7种常用饲料的水牛瘤胃外流速率

唐庆凤; 卜泽明; 黄雅莉; 罗华东; 黄晓华; 覃呈欢; 邱冬文; 林波; 孔志伟; 邹彩霞

doi:10.12418/CJAN2025.208

动物营养学报 >

2025 , Vol. 37 >Issue 4: 2454 - 2465

DOI: https://doi.org/10.12418/CJAN2025.208

研究论文

7种常用饲料的水牛瘤胃外流速率

唐庆凤 ^,¹^,²^,³^,⁴ ,
卜泽明 ⁵^,^* ,
黄雅莉 ⁶ ,
罗华东 ¹^,²^,³ ,
黄晓华 ¹^,²^,³ ,
覃呈欢 ¹^,²^,³ ,
邱冬文 ¹^,²^,³ ,
林波 ¹^,²^,³ ,
孔志伟 ¹^,²^,³ ,
邹彩霞 ^,¹^,²^,³^,^**

展开

¹ 广西大学动物科技学院,南宁 530004
² 广西畜禽繁育与疾病防控重点实验室,南宁 530004
³ 广西扶绥乳业科技小院,崇左 532100
⁴ 中国农业科学院广西水牛研究所,南宁 530001
⁵ 广西壮族自治区饲料监测所,南宁 530001
⁶ 广西农业职业技术大学,南宁 530007

^** 邹彩霞,研究员,博士生导师,E-mail: zou.cx@gxu.edu.cn

^* 同等贡献作者

唐庆凤(1983—),女,广西桂林人,博士研究生,研究方向为反刍动物营养与饲料研究。E-mail: 899qinghui@163.com

Copy editor: 菅景颖

收稿日期: 2024-09-29

网络出版日期: 2025-04-15

基金资助

广西科技重大专项项目(桂科AA22068099-5)

广西自然科学基金项目(2021GXNSFAA196034)

收起

Ruminal Outflow Rates of Seven Kinds of Regular Feedstuffs in Buffaloes

TANG Qingfeng ^,¹^,²^,³^,⁴ ,
BU Zeming ⁵^,^* ,
HUANG Yali ⁶ ,
LUO Huadong ¹^,²^,³ ,
HUANG Xiaohua ¹^,²^,³ ,
QIN Chenghuan ¹^,²^,³ ,
QIU Dongwen ¹^,²^,³ ,
LIN Bo ¹^,²^,³ ,
KONG Zhiwei ¹^,²^,³ ,
ZOU Caixia ^,¹^,²^,³^,^**

Expand

¹ College of Animal Science and Technology, Guangxi University, Nanning 530004, China
² Guangxi Key Laboratory of Animal Breeding, Disease Control and Prevention, Nanning 530004, China
³ Science and Technology Backyard of Guangxi Fusui Dairy Industry, Chongzuo 532100, China
⁴ Buffalo Research Institute, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Nanning 530001, China
⁵ Guangxi Monitoring Institute of Feed, Nanning 530001, China
⁶ Guangxi Agricultural Vocational and Technical University, Nanning 530007, China

^** professor, E-mail: zou.cx@gxu.edu.cn

^* Contributed equally

Received date: 2024-09-29

Online published: 2025-04-15

Fold

摘要

本研究旨在测定水牛常用的4种粗饲料和3种精饲料的瘤胃外流速率,并分析外流速率普遍采用的参考值与实测值对所测饲料瘤胃有效降解率的影响。选取3头体况良好、体重[(530.67±2.67) kg]相近且安装有永久性瘤胃瘘管的三品杂奶水牛(尼里拉菲×摩拉水牛×广西本地沼泽型水牛)作为试验动物。待测瘤胃外流速率的4种粗饲料分别为青贮玉米、花生藤、白酒糟和麦芽渣,3种精饲料分别为玉米、豆粕和麦麸,并采用瘤胃尼龙袋法测定这7种饲料的瘤胃有效降解率。结果显示: 1)水牛采食青贮玉米、花生藤、白酒糟和麦芽渣4种铬标记粗饲料后粪中铬浓度达到高峰的时间为28~32 h,采食玉米、豆粕和麦麸3种铬标记精饲料后则为24~28 h。2)不同饲料的水牛瘤胃外流速率不同。青贮玉米、花生藤、白酒糟、啤酒渣、玉米、麦麸和豆粕的水牛瘤胃外流速率分别为4.24%/h、3.90%/h、4.09%/h、3.77%/h、3.91%/h、3.70%/h和4.58%/h。3)基于瘤胃外流速率参考值和实测值计算所得7种饲料的干物质、粗蛋白质及有机物瘤胃有效降解率差异较大,其中青贮玉米、花生藤采用参考值计算所得数值全部高于采用实测值计算所得数值,玉米、麦麸和豆粕采用参考值计算所得数值全部均低于采用实测值计算所得数值。由此可见,不同饲料的水牛瘤胃外流速率不同,基于瘤胃外流速率参考值与实测值计算的饲料瘤胃有效降解率结果大部分差异较大,在饲料瘤胃有效降解率研究中,建议实测瘤胃外流速率以确保结果准确性。

关键词： 瘤胃外流速率; 水牛; 实测值; 参考值; 有效降解率

本文引用格式

唐庆凤 , 卜泽明 , 黄雅莉 , 罗华东 , 黄晓华 , 覃呈欢 , 邱冬文 , 林波 , 孔志伟 , 邹彩霞 . 7种常用饲料的水牛瘤胃外流速率[J]. 动物营养学报, 2025 , 37(4) : 2454 -2465 . DOI: 10.12418/CJAN2025.208

