陳曉琳 孫 娟 陳丹丹 王 波 屠 焰 刁其玉*

(1.中國農(nóng)業(yè)科學院飼料研究所，農(nóng)業(yè)部生物飼料重點實驗室，北京 100081;2.青島農(nóng)業(yè)大學經(jīng)濟草本植物應用研究所，青島 266109)

瘤胃外流速率是預測反芻動物飼糧和營養(yǎng)供給關系模型的重要依據(jù)，在瘤胃降解模型中參與預測飼料組分的動態(tài)降解參數(shù)，進而明確供給微生物生長的營養(yǎng)和供給小腸的未降解的營養(yǎng)。半體內法是評定反芻動物飼料營養(yǎng)價值經(jīng)典方法，可評價飼料在瘤胃內有效降解率，但必須結合飼料瘤胃外流速率進行計算方能得出。瘤胃外流速率，是指單位時間內從瘤胃中流出的固體或液體體積占瘤胃內容物體積的百分比，常用k值表示，單位是%/h或h-1。它的準確性決定了整個瘤胃降解率參數(shù)值的可靠程度，準確測定和利用k值是非常關鍵的。測定瘤胃k值經(jīng)典方法是消化試驗，將待測飼料樣品用重鉻酸鉀溶液標記［1］，飼料的纖維及蛋白質成分均能與鉻形成穩(wěn)定的結合物，在瘤胃中幾乎不被微生物降解。Eliman等［2］研究表明，從直腸取糞樣與從瘤胃中直接取樣，所估測標記飼料的k值二者呈現(xiàn)高度相關。這表明可以通過采集糞樣分析其含量的變化來確定飼料k值。粗飼料的種類繁多，k值在實際測定中，操作繁瑣，耗費人力物力，不便于對每種飼料的k值進行測定，顏品勛等［3］研究發(fā)現(xiàn)，相同類型或容重相近的飼料之間的k值可以互借。因此，人們應用時多引用前人取得的k值，但它受飼料種類、動物種類、動物生理階段的影響，關于肉羊瘤胃的k值報道很少見，導致應用時通常引用牛試驗取得的參數(shù)值，造成試驗結果的不準確性。本研究是在同一飼糧條件下，采用消化試驗對5種常用粗飼料在肉羊瘤胃中的k值進行測定分析，為準確計算粗飼料的瘤胃降解參數(shù)提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗樣品

待測瘤胃k值的5種常用粗飼料為羊草、麥秸、苜蓿、地瓜秧和玉米秸，顆粒直徑為1 mm，其 常規(guī)營養(yǎng)成分見表1。

表1 5種粗飼料的常規(guī)營養(yǎng)成分(風干基礎)Table 1 Regular nutrient composition of five kinds of roughages(air-dry basis) %

1.2 試驗時間和地點

本試驗于2013年3月至2013年5月在中國農(nóng)業(yè)科學院南口中試基地試驗羊場進行。試驗共55 d，首先進行10 d的預試期;之后進行正式試驗，包括5期的正試期，每期5 d，正試期之間間隔為期5 d的過渡期。

1.3 試驗動物

選取體況良好、體重［(65.0±1.0)kg］相近的安裝有永久性瘤胃瘺管的杜寒F1代去勢公羊3只，于試驗開始前進行免疫和驅蟲處理。

1.4 飼養(yǎng)管理

試驗羊采取室內單欄飼養(yǎng)，基礎飼糧為全混合顆粒飼料，精粗比為4∶6，每天于08:00和18:00共飼喂2次，共約為1 200 g，中午添加干草1次，約為200 g，自由飲水。預混料由北京精準動物營養(yǎng)研究中心提供，基礎飼糧組成及營養(yǎng)水平見表2。

1.5 鉻標記飼料的制備與飼喂

采用重鉻酸鉀溶液標記飼料，用量按鉻占待測飼料干物質的4%～14%計算，參照《飼料生物學評定技術》［4］中的方法進行。標記飼料投放量為50 g/只，與基礎飼糧混合均勻后飼喂，飼喂方式和時間一致，標記飼料需全部采食，無剩余。

1.6 鉻標記飼料穩(wěn)定性測試

分別稱取5種標記飼料約2 g裝入尼龍袋中并固定到塑料管上，投入3只試驗羊的瘤胃中培養(yǎng)24 h后，取出后清洗干凈，并在鼓風干燥箱65℃下烘干48 h至恒重。干物質的回收率的計算公式:

干物質回收率(%)=［(瘤胃培養(yǎng)24 h后標記飼料殘渣質量×殘渣干物質含量)/(標記飼料質量×干物質含量)］×100。

1.7 樣品采集與測定

試驗羊采食結束后(約30m in后)記為0時間點，于 4、8、12、16、20、24、28、32、36、40、44、48、52、56、60、72、84、96、108、120 h 進行直腸取糞樣。糞樣在65℃下烘干、粉碎。參照《飼料中鉻的測定》(GB/T 13088—2006)［5］采用干灰化法進行樣品前處理，采用火焰原子吸收儀(PerkinElmer AAS 800，美國)測定糞中鉻含量。鉻標準物質購自鋼研納克檢測技術有限公司。

