羊驼(Lama pacos)属偶蹄目骆驼科，原产于南美洲，主要分布于海拔4 000～4 900 m的安第斯山脉，世界多国均有引进，现我国已有多个规模化的养殖场[1]。羊驼有3个胃室，均有腺区并分泌消化液，胃内食物层是均质的[2]，且第一胃室的收缩方式与绵羊(Ovis aries)等的瘤胃不同[3]，使其消化代谢方面与典型反刍动物有所不同[4]。研究发现，在高海拔地区羊驼对劣质粗饲料的消化率高于典型反刍动物，采食量却较典型反刍动物低，这可能与食糜在消化道滞留时间有关[5, 6]，羊驼食糜在消化道中的滞留时间较其他反刍动物长[7]，使食糜能够充分消化，但长的滞留时间导致饲料颗粒无法及时排空而减少了动物采食量[6]。海拔高度显著影响羊驼的消化代谢[8]，鲜见羊驼在低海拔地区的研究报道[4]，关于低海拔地区羊驼第一胃室固相或液相的外流速率尚未见报道。
本试验探讨在低海拔(793 m)条件下，以玉米秸秆为主要粗饲料时，羊驼第一胃室与绵羊瘤胃的固相和液相外流速率，为确定其第一胃室(瘤胃)营养物质的流通量、小肠可利用营养物质和饲粮合理配合提供基础数据。
1 材料与方法 1.1 试验动物与饲养管理选用1周岁健康的公绵羊[(26.2±2.7) kg]与公羊驼[(27.0±4.6) kg]各3只，试验开始前进行免疫和驱虫处理。试验动物单圈饲养，饲粮由混合精料与揉碎玉米秸秆组成，精粗比为3 ∶ 7，每日08:00与20:00各饲喂1次，将秸秆与精料加少量水混匀后饲喂，自由采食和饮水，试验饲粮组成及营养水平见表1。试验羊由山西农业大学动物遗传育种与繁殖试验羊场提供，试验羊驼由山西省晋中市中华羊驼养殖基地提供。试验于2013年3月在山西农业大学动物科技实验站进行。
 | 表1 试验饲粮组成及营养水平(干物质基础) Table 1 Composition and nutrient levels of the experimental diet (DM basis) |
正试期内详细记录每只动物混合饲料的饲喂量，于饲喂前收集剩余饲料，65 ℃烘干，称重。计算干物质采食量。
1.3 标记物的制备依据Bartocci等[11]的方法，制备固相标记物[重铬酸钠(Na2Cr2O7)标记秸秆饲料]与液相标记物[Co标记乙二胺四乙酸(CoEDTA)]。
1.4 标记物灌注与样品采集试验动物固相和液相外流速率均使用一次性灌注法[11]。7 d预试期结束后，于同天早上晨饲前，先后将固相标记物与液相标记物投放。精料与75 g Cr标记的秸秆饲料混匀后饲喂动物，需全部采食，无剩余。使用自制的胃液采样器(胃液采样器外径1 cm，内径0.6 cm，长2 m)，从动物的口腔经食道到第一胃室(瘤胃)灌注20 g溶解到100 mL蒸馏水中的CoEDTA，并用少量蒸馏水冲洗3次。
灌注标记物前(0 h)与灌注后4、8、12、16、20、24、28、32、36、40、44、48、54、60、72和84 h用自制的胃液采样器在第一胃室(瘤胃)的不同位点采集胃液，每次采集约50 mL。新鲜胃液4层纱布过滤后，立即将其分装到15 mL的离心管中，在-40 ℃冰箱中冷冻保存备用。
投放标记物后0、4、8、12、16、20、24、28、32、36、40、44、48、54、60、72、84、96、108和120 h采用直肠收粪法收集每只动物的粪，65 ℃下烘干、粉碎。
1.5 指标检测方法Co和Cr的测定采用原子吸收法[12, 13]，胃液4 000 r/min离心30 min后，取上清直接上机测定Co浓度，粪样经干法灰化，制成灰分溶液，测定溶液中Co和Cr的浓度。
1.6 计算公式固相外流速率：粪中标记物浓度使用MC(multicompartmental)模型[11]与指数(exponential)模型[14]；液相外流速率：粪中标记物浓度使用G4(one-compartment gamma 4 age-dependent)模型[11]，胃液标记物浓度使用指数模型[11]。各模型公式如下。
MC模型：Y=A×e(-k1×T)×exp[-(n-2)×e-(k1-k2)×T]；
G4模型： Y=A×l3×T3×e-l×T/(6×0.408 57)；
指数模型：Y=Ae-kt 。
