马　健　刘艳芳　杜　云　李胜利∗　余　雄∗（.新疆农业大学动物科学学院，乌鲁木齐83005；.中国农业大学动物科技学院，北京0093）



禾王草与奶牛常用粗饲料瘤胃降解特性的对比研究

马健1，2刘艳芳1杜云2李胜利2∗余雄1∗
（1.新疆农业大学动物科学学院，乌鲁木齐830052；2.中国农业大学动物科技学院，北京100193）

摘要:本试验旨在研究2种刈割高度的禾王草干草和青贮、羊草干草、苜蓿干草以及全株玉米青贮共7种粗饲料的瘤胃降解特性。选用4头装有永久性瘤胃瘘管的荷斯坦奶牛为试验动物，采用尼龙袋法评定其干物质（DM）、粗蛋白质（CP）、中性洗涤纤维（NDF）和酸性洗涤纤维（ADF）的72 h瘤胃降解率。结果表明：1）禾王草干草CP含量显著高于羊草干草（P＜0.05），NDF含量显著低于羊草干草（P＜0.05）；禾王草青贮CP和NDF含量显著高于全株玉米青贮（P＜0.05）。2）苜蓿干草DM有效降解率最高，与依次降低的全株玉米青贮、2.0 m禾王草青贮、2.5 m禾王草青贮、2.0 m禾王草干草、2.5 m禾王草干草和羊草干草差异显著（P＜0.05），羊草干草的DM有效降解率显著低于其他粗饲料（P＜0.05）；CP有效降解率以苜蓿干草最高，与2.0 m禾王草青贮差异不显著（P＞0.05），显著高于依次降低的2.5 m禾王草青贮、2.0 m禾王草干草、全株玉米青贮、2.5 m禾王草干草和羊草干草（P＜0.05）；全株玉米青贮与禾王草青贮的NDF有效降解率差异不显著（P＞0.05），而显著高于其他粗饲料（P＜0.05）；禾王草青贮72 h时ADF有效降解率显著高于其他粗饲料（P＜0.05）。由此可知，禾王草有作为奶牛粗饲料的潜力，禾王草经青贮后可以保存营养成分，并可以提高营养成分的瘤胃利用效率。

关键词:禾王草；营养成分；尼龙袋技术；瘤胃降解率

粗饲料主要包括干草和青贮饲料，在奶牛饲粮中通常占40%～70%，为奶牛提供大部分营养物质［1］。近年来，我国畜牧业发展迅速，饲料资源短缺成为制约我国畜牧业发展的直接因素，寻找新的粗饲料资源对我国畜牧业发展具有重大意义。禾王草（Pennisetum sp.）属狼尾草属，禾本科牧草，产量高，抗逆性强，营养价值高，粗蛋白质（CP）和糖分含量高，适宜在热带、亚热带和温带生长的优质刈割型牧草，适合制作干草和青贮，禾王草干草CP含量高达13%，禾王草鲜草制作青贮后，色泽青绿，酸味浓，营养成分损失不大。

反刍动物饲料营养价值评定的一个重要指标就是饲料中的营养物质在瘤胃中的降解特性［2-3］，干物质（DM）、中性洗涤纤维（NDF）和酸性洗涤纤维（ADF）在瘤胃中的降解特性反映饲料消化的难易程度，尼龙袋技术是现在通用的评定反刍动物饲料降解率的主要方法，国内外许多研究采用尼龙袋技术评定反刍动物常用粗饲料的瘤胃降解规律［4-6］。本研究采用尼龙袋技术研究禾王草干草和青贮的营养成分在瘤胃中的降解规律，为禾王草在反刍动物生产中的应用提供理论依据。

1　材料与方法

1.1试验材料

禾王草种植于河北省石家庄市鹿泉市李村镇郑村，待禾王草生长到株高2.0和2.5 m左右时刈割，株高2.0和2.5 m的鲜草整株切碎至3 cm长后，分别自然晾干制作干草和打捆装入青贮袋内制作青贮；羊草干草、苜蓿干草和全株玉米青贮取自晋州周家庄农牧业有限公司。将取得的试验样品在65℃烘箱中烘干48 h后制成风干样，用微型粉碎机粉碎，一份过1 mm分析筛，用于营养成分测定；一份过2 mm分析筛，用于瘤胃降解试验。

