利用CNCPS和NRC(2001)模型评价四种谷实饲料的营养价值

■ 王 琨 刘大森，2

（1.东北农业大学动物科技学院，黑龙江哈尔滨 150030；2.东北农业大学理学院，黑龙江哈尔滨 150030）

我国是世界上乳牛存栏数较多的国家之一。随着人民生活水平的不断提高和经济的迅速发展，乳业也呈现出良好的发展态势，研究不同饲料的营养价值对养牛生产具有重要的经济意义。美国NRC(2001)制定的奶牛营养需要量标准在世界上最具很高影响力，许多国家和地区将该标准用作制定本地相应标准的基础和参考。康奈尔净碳水化合物净蛋白体系(CNCPS)是美国康乃尔大学经过近10年的研究提出的一个预测瘤胃发酵时的动态模型，它是一个基于瘤胃降解特征的饲料评价体系，能够对各种营养物质的发酵程度、发酵产物、过瘤胃物质的组成与含量以及各种发酵产物的平衡状况进行评估(解祥学等，2010)。目前我国已经开展了营养价值评定（曲永利等，2009）及生产试验（丁清华等，2009；雷冬至，2010）方面的大量研究，但将NRC（2001）和CNCPS两种奶牛饲料评价模型综合起来对饲料的营养价值进行预测的研究还较少。仅Niu等（2007）用CNCPS和NRC奶牛模型对不同类型的燕麦进行了评估，证实CDC SO-I燕麦可以是一种很好的能量饲料。对几种不同的饲料或一种饲料之间几个品种差异未见报道。因此，本试验使用玉米和高粱两类饲料中分别选取两个品种进行进一步研究，旨在为我国反刍动物营养研究、养殖业快速发展提供相应的理论指导。

1 试验材料与方法

1.1 试验样品的准备

待测样品为四种谷实饲料：玉米、高油玉米、高粱和饲料高粱，风干，粉碎过2 mm网筛。

1.2 测定项目

干物质(DM)、粗蛋白(CP)、粗脂肪(EE)、粗灰分(ASH)、中性洗涤纤维(NDF)、中性洗涤不溶氮(NDFIP)、酸性洗涤纤维(ADF)、酸性洗涤不溶氮(ADFIP)、酸性洗涤木质素(ADL)、淀粉(Starch)、可溶性蛋白(SP)和非蛋白氮(NPN)饲料常规成分。根据《饲料分析及饲料质量检测技术》(杨胜，1994)方法测定DM、ASH。NDF和ADL、NDFIP和ADFIP的测定采用Van Soest等(1981)方法；SP的测定采用Krishnamoorthy等(1983)的方法；Starch的分析采用AACC法(1976)。

1.3 CNCPS体系

康奈尔净碳水化合物净蛋白体系(CNCPS)模型属析因模型，该模型将饲料营养分为蛋白质与碳水化合物两部分：根据在硼酸—磷酸盐缓冲液、中性洗涤剂和酸性洗涤剂中的溶解特性将饲料粗蛋白(CP)分为非蛋白氮(A)、真蛋白(B)、结合蛋白(C)3个组分，在瘤胃降解率的基础上，B组分又可细分为B1、B2和B3三个亚单位。PA在瘤胃中瞬时降解，其Kd值被认为是无穷大；PB1在瘤胃中可快速降解，其 Kd值为120～400%/h；PB2为缓冲液不溶蛋白质减去中性洗涤不溶粗蛋白，剩余部分即为PB2，其Kd值为3～16%/h，是中速降解蛋白；PB3在瘤胃中可缓慢降解，其中大部分可以过瘤胃，Kd值为0.06～0.55%/h；PC主要成分为与木质素、单宁等结合的蛋白和米拉德反应的产物，在酸性洗涤剂中不能被溶解，在瘤胃中不能被瘤胃细菌降解，在瘤胃后消化道也不能被消化(Fox等，2003；张英学等，2010；刘瑞军，2011)。CNCPS模型又将饲料中的碳水化合物分为四个部分：CA为糖类，是快速降解部分，其Kd值被认为是300%/h；CB1为淀粉和果胶，是中度降解部分，Kd值为20～50%/h；CB2是可利用的细胞壁，为缓慢降解部分，Kd值为2～10%/h；CC部分为不可降解的碳水化合物。

