动物营养学报 >

2025 , Vol. 37 >Issue 6: 4141 - 4157

DOI: https://doi.org/10.12418/CJAN2025.339

研究论文

肉牛常用精饲料的饲用价值评定及有效降解率预测模型建立

  • 周治宇 ,
  • 王金泽 * ,
  • 程阳 ,
  • 叶柏平 ,
  • 李宁 ,
  • 刘赛格 ,
  • 任凌煜 ,
  • 朱晓雯 ,
  • 吴浩 ,
  • 周振明 , **
展开
  • 中国农业大学动物科学技术学院,畜禽营养与饲养全国重点实验室,北京 100193
**周振明,教授,博士生导师,E-mail:

*同等贡献作者

周治宇(1998—),男,广西富川人,博士研究生,从事反刍动物营养研究。E-mail:

Copy editor: 田艳明

收稿日期: 2024-11-11

  网络出版日期: 2025-06-12

基金资助

国家重点研发项目(2023YFD1301302)

收起

Evaluation on Feeding Value and Establishing Prediction Model of Effective Degradation Rate of Common Concentrate Feeds for Beef Cattle

  • ZHOU Zhiyu ,
  • WANG Jinze * ,
  • CHENG Yang ,
  • YE Boping ,
  • LI Ning ,
  • LIU Saige ,
  • REN Lingyu ,
  • ZHU Xiaowen ,
  • WU Hao ,
  • ZHOU Zhenming , **
Expand
  • State Key Laboratory of Animal Nutrition and Feeding, College of Animal Science and Technology, China Agricultural University, Beijing 100193, China
** professor, E-mail:

*Contributed equally

Received date: 2024-11-11

  Online published: 2025-06-12

Fold

摘要

本试验旨在通过体外产气法和尼龙袋法对16种肉牛常用精饲料进行营养价值评定,探究饲料常规营养成分含量、体外产气参数及发酵参数与干物质有效降解率(EDDM)之间的相关关系,并利用体外产气法结合饲料的常规营养成分建立EDDM的预测模型,从而为我国肉牛常用精饲料的EDDM的评价提供更加快速、便捷的方法。试验选用肉牛常用的8种能量饲料和8种饼粕类饲料作为试验材料,通过体外产气法测定60 h动态产气量和体外发酵参数,并计算体外产气参数;同时,利用尼龙袋法,测定饲料不同时间点的干物质降解率,并进一步计算EDDM,分析其与饲料营养成分、体外产气参数及发酵参数的相关性,进一步建立预测EDDM的模型。结果显示:1)燕麦的产气量显著高于其他能量饲料(P<0.05),芝麻饼的产气量显著低于其他饼粕类饲料(P<0.05)。2)能量饲料中,蒸汽压片玉米发酵液的pH和氨态氮(NH3-N)浓度最低,大麦发酵液的总挥发性脂肪酸(TVFA)浓度最高;饼粕类饲料中,棕榈粕发酵液的pH最低,亚麻籽饼发酵液的NH3-N浓度最高,芝麻饼发酵液的NH3-N和TVFA浓度均显著低于其他饲料(P<0.05)。3)燕麦60 h干物质降解率和EDDM均为最高,而芝麻饼均为最低。4)EDDM与淀粉(Starch)含量呈显著正相关(P<0.05),与粗灰分(Ash)和酸性洗涤纤维(ADF)含量呈显著负相关(P<0.05),与产气参数均呈极显著正相关(P<0.01),与24 h发酵液的TVFA浓度呈显著正相关(P<0.05),与pH呈显著负相关(P<0.05)。5)采用6 h产气量(GP6 h)、ADF和Starch含量以及24 h发酵液pH作为预测因子,构建饲料EDDM的一元至四元预测模型,其中四元预测方程的决定系数(R2)最高,可达0.883,预测方程为:EDDM=100.693+1.073GP6 h-0.596ADF-0.233Starch-8.658pH。由此可见,不同饲料的体外发酵和瘤胃降解特性存在较大差异,燕麦的产气量和EDDM最高,说明其更容易被发酵利用;采用GP6 h、ADF和Starch含量以及pH可以准确预测精饲料的EDDM,为营养价值评定提供参考。

关键词： 体外产气法; 尼龙袋法; 精饲料; 干物质有效降解率; 预测模型

本文引用格式

周治宇 , 王金泽 , 程阳 , 叶柏平 , 李宁 , 刘赛格 , 任凌煜 , 朱晓雯 , 吴浩 , 周振明 . 肉牛常用精饲料的饲用价值评定及有效降解率预测模型建立[J]. 动物营养学报, 2025 , 37(6) : 4141 -4157 . DOI: 10.12418/CJAN2025.339

Abstract

This experiment aimed to evaluate the nutritional value of 16 common concentrate feeds for beef cattle using in vitro gas production and nylon bag methods. The study explored the relationship between conventional nutrient content, in vitro gas production, fermentation parameters, and effective degradation rate of dry matter (EDDM). The prediction models for EDDM were established using in vitro gas production technique combined with the conventional nutrient contents of feeds, providing a faster and more convenient method for evaluating the EDDM in common concentrate feeds for beef cattle in China. In this study, 8 common energy feedstuffs and 8 oilseed meals used for beef cattle were selected as experimental materials. The 60-hour dynamic gas production and in vitro fermentation parameters were determined using the gas production method, and the in vitro gas production parameters were calculated. Meanwhile, the nylon bag method was used to measure the dry matter degradation rate of the feeds at different time points, and the EDDM was further calculated. The correlations between the EDDM with feed nutrients, in vitro gas production parameters, and fermentation parameters were analyzed, and the models to predict the EDDM were further established. The results showed as follows: 1) oats had a significantly higher gas production than the other energy feedstuffs (P<0.05), while sesame meal had a significantly lower gas production than the other oilseed meals (P<0.05). 2) Among the energy feedstuffs, the fermented liquid of steam-flaked corn had the lowest pH and the highest ammonia nitrogen (NH3-N) concentration. In the case of the barley fermented liquid, the total volatile fatty acid (TVFA) content was the highest. Among the oilseed meals, the fermented liquid of palm meal had the lowest pH, while the flaxseed cake fermented liquid had the highest NH3-N concentration, and the concentrations of NH3-N and TVFA in the fermented liquid of sesame cake were significantly lower than those in the other feeds (P<0.05). 3) Oats had the highest 60-hour dry matter degradation rate and EDDM, while sesame meal had the lowest. 4) EDDM was significantly positively correlated with starch content (P<0.05), and significantly negatively correlated with crude ash (Ash) and acid detergent fiber (ADF) contents (P<0.05). It was also extremely significantly positively correlated with gas production parameters (P<0.01), significantly positively correlated with TVFA concentration at 24 h of fermentation (P<0.05), and significantly negatively correlated with pH (P<0.05). 5) A univariate to multivariate prediction model for feed EDDM was constructed using gas production at 6 h (GP6 h), ADF and starch contents, and pH of the 24-hour fermentation fluid as predictors. The multivariate prediction equation with the highest determination coefficient (R2) of 0.883 was EDDM=100.693+1.073GP6 h-0.596ADF-0.233Starch-8.658pH. It can be seen that there are significant differences in the in vitro fermentation and ruminal degradation characteristics of different feeds. Oats have the highest gas production and EDDM, indicating that they are more easily fermented and utilized. GP6 h, ADF and starch contents, and pH can accurately predict the EDDM of concentrate feeds, providing a reference for nutritional value evaluation.

