飼糧中添加不同比例的壓片玉米對奶牛瘤胃酸度的影響

■王　璐　張永根　雒國彬　劉可圓　張立陽　林　聰　許文斌　李　高

(東北農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科學(xué)學(xué)院，黑龍江哈爾濱150030)

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飼糧中添加不同比例的壓片玉米對奶牛瘤胃酸度的影響

■王璐張永根雒國彬劉可圓張立陽林聰許文斌李高

(東北農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科學(xué)學(xué)院，黑龍江哈爾濱150030)

摘要：研究改變飼糧中淀粉與可消化淀粉間的比例，對觀察瘤胃內(nèi)酸性環(huán)境的影響及其機理的討論。選用4頭體重在500 kg體況良好、體重相近、胎次相同、裝有永久性瘤胃瘺管的中國荷斯坦奶牛，采用4×4拉丁方的試驗設(shè)計，研究飼糧中添加4個水平的壓片玉米（0%、30%、60%、100%）對奶牛進行飼喂。試驗期為26 d，其中前14 d為預(yù)飼期，后12 d為試驗期。結(jié)果表明，隨著壓片玉米添加比例增高，瘤胃內(nèi)pH值幅度變化大，4組間差異顯著(P＜0.01)；總揮發(fā)性脂肪酸產(chǎn)量（TVFA）、丙酸產(chǎn)量隨壓片玉米添加比例增高而顯著增加(P＜0.01)，而乙酸丙酸比呈顯著降低(P＜0.01)；單位時間內(nèi)，瘤胃內(nèi)氨態(tài)氮產(chǎn)量隨日糧中壓片玉米比例升高而顯著上升(P＜0.01)。由此可得，飼喂添加不同比例壓片玉米的日糧，不同時間點對瘤胃內(nèi)pH值及氨態(tài)氮變化影響顯著，瘤胃內(nèi)丙酸、TVFA產(chǎn)量受添加壓片玉米比例變化影響顯著，其改變了瘤胃的發(fā)酵類型。干奶期奶牛日糧中添加壓片玉米對促進奶牛機體對日糧的吸收利用有積極的作用。

關(guān)鍵詞：壓片玉米；pH值；揮發(fā)性脂肪酸；氨態(tài)氮

干奶期奶牛日糧精粗比通常為50:50，在大量飼喂纖維性飼料的條件下，反芻動物從消化道內(nèi)吸收的葡萄糖較少，機體代謝所需90%以上的葡萄糖要靠糖異生來提供，而在此條件下，瘤胃發(fā)酵主要是乙酸發(fā)酵類型，糖異生的主要前體物——丙酸的產(chǎn)量不足，為了保證葡萄糖的穩(wěn)定供應(yīng)，機體不得不動用氨基酸來生糖，結(jié)果減少了蛋白質(zhì)在機體內(nèi)的沉積，甚至?xí)霈F(xiàn)氮負平衡(盧德勛，1993)。所以，大量飼喂纖維性飼料的奶牛，往往會出現(xiàn)減重、泌乳量下降、蛋白質(zhì)代謝惡化等癥狀。故在日糧中添加合理比例的能量飼料可有效改善由于日糧能氮不均衡造成的奶牛亞健康狀態(tài)。

淀粉顆粒被一層物質(zhì)包圍，它們是蛋白類物質(zhì)和一些脂肪。淀粉表面有時也有鋸齒、溝、裂縫、小孔，它們可以作為微生物進攻的位點，淀粉消化特性的巨大差異主要取決于淀粉源和加工條件(Wo1tei等，1992)。同時，淀粉消化特性在不同栽培品種和同一品種內(nèi)也會由于生長條件差異而不同。總之，禾谷類飼料淀粉比塊莖類淀粉敏感性高。加工處理，可使顆粒變小，增加其表面積，利于微生物進攻。粒度變小可以增加溶解率和發(fā)酵率。研究表明，粒度變小可以增加淀粉降解率(Thomasetal，1988;CerneauandMi halet，1991)。小顆粒降解速度快，但可能瘤胃流通速率也高，因此，小分子物質(zhì)使整個消化道纖維消化率可能降低，但淀粉會增高。磨碎降低了反色作用，這可以減少用于咀嚼的能量，但也會減少唾液的分泌。因此，瘤胃內(nèi)容物緩沖作用降低、pH值降低、乙酸減少、丙酸增多，這被認為是由于低pH值對纖維分解菌所具有的副作用。