Abstract

The present study aimed to determine the ruminal outflow rates of four common roughages and three common concentrates for buffaloes and analyze the impact of commonly adopted reference values versus measured values of ruminal outflow rates on the ruminal effective degradability of these feedstuffs. Three healthy, similarly weighted [(530.67±2.67) kg] crossbred buffaloes (Nili-Ravi×Murrah×Guangxi local swamp buffalo) fitted with permanent ruminal cannulas were selected as experimental animals. The four roughages assessed for ruminal outflow rate were corn silage, peanut vine, distiller’s grains, and malt residues, while the three concentrates were corn, soybean meal, and wheat bran. The effective ruminal degradability of these seven feedstuffs was determined using the nylon bag technique. The results showed as follows: 1) the time to reach peak chromium concentration in feces after ingestion of chromium-marked corn silage, peanut vine, distiller’s grains and brewer’s grains was 28 to 32 hours, compared to 24 to 28 h for chromium-marked corn, soybean meal and wheat bran. 2) The ruminal outflow rates varied among different feedstuffs, with values of 4.24%/h, 3.90%/h, 4.09%/h, 3.77%/h, 3.91%/h, 3.70%/h, and 4.58%/h for corn silage, peanut vine, distiller’s grains, brewer’s grains, corn, wheat bran, and soybean meal, respectively. 3) The difference of ruminal effective degradability of dry matter, crude protein and organic matter in the seven types of feedstuffs calculated by the reference and actual measured values of ruminal outflow rate were obvious. Specifically, for corn silage and peanut vine, the values calculated using the reference values were all higher than those calculated using the actual measured values. For corn, wheat bran, and soybean meal, the values calculated using the reference values were all lower than those calculated using the actual measured values. It can be concluded that the ruminal outflow rate differs with different types of feedstuffs. There are notable discrepancies in the calculated ruminal effective degradability of feedstuffs based on reference ruminal outflow rates compared to those based on measured ruminal outflow rates. In studies pertaining to the ruminal effective degradability of feeds, it is recommended to conduct direct measurements of the ruminal outflow rate in order to ensure the accuracy of the research outcomes.

Key words： ruminal outflow rate; buffaloes; measured value; reference value; effective degradability

饲料在瘤胃中的降解特性在反刍动物饲料的营养价值评估中占据核心地位,这常依赖于瘤胃尼龙袋技术来量化。然而,精确计算饲料在瘤胃内的有效降解率,必须依据其瘤胃外流速率作为基准,因此,确保瘤胃外流速率的准确测量对于整个评估流程的可靠性至关重要。瘤胃外流速率指在单位时间内,从瘤胃中流出的液体或固体占其内容物总体积的百分比,这一比率常以k值表示,并采用%/h或h^-1作为单位^[1]。在评估瘤胃外流速率这一领域,存在着多元化的方法体系,它们大致被归类为直接测定法与标记法两大类,然而,由于直接测定法易对动物造成伤害,且过程繁琐耗时,因此逐渐被淘汰。目前,瘤胃外流速率主要采用于间接标记技术来进行测定,常将待测饲料样品用重铬酸钠溶液进行标记,这一处理使得饲料中的纤维与蛋白质成分能够与铬元素紧密结合,形成稳定的化合物,这些化合物在瘤胃环境中展现出卓越的稳定性,几乎不受微生物降解的影响,从而实现对瘤胃外流速率的准确测定^[2]。近年来,已有研究测定了苜蓿干草、羊草、啤酒糟、高梁青贮、稻草、玉米、豆粕等20种饲料的牛瘤胃外流速率^[3-4],测定了豆粕、玉米、大豆秸秆、鸭茅等饲料的羊瘤胃外流速率^[1]。颜品勋等^[3]研究指出,对于类型相似或容重相近的饲料而言,其瘤胃外流速率具有可参照性。因此,在实际应用中,当涉及到瘤胃外流速率的研究时,研究者们常引用和参考前人所积累的相对有限的试验结果,但瘤胃外流速率受动物种类、动物生理阶段和饲料种类等的影响。关于水牛瘤胃外流速率的研究几乎未见报道,这导致在应用时常参考奶牛或羊试验中获得的参数值,进而影响试验结果的准确性。鉴于此,本研究采用间接标记技术,对4种常用粗饲料和3种常用精饲料在水牛瘤胃中的外流速率进行测定,并比较瘤胃外流速率的实测值与参考值的偏差,旨在为精确计算水牛粗饲料和精饲料的瘤胃有效降解率提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

用于测定瘤胃外流速率的4种常用粗饲料分别为青贮玉米、花生藤、白酒糟和麦芽渣,由广西壮族自治区水牛所种畜场提供,3种常用精饲料分别为玉米、豆粕和麦麸,由广西九翔农牧有限责任公司提供。采集的试验样本在65 ℃的鼓风干燥箱中烘至恒重粉碎后,原料一部分过1 mm筛用于常规营养成分和瘤胃外流速率测定,另一部分过2 mm筛用于尼龙袋法测定饲料瘤胃有效降解率。7种饲料的常规营养成分含量见表1。

