應(yīng)用CNCPS 和NRC 模型比較幾種非常規(guī)粗飼料與苜蓿干草的營養(yǎng)價值

韓好奇，王明燕，付彤，劉鎣珂，李改英，廉紅霞，高騰云，張立陽，李明

（河南農(nóng)業(yè)大學動物科技學院，河南省家畜營養(yǎng)調(diào)控與生態(tài)養(yǎng)殖國際聯(lián)合實驗室，河南鄭州 450046）

優(yōu)質(zhì)粗飼料資源短缺極大制約了我國奶牛養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展，充分利用非常規(guī)粗飼料資源，將對奶牛養(yǎng)殖節(jié)本增效、提高資源利用率并緩解環(huán)境污染具有重要意義。花生是我國五大油料作物之一，種植面積廣，花生秧產(chǎn)量約占花生植株總生物量的50% 以上，花生秧粗蛋白質(zhì)含量高、營養(yǎng)豐富，是重要的非常規(guī)粗飼料資源。近年我國辣椒種植面積維持在210 萬公頃以上，辣椒采收后產(chǎn)生大量辣椒秧，但缺少對辣椒秧全面、科學的營養(yǎng)價值評定，導致其在動物生產(chǎn)中利用率較低。扁莖黃芪為豆科黃耆屬植物，果實可入藥，主要分布于吉林、陜西、山西等地，具有適口性好、產(chǎn)量高等特點。扁莖黃芪秸稈含有甾體類、黃酮類等多種活性物質(zhì)，具有作為藥食同源綠色粗飼料資源的潛力。但由于3 種非常規(guī)粗飼料資源受季節(jié)性、地域性等因素的限制，尚缺少應(yīng)用于奶牛生產(chǎn)的相關(guān)數(shù)據(jù)。本試驗以苜蓿干草作為對照，利用康奈爾凈碳水化合物-蛋白質(zhì)體系（Cornell Net Carbohydrate Protein System，CNCPS）和NRC 模型比較其營養(yǎng)價值，以期豐富我國的非常規(guī)飼料資源數(shù)據(jù)庫，為其合理應(yīng)用于奶牛生產(chǎn)提供理論依據(jù)和數(shù)據(jù)支持。

1 材料與方法

1.1 試驗材料 扁莖黃芪秸稈產(chǎn)自陜西省華陰市中草藥種植區(qū)，在種子成熟時進行收割，留茬高度為5～8 cm；辣椒秧產(chǎn)自河南省臨潁縣，在辣椒成熟期進行收割，留茬高度為20～25 cm；花生秧產(chǎn)自河南省中牟縣，春季種植，果實成熟后進行收割；苜蓿干草為澳大利亞進口，初花期進行收割，留茬高度為5～8 cm。樣品風干粉碎后，過40 目篩，于4℃保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2 試驗方法

1.2.1 營養(yǎng)成分的測定 干物質(zhì)（DM）、粗脂肪（EE）、粗灰分（Ash）、粗蛋白質(zhì)（CP）、鈣（Ca）、磷（P）分別參照《飼料中水分的測定》（GB/T6435-2014）、《飼料中粗脂肪的測定》（GB/T6433-2006）、《飼料中粗灰分的測定》（GB/T6438-2006）、《飼料中粗蛋白的測定》（GB/T6432-2018）、《飼料中鈣的測定》（GB/T6436-2002）、《飼料中磷的測定》（GB/T6437-2002）的方法進行測定；中性洗滌纖維（NDF）、酸性洗滌纖維（ADF）、酸性洗滌木質(zhì)素（ADL）、中性洗滌不溶性氮（NDFIP）和酸性洗滌不溶性氮（ADFIP）參照Van Soest 等的方法測定（ANKOM A200i 型半自動纖維儀，美國安康A(chǔ)nkom 公司）；總能（GE）采用全自動量熱儀測定（ZDHW-8000 全自動量熱儀，鶴壁華諾電子科技有限公司）；非蛋白氮（NPN）參照Licitra 等的方法測定；可溶性粗蛋白（SCP）參照Krishnamoorthy 等的方法測定；淀粉（Starch）含量參照雷龍等的方法測定（TU-1810 紫外分光光度計，北京普析通用儀器有限責任公司）。