Key words： in vitro gas production; nylon bag method; concentrate feed; effective degradation rate of dry matter; prediction model

我国精饲料资源短缺,高度依赖进口[1]。研究表明,我国80%的大豆依赖于进口,玉米自给率也将下降到82%[2];加之饲料资源利用不当等问题,致使我国肉牛行业发展受限。精确评定饲料营养价值可以帮助优化饲粮配方、提高饲料利用率,从源头上实现降本增效。在反刍动物饲料营养价值评定中,营养物质在瘤胃中的降解特性是主要指标之一[3-4],而饲料干物质有效降解率(EDDM)的大小可以较为准确地反映饲料消化的难易程度[5]。因此,测定EDDM对评估饲料品质、科学调控饲粮及提高动物生产性能等方面具有重大意义。体外产气法是在体外模拟饲料在瘤胃中发酵的一种试验方法,产气量和发酵产物可以反映出饲料被瘤胃微生物降解的速度和程度;瘤胃尼龙袋法则直接用于测定饲料营养物质的降解率,测定结果较为接近体内真实情况,目前这2种方法已经普遍应用于饲料饲用价值的评定当中[6-8]。通过上述2种方法对饲料的营养价值进行系统、综合的营养价值评定,探究其作为肉牛常用精饲料的利用价值,对理论指导和实际应用具有重要意义。基于此,本试验采用体外产气法和尼龙袋法测定16种饲料的体外产气参数、发酵参数及EDDM,研究其营养价值及在瘤胃中的降解规律;同时将饲料的营养成分、体外产气及发酵参数与EDDM进行相关性分析,并建立EDDM预测模型,为精饲料的合理利用、资源开发及未来饲料数据库的丰富提供更加快速、便捷的方法。

1 材料与方法

1.1 试验材料

本试验在中国农业大学房山肉牛试验基地开展。试验从河南、湖南、青海、山东、河北、江苏、宁夏和安徽等地采集了谷物和饼粕类饲料共16种,分为能量饲料和饼粕类饲料2类,每类8种。所有样品在65 ℃下烘干48 h后用粉碎机(ME8111,长征集团三星机床电器厂)粉碎成0.5和2.0 mm 2种粒度,避光、密封、干燥保存,分别用于体外产气试验和尼龙袋试验。饲料原料信息见表1。
表1 试验所选饲料原料信息

Table 1 Information of selected feed ingredients for the experiment

项目
Items		 采集时间
Collection time		 采集地点
Collection site		 加工方式
Processing methods		 形态特征
Morphological
characteristics
能量饲料Energy feedstuffs
大麦Barley 2023年2月 河南省郑州市金水区 无 椭圆颗粒状
稻谷Paddy 2023年2月 湖南省株洲市渌口区 无 椭圆颗粒状
黑麦Rye 2023年2月 河南省商丘市柘城县 无 椭圆颗粒状
荞麦Buckwheat 2023年2月 山东省菏泽市郓城县 无 三角状
青稞Highland barley 2023年2月 青海省西宁市城北区 无 椭圆颗粒状
粟米Millet 2023年2月 山东省临沂市平邑县 无 圆颗粒状
燕麦Oats 2023年2月 江苏省宿迁市宿豫区 无 椭圆颗粒状
蒸汽压片玉米
Steam-flaked corn		 2023年2月 河北省保定市定兴县 蒸汽压片,玉米经过蒸汽
处理后压制成片状		 薄片状
饼粕类饲料Oilseed meals
菜籽饼
Rapeseed cake		 2023年2月 江苏省扬州市高邮市 压榨法,菜籽榨油后
压制成块		 块状
胡麻饼
Oil cake of flex seed		 2023年2月 河北省张家口市
海塔肉牛养殖专业合作社		 压榨法,胡麻籽榨油后
压制成块		 块状
葵花粕
Sunflower meal		 2023年3月 乌克兰 压榨法,葵花籽榨油后
剩余产物经加工制成颗粒		 圆柱颗粒状
亚麻籽饼
Flaxseed cake		 2023年3月 宁夏回族自治区
银川市永宁县		 压榨法,亚麻籽榨油后
压制成块		 块状
玉米蛋白粉
Corn gluten meal		 2023年2月 河北省石家庄市
双林养殖有限公司		 湿法加工,玉米经湿法
加工后粉碎		 粉状颗粒
芝麻饼
Sesame cake		 2023年3月 安徽省滁州市凤阳县大明
农牧科技发展有限公司		 压榨法,芝麻榨油后
压制成块		 块状
甜菜粕Beet pulp 2023年2月 河北省保定市定兴县 压榨法,甜菜制糖后
经干燥、制粒而成		 圆柱颗粒状
棕榈粕Palm meal 2023年3月 北京窦店恒升牧业
科技股份有限公司		 压榨法,棕榈仁脱壳
榨油后粉碎		 粉状大颗粒

1.2 试验动物及饲养管理

将3头体重约为420 kg并安装有永久性瘤胃瘘管的安格斯阉牛作为瘤胃液的供给来源,饲粮参照《肉牛营养需要》(NASEM,2016)配制,其组成及营养水平见表2。每天08:00和16:00各饲喂1次,自由饮水。动物试验经中国农业大学实验动物福利与动物实验伦理审查委员会批准,批准编号为:Aw81404202-1-9。
表2 饲粮组成及营养水平(干物质基础)

Table 2 Composition and nutrient levels of the diet (DM basis) %

项目Items 含量Content
原料Ingredients
全株玉米青贮Whole corn silage 31.00
玉米秸Corn stalk 13.00
粉碎玉米Ground corn 32.00
豆粕Soybean meal 8.00
枣粉Jujube powder 6.00
棕榈粕Palm meal 6.00
预混料Premix1) 1.70
食盐NaCl 0.50
小苏打Sodium bicarbonate 0.80
石粉Limestone 1.00
合计Total 100.00
营养水平Nutrient levels
代谢能ME/(MJ/kg)2) 10.72
粗蛋白质CP 11.48
粗脂肪EE 3.21
中性洗涤纤维NDF 33.12
酸性洗涤纤维ADF 20.37
钙Ca 0.60
磷P 0.27

1)每千克预混料含有 Each kilogram of the premix contained:VA 150 000~450 000 IU,VD3 40 000~120 000 IU,Fe 1 000~5 000 mg,Cu 250~750 mg,Zn 1 500~3 700 mg,Mn 1 000~3 000 mg,Ca 100~250 g,P>3 g,NaCl 150~300 g。
2)代谢能为计算值[9],其余为实测值。ME was a calculated value[9], while the others were measured values.