表1 7种饲料的常规营养成分含量

Table 1 Regular nutrient contents of seven kinds of feedstuffs

项目 Items	干物质 DM/%	粗蛋白质 CP/%DM	粗灰分 Ash/%DM	有机物 OM/%DM	中性洗涤纤维 NDF/%DM	酸性洗涤纤维 ADF/%DM
青贮玉米Corn silage	94.40	11.99	9.01	90.99	70.12	43.31
花生藤Peanut vine	88.74	12.85	7.69	92.31	50.87	40.86
白酒糟Distiller’s grains	89.54	28.62	7.61	92.39	57.66	45.54
啤酒渣Brewer’s grains	94.67	31.41	4.27	95.73	69.67	25.63
玉米Corn	89.47	10.92	1.44	98.56	20.77	2.30
豆粕Soybean meal	91.15	48.00	6.65	93.35	23.02	14.20
麦麸Wheat bran	90.57	16.24	5.80	94.20	42.54	13.17

1.2 试验时间和地点

本试验于2023年7—9月在广西汇创牧业有限公司进行。瘤胃外流速率测定试验共持续75 d,预试期10 d,正试期共分为7期,每期5 d,并且相邻2个正试期之间设有为期5 d的过渡期。尼龙袋试验共15 d,包括预试期7 d,正试期8 d。

1.3 试验动物及饲养管理

本试验经广西大学动物实验伦理审查委员会批准(批准号:GXU-2023-0256)。选取3头体况良好、体重[(530.67±2.67) kg]相近且安装有永久性瘤胃瘘管的三品杂奶水牛(尼里拉菲×摩拉水牛×广西本地沼泽型水牛)作为试验动物,试验前用伊维菌素进行驱虫处理。试验水牛单槽饲养,人工喂水喂料,日饲喂2次,分别在09:00和16:00,试验所用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。

表2 基础饲粮组成及营养水平(风干基础)

Table 2 Composition and nutrient levels of the basal diet (air-dry basis) g/kg

项目Items		含量Content
原料Ingredients
象草Elephant grass		540.00
稻草Rice straw		160.00
精料补充料Supplementary concentrate		300.00
合计Total		1 000.00
营养水平Nutrient levels
粗蛋白质CP		147.00
酸性洗涤纤维ADF		163.00
中性洗涤纤维NDF		297.30
钙Ca		7.60
磷P		2.80
综合净能NE_mf/(MJ/kg)		8.52

	综合净能参考《肉牛饲养标准》(NY/T 815—2004)计算,其他营养水平为实测值。
	NE_mf is a calculated value according to Chinese Feeding Standard of Beef Cattle (NY/T 815—2004), while the other nutrient levels are measured values.

表3 精料补充料组成及营养水平(风干基础)

Table 3 Composition and nutrient levels of the supplementary concentrate (air-dry basis) g/kg

项目Items		含量Content
原料Ingredients
豆粕Soybean meal		80.00
玉米Corn		320.00
大豆胚芽粉Soybean germ powder		10.00
菜籽粕Rapeseed meal		92.00
玉米皮Corn bran		30.00
赖氨酸渣Lysine residue		10.00
米糠Rice bran		70.00
棕榈粕Palm meal		60.00
木薯酒精糟Cassava distiller’s grain		85.00
干木薯片Dried cassava chips		133.00
糖蜜Molasses		20.00
尿素Urea		15.00
小苏打NaHCO₃		10.00
磷酸氢钙CaHPO₄		10.00
石粉Limestone		15.00
预混料Premix¹⁾		40.00
合计Total		1 000.00
营养水平Nutrient levels²⁾
干物质DM		889.00
粗蛋白质CP		170.90
粗灰分Ash		65.90
粗脂肪EE		31.00
磷P		7.80
钙Ca		18.30
综合净能NE_mf/(MJ/kg)		5.83

1)每千克预混料含有 Contained the following per kg of premix:VA 450 000 IU,VE 2 500 IU,VD 10 000 IU,Mn 4.0 g,Cu 1.2 g,Zn 5.0 g,Fe 5.0 g,Co 75 mg,I 75 mg。

2)综合净能为参考《肉牛饲养标准》(NY/T 815—2004)所得计算值,其他营养水平为实测值。NE_mf is a calculated value according to Chinese Feeding Standard of Beef Cattle (NY/T 815—2004), while the other nutrient levels are measured values.

1.4 饲料瘤胃外流速率测定

1.4.1 铬标记饲料的制备及饲喂

参考《反刍动物营养学》^[5]中的具体步骤制备铬标记饲料。在制备过程中,铬的添加量被控制在待测饲料干物质总量的10%~14%。晨饲时将铬标记饲料与基础饲粮充分混合均匀后,进行投喂,每头牛铬标记饲料的饲喂量设定为300 g,以确保每头牛能够完全采食铬标记饲料,不留任何剩余。每日每头牛饲粮供给量为1.4倍维持需要。

1.4.2 样品采集与制备

试验牛早上采食结束后记为0时间点,分别于采食结束后4、8、12、16、20、24、28、32、36、40、44、48、54、60、72、84、96、108、120 h直肠取粪样。采样后65 ℃烘干、粉碎通过1.0 mm筛孔,待测。

1.5 饲料瘤胃有效降解率测定

尼龙袋大小为8 cm×12 cm,孔径为300目。粗饲料称7 g/袋,精饲料称15 g/袋,精确到小数点后4位,把尼龙袋口扎紧并捆扎到长35 cm的硬质尼龙管上。在晨饲前1 h,按照“同时放入,依次取出”的原则将尼龙袋通过瘤胃瘘管投入水牛的瘤胃中。每头牛每个时间点每种饲料样品设3个尼龙袋(重复),随机由瘤胃瘘管投放到3头水牛的瘤胃中。粗饲料分别在放袋后4、8、12、24、36、48、72 h取袋,精饲料分别在放袋后4、8、12、24、36、48 h取袋。取出尼龙袋后,需立即置于冰水中,此举旨在防止样品发生进一步的酵解作用,再用自来水将尼龙袋冲洗干净,随后,将清洗干净的尼龙袋转移至65 ℃的烘箱中烘48 h,称重,然后取出袋中残留物后粉碎,过1 mm筛孔,待测。

