粗饲料干物质和中性洗涤纤维在瘤胃中的动态 和静态降解率比较研究

杨 泉，张 晨，李泽民，张崇玉，张桂国

（山东农业大学动物科技学院/山东省动物生物工程与疾病防治重点实验室，山东 泰安 271018）

瘤胃动态降解率，也称瘤胃有效降解率，非常准确地反映了饲料营养物质在瘤胃中的实际降解情况，已被广泛应用在饲料蛋白质瘤胃降解率的测定中，也可以用于饲料中的干物质（DM）、中性洗涤纤维（NDF）等成分的瘤胃降解率测定。瘤胃动态降解率的测定，是采用Mehrez和 Rskov[1]在1977年应用尼龙袋测定技术，以及Rskov和McDonald[2]建立的饲料蛋白质瘤胃动态降解率的公式Pt=a+bc/（c+k）计算得出。测定饲料的某一成分的瘤胃动态降解率，需要分别测定 饲料成分在瘤胃中2、6、12、12、36、48、72 h等各个时间点的瘤胃静态降解率，拟合曲线 P=a+b（1-e-ct）求出a、b、c常数，还要测定所测饲料的瘤胃外排速度（k），采用拟合曲线f=e-kt求出k（可取典型值），最后用Pt=a+bc/（c+k）求出饲料成分的瘤胃动态降解率。由此看来，饲料成分的瘤胃动态降解率的测定非常繁琐，消耗大量的人力物力，那么有没有其它指标可以替代动态降解率？在反刍动物饲料瘤胃降解率方面，国内外学者所做的工作主要集中于饲料蛋白质的瘤胃动态降解率的研究。然而，对粗饲料成分的瘤胃动态降解率的研究，特别是对于粗饲料中的DM和NDF瘤胃动态降解率的研究，以及与静态降解率的关系鲜有报道。本文选用了26个粗饲 料样品，进行了粗饲料中的DM和NDF在瘤胃中的不同时间点的静态降解率测定，并利用公式计算其动态降解率，比较动态和静态降解率的关系。本研究拟解决的关键问题是：明确粗饲料中DM和NDF在瘤胃动态降解率的规律，找出动态和静态降解率的关系，准确评价粗饲料的营养价值。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 聚酯纤维网袋 聚酯纤维网袋（聚对苯二甲酸乙二醇酯，细丝的直径为34 μm，孔径20 μm），大小为5 cm × 6 cm，三面塑封，一面开口，作为本试验用的聚酯纤维网袋完全符合本试验的要求。

1.1.2 试验样品 选择26个粗饲料样品，分3批测定瘤胃降解率。第一批有苜蓿颗粒、杨树叶、羊草颗粒、喷浆玉米皮、花生秧、蘑菇渣、木薯渣、食用菌菌托、麸皮9种粗饲料；第二批有羊草、甘薯蔓、花生秧、大麦麸、玉米秸、大豆秸、花生壳、葵花籽壳、稻壳9种粗饲料；第三批有鲜白三叶、鲜花生秧、食用菌菌托、绿豆皮、喷浆玉米皮、羊草颗粒、苜蓿颗粒、杨树叶8种粗饲料。按照GB/T 20195-2006[3]方法制备成风干样品，粉碎过1.00 mm筛，然后将样品充分混合均匀，密封保存以备分析测定。

1.1.3 绵羊及饲养管理 试验在山东农业大学动物科技试验站进行，选用4只体重在50 kg左右、年龄相近、健康的阉割成年杜泊绵羊，并安装有永久性瘤胃瘘管。杜泊绵羊按常规程序饲养管理，维持代谢能需要量按480 KJ/kgW0.75计算，摄入量为1.3倍的维持需要，饲喂量为1.2 kg。基础饲粮精粗比为40:60，其组成及营养水平见表1。于每天08:00和18:00饲喂日粮，自由饮水。饲喂10 d进行瘤胃降解实验。

表1 基础饲粮组成及营养水平（风干基础）（%）

1.2 方法

1.2.1 样品制作 用油性记号笔对聚酯纤维网袋编号、称重后，称量1 g左右的样品于袋中，用封口机封口。每种样品制作48个聚酯纤维网袋，26种样品共制作1248个聚酯纤维网袋，分3批用于饲料瘤胃降解率的试验。将装有样品的聚酯纤维网袋在105 ℃ 干燥箱中烘3 h后立即取出称量，计算出饲料干物质的含量。

每个样品设4个重复（即4只羊）。每只羊每个样品设6个时间点（6、12、24、36、48和72 h），每个时间点2个平行。饲喂后放至瘤胃，不同时间点放入，同一时间取出。取出后用去离子水洗涤，直至滤出水澄清为止。将洗净后的聚酯纤维网袋于105 ℃ 的烘箱中烘干，测定袋中饲料DM和NDF的含量。

1.2.2 测定方法 饲料样品中NDF含量参照国标法（GB/T 20806-2006）[4]和山东省地方标准（DB 37/T 3372-2018）[5]测定；ADF含量参照国家行业标准法（NY/T 1459-2007）[6]测定；ADL含量参照国标法（GB/T 20805-2006）[7]和山东省地方标准（DB 37/T3371-2018）[8]测定；灰分（Ash）含量参照国标法（GB/T 6438-2007）[9]测定；粗蛋白（CP）含量参照国标法（GB/T 6432-2018）[10]测定。半纤维素（HCL）、纤维素（CEL）和中性洗涤可溶性碳水化合物（NDSC）参照以下公式计算：

HCL % = NDF % - ADF %；CEL%=ADF % - ADL %；NDSC % = 100 % - Ash % - CP % - EE % - NDF %。

1.2.3 瘤胃降解率计算方法 饲料DM和NDF降解率计算公式：降解率（%）=[样品中的某一成分含量（g）-降解后残渣中某一成分的含量（g）]/样品中的某一成分含量（g）×100。

