尼龙袋法评价奶水牛常用粗饲料的瘤胃降解特性

郭太情 和少英 王荣蛟,2 和世春 戴思凡 王梓蓓 吴东旺 余 催 周 璟 毛华明* 安清聪*

(1.云南农业大学动物科学技术学院，云南省动物营养与饲料科学重点实验室，昆明 650201; 2. 攀枝花市农林科学研究院，攀枝花 617000)

云南是全国水牛主产省区之一，水牛数量仅次于广西，居全国第二，占全国水牛总数的12%[1]，但是饲草资源短缺严重制约了当地奶水牛业的发展。粗饲料作为反刍动物机体重要的营养来源，通常占60%～80%[2]，是反刍动物饲粮中的必要组成部分。因此，科学地评定粗饲料的营养价值、有效利用不同种类的粗饲料是解决我国饲草资源短缺问题的有效途径之一。

原位尼龙袋技术是用于测定饲料在反刍动物瘤胃中降解规律的常用方法，能够直接反映出饲料营养价值，目前已广泛被学者用于研究粗饲料在瘤胃中的降解规律。前人运用尼龙袋技术在山羊、荷斯坦奶牛、阉牛、肉牛等反刍动物上研究了粗饲料在瘤胃中的降解规律，科学地评定了反刍动物饲料的营养价值[3-6]。而有关奶水牛常用粗饲料在瘤胃中的降解规律鲜有报道。因此，本试验分析了8种常用粗饲料的常规营养成分，并采用尼龙袋技术对其在奶水牛瘤胃中的降解规律进行评价与比较，旨在为奶水牛生产中合理利用粗饲料、实现资源的有效配置提供一定的理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

所有粗饲料均在65 ℃烘箱中烘烤48 h，回潮1 d，制成风干样品，用粉碎机粉碎后，将能通过1 mm的孔筛的试验样本取1份装袋，用于实验室测定其常规营养成分含量；其余部分过2 mm的孔筛，用于尼龙袋瘤胃降解率试验。试验用的粗饲料的制作条件、收获时节及产地见表1。

表1 粗饲料的制作条件、收获时节及产地

1.2 试验动物与饲粮

试验于云南省德宏州芒市民诚专业养牛合作社进行。试验选用体重为(365.0±22.1) kg、年龄在2～3岁、体况健康的装有永久瘤胃瘘管的3头雌性德摩菲尔三元杂交后备奶水牛为试验动物，基础饲粮由65%的粗饲料[干物质(DM)含量各占1/3的全株玉米青贮、稻草、燕麦草]和35%精料补充料组成，基础饲粮组成及营养水平见表2，精料补充料组成及营养水平见表3。试验牛分栏栓系饲养，每天按时饲喂2次(08:00和17:00)，自由饮水。

表2 基础饲粮组成及营养水平(干物质基础)

表中所有的营养水平均为实测值。

表3 精料补充料组成及营养水平(干物质基础)

1)预混料为每千克精料补充料提供 The premix provided the following per kg of the concentrate supplement：VA 40 000 IU，VD 40 000 IU，VE 2 000 IU，Cu 30 mg，Fe 144 mg，Zn 110.4 mg，Mn 101.76 mg，I 1.52 mg，Se 0.5 mg，Co 0.48 mg。

1.3 试验设计与方法

1.3.1 常规营养成分的测定方法

采用GB/T 5009.3—2010中方法测定DM含量；采用GB/T 50095—2016中方法测定粗蛋白质(CP)含量；采用GB/T 6438—2007中方法测定粗灰分(Ash)含量；参照Van Soest等[7]的方法测定酸性洗涤纤维(ADF)、中性洗涤纤维(NDF)含量。

