新疆的畜牧业发展迅速，是我国重要的畜产品生产区。与发达的畜牧业相比，饲料资源匮乏，成为限制新疆畜牧业发展的因素之一。玉米青贮、苜蓿草粉和苜蓿干草是奶牛养殖业中常用的饲料原料；棉籽壳、葡萄籽粕和蕃茄酱渣是非常规饲料原料，其在新疆来源丰富。探索其营养价值，使其在畜牧业养殖中有效的利用，不仅可以充分利用农业副产品，减少浪费和污染，还可解决饲料资源匮乏问题，达到增产增效充分利用资源的目的。

饲料营养物质在瘤胃中的降解特性是评定奶牛饲料营养价值的重要指标^[1]，刁其玉等^[2]和么学博等^[3]发表了常用饲料的瘤胃降解率，对实际生产具有重要的指导意义。此外，饲料中蛋白质的含量和利用效率也是评价饲料营养价值的重要指标，在新蛋白质体系中除瘤胃降解率外，瘤胃非降解蛋白质(RUP)在小肠的消化率是衡量饲料小肠可吸收蛋白质供给情况的一个关键指标^[3]。目前，国内奶牛饲料RUP的小肠消化率(Idg)的相关报道甚少，中国《奶牛饲养标准》(NY/T 34—2004) 缺乏饲料RUP十二指肠消化率的相关数据，且并未考虑饲料来源和加工方式等因素的差异。本试验采用尼龙袋技术研究6种奶牛饲料原料营养成分在瘤胃中的降解规律，并采用改进三步体外法研究饲料原料RUP的Idg，以期为合理利用这几种饲料资源提供理论依据。

1 材料与方法 1.1 试验动物及饲粮

选择北京中地种畜奶牛科技园试验基地的3头体重相近，泌乳日龄相同，健康且装有永久性瘤胃瘘管的荷斯坦奶牛为试验动物，饲养试验于北京中地种畜奶牛科技园试验基地进行。基础饲粮参照NRC(2001)^[4]奶牛营养需要进行配制，其精粗比为40 : 60，其组成及营养水平见表 1。日喂3次(07:30、13:00和19:30)，自由饮水。

1.2 试验材料

选用葡萄籽粕、玉米青贮、番茄酱渣、棉籽壳、苜蓿草粉、苜蓿干草共6种饲料原料，其中葡萄籽粕、玉米青贮、番茄酱渣、棉籽壳收集于新疆石河子，苜蓿草粉和苜蓿干草收集于新疆塔城，苜蓿草粉比苜蓿干草含有更多的苜蓿叶。样品65 ℃烘干制成风干样，过40目筛后备用，6种饲料原料的营养成分见表 2。

1.3 试验方法 1.3.1 尼龙袋法测定瘤胃发酵特性

选用孔径50 μm的尼龙布，裁成17 cm×13 cm的长方块，对折，用涤纶线缝双道，制成8 cm×12 cm的尼龙袋。袋底部、两角呈圆形，散边用烙铁烫平，65 ℃烘干至恒重(48 h)，备用。称取2.5 g样品放入已知质量的尼龙袋中。同一饲料原料同一瘘管牛设4个平行(共3头牛)。于晨饲后2 h将装有样品的尼龙袋同时投入瘤胃腹囊中，分别于2、6、12、24、48、72 h将尼龙袋取出用自来水冲洗至水清，65 ℃烘干至恒重(48 h)(0 h时间点的尼龙袋不放入瘤胃中，仅用水冲洗至水清，65 ℃烘干至恒重备测^[6]，作为空白对照)。

1.3.2 改进三步体外(MTSP)法测定RUP的Idg

参照Gargallo等^[7]改进三步体外法的原理和方法，称取5 g饲料原料放入尼龙袋，经瘤胃消化12 h后(同一饲料原料同一瘘管牛4个平行，共3头牛)，取出尼龙袋，清洗至水清后将尼龙袋放在0.1%甲基纤维素溶液中，37 ℃振荡培养30 min，取出尼龙袋并清洗干净，于55 ℃烘箱内烘干至恒重(48 h)，为瘤胃降解残渣样品，测定粗蛋白质(CP)的含量。

