張吉鹍，李龍瑞，鄒慶華

(1．江西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 畜牧獸醫(yī)研究所，江西 南昌 330200;2．江西新天地藥業(yè)有限公司 獸藥研究院，江西 峽江331400)

反芻動物營養(yǎng)評定體系的研究領(lǐng)域一直是反芻動物營養(yǎng)與飼料科學(xué)研究的核心內(nèi)容。近20年來，我國反芻動物營養(yǎng)研究進(jìn)步很快，但與美國、加拿大、澳大利亞等國相比，還存在著很大差距。目前，Weende 體系［1］仍然被廣泛使用。Van Soest體系［2］針對 Weende 體系中的 NFE(nitrogen free extract，無氮浸出物)與CF(crude fiber，粗纖維)這2個指標(biāo)進(jìn)行了重新劃分與修正。Weende體系與Van Soest體系是進(jìn)行飼料營養(yǎng)價值評定的基礎(chǔ)體系，其不足就在于其所分析的指標(biāo)為表觀性的靜態(tài)指標(biāo)，也沒有與動物聯(lián)系起來。因而，既不能說明反芻動物對飼料的消化利用情況，又不能全面地反映飼料的營養(yǎng)價值，使用時有其局限性。RFV(relative feed value，飼料相對值)［3］是由美國飼草與草原理事會提出的，專門用于奶牛飼料評定的一個綜合指標(biāo)，其顯著特點就是通過模型集成Weende體系與Van Soest體系中的部分指標(biāo)，并與動物采食量聯(lián)系起來［4］。GI(grading index，分級指數(shù))［3］則是在繼承RFV合理內(nèi)涵(引入采食量與能量指標(biāo))、克服RFV以能量為中心的不足的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的一個由中國學(xué)者提出的飼料品質(zhì)綜合評定指數(shù)［5］。而CNCPS(Cornell net carbohydrate and protein system，康奈爾凈碳水化合物-蛋白體系)體系［6］則將化學(xué)分析法與反芻動物的消化利用結(jié)合起來，測定指標(biāo)多，分析結(jié)果更具有參考價值，具有操作簡單、易于標(biāo)準(zhǔn)化和便于將計算機(jī)技術(shù)應(yīng)用在反芻動物飼料配方等優(yōu)點，可以準(zhǔn)確地估測動物、飼料和環(huán)境變化條件下動物對營養(yǎng)物質(zhì)的需要量及其利用。豆腐渣是以大豆為原料生產(chǎn)豆腐時產(chǎn)生的副產(chǎn)品，啤酒糟則是以大麥為原料生產(chǎn)啤酒時產(chǎn)生的副產(chǎn)品，這2種糟渣連同稻草、玉米秸稈在我國具有十分廣泛的來源。豆腐渣、啤酒糟與稻草在我國南方遍處可見，是奶牛與肉牛養(yǎng)殖的主要飼料。在眾多限制江西奶牛養(yǎng)殖技術(shù)水平的瓶頸問題之中，奶牛營養(yǎng)體系與奶牛場科學(xué)飼養(yǎng)技術(shù)不配套的矛盾日益突出。本研究旨在通過應(yīng)用上述幾種體系對稻草、苜蓿、玉米秸稈、豆腐渣與啤酒糟的飼料成分進(jìn)行分析，為各體系在江西奶牛業(yè)的合理應(yīng)用提供基礎(chǔ)理論數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1．1 飼料樣品

分析用稻草、苜蓿、玉米秸稈、豆腐渣與啤酒糟樣品取自江西多家奶牛場。每種飼料分析用樣品為取自這些奶牛場的混合樣品，粉碎過粒徑0．35 mm篩，備作化學(xué)成分分析。

1．2 測定指標(biāo)與方法

飼料樣品 DM(dry matter，干物質(zhì))，CP(crude protein，粗蛋白)，Ash(粗灰粉)，F(xiàn)at(粗脂肪)按照AOAC［7］法進(jìn)行。NDF(neutral detergent fiber，中性洗滌纖維)，ADF(acid detergent fiber，酸性洗滌纖維)，Lignin(木質(zhì)素)，NDIP(neutral detergent insoluble protein，中性洗滌不溶蛋白質(zhì))，ADIP(acid detergent insoluble protein，酸性洗滌不溶蛋白質(zhì))的分析按照Van Soest等［2］的方法進(jìn)行。SCP(soluble protein，可溶性蛋白)按照 Krishnamoorthy等［8］的方法分析。淀粉(Starch)的分析按照 AACC［9］法進(jìn)行。

