

3.2.1 8種粗飼料的DM降解特性

DM的瘤胃降解率能夠反映飼料降解的難易程度。本試驗(yàn)結(jié)果表明，苜蓿干草的DM有效降解率顯著高于燕麥草，結(jié)果分別為59.89%、49.00%。王敬林等[14]測(cè)得苜蓿干草和燕麥在荷斯坦奶牛瘤胃中的DM有效降解率分別為45.87%和34.77%，低于本試驗(yàn)研究的結(jié)果，可能由粗飼料的產(chǎn)地、刈割時(shí)節(jié)、試驗(yàn)動(dòng)物的不同而導(dǎo)致的差異。稻草的DM有效降解率最低，為32.32%，張穎等[15]在科爾沁肉牛上報(bào)道的稻草DM有效降解率為31.06%，與本試驗(yàn)研究結(jié)果相差不大。有關(guān)甜脆玉米青貯的DM瘤胃降解率鮮有報(bào)道，甜脆玉米青貯的DM降解率在奶水牛瘤胃中的降解率最高，表明甜脆玉米青貯在奶水牛瘤胃中的利用程度最高。象草的DM有效降解率顯著高于王草，結(jié)果分別為41.87%和34.75%，均高于楊信等[16]在西門塔爾雜交牛上得出的結(jié)果(15.50%和14.59%)。這表明象草在奶水牛瘤胃中的降解能力優(yōu)于王草。

3.2.2 8種粗飼料的CP降解特性

CP瘤胃降解率主要受飼料CP含量、組成以及在瘤胃中滯留時(shí)間的影響[17]。本試驗(yàn)研究表明，苜蓿干草的CP有效降解率最高，稻草的CP有效降解率最低，是由于粗飼料中的CP含量越高，更有利于其在瘤胃中的降解[18]。王草的CP有效降解率為61.52%，僅次于甜脆玉米青貯，馬健[19]在荷斯坦奶牛上研究的王草CP有效降解率為61.98%，與本試驗(yàn)結(jié)果相似。在本試驗(yàn)的3種青貯飼料中，全株玉米青貯的CP有效降解率比甜脆玉米青貯低，為60.89%，甘蔗梢青貯的CP有效降解率最低。前人分別在肉牛和奶牛瘤胃中研究得出全株玉米青貯的CP有效降解率范圍在57.31%～64.11%[20-21]，均比本試驗(yàn)研究的甜脆玉米青貯的瘤胃降解率低，可以推測(cè)出甜脆玉米青貯在反芻動(dòng)物中瘤胃中的降解效果高于全株玉米青貯。

3.2.3 8種粗飼料的NDF降解特性

由本試驗(yàn)結(jié)果可知，0～6 h期間，8種粗飼料的NDF降解率不高，均在20%以下。這是由于NDF主要包含纖維素、半纖維素、木質(zhì)素等物質(zhì)，這些纖維類物質(zhì)之間復(fù)雜地結(jié)合在一起，瘤胃微生物需要與底物緊密接觸才能進(jìn)行降解，導(dǎo)致飼料的纖維類物質(zhì)在瘤胃中被微生物降解前會(huì)有一個(gè)延擱期[22-24]。稻草、甘蔗梢青貯和王草的NDF有效降解率較低，且3種飼料原料的NDF含量均較高，達(dá)到70%以上，有研究報(bào)道NDF的瘤胃降解率與飼料中的NDF含量成反比[25]。象草與燕麥草NDF有效降解率分別為33.69%、32.66%。象草NDF有效降解率低于前人在水牛上研究的結(jié)果41.3%[26]，可能是由于象草的產(chǎn)地、試驗(yàn)動(dòng)物的生理狀況不同而導(dǎo)致的。燕麥草的NDF有效降解率與劉祥圣等[14]在奶牛上研究結(jié)果32.52%相似。甜脆玉米青貯和全株玉米青貯的快速降解部分低于苜蓿干草，慢速降解部分高于苜蓿干草，兩者的NDF有效降解率高于苜蓿干草。Hoffman等[27]研究指出，當(dāng)粗飼料快速降解部分占比較小的時(shí)候，決定其NDF的降解率高低的因素主要是飼料的瘤胃外流速度和慢速降解部分的占比，而慢速降解部分占高可以有效提高其NDF降解率。

3.2.4 8種粗飼料的ADF降解特性

由試驗(yàn)結(jié)果可知，8種粗飼料的ADF的有效降解率均在30%左右。這是由于ADF的主要組成部分是纖維素、木質(zhì)素和二氧化硅等，木質(zhì)素在瘤胃中幾乎不能被微生物降解利用，是粗飼料中最難消化的部分[15]。甘蔗梢青貯的ADF有效降解率最低，說(shuō)明甘蔗梢青貯纖維中的木質(zhì)素占比較高，在瘤胃內(nèi)難降解，導(dǎo)致其ADF有效降解率較低。王草和象草的纖維類物質(zhì)含量較高，且其纖維在瘤胃內(nèi)的降解率均要低于DM和CP的降解率，這與楊信等[16]的報(bào)道結(jié)果相吻合。甜脆玉米青貯的ADF有效降解率為8種粗飼料中最高的，說(shuō)明其在奶水牛瘤胃內(nèi)的消化利用較好。

4 結(jié) 論

① 綜合常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分含量來(lái)看，苜蓿干草、全株玉米青貯和甜脆玉米青貯的CP含量高，纖維含量低，可作為奶水牛的優(yōu)質(zhì)粗飼料來(lái)源。王草和象草CP含量高，其NDF和ADF含量也高，可滿足反芻動(dòng)物對(duì)粗纖維的需求。稻草和甘蔗梢青貯的CP含量低，纖維含量高，可以利用的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值低。

② 甜脆玉米青貯DM、NDF和ADF在奶水牛瘤胃內(nèi)的有效降解率較高，其飼用價(jià)值較高，其次是苜蓿干草和全株玉米青貯。王草的DM、纖維物質(zhì)的有效降解率低，CP有效降解率高，可以通過(guò)改善王草的纖維降解能力，使王草能夠發(fā)揮出更大的利用潛力。稻草和甘蔗梢青貯各營(yíng)養(yǎng)成分的瘤胃降解特性最差，單獨(dú)飼喂效果不佳，可通過(guò)與營(yíng)養(yǎng)價(jià)值較高的精料補(bǔ)充料或者品質(zhì)較優(yōu)良的粗飼料配合飼喂奶水牛。