Nylon Bag Method to Investigate Nutritional Values and Rumen Degradation Characteristics of Six Agricultural By-Products in Buffaloes in Guangxi

ZHANG Cunyu; ZHAN Yangyang; QIU Dongwen; SHAO Pengcheng; TANG Qingfeng; WEN Chongli; BU Zeming; ZOU Caixia

doi:10.12418/CJAN2025.338

2025 , Vol. 37 >Issue 6: 4128 - 4140

DOI: https://doi.org/10.12418/CJAN2025.338

RESEARCH PAPER

Nylon Bag Method to Investigate Nutritional Values and Rumen Degradation Characteristics of Six Agricultural By-Products in Buffaloes in Guangxi

ZHANG Cunyu ^,¹ ,
ZHAN Yangyang ¹ ,
QIU Dongwen ¹ ,
SHAO Pengcheng ¹ ,
TANG Qingfeng ¹^,² ,
WEN Chongli ² ,
BU Zeming ³ ,
ZOU Caixia ^,¹^,^*

Expand

¹ College of Animal Science and Technology, Guangxi University, Nanning 530005, China
² Guangxi Zhuang Autonomous Region Buffalo Research Institute, Nanning 530001, China
³ Guangxi Zhuang Autonomous Region Feed Monitoring Institute, Nanning 530001, China

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

Received date: 2024-10-12

Online published: 2025-06-12

Fold

Abstract

The aim of this experiment was to investigate the nutritional values and rumen degradation characteristics of six common agricultural by-products in Guangxi, including corn coating and core, stevia, rice straw, papaya shreds, passion fruit peel and pineapple peel, in buffaloes by using nylon bag method. Three Murrah buffaloes with a body weight of (530.26±6.25) kg and permanent rumen fistula were selected as experimental animals. The rumen degradation rates of dry matter (DM), crude protein (CP), neutral detergent fiber (NDF) and acid detergent fiber (ADF) of six agricultural by-products were recorded by nylon bag technique, and the contents of routine nutrients were determined. The results showed as follows: 1) the CP content in papaya shreds was 19.40%, which was significantly higher than that in the other agricultural by-products (P<0.05); the CP content in rice straw was 4.48%, which was significantly lower than that in the other agricultural by-products (P<0.05); the NDF content in corn coating and core and rice straw was over 60%, and the ADF content was about 40%, which were significantly higher than those in other agricultural by-products except ADF content in stevia (P<0.05). 2) The effective degradation rates of DM and CP in papaya shreds were significantly higher than those in the other agricultural by-products (P<0.05), the NDF effective degradation rate was only increased by 7.42% (P<0.05) and 2.38% (P>0.05) compared with passion fruit peel and pineapple peel, the ADF effective degradation rate were only increased by 4.29% and -2.15% compared with passion fruit peel and pineapple peel (P>0.05), respectively, and the effective degradation rates of NDF and ADF in the three products were significantly higher than those in the other agricultural by-products (P<0.05). 3) The effective degradation rates of nutrients in corn coating and core were significantly higher than those in rice straw (P<0.05), but were significantly lower than those in stevia (P<0.05). In summary, the papaya shreds, passion fruit peel and pineapple peel are the best roughage choices, and the papaya shreds are better; stevia is inferior to the above three, but still has certain feeding value; the nutritional values of rice straw and corn coating and core were low, and they can be considered to be combined with other roughages with high nutritional values.

Key words： nylon bag method; agricultural by-products; buffaloes; nutritional values; rumen degradation characteristics; roughages

Cite this article

ZHANG Cunyu , ZHAN Yangyang , QIU Dongwen , SHAO Pengcheng , TANG Qingfeng , WEN Chongli , BU Zeming , ZOU Caixia . Nylon Bag Method to Investigate Nutritional Values and Rumen Degradation Characteristics of Six Agricultural By-Products in Buffaloes in Guangxi[J]. Chinese Journal of Animal Nutrition, 2025 , 37(6) : 4128 -4140 . DOI: 10.12418/CJAN2025.338

截至2021年底,我国水牛存栏量达2 742.5万头,其中广西作为全国水牛改良技术推广规模最大的地区,水牛饲养行业发展迅速,对优质粗饲料的需求也日益上涨。然而,我国广西地处亚热带地区,常年高温高湿,限制了优质牧草的生长,本地常见的象草和甘蔗尾叶虽然可以满足水牛最基本的粗饲料需求,但是一方面仍然无法与羊草、燕麦草等北方优质牧草相比,另一方面容易受到季节和地形的制约。同时,广西特殊的地理和气候条件使其拥有丰富的植物资源,这些资源在生长、收获和加工过程中会产生大量的果蔬和粮食副产物,这些副产物往往被丢弃或未得到充分利用,既造成了资源的浪费又容易污染环境。因此,寻找更多的本地优质粗饲料资源既对促进广西水牛行业的发展具有重要意义,也可以实现对广西本地植物资源的充分利用,避免污染和浪费。

