我国养羊业历史悠久，是世界上羊存栏量、出栏量、羊肉产量最多的国家。2003—2014年国内羊存栏量基本稳定在2.8亿~3.0亿只，随着羊存栏量增长及羊肉产业规模的扩大，养殖模式也由散户转变为集约规范化养殖。而完善的营养需要体系、精准的饲料营养参数数据库、适宜的饲养标准是肉羊养殖业科学、高效发展的奠基石。在实际生产中为了合理供给反刍动物饲粮、满足反刍动物营养需求，优化饲粮配方、提高养殖业综合效益，与饲养标准匹配的饲料的营养参数亟待确定，如代谢能(ME)、可代谢蛋白质等参数。美国的NRC、英国的AFRC等国际标准多采用ME体系，我国肉羊的标准也采用ME。然而如何更加准确地获得饲料中的ME是一个很大的困扰，目前现有的、能参考的能值多是采用体外法，或根据一些数学公式进行估测^[1-3]。对于单胃动物单一饲料能值测定及预测模型的报道里，广泛应用了套算法并取得了满意的结果^[4-8]。用体内法估测肉羊饲料能值困难较多，刘洁等^[9]建立了配合饲粮的有效能值估测方程式，在单一粗饲料有效能值评定中鲜见报道，赵明明等^[10]发现适宜的替代比例下套算法亦能准确测定出粗饲料羊草的ME。ME是饲粮配方制定不可缺少的营养参数，但目前数据库中缺乏理想准确的粗饲料原料ME，因此亟待探索一种能够准确测定的方法。秸秆是被广泛应用的粗饲料资源，其中花生秧营养丰富，适口性好，是典型的秸秆型粗饲料。本文选用花生秧作为试验对象，探究套算法在肉用绵羊单一粗饲料能值评定中的应用方法以及花生秧的适宜替代比例，为花生秧等秸秆类原料ME的准确测定提供方法学上的依据和相关参数。

1 材料与方法 1.1 试验动物及试验设计

选用体重为(45.00±1.96) kg的体况良好的杜泊×小尾寒羊F1羯羊54只，分为9组，每组6个重复，每个重复1只羊，单独圈养于不锈钢羊栏(3.2 m×0.8 m)中。消化代谢和气体代谢试验于中国农业科学院中试基地进行，样品分析在中国农业科学院饲料研究所进行。

1.2 试验原料、饲粮及配制 1.2.1 花生秧原料

花生秧品种为豫花9326号，试验样品于2014年10月在山东省济宁嘉祥县采集，刈割时留茬高度为3 cm左右。

1.2.2 试验饲粮及配制

试验所使用的饲粮，参照NRC(2007)^[11]40~50 kg成年肉用公羊1.3倍维持需要配制试验饲粮，包括基础饲粮、全花生秧饲粮和7组试验饲粮，试验饲粮采用花生秧分别以10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%的比例替代基础饲粮。试验所用饲粮制成颗粒状饲料(直径4.5 mm，长10 mm)。试验饲粮组成及营养水平见表 1。

1.3 试验方法及操作

试验期19 d，分为预试期10 d，正试期9 d，其中气体代谢(呼吸测热)试验3 d，消化代谢试验6 d。在试验结束时，将收集的每只羊粪混合后置于65 ℃烘箱中48 h，回潮48 h后称重，用于计算初水分含量，在将粪样粉碎过40目网筛制成分析样品，以备分析检测。

1.3.1 消化代谢试验

在试验前通过饲喂基础饲粮确定日增重为0 g/d的维持需要采食量，正试期对试验羊进行限饲(饲喂量1 200 g/d，08：00、18:00各喂600 g)，全天自由饮水。消化代谢试验采用全收粪尿法，使用中国农业科学院饲料研究所设计的专用代谢笼，含有能将粪便与尿液自动分离的装置，收集粪、尿，每天称取并记录每只羊排粪量，按10%取样，将每只羊6 d的粪样混合冷冻保存，用盛有100 mL 10% H₂SO₄的塑料桶收集尿液，稀释至5 L(防止贮存中有尿酸沉淀)，对稀释尿液充分混合，用纱布过滤后取每天的尿样20 mL，将每只羊6 d的尿样混合后于-20 ℃冰箱保存。