Thomas(1998)的研究表明，在120℃下高溫滅菌玉米的籽實，其中淀粉降解率增加。對大多數(shù)禾本科籽實而言，膨化處理使淀粉降解率增加(Herrera sal?dana等，1990；Tanuninga等，1990)，而且Foeant等(1990)的研究報道，經(jīng)過膨化，淀粉在體內(nèi)的可利用性增強。(Blaxter等，1956；Beardsley，1964)報道，對淀粉而言，制粒后其體積增加，降解率升高。

谷物通過加工處理可破碎顆粒的外種皮，增大瘤胃微生物和酶的進入機會而提高瘤胃對淀粉的消化速度。熱、水分、壓力的作用(高水分或經(jīng)蒸氣加工處理谷物)也會改變瘤胃中發(fā)酵狀況，通過破壞掉淀粉顆粒周圍的蛋白質(zhì)基質(zhì)，使淀粉糊化和破壞其結(jié)晶狀結(jié)構(gòu)而使淀粉更易于被消化。現(xiàn)代飼料加工方法包括磨碎、壓裂、制粒、蒸氣壓片、烘炒、擠壓膨化。大多數(shù)加工方法都可增加淀粉在瘤胃中的降解率，同時也降低飼料中纖維成分的降解率。

1材料與方法

1.1試驗動物及其飼養(yǎng)管理

試驗動物采用4頭體況良好，平均體重為（600± 20）kg，處于干奶期的荷斯坦奶牛（安裝瘤胃瘺管），試驗?zāi)膛７謾陲曃?，干物質(zhì)進食量設(shè)定為16.2 kg/d，奶牛每天分別于07:00和18:00等量飼喂日糧，自由飲水。

1.2試驗日糧

日糧由35.72%羊草、20.82%玉米青貯及17.55%的精料組成。日糧中粗飼料主要由羊草干草組成，4組日糧的精粗比約為50:50，羊草長短處理相同，供給的青貯及精料量一致。其中，4組日糧將玉米與壓片玉米按不同梯度比例混合加入日糧中，即S0組不含壓片玉米全由正常玉米組成，S30組含有30%壓片玉米，S60組含有60%壓片玉米，S100組不含玉米成分，100%由壓片玉米組成。其中，壓片玉米來源黑龍江天正鼎泰飼料有限公司，4組羊草干草采用鍘草機（9Z-6A型，產(chǎn)于洛陽四達農(nóng)業(yè)機械有限公司）將羊草鍘為8 cm，經(jīng)切短長度處理后分別過賓州篩后飼喂動物，青貯玉米切碎，長度為2～3 cm；精料磨碎呈顆粒狀。試驗日糧組成及營養(yǎng)水平見表1。

表1日糧組成及營養(yǎng)水平

1.3試驗設(shè)計

采用4×4拉丁方的試驗方法，試驗期為26 d，其中前14 d為預(yù)飼期，后12 d為試驗期（試驗期分4期，每期3 d，期與期間隔3 d供胃排空時間）用于樣品采集和測量瘤胃pH值。

1.4監(jiān)測瘤胃液pH值變化情況

采樣日分3 d，每天選取4個時間點，每個時間點相隔3 h，即07:00(晨飼前)、10:00、13:00和16:00；08:00、11:00、14:00和17:00；09:00、12:00、15:00和18:00，連續(xù)12個時間點采集瘤胃液樣品，采用pH計（sartorius PB-10）檢測瘤胃pH值，因此可獲得奶牛從07:00(晨飼前)至18:00連續(xù)12個時間點的pH值變化情況。

1.5瘤胃內(nèi)VFA產(chǎn)量的測定

于07：00（晨飼前）至18：00每隔1 h，連續(xù)12個時間點采集瘤胃液樣品，經(jīng)4層紗布過濾后，轉(zhuǎn)置至15 ml離心管內(nèi)，3 000 r/min，離心10 min，取6 ml上清液于10 ml離心管內(nèi)，加5%偏磷酸2 ml固定VFA，-20℃保存。

采用日本島津GC-2010氣相色譜測定瘤胃液中乙酸、丙酸、異丁酸、丁酸、異戊酸、戊酸6種揮發(fā)性脂肪酸的含量。解凍的瘤胃液樣品于4℃條件下，3 000 r/min離心10 min，取1 ml上清液于高速離心機內(nèi)，10 000 r/min離心10 min。取上清液先過0.45 μm水系濾膜，再過0.22 μm水系濾膜。FID檢測器及毛細管色譜柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm, Catalog NO: 19091N-133)，進樣口230℃、檢測器280℃，柱箱升溫程序為以20℃/min由45℃升至260℃保持9 min。瘤胃VFA濃度用GCsolution色譜工作站“data anali?sis”分析，采集未知樣品圖譜，根據(jù)已建立的標(biāo)準(zhǔn)曲線，計算未知樣品各組分的含量。