瘤胃k值由糞中鉻含量下降曲線確定，數(shù)學指數(shù)方程為:

式中:C0為糞中鉻的最高濃度(μg/g);Ct為糞中鉻達到C0之后不同時間點的濃度(μg/g);k為待測飼料的瘤胃外流速率(%/h);t為消化時間(h)。

糞中干物質(DM)、有機物(OM)、粗蛋白質(CP)、中性洗滌纖維(NDF)和酸性洗滌纖維(ADF)含量參考張麗英［6］的方法進行測定。

1.8 數(shù)據(jù)統(tǒng)計

試驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計及分析采用Excel 2010處理，數(shù)據(jù)相關方程采用SAS 9.1中的交互式數(shù)據(jù)分析的擬合程序進行。

2 結果

2.1 鉻標記飼料的穩(wěn)定性測定

5種鉻標記飼料在肉羊瘤胃中培養(yǎng)24 h后的干物質回收率如表3所示。5種鉻標記飼料在肉羊瘤胃中穩(wěn)定性較好，不易被微生物降解，可以用作測定飼料的瘤胃k值。

表3 鉻標記飼料的干物質回收率Table 3 The dry matter recovery rate of Crmordanted roughages %

2.2 糞中鉻含量及與消化時間的關系

5種粗飼料被肉羊消化后不同時間的糞中鉻含量和相應的回歸方程如表4所示。采食不同粗飼料的糞中鉻達到排放高峰期的時間不同，主要集中在20～28 h，鉻排放峰值有較大差異。采食5種鉻標記粗飼料的肉羊糞中鉻含量與消化時間成指數(shù)關系，相關系數(shù)(R2＞0.98)較高。由于 Ct=C0e-kt中，k值由鉻排放高峰期及以后時間點的鉻含量決定，故表4僅列出排放高峰期后的含量。

2.3 5種粗飼料的肉羊瘤胃k值與糞中鉻含量的一次方程

由數(shù)學指數(shù)方程Ct=C0e-kt可變形為一次線性方程kt=ln C0-ln Ct，該一次方程的斜率即為k值。鉻標記羊草、麥秸、苜蓿、地瓜秧和玉米秸在糞中鉻排放峰值分別出現(xiàn)在 20、24、20、24和 20 h，此時的鉻濃度即為C0(表4)，再結合鉻排放達峰值后的各時間點的濃度(Ct)，可計算出k值，得到的一次方程如表5所示?？芍虿?、麥秸、苜蓿、地瓜秧和玉米秸的 k 值分別為 3.92%/h、3.07%/h、4.30%/h、4.63%/h 和 3.16%/h。

2.4 瘤胃k值與飼料營養(yǎng)成分的相關關系

對各標記飼料的瘤胃k值與飼料原料中各主要營養(yǎng)成分進行多元線性回歸得出，與CP的相關性最高，k=2.710 2+0.133 2 CP(R2=0.903 5，P=0.013 1)，而與 NDF、ADF 有相關的趨勢(R2＞0.60)，但不顯著(P＞0.05)。

3 討論

3.1 5種粗飼料的肉羊瘤胃k值比較

本研究是在尼龍袋方法測定粗飼料瘤胃降解率的基礎上，利用相同的試驗動物和同一飼糧飼喂水平對瘤胃降解數(shù)學方程中的k值進行實測。不同的飼料種類間存在差異，羊草、麥秸、苜蓿、地瓜秧和玉米秸的瘤胃 k值分別為 3.92%/h、3.07%/h、4.30%/h、4.63%/h 和 3.16%/h。Susmel等［7］研究表明，鴨茅和苜蓿的瘤胃k值要高于草地草、梯牧草和牛毛草。本研究中，苜蓿的瘤胃k值要高于羊草，玉米秸要高于麥秸。劉美［8］的研究表明，當山羊(體重20 kg)干物質采食量為體重的 2.90% ～4.09% 時，花 生 秧 的 瘤 胃 k 值 為3.426%/h～3.811%/h。本研究肉羊的干物質采食量約為1 294 g，約占體重的2%，地瓜秧的瘤胃k值為4.63%/h，高于前人得出的結果。劉建新等［9］研究將稻草單獨作為飼糧飼喂綿羊時，其k值平 均為 1.52%/h，本 研 究 麥 秸 的 k值 是3.07%/h。顏品勛等［3］測定牛在相近飼喂水平時羊草的瘤胃k值為2.93%/h，低于本研究測定的3.92%/h，這可能與每日飼喂時中午添加羊草有關。有研究表明，增加粗飼料的采食量，可以增加瘤胃內液體和精料的流通速率［10］。王興菊［11］對苜蓿在山羊瘤胃中的k值測定為3.11%/h，但其飼糧的精粗比和飼喂量與本研究有較大差異。

表4 糞中鉻含量及與消化時間的關系Table 4 Fecal Cr content and the relationship w ith digestion time μg/g

