尼龙袋法比较水牛与娟姗牛对象草消化能力的差异

张 勤，李丽莉，韦升菊，黄春花，梁 辛，邹彩霞，唐庆凤，彭开屏，杨膺白，林 波，*

(1.中国农业科学院广西水牛研究所，农业部(广西)水牛遗传繁育重点实验室，广西 南宁 530001；2.广西大学动物科学技术学院，广西 南宁 530005；3.广西畜牧研究所，广西 南宁 530002)



尼龙袋法比较水牛与娟姗牛对象草消化能力的差异

张 勤2，李丽莉1，韦升菊1，黄春花3，梁 辛1，邹彩霞1，唐庆凤1，彭开屏1，杨膺白2，林 波1，2*

(1.中国农业科学院广西水牛研究所，农业部(广西)水牛遗传繁育重点实验室，广西 南宁 530001；2.广西大学动物科学技术学院，广西 南宁 530005；3.广西畜牧研究所，广西 南宁 530002)

[目的]水牛与娟姗牛是适宜于炎热地区的两种重要乳用牛品种，但二者瘤胃粗饲料的消化能力尚存在争议。[方法]本试验采用安装永久性瘤胃瘘管的水牛3头和娟姗牛1头，在饲喂相同量的精料，粗料自由采食的条件下，采用尼龙袋法比较研究了象草在水牛和娟姗牛瘤胃内消化能力差异。于晨饲前将尼龙袋分别放入水牛和娟姗牛的瘤胃内，在0，2，4，6，12，24，48，72 h取样，测定不同消化时间点样品的干物质(DM)、中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(NDF)和粗蛋白质(CP)，并进行瘤胃尼龙袋各营养成分降解参数的拟合，娟姗牛试验分三期进行。[结果]表明水牛对象草DM、NDF、CP和ADF降解参数中的快速降解部分和慢速降解部分均显著高于娟姗牛(\%P\%<0.05)，水牛对象草DM、NDF和ADF的瘤胃有效降解率均高于娟姗牛，其中以ADF差异达到显著(\%P\%<0.05)。[结论]本研究表明水牛对象草干物质和粗纤维的瘤胃半体内(In situ)消化能力高于娟姗牛，但这种差异是否与二者瘤胃自身生理机能有关尚有待研究。

水牛；娟姗牛；尼龙袋法；消化能力；降解率；比较

瘤胃尼龙袋法(In sute)广泛应用于反刍动物瘤胃降解消化能力和饲料营养价值的评定的测定，与体外产气法(In vivo)相比更接近体内法。娟姗牛和水牛是我国的两种重要产奶动物，由于奶水牛有耐热、耐疾病和耐粗饲等特点，在我国南方地区取得了快速发展。娟姗牛是乳成分与奶水牛最为接近的奶牛品种，二者均具有较高的乳脂率，且二者均具有一定的抗热应激能力。目前较多的研究认为水牛相比娟姗牛等乳用品种牛具有更强的耐粗饲能力[1,2]，但这种差异是否与瘤胃消化能力有关尚无明确结论。Katiyar和Bisth[3]研究发现，水牛对高纤维饲料的消化率高于奶牛，但也有较多的研究认为水牛干物质采食量低，且饲料利用率与其他品种牛无差异的报道[4]，可见现有的研究对水牛和奶牛粗饲料消化能力强弱方面尚存在争议。本研究采用瘤胃瘘管-尼龙袋法比较水牛和娟姗牛分别饲喂相同日粮下两者对粗饲料消化能力的差异，为水牛日粮配制提供参考和理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验所用的桂牧一号象草来自广西水牛研究所，样品风干后粉碎过2.5mm筛，室温保存于样品袋中，实验所用尼龙袋、尼龙绳和塑料软管均购自武汉科立博科技有限公司。

1.2 试验动物与日粮

试验于广西水牛研究所种牛场和广西畜牧研究所奶牛场同时进行；选取体重相近、健康状况良好的带瘤胃瘘管水牛3头和瘘管娟姗牛1头，3头瘘管水牛的尼龙袋试验一期完成，娟姗牛试验分3期进行。全部试验牛按相同管理方式饲养，每日两次饲喂(08:00和15:00)等量日粮，控制精料采食量3 kg头/天，预试期5 d，正试期15 d。精料组成比例如表1所示，粗料为玉米青贮，自由采食，试验期每隔5天测定一次粗料采食量。