1.3 试验方法

1.3.1 常规营养成分测定

饲料或饲粮中干物质(DM)、粗灰分(Ash)、粗蛋白质(CP)、粗脂肪(EE)、中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)、钙(Ca)和磷(P)含量分别参照GB/T 6435—2014、GB/T 6438—2007、GB/T 6432—2018、GB/T 6433—2006、GB/T 20806—2022、NY/T 1459—2022、GB/T 6436—2018和GB/T 6437—2018的方法进行测定,淀粉(Starch)含量参照熊易强[10]的方法进行测定。

1.3.2 体外产气试验

发酵培养参考Menke等[11]创立的体外产气法进行,记录0、2、4、6、8、12、16、20、24、30、36、48和60 h的培养管刻度。每种饲料样品设置9个重复,在发酵24 h后取出3个重复,并迅速放入冰水浴中停止发酵,剩余的6个培养管置于人工瘤胃培养箱中继续发酵。将发酵液排入离心管中立即测定pH。发酵液低温离心后(4 ℃,8 000×g,15 min)取上清液冻存,用于挥发性脂肪酸(VFA)和氨态氮(NH3-N)浓度的测定。发酵液pH采用便携式pH计(PHSJ-4F,上海仪电科学仪器股份有限公司)测定,NH3-N浓度采用苯酚-次氯酸钠比色法测定,VFA浓度采用气相色谱仪(SP-3420,北京分析仪器厂)测定。
动态发酵参数计算公式如下:

Y=B(1-e-ct)。

式中:Y为累积产气量(mL);B为理论最大产气量(mL);c为产气速率(/h);t为培养时间(h)。

1.3.3 尼龙袋试验

采用Bang-Bang(BB)尼龙袋法[12]测定DM降解率。尼龙袋规格为:孔径40 μm,大小12 cm×10 cm。采用分析天平称取5.0 g粉碎过2.0 mm筛的饲料样品,放入提前编好号的尼龙袋中,每个样品在不同时间点设置2个重复。将尼龙袋置于装有永久性瘤胃瘘管的安格斯阉牛的瘤胃中,分别于投袋后6、12、24、36、48和60 h取出尼龙袋,冰水终止发酵后用自来水冲洗尼龙袋至水变清亮,65 ℃烘干至恒重。饲料DM的瘤胃尼龙袋动态参数按照Ørskov等[13]提出的模型进行计算,计算公式如下:

dp=a+b(1-e-ct);

ED=a+(b×c)/(c+k)。

式中:dp表示经过t时间后的降解率(%);a表示快速降解部分(%);b表示慢速降解部分(%);c表示慢速降解部分的降解速率(%/h);t表示降解时间(h);ED表示有效降解率(%);k表示瘤胃食糜的外流速度(%/h),本试验取k=5%/h[14]。

1.4 数据统计与分析

采用Excel 2013对试验数据进行初步整理,然后采用SAS 9.4软件进行单因素方差分析(one-way ANOVA)和Duncan氏法多重比较,并运用CORR和REG模型对EDDM与常规营养成分、体外产气及发酵参数进行Pearson相关性分析和线性回归分析,P<0.05表示差异显著。

2 结果与分析

2.1 饲料常规营养成分含量

2.1.1 8种能量饲料的常规营养成分含量

由表3可知,8种能量饲料的DM含量均在90%以上,其中粟米的DM含量最高(98.47%)。除稻谷和蒸汽压片玉米外,其余能量饲料的CP含量均高于10%;荞麦的CP含量最高,为14.46%,是稻谷(6.44%)的2倍有余。燕麦的EE含量(6.68%)显著高于其他饲料(P<0.05)。蒸汽压片玉米的NDF含量最低(9.22%),是所有饲料中唯一NDF含量低于10%的饲料。大麦、黑麦、青稞和蒸汽压片玉米的ADF含量较低,平均值为2.87%,其中青稞的ADF含量最低(1.90%)。Starch含量最低的是燕麦(44.55%),其余饲料的Starch含量在50%以上。
表3 8种能量饲料的常规营养成分含量(干物质基础)

Table 3 Conventional nutrient contents of eight energy feedstuffs (DM basis) %

项目
Items		 大麦
Barley		 稻谷
Paddy		 黑麦
Rye		 荞麦
Buckwheat		 青稞
Highland
barley		 粟米
Millet		 燕麦
Oats		 蒸汽压片玉米
Steam-flake
corn		 均值
标准误
SEM		 P值
P-value
干物质(风干基础)
DM (air-dry basis)		 97.94ab 97.93ab 97.60bc 98.39a 97.43bc 98.47a 92.69d 97.04c 0.46 <0.001
粗蛋白质CP 12.95c 6.44f 14.05b 14.46a 13.19c 11.49d 13.85b 8.66e 0.70 <0.001
粗脂肪EE 2.23d 2.68cd 1.87d 2.40d 3.63bc 4.37b 6.68a 2.75cd 0.39 <0.001
粗灰分Ash 2.23bc 4.57a 1.49cd 1.37cd 1.49cd 3.11b 1.72cd 0.51d 0.32 <0.001
中性洗涤纤维
NDF		 20.00bc 22.44ab 11.89de 16.01cd 22.24ab 19.77bc 25.55a 9.22e 1.39 <0.001
酸性洗涤纤维
ADF		 4.43c 15.08a 2.50c 11.79b 1.90c 12.67ab 10.77b 2.64c 1.32 <0.001
淀粉Starch 59.89b 61.14b 56.60b 68.23a 60.89b 56.13b 44.55c 72.32a 2.05 <0.001

同行数据肩标不同字母表示差异显著(P<0.05),相同字母表示差异不显著(P>0.05)。表4至表10同。

In the same row, values with different letter superscripts mean significant difference (P<0.05), while the same letter superscripts mean no significant difference (P>0.05). The same as Table 4 to Table 10.