木瓜主要种植在热带和亚热带地区,截至2021年,我国木瓜的年产量达68.88万t,是一种食用和药用兼用型资源^[1]。广西是我国最重要的木瓜生产地之一,每年在生产木瓜产品的过程中会产生大量的废料,这些废料普遍具有蛋白质含量高、纤维含量低的特点,具有较高的饲喂潜力。玉米在我国畜牧业具有重要的地位,其价格的高低会极大地影响畜产品的价格。玉米包衣加芯是指成熟玉米芯去掉籽粒后剩余的外皮和玉米穗轴,由于纤维含量较高,往往无法对其进行充分利用。甜叶菊主要产地为亚热带地区,是重要的药用和经济作物,其叶片还可用于泡茶。目前,关于甜叶菊作为动物饲料原料的研究已有较多报道。齐帅等^[2]研究发现,在绵羊饲粮中添加0.1%的甜叶菊可以显著提高其体外产气量。稻草是一种重要的饲料资源,特别是对于大量食用青贮饲料的反刍动物来说,补充一定的稻草对保持瘤胃内纤维的水平以及维持瘤胃内环境具有重要的作用^[3]。百香果属于热带和亚热带水果,其果皮是百香果采摘加工后的产物,约占果实鲜重的50%,其营养价值丰富且含有一定量的生物活性物质。吕仁龙等^[4]通过黑山羊体外瘤胃发酵试验发现,将百香果皮添加到发酵全混合日粮(TMR)可以有效提高其干物质(DM)瘤胃发酵率。菠萝在我国广西、云南和海南地区有广泛种植,其果皮含有丰富的粗蛋白质(CP)、粗脂肪(EE)、粗纤维(CF)和生物活性物质,目前对于其在反刍动物营养领域上的应用已有较多报道^[5-6]。本试验通过尼龙袋法探究6种广西常见农副产物在水牛瘤胃中的降解特性,并结合其常规营养成分综合评估6种副产物的营养价值,旨在为更科学地制定水牛饲粮配方和更合理地应用广西当地副产物资源提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

木瓜丝、百香果皮、甜叶菊、玉米包衣加芯和菠萝皮均来自广西水牛研究所收集,稻草来自广西汇创牧业有限公司。试验材料在65 ℃烘箱中烘干至恒重,回潮24 h后制成风干样品,经粉碎机粉碎后一部分过1 mm筛用于常规营养成分测定,另一部分过2 mm筛用于尼龙袋试验。6种农副产物信息见表1。

表1 6种农副产物信息

Table 1 Six agricultural by-product profiles

项目 Items	拉丁名 Latin name	科属 Family and genus	物候期 Phenological period	生长年限 Growth year	采样地点 Sampling place	采样时间 Sampling time
木瓜丝 Papaya shreds	Pseudocydonia sinensis	蔷薇科木瓜属	成熟期	多年生	广西水牛研究所四方坡牛场	2023年5月
百香果皮 Passion fruit peel	Passiflora edulis Sims	西番莲科西番莲属	结实期	1年生	广西水牛研究所四方坡牛场	2023年5月
甜叶菊 Stevia	Stevia rebaudiana	菊科甜菊属	开花期	1年生	广西水牛研究所水牛种畜场	2023年5月
稻草 Rice straw	Oryza sativa	禾本科稻属	完熟期	1年生	广西汇创牧业有限公司	2023年7月
玉米包衣加芯 Corn coating and core	Zea mays L.	禾本科玉米属	结实期	1年生	广西水牛研究所四方坡牛场	2023年5月
菠萝皮 Pineapple peel	Ananas comosus (L.) Merr.	凤梨科凤梨属	成熟期	多年生	广西水牛研究所水牛种畜场	2023年5月

1.2 试验动物和地点

试验动物为3头体重为(530.26±6.25) kg、体况相近的装有永久性瘤胃瘘管的摩拉水牛。试验地点为广西省扶绥县渠黎镇农科新城肉羊试验中心。试验采用栓系式饲养,于每日09:00和16:00饲喂,每次饲喂后3 h给水牛喂水。试验开始前7 d进行预试验,使水牛适应试验环境。

本试验获广西大学动物科学技术学院动物护理委员会批准(ID:Gxu-2023-0265;日期:2023年5月4日)。

1.3 试验设计

准确称取5 g(精确到小数点后4位)饲料样品放入孔径为300目、尺寸为9 cm×10 cm的尼龙袋中,用尼龙绳扎好。每个饲料样品设置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。按照“同时投入、依次取出”的原则将所有装有样品的尼龙袋于晨饲前1 h放入到瘤胃腹囊部,并分别在4、8、12、24、48和72 h时取出,在冷水中冲洗干净。将洗净的尼龙袋放入65 ℃烘箱中烘干至恒重,称重并记录数据,将残留物在粉碎机中粉碎,过1 mm孔筛放入自封袋中以备后续检测。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 饲粮组成及饲粮营养水平(风干基础)

Table 2 Composition and nutrient levels of diets (air-dry basis) %

项目Items	含量Content
原料Ingredients
稻草Rice straw	16.00
象草Elephant grass	54.00
精料补充料Concentrate supplement	30.00
合计Total	100.00
营养水平Nutrient levels
综合净能NE_mf/(MJ/kg)	8.52
粗蛋白质CP	14.70
中性洗涤纤维NDF	29.73
酸性洗涤纤维ADF	16.30
磷P/(g/kg)	0.28
钙Ca/(g/kg)	0.76

	综合净能为计算值,根据《奶牛饲养标准》(NY/T 34—2004)计算,其他为实测值。表3同。
	NE_mf was a calculated value according to Feeding Standard of Dairy Cattle (NY/T 34—2004), while the others were measured values. The same as Table 3.

