非常规粗饲料分级指数和相对价值比较研究

李　洋，窦秀静，张幸怡，王艳菲，王一臻，林　聪，张永根*（.东北农业大学动物科学技术学院，哈尔滨　50030；.甘南县畜牧兽医局，黑龙江　甘南　600）



非常规粗饲料分级指数和相对价值比较研究

李洋1，窦秀静1，张幸怡1，王艳菲2，王一臻1，林聪1，张永根1*
（1.东北农业大学动物科学技术学院，哈尔滨150030；2.甘南县畜牧兽医局，黑龙江甘南162100）

摘要：试验旨在应用粗饲料分级指数（GI）和饲料相对价值（RFV）评定8种反刍动物非常规粗饲料（湖北花生藤、山东花生秧、河南花生秧、东陵区玉米叶、甘肃豌豆秧、重庆皇竹草、四川谷草和内蒙麦秸）营养价值，并就非常规粗饲料的GI和RFV进行比较研究。结果表明，①分别按粗蛋白质、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维等含量对非常规粗饲料的品质排序，结果均不一致；②按GI2001、GI2008和RFV评价非常规粗饲料品质依次是湖北花生藤>山东花生秧>河南花生秧>东陵区玉米叶>甘肃豌豆秧>重庆皇竹草>四川谷草>内蒙麦秸。结果表明，单一指标不能准确评价粗饲料营养品质，GI2001、GI2008和RFV评定粗饲料品质结果一致，8种粗饲料中营养价值最高是湖北花生藤，其次是山东花生秧，内蒙麦秸最低，GI2008可更科学合理评定非常规粗饲料营养价值。

关键词：粗饲料分级指数（GI）；饲料相对价值（RFV）；非常规粗饲料；品质评定

李洋,窦秀静,张幸怡,等.非常规粗饲料分级指数和相对价值比较研究[J].东北农业大学学报, 2016, 47(2): 54-60.

Li Yang, Dou Xiujing, Zhang Xingyi, et al. Comparison study on GI and RFV determination and roughage forage[J]. Journal of Northeast Agricultural University, 2016, 47(2): 54-60. (in Chinese with English abstract)

随着我国畜牧业发展，优质粗饲料需求量加大，而优质粗饲料缺乏导致价格高、养殖成本高等问题[1]。因此，充分利用非常规粗饲料，挖掘非常规饲料资源生产潜力，降低养殖饲料成本是提高奶牛生产效益与经济有效手段。我国拥有多种具有地域特色的植物性饲料资源。其中，皇竹草具有产量高、经济效益显著、营养丰富、适口性好特点，是优良的禾本科牧草[2]；谷草具有叶量多、耐旱、籽实不易脱落、抗倒伏性等特性[3-5]；秸秆类饲料是养殖潜力大的粗饲料，每年产量巨大，主要包括水稻秸、小麦秸、高粱秸、玉米秸、豆秸、谷草、薯秧和花生秧等[6]，大部分属于非常规粗饲料。非常规饲料是相对概念，通常情况下是指在配方中使用较少，或对营养特性和使用价值了解较少的饲料，因不同地域或不同饲粮组成而不同[7]。李启武[8]、杨在宾[9]、郭勇庆[6]以及王慧媛[10]等提出花生蔓藤、小麦秸秆、玉米苞叶和谷草类均属于非常规粗饲料资源。这些饲料在配方中使用较少，营养价值评定不准确，缺乏可靠饲料数据库，增加饲粮配方设计难度[7]。为高效利用粗饲料以促进生产，对粗饲料品质评价尤为重要。饲料相对值（Relative feed value，RFV）[11]是评定奶牛饲料综合指标[12]。粗饲料分级指数（Grading index，GI）[11]由卢德勋在RFV基础上，克服其以能量为中心之不足，提出的饲料品质综合评定指数[13]。本试验分析8种非常规粗饲料的常规营养成分，利用2种饲料评价方法，评价和比较粗饲料品质，为非常规粗饲料高效利用提供技术支持。

