第七版奶牛营养需要(中文版) 下载本文

许多与饲粮有关的因素如瘤胃pH值、饲喂频率、饲料颗粒大小和KP值将影响对Kd值的估测(见Lindberg,1985;Michalet-Doreau和Ould-Bah,1992;Noeck,1988;Vanzant等,1988的综述)。但是,用一套以上的Kd值来总结这些影响因素的资料很不充分。每种饲料原料粗蛋白质中RDP和RUP含量可用下面两个方程式计算:

RDP=A+B(Kd/(Kd+KP)) (5-1) 其中RDP=饲料原料中瘤胃降解蛋白(%CP);A=饲料粗蛋白质中的A组分(%CP);B=饲料粗蛋白质中的B组分(%CP);Kd=B组分的降解速度(%/h);KP=瘤胃内容物的外流速度(%/h)。

RUP=B(KP/(Kd+KP))+C (5-2) 其中RUP=饲料原料中瘤胃非降解蛋白质(%CP);B=饲料粗蛋白质中的B组分(%CP)C=饲料粗蛋白质中的C组分(%CP);Kd=B组分的降解速度(%/h);KP=瘤胃内容物的外流速度(%/h)。

RDP+RUP=100% 在应用上面方程式时,需要估测每种饲料原料瘤胃外流速度KP。为了提出预测KP的方程式,我们总结了275个试验中给出的一系列不同饲料原料的KP值,最终得到了以下3个方程式:

估测湿的粗饲料(青贮或新鲜牧草):KP = 3.054+0.614X1式中KP=瘤胃内容物外流速度(%/h);X1=干物质采食量(%体重)。 估测干的粗饲料:KP=3.362+0.479X1- 0.007X2-0.017X3式中KP=瘤胃内容物外流速度(%/h);X1=干物质采食量(%体重);X2=饲粮DM中精料比例(% DM);X3=饲料原料中NDF含量(%DM) 估测精料:KP=2.904+1.375X1-0.020X2式中KP为瘤胃内容物外流速度(%/h);X1=干物质采食量(%体重);X2=饲粮DM中精料比例(%DM)。

上述这些方程式中KP值是通过以稀土元素作为标记物进行试验得出的。利用Cr标记饲料或Cr标记DNF估测饲料KP的试验没有被采用。当数据库中含有这样的试验时,发现无法确定估测精料KP值的重要自变量。奶牛营养分委员会还决定,饲料原料的内在特性,如颗粒度、密度、功能性比重以及谷物加工处理等,在方程式中也不予以考虑。这些因素加上其他一些因素(如瘤胃pH值、饲喂频率和离子载体的使用等)(参见Owens和Goetsch,1986;Firkins等,1998的综述)都没有考虑,原因是相关数据过少而无法对它们进行校正。然而,由上述方程式得出的KP值因DMI(2.7~26.8kg/d)、体重(120~745kg)、DMI占体重的百分数(0.8%~4.4%)、饲粮DM中精料的比例(0~85%)和动物的生理阶段如生长、泌乳和非泌乳等因素的不同而有所差异。

很多人提出了用尼龙袋法估测饲料原料中RUP值的标准方法(AFRC,1992;Lindberg,1985;Madsen等,1995;Michalet-Doreau和Ould-Bah,1992;Nocek,1988;Orskvo,1982;Vanzant等,1998;Wilkerson等,1995)。这些综述文章对测定方法的报道比较一致,但奶牛营养分委员会认为,有必要在将来综述中能够考虑影响估测Kd值的因素(如瘤胃pH值、DMI),以便用更加完善的数据来校正以前综述中的推荐值。奶牛营养分委员会的推荐内容见表6。