表1 基础日粮组成和营养水平

1.3 试验步骤

于尼龙袋试验每期第1天晨饲前，采集瘤胃液500 mL，用四层纱布过滤后，取混合液5 mL，加等体积0.2 mmol/L盐酸于-20℃保存，用于测定氨态氮(NH3-N)。取上清液1 mL加入等体积8.2%的偏磷酸后于-20℃保存，用于测定挥发性脂肪酸(VFA)。

尼龙袋试验操作参考McDonald[5]，称取3.0 g左右的象草装入已知重量的尼龙袋中，用塑料封口机密封，标号。用尼龙绳将尼龙袋拴在一根长约15 cm的塑料软管的一端，投放时另一端系绳并挂在瘤胃瘘管塞上。于晨饲后2小时将各个时间点的尼龙袋分别放入水牛和娟姗牛的瘤胃内，在试验的第0，2，4，6，12，24，48，72 h时间点回收尼龙袋，每头牛每个时间点设2个尼龙袋重复。取出的尼龙袋立即用水冲洗干净，然后放入冰箱中冷藏，直至所有尼龙袋都取出，用洗衣机洗涤至水澄清。洗涤后在60℃～65℃烘干至恒重，称重，残渣完全转移到样品袋中，4℃保存用于定测各个指标。

1.4 测定项目与方法

瘤胃液氨态氮(NH3-N)浓度按照冯宗慈等[6]改进之后的比色法测定；VFA浓度采用气相色谱法测定，具体方法参照胡伟莲等[7]的方法，采用气相色谱法测定，测定仪器为Agilent7890A型气相色谱仪，以巴豆酸为测定内标物，毛细管柱为Agilent-HP-INNOWax毛细管柱(19091N-133)，气相色谱条件为柱温：180℃；气化室温度：200℃；检测室温度：220℃；载气及流速：载气使用高纯氮气，总压力90 kpa ，总流量37.2 mL/min，柱流量0.67 mL/min，线速度23.4 cm/sec，分流比50：50，吹扫流量3 mL/min ，循环流量 8 mL/min ，氢气流量40 mL/min，空气流量400 mL/min，进样量2μL。尼龙袋试验样品的干物质(DM)；中性洗涤纤维(NDF)；酸性洗涤纤维(ADF)；粗蛋白质(CP)参照张丽英[8]的常规方法测定。

1.5 数据统计与分析

根据Ørskov和McDonald[9]提出的公式计算象草的DM、CP、NDF、ADF有效降解率：

Y=a+b(1-e-ct)和ED=a+b×c/(c+k)

式中：Y-某时间点的降解率；a-快速降解组分；b-慢速降解组分；c-b的降解速率常数；k-稀释率常数；ED-有效降解率。

本试验所采用的外流速率(k)为0.02 h-1，该外流速率是当动物的饲养水平在维持状态下的外流速率(AFRC,1992)。数据基本处理用Excel软件进行，结果采用SAS(SAS 8.02)软件包进行统计分析，以\%P<0.05\%为差异显著性标准 。

2 结果

2.1 水牛和娟姗牛瘤胃发酵参数

水牛和娟姗牛瘤胃发酵参数见表2。从表2可见水牛的瘤胃液乙酸、丙酸和总挥发性脂肪酸含量均显著高于娟姗牛(\%P<0.05)，但丁酸、乙酸/丙酸比例显著低于娟姗牛(P<0.05)；\%水牛和娟姗牛瘤胃液NH3-N的含量无显著差异(\%P>\%0.05)。

表2 水牛和娟姗牛瘤胃发酵参数

同行数据肩标不同字母表示差异显著(\%P<0.05)，无字母肩标表示差异不显著(P\%>0.05)。下表同。

2.2 水牛和娟姗牛DM、CP、NDF和ADF瘤胃尼龙袋降解率变化趋势

水牛和娟姗牛DM、CP、NDF和ADF瘤胃尼龙袋降解率随时间变化趋势如图1。在0～72 h期间，水牛和娟姗牛象草DM、CP、NDF、ADF降解率的变化趋势相一致，即随着培养时间的延长，降解率逐渐升高；在0～6 h干物质降解率娟姗牛高于水牛，而24 h后水牛高于娟姗牛；粗蛋白质的降解率在0～36 h娟姗牛高于水牛；在0～72 h象草的中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维的降解率水牛高于娟姗牛。