2.1.2 8种饼粕类饲料的常规营养成分含量

由表4可知,在8种饼粕类饲料中,芝麻饼的DM含量最高(95.97%),其余几种饲料的DM含量也均在90%以上。玉米蛋白粉的CP含量(68.54%)显著高于其他饲料(P<0.05),芝麻饼次之,菜籽饼、胡麻饼、葵花粕和亚麻籽饼的CP含量相近(均在40%左右),甜菜粕和棕榈粕的CP含量均低于20%。棕榈粕的NDF和ADF含量均显著高于其他饲料(分别为63.40%和40.46%)(P<0.05);玉米蛋白粉的NDF、ADF和Ash含量最低(分别为22.84%、13.05%和1.81%)。芝麻饼的EE和Ash含量均显著高于其他饲料(分别为11.00%和12.75%)(P<0.05)。玉米蛋白粉的Starch含量最高(14.32%),其他饲料的Starch含量均在4%以下。
表4 8种饼粕类饲料的常规营养成分含量(干物质基础)

Table 4 Conventional nutrient contents of eight oilseed meals (DM basis) %

项目
Items		 菜籽饼
Rapeseed
cake		 胡麻饼
Oil cake
of flex
seed		 葵花粕
Sunflower
meal		 亚麻籽饼
Flaxseed
cake		 玉米蛋白粉
Corn
gluten
meal		 芝麻饼
Sesame
cake		 甜菜粕
Beet
pulp		 棕榈粕
Palm
meal		 均值
标准误
SEM		 P值
P-value
干物质(风干基础)
DM (air-dry basis)		 93.05d 93.92b 92.26f 92.09g 93.37c 95.97a 92.35e 93.29c 0.30 <0.001
粗蛋白质CP 39.25e 40.65d 39.62de 41.98c 68.54a 55.56b 11.75g 17.50f 4.44 <0.001
粗脂肪EE 10.22b 7.13c 1.39d 7.29c 0.88de 11.00a 0.67e 9.61b 1.06 <0.001
粗灰分Ash 7.57b 5.75d 7.24c 5.67d 1.81f 12.75a 4.69e 5.51d 0.75 <0.001
中性洗涤纤维
NDF		 42.49b 33.23c 29.32cd 26.67de 22.84e 28.09d 39.05b 63.40a 3.15 0.001
酸性洗涤纤维
ADF		 32.47b 23.03c 20.71c 13.11e 13.05e 16.08de 20.42cd 40.46a 2.35 <0.001
淀粉Starch 1.34e 1.78d 1.76d 2.06d 14.32a 1.03e 2.65c 3.31b 1.07 <0.001

2.2 体外产气试验结果

2.2.1 8种能量饲料的体外产气参数

如图1所示,0~12 h,8种能量饲料的产气速度较快,随后逐渐下降,产气曲线趋于平缓,直至36 h时达到平台期;在60 h的整个发酵过程中,总的产气量都处于不断增长的趋势。
图1 8种能量饲料的体外产气动态

Fig.1 Dynamics of in vitro gas production of eight energy feedstuffs

由表5可知,燕麦6、12、24、36、48和60 h时的产气量及理论最大产气量均显著高于其他饲料(P<0.05),产气速率与大麦、黑麦、荞麦和青稞相近(P>0.05),亦显著高于其他饲料(P<0.05);蒸汽压片玉米的产气速率最低,其次是稻谷。
表5 8种能量饲料的体外产气参数

Table 5 In vitro gas production parameters of eight energy feedstuffs

项目
Items		 大麦
Barley		 稻谷
Paddy		 黑麦
Rye		 荞麦
Buckwheat		 青稞
Highland
barley		 粟米
Millet		 燕麦
Oats		 蒸汽压片玉米
Steam-flake
corn		 均值
标准误
SEM		 P值
P-value
产气量Gas production/mL
6 h 42.54c 29.19d 45.66b 41.51c 46.05b 31.49d 54.14a 31.63d 1.16 <0.001
12 h 60.79c 46.00e 59.70c 56.33d 64.03b 45.44e 83.30a 53.49d 1.50 <0.001
24 h 72.00c 63.58d 69.64c 63.54d 75.44b 55.30e 91.40a 76.48b 1.39 <0.001
36 h 77.20c 67.86e 73.59d 66.11e 80.40c 57.57f 93.73a 82.54b 1.67 <0.001
48 h 77.87c 67.92e 74.45d 66.50e 80.84c 57.98f 94.40a 83.34b 1.68 <0.001
60 h 81.07c 69.40e 76.03d 69.03e 82.40bc 58.32f 94.60a 86.10b 2.27 <0.001
产气参数Gas production parameters
理论最大产气量
B/mL		 75.99d 69.83e 74.49d 69.01e 80.69c 58.06f 94.76a 89.31b 2.49 <0.001
产气速率c/(%/h) 0.148a 0.098b 0.150a 0.149a 0.146a 0.106b 0.147a 0.080c 0.006 <0.001

2.2.2 8种饼粕类饲料的体外产气参数

如图2所示,饼粕类饲料的产气规律跟能量饲料相似,在发酵的前12 h内,产气速度较快,48 h时到达平台期,之后的产气曲线逐渐趋于平缓。
图2 8种饼粕类饲料的体外产气动态

Fig.2 Dynamics of in vitro gas production of eight oilseed meals

由表6可知,饼粕类饲料60 h时的产气量与理论最大产气量均较为接近。亚麻籽饼6 h时产气量显著高于其他饲料(P<0.05),甜菜粕次之;但甜菜粕12、24、36、48和60 h时的产气量及理论最大产气量均显著高于其他饲料(P<0.05);与之相反的是芝麻饼,各时间点的产气量和理论最大产气量均为最低。葵花粕和亚麻籽饼的产气速率相近,均显著高于其他饲料(P<0.05);玉米蛋白粉的产气速率显著低于其他饲料(P<0.05)。
表6 8种饼粕类饲料的体外产气参数

Table 6 In vitro gas production parameters of eight oilseed meals

项目
Items		 菜籽饼
Rapeseed
cake		 胡麻饼
Oil cake
of flex
seed		 葵花粕
Sunflower
meal		 亚麻籽饼
Flaxseed
cake		 玉米蛋白粉
Corn
gluten meal		 芝麻饼
Sesame
cake		 甜菜粕
Beet
pulp		 棕榈粕
Palm
meal		 均值
标准误
SEM		 P值
P-value
产气量Gas production/mL1)
6 h 19.56f 22.43e 25.14d 31.23a 18.07g 8.60h 28.73b 26.93c 0.83 <0.001
12 h 26.07e 32.58d 32.27d 38.92c 24.03f 13.79g 52.52a 46.66b 1.45 <0.001
24 h 32.39f 41.07d 36.91e 45.39c 31.73f 17.92g 67.61a 51.33b 1.72 <0.001
36 h 37.02f 44.93d 39.02e 48.33c 39.95e 20.33g 71.95a 53.83b 2.16 <0.001
48 h 39.37e 46.90d 40.11e 49.45c 45.15d 22.12f 73.75a 53.91b 2.14 <0.001
60 h 41.00d 47.07c 40.57d 53.97b 47.93c 23.07e 75.80a 54.07b 3.06 <0.001
产气参数Gas production parameters
理论最大产气量
B/mL		 38.30e 45.54d 37.94e 51.20c 46.09d 22.41f 76.88a 55.25b 3.20 <0.001
产气速率c/(%/h) 0.105c 0.096cd 0.149a 0.148a 0.059f 0.075e 0.093d 0.123b 0.007 <0.001