1.2试验设计

选择4头体况良好，体重（550±30）kg、产奶量（15.0±0.4）kg，胎次相近的装有永久瘤胃瘘管的泌乳后期中国荷斯坦奶牛。准确称取已制成风干样的样品3 g于尼龙袋底部，每个样品4个重复，每头牛每个时间点设4个平行，每4个袋夹在1根长约50 cm的软性塑料管上，塑料软管上端系在粗尼龙绳上，尼龙绳固定在瘤胃瘘管的外端。将尼龙袋于晨饲前1 h，经瘘管全部投入瘤胃中，按“同时投入，依次取出”的原则，分别于投入后4、8、16、24、36、48 和72 h依次取出，取出的尼龙袋用自来水冲洗，直至滤出水澄清为止，放入65℃恒温干燥箱内烘干至恒重，称重记录，用于分析测定。

1.3试验饲粮与饲养管理

试验在北京中地种畜良种奶牛科技园进行，试验奶牛根据《奶牛营养需要和饲养标准》（NY/ T31—2004）配制试验饲粮。每天饲喂2次，自由饮水。基础饲粮组成及营养水平见表1。

1.4检测指标与方法

尼龙袋中残余物经粉碎机粉碎过1 mm分析筛后，测定样品DM、CP、NDF和ADF含量。试验测定方法参照张丽英［7］的方法，计算相对饲用价值（RFV）。

RFV＝DMI（%BW）×DDM（%DM）/1.29。

式中：DMI为干物质采食量，DMI（%BW）＝120/ NDF（%DM）；DDM为可消化干物质，DDM （%DM）＝88.9-0.779ADF（%DM）。

1.5计算方法

1.5.1实时降解率的计算

参考陈艳等［5］试验中采用的公式计算方法，计算被测样品某营养成分某时间点的实时降解率。

1.5.2降解参数和有效降解率的计算

根据Ørskov等［8］提出的瘤胃降解参数模型：

P＝a+b（1-e-ct）；

ED＝a+b×c/（k+c）。

式中：t为饲料在瘤胃中的滞留时间（h）；P为t时刻被测样品某营养成分的实时降解率（%）；a为被测样品营养成分的快速降解部分（%）；b为慢速降解部分（%）；c为b部分的降解速率（%/ h）；ED为待测样品某营养成分有效降解率（%）；k为待测样品某营养成分的瘤胃外流速率（%/ h），参考宫福臣等［9］k取0.031%/ h。

表1　基础饲粮组成及营养水平（干物质基础）Table 1 Composition and nutrient levels of the basal diet（DM basis）　%

1.6统计分析

数据用Excel整理，采用SAS 9.2软件NLIN程序计算a、b、c值，数据用ANOVA进行单因素方差分析，并用Duncan氏法进行多种比较，结果用平均值±标准差表示，以P＜0.05作为差异显著性的判断标准。

2　结果与分析

2.1常规营养成分

由表2可知，不同粗饲料的营养成分存在很大差异。在干草中：苜蓿干草的CP含量显著高于其他干草（P＜0.05），2.0和2.5 m禾王草干草CP含量差异不显著（P＞0.05），但均显著高于羊草干草（P＜0.05）；除苜蓿干草外，其他干草NDF含量均高于60%，羊草干草显著高于其他干草（P＜0.05）；2.5 m禾王草干草和羊草干草在ADF含量上差异不显著（P＞0.05），显著高于2.0 m禾王草和苜蓿干草（P＜0.05）；苜蓿干草的RFV显著高于其他干草（P＜0.05），2.0 m禾王草干草RFV比羊草干草高13.47%。在青贮中：全株玉米青贮DM含量显著高于禾王草青贮（P＜0.05）；2.0和2.5 m禾王草青贮CP和NDF含量差异不显著（P＞0.05），显著高于全株玉米青贮（P＜0.05）；2.5 m禾王草青贮ADF含量显著高于其他青贮（P＜0.05）。

表2　7种粗饲料的常规营养成分（干物质基础）Table 2 Common nutrient composition of 7 roughages（DM basis）　%

