添加不同水平莫能霉素對奶牛瘤胃內(nèi)日糧營養(yǎng)物質(zhì)發(fā)酵及血液生化指標(biāo)的影響

錢占宇,苗樹君＊,李紅宇,2,程延彬

(1.黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)動物科技學(xué)院,黑龍江 大慶市 163319;2.黑龍江省畜牧研究所,黑龍江 齊齊哈爾 161005)

莫能霉素(monensin)又稱瘤胃素。1967年由Haney從肉桂地鏈霉菌發(fā)酵產(chǎn)生的物質(zhì)中提取的一類親酯性聚醚類離子載體。70年代作為抗球蟲藥物開始投放市場,后來發(fā)現(xiàn)它對反芻家畜具有生長促進及保健作用,它能夠調(diào)節(jié)瘤胃微生物區(qū)系,抑制乳酸產(chǎn)生菌、氨產(chǎn)生菌及甲烷產(chǎn)氣菌活性飼料中添加莫能霉素可提高飼料轉(zhuǎn)化率、改善、調(diào)控瘤胃發(fā)酵[1]。

1 材料與方法

1.1 試驗動物與試驗設(shè)計

選擇三頭體重近(550 kg左右)、健康、處于泌乳后期安裝永久性瘤胃瘺管的荷斯坦奶牛。采用3×3拉丁方實驗設(shè)計,MⅠ處理:基礎(chǔ)日糧;MⅡ處理:基礎(chǔ)日糧+莫能霉素(31.5 mg/kg DM);MⅢ處理:基礎(chǔ)日糧+莫能霉素(46.5 mg/kg DM);每期試驗預(yù)試期12 d,正試期3 d。

1.2 試驗日糧及飼養(yǎng)管理

試驗牛全為舍飼,自由飲水,每日喂料兩次(6:00和18:00),先粗后精。日糧組成由混合精料、玉米秸稈和羊草組成,基礎(chǔ)日糧及營養(yǎng)水平見表1。莫能霉素購于浙江升華拜克生物公司,純度為20%,將其均勻混入精飼料飼喂。

1.3 樣本的采集、預(yù)處理方法

1.3.1 瘤胃液的采集 瘤胃液的采集與分析測定:每期最后一天,分別在飼喂前(0 h),飼喂后3 h、6 h、9 h、12 h 采集瘤胃液,每次采集 100 mL,用 4層紗布過濾后,然后4 000 r/min離心處理,取上清液0.5 mL+4.5 mL 0.2 mol/L鹽酸測定氨態(tài)氮濃度;取4 mL上清液測定揮發(fā)性脂肪酸(VFA),采用高效氣相色普譜儀測定。

1.3.2 血液的采集 在正試期開始后第3 d采用頸靜脈采血,于采食后3 h采血,置于10 mL離心管中,常溫下迅速用離心機以1 500 r/min的速度離心分離血清,用于測定血液中的尿素氮、血糖,另取一管加入0.3 mL(100萬單位/100 mL生理鹽水)肝素鈉+10 mL血液直接混勻為全血,將采集后的樣品至于-20℃冰柜內(nèi)保,以備測定血液生化指標(biāo)。

表1 基礎(chǔ)日糧組成及營養(yǎng)水平

1.4 試樣測定方法

1.4.1 瘤胃pH值測定 經(jīng)四層紗布過濾后用梅特勒FE20k型pH計測定pH值。

1.4.2 瘤胃液中氨態(tài)氮測定 利用馮宗慈高民方法[2],采用723A可見光分光光度計。

1.4.3 瘤胃液中VFA測定 采用氣相色譜法。

1.4.4 營養(yǎng)成分的測定方法 尼龍袋殘渣營養(yǎng)物質(zhì)含量的測定方法參見《飼料分析及飼料質(zhì)量檢測技術(shù)》(楊勝,1993)。