1．3 CNCPS對飼料碳水化合物和蛋白質(zhì)組分的劃分

飼料中的碳水化合物和蛋白質(zhì)是奶牛能量和氮的來源。CNCPS體系根據(jù)飼料中碳水化合物在瘤胃中的降解情況將其分為4個部分，分別為:快速降解的糖類，用CA表示;中速降解的淀粉，用CB1表示;緩慢降解的可利用細(xì)胞壁，用CB2表示;不可利用的細(xì)胞壁，用CC表示。可通過飼料的SC(structural carbohydrate，結(jié)構(gòu)性碳水化合物)、NSC(nonstructural carbohydrate，非結(jié)構(gòu)性碳水化合物)與不可消化纖維含量的計算獲得，碳水化合物的不可消化纖維CC為木質(zhì)素×2．4［10］。飼料中的蛋白質(zhì)則被分為NPN(non protein nitrogen，非蛋白氮)，真蛋白和不可利用的蛋白質(zhì)，分別用PA(NPN)，PB(真蛋白)與PC(結(jié)合蛋白)表示［11］。真蛋白質(zhì)根據(jù)其在瘤胃中的降解情況又進(jìn)一步劃分為PB1，PB2和PB3。NPN在瘤胃中快速轉(zhuǎn)化為氨，PB1在瘤胃中快速降解，PC既不能在瘤胃中降解，也不能在后消化道消化。PB3在瘤胃中降解緩慢。PB2在瘤胃中能部分降解，部分流入后消化道，PB2在瘤胃內(nèi)的降解率主要取決于飼料的消化率與流通速率。

1．4 計算方法

1．4．1 CNCPS體系碳水化合物與蛋白質(zhì)組分的計算 根據(jù)Sniffen等的方法［6］進(jìn)行。

1．4．2 RFV 的計算 RFV 的計算模型為:RFV=DMI(%BW) ×DDM(%DM)/1．29［12］。

其中:DMI(dry matter intake)為飼料干物質(zhì)的隨意采食量，單位為占體重(body weight，BW)的百分比即%BW;DDM(digestible dry matter)為可消化的干物質(zhì)，單位為%DM。DMI與DDM的預(yù)測模型分別為:DMI(%BW)=120/NDF(%DM);DDM(%DM)=88．9 －0．779 ×ADF(%DM)。

1．4．3 GI的計算 GI的計算模型為:GI=NEL×DMI×CP/NDF。式中:GI單位為Mcal;NEL(net energy for lactating cow)為產(chǎn)奶凈能，單位為Mcal/kg;DMI為干物質(zhì)隨意采食量，單位為kg/d。以奶牛標(biāo)準(zhǔn)體質(zhì)量600 kg計，借鑒RFV的DMI模型，乘以標(biāo)準(zhǔn)體質(zhì)量后再除以100計算［12］，即DMI(kg)=120/NDF(%DM) ×6 kg。NEL(Mcal/kg)=(1．044 －0．011 9 × ADF(%DM))/0．45［13］。

1．4．4 數(shù)據(jù)分析 所有的分析數(shù)據(jù)為3次重復(fù)測定結(jié)果的平均值。

2 結(jié)果與分析

2．1 試驗用飼料的營養(yǎng)成分

試驗用飼料的營養(yǎng)成分即RFV與GI值見表1。從表1可以看出，苜蓿、稻草、玉米秸稈的Weende體系與Van Soest體系分析值、RFV和GI與張吉鹍等［14－16］早期報道的相似，而豆腐渣、啤酒糟除GI外的相應(yīng)值則與韋升等［17］的報道相似，目前尚未見到有關(guān)豆腐渣、啤酒糟的GI報道。

表1 試驗用飼料營養(yǎng)成分Tab．1 Nutrients of experimental feed

2．2 試驗用飼料的CNCPS體系碳水化合物與蛋白質(zhì)組成

經(jīng)計算的試驗用飼料CNCPS體系碳水化合物與蛋白質(zhì)的組成分別見表2與表3。除豆腐渣外，其余4種飼料的有關(guān)組分與國內(nèi)的相關(guān)報道相似，目前尚未見到有關(guān)豆腐渣的CNCPS組分分析的報道［18－20］。