1.6 基于瘤胃外流速率实测值和参考值的瘤胃有效降解率比较

分别使用瘤胃外流速率参考值和实测值对青贮玉米、花生藤、白酒糟和麦芽渣4种粗饲料和玉米、豆粕和麦麸3种精饲料的干物质、粗蛋白质、有机物的瘤胃有效降解率进行计算,并且比较两者的差异。目前精饲料的瘤胃外流速率普遍参考Ørskov等^[6]的研究结果,而粗饲料的瘤胃外流速率大多参考颜品勋等^[7]的研究结果,因此本试验精饲料和粗饲料的瘤胃外流速率分别参考Ørskov等^[6]和颜品勋等^[7]的研究结果。

1.7 指标检测

1.7.1 常规营养指标测定

参照GB/T 6435—2014中方法测定干物质含量;参照GB/T 6438—2007中方法测定粗灰分含量;参照GB/T 6432—2018中方法测定粗蛋白质含量;参照Van Soest等^[8]的方法测定酸性洗涤纤维和中性洗涤纤维含量;参照GB/T 6433—2006中方法测定粗脂肪含量;参照GB/T 6436—2018中方法测定钙含量;参照GB/T 6437—2018中方法测定磷含量。

1.7.2 粪中铬浓度的测定

依据《饲料中铬的测定》(GB/T 13088—2006)^[9],采用干灰化法对粪样进行前处理,采用原子吸收分光光度计(HITACHI ZA3300,日本)测定粪中铬浓度。铬标准溶液购自北京世纪奥科生物技术有限公司。

1.7.3 铬标记饲料稳定性测定

试验前先进行铬标记饲料稳定性测定。粗饲料称取7.0 g/袋,精饲料称取10.0 g/袋,精确到小数点后4位,把尼龙袋(大小为8 cm×12 cm,孔径为300 目)口扎紧并捆扎到长35 cm的硬质尼龙管上。每个饲料样品设置设3个尼龙袋(重复),由瘤胃瘘管随机投放入3头水牛瘤胃中进行24 h的培养。培养结束后,取出尼龙袋,彻底清洗干净,并在65 ℃的鼓风干燥箱中烘48 h至恒重。干物质回收率的计算公式^[10]为:

干物质回收率(%)=[(铬标记饲料瘤胃培养24 h后残渣的质量×该残渣干物质含量)/(原始铬标记饲料的质量×原始标记饲料的干物质含量)]×100。

1.7.4 饲料瘤胃外流速率的计算

待测饲料瘤胃外流速率由粪中铬浓度下降曲线确定,计算瘤胃外流速率的数学指数方程^[5]为:

C_t=C₀e^-k^t。

式中:C₀表示粪中铬的最大浓度(μg/g);C_t表示在粪中铬浓度达到C₀后,不同时间点时粪中铬浓度(μg/g);k表示待测饲料的瘤胃外流速率(%/h);t表示消化时间(h)。

1.7.5 饲料瘤胃有效降解率的计算

瘤胃降解参数模型的计算采用Ørskov等^[6]提出的方法,公式如下:

P=a+b×(1-e^-^ct);

ED=a+b×c/(c+k)。

式中:P代表在t时间点待测饲料中某一特定营养成分的降解率(%);a为快速降解部分(%);b为慢速降解部分(%);c为慢速降解部分的降解速率(%/h);t为待测饲料在瘤胃中的停留时间(h);ED为待测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)。

1.8 数据统计分析

试验结果用Excel 2019初步整理后,利用NLIN程序求解出瘤胃降解参数a、b、c的值,k值通过GraphPad Prism 8.4.1软件进行线性拟合。通过SPSS 26.0软件进行单因素方差分析(one-way ANOVA),随后采用Duncan氏法进行多重比较,数据结果以“平均值±标准误”表示,P<0.05表示差异显著。

2 结果

2.1 铬标记饲料的稳定性

由表4可知,7种铬标记饲料平均干物质回收率为88.48%,其中,青贮玉米的干物质回收率最高,为94.97%,玉米的干物质回收率最低,为79.47%。

表4 铬标记饲料的干物质回收率

Table 4 DM recovery rate of Cr-marked feedstuffs %

项目 Item	青贮玉米 Corn silage	花生藤 Peanut vine	白酒糟 Distiller’s grains	啤酒渣 Brewer’s grains	玉米 Corn	麦麸 Wheat bran	豆粕 Soybean meal	P值 P-value
干物质回收率 DM recovery rate	94.97 ±0.41^e	93.79 ±0.06^e	90.35 ±0.75^d	89.74 ±0.19^d	79.47 ±0.07^a	87.42 ±0.99^c	83.65 ±0.23^b	<0.001

	同行数据肩标无字母或相同字母表示差异不显著(P>0.05),不同小写字母表示差异显著(P<0.05)。下表同。
	In the same row, values with no letter or the same letter superscripts mean no significant difference (P>0.05), while with different small letter superscripts mean significant difference (P<0.05). The same as below.