称取1 g残渣装入尼龙袋(5 cm×10 cm)，封口，将尼龙袋装入Daisy Ⅱ培养瓶中，每瓶最多可放入30个尼龙袋(将同一饲料原料的6个平行放在同一个培养瓶中)。培养瓶中为2 L含有1 g/L胃蛋白酶(P-7000, Sigma)的pH=1.9的盐酸溶液，溶液提前预热。将培养瓶放在ANKOM Daisy Ⅱ体外模拟发酵培养箱，39 ℃旋转培养1 h。取出尼龙袋并清洗干净，加入2 L预热的含有3 g/L胰蛋白酶(P-7545, Sigma)和50 μg/L百里香酚的0.5 mol/L磷酸盐缓冲液。并将培养瓶放在ANKOM Daisy Ⅱ体外模拟发酵培养箱，39 ℃旋转培养24 h。取出尼龙袋并清洗至水清，55 ℃烘箱内烘至恒重(48 h)，为模拟小肠消化后的残渣样品，测定CP的含量。

1.4 测定指标

样品中干物质(DM)、CP和粗灰分(Ash)含量分别参照GB/T 6435—1986、GB/T 6432—1994、GB/T 6438—1992的方法进行测定，中性洗涤纤维(NDF)和酸性洗涤纤维(ADF)含量按照Van Soest等^[8]的方法测定。

1.5 计算公式 1.5.1 瘤胃降解率

用于计算饲料原料营养成分不同时间点的降解率公式为：

1.5.2 瘤胃降解参数

饲料原料营养成分在瘤胃内的降解参数依据Ørskov等^[9]的指数模型计算:

式中：t为饲料原料在瘤胃内停留时间(h)；P为t时刻某营养成分的降解率(%)；a为该营养成分的快速降解部分(%)；b为营养成分的慢速降解部分(%)；c为b的降解速率(%/h)。

用最小二乘法计算出a、b和c值，再用下列计算饲料原料成分的有效降解率：

式中：ED为有效降解率(%)；k为饲料原料的外流速度(%/h)。本试验中，牧草和农作物秸秆的k值取0.025 3，糠麸类取0.039 9^[10]，饼、粕类及谷实类均取0.080 0。

1.5.3 RUP的Idg和小肠可消化粗蛋白质(IDCP)含量

RUP的Idg和IDCP含量计算公式如下：

式中：CP_{12 h}为瘤胃发酵后降解残渣样品中CP含量(g/kg)；CP_i为模拟小肠消化后残渣样品中CP含量(g/kg)；RDP为瘤胃降解蛋白质含量(g/kg)。

1.6 数据统计分析

采用Excel整理数据，采用SAS 9.2软件包中ANOVA过程对数据进行分析，P < 0.05为差异显著。

2 结果与分析 2.1 饲料原料的瘤胃降解特性 2.1.1 DM瘤胃降解特性

由表 3可以看出，随着时间的延长，饲料原料的DM瘤胃降解率增加，且各时间点不同饲料原料的DM瘤胃降解参数差异较大。2 h玉米青贮的DM降解率最高达到33.81%，6 h苜蓿草粉DM降解率最高，为48.62%，12、24和48 h苜蓿草粉与玉米青贮DM降解率相同且显著高于其他饲料原料(P < 0.05)，72 h玉米青贮和苜蓿草粉DM降解率较高，显著高于依次降低的苜蓿干草、番茄酱渣、棉籽壳、葡萄籽粕(P < 0.05)，其中玉米青贮和苜蓿草粉差异不显著(P > 0.05)。

从饲料原料DM瘤胃降解参数可以看出，6种饲料原料的快速降解部分含量不同，苜蓿草粉DM快速降解部分含量最高，玉米青贮次之，但二者差异不显著(P > 0.05)，棉籽壳的DM快速降解部分含量最低，为9.05%。棉籽壳的慢速降解部分含量显著高于其他饲料原料(P < 0.05)，不利于动物利用，葡萄籽粕最低，为19.49%。苜蓿草粉和玉米青贮的DM有效降解率显著高于其他饲料原料(P < 0.05)，番茄酱渣和苜蓿干草次之，这二者差异不显著(P > 0.05)，葡萄籽粕和棉籽壳较低，这二者差异不显著(P > 0.05)。

