瘤胃尼龙袋法中0 时间点的利用方式对饲料瘤胃降解特性的影响

刘俊杰，和畅翔，段月岩，杨 璐，何浩然，李 森，张 微

（中国农业大学动物科学技术学院，动物营养学国家重点实验室，北京 100193）

瘤胃尼龙袋法是一种评价饲料在反刍动物瘤胃内降解速度和降解程度的试验方法。虽然瘤胃尼龙袋法应用广泛，但其测定结果会受试验动物的饲养管理、尼龙袋的规格、操作程序等诸多因素影响产生差异。因此，有必要对瘤胃尼龙袋法的操作规程及后续数据处理加以标准化。国内外学者也先后研究总结了一些瘤胃尼龙袋法的标准程序或建议方案。Vanzant 等对影响瘤胃尼龙袋法评价饲料瘤胃降解特性结果的各方面因素进行了分析，并给出了标准化建议参数；张微等结合前人的建议、实验室现行程序以及有关试验研究结果，给出了瘤胃尼龙袋法评定羊饲料瘤胃蛋白质降解率的建议方案，并指出在我国数学计算因素导致的差异应该引起足够重视。目前，国内在使用瘤胃尼龙袋法测定瘤胃降解率时0 时间点的使用不一致。对同一批试验数据的0 时间点数据进行不同方式处理，拟合得到的瘤胃降解参数和瘤胃有效降解率可能存在较大差异，这可能也是造成不同研究间相同样品试验数据可比性差的重要原因。因此，为了研究0 时间点的使用方式对瘤胃尼龙袋法评价饲料瘤胃降解特性结果的影响，本试验首先用瘤胃尼龙袋法测定玉米、豆粕、小麦秸、黑麦干草4 种羊常用饲料的瘤胃干物质（DM）和粗蛋白质（CP）降解率，然后对0 时间点数据依次进行3种使用方式的参数拟合，最后综合比较饲料瘤胃降解参数的差异，以期为羊的瘤胃尼龙袋法相关规程或标准的制定提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验动物 选用8 只3 周岁、体重为64.9～72.1 kg、正常驱虫和免疫、健康状况良好并装有永久性瘤胃瘘管的云南半细毛羊羯羊为试验动物。

1.2 饲料配制与饲养管理 试验所用饲粮按1.3 倍NRC（2007）维持营养需要配制，其组成及营养成分见表1。饲粮精粗比为3:7，日粮组成为精补料0.48 kg、豆糠0.72 kg、青贮1.14 kg（含水量65%），每天07:00 和17:00 分2 次等量饲喂，先喂青贮，后饲喂混合均匀的精料和豆糠（按1:1 加水搅拌）。试验期间，羊只单栏饲养，保证自由饮水，并定期打扫圈舍和护理瘤胃瘘管。试验前空腹称重，正式投放尼龙袋前预试10 d，每期试验结束后，试验羊休息2 d。试验于昆明易兴恒畜牧科技有限公司羊场进行。

表1 饲粮组成及营养成分（DM 基础）

1.3 试验设计 试验分别测定玉米、豆粕2 种精料（0、2、4、8、16、24、36、48 h）和小麦秸、黑麦干草2 种粗料（0、4、8、16、24、36、48、72 h）各时间点的瘤胃降解率，但0 h 的尼龙袋不投入瘤胃中，洗涤程序同其他时间点。

待测样品粉碎并通过8 目筛，试验前65℃烘8 h，回潮24 h，称取精料4.0 g 或者粗料2.5 g 左右放入已知重量的尼龙袋中。对每一种饲料样品，每只羊每个待测时间点设置2 个平行袋子，4 只羊为4 个重复。尼龙袋系在内径为3 mm、长25 cm 的半软塑料管底部，用橡皮筋固定，确保样品不丢失、尼龙袋不脱落。试验采用“同时投入，依次取出”原则，于晨饲前投入瘤胃腹囊，精料分别于2、4、8、16、24、36、48 h 从瘤胃瘘管中取出，粗料分别于4、8、16、24、36、48、72 h 从瘤胃瘘管中取出，并立即用洗衣机（长虹XPB30-875S，3 kg）在标准状态下最高水位冲洗3 次，每次5 min。将洗净的尼龙袋放入65℃的烘箱中烘48 h 至恒重，称取尼龙袋及残渣的重量，并将尼龙袋中瘤胃未降解的残渣收集于自封袋，用于后续测定DM 和CP 含量。待测样品的DM 和CP 含量见表2。