2.2 各时间点粪样中铬浓度以及饲料瘤胃外流速率

粪中铬浓度与消化时间的关系和4种粗饲料和3种精饲料的瘤胃外流速率分别见表5和表6。鉴于公式C_t=C₀e^-k^t中,瘤胃外流速率取决于铬在排放高峰时期及其后续时间点的浓度变化,因此表5和表6仅列出了排放高峰过后各时间点的铬浓度。由表5和表6可知,水牛采食不同铬标记饲料,水牛粪样中铬浓度到达高峰时间不同,粗饲料一般集中在28~32 h,而精饲料一般集中在24~28 h,其中,玉米出现高峰时间最早,为24 h,白酒糟则最晚,为32 h。7种饲料的瘤胃外流速率从高到低为4.58%/h(豆粕)、4.24%/h(青贮玉米)、4.09%/h(白酒糟)、3.91%/h(玉米)、3.90%/h(花生藤)、3.77%/h(啤酒渣)和3.70%/h(麦麸)。确定瘤胃外流速率的指数方程C_t=C₀e^-k^t可以经过对数变换转化为线性方程lnC₀-lnC_t=kt,在这个线性方程中,斜率k为瘤胃外流速率。水牛采食铬标记饲料后,其粪中铬浓度的指数与消化时间的线性方程的决定系数(R²)均大于0.98。

表5 粪中铬浓度及消化时间的关系和4种粗饲料的瘤胃外流速率

Table 5 Relationship between chromium concentration in feces and digestion time and ruminal outflow rates of four kinds of roughages

项目 Items	青贮玉米 Corn silage	花生藤 Peanut vine	白酒糟 Distiller’s grains	啤酒渣 Brewer’s grains	P值 P-value
粪中铬浓度Chromium concentration in feces/(μg/g)
24 h	1 680.82±274.74	1 484.12±239.44	1 255.42±319.61	2 318.96±486.15	0.230
28 h	1 866.85±162.30^a	1 661.93±152.32^a	1 424.87±238.33^a	2 466.81±136.85^b	0.016
32 h	1 757.58±181.77^a	1 529.65±42.62^a	1 525.62±272.64^a	2 431.49±187.92^b	0.030
36 h	1 460.30±129.98	1 394.58±38.73	1 401.21±242.51	2 112.50±345.13	0.136
40 h	1 345.20±122.22	952.50±200.69	1 244.86±259.73	1 759.22±349.56	0.222
44 h	1 067.57±128.48	961.34±219.39	985.70±226.77	1 481.07±278.98	0.366
48 h	936.72±104.17	764.55±106.27	812.15±158.32	1 010.21±202.65	0.647
54 h	664.64±118.04	714.08±130.47	522.72±169.92	832.57±150.79	0.529
60 h	479.89±77.21	549.09±92.78	504.76±109.79	685.73±99.18	0.472
72 h	272.33±60.52	445.36±44.46	260.94±66.04	493.59±92.57	0.285
84 h	200.31±47.61	192.60±55.19	157.26±39.06	268.97±64.94	0.533
96 h	123.06±35.21	115.28±40.66	134.80±55.62	189.11±50.67	0.680
108 h	61.77±26.56	74.84±30.70	76.35±26.45	141.03±40.63	0.348
120 h	43.90±8.21	48.70±22.58	40.10±19.66	83.69±32.04	0.524
线性方程 Linear equation	y=0.042 4x- 1.272 1 (R²=0.996 1)	y=0.039x- 1.167 6 (R²=0.989 7)	y=0.040 9x- 1.323 1 (R²=0.991 2)	y=0.037 7x- 1.079 9 (R²=0.991 6)
瘤胃外流速率 Rumen outflow rate/(%/h)	4.24	3.90	4.09	3.77

表6 粪中铬浓度及消化时间的关系和3种精饲料的瘤胃外流速率

Table 6 Relationship between chromium concentration in feces and digestion time and ruminal outflow rates of 3 kinds of concentrate feeds

项目 Items	玉米 Corn	麦麸 Wheat bran	豆粕 Soybean meal	P值 P-value
粪中铬浓度Chromium concentration in feces/(μg/g)
20 h	1 203.88±382.77	1 170.84±300.42	1 491.41±398.65	0.797
24 h	1 707.04±48.66^a	1 749.81±96.22^a	2 250.20±71.77^b	0.004
28 h	1 654.90±140.25	1 785.60±54.81	2 546.19±410.68	0.093
32 h	1 500.16±104.89	1 718.74±52.77	2 338.14±426.92	0.132
36 h	1 161.42±142.77	1 520.56±66.30	1 809.92±510.81	0.389
40 h	934.10±142.31	1 378.94±59.19	1 749.12±508.89	0.249
44 h	759.97±126.11	1 126.83±106.28	1 191.92±511.01	0.596
48 h	655.17±124.88^a	1 005.01±118.28^a	1 447.33±108.32^b	0.009
54 h	596.47±126.35	712.68±65.79	952.78±306.20	0.466
60 h	377.45±88.81	602.59±73.11	672.42±276.76	0.495
72 h	289.94±53.33	435.65±108.25	384.52±184.13	0.669
84 h	183.66±30.01	260.27±53.07	184.13±96.65	0.659
96 h	120.04±52.13	142.55±44.08	133.38±76.64	0.964
108 h	60.71±33.57	99.92±36.84	—	0.535
120 h	43.01±22.67	70.04±25.31	130.02±5.73	0.053
线性方程 Linear equation	y=0.039 1x- 0.996 6 (R²=0.994 9)	y=0.037x- 1.147 4 (R²=0.996 1)	y=0.045 8x- 1.406 9 (R²=0.987 8)
瘤胃外流速率 Rumen outflow rate/(%/h)	3.91	3.70	4.58