表6 推荐的测定奶牛瘤胃蛋白质降解率的步骤及标准尼龙袋法的详细操作步骤a

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奶牛营养分委员会鼓励建立和接受对饲料N各个组分和Kd值进行定量估测的其他方法,以便能够为商业性检测实验室所采用进行饲料原料中RUP值的估测。目前看来,化学方法被认为是最具有吸引力的方法,因为它能够在常规实验室条件下进行操作。迄今为止最为复杂的方法是VanSoest和Goering(1970)发展起来的用硼酸-磷酸缓冲盐溶液提取和分析碳水化合物的洗涤方法(Krisnamoorthy等,1982;Fox等,1990;Chalupa等,1991;Sniffen等,1992)。正如前面所述,这种方法将粗蛋白质根据其在瘤胃内的降解速度分为5个组分(A、B1、B2、B3和C),这个方法在CNCPS中得到了应用(Sniffen等,1992)。蛋白质降解率是根据蛋白质代谢池的大小、蛋白质中各组分的降解速度以及瘤胃内容物的外流速度等计算而来。

14. 瘤胃非降解饲料蛋白质的消化率

前版《奶牛营养需要》(NRC,1989)认为饲料蛋白质在小肠的消化率差异很大。但由于当时缺乏充足的资料来证实,所以所有的饲料原料RUP在小肠内的消化率被设定为一个常数80%。选择这个数值的原因是其近似为体内真可吸收非氨态氮与RUP二者之和的平均值(1989年版NRC中表13和表14)。最近版本的《肉牛营养需要》(NRC,1996)也将RUP的消化率设定为80%。

其他饲养标准也在尽量解决由于饲料原料不同而造成的RUP消化率差异问题,但所用方法各不相同。例如英国的代谢蛋白质体系(Webester,1987)假设酸性洗涤不溶氮(ADIN)在瘤胃中不被降解,在小肠内也不会被吸收。Webester等(1984)提出的方程式就是根据ADIN值来预测可消化RUP(g/kg DM)=0.90(RUPN-ADIN)/RUPN。但是,最近的资料表明,用ADIN来预测RUP消化率是存在问题的。虽然对大多数种类牧草(Goering等,1972;Yu和Thomas,1976)和未经热处理

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的饲料原料而言,ADIN与不可消化N之间有较好的相关性,但另外一些研究结果认为,对于非牧草类植物来源的蛋白质在加热处理后ADIN可以部分被消化,并且ADIN和N的消化率之间存在弱相关(Nakamaura等,1994a;Rogers等,1986;Cleale等,1987;Weiss等,1989;Harty等,1998;Waters等,1992)。在后来进行的每一个试验中,用来测定的饲料原料都是酿造业副产品和其他经过湿热处理而诱发美拉德反应的谷物副产品,所以这些饲料的ADIN值是“增加”的。试验数据表明,来自这些饲料原料的许多ADIN是可以被消化的,但现在还不清楚这是否与瘤胃消化、瘤胃后消化有关还是与二者都有关。Nakamaura等(1994)证实,来源于热损害玉米蛋白粉和酒糟产品中的ADIN有相当数量是可以被消化的。但是,从热损害蛋白质中吸收的N不能用于羔羊和牛的生长。Waters等(1992)也证实了VanSoest(1987)的发现:大量与单宁结合的饲料蛋白质能在进行消化试验的绵羊粪中以ADIN形式被发现。用高单宁饲料进行的绵羊消化试验表明,ADIN的平均表观消化率是一个较高的负值(-89%)。相反,用酒糟饲粮得到的ADIN的平均表观消化率为较高的正值(62%),而常规饲料的ADIN消化率只有2%(Waters等,1992)。这些试验的结果显示,ADIN对于估测不可利用N含量而言是一个较好的指标,但对于估测RUP消化率而言并不一定实用。在法国的PDI系统(Jarrige,1989)中,RUP的消化率因饲料原料的不同而有所不同(0.25~0.95)。在这个体系中,消化率值测定是通过绵羊消化试验完成的,并假设在不同饲料间,每单位DMI排出的粪N的差异是由饲粮中未消化的蛋白质造成的。