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 concentrate supplement (air-dry basis) %

项目Items	含量Content
原料Ingredients
玉米Corn	32.00
豆粕Soybean meal	8.00
菜籽粕Rapeseed meal	9.20
大豆胚芽粉Soybean germ powder	1.00
赖氨酸渣Lysine residue	1.00
玉米皮Corn bran	3.00
棕榈粕Palm meal	6.00
米糠Rice bran	7.00
干木薯片Dried cassava chips	13.30
木薯酒精糟Cassava distiller’s grain	8.50
尿素Urea	1.50
糖蜜Molasses	2.00
磷酸氢钙CaHPO₄	1.00
预混料Premix	4.00
小苏打NaHCO₃	1.00
石粉Limestone	1.50
合计Total	100.00
营养水平Nutrient levels
综合净能NE_mf/(MJ/kg)	5.84
粗蛋白质CP	17.09
干物质DM	88.90
粗脂肪EE	3.10
粗灰分Ash	6.59
钙Ca/(g/kg)	1.83
磷P/(g/kg)	0.78

每千克预混料含有 One kilogram of the premix contained the following:VA 450 000 IU,VD 10 000 IU,VE 2 500 IU,Cu 120 mg,Mn 40 mg,Fe 50 mg,Se 46 mg,Zn 50 mg,I 75 mg,Co 75 mg。

1.4 饲粮及试验样品营养成分测定

饲料原料以及待测尼龙袋样品的DM含量参照GB/T 6435—2014的方法测定,CP含量参照GB/T 6432—2018的方法测定,粗灰分(Ash)含量参照GB/T 6438—2007的方法测定,中性洗涤纤维(NDF)和酸性洗涤纤维(ADF)含量参照Van Soest等^[7]的方法测定,EE含量参照GB/T 6433—2006的方法测定,钙含量参考GB/T 13885—2017的方法测定,磷含量参考GB/T 6437—2018的方法测定。

1.5 相关指标计算

各粗饲料DM、CP、NDF和ADF的瘤胃降解参数按照Ørskov等^[8]提出的瘤胃动力学参数模型进行计算,待测饲料营养成分在瘤胃内的有效降解率计算公式如下:

P=a+b×(1-e^-^ct);

ED=a+b×c/(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。

1.6 数据统计分析

试验结果数据先在Excel 2019上初步整理,然后在SPSS 26.0软件中进行单因素方差分析和Duncan氏多重比较,结果数据采用“平均值±标准差”表示,P<0.05为差异显著,P>0.05为差异不显著。

2 结果

2.1 6种农副产物常规营养成分分析

由表4可知,木瓜丝的CP含量达19.40%,显著高于其他农副产物(P<0.05);稻草的CP含量比木瓜丝降低了76.91%,且显著低于其他农副产物(P<0.05)。玉米包衣加芯和稻草的NDF含量分别达61.44%和60.42%,二者无显著差异(P>0.05),且显著高于其他农副产物(P<0.05);木瓜丝的NDF含量比玉米包衣加芯降低了37.14%,显著低于其他农副产物(P<0.05)。6种农副产物的ADF含量按由高到低依次为稻草、玉米包衣加芯、甜叶菊、百香果皮、菠萝皮、木瓜丝,且稻草、玉米包衣加芯和甜叶菊的ADF含量显著高于百香果皮、菠萝皮和木瓜丝(P<0.05)。

表4 6种农副产物常规营养成分分析

Table 4 Routine nutrient analysis of six agricultural by-products

项目 Items	玉米包衣加芯 Corn coating and core	甜叶菊 Stevia	稻草 Rice straw	木瓜丝 Papaya shreds	百香果皮 Passion fruit peel	菠萝皮 Pineapple peel
干物质DM/%	94.26±1.01	93.46±1.83	95.17±1.94	93.32±3.13	93.68±2.04	92.77±2.13
粗蛋白质CP/% DM	8.66±1.02^b	10.38±0.25^b	4.48±0.90^c	19.40±1.95^a	8.26±0.21^b	8.33±2.06^b
中性洗涤纤维NDF/% DM	61.44±2.09^a	42.96±2.99^b	60.42±0.83^a	38.62±2.95^c	44.75±1.01^b	42.71±2.05^b
酸性洗涤纤维ADF/% DM	39.48±1.15^ab	36.24±3.03^b	41.47±1.02^a	22.03±2.03^d	29.38±3.02^c	28.76±1.01^c
粗灰分Ash/% DM	3.56±0.34^d	4.71±0.96^d	12.77±1.00^a	7.77±0.09^c	9.73±1.97^b	7.44±0.91^c

	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 letter superscripts mean significant difference (P<0.05). The same as below.

