利用CNCPS和NRC(2001)模型評價四種谷實飼料的營養價值

■ 王 琨 劉大森，2

（1.東北農業大學動物科技學院，黑龍江哈爾濱 150030；2.東北農業大學理學院，黑龍江哈爾濱 150030）

我國是世界上乳牛存欄數較多的國家之一。隨著人民生活水平的不斷提高和經濟的迅速發展，乳業也呈現出良好的發展態勢，研究不同飼料的營養價值對養牛生產具有重要的經濟意義。美國NRC(2001)制定的奶牛營養需要量標準在世界上最具很高影響力，許多國家和地區將該標準用作制定本地相應標準的基礎和參考?？的螤杻籼妓衔飪舻鞍左w系(CNCPS)是美國康乃爾大學經過近10年的研究提出的一個預測瘤胃發酵時的動態模型，它是一個基于瘤胃降解特征的飼料評價體系，能夠對各種營養物質的發酵程度、發酵產物、過瘤胃物質的組成與含量以及各種發酵產物的平衡狀況進行評估(解祥學等，2010)。目前我國已經開展了營養價值評定（曲永利等，2009）及生產試驗（丁清華等，2009；雷冬至，2010）方面的大量研究，但將NRC（2001）和CNCPS兩種奶牛飼料評價模型綜合起來對飼料的營養價值進行預測的研究還較少。僅Niu等（2007）用CNCPS和NRC奶牛模型對不同類型的燕麥進行了評估，證實CDC SO-I燕麥可以是一種很好的能量飼料。對幾種不同的飼料或一種飼料之間幾個品種差異未見報道。因此，本試驗使用玉米和高粱兩類飼料中分別選取兩個品種進行進一步研究，旨在為我國反芻動物營養研究、養殖業快速發展提供相應的理論指導。

1 試驗材料與方法

1.1 試驗樣品的準備

待測樣品為四種谷實飼料：玉米、高油玉米、高粱和飼料高粱，風干，粉碎過2 mm網篩。

1.2 測定項目

干物質(DM)、粗蛋白(CP)、粗脂肪(EE)、粗灰分(ASH)、中性洗滌纖維(NDF)、中性洗滌不溶氮(NDFIP)、酸性洗滌纖維(ADF)、酸性洗滌不溶氮(ADFIP)、酸性洗滌木質素(ADL)、淀粉(Starch)、可溶性蛋白(SP)和非蛋白氮(NPN)飼料常規成分。根據《飼料分析及飼料質量檢測技術》(楊勝，1994)方法測定DM、ASH。NDF和ADL、NDFIP和ADFIP的測定采用Van Soest等(1981)方法；SP的測定采用Krishnamoorthy等(1983)的方法；Starch的分析采用AACC法(1976)。

1.3 CNCPS體系

康奈爾凈碳水化合物凈蛋白體系(CNCPS)模型屬析因模型，該模型將飼料營養分為蛋白質與碳水化合物兩部分：根據在硼酸—磷酸鹽緩沖液、中性洗滌劑和酸性洗滌劑中的溶解特性將飼料粗蛋白(CP)分為非蛋白氮(A)、真蛋白(B)、結合蛋白(C)3個組分，在瘤胃降解率的基礎上，B組分又可細分為B1、B2和B3三個亞單位。PA在瘤胃中瞬時降解，其Kd值被認為是無窮大；PB1在瘤胃中可快速降解，其 Kd值為120～400%/h；PB2為緩沖液不溶蛋白質減去中性洗滌不溶粗蛋白，剩余部分即為PB2，其Kd值為3～16%/h，是中速降解蛋白；PB3在瘤胃中可緩慢降解，其中大部分可以過瘤胃，Kd值為0.06～0.55%/h；PC主要成分為與木質素、單寧等結合的蛋白和米拉德反應的產物，在酸性洗滌劑中不能被溶解，在瘤胃中不能被瘤胃細菌降解，在瘤胃后消化道也不能被消化(Fox等，2003；張英學等，2010；劉瑞軍，2011)。CNCPS模型又將飼料中的碳水化合物分為四個部分：CA為糖類，是快速降解部分，其Kd值被認為是300%/h；CB1為淀粉和果膠，是中度降解部分，Kd值為20～50%/h；CB2是可利用的細胞壁，為緩慢降解部分，Kd值為2～10%/h；CC部分為不可降解的碳水化合物。