1.3.2 尼龙袋试验方法

称取3 g粗饲料样品放进孔径为300目、尺寸为8 cm×12 cm的尼龙袋中，用尼龙绳扎好。每个粗饲料样品设2个平行，3个重复，将尼龙袋固定在尼龙绳上并穿过塑料软管中。将所有装有样品的尼龙袋于晨饲后2 h(10:00)同时放入瘤胃中，并在6、12、24、36、48和72 h时分别取出相对应时间点的尼龙袋，将取出后尼龙袋立刻放进冷水中冲洗，以免样品发生进一步酵解，直至冲洗水洁净为止。把洗干净的尼龙袋放入65 ℃烘箱中烘48 h，称重并记录数据，然后取出袋中残留物后，用微型粉碎机粉碎，过1 mm孔筛，分装至标有记号的自封袋里，待测。

1.4 瘤胃降解率的计算

1.4.1 不同时间点瘤胃降解率的计算

样品逃逸率(%)=100×[空白样重(g)-空白袋中残渣重(g)]/空白样重(g)；校正饲料样重(g)=100×实际装袋样品重(g)×(1-样品逃逸率)。

待测饲料某一时间点的营养物质的瘤胃降解率公式如下：

A=(B-C)/B×100。

式中：A为某营养成分在某时间点的瘤胃降解率(%)；B为降解某营养成分的含量；C为降解后尼龙袋中剩余物的某营养成分的含量。

1.4.2 瘤胃有效降解率的计算

各粗饲料DM、CP、有机物(OM)、NDF和ADF的瘤胃降解参数按照Ørskov等[8]提出的瘤胃动力学指数模型来计算。待测饲料营养成分在瘤胃内的有效降解率的公式如下所示：

P=a+b(1-e-ct);ED=a+bc/(c+k)。

式中：P为t时间点待测饲料某营养成分的降解率(%)；a为快速降解部分(%)；b为慢速降解部分(%)；c为b的降解速率(%/h)；t为饲料在瘤胃内的停留时间；ED为饲料中的某营养成分在瘤胃内的有效降解率(%)；k为待测饲料的瘤胃外流速率(%/h)，本研究中k取0.025%/h[9]。

1.5 数据处理

采用Excel 2010对试验数据进行初步整理，采用SPSS 26.0中的one way-ANOVA程序进行方差分析，差异显著后进行Duncan氏多重比较，计算结果以平均值±标准差表示；采用NLIN程序计算降解参数a、b、c值。

2 结果与分析

2.1 8种粗饲料的常规营养成分含量

由表4可知，苜蓿干草的CP含量最高，为17.26%，显著高于其他粗饲料(P<0.05)。饲料中CP含量由高到低的顺序依次为王草、甜脆玉米青贮>全株玉米青贮、象草>甘蔗梢青贮>苜蓿干草>稻草。各粗饲料所含的NDF和ADF含量相差较大，NDF含量超过70%的有稻草、甘蔗梢青贮和王草，象草NDF含量虽然没有超过70%，但和以上粗饲料一样，与其他粗饲料之间差异显著(P<0.05)；苜蓿干草与甜脆玉米青贮的NDF含量无显著差异(P>0.05)，但显著低于其余粗饲料(P<0.05)。甜脆玉米青贮的ADF含量显著低于其他粗饲料(P<0.05)。稻草、象草和王草的ADF含量无显著差异(P>0.05)，但均显著高于其余几种粗饲料(P<0.05)，但甘蔗梢青贮除外，其与王草和象草差异不显著(P>0.05)。稻草的Ash含量为15.15%，显著高于其余粗饲料(P<0.05)，CP含量为3.52%，显著低于其他粗饲料(P<0.05)。全株玉米青贮与甜脆玉米青贮的Ash含量最低，与其他粗饲料之间有显著差异(P<0.05)。

表4 8种粗饲料的常规营养成分含量(干物质基础)

2.2 8种粗饲料的营养物质瘤胃降解率及降解参数

2.2.1 8种粗饲料的DM降解特性

由表5可知，不同种类粗饲料的DM在奶水牛瘤胃中的降解率均随时间的延长而逐渐增高。在瘤胃内培养6 h时，苜蓿干草、全株玉米青贮与甜脆玉米青贮的DM降解率显著高于其余粗饲料(P<0.05)，且在24 h时，DM降解率均达到了50%以上。12和48 h时稻草的DM降解率与王草无显著差异(P>0.05)，其余时间点稻草的DM瘤胃降解率均显著低于其余粗饲料(72 h甘蔗梢青贮除外)(P<0.05)。在72 h时，甜脆玉米青贮的DM降解率最高，达到80.18%，显著高于其他几种粗饲料(P<0.05)。甘蔗梢青贮、王草、象草、燕麦草的各时间点的降解率均显著低于苜蓿干草、全株玉米青贮与甜脆玉米青贮(P<0.05)，降解规律相似。