1.4 真消化率和净能值估测

用NRC(2001)奶牛营养需要标准中的公式计算 tdCP、tdFA、tdNDF、TDN1X、DE3X、ME3X、NEL3X、DE4X、ME4X和NEL4X，并用NRC(1996)肉牛营养需要中的公式计算ME、NEm和NEg。

1.5 数据处理

数据采用Excel2003进行整理和统计，采用SAS9.1.3软件进行单因素方差分析(ANOVA)和多重比较(LSD)。

2 结果与分析

2.1 饲料营养成分

表1 饲料常规营养成分

从表1可以看出，玉米的DM含量是90.7%，ASH、EE、CHO、Starch、NDF、ADF、ADL、CP 占干物质的百分含量分别为1.47%、3.81%、83.83%、66.74%、3.20%和0.41%，SCP、NDFIP与ADFIP又分别占蛋白质15.60%、20.18%、5.24%，NPN的含量为5.24%SCP；这与曲永利等（2009）报道的林甸产地的玉米数据相似，与刘瑞军（2011）测定的玉米粉EE、ADFIP、NDF与starch含量差距也不大，但是测定的DM含量为89.54%，CP、ASH、SCP、NPN（%SCP）和NDFIP这几个营养指标的差异比较大；高油玉米作为畜禽饲养业中一种新的饲料来源，其营养成分含量的报道并不多，在蔡世新（1999）与陈绍江等（2004）报道了高油玉米与普通玉米三大主要成分比较，高油玉米的EE、CP的营养价值比较高，Starch的营养价值和能量水平都是最低的，这与本试验的研究结果一致。对高粱的营养研究也是比较少，仅找到陈淑荣等1989）对吉林省7个高粱品种的试验中，测得淀粉平均含量为71.58%，脂肪平均含量为4.34%，蛋白质平均含量为11.88%，与本试验的研究结果相似。至于他们提到的贵州及东北白酒原料高粱化学成分的含量与本研究的结果也不一致；关于饲料高粱，与李锋涛（2008）报道的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。以上的不同一般认为是由于饲料的产地、品种、加工程度与试验误差等因素产生的。

2.2 饲料的总能和总可消化能(见表2)

表2 各饲料成分的总能值和可消化营养

从表2可以看出，四种饲料的总能值差异均显著(P＜0.05)，高油玉米总能值最高，饲料高粱和高粱的总能值次之，普通玉米的总能值最低，为.48 Mcal/kgDM；四种饲料根据他们的营养特点见表1)而有很大的差异，其中以高油玉米的dNDF和tdFA含量最高，显著高于高粱和饲料高粱(P＜0.05)；高油玉米与玉米的tdNDF差异不显著P＞0.05)，但是tdFA的含量差异显著(P＜0.05)；高粱与饲料高粱的tdNDF差异显著(P＜0.05)，但是tdFA的含量差异不显著(P＞0.05)。总可消化非结构性碳水化合物(tdNFC)含量以高粱最高，玉米和高油玉米显著低于高粱(P＜0.05)，饲料高粱介于玉米和高油玉米之间，差异均显著(P＜0.05)。四种饲料DN1X、DE3X、ME3X、NEL3X、DE4X、ME4X、NEL4X、NEm和Eg除了高油玉米与其它各组差异显著外，其它的各组差异均不显著(P＞0.05)，但是以玉米的总能值最高，其次为高粱与饲料高粱。当饲喂水平达到4倍的维持水平时，饲料高粱为奶牛提供的可消化能值和代谢能值要高于高粱。因此，应用NRC(2001)奶牛模型评定四种谷实饲料对奶牛营养提供的顺序为：高油玉米是这几种饲料中最好的能量饲料，玉米次之，饲料高粱与高粱最差。

2.3 饲料CNCPS组分(见表3)

从表3可以看出，四种饲料的PA，PB1，PB3组分差异均不显著(P＞0.05)，说明四种饲料的蛋白快速降解部分与慢速降解部分差异不明显；玉米和高油玉米的PB2组分显著高于高粱和饲料高粱(P＜0.05)，表明玉米和高油玉米中含有较多的中速降解蛋白，PC含量显著低于高粱和饲料高粱(P＜0.05)，说明玉米比高粱含有更少的反刍动物不能降解部分，具有更高的蛋白降解率。由于四种饲料在反刍动物体内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，占干物质的9.18%，其余依次为玉米(8.74%)、饲料高粱(7.93%)、高粱(7.21%)。