2.2DM降解率

由表3可知，在干草中：苜蓿干草的DM降解率在各个时间点上均显著高于其他干草（P＜0.05），24 h时DM降解率就达到60%以上；2.0 m禾王草干草在72 h内的DM降解率仅次于苜蓿干草（P＜0.05），2种高度禾王草干草的72 h降解率差异不显著（P＞0.05），禾王草干草在前24 h的 DM降解较快，之后较为平稳；羊草干草72 h的DM降解率也达到了50%以上，但前16 h的降解速率较为缓慢，各时间点的降解率都显著低于其他干草（P＜0.05）。在青贮中：全株玉米青贮72 h 的DM降解率显著高于禾王草青贮（P＜0.05），禾王草青贮在8～16 h的降解速率增加较快，2种禾王草青贮的DM降解率在各个时间点差异均不显著（P＞0.05）。

表3　粗饲料在瘤胃不同时间点的DM降解率Table 3 DM degradation rate of roughages in rumen at different time　%

由表4可知，各种粗饲料的DM降解参数存在很大差异。在干草中：DM快速降解部分最高的是苜蓿干草，羊草干草的最低，2种高度禾王草干草DM快速降解部分无显著差异（P＞0.05）；4种干草的DM慢速降解部分在47%～55%之间；DM有效降解率最高的是苜蓿干草，4种干草之间差异显著（P＜0.05）。在青贮中：全株玉米青贮的DM快速降解部分和有效降解率显著高于禾王草青贮（P＜0.05），而慢速降解部分又显著低于禾王草青贮（P＜0.05）；2.0 m禾王草青贮的DM快速降解部分显著高于2.5 m禾王草青贮（P＜0.05），有效降解率两者差异不显著（P＞0.05）。

表4　粗饲料的DM动态降解模型参数Table 4 Parameters of DM dynamic degradation model of roughages

2.3CP降解率

从表5可知，在干草中：羊草干草在各时间点的CP降解率均显著低于其他干草（P＜0.05）；禾王草和苜蓿干草在8 h的CP降解率就超过了50%，2.0 m禾王草干草和苜蓿干草24 h时CP降解率均大于70%，2种高度禾王草干草72 h时CP降解率差异不显著（P＞0.05）。在青贮中：4 h时3种青贮的CP降解率差异不显著（P＞0.05），24 h时禾王草青贮的CP降解率接近70%，之后禾王草青贮的CP降解速度平稳增长，72 h时禾王草青贮的CP降解率显著高于全株玉米青贮（P＜0.05）。

表5　粗饲料在瘤胃不同时间点的CP降解率Table 5 CP degradation rate of roughages in rumen at different time　%

由表6可知，在干草中：苜蓿干草的CP快速降解部分为29. 05%，显著高于其他干草（P＜0.05），2.5 m禾王草干草的CP慢速降解部分显著高于其他干草（P＜0.05），羊草干草的CP有效降解率显著低于其他干草（P＜0.05），2种高度禾王草干草CP有效降解率差异不显著（P＞0.05）。在青贮中：2.0 m禾王草青贮的CP快速降解部分显著高于其他青贮（P＜0.05），2种高度禾王草青贮CP有效降解率差异不显著（P＞0.05），均显著高于全株玉米青贮（P＜0.05）。

表6　粗饲料的CP动态降解模型参数Table 6 Parameters of CP dynamic degradation model of roughages

2.4NDF降解率

由表7可知，在干草中：72 h时2.0 m禾王草干草NDF降解率显著高于2.5 m禾王草干草（P＜0.05），与苜蓿干草差异不显著（P＞0.05）；羊草干草在48 h以前的NDF降解率均低于其他干草，但72 h时却高于其他干草；苜蓿干草在24 h以前NDF降解速度快，禾王草干草的NDF在16～24 h之间降解速度最快。在青贮中：4 h时，3种青贮的NDF降解率均较低，24 h时，全株玉米青贮NDF降解率达到38.16%，显著高于禾王草青贮（P＜0.05）；禾王草青贮在24 h以前保持着平稳的增长速度，24～36 h之间增速最快，72 h时NDF降解率与全株玉米青贮差异不显著（P＞0.05）。