1.2.2 CNCPS 組分的計算 基于CNCPS 體系計算非蛋白氮（PA）、真蛋白質(zhì)（PB）、不可利用氮（PC），其中PB 又根據(jù)在瘤胃內(nèi)的降解速率進一步分為快速降解蛋白質(zhì)（PB）、中速降解蛋白質(zhì)（PB）、慢速降解蛋白質(zhì)（PB）；碳水化合物（CHO）根據(jù)飼料降解速度被劃分為快速降解碳水化合物（CA）、中速降解碳水化合物（CB）、慢速降解碳水化合物（CB）、不可降解碳水化合物（CC）。對飼料蛋白質(zhì)組分和碳水化合物組分進行計算：

1.2.3 NRC 模型分析 使用NRC 模型估測扁莖黃芪秸稈、辣椒秧、花生秧、苜蓿干草在奶牛瘤胃真可消化非纖維碳水化合物（tdNFC）、真可消化蛋白質(zhì)（tdCP）、真可消化中性洗滌纖維（tdNDF）、真可消化脂肪酸（tdFA）和維持水平總可消化養(yǎng)分（TDN）、生產(chǎn)水平消化能（DE）、生產(chǎn)水平代謝能（ME）、生產(chǎn)水平泌乳凈能（NE），其計算公式參照NRC2014：

式中，PAF 為加工校正因子，一般取值為1；FA 為脂肪酸，如果EE<1，則FA=0。

式中，DE為1 倍維持水平的消化能；如果TDN<60%，消化率的折扣忽略不計。

1.3 統(tǒng)計分析 所有數(shù)據(jù)均采用Excel 軟件進行基本處理，采用SPSS 26.0 軟件中的ANOVA 程序進行單因素方差分析，采用Duncan's 多重比較檢驗，以≤0.05為差異顯著，>0.05 為差異不顯著。

2 結(jié)果

2.1 4 種粗飼料的營養(yǎng)成分分析 由表1 可見，扁莖黃芪秸稈的GE 含量高于苜蓿干草（<0.05），辣椒秧與苜蓿干草差異不顯著；扁莖黃芪秸稈的NDF 含量高于花生秧、辣椒秧和苜蓿干草（<0.05），花生秧與苜蓿干草差異不顯著；扁莖黃芪秸稈的ADF 含量高于花生秧、辣椒秧、苜蓿干草（<0.05）；4 種粗飼料的CP含量由高到低依次為苜蓿干草、辣椒秧、花生秧、扁莖黃芪秸稈，苜蓿干草與辣椒秧、花生秧、扁莖黃芪秸稈差異顯著；花生秧的NDFIP 和ADFIP 含量與苜蓿干草差異不顯著，但高于辣椒秧（<0.05）；苜蓿干草的NPN 含量與花生秧、辣椒秧、扁莖黃芪秸稈差異不顯著；花生秧的ADL 含量高于辣椒秧、扁莖黃芪秸稈和苜蓿干草（<0.05），辣椒秧、扁莖黃芪秸稈、苜蓿干草的ADL 含量差異不顯著；Ash 含量由高到低依次為花生秧、辣椒秧、苜蓿干草、扁莖黃芪秸稈（<0.05）；苜蓿干草的P 含量高于花生秧、辣椒秧、扁莖黃芪秸稈（<0.05），辣椒秧的Ca 含量高于苜蓿干草、花生秧和扁莖黃芪秸稈（<0.05）。

表1 4 種粗飼料的營養(yǎng)成分分析（干物質(zhì)基礎(chǔ)）

2.2 利用CNCPS 對4 種粗飼料的蛋白質(zhì)和碳水化合物組分的剖分 如表2 所示，4 種粗飼料的PA 含量由高到低依次為苜蓿干草、花生秧、扁莖黃芪秸稈、辣椒秧（>0.05）；PB由高到低依次為辣椒秧、苜蓿干草、扁莖黃芪秸稈、花生秧（>0.05）；PB含量由高到低依次是辣椒秧、扁莖黃芪秸稈、苜蓿干草、花生秧，且辣椒秧與苜蓿干草和花生秧差異顯著；辣椒秧的PB含量最低，與苜蓿干草、扁莖黃芪秸稈差異不顯著，辣椒秧、扁莖黃芪秸稈的PB含量低于花生秧（<0.05）；花生秧的PC 含量高于扁莖黃芪秸稈（>0.05）、辣椒秧和苜蓿干草（<0.05）。

