TMR不同精粗比例对中产奶牛碳水化合物消化的影响

边革 孙亚波 刘玉英 刘胜华 高月 孙宝成

粗饲料的来源和品质是影响奶牛生产性能的重要因素，由于复杂的瘤胃微生物系统的存在，反刍动物可以广泛的消化利用粗饲料各类碳水化合物，其中如淀粉等非结构性碳水化合物可以在瘤胃内快速降解，并释放出能量供给瘤胃微生物合成菌体蛋白(MCP)，而纤维素、半纤维素等在微生物纤维素酶的作用下逐步降解成不溶状态的多糖、纤维二糖和葡萄糖之后通过细菌和纤毛虫的作用生成挥发性脂肪酸。因此，研究奶牛对碳水化合物的消化利用能力对于准确配合奶牛日粮以及扩大粗饲料来源都具有重要意义。

1 材料方法

1.1 试验动物及饲养管理

40头试验奶牛由辽宁顺兴奶牛场提供，平均年龄4.0岁、胎次为4.7胎、体重754.5 kg、泌乳日期为107.75 d、日平均产奶量18.75 kg。试验奶牛采用拴系式饲养，自由采食和饮水，每天4:00、11:30、21:00三次饲喂和挤奶。

1.2 试验设计及日粮组成

将40头奶牛随机分成4组，其中Ⅰ组为对照组，Ⅱ组、Ⅲ组和Ⅳ组为试验组，在各组营养水平相同的条件下，设置各组日粮的精粗比例依次为50%∶50%，40%∶60%，35%∶65%，30%∶70%，并根据需要加水11.5%制作成TMR日粮。其中精料由玉米、麸皮、豆粕、棉籽饼、食盐、磷酸氢钙、石粉和预混剂组成；粗饲料由苜蓿干草、羊草和玉米青贮组成，苜蓿干草和羊草由辽宁省畜牧草业工程技术中心提供。试验预试期15 d，正试期20 d。试验动物日粮根据中华人民共和国农业行业标准NY/T 34—2004奶牛饲养标准制定，其组成和营养水平见表1。

表1 各组试验动物日粮组成及营养水平

1.3 样品采集及试验指标测定

在正试期第1、7、13、20 d采集粪样100 g，-20℃条件下冷冻保存。粪样的粗纤维(CF)、中性洗涤纤维(NDF)和酸性洗涤纤维(ADF)的测定采用国标法。

1.4 数据处理

数据统计分析应用SPSS13.0统计软件进行单因子方差分析(ANOVA)，差异显著则进行邓肯氏(或LDS)多重比较，并进行相关关系的统计分析。

2 试验结果与分析讨论

2.1 不同精粗比例的日粮碳水化合物消化结果

由表2可见，从试验Ⅰ组到Ⅳ组，随着日粮粗饲料比例由50%增加到70%，CF表观消化率呈先增加后降低趋势，其中试验Ⅱ组显著(P＜0.05)高于试验Ⅰ组，试验Ⅲ组极显著(P＜0.01)高于试验Ⅰ组和Ⅳ组；NFE表观消化率呈现先增加后降低趋势，但是各个试验组间差异不显著(P＞0.05)；NDF表观消化率呈现先增加后降低趋势，其中试验Ⅲ组表观消化率最高，并显著(P＜0.05)高于试验Ⅳ组，其他各组间差异不显著(P＞0.05)；ADF表观消化率总体上也呈先增加后降低趋势，其中试验Ⅱ组较高，但是各组之间均差异不显著(P＞0.05)。

2.2 粗饲料采食量与纤维表观消化率的关系

在本研究中，随着粗饲料采食量增加，CF表观消化率、NDF表观消化率和ADF表观消化率均总体呈先增加后降低的趋势，统计分析得出，CF表观消化率(y1,%)、NDF表观消化率(y2,%)和ADF表观消化率(y3,%)与粗饲料采食量(x,kg/d)均呈二次曲线相关关系：y1=-0.27x2+9.45x-11.95，r2=0.69，n=40，P＜0.05；y2=-0.26x2+9.23x-12.27，r2=0.68，n=40，P＜0.05；y3=-0.28x2+9.77x-19.3，r2=0.68，n=40，P＜0.05，如图1所示。由以上3个相关方程分析可知，当粗饲料采食量在17.45～17.75 kg/d时，CF、NDF和ADF的表观消化率均最高。