1　材料与方法

1.1试验动物与饲粮组成

试验地点为东北农业大学阿城实验基地，选用3头体重550 kg，装有永久性瘤胃瘘管的健康荷斯坦奶牛。按照奶牛饲养标准配制试验饲粮，饲粮组成及营养水平见表1。试验期，奶牛每天饲喂2次，自由饮水，奶牛采用拴系饲养。

1.2材料

试验选用国家奶牛产业技术体系下属各试验站及牧场选送的8种非常规粗饲料（见表2）。

1.3试验内容及测定方法

1.3.1常规营养成分测定

干物质（DM）按照国标法（GBT6435-94）测定，粗蛋白（CP）按照国标法（GBT6432-94）测定，粗灰分（ASH）按照国标法（GBT6438-94）测定，粗脂肪（EE）按照国标法（GBT6433-94）测定，碳水化合物（CHO）的计算采用公式[14]：CHO（%）=100%-CP （%）- EE（%）-ASH（%）。中性洗涤纤维（NDF），酸性洗涤纤维（ADF）根据Van Soest分析体系中提供方法测定[15]，半纤维素（HC）计算采用公式[14]：HC （%）= NDF（%）- ADF（%）。

1.3.2可消化粗蛋白质测定

运用Tilley和Terry的二级离体体外消化法测定可消化粗蛋白质（Digestible crude protein，DCP）[16]。为避免瘤胃内含有过多的食物碎片，晨饲前通过瘤胃瘘管真空抽取3头牛的瘤胃内容物，四层纱布过滤后，将瘤胃液置于提前39℃预热的容器内，取所需体积瘤胃液与人工瘤胃营养液混合，制成混合人工瘤胃液测定DCP。

二级离体消化法主要包括两个阶段：瘤胃液消化阶段和酸性胃蛋白酶消化阶段。根据模拟活体消化要求，离体消化条件为[17]：

①厌氧条件

为保证厌氧状态，在应用瘤胃液依靠微生物消化的第一阶段，从将瘤胃液盛装于暖水瓶到粗滤于三角瓶，分装于离心管培养整个过程内需通入CO2排出空气，达到饱和状态。

②温度

微生物活动和酶作用最适温度为38~39℃。缓冲液预热后与瘤胃液混合盛装于保暖瓶中；后续试管分装操作等在热水浴中进行。整个消化培养在培养箱（保持恒温）内进行。

③恒定pH

瘤胃液消化阶段，pH维持在6.7~6.9。当所取瘤胃液含有较多的食物碎片时，需在培养后6~24 h监测pH，用Na2CO3调整pH变化。胃蛋白酶消化阶段，通过加酸使pH降到1.5。如使用纤维素酶则需将pH调整到4.8。在整个培养过程内培养液pH保持恒定。

1.3.3物理有效因子测定

粗饲料价值或peNDF值与滞留于瘤胃内并需要咀嚼的纤维碎片相关。Mertens提出实验室估测peNDF易行且综合的方法[18]。利用宾州颗粒度分级筛（Penn stateparticle size separator）测定粗饲料pef。具体测定方法：将三层筛子和底盘按孔径由大到小依次向下排列，取约200克鲜样置于最上层筛（孔径19 mm）[19]。筛子总共水平振荡40次（每个方向5次，共两组），振荡频率为1次·s-1或水平振荡距离大于17 cm。振荡过程中不允许出现垂直振动。振动结束后，称量每层筛上物，测定干物质含量，计算筛上物占总干物质比例，将pef定义为留在19和8 mm筛上物重占总样品重比例之和。

peNDF=粗饲料NDF（%）×pef。

1.3.4 NEL和DMI测定

GI2008中NEL和DMI测定采用以下预测模型估算。

花生藤、花生秧和豌豆秧等豆科牧草的DMI估算公式为：DMI（kg·d-1）=120/NDF（%DM）×BW （kg）（体重按照600 kg为准）；NEL估算公式为：NEL（MJ·kg-1）=（1.044 -0.0119×ADF）×9.29；