表2 利用CNCPS 模型對4 種粗飼料蛋白質(zhì)組分的剖分 %CP

由表3 可見，苜蓿干草CHO 含量低于扁莖黃芪秸稈、花生秧、辣椒秧（<0.05）；花生秧的CC 含量高于扁莖黃芪秸稈、辣椒秧、苜蓿干草（<0.05），扁莖黃芪秸稈、辣椒秧與苜蓿干草間差異不顯著；苜蓿干草的CA 含量高于扁莖黃芪秸稈、辣椒秧、花生秧（<0.05）；花生秧的CB高于苜蓿干草和扁莖黃芪秸稈（<0.05）；4 種粗飼料的CB含量由高到低依次為扁莖黃芪秸稈、辣椒秧、苜蓿干草、花生秧（<0.05）；苜蓿干草的NSC 含量略高于花生秧（>0.05）、扁莖黃芪秸稈和辣椒秧（<0.05）。

表3 利用CNCPS 模型對4 種粗飼料碳水化合物組分剖分

2.3 NRC 模型估測4 種粗飼料可消化養(yǎng)分含量和能值 由表4 可見，苜蓿干草的tdNFC 含量高于辣椒秧（>0.05）、花生秧和扁莖黃芪秸稈（<0.05）?；ㄉ淼膖dCP 含量低于苜蓿干草和辣椒秧（<0.05），苜蓿干草和辣椒秧差異不顯著；4 種粗飼料的tdNDF 含量由高到低依次是扁莖黃芪秸稈、辣椒秧、苜蓿干草、花生秧（<0.05）；辣椒秧的TDN、DE、ME、NE、NE與苜蓿干草相近（>0.05），高于扁莖黃芪秸稈和花生秧（<0.05）。

表4 利用NRC 模型估測4 種粗飼料的可消化養(yǎng)分含量和能值

3 討 論

3.1 4 種粗飼料的營養(yǎng)成分分析 苜蓿干草被譽為牧草之王，產(chǎn)量高、營養(yǎng)價值豐富、各種營養(yǎng)成分均衡，被廣泛應(yīng)用于草食動物生產(chǎn)，以苜蓿干草為對照可以較為準確地分析其他飼料的營養(yǎng)價值。NDF 是奶牛營養(yǎng)CHO 中重要組成部分，可反映飼料的總纖維水平，ADF 不容易被家畜消化利用，較高的ADF 可能會造成大量的食糜在瘤胃堆積，阻礙動物進食、影響營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收。本試驗測得花生秧、辣椒秧的NDF 和ADF 含量高于苜蓿干草，說明花生秧和辣椒秧既可以提供CHO 營養(yǎng)，又能維持瘤胃發(fā)酵的正常運轉(zhuǎn)；扁莖黃芪秸稈相對于苜蓿干草具有較高的NDF 和ADF含量，在不影響瘤胃發(fā)酵的同時又能提供較多的能量，可以作為優(yōu)質(zhì)的纖維飼料。本試驗測得辣椒秧的CP 為15.11%，低于苜蓿干草的18.13%，但辣椒秧的tdCP含量與苜蓿干草差異不顯著，且高于花生秧和扁莖黃芪，表明辣椒秧中可利用的真蛋白質(zhì)較多。NDFIP 是可以被反芻動物利用的飼料蛋白質(zhì)成分，而ADFIP 很難被反芻動物利用。本試驗測得花生秧中的NDFIP 與苜蓿干草相近，且顯著高于辣椒秧和扁莖黃芪秸稈，表明花生秧的蛋白質(zhì)利用率更高。家畜所需礦物質(zhì)大多來自Ash。本試驗測得花生秧Ash 含量較高，可能是由于在花生秧收割時會攜帶大量泥土以及花生秧含有較多的礦物質(zhì)元素（與花生秧中較高的Ca、P 含量相吻合），還可能與其品種、產(chǎn)地、收割方式、土壤、植物對礦物質(zhì)元素的吸收能力有關(guān)。從4 種粗飼料的CP、NDF、ADF、Ash 等常規(guī)養(yǎng)分含量來看，4 種粗飼料的營養(yǎng)價值由高到低分別為苜蓿干草、辣椒秧、扁莖黃芪、花生秧。