表2 待测样品的DM 和CP 含量（DM 基础） %

1.4 测定指标及方法 DM 和CP 含量按照《饲料分析及饲料质量检测技术》（第3 版）方法测定。其中DM 使用恒温鼓风干燥箱（上海精宏实验设备有限公司）测定，CP 含量使用FOSS 半自动凯式定氮仪（北京谱飞科技有限公司）测定。

1.5 计算方法 瘤胃降解参数拟合和瘤胃有效降解率计算参照Ørskov 等提出的瘤胃动力学指数模型和计算公式计算。

1.5.1 瘤胃降解动力学参数估计 饲料中营养物质的实时瘤胃降解率符合指数曲线：

dp=a+b（1–e）

式中，dp 为t 时刻某营养物质的实时瘤胃降解率（%）；a 为该营养物质的快速降解部分（%）；b 为该营养物质的慢速降解部分（%）；c 为该营养物质慢速降解部分的降解速率（%/h）；t 为在瘤胃内停留的时间（h）。利用各时间点的实时瘤胃降解率和时间，计算a、b 和c 值。

1.5.2 饲料中营养物质的瘤胃有效降解率 计算公式：

ED=a+b×c/（c+k）

式中，ED 为某营养物质的有效降解率（%）。本试验中干草类饲料的瘤胃外流速率k 值取3.14%/h，精料取5%/h。

1.5.3 0 时间点逃逸率 计算公式：

样品逃逸率=[空白试验装袋样品干物质重（g）–空白试验袋中残余物重（g）]/空白试验装袋样品干物质重（g）×100%

1.5.4 0 h 时间点数据在瘤胃降解参数拟合中的3 种不同使用方式 方式1 不使用0 时间点数据进行瘤胃降解参数拟合。方式2 将0 时间点作为1 个时间点，分别与精料（2、4、8、16、24、48 h）和粗料（4、8、16、24、48、72 h）各时间点的数据一起进行瘤胃降解参数拟合。方式3 将0 时间点作为空白对其他时间点的实时降解率进行校正，该方法将0 时间点的降解率定义为样品逃逸率，然后再进行瘤胃降解参数拟合。具体校正方法：

校正装袋样品量=实际装袋样品量（g）×[1–样品逃逸率（%）]

某目标成分某时间点的降解量=[校正装袋样品量（g）×空白试验残余物中某目标成分的含量（%）]–[某时间点残余物的重量（g）×某时间点残余物中某成分的含量（%）]

某目标成分某时间点的实时降解率={某目标成分某时间点的降解量（g）/[校正袋装样品量（g）×空白试验残余物中某目标成分的含量（%）]}×100%

1.6 统计分析 数据用Excel 2010 初步整理后，用SAS 9.2 统计软件中NLIN 程序计算a、b、c 值，降解率和降解参数采用SPSS 22.0 进行多重比较及单因素方差分析，数据均采用平均值± 标准差表示，<0.05 为差异显著。

2 结果

2.1 0 时间点的使用方式对玉米DM 和CP 瘤胃降解特性的影响 如表3 所示，采用方式1 和方式2 统计得到的玉米DM 和CP 降解参数a 值、a+b 值以及ED 高于方式3（<0.05），b 值低于方式3（<0.05），而用方式1 与方式2 差异均不显著。此外，3 种数据处理方式对玉米DM 和CP 的c 值以及玉米CP 的a+b 值均无显著影响。

表3 0 时间点的使用方式对玉米DM 和CP 瘤胃降解特性的影响

2.2 0 时间点的使用方式对豆粕DM 和CP 瘤胃降解特性的影响 如表4 所示，除豆粕DM 的c 值和a+b 值在3 种方式间无差异外，采用方式1 和方式2 统计得到的DM 的降解参数a 值、ED 高于方式3（<0.05），b值低于方式3（<0.05），而采用方式1 与方式2 统计得到的DM 降解参数和ED 差异均不显著。3 种方式统计得到的豆粕CP 降解参数和ED 均无显著差异，但方式3 的ED 低于方式1 和2（>0.05）。

表4 0 时间点的使用方式对豆粕DM 和CP 瘤胃降解特性的影响

2.3 0 时间点的使用方式对小麦秸DM 和CP 瘤胃降解特性的影响 如表5 所示，就小麦秸而言，除DM 的c 值、a+b 值在3 种方式间无差异外，采用方式1 和方式2 统计得到的DM 的降解参数a 值和ED 高于方式3（<0.05），b 值低于方式3（<0.05），但方式1 与方式2 所得参数之间无差异。3 种数据处理方式除对CP 的b 值无影响外，在降解参数a 值、c 值和a+b 值差异显著（<0.05），方式1 和方式2 的ED 无差异（>0.05），但高于方式3（<0.05）。