—:未采到样品 Failure to collect samples。

2.3 基于瘤胃外流速率实测值和参考值的瘤胃有效降解率的比较

由表7可知,粗饲料的瘤胃外流速率除啤酒渣外实测值全部高于参考值,而精饲料的瘤胃外流速率实测值均低于参考值。青贮玉米、花生藤、白酒糟、啤酒渣、玉米、麦麸和豆粕的瘤胃外流速率实测值和参考值相对误差分别为41.04%、19.49%、2.44%、5.84%、27.88%、35.14%和9.17%,相对误差最小的为白酒糟,最大的为青贮玉米。

表7 7种饲料瘤胃外流速率实测值和参考值的比较

Table 7 Comparison of measured and reference values of ruminal outflow rates of seven kinds of feedstuffs

项目 Items	青贮玉米 Corn silage	花生藤 Peanut vine	白酒糟 Distiller’s grains	啤酒渣 Brewer’s grains	玉米 Corn	麦麸 Wheat bran	豆粕 Soybean meal
k₁/(%/h)	4.24	3.90	4.09	3.77	3.91	3.70	4.58
k₂/(%/h)	2.50	3.14	3.99	3.99	5.00	5.00	5.00
相对误差 Relative error/%	41.04	19.49	2.44	5.84	27.88	35.14	9.17

	k₁代表瘤胃外流速率实测值,k₂代表瘤胃外流速率参考值^[6-7]。
	k₁ represents the measured value of rumen outflow rate, and k₂ represents the reference value of rumen outflow rate^[6-7].

由表8可知,青贮玉米、花生藤和白酒糟采用参考值计算所得的干物质、粗蛋白质及有机物瘤胃有效降解率均高于采用实测值计算所得数值;而啤酒渣、玉米、麦麸和豆粕采用参考值计算所得的干物质、粗蛋白质及有机物瘤胃有效降解率均低于采用实测值计算所得数值。采用实测值和参考值计算的7种饲料的干物质瘤胃有效降解率的相对误差范围为0.52%~11.86%,青贮玉米的相对误差相对较大,为11.86%,白酒糟和啤酒渣的相对误差相对较小,尤其是白酒糟,相对误差仅为0.52%,基本跟实测值保持一致。采用实测值和参考值计算的7种饲料的粗蛋白质瘤胃有效降解率的相对误差范围为0.50%~7.29%,相对误差最大的为玉米(7.29%),白酒糟和啤酒渣的相对误差相对较小,尤其是白酒糟,其相对误差仅为0.50%,基本跟实测值保持一致。采用实测值和参考值计算的7种饲料的有机物瘤胃有效降解率的相对误差范围为0.51%~13.39%,青贮玉米的相对误差相对较大,为13.39%,白酒糟和啤酒渣的相对误差相对较小,尤其是白酒糟,其相对误差仅为0.51%,跟实测值基本保持一致。

表8 瘤胃外流速率实测值与参考值计算所得干物质、粗蛋白质和有机物瘤胃有效降解率比较

Table 8 Comparison of ruminal effective degradability of dry matter, crude protein and organic matter calculated from measured and reference values of ruminal outflow rate

项目 Items	青贮玉米 Corn silage	花生藤 Peanut vine	白酒糟 Distiller’s grains	啤酒渣 Brewer’s grains	玉米 Corn	麦麸 Wheat bran	豆粕 Soybean meal
干物质Dry matter
a/%	30.77	25.19	14.90	25.02	15.53	18.84	35.31
b/%	48.86	64.42	35.21	46.24	85.84	54.21	57.50
c/(%/h)	0.03	0.05	0.08	0.03	0.04	0.11	0.04
a+b/%	79.63	89.61	50.11	71.26	101.37	73.05	92.81
ED₁/%	48.92	60.09	36.48	44.14	59.09	58.94	64.08
ED₂/%	54.72	63.49	36.67	43.51	53.86	55.65	59.87
相对误差Relative error/%	11.86	5.66	0.52	1.43	8.85	3.29	6.57
粗蛋白质Crude protein
a/%	42.43	27.91	20.29	23.78	31.04	19.46	31.85
b/%	22.31	61.28	32.19	46.96	81.45	63.18	63.36
c/(%/h)	0.03	0.03	0.06	0.02	0.02	0.13	0.03
a+b/%	64.74	89.19	52.48	70.74	112.49	82.63	95.21
ED₁/%	51.91	54.92	37.54	40.75	60.94	68.67	56.71
ED₂/%	54.80	58.19	37.72	40.14	56.50	65.37	52.72
相对误差Relative error/%	5.57	5.95	0.50	1.50	7.29	4.81	7.04
有机物Organic matter
a/%	29.93	26.10	13.88	25.77	15.00	20.22	35.73
b/%	59.58	63.83	35.41	50.18	80.92	52.50	57.79
c/(%/h)	0.03	0.05	0.08	0.02	0.04	0.10	0.04
a+b/%	89.51	89.93	49.30	75.95	95.92	72.72	93.52
ED₁/%	49.83	60.58	37.12	44.67	59.14	58.21	63.53
ED₂/%	56.50	63.96	37.31	44.02	53.90	55.15	59.59
相对误差Relative error/%	13.39	5.58	0.51	1.46	8.86	5.26	6.20

	a代表快速降解部分;b代表慢速降解部分;c代表慢速降解部分的降解速率;ED₁是通过实际测量的外流速率计算得出的有效降解率;ED₂是通过参考的外流速率计算得出的有效降解率。
	a represents the rapidly degradable portion; b represents the slowly degradable portion; c represents the degradation rate of the slowly degradable portion; ED₁ is the effective degradability calculated based on the actually measured outflow rate; ED₂ is the effective degradability calculated based on the reference outflow rate.