3 討論

3．1 反芻動物各營養(yǎng)評定體系間的關(guān)系

3．1．1 Weende與Van Soest體系是評定飼料營養(yǎng)價值的基礎(chǔ) Weende體系只是對飼料6種粗養(yǎng)分(水分、粗蛋白質(zhì)、粗脂肪、粗灰粉、粗纖維與無氮浸出物)的概略分析，這些粗養(yǎng)分指標(biāo)未考慮它們對動物的生理與營養(yǎng)意義以及各營養(yǎng)成分間的品質(zhì)差異，并不能反映飼料在反芻動物內(nèi)的消化利用情況，表觀性強(qiáng)，因而不能客觀地反映飼料的營養(yǎng)價值。Van Soest體系則是對Weende體系中粗纖維與無氮浸出物這2個粗養(yǎng)分指標(biāo)的修正而建立，特別適用于纖維含量高的飼料的評定。當(dāng)分析出一種飼料的NDF、ADF與ADL時，就可以結(jié)合Weende體系中的其它粗養(yǎng)分指標(biāo)或單獨使用這些指標(biāo)進(jìn)行飼料營養(yǎng)價值的評定。Van Soest體系是Weende體系的補充與完善，所測指標(biāo)與Weende體系一樣，是沒有與動物相聯(lián)系的表觀性靜態(tài)指標(biāo)。需要指出的是，Van Soest體系對高產(chǎn)奶牛飼料品質(zhì)的評定尤為重要，這是因為為了保證奶中乳脂的含量，高產(chǎn)奶牛日糧中必須含有一定量的有效纖維。

Weende體系與Van Soest體系是其它更先進(jìn)反芻動物飼料營養(yǎng)價值評定體系的基礎(chǔ)，具有不可替代性，今后仍將廣泛使用。

表2 試驗用飼料CNCPS體系碳水化合物組成Tab．2 Carbohydrate components of experimental feed in CNCPS system

表3 試驗用飼料CNCPS體系蛋白質(zhì)組成Tab．3 Protein components of experimental feed in CNCPS system

3．1．2 RFV與GI是與動物相關(guān)聯(lián)的飼料品質(zhì)綜合評定指數(shù) Weende體系與Van Soest體系的分析值反映的是飼料自身的質(zhì)量，即其營養(yǎng)素含量的高低，但在飼料營養(yǎng)價值評定中，最為關(guān)鍵的是動物對飼料的采食與利用。因此，要科學(xué)地評定飼料營養(yǎng)價值，就必須打破現(xiàn)行評定技術(shù)片面考慮飼料自身品質(zhì)而與動物脫離的傳統(tǒng)思維模式，綜合考慮飼草因素與動物因素。RFV首先突破過去憑單一指標(biāo)(Weende體系與Van Soest體系中的化學(xué)組分)對飼料營養(yǎng)價值進(jìn)行脫離動物的片面評定，其不足之處在于以能量為中心，未考慮飼料中的蛋白質(zhì)因素。而GI則不僅將飼料可利用能量和蛋白質(zhì)指標(biāo)聯(lián)系起來，而且還將飼料中難以消化的成分ADL包括在內(nèi)，對飼料品質(zhì)進(jìn)行綜合評定，克服了RFV等評定指數(shù)僅僅根據(jù)能量來評定飼料營養(yǎng)價值的根本缺陷，具有更加科學(xué)的生物學(xué)意義［21］。GI是RFV的補充與完善。此外，就功能而言，由于RFV是以盛花期苜蓿為100(通過1．29校正)作為參照的相對值，反映的只是飼料能量的相對值［21－22］。GI則不然，它反映的是飼料中可為奶牛采食、利用的有效能值，它是一個絕對值，因而可用于奶牛日糧的平衡(粗飼料的混合優(yōu)化)［21］。

飼料化學(xué)組分通過參數(shù)模型影響RFV與GI。NDF與ADF是預(yù)測RFV中DMI與DDM2個參數(shù)模型的因子，ADF和NDF的含量也就間接決定了奶牛飼料的RFV的大小。GI首次將飼料的關(guān)鍵化學(xué)組分(CP和NDF或ADF或ADL)、飼料能值與DMI組合起來進(jìn)行飼料品質(zhì)評定。GI中的參數(shù)如產(chǎn)奶凈能也借鑒一些實用的模型，并以ADF參數(shù)模型為預(yù)測因子。因此，Weende體系與Van Soest體系所分析的飼料化學(xué)組分(CP、NDF、ADF和ADL)也會直接或間接影響到RFV與GI。