3.2 利用CNCPS 組分分析4 種粗飼料碳水化合物和蛋白質(zhì) 目前，CNCPS 體系是一種較為完善和系統(tǒng)的對反芻動物飼料蛋白質(zhì)組分和碳水化合物組分可靠的分析方法，對我國飼料的發(fā)展具有重要的推動作用。CHO 是反芻動物的主要能量來源。本試驗測得扁莖黃芪秸稈、辣椒秧、花生秧的CHO 含量都高于苜蓿干草，說明其具有較高的能量儲備?；ㄉ淼腃HO 含量較高，但其CC 含量顯著高于其他3 種粗飼料，因而CC:CHO值較大，表明花生秧的可利用養(yǎng)分比例較小，這可能與花生秧較高的ADL 含量有關(guān)；而扁莖黃芪秸稈CC:CHO 值最小，表明扁莖黃芪秸稈在4 種粗飼料中可利用養(yǎng)分最高?；ㄉ碇械腃A 含量較高說明其快速降解的可溶性糖含量較高，可以快速為機體提供能量。扁莖黃芪秸稈和辣椒秧的CB含量較高，說明其CHO 發(fā)酵較慢，這與其較高纖維含量相吻合。從扁莖黃芪秸稈、辣椒秧、苜蓿干草、花生秧的CHO 組成來看，4 種粗飼料可利用養(yǎng)分由高到低為扁莖黃芪秸稈、苜蓿干草、辣椒秧、花生秧。

PA 對反芻動物具有較高的利用價值，可以在瘤胃內(nèi)快速被降解，從而為機體提供較多營養(yǎng)。辣椒秧的PA 含量較低，說明其真蛋白含量較多；扁莖黃芪秸稈和辣椒秧的PB和PB含量較高，說明其在瘤胃的發(fā)酵速度高于苜蓿干草和花生秧；花生秧中含有較多的PB，可以通過瘤胃進入小腸消化，辣椒秧中較低的PB說明應(yīng)用時應(yīng)注意補充過瘤胃蛋白，以滿足反芻動物對日糧中蛋白質(zhì)的需求。扁莖黃芪秸稈、辣椒秧、苜蓿干草、花生秧中的PB、PB、PB含量差異可能與不同的蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)有關(guān)。PC 主要是飼料中的ADFIP，不能被瘤胃微生物消化利用。飼料中的PC含量越低，其蛋白質(zhì)的生物學效價越高?；ㄉ淼腜C 含量顯著高于其他3 種粗飼料，因此在配制飼料和使用中應(yīng)注意添加比例。綜上可見，4 種粗飼料可利用蛋白質(zhì)由高到低依次是苜蓿干草、扁莖黃芪秸稈、辣椒秧、花生秧。

3.3 利用NRC 模型分析4 種粗飼料的可消化養(yǎng)分和能值 NRC 模型根據(jù)纖維分析方法將飼料中CHO 劃分為非纖維性碳水化合物（NFC）和纖維性碳水化合物（FC）兩部分，模型根據(jù)飼料的真可消化養(yǎng)分含量估測飼料的能量供給量，各營養(yǎng)組分對能量的貢獻能力不同。辣椒秧和苜蓿干草的tdNFC、tdCP 含量較高，可能與其較高的NFC 和CP 含量有關(guān)，且tdNFC 含量與飼糧的加工調(diào)制有關(guān)，即計算tdNFC 時需考慮PAF。飼料CP 對能量的貢獻率主要與CP 和ADFIP 比例有關(guān)，tdCP 與ADFIP 占CP 比例呈指數(shù)關(guān)系。扁莖黃芪秸稈中的tdNDF 含量高于苜蓿干草和花生秧、辣椒秧，這與幾種粗飼料中的NDF 含量相吻合。辣椒秧和苜蓿干草的TDN相近，其次為花生秧和扁莖黃芪秸稈，且相應(yīng)的能值DE、ME、NE、NE也具有相同的趨勢，這表明辣椒秧和苜蓿干草在能量利用方面具有較大的優(yōu)勢。從幾種粗飼料的tdNFC、tdCP 和DE、ME、NE、NE來看，4 種粗飼料的可消化養(yǎng)分和能值由高到低依次是辣椒秧、苜蓿干草、花生秧、扁莖黃芪秸稈。

4 結(jié) 論

本研究以苜蓿干草為對照，利用CNCPS 和NRC模型分析了3 種非常規(guī)粗飼料的營養(yǎng)成分和能值?；ㄉ淼腘DF 和ADF 含量與苜蓿干草相近，但其CP 和tdNDF 含量較低；辣椒秧具有較高的CP、tdCP 含量，并具有較高的TDN、DE、ME、NE、NE等能值；扁莖黃芪秸稈NDF 和ADF 含量較高，且tdNDF 和GE水平也相對較高。因此，4 種粗飼料的營養(yǎng)價值由高到低為苜蓿、辣椒秧、扁莖黃芪秸稈、花生秧。但4 種粗飼料養(yǎng)分含量及營養(yǎng)供給量存在差異，其中部分營養(yǎng)值為模型推算結(jié)果，其適口性及應(yīng)用效果還需要在動物試驗中進一步驗證。