2.1.2 CP瘤胃降解特性

由表 4可以看出，随着时间的延长，饲料原料的CP瘤胃降解率增大。番茄酱渣在2 h的CP瘤胃降解率最高(P < 0.05)；苜蓿草粉在12、24、48和72 h的CP瘤胃降解率均显著高于其他饲料原料(P < 0.05)，其蛋白质品质优于其他饲料原料；棉籽壳在各个时间点的CP瘤胃降解率均为最低，与其他饲料原料差异显著(P < 0.05)，72 h降解率仅为34.90%，其所含蛋白质营养价值偏低。

玉米青贮CP快速降解部分含量显著高于依次降低的番茄酱渣、苜蓿干草、苜蓿草粉、葡萄籽粕和棉籽壳(P < 0.05)。苜蓿草粉的慢速降解部分含量最高，为59.62%，葡萄籽粕次之，二者差异显著(P < 0.05)，番茄酱渣的慢速降解部分含量最低，为17.61%。番茄酱渣和苜蓿草粉CP有效降解率较高，葡萄籽粕最低，为39.57%，6种饲料原料CP的有效降解率差异显著(P < 0.05)。

2.1.3 NDF瘤胃降解特性

由表 5可以看出，玉米青贮在各个时间点的NDF瘤胃降解率均显著高于其他饲料原料(P < 0.05)，其12 h的NDF瘤胃降解率为64.12%，这说明玉米青贮的NDF降解主要集中在前12 h。除2和6 h番茄酱渣NDF瘤胃降解率最低外，其他各个时间点均为葡萄籽粕NDF瘤胃降解率最低。

玉米青贮NDF的快速降解部分含量显著高于其他饲料原料(P < 0.05)，为44.34%，番茄酱渣最低为12.14%，各饲料原料间差异显著(P < 0.05)。苜蓿干草NDF的慢速降解部分含量最高，为45.90%，葡萄籽粕最低，仅为9.60%。玉米青贮NDF的有效降解率最高，为68.60%，苜蓿草粉、棉籽壳、苜蓿干草、番茄酱渣和葡萄籽粕依次降低，葡萄籽粕仅为25.19%。

2.1.4 ADF瘤胃降解特性

由表 6可以看出，玉米青贮在各个时间点的ADF瘤胃降解率均显著高于其他饲料原料(P < 0.05)，72 h ADF瘤胃降解率为66.04%，棉籽壳2、6、12 h的ADF瘤胃降解率均仅次于玉米青贮，棉籽壳与葡萄籽粕ADF瘤胃降解率分别在22.25%~38.56%与11.11%~22.47%变化。苜蓿草粉2 h的ADF瘤胃降解率最低(P < 0.05)，苜蓿干草在6和12 h最低(P < 0.05)。24、48和72 h的ADF瘤胃降解率最低的为葡萄籽粕，72 h的ADF的瘤胃降解率仅为22.47%。

棉籽壳ADF的快速降解部分含量显著高于其他饲料原料(P < 0.05)，玉米青贮次之，苜蓿草粉最低，仅为1.66%。玉米青贮的ADF有效降解率显著高于其他饲料原料(P < 0.05)，葡萄籽粕的ADF有效降解率最低，为18.33%，其他饲料原料均在30%左右。

2.2 6种奶牛饲料原料RUP的Idg和IDCP含量

由表 7可以看出，不同饲料原料RUP的Idg存在差异，IDCP含量也不尽相同。苜蓿草粉RUP的Idg以及IDCP含量均显著高于其他饲料原料(P < 0.05)，苜蓿干草和玉米青贮的RUP的Idg次于苜蓿草粉，苜蓿干草的IDCP含量与苜蓿草粉差异不显著(P > 0.05)，葡萄籽粕和棉籽壳RUP的Idg及IDCP含量均较低，且差异不显著(P > 0.05)。结果说明，6种饲料原料中，苜蓿草粉、苜蓿干草和玉米青贮为小肠提供的蛋白质较多。