3．1．3 CNCPS體系汲取了Weende體系與Van Soest體系的優(yōu)點 CNCPS體系是在汲取Weende體系與Van Soest體系優(yōu)點的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，其顯著特點是考慮了飼料在瘤胃內(nèi)的消化與飼料中被吸收碳水化合物和蛋白質(zhì)的利用效率等因素，分析結(jié)果更接近實際，為應(yīng)用計算機(jī)設(shè)計反芻動物飼料配方創(chuàng)造了條件［23］。CNCPS體系對飼料中碳水化合物組分與蛋白質(zhì)組分做了進(jìn)一步的剖分，與其它體系相比，這種剖分首次打破了瘤胃“黑箱”，在研究思路上進(jìn)行了明顯創(chuàng)新［23］。CNCPS體系不僅分析飼料中與Weende體系及Van Soest體系相關(guān)的常規(guī)營養(yǎng)組分，而且還要分析真蛋白質(zhì)、非蛋白氮、可溶性蛋白、糖類與淀粉等營養(yǎng)組分，并對其進(jìn)行區(qū)分，這更能反映動物對飼料利用的狀況。此外，CNCPS還通過公式計算出飼料蛋白的5種組分以及飼料碳水化合物的4種組分，據(jù)此可更準(zhǔn)確地優(yōu)化日糧。

CNCPS體系對飼料能量、蛋白質(zhì)營養(yǎng)價值的評定及其需要量的估計，充分體現(xiàn)了動態(tài)觀點，強(qiáng)調(diào)飼料、動物及飼養(yǎng)3者間的相互作用，同時將牛的蛋白質(zhì)營養(yǎng)延伸到小腸可吸收氨基酸方面，是一個全新的飼養(yǎng)體系。目前，該體系已在畜牧業(yè)發(fā)達(dá)國家獲得廣泛應(yīng)用。

3．2 反芻動物各營養(yǎng)評定體系的合理應(yīng)用

3．2．1 RFV與GI的應(yīng)用 RFV在美國廣泛應(yīng)用于:①粗飼料交易。在飼草貿(mào)易上，RFV可根據(jù)買賣雙方達(dá)成的協(xié)議來訂定，其重要的一點是作為衡量粗飼料價值的標(biāo)準(zhǔn)。干草的購銷，特別是在中西部的拍賣場，用RFV定價，以保證飼草交易的質(zhì)量。②牧草種子生產(chǎn)者用RFV來反映品種的改良進(jìn)展。③粗飼料質(zhì)量的教學(xué)與推廣。牧草品質(zhì)教科書及技術(shù)推廣文件等在進(jìn)行粗飼料品質(zhì)的教學(xué)時都會用到RFV及其預(yù)測模型?，F(xiàn)在，越來越多的國家(包括中國在內(nèi))使用RFV評定飼料的品質(zhì)。目前，GI主要在中國大陸進(jìn)行粗飼料品質(zhì)的分級及其科學(xué)搭配的研究時使用。在粗飼料品質(zhì)評定指數(shù)應(yīng)用發(fā)展上，其趨勢是針對性更強(qiáng)、更專業(yè)，如針對泌乳奶牛粗飼料品質(zhì)評定的指數(shù)Milk2000(產(chǎn)奶二千)［24］，針對稻草的 RT-INDEX(rumen retention index;瘤胃滯留系數(shù))［22］。

3．2．2 CNCPS體系的應(yīng)用 CNCPS主要體系在奶牛飼養(yǎng)中主要用于:①評價日糧營養(yǎng)物質(zhì)平衡狀況，優(yōu)化奶牛日糧配合。②預(yù)測動物需要量與供應(yīng)量以及生產(chǎn)性能。③評定日糧營養(yǎng)物質(zhì)的利用率［25］。④2001年NRC發(fā)布的《奶牛營養(yǎng)需要標(biāo)準(zhǔn)(7版)》，是在吸收了大量的有關(guān)CNCPS體系先進(jìn)理論與技術(shù)的基礎(chǔ)上提出的。利用CNCPS體系中的有關(guān)模型，能估測不同飼料和日糧消化終產(chǎn)物中的蛋白質(zhì)、能量的數(shù)量與比例，有助于分析飼料間組合效應(yīng)及其發(fā)生機(jī)制［14，23，26］。

4 結(jié)論

Weende體系與Van Soest體系是奶牛飼料營養(yǎng)價值評定的基礎(chǔ)，應(yīng)根據(jù)需要選擇綜合評定指數(shù)還是CNCPS體系。本試驗所測定的數(shù)據(jù)，尤其是首次報道有關(guān)豆腐渣的數(shù)據(jù)，豐富了CNCPS體系飼料數(shù)據(jù)庫，為應(yīng)用CNCPS體系調(diào)控江西省奶牛日糧的能、氮平衡提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

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