全株玉米青贮饲料不仅是反刍动物主要的粗饲料来源，也是其重要的能量来源。全株玉米青贮饲料中干物质(DM)、淀粉(Starch)和中性洗涤纤维(NDF)含量对奶牛饲料利用率至关重要。近年来，随着我国规模化奶牛养殖场的建立，对生产效率和经济效益的要求逐步提高，使青贮饲料营养越来越得到牧场的高度重视。采用预测模型快速准确预测全株玉米青贮饲料的瘤胃降解特性，既可减少采用瘘管动物评价饲料的工作量，又对科学配制奶牛饲料、提高养殖场的经济效益具有重要意义。文献中粗饲料瘤胃降解率的测定多采用尼龙袋法和体外产气法，例如，郭天龙等^[1]采用体外产气法研究羔羊精饲料的瘤胃有机物(OM)降解率并建立预测模型。张婕等^[2]、刘艳芳等^[3]通过尼龙袋法研究青贮饲料在奶牛瘤胃中的降解特性。测定的饲料类型和品种较多，但对于单一饲料的样本量较少。尼龙袋法需要试验奶牛安装瘘管，成本高，手术风险较大，试验牛的体况对试验结果影响较大^[4]。体外产气法不具有瘤胃食糜外流的功能，内容物不能够外移，导致终产物积累改变容器内环境。Gargallo等^[5]提出的三步体外法弥补了前两者的不足。王燕等^[6]又提出了移动尼龙袋法验证了其与三步体外法具有较好的相关性，决定系数为0.838。韩璐璐^[7]采用ANKOM DaisyⅡ自动培养箱研究不同蛋白质水平的饲粮营养物质瘤胃降解率，寻求最佳蛋白质水平，从而提高动物的生产性能。本研究以全株玉米青贮饲料为研究对象，利用ANKOM DaisyⅡ自动培养技术探究DM、Starch和NDF有效降解率在奶牛瘤胃中的动态降解规律，并与常规养分建立预测模型，以期为全株玉米青贮饲料营养价值的快速评定和合理利用提供理论依据。

1 材料与方法 1.1 待测样品采集与制备

本试验采集全株玉米青贮样品共3组，每组17个样品，分别来自北京市延庆区、昌平区、密云区、大兴区、房山区、顺义区和丰台区等地17个奶牛养殖场。奶牛场2017年10月青贮制作，分别在贮存60、150、240 d选取具有代表性、无发霉和无杂草全株玉米青贮样品4~5 kg，采集的全株玉米青贮样品符合《饲料卫生标准》GB 13078—2001要求。

将采集回实验室的全株玉米青贮新鲜样品称重，65 ℃烘箱烘干48 h，回潮24 h，制成风干样品，以粉碎机(Retsch SM-100)粉碎样品，过40目饲料分析筛后将样品混合均匀，装入自封袋保存备用。准确称量6 g样品装入已恒重的R510滤袋(50 μm孔径，50 mm×100 mm规格)中进行DM瘤胃降解率测定，称取1 g样品装入已恒重的F57滤袋进行Starch瘤胃降解率测定。

1.2 试验方法 1.2.1 饲料常规营养成分测定

DM、粗蛋白质(CP)、粗脂肪(EE)、粗灰分(Ash)的含量按照AOAC(1995)^[8]方法进行测定；NDF、酸性洗涤纤维(ADF)的含量按照Van Soest^[9]的方法测定；Starch的含量通过Megazyme淀粉试剂盒进行测定。每个样本做3个重复。

1.2.2 DM、NDF瘤胃降解率测定

缓冲液的配制：瘤胃缓冲液分为缓冲液A液和缓冲液B液。以1 L为单位，其中A液包括：磷酸二氢钾(KH₂PO₄)10.0 g、硫酸镁(MgSO₄)0.5 g、氯化钠(NaCl)0.5 g、氯化钙(CaCl₂)0.1 g、尿素(试剂级)0.5 g、；B液包括：碳酸钠(Na₂CO₃)15.0 g、硫化钠(Na₂S)1.0 g。

瘤胃液采集：选用3头健康、体重和胎次相近的安装永久性瘘管的荷斯坦泌乳奶牛[(550±20) kg]为瘤胃液供体牛，泌乳天数为(307±7) d，日产奶量为(33±2) kg。试验饲粮组成及营养水平见表 1。于晨饲前1 h采集瘤胃液，用4层纱布过滤到已经预热的39 ℃保温瓶，迅速带回实验室。