3 讨论

3.1 7种铬标记饲料的稳定性

重铬酸钠制备铬标记饲料时,能够促使饲料内的纤维成分及蛋白质与铬元素紧密结合,形成难以被动物消化的稳定络合物^[11]。在本试验中,铬标记粗饲料和精饲料的干物质回收率范围分别为89.74%~94.97%和79.47%~83.65%,玉米的干物质回收率最低,为79.47%。刘胜寒等^[1]将铬标记玉米、菜籽粕、豆粕、大豆秸秆等6种饲料在羊的瘤胃中培养24 h后,测得的精饲料的干物质回收率范围为45.92%~77.55%,粗饲料的干物质回收率范围为77.40%~80.11%,其中,玉米的干物质回收率最低,为45.92%,与本研究结果一致。陈晓琳等^[10]测得的铬标记羊草、麦秸、苜蓿等5种常用粗饲料的干物质回收率范围为88.78%~94.64%,平均干物质回收率为91.45%,表明5种铬标记饲料在肉羊的瘤胃中具有较好的稳定性。刘美^[12]将铬标记混合精料、花生秧、玉米秸和苏丹草在山羊的瘤胃中培养24 h后,测得的干物质回收率分别为89.62%、90.23%、98.52%和97.64%。由此可见,铬标记粗饲料的干物质回收率普遍高于精饲料,且一般在75%以上;各种饲料在干物质回收率上存在差异,这种差异归因于饲料内纤维成分的含量不同。具体而言,铬会与饲料中的纤维成分结合形成难以消化的复合物^[2],而由于玉米等精饲料含有相对较低的纤维成分,因此其干物质回收率也相对较低。在本试验中,铬标记饲料的干物质回收率除玉米外,其他均在80%以上,平均达到88.48%,说明本试验所制备的铬标记饲料在瘤胃中不容易被降解,具有较好的稳定性,可以用作测定饲料的瘤胃外流速率。

3.2 饲喂不同饲料后粪中铬浓度的高峰期

瘤胃外流速率是通过数学指数方程C_t=C₀e^-k^t求出,其中C₀表示粪中铬的最大浓度即铬浓度峰值,而且瘤胃外流速率又取决于铬在排放高峰时期及其后续时间点的浓度变化,因此,研究饲喂不同饲料后粪中铬浓度的高峰期对于瘤胃外流速率的测定具有重要意义。在饲喂不同铬标记饲料后,粪中铬浓度达到峰值的时间点不相同。马丽娟等^[13]通过测定狍常用饲料的瘤胃外流速率,发现饲喂豆粕、玉米青贮和玉米后粪中铬浓度出现高峰的时间分别为24~28 h、28~36 h和28~32 h。刘胜寒等^[1]在肉羊上的研究表明,饲喂豆粕、玉米、小麦秸秆、菜籽粕、鸭茅、大豆秸秆后氧化铬浓度在粪中达到高峰期的时间为24~36 h。以上研究结果与本试验结果基本一致,在本研究中发现,饲喂7种铬标记饲料后水牛粪中铬浓度在24~32 h出现峰值,其中,玉米达到峰值所需的时间最短,为24 h,玉米在水牛瘤胃中的停留时间相对较短,这很可能归因于玉米中纤维含量较低,并且富含易于消化的成分如淀粉,使得玉米在瘤胃内能迅速被降解,从而缩短了其在瘤胃中的停留时间;相比之下,饲喂白酒糟后水牛粪中铬浓度达到峰值所需的时间最长,达到32 h,这可能是因为白酒糟的瘤胃有效降解率较低,其成分相对较难被消化,导致在瘤胃中的停留时间相对延长^[1]。