图1 水牛和娟姗牛DM、CP、NDF、ADF瘤胃尼龙袋降解率随时间变化趋势( 水牛 娟姗牛)

2.3 水牛和娟姗牛瘤胃尼龙袋降解参数

水牛和娟姗牛对象草的尼龙袋降解参数如表3。水牛对象草DM、NDF和ADF降解参数中的慢速降解部分(B)和可降解部分(A+B)均显著高于娟姗牛(\%P<0.05\%)；对象草CP的慢速降解部分(B)也显著高与娟姗牛(\%P\%<0.05)；水牛对象草DM和NDF的瘤胃有效降解率(ED)均高于娟姗牛，但差异不显著(\%P\%>0.05)，对象草ADF的有效降解率(ED)则显著高于娟姗牛(\%P\%<0.05)；然而，水牛对象草CP的快速降解速率(A)和降解速率(C)均显著低于娟姗牛(\%P\%<0.05)。

表3 水牛和娟姗牛的瘤胃尼龙袋降解参数

3 讨论

瘤胃在反刍动物营养物质消化吸收中发挥着至关重要的作用，饲料中的70%～80%的可消化干物质和50%以上的纤维物质都在瘤胃内消化。现有较多研究表明，水牛对粗饲料纤维的消化率高于奶牛，而瘤胃消化可能在其中扮演着重要作用；Hussain等[1]报道水牛和荷斯坦小母牛在饲喂相同青贮玉米型日粮时，水牛DM、NDF和ADF的表观消化率均高于荷斯坦；Chanthakhoun等[10]报道，沼泽型水牛比黄牛具有更高的粗饲料降解率。Jabbari等[2]体外研究表明水牛瘤胃液对麦秸的消化率显著高于荷斯坦牛瘤胃液。Chanthakhoun等[11]研究表明在在自由采食稻草的情况下，水牛瘤胃液对5种粗料具有较高的产气量，但发酵液中的氨态氮和总挥发性脂肪酸(TVFA)却较低。以上这些研究多是通过体外试验或饲养试验得到的结果，本研究采用半体内的尼龙袋法评价二者瘤胃纤维消化的差异，像比而言更能反映瘤胃真实消化情况。本研究结果表明，尼龙袋培养72 h后水牛对象草的DM和NDF的降解率虽然与娟姗牛无显著差异，但慢速降解部分和可降解部分均显著高于娟姗牛；此外，水牛对象草ADF的有效降解率及可降解部分均显著高于娟姗牛，充分表明水牛瘤胃对象草纤维的消化能力强于娟姗牛。我们前期以相同饲喂条件下的瘤胃液为研究对象，采用体外产气试验研究发现水牛瘤胃液对象草的体外产气量及挥发性脂肪酸产量均低于娟姗牛[12]，表明水牛瘤胃液并未比娟姗牛表现出较强的纤维发酵能力。因此，本研究中发现的水牛瘤胃纤维降解率高于娟姗牛可能与瘤胃液消化能力的差异并未直接相关，而与二者瘤胃消化生理等相关。本研究中，就水牛和娟姗牛的瘤胃内环境而言，水牛瘤胃液挥发性脂肪酸高于娟姗牛，且乙酸/丙酸比例低于娟姗牛，瘤胃内环境的差异表明瘤胃液微生物区系可能存在差异，进而是引起体外产气试验中水牛对象草的体外消化能力弱于娟姗牛的原因。总体而言，二者瘤胃液差异所引起的象草消化能力变化并不是导致二者对象草尼龙袋降解率差异的主要原因，有必要从二者瘤胃消化生理角度进一步研究。