2.2.3 8种能量饲料的体外发酵参数

由表7可知,能量饲料24 h发酵液的pH为6.41~6.77。NH3-N浓度最低的是蒸汽压片玉米(12.41 mg/dL),显著低于其他饲料(P<0.05)。粟米的总发挥性脂肪酸(TVFA)浓度最低(58.45 mmol/L);大麦的TVFA浓度最高(91.53 mmol/L)。发酵液的各VFA比例呈现乙酸>丙酸>丁酸>异戊酸>异丁酸和戊酸的规律,其中乙酸比例都在60%~70%,燕麦的乙酸比例最高(66.54%);荞麦的丙酸比例最高(21.67%),显著高于其他饲料(P<0.05);稻谷的戊酸比例最低(0.92%);荞麦的乙酸/丙酸值最低(2.82),而其他饲料的比值均高于3。
表7 8种能量饲料24 h体外发酵参数

Table 7 In vitro fermentation parameters of eight energy feedstuffs at 24 h

项目
Items		 大麦
Barley		 稻谷
Paddy		 黑麦
Rye		 荞麦
Buckwheat		 青稞
Highland
barley		 粟米
Millet		 燕麦
Oats		 蒸汽压片玉米
Steam-flake
corn		 均值
标准误
SEM		 P值
P-value
pH 6.52cd 6.61bc 6.69ab 6.77a 6.59bc 6.75a 6.77a 6.41d 0.03 <0.001
氨态氮
NH3-N/(mg/dL)		 17.92b 16.51b 22.50a 21.04a 16.40b 18.60b 21.51a 12.41c 0.81 <0.001
总挥发性脂肪酸
TVFA/(mmol/L)		 91.53a 81.93ab 79.14ab 77.09ab 80.82ab 58.45c 66.76bc 85.04ab 2.62 0.022
乙酸
Acetate/%		 65.03ab 64.63abc 61.54d 61.07d 63.39bcd 62.04cd 66.54a 63.43bcd 0.47 0.003
丙酸
Propionate/%		 16.59e 18.30c 18.13c 21.67a 17.49d 19.07b 16.24e 18.36c 0.38 <0.001
异丁酸
Isobutyrate/%		 1.04c 1.11bc 1.31abc 1.57a 1.31abc 1.49ab 1.51ab 1.27abc 0.05 0.066
丁酸
Butyrate/%		 13.11ab 12.58bc 14.39a 11.06d 13.30ab 12.82bc 11.44cd 13.25ab 0.27 0.002
异戊酸
Isovalerate/%		 2.72ab 2.45b 2.69ab 3.13a 2.80ab 3.14a 2.84ab 2.53b 0.06 0.037
戊酸
Valerate/%		 1.51bc 0.92e 1.95a 1.51bc 1.71b 1.44c 1.43c 1.16d 0.07 <0.001
乙酸/丙酸
Acetate/propionate		 3.92a 3.53b 3.39bc 2.82d 3.62b 3.25c 4.10a 3.46bc 0.09 <0.001

2.2.4 8种饼粕类饲料的体外发酵参数

由表8可知,饼粕类饲料24 h发酵液的pH为6.60~7.05。亚麻籽饼NH3-N浓度和丙酸比例均为最高(分别为51.17 mg/dL和19.43%);葵花粕的NH3-N浓度(49.13 mg/dL)与之相近,且均显著高于其他饲料(P<0.05)。芝麻饼的TVFA浓度最低(39.51 mmol/L),甜菜粕的TVFA浓度最高(73.61 mmol/L)。甜菜粕的异丁酸、异戊酸和戊酸比例显著低于其他饲料(分别为1.05%、1.89%和1.08%)(P<0.05)。胡麻饼的乙酸比例及乙酸/丙酸值均为最高(分别为69.13%和4.10)。玉米蛋白粉的乙酸比例最低(61.32%),戊酸和异戊酸比例显著高于其他饲料(分别为5.17%和2.71%)(P<0.05);棕榈粕的丙酸比例最低,丁酸比例显著高于其他饲料(P<0.05)。
表8 8种饼粕类饲料24 h体外发酵参数

Table 8 In vitro fermentation parameters of eight oilseed meals at 24 h

项目
Items		 菜籽饼
Rapeseed
cake		 胡麻饼
Oil cake
of flex
seed		 葵花粕
Sunflower
meal		 亚麻籽饼
Flaxseed
cake		 玉米蛋白粉
Corn
gluten meal		 芝麻饼
Sesame
cake		 甜菜粕
Beet
pulp		 棕榈粕
Palm
meal		 均值
标准误
SEM		 P值
P-value
pH 7.05a 6.96a 6.77b 6.72b 7.05a 7.04a 6.79b 6.60c 0.04 <0.001
氨态氮
NH3-N/(mg/dL)		 35.95d 44.80b 49.13a 51.17a 39.04c 32.20e 22.68f 23.67f 2.12 <0.001
总挥发性脂肪酸
TVFA/(mmol/L)		 54.96bc 72.07a 68.02a 69.51a 50.20c 39.51d 73.61a 60.67b 2.57 <0.001
乙酸
Acetate/%		 65.35c 69.13a 62.94de 62.55ef 61.32f 63.99d 67.37b 61.77ef 0.60 <0.001
丙酸
Propionate/%		 17.52c 16.90d 17.79c 19.43a 16.41d 16.80d 18.70b 15.78e 0.27 <0.001
异丁酸
Isobutyrate/%		 1.97d 1.66e 2.76a 2.44b 2.07cd 2.20c 1.05f 1.52e 0.12 <0.001
丁酸
Butyrate/%		 10.06cd 8.05e 10.62c 10.16cd 12.32b 11.75b 9.91d 16.45a 0.56 <0.001
异戊酸
Isovalerate/%		 3.22cd 2.51e 3.96b 3.58bc 5.17a 3.84b 1.89f 3.02d 0.23 <0.001
戊酸
Valerate/%		 1.88b 1.76b 1.94b 1.84b 2.71a 1.41c 1.08d 1.45c 0.11 <0.001
乙酸/丙酸
Acetate/propionate		 3.73bc 4.10a 3.54d 3.22e 3.74bc 3.81b 3.60cd 3.92b 0.05 <0.001