3.3 7种饲料的瘤胃外流速率比较

本研究立足于尼龙袋法测定的粗饲料瘤胃降解率,采用相同的试验动物群体及一致的饲粮供应水平,深入实际测量并验证了瘤胃降解过程中数学方程所涉及的外流速率参数。准确测定瘤胃外流速率,对于构建和优化反刍动物饲粮配方与营养供给预测模型具有至关重要的作用。在瘤胃降解模型的构建中,涉及饲料组分动态降解参数的预测精度,直接关联并深刻影响着瘤胃有效降解率评估结果的可信度,这一点已在多项研究中得到证实^[14-15]。通过本研究发现,不同饲料之间的瘤胃外流速率存在差异,青贮玉米、花生藤、白酒糟、啤酒渣、玉米、麦麸和豆粕的水牛瘤胃外流速率分别为4.24%/h、3.90%/h、4.09%/h、3.77%/h、3.91%/h、3.70%/h和4.58%/h。在4种粗饲料中,瘤胃外流速率从高到低依次为青贮玉米、白酒糟、花生藤和啤酒渣;在3种精饲料中,瘤胃外流速率从高到低依次为豆粕、麦麸和玉米。刘胜寒等^[1]研究发现,精饲料的瘤胃外流速率比粗饲料的高,但在本试验中未发现此规律,可能是由于饲料的瘤胃外流速度受到多种因素的制约,包括其容重和中性洗涤纤维含量、动物品种、干物质采食量等^[16-17]。王兴菊^[18]测定了青贮玉米、青贮黄竹草对于南江黄羊的瘤胃外流速率分别为3.52%/h和2.71%/h。本研究中青贮玉米的水牛瘤胃外流速率为4.24%/h,高于王兴菊^[18]的研究结果,这可能是多种因素导致,比如饲喂水平和动物种类不同等。刘美^[12]以3只安装有瘤胃瘘管的本地去势白山羊为试验动物,测定花生秧的瘤胃外流速率为3.426%/h~3.811%/h。本研究测定的花生藤的水牛瘤胃外流速率为3.90%/h,高于刘美^[12]的研究结果,这可能主要是由于动物种类和饲喂水平不同导致。颜品勋等^[3]研究报道,啤酒渣的肉牛瘤胃外流速率为3.64%/h。王克耀等^[19]针对啤酒渣、菠萝皮及罗汉果渣在水牛瘤胃中的降解特性进行了评估,其得出的啤酒渣的瘤胃外流速率为3.2%/h。而本研究的测定结果显示,啤酒渣的水牛瘤胃外流速率达到了3.77%/h,这一数值高于颜品勋等^[3]的报道,这可能主要是由于饲喂饲粮的精粗比不同,本研究饲粮精粗比为3∶7,而颜品勋等^[3]的研究中饲粮精粗比为4∶6,饲粮精粗比不同会影响瘤胃中瘤胃液的数量,从而影响饲料的瘤胃外流速率^[20]。此外,彭丽娟等^[21]利用尼龙袋法研究了苜蓿、象草及白酒糟在奶水牛瘤胃中的降解特性,并指出白酒糟的瘤胃外流速率为3.1%/h,本研究测定的白酒糟的瘤胃外流速率为4.09%/h,高于此值,彭丽娟等^[21]研究中使用的白酒糟瘤胃外流速率数值不是实测值,可能存在偏差。李杰等^[22]设计了4种不同粒度的豆粕,包括未粉豆粕、粗粉豆粕,细粉豆粕和中粉豆粕,旨在探究这些不同粒度的豆粕对绵羊瘤胃外流速率和瘤胃发酵的具体影响,研究结果显示,未粉豆粕、粗粉豆粕、细粉豆粕、中粉豆粕和在绵羊瘤胃中的外流速率分别为5.0%/h、4.8%/h、5.8%/h和4.5%/h。本研究测定的豆粕的水牛瘤胃外流速率为4.58%/h,与李杰等^[22]的研究结果中细粉豆粕的瘤胃外流速率接近。Hadjipanayiotou^[23]的研究表明豆粕的瘤胃外流速率相较于纤维性饲料更高,这与本研究所得结果相吻合,本研究结果显示豆粕的瘤胃外流速率高于青贮玉米、花生藤、白酒糟和啤酒渣这4种粗饲料的瘤胃外流速率。李鹏^[4]在荷斯坦奶牛上测定了铬标记饲料的瘤胃外流速率,发现豆粕、棉籽粕、压片玉米和玉米的瘤胃外流速率分别为4.9%/h、4.9%/h、1.5%/h和4.0%/h。本研究中测定的豆粕和玉米的水牛瘤胃外流速率分别为4.58%/h和3.91%/h,低于李鹏^[4]的研究结果,这很可能归因于多种因素,包括动物品种的差异、饲喂水平的不同以及饲料粒度的变化等^[12]。

3.4 基于瘤胃外流速率实测值和参考值的瘤胃有效降解率的比较

通过对比由实测值与参考值计算得出的粗蛋白质、干物质及有机物瘤胃有效降解率后,发现粗蛋白质瘤胃有效降解率相对误差较小的为白酒糟(0.50%)和麦芽渣(1.50%),最大的为玉米(7.29%);干物质瘤胃有效降解率相对误差较小的为白酒糟(0.52%)和麦芽渣(1.43%),最大的为青贮玉米(11.86%);有机物瘤胃有效降解率相对误差较小的为白酒糟(0.51%)和麦芽渣(1.46%),最大的为青贮玉米(13.39%)。由以上结果可知,干物质和有机物瘤胃有效降解率差异最大的均为玉米青贮,可能是由于青贮玉米瘤胃外流速率实测值与参考值的相对误差最大;白酒糟和麦芽渣的干物质、粗蛋白质及有机物瘤胃有效降解率,基于外流速率参考值和实测值计算后相对误差较小(0.50%~1.5%),其余5种饲料的干物质、粗蛋白质及有机物有效降解率,基于外流速率参考值和实测值计算后都出现了偏高的相对误差(9.17%~41.04%),从而导致基于瘤胃外流速率参考值计算的饲料瘤胃有效降解率偏差较大,不能较好地应用于实际情况中。这进一步印证了当前采用的瘤胃外流速率参考值难以充分适应水牛相关实际研究及应用,因此,在水牛科学研究过程中,直接对饲料瘤胃外流速率进行实测是确保研究结果精确无误的最优策略。刘胜寒等^[1]针对羊常用的6种饲料,通过对比基于瘤胃外流速率的参考值与实测值计算得出的干物质、粗蛋白质及有机物有效降解率,发现相对误差范围介于5.54%~15.98%,基于这一发现,他们建议在采用尼龙袋法评估饲料在瘤胃中的有效降解率时,应优先考虑对饲料的瘤胃外流速率进行实际测定,以更准确地反映降解情况,这一建议与本研究的建议一致。

4 结论

① 不同饲料的水牛瘤胃外流速率不同,本试验测定的青贮玉米、花生藤、白酒糟、啤酒渣、玉米、麦麸和豆粕的水牛瘤胃外流速率分别为4.24%/h、3.90%/h、4.09%/h、3.77%/h、3.91%/h、3.70%/h和4.58%/h。

② 对比瘤胃外流速率参考值与实测值计算的饲料瘤胃有效降解率,发现大部分结果差异较大。因此,在饲料瘤胃有效降解率研究中,建议实测瘤胃外流速率以确保结果准确。

参考文献

原文顺序 | 文献年度倒序 | 文中引用次数倒序

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DOI

PENG

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