2.2 6种农副产物DM瘤胃降解率及降解参数

由表5可知,木瓜丝4~24 h各时间点的DM瘤胃降解率显著高于其他农副产物(P<0.05),72 h时与百香果皮和菠萝皮无显著差异(P>0.05);菠萝皮所有时间点的DM瘤胃降解率均显著高于百香果皮(P<0.05);甜叶菊所有时间点的DM瘤胃降解率均显著低于百香果皮和菠萝皮(P<0.05),且除12 h外均显著高于玉米包衣加芯(P<0.05);玉米包衣加芯8~72 h各时间点的DM瘤胃降解率显著高于稻草(P<0.05)。百香果皮DM的快速降解部分显著低于木瓜丝和菠萝皮(P<0.05),且显著高于其他农副产物(P<0.05);甜叶菊DM的慢速降解部分显著高于玉米包衣加芯、稻草和木瓜丝(P<0.05);6种农副产物的DM有效降解率按由高到低的顺序依次为木瓜丝、菠萝皮、百香果皮、甜叶菊、玉米包衣加芯、稻草,且相互之间差异显著(P<0.05)。

表5 6种农副产物DM瘤胃降解率及降解参数

Table 5 Rumen degradation rate and degradation parameters of DM in six agricultural by-products

项目 Items	玉米包衣加芯 Corn coating and core	甜叶菊 Stevia	稻草 Rice straw	木瓜丝 Papaya shreds	百香果皮 Passion fruit peel	菠萝皮 Pineapple peel
瘤胃降解率Rumen degradation rate/%
4 h	7.64±0.78^e	9.68±1.46^d	7.02±0.77^e	25.73±0.95^a	14.69±0.41^c	22.00±0.44^b
8 h	15.03±1.32^d	17.44±0.50^c	9.31±0.26^e	28.69±1.60^a	24.24±0.09^b	28.42±2.19^a
12 h	21.18±1.45^d	22.92±1.99^d	13.42±0.44^e	41.21±0.98^a	28.14±1.03^c	36.45±2.10^b
24 h	25.52±0.94^e	35.00±1.28^d	16.23±0.19^f	51.45±2.01^a	42.22±1.66^c	48.82±1.26^b
48 h	38.68±1.66^d	46.83±0.93^c	25.90±0.63^e	65.52±1.93^a	56.88±1.79^b	64.56±1.98^a
72 h	47.81±1.24^d	60.35±0.26^c	33.29±1.23^e	68.35±1.30^ab	66.77±1.42^b	70.01±2.46^a
瘤胃降解参数Rumen degradation parameters
快速降解部分a/%	5.64±0.50^c	5.43±2.52^c	5.61±0.63^c	15.06±1.92^a	8.73±0.64^b	13.43±1.33^a
慢速降解部分b/%	52.12±5.24^c	65.97±2.35^a	42.45±24.12^d	55.92±1.23^bc	64.88±1.85^ab	58.37±2.58^abc
慢速降解部分的降解速率 c/(%/h)	0.022±0.003^d	0.024±0.005^cd	0.020±0.004^d	0.046±0.004^a	0.030±0.001^c	0.037±0.006^b
有效降解率ED/%	30.08±0.43^e	37.25±0.24^d	18.87±0.61^f	51.16±1.23^a	44.04±0.69^c	48.33±2.12^b

2.3 6种农副产物CP瘤胃降解率及降解参数

由表6可知,木瓜丝的CP瘤胃降解率除8 h时与百香果皮和菠萝皮无显著差异(P>0.05)外,其余时间点均显著高于其他农副产物(P<0.05);百香果皮的CP瘤胃降解率在4、8和72 h时与菠萝皮无显著差异(P>0.05),24和48 h时显著低于菠萝皮(P<0.05);甜叶菊的CP瘤胃降解率在4 h时显著低于玉米包衣加芯(P<0.05),在24 h及之后的时间点显著高于玉米包衣加芯(P<0.05),同时二者各时间点的CP瘤胃降解率显著低于木瓜丝和菠萝皮(P<0.05);稻草各时间点的CP瘤胃降解率显著低于其他农副产物(P<0.05)。木瓜丝CP的快速降解部分显著高于其他农副产物(P<0.05),甜叶菊和稻草CP的快速降解部分显著低于其他农副产物(P<0.05);木瓜丝、百香果皮和菠萝皮CP的慢速降解部分显著低于玉米包衣加芯(P<0.05),且与甜叶菊无显著差异(P>0.05);稻草CP的慢速降解部分显著低于其他农副产物(P<0.05);6种农副产物的CP有效降解率按由高到低的顺序依次为木瓜丝、百香果皮、菠萝皮、甜叶菊、玉米包衣加芯、稻草。

表6 6种农副产物CP瘤胃降解率及降解参数

Table 6 Rumen degradation rate and degradation parameters of CP in six agricultural by-products