瘤胃培养液制备：每个发酵瓶中A液为1 330 mL，B液为266 mL，采集的新鲜瘤胃液400 mL。

样品培养：利用ANKOM DaisyⅡ型体外模拟培养箱测定饲料的体外真值降解率，使用单因素水平试验设计。培养时间点分别为8、12、24、48、72 h，每个时间点2个平行。将5个发酵瓶分别编为1、2、3、4、5号，1号放入8 h的滤袋，2号放入12 h的滤袋，3号放入24 h的滤袋，4号放入48 h的滤袋，5号放入72 h的滤袋。发酵瓶提前放入39 ℃瘤胃体外模拟培养箱中预热，用量筒向每个发酵罐中量取已制备好的体外瘤胃培养液，通入CO₂气体30 s后迅速拧紧瓶盖，转入ANKOM DaisyⅡ型体外模拟培养箱培养，同时设置空白对照。

尼龙袋取出和处理：滤袋放入培养箱后计时，分别在8、12、24、48、72 h取出滤袋，清水冲洗至水澄清为止，严禁用手捏或揉搓滤袋(0 h可一起冲洗)。将冲洗后的滤袋(包括其中的残余物)置于65 ℃鼓风干燥箱烘干48 h，回潮24 h后称重。将2个平行的滤袋残渣倒入同一个自封袋中，测定分析其中的DM、NDF含量，并计算DM、NDF瘤胃降解率。

1.2.3 Starch瘤胃降解率测定

测定步骤和方法同1.2.2，所不同的是培养时间点分别为2、4、8、12、24 h。将冲洗后的滤袋(包括其中的残余物)置于65 ℃鼓风干燥箱烘干48 h，回潮24 h后称重。将2个平行的滤袋残渣倒入同一个自封袋中，测定分析其中的Starch含量，并计算Starch瘤胃降解率。

1.3 计算公式 1.3.1 装袋饲料样品量的校正

装袋饲料样品逃逸率的计算：

校正装袋饲料样品量的计算：

校正装袋饲料样品量(g)＝实际装袋饲料样品量(g)×[1-饲料样品逃逸率(%)]。

1.3.2 DM、NDF瘤胃降解率计算

采用以下公式计算不同时间点DM、NDF瘤胃降解率：

式中：A为待测饲料某一时间点该营养成分的降解率(%)；B为待测饲料降解前该营养成分的含量(g)；C为待测饲料降解后滤袋残渣中该营养成分的含量(g)。

参照Ørekov等^[10]提出的瘤胃动态降解率数学模型计算DM、NDF有效降解率，计算公式如下：

式中：dP为待测饲料的某营养成分在瘤胃某一时间点的降解率(%)；a为快速降解部分含量(%)；b为慢速降解部分含量(%)；c为慢速降解部分的降解速率(%/h)；t为瘤胃内培养时间(h)；ED为有效降解率(%)；k为瘤胃外流速率，本试验中k值取0.046%/h^[11]。

1.3.3 Starch瘤胃降解率计算

采用以下公式计算不同时间点Starch降解率：

式中：A为待测饲料某一时间点Starch的降解率(%)；B为待测饲料降解前Starch的含量(g)；C为待测饲料降解后滤袋残渣中Starch的含量(g)。

参照Ørekov等^[10]提出的瘤胃动态降解率数学模型计算Starch有效降解率，计算公式如下：

式中：P为待测饲料的Starch在瘤胃某一时间点的降解率(%)；S为快速降解部分含量(%)；D为慢速降解部分含量(%)；Kd为慢速降解部分的降解速率(%/h)；t为瘤胃内培养时间(h)；ED为有效降解率(%)；Kp为瘤胃外流速率，本试验中Kp值取0.031%/h^[3]。

1.4 数据统计分析

数据先通过Excel 2016进行初步整理，使用SAS 9.1软件中单因素方差分析(one-way ANOVA)程序进行显著性检验。P < 0.05为差异显著。最后使用SPSS 21.0软件对变量进行线性回归分析。

2 结果与分析 2.1 全株玉米青贮饲料常规营养成分的特点

由表 2可知，不同贮存时期全株玉米青贮的Starch含量存在显著差异(P < 0.05)，贮存60 d时青贮的Starch含量由24.14%显著降低到贮藏240 d时的20.47%；而DM、NDF、ADF含量数值上均有所上升，但各贮存时期间差异均不显著(P>0.05)；CP、Ash、EE含量各贮存时期亦差异不显著(P>0.05)。

2.2 不同贮存时期全株玉米青贮DM瘤胃降解率参数及有效降解率

由表 3可知，不同贮存时期全株玉米青贮DM瘤胃降解参数和有效降解率差异均不显著(P>0.05)。

2.3 不同贮存时期全株玉米青贮Starch瘤胃降解率参数及有效降解率

由表 4可知，不同贮存时期全株玉米青贮Starch瘤胃降解参数和有效降解率存在一定差异。Starch快速降解部分由贮存60 d时的58.29%显著降低到240 d时的53.72%(P < 0.05)，Starch有效降解率由贮藏60 d的78.91%逐渐降低到240 d时的75.65%，但差异不显著(P>0.05)。慢速降解部分和降解速率在3个贮存时期间皆差异不显著(P>0.05)。