饲料DM和NDF瘤胃动态降解率根据Rskov和McDonald[2]提出的公式计算：

式中，P：t时刻被测样品某目标成分的实时瘤胃降解率（%）；a：被测样品某目标成分的快速降解率（%）；b：被测样品某目标成分的慢速降解部分（%）；c：b部分的降解速率（%/h）；t：饲料在瘤胃中停留的时间（h）；Pt：待测样品某目标成分的动态降解率（%）；k：待测样品中某目标成分的瘤胃外流速率（%/h）。

利用各培养时间点实时降解率的数据（P和t），采用最小二乘法，使用SAS9.2计算软件，计算式中的a、b和c值，K值取0.03[2,11,12]。

1.2.4 数据统计方法 试验数据采用Excel 2010进行整理，采用SPSS 23.0统计软件的比较均值过程进行单因素ANOVA分析，差异显著则用SNK法进行两两比较。P＜0.05作为差异显著的判断标准。试验结果用平均值加减标准误表示。

2 结果与分析

2.1 粗饲料中纤维成分和NDSC含量

26种粗饲料中NDF、HCL、CEL和NDSC的含量结果见表2。由表2可知，NDF含量在28.36 %～86.86 %，稻壳的NDF含量最高，为86.86 %。NDSC含量在0.14 %～50.27 %，食用菌菌托的NDSC含量最高，为50.27 %。

表2 粗饲料中的纤维成分和 NDSC含量（干物质基础） （%）

2.2 粗饲料中DM的瘤胃动态和静态降解率比较

粗饲料的DM动态降解率和在瘤胃24、36、48h静态瘤胃降解率见表3，可以看出，在24 h时，食用菌菌托的DM降解率最高。在36 h和48 h时，白三叶的DM降解率最高，分别为89.87 % 和94.40 %。而稻壳的DM降解率在各个时间点都是最低，分别为7.92 %、7.95 % 和8.83 %。

表3 粗饲料在瘤胃中的DM降解率 （%）

饲料的DM瘤胃动态降解率与饲料在24 h、36 h和48 h的静态降解率的回归模型见表4，由此可知饲料中DM的瘤胃动态降解率（Y），与其在24 h、36 h和48 h的静态降解率（x）呈高度线性相关，相关系数分别为0.9959、0.9955和0.9907。

表4 粗饲料中DM的瘤胃静态降解率和 动态降解率之间的关系

2.3 粗饲料中NDF的瘤胃动态和静态降解率比较

粗饲料中NDF的瘤胃动态降解率（ED）和在瘤胃24、36、48 h的静态降解率见表5，由此可知，食用菌菌托的NDF降解率在各个时间点最高，分别为61.43 %、70.20 % 和78.62 %，其瘤胃动态降解率也是最高，为55.92 %。在24 h和36 h时，葵花壳的NDF降解率最低，为0.14 % 和2.58 %。在48 h时，花生壳的NDF降解率最低，为5.10 %。

表5 粗饲料在瘤胃中的NDF降解率 （%）

饲料的NDF瘤胃动态降解率（Y）与饲料在瘤胃中24h、36h和48h的NDF降解率（x）的回归模型见表6，由此可知二者呈高度线性相关，相关系数分别为0.9898、0.9912和0.9932。

表6 粗饲料中NDF的瘤胃静态降解率和 动态降解率之间的关系

3 讨论

3.1 粗饲料中DM的瘤胃动态和静态降解率比较

饲料DM的瘤胃降解率是评定饲料营养价值的重要指标，能够反映饲料可消化程度[13]，DM瘤胃降解率越高，可利用程度就越高[14-15]，与体内消化率具有高度相关性[16-17]。林聪[18]和陈超[19]的研究表明，不同的饲料品种以及不同的处理方式使其营养成分发生差异，DM瘤胃降解率会随着饲料营养成分含量的差异而发生变化。王兴菊等测定了几种粗饲料的干物质在瘤胃中的降解率，同时表示尼龙袋法能够比较准确地评定饲料在瘤胃中的降解情况[20]。本研究结果表明瘤胃的静态降解率与动态降解率高度线性相关，相关系数达到0.99以上，因此静态降解率也能够简单、准确对饲粮中营养物质在瘤胃中降解率进行评价。

3.2 粗饲料中NDF的瘤胃动态和静态降解率比较

NDF的瘤胃降解率是评价饲料营养价值的另一个重要指标，反映了饲料消化难易程度[21-22]，其降解率受饲料中纤维组成、pH和瘤胃微生物等因素的影响。NDF是细胞壁的主要成分，含有半纤维素、纤维素、木质素和不溶性灰分，而含有纤维素、木质素和酸不溶性灰分，不含有半纤维素[23]。对粗饲料而言，反刍动物瘤胃微生物对饲料纤维成分的消化主要是半纤维素。因此，不同饲料中NDF组成成分的比例不同，导致了NDF降解率的差异[24]。由于ADL中存在的坚固酯键结构，而几乎不易被消化，是饲料中最难降解的部分[25]。

根据本研究结果显示，粗饲料在瘤胃中24 h、36 h和48 h的NDF瘤胃降解率和NDF瘤胃动态降解率呈高度线性相关，相关系数分别为0.9898、0.9912和0.9932，因此可以用饲料中NDF的瘤胃静态降解率来评价其在瘤胃中的降解情况。

4 结论

粗饲料中的DM和NDF瘤胃动态降解率，与其相应成分在瘤胃中24 h、36 h、48 h的静态降解率呈高度线性相关，因此，瘤胃动态和静态降解率均可以用来评价饲料在瘤胃中的降解特性。