1.4.5 瘤胃降解率測定方法 應(yīng)用體內(nèi)尼龍袋法(馮仰廉1984),尼龍袋17×6 m,孔徑300目,袋的三邊以細(xì)滌綸線作雙道縫合,針孔用防水耐溫膠密封,準(zhǔn)確稱取9 g樣品,裝料后袋口用細(xì)線縫合。于晨飼前0 h投入瘤胃腹囊50 cm處,每頭牛放10個袋,分別于 6 h、12 h、24 h、48 h 和 72 h 取出兩個袋,立即用水沖洗至水液完全澄清為止,在65℃烘至恒重,測定 DM 、NDF、ADF 和 CP[3～4],計算瘤胃降解率。

1.4.6 血液生化指標(biāo)的測定 血漿中尿素氮、血糖、全血乳酸均采用相應(yīng)試劑盒,半自動生化儀測定測定。

1.5 瘤胃降解率計算

1.5.1 營養(yǎng)物質(zhì)瘤胃降解率計算 降解率的計算模型:(Υ rskov和 McDonald(1979)提出的數(shù)學(xué)指數(shù)模型)[5]

y為尼龍袋在瘤胃中滯留時間t后的飼料降解率;a為快速降解部分;b為慢速降解部分;c為慢速降解部分的速度常數(shù)。待測飼料的有效降解率(ED)由公式ED=a+[b·c/(c+k)]計算得出。公式中的常數(shù)k為待測飼料的瘤胃外流速度,公式中的常數(shù)k為待測飼料的瘤胃外流速度,公式中的常數(shù)k為待測飼料的瘤胃外流速度,其計算數(shù)值被假設(shè)為0.036h-1(顏品勛,1992)。

1.6 分析統(tǒng)計方法

瘤胃pH 值、氨態(tài)氮、VFA、營養(yǎng)物質(zhì)降解率數(shù)據(jù)應(yīng)用SAS軟件包(9.0)軟件包中的平衡實驗設(shè)計ANOVA過程進行方差分析,采用Duncan法進行多重比較。

圖1 飼喂不同水平莫能霉素日糧奶牛瘤胃液pH值的變化

圖2 飼喂不同水平莫能霉素日糧奶牛瘤胃液NH3-N濃度 變化/mg·100 mL-1

2 結(jié)果分析

2.1 添加不同水平莫能霉素對奶牛瘤胃發(fā)酵及發(fā)酵產(chǎn)物的影響

2.1.1 對奶牛瘤胃液pH值的影響 各試驗組瘤胃液pH值在奶牛采食后均呈現(xiàn)先降低后升高的變化趨勢。12:00點(即采食后6 h)最低;在奶牛采食后6小時內(nèi)MⅠ組瘤胃液pH值的降低趨勢要高于MⅡ組和MⅢ組。全程測定過程中,兩添加組要高于對照組(P>0.05);MⅠ組、MⅡ組和MⅢ組pH值的變動范圍分別為 6.36～6.94,6.63～7.07,6.64～7.01,MⅠ組、MⅡ組、M Ⅲ組pH值平均值分別為6.69,6.84,6.88其組間比較差異不顯著(P>0.05),如圖1所示。

2.1.2 對奶牛瘤胃液NH3-N濃度的影響 各試驗組奶牛瘤胃液NH3-N濃度在采食后迅速上升,飼喂后3 h NH3-N濃度上升至最高值,之后隨著時間的推移NH3-N濃度又逐漸下降,而飼喂后6～12 h時間段NH3-N濃度變化總體上比較平穩(wěn)。MⅠ組、MⅡ組及MⅢ組NH3-N濃度平均值分別為10.72 mg/100 mL,10.27 mg/100 mL,8.56 mg/100 mL,添加組均低于未添加組,MⅢ分別為顯著低出MⅠ組18.60個百分點(P<0.05),MⅡ組低于MⅠ組10.41個百分點(P>0.05),如圖2所示。