表7　粗饲料在瘤胃不同时间点的NDF降解率Table 7 NDF degradation rate of roughages in rumen at different time　%

由表8可知，所有粗饲料的NDF快速降解部分都很低，全株玉米青贮最高，也仅为1.38%；苜蓿干草的NDF慢速降解部分显著低于其他粗饲料（P＜0.05）；禾王草青贮和全株玉米青贮的NDF有效降解率差异不显著（P＞0.05），2.5 m禾王草干草的NDF有效降解率最低，为30.60%。

表8　不同粗饲料的NDF动态降解模型参数Table 8 Parameters of NDF dynamic degradation model of roughages

2.5ADF降解率

由表9可知，4 h时2.5 m禾王草青贮的ADF降解率最高，为11.50%，全株玉米青贮的最低，为6.43%；4～16 h之间，禾王草青贮和苜蓿干草的ADF降解速度较快，苜蓿干草在36 h以后增长较慢；72 h时，禾王草青贮的ADF降解率显著高于其他粗饲料（P＜0.05），苜蓿干草和禾王草干草处于较低水平，在47%～50%之间。

由表10可知，禾王草青贮的ADF快速降解部分显著高于其他粗饲料（P＜0.05），羊草干草的最低，为0.98%；2.5 m禾王草青贮的ADF慢速降解部分最高，为77.49%，苜蓿干草显著低于其他粗饲料（P＜0.05）；所有粗饲料的ADF潜在降解部分在46%～84%之间；2.5 m禾王草青贮ADF有效降解率显著高于其他粗饲料（P＜0.05）。

3　讨　论

3.1粗饲料的营养成分

饲料的品种、收割时间、种植环境以及加工方式等都会影响饲料的营养价值。在本试验中，4种干草的DM含量差异不大，均在93%左右，而CP 和NDF含量差异很大，这与前人研究结果一致［10］。苜蓿干草CP含量高达19.07%，而NDF含量只有46.48%，因而具有较高的RFV。2.0 m禾王草干草CP含量高于2.5 m干草，NDF含量低于2.5 m干草。余汝华等［11］研究表明，玉米秸秆NDF含量随生长期延长而增加，与本试验结果一致，这与收割时期有关。

禾王草青贮的DM含量显著低于全株玉米青贮，这可能跟禾王草含水量高有关；2.5 m禾王草青贮CP含量比全株玉米青贮提高了44.71%，禾王草收割早，叶片较多，因而保存了较高的蛋白质含量；禾王草青贮与禾王草干草相比，NDF和ADF含量较低，CP含量变化不大，RFV较高，说明青贮过程改善了禾王草的纤维性质，提高了营养价值。

表9　粗饲料在瘤胃不同时间点的ADF降解率Table 9 ADF degradation rate of roughages in rumen at different time　%

表10　粗饲料的ADF动态降解模型参数Table 10 Parameters of ADF dynamic degradation model of roughages

3.2不同粗饲料的DM降解特性

合适的干物质采食量（DMI）对反刍动物维持健康以及满足自身需求十分重要。DM瘤胃降解率是影响奶牛DMI的一个重要因素，DM降解率越高，奶牛DMI就越大。不同粗饲料的DM降解率均随着培养时间的延长而增加，但是不同的粗饲料其增加的幅度不同。对4种干草而言，在本试验中，苜蓿干草72 h的DM降解率最高，夏科等［4］研究结果与本试验一致；2.0和2.5 m禾王草干草72 h时DM降解率也达到了67%以上，显著高于羊草干草，在各时间点禾王草干草的降解率均高于羊草干草，这说明禾王草干草比羊草干草更容易消化，2.0 m禾王草干草24 h时DM降解率就达到58.48%，之后稳定上升，说明禾王草干草的降解同苜蓿干草一样，主要是在24 h以内降解，2.0 m禾王草干草72 h时DM降解率略高于2.5 m干草，这可能是因为2.5 m禾王草收获较晚，植株成熟度高，植物的细胞内容物增加，细胞壁含量降低导致DM降解率低。