2.3 饲料的DM降解率

2.3.1 8种能量饲料的DM降解率

由表9可知,燕麦在各时间点的DM降解率及EDDM均为最高;稻谷在60 h时的DM降解率最低,显著低于其他饲料(P<0.05),其EDDM亦为最低。稻谷和粟米在6 h时的DM降解率显著低于其他饲料(P<0.05),但在60 h时却超过了80%,是在此期间内降解率增幅最大的2种饲料。8种能量饲料的EDDM由高到低排序依次为:燕麦>黑麦>青稞>大麦>蒸汽压片玉米>荞麦>粟米>稻谷。
表9 8种能量饲料的DM降解率

Table 9 DM degradation rate of eight energy feedstuffs %

项目
Items		 时间
Time/h		 大麦
Barley		 稻谷
Paddy		 黑麦
Rye		 荞麦
Buckwheat		 青稞
Highland
barley		 粟米
Millet		 燕麦
Oats		 蒸汽压片
玉米
Steam-flake
corn		 均值
标准误
SEM		 P值
P-value
DM降解率
DM degradation
rate		 6 60.99c 30.06e 70.81b 43.58d 60.17c 30.24e 88.64a 58.76c 2.85 <0.001
12 78.70bc 47.90f 85.45b 63.54e 76.99cd 40.90f 93.57a 70.89d 2.62 <0.001
24 86.51bc 65.12f 90.54b 82.43cd 89.12b 75.26e 96.90a 79.82de 1.50 <0.001
36 91.69b 80.21c 92.12b 83.02c 93.10b 81.84c 98.24a 89.23b 1.05 <0.001
48 93.26d 81.34f 94.92c 83.35e 97.24b 83.16e 98.48a 96.99b 0.99 <0.001
60 93.84d 81.22f 94.94c 83.65e 97.40b 83.90e 98.57a 97.97b 0.99 <0.001
干物质有效降解率
EDDM		 72.74c 50.16e 77.39b 61.28d 72.93c 51.21e 91.14a 68.90c 2.86 <0.001

2.3.2 8种饼粕类饲料的DM降解率

由表10可知,葵花粕6和12 h时的DM降解率显著高于其他饲料(P<0.05);60 h时,甜菜粕的DM降解率超过亚麻籽饼,位列第1;亚麻籽饼24、36和48 h时的DM降解率是8种饼粕类饲料最高的;芝麻饼24、36、48和60 h时的DM降解率均为最低。8种饼粕类饲料的EDDM由高到低排序依次为:葵花粕>亚麻籽饼>甜菜粕>胡麻饼>菜籽饼>棕榈粕>玉米蛋白粉>芝麻饼。
表10 8种饼粕类饲料的DM降解率

Table 10 DM degradation rate of eight oilseed meals %

项目
Items		 时间
Time/h		 菜籽饼
Rapeseed
cake		 胡麻饼
Oil cake
of flex
seed		 葵花粕
Sunflower
meal		 亚麻
籽饼
Flaxseed
cake		 玉米
蛋白粉
Corn
gluten meal		 芝麻饼
Sesame
cake		 甜菜粕
Beet
pulp		 棕榈粕
Palm
meal		 均值
标准误
SEM		 P值
P-value
DM降解率
DM degradation
rate		 6 34.26c 34.69c 54.92a 42.09b 28.39de 33.34cd 31.83cd 23.33e 1.49 <0.001
12 43.91cd 47.51c 70.90a 61.44b 35.66e 41.07cde 47.51c 39.48de 1.90 <0.001
24 50.75c 62.45b 76.65a 79.87a 46.99c 46.73c 74.61a 64.42b 2.19 <0.001
36 61.75d 81.77ab 78.89bc 88.40a 72.36c 50.20e 87.67a 71.62cd 2.31 <0.001
48 69.19c 83.20b 79.19b 90.26a 78.33b 55.54d 89.81a 77.74b 2.06 <0.001
60 75.83d 85.04b 79.48c 90.84a 85.23b 59.20e 91.52a 82.36bc 1.63 <0.001
干物质有效降解率
EDDM		 45.82c 53.12b 64.90a 62.56a 44.41c 40.98c 55.13b 45.17c 2.03 <0.001

2.4 EDDM预测模型

由表11可知,EDDM与Ash含量呈显著负相关(P<0.05),与ADF含量呈极显著负相关(P<0.01),与Starch含量呈显著正相关(P<0.05)。
表11 EDDM与常规营养成分含量的相关系数

Table 11 Correlation coefficient between EDDM and conventional nutrient contents

项目
Item		 粗蛋白质
CP		 粗脂肪
EE		 粗灰分
Ash		 中性洗涤纤维
NDF		 酸性洗涤纤维
ADF		 淀粉
Starch
干物质有效降解率EDDM -0.491 -0.338 -0.593* -0.478 -0.628** 0.523*

*表示显著相关(P<0.05),**表示极显著相关(P<0.01)。表12和表13同。

* indicated significant correlation (P<0.05), and ** indicated extremely significant correlation (P<0.01). The same as Table 12 and Table 13.

由表12可知,EDDM与各时间点产气量、理论最大产气量及产气速率均呈极显著正相关(P<0.01)。
表12 EDDM与体外产气参数的相关系数

Table 12 Correlation coefficient between EDDM and in vitro gas production parameters

项目
Item		 不同时间点的产气量
Gas production at different time points		 理论最大
产气量
B		 产气速率
c
6 h 12 h 24 h 36 h 48 h 60 h
干物质有效降解率EDDM 0.885** 0.833** 0.788** 0.776** 0.774** 0.772** 0.740** 0.682**
由表13可知,EDDM与发酵液pH呈显著负相关(P<0.05),与TVFA浓度呈显著正相关(P<0.05)。
表13 EDDM与24 h体外发酵参数的相关系数

Table 13 Correlation coefficient between EDDM and 24 h in vitro fermentation parameters

项目
Item		 pH 氨态氮
NH3-N		 总挥发性
脂肪酸
TVFA		 乙酸
Acetate		 丙酸
Propionate		 异丁酸
Isobutyrate		 丁酸
Butyrate		 异戊酸
Isovalerate		 戊酸
Valerate		 乙酸/丙酸
Acetate/
propionate
干物质有效降解率
EDDM		 -0.513* -0.286 0.613* -0.051 -0.076 -0.406 0.252 -0.149 -0.040 0.006
基于本试验相关性分析的结果,选择与EDDM相关性最强的6 h产气量(GP6 h)作为预测因子,并结合前人的研究[15],进一步引入ADF、Ash、Starch含量及发酵参数等指标,构建EDDM的预测模型。由表14可知,引入ADF和Starch含量对预测方程决定系数(R2)的提高帮助较大,在此基础上进一步添加其他指标发现,引入pH的四元预测方程效果最好,R2高达0.883(P<0.001),预测方程为:

EDDM=100.693+1.073GP6 h-0.596ADF-0.233Starch-8.658pH。

表14 根据常规营养成分含量及体外产气量、发酵参数建立饲料EDDM的预测方程

Table 14 Prediction equations for feedstuff EDDM established based on conventional nutrient contents, in vitro gas production and fermentation parameters