1.6瘤胃內(nèi)氨態(tài)氮產(chǎn)量的測定

于07：00（晨飼前）至18：00每隔1 h，連續(xù)12個時間點采集瘤胃液樣品，經(jīng)4層紗布過濾后，轉(zhuǎn)置至15 ml離心管內(nèi)，3 000 r/min離心10 min，取6 ml上清液于10 ml離心管內(nèi)，加0.1 mol/l鹽酸，-20℃保存。

解凍的樣品于4℃條件下，12 000 r/min離心20 min，取出40 μl至貼好標(biāo)簽的試管中，分別吸取2.5 ml A液（苯酚顯色劑）、2.0 ml B液（次氯酸鹽試劑）加入到每個樣品試管（注意加入每種試劑后都要渦旋振蕩均勻）。將樣品放置37℃水浴中顯色30 min。使用分光光度計，在波長550 nm處測定樣品吸光度，若吸光度太高，須將樣品用蒸餾水按一定比例稀釋后再測定。

1.7數(shù)據(jù)處理

原始數(shù)據(jù)的基本處理采用Excel 2013軟件進行，結(jié)果采用SAS9.4軟件中的GLM模塊進行方差分析和顯著性檢驗，多重比較采用Duncan氏法。

2結(jié)果與分析

2.1改變?nèi)占Z中壓片玉米與破碎玉米比例對奶牛瘤胃內(nèi)pH值影響（見表2）

由表2可見，采食后連續(xù)12 h內(nèi)，1組奶牛瘤胃內(nèi)pH值變化趨勢大致相同，都呈現(xiàn)先降低，后升高的趨勢。而S0組奶牛瘤胃內(nèi)pH值整體處于較高水平，自采食后到下一次采食前，S0組奶牛瘤胃內(nèi)pH值維持在5.95～6.16之間，變化趨勢較平穩(wěn)，在11:00～13:00達到最低；而S30組、S60組和S100組變化趨勢相近，起伏最大的是S100組，pH值在9:00～12:00間幅度變化明顯，4組奶牛瘤胃內(nèi)pH值隨壓片玉米比例增加而顯著降低(P＜0.01)，13：00之后，4組奶牛瘤胃內(nèi)pH值差異不顯著(P＞0.05)，該階段從趨勢上看，S0組與S30組趨勢接近，而S60組與S100組趨勢更接近。

表2不同時間點瘤胃中pH值變化情況

圖1改變可消化淀粉比例對瘤胃內(nèi)不同時間點pH值的影響

2.2改變?nèi)占Z中壓片玉米與破碎玉米比例對奶牛瘤胃內(nèi)VFA產(chǎn)量的影響

改變?nèi)占Z中可消化淀粉比例對奶牛瘤胃內(nèi)VFA產(chǎn)量的影響見表3。由表3可知，4組奶牛瘤胃內(nèi)乙酸和丁酸產(chǎn)量數(shù)值相近，差異不顯著(P＞0.05)；而丙酸產(chǎn)量，隨著日糧中壓片玉米含量增加，奶牛瘤胃內(nèi)丙酸產(chǎn)量顯著增加(P＜0.01)；乙酸丙酸比隨著日糧中壓片玉米含量增加而顯著降低(P＜0.01)。

表3采食后瘤胃中VFA產(chǎn)量變化情況

2.3改變?nèi)占Z中壓片玉米與破碎玉米比例對奶牛瘤胃內(nèi)氨態(tài)氮的變化情況

表4采食后不同時間點瘤胃中氨態(tài)氮產(chǎn)量變化情況(mmol/l)

由表4可得，9:00～13：00這一時間段，4組不同比例的壓片玉米與破碎玉米的日糧飼喂奶牛后，其瘤胃內(nèi)氨態(tài)氮產(chǎn)量變化差異極顯著(P＜0.01)。

3　討論

研究表明，VFA的產(chǎn)量及發(fā)酵類型與日糧組成有關(guān)，日糧中淀粉含量高時，分解淀粉的微生物占優(yōu)勢，丙酸含量顯著上升；而當(dāng)粗纖維含量高時，纖維分解菌占優(yōu)勢，乙酸產(chǎn)量升高(Lyle，1991；Murphy，1984)。