圖3 飼喂不同水平莫能霉素日糧奶牛瘤胃液乙酸發(fā)酵的變化/mmol·L-1

圖4 飼喂不同水平莫能霉素日糧奶牛瘤 胃液乙酸摩爾比例變化/%

2.1.3 對奶牛瘤胃液VFA(乙酸、丙酸、丁酸)濃度的影響 采食0 h MⅢ組瘤胃內(nèi)乙酸濃度低于對照組,在采食0～3 h,各組瘤胃內(nèi)乙酸濃度呈上升趨勢,隨采食后時間的延長各組的瘤胃內(nèi)乙酸濃度也隨之降低直到當(dāng)天第二次采食;各個時間點其添加組瘤胃內(nèi)乙酸含量均低于對照組,其在采食后3 h,MⅢ組顯著低于MⅠ組與MⅡ組(P<0.05);乙酸濃度平均值,MⅢ組低于MⅠ組與MⅡ組,且差異極顯著(P<0.05)。

在采食0 h MⅠ組乙酸摩爾比例高于MⅡ、MⅢ組(P>0.05),隨后各組乙酸摩爾比例呈交替升高變化,但乙酸摩爾比平均值則表現(xiàn)為MⅠ組>MⅢ組>MⅡ組,各組間比較乙酸摩爾比例差異不顯著(P>0.05),如圖3和圖4所示。

圖5 飼喂不同水平莫能霉素日糧奶牛瘤胃液丙酸發(fā)酵的變化/mmol·L-1

圖6 飼喂不同水平莫能霉素日糧奶牛瘤胃液 丙酸摩爾比例變化/%

在采食后0～3 h各組瘤胃內(nèi)丙酸濃度上升較快,后隨采食時間延長而逐漸下降;在采食后3 h MⅡ組丙酸濃度要高于MⅠ組及MⅢ組,組間比較差異不顯著(P>0.05),各組丙酸濃度平均值為MⅡ組>MⅠ組>MⅢ組各組間比較差異不顯著(P>0.05)。

在全程各測定時間點,MⅡ組的丙酸摩爾比例始終高于對照組MⅠ。在采食后3 h MⅡ組丙酸摩爾比顯著高于MⅠ組(P<0.05);其他各測定時間點,其三組的丙酸摩爾比例組見比較差異不顯著(P>0.05),添加組丙酸平均摩爾比例均要高于對照組丙酸摩爾比例,且MⅡ組顯著高于MⅠ組(P<0.05),如圖5和圖 6所示。

圖7 飼喂不同水平莫能霉素日糧奶牛瘤胃液丁酸發(fā)酵的變化/mmol·L-1

圖8 飼喂不同水平莫能霉素日糧奶牛瘤胃液 丁酸摩爾比例變化/%

在奶牛采食日糧后0～6 h瘤胃內(nèi)丁酸濃度呈上升趨勢,在采食后6 h隨時間的延長各組均呈下降趨勢;在采食后6 hMⅠ組丁酸濃度高于MⅡ組、MⅢ組(P>0.05);但在采食后6～12 h,對照組瘤胃內(nèi)丁酸的濃度下降趨勢要高于添加組的下降趨勢;丁酸濃度平均值MⅠ組要高于兩添加組(P>0.05)。

在奶牛采食后0～6 h各組丁酸摩爾比例程上升趨勢,隨后隨時間的延長而降低。在采食后6 h點,MⅠ組與MⅡ組和MⅢ組相比較丁酸摩爾比例要分別較其兩組高出3.70、3.96個百分點(P>0.05);兩添加組丁酸摩爾比例平均值低于對照組平均值,其組間差異不顯著(P>0.05),如圖7和圖8所示。

圖9 飼喂不同水平莫能霉素日糧奶牛瘤胃液TVFA發(fā)酵的變化/mmol·L-1

各組TVFA的濃度在采食后0～3 h均呈上升狀態(tài),而后隨采食時間延長各組TVFA的濃度又隨之下降,直到當(dāng)天第二次采食。在各個時間點測定過程中,MⅢ組始終低于MⅠ組及MⅡ組;采食0～3 h后MⅠ組低于MⅢ組,采食后6～12 hM Ⅰ組TVFA濃度的下降趨勢高于MⅡ組;各組全程測定TVFA的濃度平均值MⅡ組高于MⅠ組(P>0.05),MⅡ組顯著高于MⅢ組(P<0.05),如圖9所示。