玉米叶、皇竹草、谷草和麦秸等采用禾本科牧草的DMI估算公式同上；NEL估算公式为：NEL（MJ·kg-1）=（1.085-0.015×ADF）×9.29；

GI2001中DMI和NEL的估测公式同GI2008。

1.3.5 GI2001，GI2008和RFV值计算

GI2001（MJ·d-1）= NEL（MJ·kg-1）×DMI（kg·d-1）×CP （%）/ NDF（%）

GI2008（MJ·d-1）=NEL（MJ·kg-1）×DMI（kg·d-1）× DCP（%）/ [（1-pef）×NDF（%）]

式中，DMI-干物质随意采食量（kg·d-1）；NEL-产奶净能（MJ·kg-1）；DCP-可消化粗蛋白质（% DM）；pef-物理有效因子；CP-粗蛋白质含量（% DM）；NDF-中性洗涤纤维含量（%DM）。

RFV=DMI×DDM/1.29

式中，DMI=120/NDF（%）；DDM（%DM）=88.96-0.779×ADF（%DM）

式中，DMI-干物质随意采食量（%BW）；DDM-可消化干物质含量（%DM）；ADF-酸性洗涤纤维含量（%DM）；NDF-中性洗涤纤维含量（%DM）；选择1.29是盛花期的苜蓿的DMI×DDM值。

1.4数据处理及统计分析

本试验GI2001和GI2008值根据卢德勋提出公式计算。数据采用Excel初步整理，SAS 9.1软件分析。

表1饲粮组成及营养水平（风干基础）Table 1 Composition and nutrient levels of the diet (air-dried basis)　(%)

表2粗饲料来源Table 2　 Source introduction about roughages

2结果与分析

2.1非常规粗饲料常规成分含量测定

非常规粗饲料常规成分见表3。试验通过常规方法对粗饲料营养价值评价结果表明，各粗饲料间DM含量差异不显著，均85%~94%，内蒙麦秸干物质含量最高，重庆皇竹草、甘肃豌豆秧、东陵区玉米叶和山东花生秧次之，河南花生秧和湖北花生藤最低；8种粗饲料CP含量在3.12%~10.40%，其中山东花生秧和花生藤CP含量最高，其次是河南花生秧、豌豆秧和玉米叶，谷草、皇竹草和麦秸最低。本试验以CP含量对粗饲料品质比较排序为山东花生秧>湖北花生藤>河南花生秧>甘肃豌豆秧>东陵区玉米叶>重庆皇竹草>四川谷草>内蒙麦秸；8种粗饲料NDF和ADF含量分别为35.93%~75.00%和29.25%~47.39%。以NDF含量和ADF含量比较粗饲料品质，排序分别为：湖北花生藤>山东花生秧>河南花生秧>东陵区玉米叶>甘肃豌豆秧>四川谷草>内蒙麦秸>重庆皇竹草；湖北花生藤>东陵区玉米叶>重庆皇竹草>河南花生秧>山东花生秧>四川谷草>内蒙麦秸>甘肃豌豆秧。8种非常规粗饲料中，灰分含量最高的是内蒙麦秸，四川谷草和东陵区玉米叶较高，湖北花生藤、河南与山东花生秧、甘肃豌豆秧次之，最低的是重庆皇竹草；脂肪含量最高的是湖北花生藤，四川谷草和内蒙麦秸最低，其他饲料间差异不大；重庆皇竹草的碳水化合物含量最高，其他饲料碳水化合物含量均80%，差别不大；8种非常规粗饲料半纤维素含量差异较大，顺序为：重庆皇竹草>四川谷草>内蒙麦秸>东陵区玉米叶>甘肃豌豆秧>河南花生秧>湖北花生藤>山东花生秧；通过其他指标含量比较，营养品质排序不同。