3 讨论 3.1 6种饲料原料的营养成分

本试验发现，苜蓿草粉CP含量较高，NDF、ADF以及粗脂肪(EE)含量均较低，而苜蓿干草CP含量与之相比较少，纤维物质(NDF、AND)含量较高，EE含量二者接近。这可能是因为苜蓿草粉多为苜蓿叶，苜蓿干草多为苜蓿杆。葡萄籽粕DM和CP含量与刘华^[11]测得葡萄籽粕中DM(95.61%)和CP含量(12.20%)接近。杜道全等^[12]对葡萄籽粕的研究结果表明，奶牛饲粮中添加1%~4%的葡萄籽粕，能够提高奶牛的生产性能。本试验测定棉籽壳的CP、NDF、ADF的含量与院江^[13]测得CP(6.20%)、NDF(81.31%)、ADF含量(65.13%)接近。番茄酱渣CP、NDF和ADF含量均较高，比刘华^[11]测得的结果略高，可能是由于饲料原料产地不同等因素造成的。贾海军^[14]测得玉米青贮CP、NDF和ADF含量分别为10.32%、48.65%和21.58%，本试验测得的玉米青贮CP含量低于其测定值，而NDF和ADF含量均较高，饲料原料营养价值的差异与地理环境，种植方式，加工贮存方式等有关。从常规养分含量初步判断番茄酱渣、苜蓿草粉和苜蓿干草的饲用价值较葡萄籽粕、玉米青贮和棉籽壳高。

3.2 6种饲料原料的瘤胃降解规律

DM瘤胃降解率与DM采食量存在正相关关系，在一定时间内DM瘤胃降解率越高，奶牛的DM采食量就越大^[15-16]。而且随着时间的延长，DM在瘤胃中的降解率不断提高。本试验中，苜蓿草粉与玉米青贮在不同时间点的DM瘤胃降解率差异不显著，高于其他饲料原料，说明其在瘤胃较易消化，其DM有效降解率分别为60.64%和60.54%。在余梅等^[17]和刘华^[11]的试验中玉米青贮的DM有效降解率分别为53.07%和64.70%，这说明饲料原料来源、试验动物品种等都会影响试验结果。本试验中，苜蓿干草的DM瘤胃降解率在24 h后趋于稳定上升，72 h达到60.04%，说明苜蓿干草的DM消化主要集中在前24 h；苜蓿草粉各个时间点的DM瘤胃降解率均高于苜蓿干草，说明苜蓿草粉比苜蓿干草更易消化。冷静等^[18]报道苜蓿草粉的DM瘤胃降解率高于苜蓿干草，与本试验结果一致。番茄酱渣、葡萄籽粕和棉籽壳72 h DM瘤胃降解率均低于60%，但番茄酱渣在各个时间点的DM瘤胃降解率均高于葡萄籽粕和棉籽壳，这三者的DM有效降解率分别为44.86%、29.94%、28.28%。这与刘华^[11]报道的番茄酱渣、葡萄籽粕、棉籽壳的DM有效降解率依次降低相一致。

影响饲料原料CP在瘤胃降解率的因素有很多，如饲料原料在瘤胃内滞留时间、发酵的难易程度以及饲料原料本身的特性等。本试验中番茄酱渣CP的有效降解率最高，达到77.30%，苜蓿草粉次之，有效降解率为71.34%，这可能与其二者原样含有较高的CP含量有关，冷静等^[18]认为牧草CP含量高有利于蛋白质的降解。本试验中玉米青贮CP的瘤胃降解率除24 h外，其他时间点均显著高于苜蓿干草，其有效降解率为66.02%，显著高于苜蓿干草。葡萄籽粕72 h的CP瘤胃降解率为72.92%，但其有效降解率仅为39.57%。棉籽壳在各个时间点的CP瘤胃降解率均最低，12 h之前变化较慢。这可能因为随着植物成熟、老化，木质素含量增加，导致降解缓慢。