其他用来估测小肠RUP消化率的方法包括体内法、非反刍动物生物测定法、移动尼龙袋法和体外法(如赖氨酸消化率试验和酶法)(Stern等,1997)。虽然体内法作为评价其他方法的标准方法,但由于其需要装有瘘管的动物,而且动物本身的差异、瘘管的安装位置、微生物和食糜流动标记物的选择等都可能带来误差。现在用来估测饲料原料中RUP部分在小肠真消化率最常用的方法是移动尼龙袋法。虽然也需要安装有瘤胃瘘管和十二指肠瘘管的动物,但这种技术相对容易且与ADIN方法相比更加直接和接近正常的生理状态。采用这种方法,将少量经洗涤的瘤胃内非降解的饲料残渣放于尼龙袋中,首先将这些袋子在胃蛋白酶/盐酸溶液中培养1~3h,再由十二指肠瘘管放入,从回肠瘘管或粪中(常用的方式,因较容易)回收小袋。由回肠瘘管和粪中回收计算得到的RUP消化率相似(Beckers等,1996;Boila和Ingalls,1994,1995;HvelPlund,1985;Jarosz等,1994;MoshtaghiNialngalls,1995;Todorov和Griginov,1991;Vanhat-alo和Ketoja,1995)。将回收的袋子彻底洗净,以排除内源蛋白质和粘附饲料蛋白质的影响,然后分析袋内残渣中N或AA含量。因此,用这种方法测定的是RUP的真消化率而不是表观消化率。影响尼龙袋法估测肠道RUP消化率准确性的因素已有综述报道(Beckers等,1996;Stern等,1997)。Madsen等(1995)推荐了一个标准化操作过程。另外,研究也发现,用粪中回收小袋的方法和用体内法测得的肠道内粗蛋白质消化率之间存在较好的相关性(Hveiplund,1985;Todorov和Griginov,1991)。 Calsamiglia和Stern(1995)建立了一个分三步进行的体外法,用来替代肠道瘘管法测定饲料原料中RUP部分在肠道内的消化率。这个过程包括:①在含有0.1mol/L盐酸和1g/L胃蛋白酶的溶液中预培养瘤胃非降解饲料残渣1h;②用1mol/L的氢氧化钠溶液中和培养后的混合物,再用含有胰蛋白酶(pH=7.8)的磷酸盐缓冲溶液培养混合物24h;③用100%(重量/体积)的三氯乙酸溶液沉淀未消化的蛋白质。胃一胰蛋白酶消化的蛋白质的数量可通过三氯乙酸溶解的那部分N除以样品(尼龙袋中的残渣)中的N得到。研究者们报道,通过这种方法,使用瘤胃培养16h残渣得到的结果与体内法试验得到的结果相关性很高(r=0.91)。

本版《奶牛营养需要》为了获得所需RUP消化率的估测值,我们总结了54个试验的研究结果(表7)。其中有48个是从粪中回收尼龙袋的方法,有6个是采用Calsamia和Stem(1995)的三步法进行的体外试验。在尼龙袋试验中,袋子的孔径在9~53μm之间。在一些试验中,通过比较袋子的孔径与蛋白质消化率之间的关系发现,随着孔径的增大,消化率略有增加。Beckets等(1996)的研究结果是,当袋子的孔径为10/μm和43/μm时,豆粕、麸皮、肉骨粉的瘤胃降解残渣的消化率分别为87%和92%,72%和75%,64%和69%。Hvehnd(1985)用孔径为9μm和22μm的尼龙袋进行试验,测得豆粕、可可饼和菜粕的瘤胃降解残渣消化率分别为95%和97%,87%和87%,74%和75%。在所有的试验中都有孔径在40~53μm的处理,有12个试验研究了不同孔径对消化率的影响。在运动尼龙小袋试验中,75%的试验将饲料残渣预先在胃蛋白酶/盐酸溶液中培养。不过,没有进行预培养的试验数据也被采用,因为在估测预培养对试验结果的影响时发现,当运动尼龙袋试验技术已经包含了在瘤胃中培养这一步时,预培养已属不必(Vanhatalo等,1995;Voigt等,1985)。对于较少或根本没有数据的饲料原料来说,我们使用了Jarrige(1989)发表在《反刍动物营养:推荐允许量和饲料成分表》一书中表13-3中的数据。本版中给出的平均值(表15-2a,b)中,至少有5个百分点的误差范围,目的是为了强调在取得这些数据平均数的时候,已经考虑到了数据的精确性并不很高。