式中：A为标记物初始浓度(mg/kg)，其中指数模型中为标记物的最高浓度；Y为t时间标记物浓度(mg/kg，即指数模型中为标记物达到最高浓度A及以后的浓度)；k1为慢速外流速率(%/h)；k2为快速外流速率(%/h)；n为胃室数；l为G4模型外流速率(%/h，k1=l×0.408 57)；T为标记物滞留时间(h)[T=(t-τ)t为投放标记物后的时间(h)，τ为投放标记物后至粪中首次出现的时间(h)]。
平均滞留时间(MRT)计算公式如下。
MC模型：MRT=1/k1+1/k2+τ；
G4模型：MRT=g′/l+τ。
式中：g′为γ序列值。
第一胃室(瘤胃)胃液容积(L)＝投放的Co量/0时刻胃液Co浓度A； 第一胃室外流速度(L/h)＝第一胃室(瘤胃)容积×液相外流速率[11]。 第一胃室(瘤胃)滞留时间(h)=100×1/液相外流速率。 1.7 数据统计分析数据使用Excel 2013整理后，使用IBM SPSS Statistics 21进行非线性回归拟合，所得数据进行Duncan氏多重比较检验，结果使用平均值±标准误表示。
2 结 果 2.1 干物质采食量羊驼干物质采食量[(564.45±94.53) g/d]极显著低于绵羊[(1 112.51±38.18) g/d](P=0.006)。
2.2 固相外流速率 2.2.1 MC模型由表2可知，外流速率k1，羊驼(3.44%/h)有低于绵羊(4.32%/h)的趋势(P=0.072)，外流速率k2，羊驼(16.90%/h)极显著低于绵羊(35.06%/h)(P<0.01)。标记物Cr首次在粪中的出现时间τ，羊驼(18.07 h)极显著晚于绵羊(7.37 h)(P<0.01)。MRT羊驼(53.24 h)极显著高于绵羊(33.65 h)(P<0.01)。
| 表2 羊驼与绵羊粪中固相标记物Cr排泄模式(MC模型) Table 2 Excretion patterns of solid marker Cr in feces in sheep and alpaca (MC model) |
2.2.2 指数模型
由表3可知，固相外流速率k羊驼(5.13%/h)与绵羊(5.14%/h)差异不显著(P> 0.05)，由于k由Cr排放高峰期及以后时间点的 Cr浓度决定，只能表明此时间点后的外流速率，而粪中Cr排放高峰出现时间，羊驼(32~40 h)明显晚于绵羊(12~20 h)。
| 表3 羊驼与绵羊粪中固相标记物Cr排泄模式(指数模型)
Table 3 Excretion patterns of solid marker Cr in feces in sheep and alpaca (exponential model)
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由表4可知，根据G4模型中羊驼与绵羊k(分别为6.21%/h和7.73%/h)、τ(分别为7.26 h 和6.58 h)和MRT(分别为33.79和28.17 h)差异均不显著(P>0.05)，但羊驼τ较绵羊相比有增大趋势(P=0.072)。
| 表4 羊驼与绵羊粪中液相标记物Co排泄模式(G4模型) Table 4 Excretion patterns of liquid marker Co in feces in sheep and alpaca (G4 model) |
由表5可知，羊驼k(7.02%/h)和第一胃室滞留时间(14.49 h)与绵羊k(8.43%/h)和瘤胃滞留时间(11.88 h)差异不显著(P>0.05)，羊驼第一胃室容积(6.23 L)和外流速度(0.44 L/h)极显著低 于绵羊瘤胃容积(10.69 L)和外流速度(0.90 L/h)(P<0.01)。
指数模型所得羊驼与绵羊k和MC模型没有显著差异(P>0.05)。
| 表5 羊驼第一胃室与绵羊瘤胃液相标记物Co消失模式(指数模型)
Table 5 Disappearance patterns of fluid marker Co from the 1st compartment in alpaca and rumen in sheep (exponential model)