表3粗饲料常规营养成分含量Table 3 Analysis on the conventional nutrients in roughages (%DM)

2.2粗饲料可消化蛋白、物理有效因子及物理有效中性洗涤纤维测定

8种粗饲料可消化蛋白、物理有效因子及物理有效中性洗涤纤维测定值见表4。GI2008在GI2001基础上对个别指标修改。饲料DCP代替CP，可以粗略反映饲料蛋白质质量。纤维指标增加peNDF，其为建立在固定范围和参考价值基础上的饲料属性[20]。饲粮中peNDF与NDF消化率、奶牛咀嚼次数、奶牛唾液分泌量、瘤胃pH及乙丙比之间存在明显正相关[21]。因此，采用以上指标增加GI2008对饲料进行分级评估准确性和合理性。8种非常规粗饲料的DCP含量顺序为：山东花生秧>甘肃豌豆秧>河南花生秧>重庆皇竹草>湖北花生藤>四川谷草>东陵区玉米叶>内蒙麦秸；粗饲料的peNDF在34.14~67.33，秸秆类与禾本科牧草高于豆科牧草，重庆皇竹草、内蒙麦秸和四川谷草最高，甘肃豌豆秧和东陵区玉米叶次之，河南花生秧、山东花生秧和湖北花生藤最低。

表4粗饲料可消化蛋白、物理有效因子及物理有效中性洗涤纤维含量Table 4 Value of the digestible crude protein, pef and peNDF in roughages　(%DM)

2.3粗饲料的产奶净能与干物质随意采食量测定

粗饲料产奶净能与干物质随意采食量见表5，NEL值排序为：湖北花生藤>河南花生秧>东陵区玉米叶>山东花生秧>重庆皇竹草>甘肃豌豆秧>四川谷草>内蒙麦秸；DMI值排序为：湖北花生藤>山东花生秧>河南花生秧>东陵区玉米叶>甘肃豌豆秧>四川谷草>内蒙麦秸>重庆皇竹草。不同非常规粗饲料间的NEL与DMI排列顺序不同。

表5粗饲料产奶净能（NEL）及干物质随意采食量（DMI）Table 5 Value of the NELand DMI in roughages

2.4粗饲料GI2008、GI2001和RFV比较分析

结果见表6。

由表6可知，8种非常规粗饲料GI2008、GI2001和RFV的分级次序一致，依次为湖北花生藤>山东花生秧>河南花生秧>东陵区玉米叶>甘肃豌豆秧>重庆皇竹草>四川谷草>内蒙麦秸；GI2008值变化范围为13.17~282.80，GI2001值变化范围为1.69~36.53，RFV值变化范围为70.58~171.20。

表6粗饲料RFV、GI2001和GI2008值比较Table 6 Comparison of values of RFV, GI2001and GI2008in roughages

3讨论与结论

3.1营养成分比较

由试验结果可知，不同品种的非常规粗饲料和不同地区的同种粗饲料营养成分均存在差异。不同产地的花生秧CP含量差异较大，原因可能与样品的品种、主要构成成分或收割期不同有关[22]。对非常规粗饲料质量评定时，各单一指标排序结果不同。其其格等通过对12种牧草营养成分测定表明常规营养指标下的营养品质排序结果不同[23]，表明单一营养指标不能作为衡量粗饲料品质标准。卢德勋指出，使用综合整体的指标已经成为科学评定粗饲料品质的必然发展趋势[20]。李婉指出只有综合考虑粗饲料的干物质采食量、能量和可消化蛋白质等指标，才能进行合理评价[24]。

