硫酸鈉對奶牛瘤胃發(fā)酵的影響

東北農(nóng)業(yè)大學(xué)動物營養(yǎng)研究所 王 寅 孫滿吉＊ 孫東峰朱繼紅 楊 瓊 張永根

硫是反芻動物的必需營養(yǎng)素之一，但由于硫不能夠被體內(nèi)儲存，必須由日糧供給，其主要的來源形式為硫酸鹽和含硫氨基酸（May等，2009）。硫不足會抑制瘤胃微生物蛋白質(zhì)的合成（Hristov等，2007）。已有研究表明，瘤胃微生物能利用有機(jī)硫和無機(jī)硫合成含硫的氨基酸產(chǎn)生菌體蛋白。瘤胃細(xì)菌對硫源具有選擇性，通常硫酸鹽 （如硫酸鈉）是瘤胃細(xì)菌最主要的硫源（Kahlon等，1975；Bouchard和Conrad，1973）。日糧中適宜的硫水平可提高瘤胃內(nèi)細(xì)菌蛋白質(zhì)合成、改善氨基酸平衡、提高動物生產(chǎn)性能（Qi等，1993）。本試驗(yàn)旨為研究不同添加量的硫酸鈉對奶牛瘤胃發(fā)酵的影響，為探討其對瘤胃調(diào)控機(jī)理提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料 無水硫酸鈉由哈爾濱富康飼料廠提供。

1.2 試驗(yàn)動物 選用4頭體況良好，體重、日產(chǎn)奶量均相近，安裝有永久性瘤胃瘺管的泌乳中期荷斯坦奶牛。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與日糧 試驗(yàn)采用4×4拉丁方設(shè)計(jì)，分4個(gè)處理組，各組分別按日糧的0%、0.4%、0.8%和1.2%添加硫酸鈉 （各組N∶S分別為 16.7∶1、11.9∶1、9.6∶1、7.8∶1）。試驗(yàn)分為 4 期，每期18 d（預(yù)試期15 d，正試期3 d）。試驗(yàn)于東北農(nóng)業(yè)大學(xué)香坊實(shí)習(xí)基地進(jìn)行。奶牛飼糧營養(yǎng)需要參照2004版《奶牛飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)》，飼糧精粗比為50∶50，基礎(chǔ)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（干物質(zhì)基礎(chǔ)）

1.4 飼養(yǎng)管理 試驗(yàn)牛拴系飼養(yǎng)，每天7∶30和19∶30分2次飼喂，先粗后精，自由飲水。將硫酸鈉均勻添加到飼料中，混勻飼喂。

1.5 樣品采集與指標(biāo)測定 分別為飼喂后0、2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24 h （7∶30、9∶30、11∶30、13∶30、15∶30、17∶30、19∶30、21∶30、23∶30、1∶30、3∶30、5∶30、7∶30）取瘤胃液 50 mL，4 層紗布過濾，用于測定pH、原蟲數(shù)、NH3-N和菌體蛋白濃度。

1.5.1 瘤胃液pH測定 取出瘤胃液后，用酸度計(jì)（Mettle MP 120）立即測定 pH。

1.5.2 瘤胃內(nèi)原蟲數(shù)測定 參照劉大程（2007）的方法配制MFS染液，采用Dehority（1984）原蟲計(jì)數(shù)法，計(jì)數(shù)工具采用血球計(jì)數(shù)板。

1.5.3 瘤胃液NH3-N濃度測定 靛酚比色法測定（姜艷美等，2008）。

1.5.4 瘤胃液菌體蛋白（BCP）濃度測定 參考姜艷美等（2008）測定方法，略有改動。具體操作如下：過濾后的瘤胃液，經(jīng)4000 r/min離心15 min，收集上清液于20000 r/min離心20 min，小心無損失的收集沉淀后，用FOSS（型號：2300）全自動凱氏定氮儀測定。

1.6 統(tǒng)計(jì)分析 試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2003軟件進(jìn)行整理，運(yùn)用SPSS 17.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示，均值的多重比較采用Duncan’s法進(jìn)行，（P ＜ 0.05）為差異顯著。