表5 8种粗饲料DM瘤胃降解率及降解参数

全株玉米青贮、甜脆玉米青贮、燕麦草的DM快速降解部分最高，显著高于其他粗饲料(P<0.05)。稻草的DM慢速降解部分显著高于其他粗饲料(P<0.05)，稻草与王草间差异不显著(P>0.05)。DM有效降解率由高到低依次是甜脆玉米青贮>苜蓿干草>全株玉米青贮>燕麦草>象草>甘蔗梢青贮>王草>稻草，且各粗饲料之间差异显著(P<0.05)。

2.2.2 8种粗饲料的CP降解特性

由表6可知，在6～24 h时，CP的瘤胃降解率较高的分别是苜蓿干草、全株玉米青贮、甜脆玉米青贮和王草，均达到了50%以上，显著高于其余粗饲料(P<0.05)。苜蓿干草和甜脆玉米青贮的CP在72 h的降解率较高，分别为84.47%和80.63%，显著高于其余粗饲料(P<0.05)。甘蔗梢青贮、象草和燕麦草在各时间点的CP降解率趋势相似。王草72 h的瘤胃降解率为67.32%，小于其48 h的瘤胃降解率。除了72 h以外，稻草各时间点的CP降解率均显著低于其余粗饲料(P<0.05)。

表6 8种粗饲料CP瘤胃降解率及降解参数

苜蓿干草、全株玉米青贮、王草的CP快速降解部分均显著高于其余粗饲料(P<0.05)。稻草和甘蔗梢青贮的CP慢速降解部分显著高于其余粗饲料(P<0.05)。王草和全株玉米青贮的CP慢速降解部分显著低于其余粗饲料(P<0.05)，燕麦草除外，其与稻草差异不显著(P>0.05)。CP的有效降解率最高的是苜蓿干草，为74.35%，稻草CP有效降解率显著低于其余粗饲料(P<0.05)。

2.2.3 8种粗饲料的NDF降解特性

由表7可知，前24 h内，8种粗饲料NDF降解率增加的程度较小。在24 h时，甜脆玉米青贮的NDF降解率显著高于稻草、甘蔗梢、全株玉米青贮、王草(P<0.05)。24～48 h各饲料的NDF降解率的增加幅度增大，甜脆玉米青贮的NDF降解率最高，苜蓿干草的NDF降解率最低。48～72 h时的NDF降解率变化趋势平缓，甜脆玉米青贮72 h的NDF降解率显著高于其他粗饲料(P<0.05)。

表7 8种粗饲料NDF瘤胃降解率及降解参数

苜蓿干草的NDF快速降解部分最高，显著高于其余粗饲料(王草和燕麦草除外)(P<0.05)。甜脆玉米青贮的NDF慢速降解部分最高，苜蓿干草的NDF慢速降解部分最低，其余粗饲料之间无显著差异(P>0.05)。甜脆玉米青贮的NDF有效降解率显著高于其他粗饲料(P<0.05)，除了全株玉米青贮和象草，剩余各粗饲料的NDF有效降解率之间无显著差异(P>0.05)。

2.2.4 8种粗饲料的ADF降解特性

由表8可知，全株玉米青贮在6 h时的ADF降解率为16.77%，除了与甜脆玉米青贮之间无显著差异(P>0.05)外，均显著高于其他几种粗饲料(P<0.05)。甘蔗梢青贮6 h时的ADF降解率为7.14%，显著低于其他几种粗饲料(P<0.05)。苜蓿干草的ADF降解率在6～24 h内增加的幅度较快，之后趋于平缓。稻草、甘蔗梢青贮和燕麦草的12～72 h的ADF降解规律一致，24～72 h其瘤胃降解率之间无显著差异(P>0.05)。