1.4 真消化率和凈能值估測

用NRC(2001)奶牛營養需要標準中的公式計算 tdCP、tdFA、tdNDF、TDN1X、DE3X、ME3X、NEL3X、DE4X、ME4X和NEL4X，并用NRC(1996)肉牛營養需要中的公式計算ME、NEm和NEg。

1.5 數據處理

數據采用Excel2003進行整理和統計，采用SAS9.1.3軟件進行單因素方差分析(ANOVA)和多重比較(LSD)。

2 結果與分析

2.1 飼料營養成分

表1 飼料常規營養成分

從表1可以看出，玉米的DM含量是90.7%，ASH、EE、CHO、Starch、NDF、ADF、ADL、CP 占干物質的百分含量分別為1.47%、3.81%、83.83%、66.74%、3.20%和0.41%，SCP、NDFIP與ADFIP又分別占蛋白質15.60%、20.18%、5.24%，NPN的含量為5.24%SCP；這與曲永利等（2009）報道的林甸產地的玉米數據相似，與劉瑞軍（2011）測定的玉米粉EE、ADFIP、NDF與starch含量差距也不大，但是測定的DM含量為89.54%，CP、ASH、SCP、NPN（%SCP）和NDFIP這幾個營養指標的差異比較大；高油玉米作為畜禽飼養業中一種新的飼料來源，其營養成分含量的報道并不多，在蔡世新（1999）與陳紹江等（2004）報道了高油玉米與普通玉米三大主要成分比較，高油玉米的EE、CP的營養價值比較高，Starch的營養價值和能量水平都是最低的，這與本試驗的研究結果一致。對高粱的營養研究也是比較少，僅找到陳淑榮等1989）對吉林省7個高粱品種的試驗中，測得淀粉平均含量為71.58%，脂肪平均含量為4.34%，蛋白質平均含量為11.88%，與本試驗的研究結果相似。至于他們提到的貴州及東北白酒原料高粱化學成分的含量與本研究的結果也不一致；關于飼料高粱，與李鋒濤（2008）報道的DM（85.0%～90.0%）、CP（7.0%～12.0%）、ASH（1.2%～1.8%）和EE（2.5%～3.8%）的含量不同。以上的不同一般認為是由于飼料的產地、品種、加工程度與試驗誤差等因素產生的。

2.2 飼料的總能和總可消化能(見表2)

表2 各飼料成分的總能值和可消化營養

從表2可以看出，四種飼料的總能值差異均顯著(P＜0.05)，高油玉米總能值最高，飼料高粱和高粱的總能值次之，普通玉米的總能值最低，為.48 Mcal/kgDM；四種飼料根據他們的營養特點見表1)而有很大的差異，其中以高油玉米的dNDF和tdFA含量最高，顯著高于高粱和飼料高粱(P＜0.05)；高油玉米與玉米的tdNDF差異不顯著P＞0.05)，但是tdFA的含量差異顯著(P＜0.05)；高粱與飼料高粱的tdNDF差異顯著(P＜0.05)，但是tdFA的含量差異不顯著(P＞0.05)?？偪上墙Y構性碳水化合物(tdNFC)含量以高粱最高，玉米和高油玉米顯著低于高粱(P＜0.05)，飼料高粱介于玉米和高油玉米之間，差異均顯著(P＜0.05)。四種飼料DN1X、DE3X、ME3X、NEL3X、DE4X、ME4X、NEL4X、NEm和Eg除了高油玉米與其它各組差異顯著外，其它的各組差異均不顯著(P＞0.05)，但是以玉米的總能值最高，其次為高粱與飼料高粱。當飼喂水平達到4倍的維持水平時，飼料高粱為奶牛提供的可消化能值和代謝能值要高于高粱。因此，應用NRC(2001)奶牛模型評定四種谷實飼料對奶牛營養提供的順序為：高油玉米是這幾種飼料中最好的能量飼料，玉米次之，飼料高粱與高粱最差。

2.3 飼料CNCPS組分(見表3)

從表3可以看出，四種飼料的PA，PB1，PB3組分差異均不顯著(P＞0.05)，說明四種飼料的蛋白快速降解部分與慢速降解部分差異不明顯；玉米和高油玉米的PB2組分顯著高于高粱和飼料高粱(P＜0.05)，表明玉米和高油玉米中含有較多的中速降解蛋白，PC含量顯著低于高粱和飼料高粱(P＜0.05)，說明玉米比高粱含有更少的反芻動物不能降解部分，具有更高的蛋白降解率。由于四種飼料在反芻動物體內快速和中速降解部分(PA+PB1+PB2)的含量以高油玉米的含量最高，占干物質的9.18%，其余依次為玉米(8.74%)、飼料高粱(7.93%)、高粱(7.21%)。