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指数模型羊驼与绵羊固相外流速率小于液相，MC模型与G4模型结果相比较，羊驼与绵羊固相外流速率同样小于液相，固相MRT高于液相，羊驼固相与液相MRT差值高于绵羊，差异均达显著水平(P<0.05)。
3 讨 论 3.1 固相外流速率固相外流速率为饲料营养成分在瘤胃内有效降解率的测定、小肠可利用营养物质的确定以及饲粮的合理配制提供基础数据[14]。Amici等[15]使用多种模型描述绵羊、牛和水牛的消化动力学，发现MC模型对固相外流速率的拟合性最好，而国内多使用指数模型，指数模型只使用标记物排放高峰后的部分数据[12, 14]。因此，本试验使用了MC和指数2种模型进行拟合固相外流速率，MC模型所得羊驼MRT(53.24 h)极显著高于绵羊(33.65 h)，指数模型所得固相外流速率差异不显著，但羊驼粪中排泄高峰出现时间(32~40 h)明显晚于绵羊(12~20 h)，Sponheimer等[7]报道全干草饲粮羊驼与山羊MRT分别为71和54 h，Dulphy等[16]报道麦秸与天然饲草饲粮美洲驼与绵羊干物质MRT分别为32和25 h，均可说明羊驼固相食糜MRT较绵羊长。但各种报道中羊驼与绵羊的固相食糜MRT并不一致，这可能是由于使用的粗饲料与采食量的不同引起，陈晓琳等[14]研究发现饲喂不同粗饲料肉羊外流速率差异显著，Heller等[17]对美洲骆驼研究发现固相颗粒越大MRT越长，使用低质粗饲粮MRT更长。MRT的增大导致饲料颗粒不能及时排空，延长了饲料的消化时间，可能降低采食量[6, 18]。本试验证实了这一点，羊驼固相食糜MRT高于绵羊，而采食量低于绵羊，由此可以推断羊驼的饲料消化率较绵羊更高，饲料消耗更少，能更好地适应恶劣的环境[19]。
3.2 液相外流速率液相外流速率影响反刍动物瘤胃微生物菌群和发酵产物的浓度，从而影响瘤胃内环境，最终影响粗饲料的消化率[6]。粪中标记物浓度进行模型拟合时，国内多使用指数模型，而指数模型只使用部分数据。Amici等[15]研究表明，绵羊等多种反刍动物均以G4模型的拟合性最好。本试验使用了G4和指数2种模型进行拟合液相外流速率，结果表明羊驼与绵羊液相外流速率与滞留时间差异不显著，第一胃室容积与外流速度均小于绵羊，而San Martin[19]研究发现放牧条件下，南美骆驼科动物第一胃室液相外流速率(10.4%/h)高于绵羊(7.7%/h)，可能由于本试验动物自由采食，使用的粗饲料品质差且比例高引起的。液相外流速率的上升可以增加瘤胃微生物的产量，确保其能量的最小消耗[5]，并使挥发性脂肪酸等发酵产物的外排速度增加，使瘤胃内的pH稳定并接近中性，从而有利于纤维物质降解[20]，提高粗饲料的利用率。
3.3 固相外流速率与液相外流速率比较大量研究表明多种反刍动物固相外流速率小于液相，固相MRT高于液相[11, 17, 21, 22]。Heller等[22]报道美洲驼胃肠道固相大颗粒和小颗粒MRT分别为59.9和52.0 h，液相MRT为36.2 h，Heller等[17]发现骆驼前胃固相和液相MRT分别为48.8和13.9 h，且固相颗粒越大MRT越长，肠道内颗粒大小对MRT的影响差异不显著。本试验同样证实羊驼与绵羊固相外流速率(3%/h～6%/h)小于液相(6%/h～9%/h)，固相MRT(分别为53.24和33.65 h)高于液相(分别为33.78和28.17 h)。反刍动物固相MRT高于液相，有利于饲料的充分消化[6]；液相外流速率大于固相，有利于瘤胃内环境的稳定[16, 20]，这均有利于动物对粗饲料的消化利用。Lechner等[21]研究发现，动物种类、饲粮类型与干物质采食量均影响固相与液相MRT差值，而Abdullah等[23]发现鼷鹿饲粮中纤维增加时固相与液相MRT差值增加且纤维降解率提高，表明固相与液相MRT差值可能对粗饲料的消化有影响。本试验发现羊驼固相与液相MRT差值高于绵羊，这可能是羊驼对劣质粗饲料消化率高的原因之一。
4 结 论在低海拔(793 m)条件下羊驼胃肠道食糜MRT高于绵羊，羊驼干物质采食量、第一胃室容积与液相外流速度低于绵羊(瘤胃)，羊驼与绵羊固相和液相外流速率差异不显著。说明羊驼对食糜的消化时间长，这可能是羊驼对饲料尤其是劣质粗饲料消化率高的原因之一。
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