在青贮中，全株玉米青贮72 h时DM降解率贮为74.02%，低于夏科等［4］测定结果，这可能跟饲料原料来源以及动物生理状态有关。禾王草青贮的有效降解率高于禾王草干草，这说明禾王草青贮既能保持营养价值，还能改善适口性，提高消化率。3种青贮的起始DM降解率较高，72 h降解率也高，从动态变化来看，随着培养时间的延长，DM降解率一直平稳上升。从上述数据可以预测，禾王草干草的DMI可能要高于羊草干草，禾王草青贮的DMI与全株玉米青贮差别不大。

3.3不同粗饲料的CP降解特性

饲料CP在瘤胃中的降解主要在于饲料在瘤胃内的滞留时间以及发酵的难易程度，饲料CP的组成和真蛋白质的含量等也会影响CP的降解率［12］。本试验中，苜蓿干草和羊草干草的有效降解率分别为71.03%和45.57%，与前人研究结果基本相似［4］，4种干草中，苜蓿干草CP含量最高，其在各时间点的降解率和有效降解率也最高，在瘤胃中能较好利用。禾王草干草的CP含量高于羊草干草，低于苜蓿干草，其有效降解率也表现出同样的规律，这可能说明干草的CP降解率与CP含量有关。

青贮类饲料中，禾王草青贮72 h的CP降解率和有效降解率均高于全株玉米青贮，这可能是因为禾王草青贮的CP含量高于全株玉米青贮，在试验中，禾王草青贮的CP降解率在24 h时达到70%，说明禾王草青贮的CP降解主要发生在24 h以内。禾王草青贮的CP有效降解率高于禾王草干草，说明禾王草经发酵后能改善禾王草的蛋白质特性，姚庆等［13］研究发现，玉米秸秆经发酵后，其CP瘤胃降解率显著提高，这与本试验结果一致。从本试验结果可以看出，牧草的CP降解率受饲料本身性质影响很大，饲料蛋白质分为快速、慢速和不易降解3个部分，不同的饲料各部分比例不同［14］，其中慢速降解部分和有效降解率能显著影响饲料的营养价值，在试验中，青贮快速降解部分高于苜蓿干草，但其慢速降解部分低于苜蓿干草，因而CP有效降解率低于苜蓿干草。

3.4不同粗饲料的NDF和ADF降解特性

粗饲料中的纤维对奶牛瘤胃发酵具有重要作用，NDF和ADF的瘤胃降解率是衡量粗饲料营养价值的重要指标，提高NDF的降解率会对奶牛的DMI和产奶量有一定的促进作用。NDF由纤维素、半纤维素和木质素组成，其中木质素不被微生物利用，因而纤维在瘤胃中的消化主要受木质素的影响，饲料中的ADF主要由纤维素和木质素组成，不同饲料原料的NDF和ADF在瘤胃中的有效降解率不同［15］。夏科等［4］研究指出，玉米秸青贮的NDF降解率高于玉米秸秆，表明经青贮后，饲料的营养成分可降解性提高，这与本试验结果禾王草青贮的NDF有效降解率高于禾王草干草一致，贾海军［16］、宋伟红等［17］也证实秸秆经青贮后，其营养成分的可降解性会得到提高。从动态变化趋势看，青贮饲料的NDF和ADF降解率在24 h之前普遍较低，72 h降解率较高，说明青贮类饲料的NDF和ADF降解主要发生在24 h以后。

在试验中，2.0 m禾王草干草的NDF有效降解率高于2.5 m干草，这是因为NDF是细胞壁的组成部分，随着植株的成熟，含量逐渐增加，含有的可消化成分降低。裘燕［15］研究表明，苜蓿干草的ADF有效降解率大于羊草干草，这与本试验结果不一致，可能跟试验动物以及饲料来源等因素有关。本试验中禾王草干草和羊草干草的NDF、ADF慢速降解部分高于苜蓿干草，但降解速率却低于苜蓿干草，这与Hoffman等［18］研究结果一致。Jung等［19］也曾指出禾本科牧草的潜在可降解纤维成分高于豆科牧草，但降解速率低于豆科牧草，这与本试验结果一致。相对于禾本科牧草，豆科牧草NDF慢速降解部分降解速度快，但不能降解部分也多，因此与禾本科牧草NDF降解率相近。ADF是粗饲料中最难消化的部分，木质素几乎不被瘤胃微生物降解，因此粗饲料的ADF降解率普遍偏低。