表8 8种粗饲料ADF瘤胃降解率及降解参数

续表8项目Items稻草Rice straw甘蔗梢青贮Sugarcane shoot silage苜蓿干草Alfalfa hay全株玉米青贮Whole corn silage甜脆玉米青贮Sweet-crisp corn silage王草King grass象草Elephant grass燕麦草Oat straw瘤胃降解参数 Rumen degradation parametersa2.95±1.91ab1.02±0.17b2.29±0.72ab3.95±0.96a4.59±1.96a1.87±1.57ab3.12±0.92ab2.20±1.45abb59.37±13.60abc71.65±19.24ab44.61±4.25c65.88±2.67abc75.83±3.34ab83.72±16.90a58.04±7.11bc59.73±17.48abcc0.024±0.011b0.015±0.008b0.043±0.005a0.019±0.01b0.016±0.002b0.140±0.006b0.026±0.012b0.025±0.010bED29.50±0.34b25.89±0.85c30.45±2.25b32.38±0.77ab33.72±2.67a30.63±0.98b30.97±1.79ab29.51±1.79b

对于降解参数，几种粗饲料的快速降解部分均没有显著差异(P>0.05)。王草的慢速降解部分最高，但只与苜蓿干草和象草差异显著(P<0.05)，苜蓿干草的慢速降解部分最低，显著低于甘蔗梢青贮、甜脆玉米青贮和王草(P<0.05)。ADF有效降解率最高的是甜脆玉米青贮，为33.72%，最低的为甘蔗梢青贮，其ADF有效降解率为25.89%。

3 讨 论

3.1 8种粗饲料的常规营养成分含量

饲料的常规营养成分是反映其营养特性的基础，饲料中的CP含量和粗纤维含量对其营养特性影响较大。本研究结果表明，苜蓿干草的CP含量最高，NDF含量最低，其营养价值最高。稻草、甘蔗梢青贮是比较常见的农作物副产品，其CP含量较低，粗纤维含量高，有利于刺激反刍动物瘤胃液的分泌，促进反刍活动[10]。王草的CP含量较高，达到10.80%，但王草的NDF和ADF含量也比较高。李茂等[11]报道不同高度的王草的CP含量范围在5.94%～11.97%。甘蔗梢青贮的CP含量为5.54%，高于余梅等[12]报道的云南甘蔗梢青贮的CP含量(4.13%)，可能是由于收获季节和青贮的条件不同所导致的差异。刘玉琴等[13]研究的全株玉米青贮CP、NDF和ADF含量分别为7.47%、55.42%、34.07%，本试验结果与其结果相差不大。

3.2 8种粗饲料的瘤胃降解特性

3.2.1 8种粗饲料的DM降解特性

DM的瘤胃降解率能够反映饲料降解的难易程度。本试验结果表明，苜蓿干草的DM有效降解率显著高于燕麦草，结果分别为59.89%、49.00%。王敬林等[14]测得苜蓿干草和燕麦在荷斯坦奶牛瘤胃中的DM有效降解率分别为45.87%和34.77%，低于本试验研究的结果，可能由粗饲料的产地、刈割时节、试验动物的不同而导致的差异。稻草的DM有效降解率最低，为32.32%，张颖等[15]在科尔沁肉牛上报道的稻草DM有效降解率为31.06%，与本试验研究结果相差不大。有关甜脆玉米青贮的DM瘤胃降解率鲜有报道，甜脆玉米青贮的DM降解率在奶水牛瘤胃中的降解率最高，表明甜脆玉米青贮在奶水牛瘤胃中的利用程度最高。象草的DM有效降解率显著高于王草，结果分别为41.87%和34.75%，均高于杨信等[16]在西门塔尔杂交牛上得出的结果(15.50%和14.59%)。这表明象草在奶水牛瘤胃中的降解能力优于王草。