2.1.4 對奶牛瘤胃液pH值、氨態(tài)氮和VFA濃度及摩爾比例的影響如表2所示。

表2 添加不同水平莫能霉素瘤胃液pH值、氨態(tài)氮和VFA濃度及摩爾比例

2.2 不同水平莫能霉素對日糧營養(yǎng)成分在瘤胃中降解率的影響

不同水平莫能霉素日糧DM瘤胃降解率:MⅡ、MⅢ兩組的快速降解部分和慢速降解部分均低于MⅠ組(P>0.05);潛在降解率(a+b)值,M Ⅱ組低于對照組(P>0.05),MⅢ組顯著低于MⅠ組(P<0.05);MⅠ組的有效降解率高于MⅡ和MⅢ組,各組間差異不顯著(P>0.05)。

不同水平莫能霉素日糧CP瘤胃降解率:MⅠ組的快速降解部分略高于MⅡ組、MⅢ組(P>0.05);快速慢速解部分MⅢ組顯著低于MⅠ組、MⅡ組(P<0.05);潛在降解率(a+b):MⅠ組與MⅡ組、MⅢ組比較分別高于7.14、16.64個百分點,組間比較差異均不顯著(P>0.05)有效降解率:MⅠ組CP的有效降解率略高于MⅡ、M Ⅲ,其各組間比較差異不顯著(P>0.05)。

不同水平莫能霉素日糧NDF瘤胃降解率:MⅡ組的快速降解部分分別高于MⅠ組、MⅢ組(P>0.05);MⅠ組的慢速降解部分分別高于MⅡ組、M Ⅲ組,但差異不顯著(P>0.05);M Ⅱ組、MⅢ組的潛在降解率(a+b)值低于MⅠ組,MⅡ組與MⅢ組組間比較差異不顯著(P>0.05);MⅡ組和MⅢ組有效降解率低于MⅠ組,但差異不顯著(P>0.05)。

表3 添加不同水平莫能霉素日糧中DM、CP、ADF、NDF的瘤胃有效降解率(%, X±SD)

不同水平莫能霉素日糧ADF瘤胃降解率:MⅠ組的快速降解部分低于MⅡ組、MⅢ組快速降解部分(P>0.05),兩添加組間比較MⅡ組低于MⅢ組(P>0.05);MⅡ組、MⅢ組慢速降解部分低于MⅠ組(P>0.05);MⅠ、MⅢ兩組的潛在降解率(a+b)值略高于MⅡ添加組(P>0.05);MⅠ、MⅢ兩個添加組的有效降解率高于MⅡ組(P>0.05)。

2.3 不同水平莫能霉素對奶牛血液生化指標(biāo)的影響

表4 飼喂不同水平莫能霉素日糧對奶牛血液生化指標(biāo)的影響( X±SD)

由表4可知,MⅡ組、MⅢ組的血糖濃度略高于對照組分別高出10.96、10.35個百分點,各組間比較差異不顯著(P>0.05);血清尿素氮:MⅡ組、MⅢ組均高于MⅠ未添加組(P>0.05),兩試驗組間比較,MⅡ組與MⅢ組間差異不顯著(P>0.05);各組的血液乳酸濃度差異不顯著(P>0.05)。

3 討論

從試驗結(jié)果中可看出,莫能霉素添加組瘤胃內(nèi)pH值高于對照組,這一結(jié)果與Broderick(2004)[6]試驗結(jié)果相一致。

根據(jù)康乃爾凈碳水化合物蛋白質(zhì)系統(tǒng)(CNCPS),將微生物按照對能量獲得和蛋白質(zhì)的利用分為兩類,即分解結(jié)構(gòu)性碳水化合物、利用氨為氮源的微生物與利用非結(jié)構(gòu)性碳水化合物可利用氨、氨基酸和肽為氮源的微生物[7～8]。本試驗中添加組的氨氮濃度要低于對照組,其可能是由于莫能霉素對于革蘭氏陽性菌的調(diào)節(jié)作用,其降低了瘤胃內(nèi)微生物對于日糧中蛋白質(zhì)分解,該觀點可從本試驗中日糧粗蛋白降解率的部分參數(shù)得到部分證實。此外Yang(1993)等研究認(rèn)為莫能霉素可抑制瘤胃內(nèi)微生物的脫氨基作用,以至添加組氨氮濃度低于對照組[9],Jenkins(2003)等研究報道,在奶牛日糧中單獨添加莫能霉素也得到類似結(jié)果[10]。Preston(1987)等認(rèn)為瘤胃內(nèi)的氨氮濃度處于6.0～30.0 mg/100 mL時可保證瘤胃內(nèi)微生物的正常發(fā)酵該試驗結(jié)果數(shù)值均處于適正常耐受范圍內(nèi)[11]。