项目 Items	玉米包衣加芯 Corn coating and core	甜叶菊 Stevia	稻草 Rice straw	木瓜丝 Papaya shreds	百香果皮 Passion fruit peel	菠萝皮 Pineapple peel
瘤胃降解率Rumen degradation rate/%
4 h	15.45±0.42^c	11.33±1.24^d	6.08±0.76^e	28.46±1.03^a	17.83±2.62^bc	19.85±2.05^b
8 h	19.94±2.31^b	16.81±1.11^b	12.59±1.22^c	31.16±1.52^a	28.12±1.94^a	29.25±2.32^a
12 h	22.38±0.22^d	23.81±1.16^d	14.25±0.50^e	45.29±0.96^a	36.66±1.24^b	31.42±2.44^c
24 h	23.20±0.57^e	35.75±1.53^d	16.83±0.93^f	52.27±2.30^a	42.61±1.51^c	46.25±2.04^b
48 h	35.20±0.81^d	50.89±0.89^c	23.00±0.34^e	68.56±1.71^a	50.50±2.97^c	56.28±2.56^b
72 h	41.68±0.12^d	57.73±0.90^c	30.52±0.81^e	71.97±1.69^a	63.19±2.51^b	65.98±0.85^b
瘤胃降解参数Rumen degradation parameters
快速降解部分a/%	14.53±0.50^b	4.01±1.54^d	6.76±0.44^c	19.04±1.15^a	13.89±2.78^b	11.83±1.52^b
慢速降解部分b/%	68.28±8.42^a	59.74±2.29^ab	38.24±9.48^c	56.67±2.70^b	49.41±2.80^b	50.64±5.07^b
慢速降解部分的降解速率 c/(%/h)	0.007±0.001^b	0.032±0.002^a	0.015±0.006^b	0.041±0.008^a	0.039±0.009^a	0.032±0.010^a
有效降解率ED/%	29.67±0.12^d	37.52±0.62^c	19.82±0.41^e	54.07±0.82^a	43.72±1.92^b	39.95±5.24^bc

2.4 6种农副产物NDF瘤胃降解率及降解参数

由表7可知,木瓜丝、百香果皮和菠萝皮各时间点的NDF瘤胃降解率显著高于玉米包衣加芯、甜叶菊和稻草(P<0.05);甜叶菊除8和12 h外其他时间点的NDF降解率显著高于玉米包衣加芯(P<0.05);稻草的NDF瘤胃降解率除4 h与玉米包衣加芯无显著差异(P>0.05)外,其余时间点均显著低于其他农副产物(P<0.05)。菠萝皮的快速降解部分与百香果皮无显著差异(P>0.05),且显著低于木瓜丝(P<0.05),三者的快速降解部分显著高于另外3种农副产物(P<0.05);木瓜丝的慢速降解部分显著高于玉米包衣加芯和稻草(P<0.05),与其他副产物相比无显著差异(P>0.05);玉米包衣加芯的慢速降解部分显著低于其他农副产物(P<0.05);6种农副产物的NDF有效降解率按由高到低的顺序依次为木瓜丝、菠萝皮、百香果皮、甜叶菊、玉米包衣加芯、稻草,木瓜丝和菠萝皮间的NDF有效降解率无显著性差异(P>0.05),稻草的NDF有效降解率显著低于其他农副产物(P<0.05)。

表7 6种农副产物NDF瘤胃降解率及降解参数

Table 7 Rumen degradation rate and degradation parameters of NDF in six agricultural by-products

项目 Items	玉米包衣加芯 Corn coating and core	甜叶菊 Stevia	稻草 Rice straw	木瓜丝 Papaya shreds	百香果皮 Passion fruit peel	菠萝皮 Pineapple peel
瘤胃降解率Rumen degradation rate/%
4 h	7.24±0.61^d	10.13±0.88^c	6.31±1.03^d	16.31±1.03^a	14.27±0.38^b	16.44±0.45^a
8 h	15.50±0.94^b	12.93±0.14^c	8.67±0.53^d	23.33±0.85^a	23.62±0.09^a	22.59±2.04^a
12 h	19.73±0.84^b	20.12±2.12^b	11.40±0.29^c	31.07±0.45^a	28.84±0.90^a	28.89±1.87^a
24 h	21.14±0.97^d	27.92±1.45^c	14.70±0.91^e	38.37±1.62^ab	36.62±1.56^b	39.35±1.32^a
48 h	31.19±0.55^d	39.36±1.20^c	26.03±0.46^e	47.03±1.79^a	44.48±0.96^b	48.94±1.43^a
72 h	35.85±1.10^d	45.10±1.51^c	30.13±0.77^e	59.13±1.03^a	54.10±1.83^b	55.51±2.03^b
瘤胃降解参数Rumen degradation parameters
快速降解部分a/%	5.96±0.33^c	4.55±2.35^c	4.00±0.32^c	13.01±1.46^a	10.46±2.19^ab	9.84±1.38^b
慢速降解部分b/%	32.05±0.69^c	46.28±2.74^ab	40.95±7.03^b	51.52±4.39^a	45.02±1.80^ab	47.68±1.78^ab
慢速降解部分的降解速率 c/(%/h)	0.034±0.002^a	0.031±0.008^a	0.015±0.003^b	0.029±0.007^a	0.038±0.009^a	0.040±0.005^a
有效降解率ED/%	24.35±0.71^d	29.62±0.76^c	19.15±0.10^e	39.98±0.92^a	37.22±0.63^b	39.05±0.10^a