3.2.2 8种粗饲料的CP降解特性

CP瘤胃降解率主要受饲料CP含量、组成以及在瘤胃中滞留时间的影响[17]。本试验研究表明，苜蓿干草的CP有效降解率最高，稻草的CP有效降解率最低，是由于粗饲料中的CP含量越高，更有利于其在瘤胃中的降解[18]。王草的CP有效降解率为61.52%，仅次于甜脆玉米青贮，马健[19]在荷斯坦奶牛上研究的王草CP有效降解率为61.98%，与本试验结果相似。在本试验的3种青贮饲料中，全株玉米青贮的CP有效降解率比甜脆玉米青贮低，为60.89%，甘蔗梢青贮的CP有效降解率最低。前人分别在肉牛和奶牛瘤胃中研究得出全株玉米青贮的CP有效降解率范围在57.31%～64.11%[20-21]，均比本试验研究的甜脆玉米青贮的瘤胃降解率低，可以推测出甜脆玉米青贮在反刍动物中瘤胃中的降解效果高于全株玉米青贮。

3.2.3 8种粗饲料的NDF降解特性

由本试验结果可知，0～6 h期间，8种粗饲料的NDF降解率不高，均在20%以下。这是由于NDF主要包含纤维素、半纤维素、木质素等物质，这些纤维类物质之间复杂地结合在一起，瘤胃微生物需要与底物紧密接触才能进行降解，导致饲料的纤维类物质在瘤胃中被微生物降解前会有一个延搁期[22-24]。稻草、甘蔗梢青贮和王草的NDF有效降解率较低，且3种饲料原料的NDF含量均较高，达到70%以上，有研究报道NDF的瘤胃降解率与饲料中的NDF含量成反比[25]。象草与燕麦草NDF有效降解率分别为33.69%、32.66%。象草NDF有效降解率低于前人在水牛上研究的结果41.3%[26]，可能是由于象草的产地、试验动物的生理状况不同而导致的。燕麦草的NDF有效降解率与刘祥圣等[14]在奶牛上研究结果32.52%相似。甜脆玉米青贮和全株玉米青贮的快速降解部分低于苜蓿干草，慢速降解部分高于苜蓿干草，两者的NDF有效降解率高于苜蓿干草。Hoffman等[27]研究指出，当粗饲料快速降解部分占比较小的时候，决定其NDF的降解率高低的因素主要是饲料的瘤胃外流速度和慢速降解部分的占比，而慢速降解部分占高可以有效提高其NDF降解率。

3.2.4 8种粗饲料的ADF降解特性

由试验结果可知，8种粗饲料的ADF的有效降解率均在30%左右。这是由于ADF的主要组成部分是纤维素、木质素和二氧化硅等，木质素在瘤胃中几乎不能被微生物降解利用，是粗饲料中最难消化的部分[15]。甘蔗梢青贮的ADF有效降解率最低，说明甘蔗梢青贮纤维中的木质素占比较高，在瘤胃内难降解，导致其ADF有效降解率较低。王草和象草的纤维类物质含量较高，且其纤维在瘤胃内的降解率均要低于DM和CP的降解率，这与杨信等[16]的报道结果相吻合。甜脆玉米青贮的ADF有效降解率为8种粗饲料中最高的，说明其在奶水牛瘤胃内的消化利用较好。

4 结 论

① 综合常规营养成分含量来看，苜蓿干草、全株玉米青贮和甜脆玉米青贮的CP含量高，纤维含量低，可作为奶水牛的优质粗饲料来源。王草和象草CP含量高，其NDF和ADF含量也高，可满足反刍动物对粗纤维的需求。稻草和甘蔗梢青贮的CP含量低，纤维含量高，可以利用的营养价值低。

② 甜脆玉米青贮DM、NDF和ADF在奶水牛瘤胃内的有效降解率较高，其饲用价值较高，其次是苜蓿干草和全株玉米青贮。王草的DM、纤维物质的有效降解率低，CP有效降解率高，可以通过改善王草的纤维降解能力，使王草能够发挥出更大的利用潜力。稻草和甘蔗梢青贮各营养成分的瘤胃降解特性最差，单独饲喂效果不佳，可通过与营养价值较高的精料补充料或者品质较优良的粗饲料配合饲喂奶水牛。