在本試驗中,添加組瘤胃內(nèi)乙酸濃度要低于對照組,但丙酸的發(fā)酵量及摩爾比例高于對照組。該結(jié)果與Marounek(2001)[12]等在體外培養(yǎng)條件下以及研究的結(jié)果相一致,這可能與瘤胃內(nèi)乙酸發(fā)酵菌受到抑制有關(guān)。添加組的C2/C3值要低于對照組,且C2/C3大于 3。這與李長皓(2007)對于肉牛的研究結(jié)果近似C2/C3值均高于對照組,但其測定各組C2/C3值均小于3[13]。這可能與日糧的組成結(jié)構(gòu)不同有關(guān),造成的發(fā)酵類型不同。TVFA在的發(fā)酵量隨日糧中莫能霉素含量的增加而降低,這也說明了對于莫能霉素的使用量須在一定的合理范圍內(nèi),使其正效應(yīng)最大限度大于負(fù)效應(yīng)。

本試驗中各添加組的DM瘤胃內(nèi)有效降解率均高于對照組,證明添加組的瘤胃內(nèi)環(huán)境較適合瘤胃發(fā)酵菌的生長繁殖;當(dāng)日糧中添加46.5 mg/kg DM的莫能霉素后CP瘤胃內(nèi)慢速降解部分則要低于對照組;添加組NDF瘤胃內(nèi)的有效降解率則低于對照組,而日糧中添加31.5 mg/kg DM莫能霉素后ADF瘤胃內(nèi)有效降解率要低于其他兩組,并沒有出現(xiàn)ADF瘤胃內(nèi)有效降解率隨莫能霉素添加量增加而低,這一問題有待繼續(xù)探討。

本試驗對于奶牛血糖的測定結(jié)果發(fā)現(xiàn)試驗組血糖濃度均略高于對照組(P>0.05),這可能是由于乙酸發(fā)酵菌對于日糧中可溶性碳水化合物發(fā)酵的減少以及丙酸發(fā)酵量的增加,其次生糖氨基酸在瘤胃內(nèi)降解的減少導(dǎo)致了葡萄糖合成量的增加,這結(jié)果與Vallimont(2001)等單獨添加莫能霉素的研究報道相一致[14]。血中的尿素氮可作為評定蛋白質(zhì)利用水平一項重要指標(biāo),其對于分析、評定調(diào)整家畜日糧蛋白質(zhì)水平起著重要的參考作用。血中尿素氮含量與反芻動物日糧中的蛋白質(zhì)水平及其利用狀況成正相關(guān)。試驗結(jié)果表明添加組血液中的尿素氮含量高于對照組,日糧中CP在瘤胃內(nèi)有效降解率的下將及過瘤胃蛋白數(shù)量的增加都可能導(dǎo)致這一結(jié)果。由于該實驗所投給的精飼料并未達到導(dǎo)致酸中毒的飼喂量,所以試驗中各組奶牛血液中的乳酸含量均未達到中毒水平且各組間差異不顯著。

4 結(jié)論

1)對于奶牛日糧中添加莫能霉素可以提高奶牛的瘤胃內(nèi)pH值、降低氨態(tài)氮濃度,顯著提高丙酸摩爾比例,降低乙酸丙酸比值。

2)添加莫能霉素減緩日糧中粗蛋白降解,但奶牛日糧中干物質(zhì)和纖維在瘤胃內(nèi)降解率也會降低。

3)添加莫能霉素可一定程度提高奶牛血液中尿素氮含量及血糖濃度、對血液乳酸濃度影響則表現(xiàn)不明顯,各項指標(biāo)均呈差異不顯著。

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