表3 飼料的CNCPS組份

盡管高油玉米總的CHO含量最低，極顯著的低于其它各組(P＜0.01)，但是高油玉米中慢速降解組分CB2的含量高于玉米，極顯著的高于高粱與飼料高粱(P＜0.01)；四種飼料的CA和CB1差異均不顯著(P＞0.05)，說明四種飼料在瘤胃中快速降解的組分CA和中速降解組分CB1含量相似，但兩種玉米的含量較高，顯著的高于高粱和飼料高粱(P＜0.05)；四種谷實碳水化合物中可被反芻動物降解的組分CA+CB1+CB2也以高油玉米的含量最高，占干物質的24.79%，其余依次為玉米(23.55%)、飼料高粱(17.55%)、高粱(16.42%)；綜上所述，高油玉米具有更好的飼用價值，其余依次為玉米、飼料高粱與高粱。

3 討論

玉米、高油玉米、高粱與飼料高粱四種飼料均屬低黏性谷實類飼料，該類谷實類飼料的營養特點是富含無氮浸出物，其中主要成分是淀粉，低蛋白(6.8%～13.8%)與低脂肪(1.0%～6.9%)(馮國明,2011)。本試驗得出，四種飼料的淀粉含量分別為66.74%、58.78%、70.78%及67.97%，占飼料干物質的百分率在58.8%～70.8%；CP含量分別為10.89%、12.03%、11.89%和12.99%；干物質百分含量為10.9%～13.0%；EE含量分別為3.81%、9.23%、4.08%與4.15%、干物質百分含量為3.8%～9.2%，基本符合谷實飼料的營養特性。

谷實類飼料對反芻動物的飼用價值主要受谷實類飼料種類與品種、動物的種類和年齡、谷實的細度、加工工藝、日糧粗精比、采食量等因素的影響(趙淑坤，1986；姚軍虎，1992；盧壽鋒等，2005；霍小凱等，2009)。在這些外界條件相同的情況下，利用NRC(2001)奶牛營養需要模型評價這四種飼料的奶牛營養提供量。從表2得出在這四種谷實飼料中，高油玉米給奶牛提供了更多的總可消化營養和能值，是四種飼料中最好的飼料。在王寧堂等(2004)的報道中也提到高油玉米與普通玉米相比降低了飼料用量，提高了生產效益，適應了時代要求，具有更好的利用價值；其他三種飼料玉米、高粱、飼料高粱為奶牛提供了幾乎相等的總可消化營養和能值，這與李鋒濤(2008)提到高粱與玉米為奶牛提供了相似凈能值的報道結果一致。但是在這三種飼料的比較中，又以玉米的總可消化能值含量最高，飼料高粱次之，高粱最低。

CNCPS體系自產生以來，不斷更新，在生產中顯示了很好的應用價值，目前已發展到可以對整個牛群的營養水平進行準確評價不同的飼料含有不同的營養成分。吳端欽等(2009)就是該體系通過對幾種常用精料營養價值的評價，提出了CNCPS體系可廣泛用于對反芻動物飼料營養價值的評定。本試驗中玉米實測值與前人報道(吳端欽等，2009；劉瑞軍，2011)不同，可能由于飼料生產產地、風干狀態、剖分方法不同造成的。其它三種飼料的CNCPS組分含量目前還未見相關報道。利用CNCPS體系得出高油玉米是這四種飼料中最好的飼料，其余依次為玉米，飼料高粱與高粱，這與應用NRC(2001)奶牛模型得出的結果一致。

4 結論

高油玉米的 TDN1X、DE3X、ME3X、NEL3X、DE4X、ME4X、NEL4X、NEm和NEg的含量顯著高于其它3種飼料，可為奶牛提供更高的總可消化營養和能值，是這4種飼料中最好的能量飼料。其它3種飼料中，以玉米的總可消化和能值最高，飼料高粱次之，高粱最差。通過CNCPS體系得出與NRC(2001)奶牛模型相似的研究結果，高油玉米在反芻動物瘤胃內能夠快速的降解，使反芻動物獲得更多的營養，是這4種飼料中最好的飼料，其余依次為玉米，飼料高粱與高粱。因此可以用NRC(2001)奶牛模型來代替現在廣泛使用的CNCPS體系成為研究不同飼料的利用情況提供了一種可選擇的方法。隨著NRC奶牛營養需要理論的不斷完善和營養技術的更加成熟，二者結合將會在動物營養研究方面展現出更廣闊的前景。