3.2 GI值比较

本试验中8种非常规粗饲料分别为豆科植物（花生藤、豌豆秧和花生秧）、禾本科牧草（皇竹草和谷草）和秸秆类植物（玉米叶和麦秸）。粗纤维含量和干物质采食量在奶牛营养学中十分重要[25]。湖北花生藤作为GI值最高的饲料资源，NDF及ADF含量最低，具有较高的干物质随意采食量，致使其GI值明显高于其他几种豆科牧草；本试验中，两种不同产地花生秧由于生长环境的温度、湿度和日照量等因素不同，营养品质受到不同程度影响，而GI值结果完全不同[26]。张峰报道，如提前花生秧的刈割时间，饲料价值可得到大幅提高，粗脂肪含量可达4.95%、粗蛋白含量可达到15.23%[27]。甘肃豌豆秧GI值较低原因是NDF、ADF含量高，干物质随意采食量较低，花生秧中的粗蛋白质含量是豌豆秧1.6倍，最终造成豌豆秧GI值偏低。禾本科和秸秆类饲料GI值较低原因是这两种饲料的纤维含量高，致使干物质随意采食量受限。

3.3 RFV、GI2001和GI2008值比较

本试验结果可知，8种非常规粗饲料RFV、GI2001和GI2008排序结果完全一致，证明粗饲料分级指数与RFV评价结果一致性以及GI分级结果准确性。王艳菲[28]和红敏[20]对不同粗饲料分级评估时也证明RFV与GI分级结果一致，同本试验结果相同。GI2008分级变化范围更大，分级更明显，可显著区分GI2001中分级差别不大的粗饲料。DCP和peNDF两个指标的引入，结合饲料营养成分和动物消化生理的双重因素，兼顾粗饲料物理特性与动物健康之间的关系，具有更高的科学性和准确性。

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Comparison study on GI and RFV determination and roughage forage

LI Yang1, DOU Xiujing1, ZHANG Xingyi1, WANG Yanfei2, WANG Yizhen1, LIN Cong1, ZHANG Yonggen1(1. School of Animal Sciences and Technology, Northeast Agricultural University, Harbin 150030, China; 2. Gannan Animal Husbandry and Veterinary Bureau, Gannan Heilongjiang 162100, China)

Abstract:The paper was designed to use grading index (GI) and relative feed value (RFV) to assess the nutritional value of 8 kinds of roughage forage (peanut vine in Hubei, peanut straws in Shangdong, peanut straws in Henan, maize leaf in Dongling district, pea seedling in Gansu, pennisetum hydridum in Chongqing, cercal straw in Sichuan, wheat straw in Inner Mongolia), and compared the GI and RFV of roughage forage. The results showed that,①According to the CP, NDF and ADF contents the roughage forage quality sorting results were inconsistent.②According to the quality evaluation of GI2001, GI2008and RFV, the roughage forage quality from high to low in turn was peanut vine in Hubei> peanut straws in Shangdong>peanut straws in Henan>maize leaf in Dongling district>pea seedling in Gansu>pennisetum hydridum in Chongqing>cercal straw in Sichuan>wheat straw in Inner Mongolia. The results indicated that, it was not exact to evaluate nutritive value of pasturage by single nutritive indicators, the result of GI2001, GI2008and RFV was the same, the highest nutritional value in 8 kinds ofbook=55,ebook=60roughage forage was peanut vine in Hubei, the second was peanut straws in Shandong, the lowest was wheat straw in Inner Mongolia, GI could be more scientific and reasonable for the quality evaluation of roughage forage..

Key words:grading index (GI); relative feed value (RFV); roughage forage; quality assessments

*通讯作者：张永根，教授，博士生导师，研究方向为反刍动物生产。E-mail: zhangyonggen@sina. com

作者简介：李洋（1989-），男，博士研究生，研究方向为反刍动物生产。E-mail: liyang1405053@sina. com

基金项目：国家奶牛产业技术体系项目（CARS-37）

收稿日期：2015-10-27

中图分类号：S966.4；S917.4

文献标志码：A

文章编号：1005-9369（2016）02-0054-07