4　结　论

①禾王草干草、羊草干草和苜蓿干草均随着培养时间的延长，DM、CP、NDF和ADF降解率随之上升，48～72 h降解速率趋于平稳；禾王草干草的DM和CP降解率较高，有效降解率显著高于羊草干草。

②禾王草青贮的CP和ADF有效降解率显著高于全株玉米青贮；禾王草青贮后能提高营养成分瘤胃利用效率。

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（责任编辑王智航）

Comparison of Rumen Degradation Characteristics between Pennisetum sp. and Commonly Used Roughages for Dairy Cows

MA Jian1，2LIU Yanfang1DU Yun2LI Shengli2∗YU Xiong1∗
（1. College of Animal Science and Technology，Xinjiang Agricultural University，Urumqi 830052，China；2. College of Animal Science and Technology，China Agricultural University，Beijing 100193，China）

Abstract：This experiment was conducted to determine the rumen degradation characteristics of 7 kinds of roughages including 2 kinds of Pennisetum sp. hay（different cutting height），2 kinds of Pennisetum sp. silage （different cutting height），dried Chinese wildye，dried alfalfa hay and whole corn silage. Four Holstein cows with permanent ruminal cannulas were used. Nylon-bag technique was used to evaluate the ruminal degradability of dry matter（DM），crude protein（CP），neutral detergent fiber（NDF）and acid detergent fiber（ADF）. The results showed as follows：1）the content of CP in Pennisetum sp. hay was significantly high than that in dried Chinese wildye（P＜0.05），but compared with the dried Chinese wildye，the content of NDF was significantly reduced（P＜0.05）；the contents of CP and NDF in Pennisetum sp. silage were significantly high than those in whole corn silage（P＜0.05）. 2）The DM effective degradability of dried alfalfa hay was significantly higher than that of whole corn silage，2.0 m Pennisetum sp. sliage，2.5 m Pennisetum sp. silage，2.0 m Pennisetum sp. hay，2.5 m Pennisetum sp. hay and dried Chinese wildye（P＜0.05），which was decreased in the above order，and dried Chinese wildye was significantly lower than others（P＜0.05）；CP effective degradability of dried alfalfa hay was not significantly different from 2.0 m Pennisetum sp. silage（P＞0.05），but was significantly higher than that of 2.5 m Pennisetum sp. silage，2.0 m Pennisetum sp. hay，whole corn silage，2.5 m Pennisetum sp. hay and dried Chinese wildye（P＜0.05），which was decreased in the above order；NDF effective degradability of whole corn silage was not significantly different from Pennisetum sp. silage（P＞0.05），and was significantly higher than that of other roughages（P＜0.05）；ADF effective degradability of Pennisetum sp. silage at 72 h was significantly higher than that of other roughers（P＜0.05）. It is concluded that Pennisetum sp. has a potential as a new non-conventional feed resource for ruminants，silage can save the nutrition composition，and can improve the rumen degradation of nutrition composition.［Chinese Journal of Animal Nutrition，2016，28（3）：816-825］

Key words：Pennisetum sp.；nutrition composition；nylon-bag technique；rumen degradation rate

Corresponding author∗s：LI Shengli，professor，E-mail：lisheng0677@163.com；YU Xiong，professor，E-mail：yuxiong8763601@126.com

通信作者:∗李胜利，教授，博士生导师，E-mail：lisheng0677@163.com；余 雄，教授，博士生导师，E-mail：yuxiong8763601@126.com

作者简介:马 健（1989—），男，山东济宁人，硕士研究生，研究方向为反刍动物营养。E-mail：Crazyma0411@163.com

基金项目:现代农业（奶牛）产业技术体系建设专项资金（CARS-37）

收稿日期:2015-10-15

doi：10.3969/ j.issn.1006-267x.2016.03.022

中图分类号:S816.5

文献标识码:A

文章编号:1006-267X（2016）03-0816-10