表2 不同精粗比例的日粮碳水化合物消化结果

在奶牛对碳水化合物的消化利用过程中，CF是较难消化的营养成分，瘤胃微生物的存在为结构性碳水化合物的消化利用提供了有力的条件，日粮碳水化合物的70%～90%是在瘤胃内消化的。据研究，每毫升瘤胃内容物中有细菌约1010～1011个，厌氧真菌约103～105个孢子，噬菌体约108～109个,纤毛虫约104～106个。其中的纤维降解菌、半纤维素降解菌和瘤胃真菌在结构性碳水化合物的消化过程中具有决定性作用。大量研究表明，粗饲料中的CF大约有70%在瘤胃内被微生物直接消化的。本研究中，当TMR日粮的粗饲料比例由50%增加到65%，CF、NDF和ADF的表观消化率都呈增加，表明此时日粮结构性碳水化合物含量在瘤胃微生物分解能力的阈值以内，当粗饲料比例进一步增加到70%时，其降解能力略显不足，因而表观消化率又有降低。从纤维物质表观消化率的数值看，粗饲料比例在65%时是较好的。在本研究中，NDF和ADF在泌乳奶牛消化系统中的消化规律是比较相似的，统计分析得出NDF表观消化率(y，%)与ADF表观消化率(x，%)的线性相关关系为：y=0.73x+19.99，r2=0.64，n=40，P＜0.05，如图2

图1 粗纤维表观消化率(y1%)、中性洗涤纤维表观消化率(y2,%)和酸性洗涤纤维表观消化率(y3,%)与粗饲料采食量(x，kg/d)的线性相关关系

所示。根据Van Soest提出的洗涤纤维理论：NDF包括纤维素、半纤维素、木质素和硅酸盐，ADF包括纤维素、木质素和硅酸盐，NDF中半纤维素的表观消化率是引起NDF与ADF表观消化率差异的主要原因。半纤维素含有一种或者几种糖基，如D-木聚糖基、D-甘露糖基、D-葡萄糖基等，其他糖基作为支链连接于主链上，纤维素是由D-葡萄糖残基以β-1，4-糖苷键连接的聚合分子，半纤维素较纤维素更容易被消化。

2.3 粗饲料采食量与无氮浸出物表观消化率的关系

本研究粗饲料由玉米青贮、羊草和苜蓿干草三部分组成，其中羊草和苜蓿干草是日粮中纤维物质的主要来源，随着粗饲料比例增加，日粮中结构性碳水化合物比例上升，而NFE(淀粉、可溶性单糖、双糖、有机酸、部分果胶或维生素及色素等)比例则降低。NFE较容易被动物消化吸收，在反刍动物瘤胃内，淀粉和可溶性多糖被快速降解为微生物提供碳架，瘤胃细菌利用这碳架和非蛋白氮(NPN)合成大量的MCP。因此

NFE的表观消化率一般都较高，本研究中达到

82.55%，对4个试验组比较后发现，试验Ⅱ组和Ⅲ组比另外两组高，如图3所示，即当日粮粗饲料比例在60%～65%时，NFE表观消化率较高。

图2 中性洗涤纤维表观消化率(y，%)与酸性洗涤纤维表观消化率(x，%)的线性相关关系

图3 各试验组无氮浸出物表观消化率比较

3 结论

在本研究中，随着TMR日粮粗饲料比例增加，CF、NDF、ADF表观消化率均呈先增加后降低趋势。对年产奶量5 000 kg的奶牛而言，当精粗饲料比例为40%∶60%～35%∶65%时，以上几类碳水化合物的表观消化率较高。因此建议应用TMR日粮的中等产奶量的奶牛日粮粗饲料比例控制在60%～65%时，饲料碳水化合物可以得到最有效的利用。