预测方程Prediction equations 决定系数R2 P值P-value
EDDM=27.089+1.043GP6 h 0.784 <0.001
EDDM=35.171+0.912GP6 h-0.264ADF 0.812 <0.001
EDDM=25.862+1.096GP6 h-0.340ADF+1.106Starch 0.876 <0.001
EDDM=100.693+1.073GP6 h-0.596ADF-0.233Starch-8.658pH 0.883 <0.001

EDDM:干物质有效降解率 effective degradation rate of dry matter;GP6 h:6 h产气量 gas production at 6 h;ADF:酸性洗涤纤维 acid detergent fiber;Starch:淀粉。

3 讨论

3.1 饲料常规营养成分含量比较

饲料各营养成分含量的高低一定程度上反映了饲料的饲用价值。其中,CP是饲料含氮物质的总和,CP含量越高所提供的氮含量越高。本研究中,荞麦的CP含量最高,黑麦次之;稻谷的CP含量最低为6.44%,与陈思佳等[16]报道的8.18%有所差异,可能是由于土壤差异所造成的。EE和Starch是反刍动物重要的能量来源,是饲料营养价值评定的重要指标。蒸汽压片玉米的Starch含量最高,其次是荞麦,大麦和黑麦的EE和Starch含量均略高于《中国饲料成分及营养价值表》(2023年第34版)所公布的数值。饲料中NDF和ADF含量会影响动物对饲料的消化,尤其是ADF的含量越高,饲料的利用效率越低。本试验中,8种能量饲料的NDF含量为9.22%~25.55%,ADF含量为1.90%~15.08%,其中稻谷、燕麦和粟米的NDF和ADF含量均较高;蒸汽压片玉米的NDF含量最低,ADF含量较低,这与罗丽等[17]测定的结果相近;青稞的ADF含量最低。整体而言,蒸汽压片玉米和黑麦的饲用价值较高,稻谷的饲用价值较低。饼粕类饲料多是经过压榨或预压浸出提取油分后剩余的固体副产品,蛋白质含量一般都在30%以上。本试验中,大多数饼粕类饲料的CP含量高于30%,但甜菜粕和棕榈粕的CP含量却不足20%,这主要是由于甜菜根和棕榈仁本身的低蛋白质营养特性所致。菜籽饼、芝麻饼和棕榈粕的EE含量较高,可能适合作为能量补充饲料。饼粕类饲料的NDF含量为22.84%~63.40%,ADF含量为13.05%~40.46%,其中棕榈粕的NDF和ADF含量均为最高,这与张旭等[18]测定结果相近。玉米蛋白粉的NDF和ADF含量均为最低。葵花粕和芝麻饼的NDF和ADF含量与李德鹏等[19]的测定结果差异较大,但CP和EE含量相近。胡麻饼和亚麻籽饼其实是同一种产品,在本试验中两者的CP和EE含量相近,但NDF和ADF含量差异较大,这可能是因为亚麻品种不同造成的[20]。此外,生产工艺和流程也是造成该类饲料营养成分含量差异较大的主要原因之一。玉米蛋白粉的CP和Starch含量均远高于其他饼粕类饲料,主要是因为该饲料在生产和制作过程并不仅仅像其他饼粕类饲料那样进行简单的压榨和提取油脂,而是对玉米中的Starch和蛋白质进行分离提纯,但在此过程中不能将Starch完全分离,导致Starch残留,致使其CP和Starch含量均较高[21]。综合来看,玉米蛋白粉的营养价值较高,棕榈粕和甜菜粕的营养价值较低。

3.2 饲料体外产气参数比较

产气试验产生的气体成分主要包括甲烷(CH4)、二氧化碳(CO2)和氢气(H2)等。本试验中,燕麦和蒸汽压片玉米60 h时的产气量及理论最大产气量均高于其他饲料,可能是因为其可发酵碳水化合物含量较高的缘故[22]。邓子棋等[23]以肉牛作为瘤胃液供体动物开展体外产气试验,评价了6种蛋白质饲料的营养价值发现,前12 h产气速度较快,产气量较多,12~48 h产气速度逐渐减缓,至48 h时到达平台期。马绍楠等[24]采集肉羊瘤胃液,采用体外产气法对7种能量饲料和6种蛋白质饲料的营养价值进行评定,也发现了相似的产气规律。本试验中饲料的产气量增长趋势虽略有差异,但是总体的增长规律跟前人的研究结果相似。产气速率反映的是瘤胃微生物对饲料降解的难易程度,不仅仅与饲料的营养成分有关,还会受到饲料内部分子结构等因素的影响。本试验中,蒸汽压片玉米的产气速率是能量饲料中最低的,这与乔富强[25]的测定结果十分相近,可能是因为在蒸汽压片的过程中,Starch分子形成紧密的凝胶网络结构,阻碍了微生物的分解,致使产气速率降低[26]。玉米蛋白粉的产气量与豆粕的产气量[23,27]相近,并且CP含量远高于豆粕,可以考虑作为肉牛肥育后期的主要蛋白质饲料。芝麻饼的CP含量高达55.56%,但60 h产气量却仅有23.07 mL,可以尝试通过高温蒸煮和微生物发酵等加工方式可提高该饲料的可利用性[28-30],或可促进畜牧行业实现豆粕的减量替代。

