不同蛋白質(zhì)和碳水化合物飼料來(lái)源對(duì)牛瘤胃洗滌纖維降解和瘤胃液產(chǎn)物的定量研究

王星凌 趙紅波 黃德建 王秀芹 孫家林

反芻動(dòng)物瘤胃微生物正常代謝以日糧碳水合化物和氮來(lái)源為基礎(chǔ)，瘤胃微生物對(duì)飼料碳水合化物代謝依賴于日糧中淀粉和纖維來(lái)源。大量研究集中在日糧不同蛋白質(zhì)和碳水化合物來(lái)源影響飼料消化率、瘤胃液產(chǎn)物和動(dòng)物生產(chǎn)性能（Hoover和Stokes，1991；Hussein 等，1991；López等，2003；Nombekala 和 Murphy，1995；Rotger等，2006；Shabi等,1998）。這些研究多采用點(diǎn)取樣或指示劑標(biāo)記法，尤其是瘤胃取樣，研究?jī)?nèi)容多為定性測(cè)定。本試驗(yàn)采用瘤胃掏空技術(shù)測(cè)定不同蛋白質(zhì)和碳水化合物飼料對(duì)瘤胃內(nèi)洗滌纖維降解和瘤胃液產(chǎn)物的定量影響，準(zhǔn)確研究瘤胃微生物對(duì)日糧洗滌纖維的瘤胃降解和瘤胃微生物發(fā)酵的相關(guān)產(chǎn)物。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)動(dòng)物

試驗(yàn)動(dòng)物為3頭體重相近的青年母牛，試驗(yàn)之前按歐洲兩步驟外科手術(shù)瘺管安裝法安裝大口徑瘤胃瘺管(王星凌等，1999)，手術(shù)后3頭母?；謴?fù)正常，瘤胃密閉性良好。試驗(yàn)地點(diǎn)為山東省農(nóng)科院畜牧獸醫(yī)研究所奶牛場(chǎng)。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)計(jì)為3×3拉丁方，用3頭安裝永久性大口徑瘤胃瘺管的青年黃母牛飼喂3種不同精飼料的日糧，三種精飼料配方及營(yíng)養(yǎng)水平見(jiàn)表1，分別為豆粕(SBM)+玉米（日糧 1），豬血粉(BM)+玉米（日糧 2）和豆粕+小麥（日糧3），精料日喂量按活牛體重的1%喂給，即三個(gè)周期依次為3、3.6和4 kg，干玉米秸等量配給，實(shí)行精粗料混合飼喂。飼喂時(shí)間分別為7:30和17:30，自由飲水。

1.2.2 試驗(yàn)程序

試驗(yàn)為3個(gè)試驗(yàn)周期，每一周期為37 d，其中適應(yīng)期26 d。在每一周期的第27 d，對(duì)三頭瘤胃瘺管牛同時(shí)實(shí)施瘤胃掏空技術(shù)。在早晨采食后2、4、8、16和24 h，分別5次掏空瘤胃內(nèi)容物，其中2、4、8和24 h分別用2 d間隔，16 h用3 d間隔，內(nèi)容物液體和固體分別放置稱取總重，然后按相同比例取液體和固體重量測(cè)定瘤胃內(nèi)容物干物質(zhì)（DM）重量。液體分離后，用尼龍布過(guò)濾置于兩個(gè)塑料瓶中，測(cè)定pH值、液體氨氮、揮發(fā)性脂肪酸（VFAs）。取固體內(nèi)容物測(cè)定洗滌纖維（NDF和ADF）。

1.2.3 化學(xué)分析

將瘤胃固體內(nèi)容物收集、烘干，測(cè)定干物質(zhì)、洗滌纖維（AOAC,1990）。瘤胃液體測(cè)定NH3-N（Crook和Simpson，1977）和 VFA（Fussel和 McCalley,1987）。用電子pH儀測(cè)定液體pH值。所有測(cè)定數(shù)據(jù)用PROC GLM程序進(jìn)行方差分析（ANOVA），處理各組平均值用最小顯著差異法比較（LSD）(SAS，2000)。