2.5 6种农副产物ADF瘤胃降解率及降解参数

由表8可知,木瓜丝、百香果皮和菠萝皮各时间点的ADF瘤胃降解率显著高于其余3种农副产物(P<0.05);木瓜丝4、8和48 h时的ADF瘤胃降解率显著低于菠萝皮(P<0.05),72 h时显著高于菠萝皮(P<0.05);稻草各时间点的ADF瘤胃降解率显著低于其他农副产物(P<0.05)。玉米包衣加芯ADF的快速降解部分显著高于甜叶菊和稻草(P<0.05),但显著低于其他3种农副产物(P<0.05);玉米包衣加芯和稻草ADF的慢速降解部分无显著差异(P>0.05),且显著低于其他农副产物(P<0.05);玉米包衣加芯的ADF有效降解率显著高于稻草(P<0.05),显著低于甜叶菊(P<0.05),且三者的ADF有效降解率显著低于其他3种农副产物(P<0.05);木瓜丝、百香果皮和菠萝皮间ADF的快速降解部分、慢速降解部分和有效降解率均无显著差异(P<0.05)。

表8 6种农副产物ADF瘤胃降解率及降解参数

Table 8 Rumen degradation rate and degradation parameters of ADF in six agricultural by-products

项目 Items	玉米包衣加芯 Corn coating and core	甜叶菊 Stevia	稻草 Rice straw	木瓜丝 Papaya shreds	百香果皮 Passion fruit peel	菠萝皮 Pineapple peel
瘤胃降解率Rumen degradation rate/%
4 h	7.10±0.62^c	9.05±0.90^c	4.14±1.06^e	14.14±1.06^b	14.07±0.38^b	17.13±0.45^a
8 h	14.26±0.97^c	12.18±0.69^c	8.64±0.85^d	20.97±1.67^b	23.34±0.09^a	23.27±2.02^a
12 h	18.28±0.56^c	19.43±1.58^c	11.43±0.98^d	31.43±0.98^a	27.47±0.92^b	28.77±3.19^ab
24 h	19.81±0.75^d	28.99±1.47^c	14.69±0.50^e	37.69±2.42^ab	35.68±1.58^b	39.83±1.31^a
48 h	27.14±1.08^d	38.82±0.81^c	24.15±0.52^d	46.15±1.84^b	43.98±3.30^b	51.40±3.87^a
72 h	33.52±0.66^d	45.35±1.19^c	27.35±1.32^e	58.02±1.53^a	54.74±1.24^ab	54.09±3.94^b
瘤胃降解参数Rumen degradation parameters
快速降解部分a/%	6.68±1.53^b	2.74±1.50^c	2.14±0.38^c	9.74±1.77^a	11.59±1.76^a	9.42±1.51^a
慢速降解部分b/%	30.16±0.70^b	46.00±1.94^a	30.03±3.65^b	49.54±0.80^a	47.71±1.69^a	47.99±3.53^a
慢速降解部分的降解速率 c/(%/h)	0.028±0.007	0.034±0.002	0.027±0.004	0.035±0.003	0.029±0.006	0.044±0.012
有效降解率ED/%	22.42±0.03^c	29.32±0.26^b	17.46±0.25^d	38.62±0.64^a	37.03±0.20^a	39.47±0.28^a

3 讨论

3.1 6种农副产物常规营养成分分析

饲料的常规营养成分可以初步反映其饲喂价值及其在反刍动物瘤胃内的降解特性^[9]。CP是饲料中含氮物质的总称,包括真蛋白质和非蛋白氮(NPN),在不考虑其他因素的前提下,提高饲料中CP的含量有助于提高动物的消化力^[4]。CF是饲料中碳水化合物的组成部分,其中纤维素的化学键主要是β-1,4糖苷键,半纤维素由多种不同的单糖复合而成,同时有木质素与二者以醚键、酯键或氢键相连,动物体内往往缺乏降解这些化学键的酶,只能依靠消化系统中的微生物进行降解,因此,CF含量越高往往代表饲料越难以被降解利用^[10-12]。在近些年的许多研究中,广西常见粗饲料象草中CP、NDF和ADF含量的大致范围分别是6.47%~13.36%、63.50%~71.90%和34.75%~54.70%^[9,13-18]。本试验中,木瓜丝的CP含量达19.40%,为6种农副产物中最高,比上述象草的最高值高了45.21%;木瓜丝的NDF和ADF含量均显著低于其他农副产物,且分别比上述象草的最低值低了39.18%和36.60%,上述结果表明木瓜丝具有较高的营养价值和可消化性,其饲喂潜力高于以象草为代表的青干草类粗饲料。稻草的NDF和ADF含量显著高于除玉米包衣加芯以外的农副产物,其NDF含量略低于上述象草的最低值,与李洋等^[19]的结果接近;然而,在国内其他一些报道中稻草的NDF和ADF含量普遍接近或高于上述象草的最高值^[20-22],笔者推测可能与稻草的产地、收集和保存方式等有关。玉米包衣加芯的纤维含量与稻草无显著差异,然而其CP含量显著高于稻草,因此其饲喂潜力可能高于稻草。此外,甜叶菊、百香果皮和菠萝皮的CP含量虽然低于木瓜丝,但是均在上述象草的CP含量范围内,且除了甜叶菊的ADF含量比象草的最低值高了4.29%外,三者其余的纤维相关指标均低于上述象草的最低值,因此三者在瘤胃内的降解效率可能高于象草等南方常见牧草,但低于木瓜丝。