3.3 饲料体外发酵参数比较

监测瘤胃中的pH以及NH3-N和VFA浓度等参数,能够揭示瘤胃环境的状况,并评估饲料在瘤胃中的发酵程度和模式,其是研究瘤胃环境的关键指标[31]。瘤胃pH是影响瘤胃微生物生长繁殖的基本要素,最适宜范围为6~7[32]。本试验发酵液的pH为6.41~7.05,说明发酵过程在适宜条件下进行。pH的变化会受到其他发酵参数的影响。研究表明,pH与TVFA浓度呈负相关[33],因此在本试验中,能量饲料发酵液的pH普遍较饼粕类饲料低。此外,影响pH的因素还包括NH3-N浓度等[34],例如大麦发酵后的TVFA浓度最高,但pH却低于蒸汽压片玉米,可能是因为其NH3-N浓度显著高于蒸汽压片玉米的缘故。
NH3-N是衡量瘤胃发酵的另一重要参数,反映的是微生物对蛋白质的利用情况,与pH相像,微生物的生长繁殖也要依赖于适宜的NH3-N浓度。研究报道,最适合瘤胃微生物生长的NH3-N浓度为20~50 mg/L[35],最低限度为0.35 mg/L[36]。本试验所测NH3-N浓度为12.42~51.17 mg/L,能较好地满足微生物的生长需求。饲料蛋白质作为瘤胃中NH3-N的重要来源,一定程度上决定着NH3-N的浓度[37-38],更有研究发现两者呈高度正相关[39]。本试验结果显示,饼粕类饲料的NH3-N浓度均高于能量饲料,这与前人的研究结果一致。葵花粕和亚麻籽饼发酵液的NH3-N浓度显著高于其他饲料,可能意味着这2种饲料的CP更容易被微生物降解。菜籽饼和芝麻饼的NH3-N浓度较低,可能是由于其抗营养因子含量较为丰富的缘故。研究发现,菜籽饼中富含的单宁和植酸均会减弱蛋白质水解酶的作用,影响蛋白质的降解和利用[40-41];而芝麻饼中含有大量能与蛋白质结合的肌醇六磷酸,结合后所形成复合物难以被蛋白水解酶消化[30]。玉米蛋白粉的CP含量显著高于其他饲料,但发酵液的NH3-N浓度仍较低,可能是由于该饲料所含CP中非蛋白氮占比较高的缘故[42],因为相较于真蛋白质而言,非蛋白氮会被微生物优先利用并迅速分解产生大量氨(NH3)而非NH3-N[43]。
VFA是反刍动物主要的供能物质,能为其供能近70%~80%[44],其浓度高低反映了瘤胃微生物对碳水化合物的降解程度和瘤胃发酵程度[45]。本试验中,大麦的TVFA浓度最高,说明其碳水化合物被发酵得更为彻底。研究发现,戊酸和异戊酸是缬氨酸和异亮氨酸的瘤胃微生物代谢产物[44]。本试验中,玉米蛋白粉发酵液的这2种VFA比例均显著高于其他饲料,这可能与其CP组成有关。乙酸是VFA的主要组成部分,在生成乙酸的同时会产生大量H2并进一步生成CH4[46],造成能量损失;而生成的丙酸会竞争性的利用H2,减少CH4的产生,提高能量利用效率。本试验中,荞麦的乙酸比例最低,丙酸比例最高,因此乙酸/丙酸值最低,这可能意味着荞麦在发酵过程的能量损耗最低。

3.4 饲料DM降解率比较

EDDM反映的是饲料在体内被消化的难易程度,或者说被微生物和机体组织利用的难易程度[5]。本试验中,燕麦的EDDM和产气量均显著高于其他饲料,说明燕麦很容易被反刍动物消化利用,相反,则说明芝麻饼较难被动物消化吸收。饲料被利用情况与其各营养成分含量关系密切,如NDF和ADF含量高的饲料消化率较低[47],因此能量饲料的EDDM平均值较饼粕类饲料高。还有研究发现,CP和非结构性碳水化合物含量较高的饲料更容易被微生物发酵利用[48-49],此类关系或者规律能大体上用于估测饲料的营养价值,但不能一概而论。本试验中,菜籽饼的NDF和ADF含量显著高于玉米蛋白粉和芝麻饼,CP含量却显著低于两者,但其EDDM却较高;燕麦的NDF和ADF含量更高,且Starch含量远低于蒸汽压片玉米,而其EDDM却也更高,这说明EDDM不仅仅受限于饲料所含各营养成分的含量。研究表明,饲料CP中的非蛋白氮、真蛋白质和抗营养因子等成分含量的高低会对瘤胃降解产生直接影响[50-52];谷物的Starch粒外包裹的蛋白质基质会阻止微生物的穿透,也会影响降解率[53]。因此,在分析判断饲料被消化利用的难易程度时,不能局限于饲料的营养特性,还需要综合考虑饲料的物理和化学性质等。与其他研究相比,本试验结果与富丽霞[53]关于燕麦DM降解率和EDDM的研究结果一致;与李德鹏等[19]测得的EDDM大小顺序为葵花粕>棕榈粕>芝麻饼的排序相符,但具体数值存在差异;霍小凯等[54]所测蒸汽压片玉米的EDDM为72.72%,略高于本试验的测定结果(68.90%),这些可能是由于压片工艺参数差异所致[55-56];包淋斌等[57]测得稻谷的EDDM为75.34%,远高于本试验测定值(50.16%),可能是由于动物品种和尼龙袋规格不一所致[58]。此外,饲料原料本身的营养成分差异及各实验室操作方法的不同[54,59-60]等均会造成试验结果出现差异。

3.5 EDDM预测模型的构建

通过尼龙袋法测定饲料的瘤胃有效降解率是目前比较成熟且普遍的,但该方法需要使用安装有瘤胃瘘管的试验动物才能进行,手术风险大,成本高、耗时长、难操作,且受动物福利机构的严格监控,因此开发更为经济简便的预测方法成为研究热点。刘美等[61]通过饲料的常规营养成分对EDDM进行预测,发现NDF、ADF与EDDM呈负相关,与本试验结果一致,且构建的预测方程准确性较高(R2>0.90)。程景等[62]发现,麦秸的EDDM与产气量呈显著正相关,也与本试验的结果相同。张文璐等[63]利用产气量建立了预测EDDM的一元二次多项式方程。这说明通过饲料营养成分和体外产气法预测EDDM具有一定的可行性。本试验发现,EDDM与产气参数的相关性最强,可能是因为产气量及EDDM均为瘤胃微生物对饲料的利用程度及其营养价值的反映[64]。本试验EDDM与产气量的相关性随时间减弱,这可能是因为发酵初期易降解组分(如可溶性糖、淀粉)主导产气,与EDDM的降解主体(DM整体)高度重叠的缘故[65],随着发酵进入到后期,影响饲料降解的因素就随之增多,导致2个试验的结果差异变大。马绍楠等[66]研究也发现了相同的规律。pH和TVFA浓度与EDDM显著相关,这与前人的研究结果一致[15,23]。体外发酵产物的生成主要是由某种或某类营养成分的影响,而EDDM反映的是饲料整体被消化利用的程度,这可能是导致两者相关性较弱的原因。在建立一元线性回归方程时,选择GP6 h作为预测因子,是因为其与EDDM相关性最强且易于测定;在此基础上进一步引入其他指标发现,多元预测方程的准确性更高,这与前人的研究结果[67]一致。本试验中,R2最高(0.883)的EDDM预测方程为:EDDM=100.693+1.073GP6 h-0.596ADF-0.233Starch-8.658pH。

4 结论

① 在各种饲料当中,燕麦的产气量和EDDM最高,说明其易发酵性更强,可利用性更高,可作为优质谷物饲料使用。
② EDDM与产气参数之间的相关性最强,均呈极显著正相关,且总体而言,与饲料营养成分的相关性较发酵参数更强。
③ 利用GP6 h、ADF和Starch含量以及24 h发酵液pH可以预测饲料的EDDM,预测方程为EDDM=100.693+1.073GP6 h-0.596ADF-0.233Starch-8.658pH(R2=0.883)。

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DOI

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