VFA是有機物在瘤胃中發(fā)酵的主要產(chǎn)物，它是反芻動物能量利用中的一個重要的中間代謝產(chǎn)物，其含量及組成比例是反映瘤胃消化代謝活動的重要指標(biāo)。其中乙酸、丙酸、丁酸是VFA的主要成分，其各分子百分率大致反映了它們的發(fā)酵類型和被吸收情況。

乙酸、丙酸、丁酸的濃度和相對比例不僅受反當(dāng)動物采食水平，而且還受日糧組成等因素的影響(Sut?ton，1985；Murphy，1982)。因此，VFA的產(chǎn)量及其比例可顯著影響反芻動物對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收利用和生產(chǎn)水平的發(fā)揮(Thomas等，1988)。研究表明，VFA的產(chǎn)量及發(fā)酵類型與日糧組成有關(guān)，日糧中淀粉含量高時，分解淀粉的微生物占優(yōu)勢，丙酸含量顯著上升，而當(dāng)粗纖維含量高時，纖維分解菌占優(yōu)勢，乙酸產(chǎn)量升高。Seal等(1994)的研究表明，在日糧中添加可發(fā)酵碳水化合物，可提高瘤胃中VFA的產(chǎn)量和可利用VFA，同時亦影響N代謝。Taniguchi等(1995)報道，如果供給牛瘤胃的淀粉和氮是同步的，氨的吸收就會減少，而氮的沉積卻會增加。玉米是可溶性碳水化合物，在瘤胃中經(jīng)微生物作用降解為VFA，玉米經(jīng)過加工處理后，表皮層被破壞，使更多的微生物進行接觸，從而加速了VFA的產(chǎn)生。Wnldo等(1973)研究認為，將谷物加工后，大多數(shù)淀粉消化在瘤胃，而不是在小腸。大量研究表明，瘤胃內(nèi)發(fā)酵的淀粉過多，會出現(xiàn)瘤胃VFA中丙酸含量升高，并且唾液分泌量下降，出現(xiàn)瘤胃酸中毒和各種瘤胃炎癥。因此，谷物的加工處理也影響VFA的產(chǎn)生。

4　結(jié)論

改變?nèi)占Z中壓片玉米的添加比例，對干奶期奶牛瘤胃unei酸度變化及瘤胃內(nèi)發(fā)酵類型有顯著影響，根據(jù)本研究中采食后12 h內(nèi)奶牛瘤胃內(nèi)酸度變化情況，建議干奶期奶牛飼喂30%添加壓片玉米于日糧中最優(yōu)。

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（編輯：劉洋，2448824921@qq.com)

Effect of feeding steam-flaked corn in varying proportions on ruminal acidity

Wang Lu, Zhang Yonggen, Luo Goubin, Liu Keyuan, Zhang Liyang, Lin Cong, Xu Wenbin, Li Gao

Abstract：This experiment was conducted to investigate the effects of feeding steam-flaked corn in varying proportions on ruminal acidity. This experiment was designed as a 4*4 Latin square using four Holstein cows in dry period with rumen- cannulated. Diets were chemically similar but varied in steam-flaked corn added(0%, 30%, 60%, 100%）. They were divided into 4 groups (4 trial time) and first 14 d to adjust the diet and last 12 d for experiments. The results showed that reducing steamflaked corn ritio of diets, declined ruminal pH significantly(P＜0.01); As increasing steam-flaked corn ritio of diets, the propionate acid content and TVFA (total volatile fatty acids) content is significantly higher than three other groups(P＜0.01), and acetate/propionate ratio of high steam-flaked corn added significantly lower than three other groups(P＜0.01),it had changed the ruminal fermentation type. Therefore, the effects of feeding steam-flaked corn in varying proportions on ruminal pH in varying time had difference significantly, and so were the propionate acid, it had changed the ruminal fermenta?tion type. This study indicates that adding steam-flaked corn in dairy diets play an active role.

Key words：steam-flaked corn；volatile fatty acids；ruminal pH；NH3-N

收稿日期：2015-04-03

通訊作者：張永根，教授，博士生導(dǎo)師。

作者簡介：王璐，碩士，主要研究方向為反芻動物營養(yǎng)。

中圖分類號：S823

文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：1001-991X（2016）03-0054-04

doi:10.13302/j.cnki.fi.2016.03.011