表3 饲料的CNCPS组份

尽管高油玉米总的CHO含量最低，极显著的低于其它各组(P＜0.01)，但是高油玉米中慢速降解组分CB2的含量高于玉米，极显著的高于高粱与饲料高粱(P＜0.01)；四种饲料的CA和CB1差异均不显著(P＞0.05)，说明四种饲料在瘤胃中快速降解的组分CA和中速降解组分CB1含量相似，但两种玉米的含量较高，显著的高于高粱和饲料高粱(P＜0.05)；四种谷实碳水化合物中可被反刍动物降解的组分CA+CB1+CB2也以高油玉米的含量最高，占干物质的24.79%，其余依次为玉米(23.55%)、饲料高粱(17.55%)、高粱(16.42%)；综上所述，高油玉米具有更好的饲用价值，其余依次为玉米、饲料高粱与高粱。

3 讨论

玉米、高油玉米、高粱与饲料高粱四种饲料均属低黏性谷实类饲料，该类谷实类饲料的营养特点是富含无氮浸出物，其中主要成分是淀粉，低蛋白(6.8%～13.8%)与低脂肪(1.0%～6.9%)(冯国明,2011)。本试验得出，四种饲料的淀粉含量分别为66.74%、58.78%、70.78%及67.97%，占饲料干物质的百分率在58.8%～70.8%；CP含量分别为10.89%、12.03%、11.89%和12.99%；干物质百分含量为10.9%～13.0%；EE含量分别为3.81%、9.23%、4.08%与4.15%、干物质百分含量为3.8%～9.2%，基本符合谷实饲料的营养特性。

谷实类饲料对反刍动物的饲用价值主要受谷实类饲料种类与品种、动物的种类和年龄、谷实的细度、加工工艺、日粮粗精比、采食量等因素的影响(赵淑坤，1986；姚军虎，1992；卢寿锋等，2005；霍小凯等，2009)。在这些外界条件相同的情况下，利用NRC(2001)奶牛营养需要模型评价这四种饲料的奶牛营养提供量。从表2得出在这四种谷实饲料中，高油玉米给奶牛提供了更多的总可消化营养和能值，是四种饲料中最好的饲料。在王宁堂等(2004)的报道中也提到高油玉米与普通玉米相比降低了饲料用量，提高了生产效益，适应了时代要求，具有更好的利用价值；其他三种饲料玉米、高粱、饲料高粱为奶牛提供了几乎相等的总可消化营养和能值，这与李锋涛(2008)提到高粱与玉米为奶牛提供了相似净能值的报道结果一致。但是在这三种饲料的比较中，又以玉米的总可消化能值含量最高，饲料高粱次之，高粱最低。

CNCPS体系自产生以来，不断更新，在生产中显示了很好的应用价值，目前已发展到可以对整个牛群的营养水平进行准确评价不同的饲料含有不同的营养成分。吴端钦等(2009)就是该体系通过对几种常用精料营养价值的评价，提出了CNCPS体系可广泛用于对反刍动物饲料营养价值的评定。本试验中玉米实测值与前人报道(吴端钦等，2009；刘瑞军，2011)不同，可能由于饲料生产产地、风干状态、剖分方法不同造成的。其它三种饲料的CNCPS组分含量目前还未见相关报道。利用CNCPS体系得出高油玉米是这四种饲料中最好的饲料，其余依次为玉米，饲料高粱与高粱，这与应用NRC(2001)奶牛模型得出的结果一致。

4 结论

高油玉米的 TDN1X、DE3X、ME3X、NEL3X、DE4X、ME4X、NEL4X、NEm和NEg的含量显著高于其它3种饲料，可为奶牛提供更高的总可消化营养和能值，是这4种饲料中最好的能量饲料。其它3种饲料中，以玉米的总可消化和能值最高，饲料高粱次之，高粱最差。通过CNCPS体系得出与NRC(2001)奶牛模型相似的研究结果，高油玉米在反刍动物瘤胃内能够快速的降解，使反刍动物获得更多的营养，是这4种饲料中最好的饲料，其余依次为玉米，饲料高粱与高粱。因此可以用NRC(2001)奶牛模型来代替现在广泛使用的CNCPS体系成为研究不同饲料的利用情况提供了一种可选择的方法。随着NRC奶牛营养需要理论的不断完善和营养技术的更加成熟，二者结合将会在动物营养研究方面展现出更广阔的前景。