1.3.2 气体代谢(呼吸测热)试验

气体代谢采用密闭呼吸箱式循环气体代谢系统(Sable)，LGR气体分析仪测定甲烷产量、二氧化碳产量、氧气消耗量。此系统连接6个密闭呼吸箱，可以同时对6只动物的呼吸状态连续不间断地进行测定和记录。试验期间将试验羊分9批次移入密闭呼吸箱，每批次测定同一组的6只试验羊，进入此密闭呼吸箱后适应24 h，测定随后48 h的甲烷产量(包括呼吸道和消化道排出的甲烷)，用于计算饲粮ME。

1.3.3 插值法测定ME

插值法多用于估测饲料样品的ME^[12]，将待测定的饲料原料与基础饲粮按不同比例组成不同梯度的混合饲粮，采用消化代谢试验测定不同的混合饲粮的ME。以待测原料在饲粮中所占比例(%)为自变量(X), 以不同比例组成的混合饲粮的ME实测值为因变量(Y)，建立回归方程式，设X=100带入式中求出被测原料的外插值ME“真值”。

1.4 测定指标和方法 1.4.1 营养物质测定方法

饲粮、原料和粪样中的干物质(DM)、粗蛋白质(CP)、粗脂肪(EE)、中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)、粗灰分(Ash)含量和总能(GE)，以及原料中钙(Ca)和磷(P)含量测定依据《饲料分析及饲料质量检测技术》^[13]。

1.4.2 ME

尿能(UE)测定：取3块定量滤纸称重记为m₁, 用Parr6 400氧弹式量热仪测定能值，做3个重复，计算出滤纸GE。另取3张滤纸称重记为m₂，后将10 mL尿液分多次滴在这3张滤纸上，65 ℃烘干冷却后再次称重记为m₃，于Parr6 400氧弹式量热仪中测定滤纸和尿液GE。

1.5 计算公式

饲粮及原料营养物质表观消化率计算方法参照Adeola等^[15]的方法，公式如下：

式中：X为待测原料替代基础饲粮比例(%)。

套算法测定原料能值的计算参照刘德稳^[7]、陶春卫^[16]的公式：

式中：X为待测原料替代基础饲比例(%); 能值包括消化能(DE)、ME，单位为MJ/kg。

1.6 数据统计分析

试验数据采用SAS 9.2统计软件中的ANOVA过程进行单因素方差分析，并对组间进行Duncan氏法多重比较检验，P < 0.05为差异显著。

2 结果 2.1 花生秧营养成分

表 2所示为花生秧营养水平实测值。

2.2 不同花生秧替代比例对饲粮营养物质表观消化率影响

表 3所示为不同花生秧替代比例对饲粮营养物质表观消化率影响。可以看出，花生秧替代比例对饲粮各营养物质表观消化率影响显著(P < 0.05)。随着花生秧替代比例的增加，饲粮DM、OM、CP、GE和EE表观消化率下降；饲粮NDF和ADF表观消化率在一定的范围内波动。

2.3 不同花生秧替代比例对饲粮能值的影响

表 4所示为不同花生秧替代比例下饲粮的实测能值。花生秧替代比例对饲粮FE、甲烷能、DE、ME影响显著(P < 0.05)，对饲粮UE、代谢能与消化能比(ME/DE)无显著影响(P>0.05)。随着花生秧替代比例的增加，各饲粮FE增加，50%、60%、70%组及全花生秧饲粮组饲粮FE显著高于其他各组(P < 0.05)。饲粮甲烷能随着花生秧替代比例的增加呈上升趋势，其中全花生秧饲粮组显著高于基础饲粮组及10%、20%、30%、40%组(P < 0.05)。饲粮DE、ME均随花生秧替代比例的增加而减小，基础饲粮组饲粮DE显著高于50%、60%、70%组及全花生秧饲粮组(P < 0.05)，饲粮ME显著高于40%、50%、60%、70%组及全花生秧饲粮组(P < 0.05)。

2.4 饲粮花生秧替代比例对花生秧营养物质表观消化率的影响

套算法计算的花生秧营养物质表观消化率见表 5。可以看出，饲粮花生秧替代比例对花生秧DM、OM、CP、GE、NDF、ADF、EE的表观消化率存在显著影响(P < 0.05)。全花生秧饲粮组花生秧DM表观消化率与20%、30%、40%组间差异不显著(P>0.05)，显著高于其他各组(P < 0.05)。全花生秧饲粮组花生秧OM表观消化率与20%组差异不显著(P>0.05)，但显著高于其他各组(P < 0.05)。全花生秧饲粮组花生秧GE、NDF、ADF、EE表观消化率显著高于10%组(P < 0.05)，与其他各组间差异不显著(P>0.05)。全花生秧饲粮组花生秧CP表观消化率显著低于10%组(P < 0.05)，与其他各组间差异不显著(P>0.05)。