2.4 不同贮存时期全株玉米青贮NDF瘤胃降解率参数及有效降解率

由表 5可知，不同贮存时期全株玉米青贮NDF瘤胃降解参数和有效降解率也存在一定差异。NDF快速降解部分随着全株玉米青贮时间的延长逐渐降低，但差异不显著(P>0.05)；慢速降解部分在贮存60和150 d时基本没有变化，到240 d时降低，但差异均不显著(P>0.05)；NDF有效降解率从青贮60到240 d有降低的趋势，差异不显著(P>0.05)。

2.5 全株玉米青贮DM、Starch、NDF有效降解率与其常规养分的相关性

由表 6可知，全株玉米青贮DM有效降解率与CP含量呈极显著正相关(P < 0.01)，与Ash含量呈极显著负相关(P < 0.01)，与NDF含量呈极显著负相关(P < 0.01)，与ADF含量呈极显著负相关(P < 0.01)，与Starch和EE含量无显著相关关系(P>0.05)。Starch有效降解率与Starch含量呈极显著正相关(P < 0.01)，与CP、Ash、NDF、ADF、EE含量无显著相关关系(P>0.05)。NDF有效降解率与DNF含量呈极显著负相关关系(P < 0.01)，与ADF含量呈显著负相关关系(P < 0.05)，与Ash含量呈有极显著正相关关系(P < 0.01)，与CP含量呈显著正相关关系(P < 0.05)，与Starch、EE含量没有显著相关性(P>0.05)。

根据全株玉米青贮DM、Starch、NDF有效降解率与其常规养分的CP、Starch、DM、NDF、ADF含量进行线性回归分析，得到预测模型如表 7所示。

2.6 全株玉米青贮DM、Starch、NDF有效降解率与康奈尔净碳水化合物-蛋白质体系(CNCPS)组分的相关性

由表 8可知，全株玉米青贮DM有效降解率与NFC含量呈极显著正相关(P < 0.01)，与可消化纤维(CB3)含量呈极显著负相关(P < 0.01)，与碳水化合物(CHO)、不消化纤维(CC)含量呈极显著负相关(P < 0.01)，与乳酸(CA2)、水溶性碳水化合物(CA4)、可溶性纤维(CB2)、难溶性真蛋白质(PB1)含量呈显著或极显显著正相关关系(P < 0.05或P < 0.01)。全株玉米青贮Starch有效降解率与CHO、非纤维性碳水化合物(NFC)含量呈显著正相关关系(P < 0.05)，与挥发性脂肪酸(CA1)、CA2含量呈显著负相关关系(P < 0.05)，与CA4、CB2含量呈极显著负相关关系(P < 0.01)，与CB3、CC、难溶性真蛋白质(PA1)、PB1、纤维结合蛋白质(PB2)、非降解蛋白质(PC)含量没有显著相关关系(P>0.05)。NDF有效降解率与CHO、CC、CB3含量呈极显著负相关关系(P < 0.01)，与NFC含量呈极显著正相关关系(P < 0.01)，与CB2含量呈显著正相关关系(P < 0.05)，与CA1、CA2、CA4含量没有显著相关性(P>0.05)。

根据全株玉米青贮DM、Starch、NDF有效降解率与CNCPS组分含量进行线性回归分析，得到预测模型如表 9所示。

3 讨论 3.1 全株玉米青贮饲料DM瘤胃降解特性

DM瘤胃降解率主要影响反刍动物的DM采食量，且粗饲料降解的难易程度又受其原料纤维素及木质化程度的影响^[12]。本试验中不同贮存时期全株玉米青贮DM瘤胃降解率和降解速率不同，且DM有效降解率均在30.00%以上，其中贮存60 d时的DM有效降解率最高，均值为33.40%，高于贮藏150和240 d时的全株玉米青贮，与张婕等^[2]的研究结果一致，但低于靳玲品^[13]、何亭漪^[14]的结果，这可能与玉米籽粒的品种、全株玉米收获时期、试验动物的个体差异有关。全株玉米在灌浆时，淀粉及其他营养物质转移到易被降解的籽粒中，到成熟后期，随着Starch含量的上升，纤维类物质含量相对下降，有利于提高全株玉米青贮的瘤胃降解^[15]。本研究中不同贮存时期全株玉米青贮DM有效降解率分别为33.40%、32.95%、32.59%，随着青贮时间的延长，可消化利用的CHO易被分解为乳酸，不易分解的纤维类物质含量相对增加，可降解的DM含量逐渐减少，使饲料营养价值降低，导致DM有效降解率逐渐降低。闫贵龙等^[16]通过研究不同季节对青贮窖中全株玉米青贮品质和营养价值的影响，结果表明无论是发酵品质和营养成分还是DM消化率，均在冬季显著高于春季和夏季。闫俊等^[17]研究不同贮存时期全株玉米青贮营养品质，结果表明贮存时间越长越影响其营养物质的含量，这与本研究结果一致。