表5 5種粗飼料的肉羊瘤胃k值與糞中鉻含量的一次方程Table 5 Linear equations of rum inal k value and fecal chrom ium content of five kinds of roughages in meat sheep

3.2 k值與飼料營養(yǎng)成分的關系

5個粗飼料樣品種類不同，地瓜秧的CP含量最高，其NDF和ADF的含量最低，k值最高，苜蓿的相關參數(shù)略低于地瓜秧，其k值稍低。這2種飼料的營養(yǎng)價值相對較高，其標記飼料的k值高于羊草、玉米秸、小麥秸。本研究結果表明，k值與CP 呈強相關(R2=0.903 5，P=0.013 1)，與 NDF、ADF 相關系數(shù)較低(R2＞0.60，P＞0.05)。說明標記飼料可能在瘤胃中為微生物提供的氮源比提供的碳水化合物充分，對k值的影響更大。飼料原料中的蛋白質以及纖維物質含量影響標記飼料顆粒在肉羊瘤胃中的k值。

3.3 鉻在糞中的排放高峰期

由表4可知，同試驗組的3只羊的糞中鉻達到排放高峰期的時間不同，但均在20～28 h，說明動物間的差異較小。林春健等［12］在肉牛上的研究表明，鉻豆餅和鉻麩皮的氧化鉻在糞中達到高峰期的時間為28～36 h。馬麗娟等［13］在狍上的研究表明，鉻柞樹葉出現(xiàn)排放高峰期為36～40 h，鉻玉米面為28～32 h和鉻玉米青貯為28～36 h。鉻達到排放高峰期的時間與動物種類和標記飼料的類型有關，Aikman等［14］對不同品種的奶牛瘤胃k值表明研究，澤西奶牛瘤胃中液體和固體的流出速度顯著高于荷斯坦奶牛，說明動物的品種是影響k值的先天生理因素。

3.4 k值差異的原因分析

本研究與前人的研究鉻的排放高峰期以及k值的不同，除去試驗動物本身的差異外，首先是飼喂水平的差異，包括干物質的采食量、飼糧的精粗比、飼糧NDF的含量等。大多數(shù)的研究表明，當飼料的精粗比一定時，瘤胃k值與采食量成正相關，Robinson 等［15］和 Tamm inga 等［16］對奶牛的 k值研究表明，當精粗比為66∶33且從泌乳開始至結束干物質的采食量逐步由 24.0 kg/d下降到6.0 kg/d時，鉻標記方法測定表明k值有不成線性的下降，鈷-乙二胺四乙酸(Co-EDTA)標記方法測定表明k值呈線性下降。許多研究表明，增加飼糧中的粗料比例能增加瘤胃中食糜的通過速度。Bosch等［17］研究表明，奶牛在高精料組和低精料組中，隨著NDF總采食量的增加，食糜中鉻的排出量增加。Colucci等［18］研究表明，在高采食量和低采食量組，標記苜蓿和標記大豆的k值與精料的比例呈負線性相關關系。大量的研究表明，飼喂水平是影響食糜流出瘤胃速度的首要因素，在飼喂水平和試驗動物一致的前提下，對k值的研究需再考慮其他因素。

標記飼料的顆粒直徑大小也是影響k值的重要因素。瘤網(wǎng)胃孔口對機械刺激非常敏感，進而通過迷走神經(jīng)引起反芻和腮腺分泌唾液。前人通過跟蹤技術發(fā)現(xiàn)，瘤胃中的食糜在流入皺胃之前已經(jīng)在瘤胃腹測位置被分解為極小尺寸的顆粒［19］。對從奶牛和綿羊的瘤胃遠端到瘤胃中食糜的顆粒大小的研究表明，絕大多數(shù)的顆粒能夠通過 1 mm 的篩孔［20-21］，Eliman 等［22］研究表明，飼料顆粒通過瘤網(wǎng)胃口的臨界值為1.19 mm。Egan等［23］研究表明，標記燕麥草顆粒的大小與k值成負相關關系，本試驗粗飼料的顆粒直徑為1 mm，接近通過瘤網(wǎng)胃孔的臨界值。

Eliman等［2］研究表明，飼料顆粒結構和飼喂水平不同，瘤胃內小顆粒k值的變化范圍為0.0l%/h～0.10%/h。因此，本研究與前人研究的結果差異均在合理的范圍之內。由于本研究在限定的飼喂水平條件下對k值進行的測定，沒有對不同采食量和不同精粗比條件下的k值進行系統(tǒng)研究，無法對k值與干物質采食量、精粗比和飼糧中NDF含量等的關系進行預測。本研究的結果可以為相似飼喂水平的肉羊瘤胃k值和瘤胃降解率提供參考。

4 結論

粗飼料種類不同，瘤胃的外流速率不同。羊草、麥秸、苜蓿、地瓜秧和玉米秸的 k值分別為3.92%/h、3.07%/h、4.30%/h、4.63%/h 和3.16%/h。本研究得出的羊草、麥秸、苜蓿、地瓜秧和玉米秸肉羊瘤胃外流速率可在相關研究中應用。

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