表1 瘤胃瘺管牛精料配方及營(yíng)養(yǎng)水平

2 結(jié)果與討論

2.1 不同日糧瘤胃干物質(zhì)和瘤胃液在采食后不同時(shí)間的瘤胃存留量

瘤胃內(nèi)容物包括瘤胃固體和液體兩部分，瘤胃內(nèi)容物存留量變化見(jiàn)表2。本文討論的瘤胃洗滌纖維降解存在于瘤胃固體內(nèi)容物，瘤胃液氨氮和揮發(fā)性脂肪酸則存在于瘤胃液體內(nèi)容物。在采食量相同的條件下，日糧1在采食后2～8 h瘤胃干物質(zhì)和瘤胃液總存留量最低，與其他兩種日糧相比差異顯著（P＜0.05）。日糧1維持瘤胃內(nèi)容物最低的存留量，這可能是由于日糧1形成這樣穩(wěn)定的瘤胃環(huán)境，即促進(jìn)瘤胃內(nèi)容物降解和利用，提高纖維降解速率以及瘤胃內(nèi)固相食糜和液相食糜的消失速率。

王星凌等（2002）測(cè)定了豆粕、血粉、小麥和玉米4種蛋白質(zhì)和碳水化合物單一飼料不同培養(yǎng)時(shí)間的瘤胃消失率，結(jié)果是血粉消失率最低，豆粕和玉米在瘤胃內(nèi)培養(yǎng)16 h消失率達(dá)到高峰，而小麥在瘤胃內(nèi)培養(yǎng)8 h消失率達(dá)到高峰。豆粕和玉米相似的消失速率可能維持瘤胃微生物的最大降解和合成。由此，豆粕和玉米相似的消失速率導(dǎo)致日糧1內(nèi)容物存留總量在采食后 2～8 h較低（P＜0.05），直到 16 h才與其它日糧沒(méi)有顯著差異。

2.2 不同日糧洗滌纖維在采食后不同時(shí)間的瘤胃存留量

瘤胃洗滌纖維存留量變化見(jiàn)表3。日糧1的瘤胃中性洗滌纖維（NDF）存留量在采食后2～16 h均低于其它兩種日糧（P＜0.05）；日糧1的瘤胃酸性洗滌纖維（ADF）存留量在采食后2～4 h與其它兩種日糧差異不顯著（P＞0.05），在采食后8～16 h均低于其它兩種日糧（P＜0.05）。這意味著日糧中性洗滌纖維（NDF）降解速率比日糧酸性洗滌纖維（ADF）快，酸性洗滌纖維可能受日糧組合的影響較?。欢占Z2和日糧3對(duì)日糧洗滌纖維沒(méi)有影響（P＞0.05）。

采食后2 h和8 h相比，瘤胃中性洗滌纖維（NDF）存留量下降幅度最大的是日糧1，下降0.40 kg，而日糧2下降0.03 kg，日糧3下降0.32 kg。日糧3中性洗滌纖維（NDF）存留量下降幅度受到采食后2 h的存留量影響。采食后2和4 h相比，瘤胃酸性洗滌纖維（ADF）存留量下降幅度最大的是日糧1，下降0.09 kg；而日糧2下降0.03 kg，日糧3下降0.03 kg。

表2 不同日糧瘤胃干物質(zhì)和瘤胃液在采食后不同時(shí)間的瘤胃存留量

表3 不同日糧洗滌纖維在采食后不同時(shí)間的瘤胃存留量

2.3 不同日糧瘤胃液pH值、氨氮和總VFA在采食后不同時(shí)間的瘤胃存留量

瘤胃液pH值、氨氮和總揮發(fā)性脂肪酸存留量變化見(jiàn)表4。瘤胃pH值是評(píng)價(jià)瘤胃發(fā)酵狀況的基本指標(biāo)，反映瘤胃微生物對(duì)底物的發(fā)酵利用程度（Calsamiglia 等，2008）。NRC（2001）指出，瘤胃 pH 值＜6.2時(shí)微生物降解和合成效率下降。本試驗(yàn)牛瘤胃pH值維持在6.6～7.3，不影響瘤胃微生物的正常代謝（Roger等,2006）。本試驗(yàn)中日糧3導(dǎo)致采食后2 h瘤胃液pH值下降，4 h降到最低點(diǎn)，8 h回升；日糧1在采食后2 h的pH值為最低，之后緩慢呈線性回升，這種緩慢回升可能為瘤胃微生物活動(dòng)提供緩沖能力；日糧2瘤胃液pH值在采食后2～8 h基本無(wú)變化。三種日糧在不同采食時(shí)間pH值無(wú)顯著差異(P＞0.05)。