本研究中水牛对象草DM、NDF和ADF的慢速降解部分和可降解部分均高于娟姗牛，对DM和NDF的有效降解率与娟姗牛无差异，但对ADF的有效降解率却高于娟姗牛，以上结果表明水牛瘤胃对象草的消化能力主要体现在对ADF这类难消化纤维的发酵能力较强。在瘤胃内，ADF这类粗纤维的消化率主要与瘤胃真菌的作用有关，真菌菌丝能穿透植物角质层屏障，深入至维管组织内(如维管束)降低植物纤维组织的内部张力，使得细菌和纤毛虫能深入降解的木质化纤维物质[13]。有研究表明，水牛瘤胃内真菌孢子数量高于奶牛和肉牛，使得水牛对粗纤维的消化能力较强[14]。然而，本研究没有直接证据表明瘤胃真菌是引起水牛ADF消化能力较强的原因，且前期体外试验也未表明水牛瘤胃液消化象草能力较强[12]。因此，在排除瘤胃液差异的影响后，水牛对象草ADF消化强于娟姗牛的原因可能与瘤体积、食糜流通率不同有关。有研究表明，水牛反刍时间比奶牛长且瘤胃内固相食糜的流通速率低于奶牛，使得粗饲料在水牛瘤胃内具有较长的发酵时间[15,16]。本研究中，我们计算有效降解率时对水牛和娟姗牛采用了相同的瘤胃外流速率，因此水牛对象草DM和NDF的有效降解率略高，但差异不显著；根据现有报道，如果水牛瘤胃流通速率低于奶牛的情况下，水牛对DM和NDF的有效降解率应显著高于娟姗牛。

4 结论

本研究通过尼龙袋试验，比较了相同日粮条件下水牛和娟姗牛对象草消化能力的差异，发现水牛和娟姗牛对象草各组分的消化动力学参数存在差异，水牛对象草DM、NDF和ADF的慢速降解部分和可降解部分及ADF的有效降解率均高于娟姗牛，表明水牛瘤胃对象草纤维的消化能力强于娟姗牛；结合我们前期体外试验发现水牛瘤胃液对象草消化能力并不强于娟姗牛的结论，我们认为水牛瘤胃对象草纤维的消化能力高于娟姗牛可能与二者瘤胃生理差异有关。

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Compare of Digestibility Difference Between Buffalo and Jersey Cow for Elephant Grass by Nylon Bag Method (in situ)

ZHANG Qin2, WEI Sheng-ju1,HUANG Chun-hua3,LI Li-li1, LIANG Xin1, ZOU Cai-xia1, TANG Qing-feng1, PENG Kai-ping1, YANG Ying-bai2*, LIN Bo1,2*

(1.KeyLaboratoryofBuffaloGenetics,BreedingandReproduction,MinistryofAgricultureandGuangxi,BuffaloResearchInstitute,ChineseAcademyofAgriculturalSciences,GuangxiNanning530001,P.R.China; 2.CollegeofAnimalScienceandTechnology,GuangxiUniversity,GuangxiNangning530005,China; 3.Guangxiinstituteofanimalhusbandry,GuangxiNangning53002,China)

【Objective】Buffalo and Jersey cow are two kinds of species which were widely used as dairy production in hot regions, but their rumen forage digestibility difference still remains controversial.【Method】 This study used three rumen fistula buffaloes and one rumen fistula Jersey cow as experimental animal. Concentrate were given at same amount for each of them, but forage was given at Librium. Nylon bag with elephant grass were using to compare the rumen digestibility difference between buffalo and jersey cows. The nylon bags were put into the rumen of buffalo and jersey cow before morning feeding. The samples were taken at 0, 2, 4, 6, 12, 24, 48, 72 h after putting. The dry matter (DM), neutral detergent fiber (NDF), acid detergent fiber (ADF) and crude protein (CP) of samples were measured. The degradation parameters of each nutrient were calculated. And, the experiment was divided into three phases. 【Result】The results indicated that fast degradation portion and slow degradation portion of elephant grass about DM, NDF and ADF in buffalos were higher than that of jersey cows (\%P\%<0.05), and the rumen efficient digestibility of elephant grass about DM, NDF and ADF in buffalos were higher than that of jersey cows, among them ADF reached significant difference (\%P\%<0.05). 【Conclusion】Our study indicated that buffalos have higher digestibility of dry matter and crude fiber than jersey cows in situ, however, whether the difference is related to rumen physiological function remains to be studied.

buffalo; jersey cow; nylon bag method; digestion ability; degradation rate; compare

2016-02-10

2016-03-08

国家自然科学基金项目(31160470)；广西自然科学基金项(2013GXNSFBA019114)。

张勤(1989-)，女，河南人，硕士，研究方向：动物营养与饲料科学。

S816

A

1001-9111(2016)02-0020-05

*通讯作者：林波( 1983- )，男，四川雅安人，博士，副研究员，研究方向：动物营养与饲料科学。