2.5 饲粮花生秧替代比例对花生秧能值的影响

套算法计算的花生秧DE和ME见表 6。可以看出，饲粮花生秧替代比例对花生秧DE、ME有显著影响(P < 0.05)。花生秧DE、ME均具有相同的规律：全花生秧饲粮组与20%、30%、40%组差异不显著(P>0.05)，但显著高于10%、50%、60%、70%组(P < 0.05)。

2.6 插值法计算花生秧ME的“真值”

各试验饲粮中花生秧的比例不同，用花生秧在试验饲粮中所占比例(%)为自变量(X)，以不同组饲粮的ME实测值为因变量(Y)建立回归方程式，得到方程式如下：

当X=100时，花生秧的ME，即Y=6.62 MJ/kg DM，与花生秧ME 6.69 MJ/kg DM相比较，相差0.07 MJ/kg DM，相对偏差为-1.06%。

3 讨论 3.1 不同替代比例花生秧对饲粮营养物质表观消化率及能值的影响

反刍动物饲粮主要由粗饲料和精饲料组成，粗饲料是重要的组成部分，含有可被反刍动物瘤胃微生物消化的细胞壁成分和结构性碳水化合物，其中55%~95%的结构性碳水化合物在瘤胃内发酵产生挥发性脂肪酸(VFA)、二氧化碳和甲烷等，其中VFA能够提供给反刍动物70%~80%的能量；粗饲料中纤维素能够促进胃肠蠕动、调节微生物活动，有利于胃肠道的消化吸收，确保瘤胃正常运转。饲料营养物质在被动物采食、消化、吸收、代谢过程中会损失一部分能量，主要有FE、UE、甲烷能、体增热等，饲料种类不同其有效能值就不同。本试验中，不同替代比例花生秧对饲粮GE、DM、OM、CP、NDF、ADF、EE表观消化率有显著影响，在采食量相等的条件下，随着花生秧替代比例的增加，饲粮DM、OM、CP、GE、EE表观消化率呈下降趋势，饲料原料组成是影响饲料能值的主要因素，高消化率成分(如蛋白质)和低消化率成分(如NDF)都产生影响作用^[15]。本试验中随着花生秧替代基础饲粮比例的增加，CP含量从12.83%下降至8.53%，其表观消化率也逐渐减小；与之相对应NDF和ADF含量增加，其表观消化率随着增加，这个规律与刘哲等^[17]的研究结果相一致。反刍动物排放的甲烷是通过甲烷短杆菌以二氧化碳和氢气为底物经还原反应产生的^[18]，影响甲烷排放的因素主要是饲粮营养水平和其他诸多化学成分，如脂肪、脂肪酸、天然植物及植物提取物、化学制剂、微生物及其代谢物等。本试验饲粮营养水平是影响甲烷产量的主要因素，在DM采食量相近的情况下，不同替代比例花生秧改变了饲粮精饲料比例，精饲料比例降低，提高了甲烷排放量和甲烷能与食入GE比，当饲粮中精饲料比例从40%降低到0时，甲烷产量从30.85 L/d上升到34.65 L/d，甲烷能与食入GE比从6.05%上升到7.53%，甲烷能与DE比从9.67上升到14.74，这与赵一广^[19]试验所得结论变化趋势基本一致。本试验中，花生秧替代比例对饲粮DE、ME存在显著影响。有研究表明，饲料中纤维含量制约OM的消化率，与ME呈极显著的负相关关系^[20]。因此随着花生秧替代比例的增加，饲粮DE、ME减小。