3.2 6种农副产物DM瘤胃降解率及降解参数

饲料在反刍动物瘤胃内的DM降解率可以反映其可消化程度和干物质采食量(DMI)^[23-24],通常来说DM瘤胃降解率越高则饲料的可消化性和DMI也越高^[25]。一方面,饲料DM瘤胃降解率与结构性碳水化合物含量成反比,纤维素、半纤维素、果胶等构成了植物的细胞壁组分,这些物质含量越高、结合越紧密则细胞壁越难以被突破,存留在细胞内的营养物质无法被瘤胃微生物快速吸收利用,从而限制了瘤胃微生物对饲料整体的降解效率^[26-27]。本试验中,木瓜丝的NDF和ADF含量最低,而稻草和玉米包衣加芯的NDF和ADF含量显著高于其他农副产物,结果表明前者的DM瘤胃降解率高于其他农副产物,后二者的DM瘤胃降解率低于其他农副产物,与上述讨论一致。此外,虽然玉米包衣加芯和稻草的NDF和ADF含量接近,然而稻草DM的慢速降解部分和有效降解率显著低于玉米包衣加芯,可能是稻草的纤维相比玉米包衣加芯结构更复杂,结合更紧密所致。百香果皮和菠萝皮的DM瘤胃有效降解率显著高于甜叶菊,可能与甜叶菊的ADF含量较高有关。另一方面,粗饲料中CP和可溶性碳水化合物(WSC)等容易降解的部分可以为瘤胃微生物快速提供生命活动所必须的能量和结构物质,提高瘤胃微生物的数量和活性,从而加快饲料的降解^[28]。木瓜丝由于CP含量较高,因此可以为瘤胃微生物提供更多氮源,从而提高能量的利用效率,最终实现饲料整体降解率的提高^[29]。百香果皮和菠萝皮的CP含量与甜叶菊和玉米包衣加芯接近,然而二者DM的快速降解部分显著高于甜叶菊和玉米包衣加芯,笔者推测二者可能含有较高水平的WSC,而WSC相比结构性碳水化合物更易被生物降解利用,因此能够为瘤胃微生物快速供能^[30]。

3.3 6种农副产物CP瘤胃降解率及降解参数

影响反刍动物CP瘤胃降解率的因素主要是饲料在瘤胃内的滞留时间以及饲料自身营养成分的组成和比例^[31-32]。通常来说,饲料在瘤胃内滞留时间越长则饲料CP的降解率也越高^[33]。饲料的CP主要贮存在植物细胞内^[9],由上述讨论可知饲料中NDF、ADF、木质素等组分对CP起保护作用,避免瘤胃微生物对其降解,试验结果也表明纤维含量最低的木瓜丝的CP有效降解率最高,而纤维含量较高的玉米包衣加芯和稻草的CP有效降解率低于其他农副产物。粗饲料中CP主要以含氮化合物的形式存在于植物细胞中,其中NPN是CP快速降解部分最重要的组分^[34],本试验结果表明玉米包衣加芯CP的快速降解部分仅低于木瓜丝且与百香果皮和菠萝皮无显著差异,说明其可能含有较多的NPN;同时,玉米包衣加芯CP的慢速降解部分也较高,然而其慢速降解部分的降解速率显著低于除稻草外的其他农副产物,因此其CP有效降解率仅高于稻草而低于其他农副产物。稻草CP的快速降解部分和慢速降解部分均处于较低水平,说明其NPN和可溶性蛋白质等组分含量均较低,而不易降解蛋白质的占比较高^[35-36]。甜叶菊CP的快速降解部分最低,因此其NPN含量可能最低,然而甜叶菊的CP有效降解率与菠萝皮无显著差异,主要是其慢速降解部分较高所致。