饲料的纤维物质降解率是评价饲料营养价值的一个重要指标。饲料中的粗纤维是植物细胞壁的主要组成成分，主要包括纤维素、半纤维素、木质素、果胶等，这也是饲料众多营养物质中最难被反刍动物消化吸收的部分^[19]。目前，对饲料中纤维物质的研究数据不多，结果也不尽相同^{[11, 17, 20]}。本试验中玉米青贮NDF和ADF在各个时间点的瘤胃降解率及有效降解率最高，显著高于苜蓿类饲料原料，与夏科等^[21]的试验结果相反，也不同于刘华^[11]研究得出的苜蓿与玉米青贮的NDF和ADF瘤胃降解率没有显著差异。不同产地、不同品种、不同收获时期和加工方式都是引起NDF和ADF瘤胃降解率出现差异的原因^[22-23]。棉籽壳的降解从发酵初期就很高，随后缓慢提高，说明棉籽壳的降解主要发生在起始2 h内。蕃茄酱渣纤维物质的降解在起始时较低，虽然在72 h的NDF和ADF瘤胃降解率较高，但在24 h之前一直较低，说明蕃茄酱渣纤维物质的降解主要发生在24 h之后。葡萄籽粕的NDF和ADF瘤胃降解率一直很低。这与刘华^[11]的报道相一致。根据降解动态参数可以发现，玉米青贮和苜蓿草粉的营养品质优于其他饲料原料，葡萄籽粕的NDF和ADF瘤胃降解率较低，不易被反刍动物消化。

3.3 6种饲料原料RUP的Idg和IDCP含量

小肠对饲料过瘤胃蛋白质部分有较好的吸收能力，过瘤胃蛋白质是小肠可消化蛋白质的良好来源。本试验所得不同饲料RUP的Idg和IDCP含量根据《奶牛营养需要和饲料成分》^[16]中相关模型估算而来。本试验中苜蓿草粉和苜蓿干草CP含量相对较高，其RUP的Idg也相应较高，这与陈艳等^[20]认为的高蛋白质低纤维的饲料易被小肠消化利用相一致。但是番茄酱渣是一个特例，其原样的CP含量与苜蓿草粉相同，NDF和ADF含量较苜蓿草粉与苜蓿干草较高，但其RUP的Idg却低很多，可能是因为饲料原料蛋白质在瘤胃中大部分已经降解，剩余部分与木质素结合使小肠难以消化。玉米青贮的RUP的Idg为57.18%，这在李占臻等^[24]研究测得54.85%~64.93%内。棉籽壳的RUP的Idg仅有19.34%，可能与其含有较高含量的粗纤维有关。现在国内对葡萄籽粕的研究较少，国外多集中在葡萄籽粕低聚原花青素的研究。本试验测得葡萄籽粕为小肠提供的CP较少，但由于其价格低廉，且其富含的低聚原花青素对有害细菌有明显的抑制和抗诱变作用，具有很好营养补充和防疫保健作用^[25]，因此还是较为理想的饲料原料。

Taghizadeh等^[26]认为，为了保持饲料原料在反刍动物体总消化道的消化率，若饲料原料在瘤胃中降解率低，则其在肠道中的消化率就会相对较高。饲料中40%蛋白质进入小肠消化吸收以满足机体组织代谢的需要^[27]，如果蛋白质瘤胃降解率过高则进入小肠的蛋白质不足以满足反刍动物的营养需要^[20]，Chalupa等^[28]指出饲粮蛋白质应尽量避免瘤胃降解，为小肠的消化利用提供充足的氨基酸。饲料RUP是从反刍动物蛋白质消化吸收机制、组织细胞代谢和饲料蛋白质在瘤胃降解特性的理论上提出的反刍动物对蛋白质的营养需要和评价饲料的蛋白质含量的指标，所以其具有非常重要的意义。本试验结果表明，苜蓿草粉、苜蓿干草以及玉米青贮的IDCP含量较高，对于反刍动物蛋白质营养供给较好。

4 结论

不同饲料原料具有不同的瘤胃降解特性，进入小肠的IDCP的效率也不同。玉米青贮的DM、CP、NDF和ADF的瘤胃有效降解率较高，苜蓿草粉RUP的Idg较高，苜蓿草粉和苜蓿干草RUP的IDCP含量较高。