表5 0 时间点的使用方式对小麦秸DM 和CP 瘤胃降解特性的影响

2.4 0 时间点的使用方式对黑麦干草DM 和CP 瘤胃降解特性的影响 如表6 所示，对于黑麦干草来说，除CP 的c 值外，3 种方式所得DM 和CP 的瘤胃降解参数和ED 均存在显著差异（<0.05），其中方式3 中DM和CP 的a 值、a+b 值和ED 低于方式1 和2（<0.05），而b 值高于其他2 种方式（<0.05），方式2 中DM 的a 值和a+b 值高于方式1（<0.05），而DM 的c 值和CP 的a 值低于方式1（<0.05）。

表6 0 时间点的使用方式对黑麦干草DM 和CP 瘤胃降解特性的影响

2.5 4 种待测饲料原料0 时间点DM 和CP 的降解率（逃逸率）与快速降解部分a 值分析 如表7 所示，小麦秸和黑麦干草的0 时间点DM 逃逸率大于方式1 和3 计算得到的a 值（<0.05），方式2 计算得到黑麦干草DM的a 值高于方式1（<0.05）；方式1 计算得到的小麦秸和黑麦干草中CP 的a 值大于其0 h 逃逸率和方式2、3 得到的a 值（<0.05），0 h 逃逸率和方式2 得到的a值差异不显著，玉米0 h 时间点DM 和CP 逃逸率和豆粕0 时间点DM 逃逸率与方式1、2 中a 值均无显著差异（>0.05），与方式3 差异显著（<0.05）；豆粕0 时间点CP 的逃逸率与方式2、3 中a 值无显著差异。

表7 4 种待测饲料原料0 时间点DM 和CP 的降解率（逃逸率）与快速降解部分a 值分析

3 讨论

目前，国内在使用瘤胃尼龙袋法测定瘤胃降解率时对0 时间点的使用不一致。一部分研究在测定饲料瘤胃降解特性时没有设计0 时间点；一部分研究设置了0 时间点，与其他时间点的数据一起用于降解参数拟合，而还有研究是将0 时间点作为空白对其他时间点的实时降解率进行校正。显然，对同一批试验数据进行0 h时间点数据不同方式的处理，拟合得到的瘤胃降解参数和瘤胃ED 可能存在较大差异，这可能也是造成不同研究间相同样品试验数据可比性差的重要原因。

本试验结果显示，不同0 时间点的使用方式对4 种饲料的瘤胃降解参数a、b、c、a+b、ED 的影响不同。就饲料瘤胃ED 而言，方式1 和方式2 的ED 均高于方式3，且方式1 和方式2 之间差异不显著。这说明不用0 时间点或者将0 时间点作为一个数据点计算所得的饲料ED 无显著差异，而经过0 h 逃逸率校正后的饲料ED 显著降低。

Mehrez 等所介绍的尼龙袋法中没有用0 时间点的逃逸率进行瘤胃降解率校正；冯仰廉等指出a 值是降解曲线在0 h 时间的截距，并用作图法简便计算出的a、b、c 值与用最小二乘法得出的值相近；张微等根据原位尼龙袋技术的基础理论，指出0 时间点的降解率（逃逸率）是用动态降解方程外推计算出来的，即a值，实测0 时间点降解率的作用只是与计算值进行比较。本试验结果也表明，玉米、豆粕的DM 和CP 及小麦秸的DM 和黑麦干草CP 的 0 时间点逃逸率与a 值无差异，并且与方式2 的a 值更接近。至于小麦秸CP、黑麦干草DM 在0 时间点的逃逸率与a 值差异显著，可能是与饲料的溶解性、黏性等性质有关。Yang 等研究表明，尽管饲料可溶部分的降解速率高于不可溶部分，但是它们的差异没有想象中那么大。也可能是因为瘤胃尼龙袋法最初是用来测定精饲料蛋白质在瘤胃中降解率，并不一定适用于所有饲料。Mcdonald认为，dp=a+b（1–e）可能不适用于描述某些饲料的实时瘤胃降解率，某些蛋白饲料（如亚麻籽粕）的慢速降解部分可能存在一定的降解延滞期，需要对模型进行一定调整。

4 结论

基于本试验的结果，建议在使用瘤胃尼龙袋法测定饲料中DM 和CP 的瘤胃降解特性时，不使用0 时间点，可以将0 时间点的降解率与其计算的a 值进行比较，评估试验的准确性。