3.2 全株玉米青贮饲料Starch瘤胃降解特性

全株玉米青贮饲料Starch含量决定着其能量的高低，由于全株玉米在青贮窖中的贮存时间不同，其Starch含量不同。本试验中全株玉米青贮Starch含量随贮藏时间的延长，Starch含量显著降低，主要是因为可利用的糖类物质被厌氧或兼性厌氧的水解性或发酵性细菌逐渐分解为挥发性脂肪酸等物质^[18]。同时，本研究中Starch有效降解率也逐渐降低。影响青贮饲料Starch降解率的因素较多，主要有单一性饲料品种、加工技术、试验动物及试验方法，目前对全株玉米青贮Starch瘤胃降解率的研究大多为尼龙袋半体内法，且研究结果差异较大，对其体外法的研究报道鲜少。本研究中全株玉米在青贮窖贮藏时间越短，其Starch有效降解率越高，这可能因为青贮玉米贮存时间短，DM和Starch含量较高。通过Starch有效降解率与Starch含量相关性的研究可知，全株玉米青贮饲料的Starch有效降解率与其Starch含量呈很强的正相关性。Krieg等^[19]通过尼龙袋法和体外法研究不同黑麦、黑小麦和大麦基因型的谷物瘤胃Starch降解特性，其Starch含量与Starch快速降解部分含量及慢速降解部分的降解速率呈极显著正相关关系。Seifried等^[20]利用尼龙袋法和体外产气法对不同基因型小麦籽粒营养物质降解率以及有效降解速率进行研究，发现其有效降解速率与Starch含量呈正相关关系，与本研究结果相似。Nocek等^[21]采用体外法测得全株玉米青贮的Starch有效降解率为69.60%，但通过体内法所得全株玉米青贮的Starch有效降解率为82.00%，本研究结果介于其体外法和体内法之间。

3.3 全株玉米青贮饲料NDF瘤胃降解特性

饲粮中纤维物质具有刺激反刍动物瘤胃的作用，使其反刍和分泌唾液，也可以脂肪的形式贮存为反刍动物提供能量^[22]。粗饲料NDF含量不同导致其有效降解率不同，全株玉米青贮中NDF含量随着在青贮窖贮存时间的不同而不同。本试验结果中NDF含量变化趋势与闫贵龙等^[16]、闫峻等^[17]研究结果一致，与颜欣超等^[23]对全株青贮玉米分别贮存30、60、90 d营养价值评定结果相反。就纤维本身而言，其作为植物细胞的细胞壁，难溶于水且不易被微生物利用，在青贮过程中，部分可溶营养物质形成气体挥发或者随水分渗透流失，因此其含量会相对增高，同时NDF在奶牛瘤胃的有效降解率降低。

3.4 全株玉米青贮营养成分与瘤胃降解特性的相关性分析

全株玉米青贮作为反刍动物常用的粗饲料来源，其营养组成直接影响动物的消化性能。综合常规养分与DM、Starch和NDF有效降解率的相关性分析，并建立多元回归模型，发现引入常规养分含量建立的有效降解率预测模型决定系数和CNCPS体系中CHO组分得到的模型决定系数均较高，蛋白质组分与有效降解率的相关性低，这与靳玲品^[13]对反刍动物常用粗饲料营养价值评价的研究结果相似。茹彩霞等^[24]、陈晓琳^[25]研究发现，DM有效降解率与CP含量呈显著正相关，与NDF和ADF含量呈显著负相关。本研究结果与前人试验结果基本相似。但CNCPS组分含量与DM、Starch和NDF有效降解率相关性分析的研究鲜少，且饲料品种不同，其结果差异较大。

4 结论

① 本研究条件下，全株玉米青贮60、150和240 d时，DM、Starch和NDF有效降解率随着时间的延长而降低。

② 全株玉米青贮DM有效降解率与CP、NFC含量呈极显著正相关关系，与NDF、ADF、CHO和CB3含量呈极显著负相关关系；Starch有效降解率与Starch、CHO和NFC含量呈显著或极显著正相关关系，与CB2含量呈极显著负相关关系；NDF有效降解率与NDF、ADF、CHO和CB3含量呈显著或极显著负相关关系，与CP和NFC含量呈显著或极显著正相关关系。

③ 以CP、NDF、ADF、Starch含量为预测因子建立的DM、Starch和NDF有效降解率的预测模型分别为：

④ 以CHO、NFC、CB3、CHO、NFC、CA2、CA4、CB2、CC含量为预测因子建立的DM、Starch和NDF有效降解率的预测模型分别为：