瘤胃液氨氮濃度反映了瘤胃微生物對(duì)日糧蛋白質(zhì)在瘤胃的降解程度（Devant等，2000）。日糧1和日糧3在采食后2 h瘤胃液氨氮總量達(dá)最高點(diǎn)（P＜0.05）。日糧1至采食后16 h開(kāi)始下降，而日糧3在采食4 h瘤胃液氨氮開(kāi)始下降，日糧2在采食2 h和4 h，氨氮顯著減少，到8 h上升，氨氮總量直到采食后24 h，與其它兩個(gè)日糧的氨氮量相同。可能由于日糧2中豬血粉蛋白質(zhì)的瘤胃降解率偏低導(dǎo)致不能滿足瘤胃微生物合成所需的氮來(lái)源，只在采食后8 h日糧2的氨氮總量升高。日糧1瘤胃液氨氮數(shù)量采食后2～8 h處于高峰狀態(tài)，說(shuō)明瘤胃微生物在瘤胃環(huán)境長(zhǎng)時(shí)間一直保持穩(wěn)定的降解能力。

VFA瘤胃存留量反映VFA在瘤胃產(chǎn)生和移除的平衡（López等，2003）。三種日糧的總揮發(fā)性脂肪酸在采食后2～4 h差異不顯著(P＞0.05)，日糧1和日糧3處于較高的瘤胃存留量，日糧1在采食后8～16 h瘤胃存留量降低，與日糧2和日糧3相比差異顯著（P＜0.05）。日糧1對(duì)瘤胃VFA移除速度較快，日糧2則較慢。日糧1對(duì)瘤胃VFA的快速移除，意味著瘤胃液的快速流出以及可能解釋瘤胃固體內(nèi)容物的快速移除。

2.4 不同日糧瘤胃液VFAs在采食后不同時(shí)間的瘤胃存留量（見(jiàn)表5）

瘤胃液中VFA的瘤胃存留量各組間差異不顯著(P＞0.05)。日糧1中乙酸的瘤胃存留量在采食后2～4 h，處于較高的水平，采食后8 h開(kāi)始下降，16～24 h處于穩(wěn)定狀態(tài)。丙酸和丁酸的變化趨勢(shì)與乙酸相同。

日糧2中乙酸和丙酸的瘤胃存留量在采食后2～4 h沒(méi)有變化，到8 h才略有上升，之后開(kāi)始下降；丁酸在采食后2～8 h變化不大，之后開(kāi)始下降。日糧3中乙酸的瘤胃存留量在采食后4 h，處于較高的水平，采食后8 h開(kāi)始下降；丙酸和丁酸的變化趨勢(shì)同乙酸。

表4 不同日糧瘤胃液pH值、氨氮和總VFA在采食后不同時(shí)間的瘤胃存留量

表5 不同日糧瘤胃液VFAs在采食后不同時(shí)間的瘤胃存留量

3 結(jié)論

從測(cè)定不同瘤胃培養(yǎng)時(shí)間的pH值、VFA、內(nèi)容物存留量的變化指標(biāo)看出，由豆粕+玉米組成的日糧1提供降解秸稈理想的瘤胃環(huán)境，有助于促進(jìn)DM、NDF、ADF和VFA在瘤胃的消失數(shù)量。由豆粕+小麥組成的日糧3雖不能改變瘤胃固體內(nèi)容物和洗滌纖維的存留量，但在采食后短時(shí)間內(nèi)，也有助于瘤胃液氨氮和揮發(fā)性脂肪酸產(chǎn)量；由豬血粉+小麥組成的日糧2缺乏瘤胃所需的降解蛋白質(zhì)，導(dǎo)致瘤胃代謝各項(xiàng)指標(biāo)最差。

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