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表7 已发表的用来预测饲料原料RUP在肠道消化率的研究总结

15. 内源蛋白质流量的预测

前版《奶牛营养需要》(NRC,1989)中认为,进入小肠的全部蛋白质包括来源于瘤胃的微生物蛋白质和RUP。但是研究发现,内源蛋白态N对于进入小肠的N流量也有贡献,所以在预测进入小肠的蛋白质模型时应将内源N考虑进去。进入十二指肠的内源蛋白质包括:①唾液中的粘蛋白;②呼吸道上皮细胞;③口腔、食道和网-瘤胃上皮组织脱落或磨损的细胞碎片;④瓣胃和皱胃上皮组织中脱落或磨损的细胞碎片;⑤分泌到皱胃的酶。前3种来源的内源蛋白中有相当大的一部分会被瘤胃微生物降解,因此其对进入小肠的总蛋白质而言没有贡献。

很少有试验试图测定进入小肠的内源蛋白质数量,因为将内源N、微生物N和饲料N从十二指肠食糜中区分开来十分困难。不过,目前已经提出了一些方法用于测定内源N,其中之一是,当肉牛或奶牛全部的营养来源于瘤胃中灌注的VFA时,测定经过瘤胃和皱胃的非氨态N(NAN)流量。运用这种方法,Orskov等(1986)用两头非泌乳妊娠奶牛(体重分别为650kg和700kg)得出如下结果,从瘤胃流出的NAN的平均值为8.3g/d或51mg/kg BW0.75;用两头阉公牛(体重分别为307kg和405kg)得出的结果是,平均值为5.1g/d或58.2 mg/kg BW0.75。0rskov等(1986)用同样的方法测定了生长肉牛和羔羊流经瘤胃和皱胃的NAN值。4头阉牛(体重在240~315kg)流经瘤胃的总N和NAN分别为9.9g/d和5.8g/d(145mg/kg和85mg/kgBW0.75),流经皱胃的总N和NAN分别为17.0g/d和13.48g/d(248mg/kg BW0.75和195mg/kgBW0.75);在羔羊(体重在40~50kg)的试验中,从瘤胃流出的总N和NAN分别为103mg/kgBW0.75和76mg/kgBW0.75;从皱胃流出的总N和NAN分别为244mg/kgBW0.75和181 mg/kgBW0.75。在这两个试验中发现,阉牛和羔羊离开皱胃的总内源N中来自瓣胃和皱胃的部分要大于其他内源部分。

另外一个更加接近生理状态的测定进入小肠内源N的方法是,给牛饲喂瘤胃不能消化的饲料蛋白质。在这种情况下,内源N为总进食N减去小肠微生物N和总NAN。Hannah等(1991)和Lintzenich等(1995)用标记的须芒草(2.3%和2.8%CP)作为荷斯坦牛(370~424kg)惟一的能量和蛋白质来源,试验牛DM采食量占体重的0.7%~0.8%(两个试验中大约都为3.1kg/d)。进入小肠的内源N分别为278mg/kg BW0.75 (Hannah等,1991)和279mg/kg BW0.75 (Lintzenich等,1995)。Hart和Leibholz(1990)给装有瘤胃和真胃(幽门末端)瘘管的300kg阉牛饲喂不同数量的碱化小麦秸(1.7~4.1g/kg)。小麦秸中蛋白质在瘤胃中被认为是不被消化的。进入皱胃的内源N平均值为325mg/kg BW0.75。从瘤胃进入瓣胃的内源N随DMI的增加而增加,平均为2.2g/kg DMI(87mg/kg BW0.75),而从瓣胃进入皱胃的内源N似乎不受DMI的影响,平均值为17.2gN/d。

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