3.4 6种农副产物NDF和ADF瘤胃降解率及降解参数

虽然研究表明,水牛降解纤维的能力高于奶牛和肉牛^[37],但是粗饲料中CF含量仍是影响饲料降解最重要的因素之一^[38],由于传统的CF提取和测定方法有一定误差^[39],因此目前的研究普遍通过对NDF和ADF的分析来代替直接对CF进行分析^[40]。NDF主要由半纤维素和ADF组成,而ADF主要包括二氧化硅(SiO2)、纤维素和木质素等组分^[27],由之前的讨论可知这些物质主要是植物的细胞壁组分,动物体内缺乏降解它们的酶,因此NDF和ADF含量越高则降解率越低。本试验结果显示,木瓜丝、百香果皮、菠萝皮的NDF和ADF有效降解率显著高于其他农副产物,其次是甜叶菊,稻草和玉米包衣加芯的NDF和ADF有效降解率较低,其降解率与NDF和ADF含量成反比,与上述讨论一致。此外,粗饲料中的木质素组分会极大地妨碍其营养成分的降解,木质素含有氮元素,并不是严格意义上的碳水化合物,其在瘤胃内几乎不会被降解,且其在植物营养成分中的占比会随着植物年龄的增长而增加^[41]。由之前的试验结果可知,玉米包衣加芯和稻草的NDF和ADF含量并无显著差异,然而玉米包衣加芯的NDF和ADF瘤胃降解率却显著高于稻草,可能是稻草的木质素含量较高,限制了瘤胃微生物对NDF和ADF的降解所致;同时,试验结果发现,甜叶菊和稻草NDF和ADF的快速降解部分都偏低,这也说明二者的纤维组分中易消化的部分占比较低,木质素等较难降解的组分占比较高。

由木瓜丝、百香果皮和菠萝皮的NDF和ADF瘤胃降解率可以发现,木瓜丝在4~12 h的降解效率要高于另外二者,可能是因为木瓜丝的NDF和ADF含量较低且NDF和ADF的结构较另外二者可能更简单,因此在初期具有更高的降解效率;至24和48 h时,随着植物细胞壁被逐渐突破,细胞内的营养成分也逐渐被释放,百香果皮和菠萝皮因为含有更多的可溶性糖,因此可以在更短的时间内为瘤胃微生物供能和提供碳源,从而有效提高瘤胃微生物的数量和活性,进一步加速微生物对植物细胞壁的降解^[42],因此可以发现二者的降解效率开始提高,特别是菠萝皮在此时的降解效率已经超过了木瓜丝;至72 h时三者的降解基本结束,木瓜丝由于NDF和ADF结构相对另外二者更易被降解因此在72 h时降解率高于百香果皮和菠萝皮。综上所述,虽然木瓜丝的NDF和ADF含量均显著低于百香果皮和菠萝皮,然而木瓜丝的非结构性碳水化合物特别是WSC含量要低于二者,因此其NDF有效降解率仅比百香果皮和菠萝皮分别提高了7.42%和2.38%,ADF有效降解率仅比百香果皮和菠萝皮并分别提高了4.29%和-2.15%。

4 结论

① 木瓜丝的CP含量比其他5种农副产物提高了86%以上,DM和CP有效降解率显著高于其他农副产物;然而,木瓜丝的NDF和ADF有效降解率仅比百香果皮分别提高了7.42%和4.29%,比菠萝皮分别提高了2.38%和-2.15%,且后二者的DM和CP有效降解率仅低于木瓜丝,而高于其他农副产物。由此可知,木瓜丝、百香果皮和菠萝皮均是较好的粗饲料选择,木瓜丝更优。

② 甜叶菊的各营养成分降解率均高于玉米包衣加芯和稻草,且甜叶菊的各营养成分含量与象草接近,因此可以考虑其作为象草等青干草的替代品。

③ 玉米包衣加芯和稻草的纤维含量高,营养成分降解率低,可以考虑与木瓜丝、百香果皮和菠萝皮组成混合饲料应用到水牛饲粮中,这样既可以保证饲粮具有较高的降解效率,又能够满足水牛对纤维的营养需求。

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Abstract

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1 材料与方法

1.1 试验材料

表1 6种农副产物信息

1.2 试验动物和地点

1.3 试验设计

表2 饲粮组成及饲粮营养水平(风干基础)

表3 精料补充料组成及营养水平(风干基础)

1.4 饲粮及试验样品营养成分测定

1.5 相关指标计算

1.6 数据统计分析

2 结果

2.1 6种农副产物常规营养成分分析

表4 6种农副产物常规营养成分分析

2.2 6种农副产物DM瘤胃降解率及降解参数

表5 6种农副产物DM瘤胃降解率及降解参数

2.3 6种农副产物CP瘤胃降解率及降解参数

表6 6种农副产物CP瘤胃降解率及降解参数

2.4 6种农副产物NDF瘤胃降解率及降解参数

表7 6种农副产物NDF瘤胃降解率及降解参数

2.5 6种农副产物ADF瘤胃降解率及降解参数

表8 6种农副产物ADF瘤胃降解率及降解参数

3 讨论

3.1 6种农副产物常规营养成分分析

3.2 6种农副产物DM瘤胃降解率及降解参数

3.3 6种农副产物CP瘤胃降解率及降解参数

3.4 6种农副产物NDF和ADF瘤胃降解率及降解参数

4 结论

References