3.2 花生秧作为单一粗饲料测定ME的适宜替代比例

营养物质表观消化率是反映肉羊对营养物质利用及机体生理状态的重要指标。目前应用套算法在测定仔鸡、成年鸡、产蛋鸡、生长猪饲料原料有效能值和营养物质消化率方面都有相关报道^{[6-7, 21]}。消化率的测定应基于动物试验，对于肉羊有些粗饲料因营养物质含量和适口性等原因，不能进行单一的饲料消化代谢试验^[22]，如低质粗饲料小麦秸秆、玉米秸秆等，很难开展动物试验。有些粗饲料能够单独饲喂，可以直接得出食入营养物质含量和消化代谢损失的差值，本试验选用的花生秧，其营养水平中等[GE 16.22 MJ/kg DM；DM 90.79%；OM 88.48%；CP 8.23%；EE 2.17%；NDF 59.20%；ADF 43.67%；P 0.31%；Ca 0.96%]，且适口性好。将花生秧和精饲料制成颗粒饲粮，提高了饲粮适口性，减小羊只应激，可以保证饲喂量准确一致。根据文献可知，套算法可以得出被测原料的消化率以及能值，但原料的替代比例对测定结果往往有较大的影响^[23]。赵明明等^[10]采用套算法测定了羊草营养物质表观消化率，发现替代比例对羊草的营养物质表观消化率有显著的影响，因此本试验将花生秧替代比例设置为10%~70%，用7个梯度进一步探究替代比例对花生秧营养物质表观消化率的影响。分析试验结果可知，花生秧以20%~40%替代基础饲粮时，其DM、GE、CP、NDF、ADF、EE的表观消化率均与全花生秧饲粮无显著性差异；花生秧替代比例为10%及大于50%时，部分营养物质的表观消化率显著降低，表明在替代比例20%~40%区间之外的饲粮营养物质的消化受到了显著的影响，不能代表其正常的表观消化率，测定出的能值与实测值相关性差。用套算法测定单一待测原料ME时必须有一个适宜替代比例，本试验结果提示，在测定花生秧ME时，替代比例选择20%~40%为宜。

3.3 饲粮花生秧替代比例对花生秧能值的影响

采用套算法测定单一饲料ME，应激小、采食量一致且稳定，接近试验动物的正常生理消化代谢状态。本试验结果表明，用套算法测定花生秧DE时，花生秧的替代比例对其能值有显著影响，10%的替代比例显著低于其他替代比例；花生秧ME随饲粮花生秧替代比例的变化也有显著性变化，全花生秧饲粮组(6.69 MJ/ kg DM)组与20%(6.58 MJ/ kg DM)、30%(6.50 MJ/ kg DM)、40%组(6.52 MJ/ kg DM)无显著性差异。套算法的宗旨就是要先配制一个满足动物营养需求的基础饲粮，在此基础饲粮上进行不同比例的替代，获得一个适宜的替代比例或范围。用套算法测定单一原料ME时多凭经验确定替代比例，教科书中给出了一个大致范围(如能量饲料20%~30%)。关于待测饲料替代基础饲粮的具体比例没有确定的固定值，本文旨在确定花生秧的最佳替代比例，试验得出全花生秧饲粮组ME与20%、30%、40%组所得数值无显著性差异，但与50%、60%、70%组差异显著，后3组ME有所降低，表明替代比例过高对ME造成了影响，ME下降可能是由于蛋白质和纤维比例的变化造成的。

“插值法”可以将饲养试验中干扰ME测定的营养物质含量、采食量等若干因素归纳于试验设计条件中^[24]；该法也可以避开了套算法中基础饲粮能值的变化向被测原料转移，避开了套算法选用替代比例少而出现偏差较大的弊端^[25]，从而有可能使饲料ME测定结果更具代表性和稳定性。本试验设7组不同替代比例，每组6个重复，共计测定了42组饲粮ME，建立了回归方程式：Y(MJ/kg DM)=-0.027 0X+9.321 4。全花生秧饲粮时，即X=100，花生秧的ME=6.62 MJ/kg DM，即花生秧ME“真值”为6.62 MJ/kg DM，全花生秧饲粮组测得的花生秧ME为6.69 MJ/kg DM，二者相对偏差为1.06%，进一步验证全花生秧饲粮组所得ME值是在试验动物正常的消化代谢情况下实测所得。用插值法得出的ME更加接近花生秧替代比例20%、30%、40%的3组饲粮。综上所述，在采用套算法测定单一花生秧ME时，替代比例选择20%为宜。

反刍动物的DE和ME的转换率通常在0.82左右，本试验中替代比例在20%~40%时，ME/DE恰在此区间，表明试验所得符合动物本身生理代谢的基本规律。

4 结论

① 在肉用绵羊饲粮中，花生秧替代不同比例基础饲粮，显著影响饲粮和花生秧营养物质的表观消化率。

② 套算法可以用于肉用绵羊估测花生秧(单一粗饲料)的DE和ME。

③ 用套算法估测花生秧有效能值，其在饲粮中的适宜替代比例为20%~40%为宜。