2 結(jié)果

2.1 硫酸鈉對奶牛瘤胃液pH的影響 由表2可見，奶牛飼糧中添加不同水平的硫酸鈉對奶牛瘤胃平均pH無顯著影響（P＞0.05）。各組pH的變化趨勢一致，飼喂后均迅速下降，在 4 h（11∶30）、16 h（23∶30）后降低到最低點(diǎn)，而后緩慢上升，到下一次飼喂前達(dá)到最高，整個(gè)試驗(yàn)期內(nèi)，各組瘤胃平均pH值均維持在6.24～6.75。

表2 硫酸鈉對奶牛瘤胃液pH的影響

2.2 硫酸鈉對奶牛瘤胃內(nèi)原蟲數(shù)的影響 由表3可知，奶牛飼糧中添加不同水平的硫酸鈉后，瘤胃內(nèi)平均原蟲數(shù)均有所增加。其中，試驗(yàn)2組、3組與對照組相比均顯著提高（P＜0.05）。各組原蟲數(shù)量飼喂前后的變化趨勢基本相同，飼喂前較高，然后有所下降，為 6 h（13∶30）、18 h（1∶30）到達(dá)最高，而后又逐漸下降，到下一次飼喂前再次達(dá)到較高數(shù)量。

2.3 硫酸鈉對奶牛瘤胃液NH3-N濃度的影響由表4可知，奶牛飼糧中添加不同水平的硫酸鈉后，瘤胃液NH3-N平均濃度都有所降低，但與對照組相比無顯著影響（P＞0.05）。整個(gè)試驗(yàn)期內(nèi)，各試驗(yàn)組瘤胃液NH3-N濃度的動態(tài)變化規(guī)律基本一致，均為飼喂后濃度開始逐漸上升，2 h（9∶30）達(dá)到高峰，之后逐漸下降，為下次飼喂后2 h（21∶30）再次達(dá)到高峰。

表3 硫酸鈉對奶牛瘤胃內(nèi)原蟲數(shù)的影響105個(gè)/mL

表4 硫酸鈉對奶牛瘤胃液NH3-N濃度的影響mg/100 mL

2.4 硫酸鈉對奶牛瘤胃液BCP濃度的影響 由表5可見，與對照組相比，試驗(yàn)1組、2組奶牛瘤胃液平均BCP濃度均有所提高，且試驗(yàn)2組差異顯著（P＜0.05）。試驗(yàn)3組與對照組比較有所降低，但差異不顯著（P＞0.05）。BCP濃度變化趨勢顯示，瘤胃液BCP濃度從飼喂后開始下降，到每次喂后 8 h，即 15∶30和 3∶30開始回升，直至再次飼喂達(dá)到高峰。

表5 硫酸鈉對奶牛瘤胃液BCP濃度的影響mg/100 mL

3 討論

3.1 硫酸鈉對奶牛瘤胃液pH的影響 瘤胃液pH是評價(jià)瘤胃發(fā)酵水平的綜合指標(biāo)。研究表明，瘤胃液pH受唾液、日糧（性質(zhì)、加工狀態(tài)、處理方法）以及其降解物堿化和緩沖的影響 （劉敏雄，1991）。一般認(rèn)為瘤胃液pH＜6.2時(shí)，微生物蛋白質(zhì)合成效率下降（王建平等，2010）。瘤胃液pH在一定范圍內(nèi)保持相對穩(wěn)定，其變化范圍為5.0～7.8（韓正康和陳杰，1988）。本試驗(yàn)中瘤胃液pH變化范圍為6.24～6.75，且差異不顯著（P＞0.05），這與Zinn等（1997）報(bào)道的添加硫不影響瘤胃液pH的結(jié)論一致。說明為日糧中添加一定量的硫酸鈉，對奶牛瘤胃液pH無顯著影響，且對瘤胃內(nèi)微生物蛋白合成效率沒有負(fù)面影響。

3.2 硫酸鈉對奶牛瘤胃內(nèi)原蟲數(shù)的影響 反芻動物瘤胃內(nèi)存為大量的微生物，其中，原蟲約占總數(shù)量的40%。一頭健康的反芻動物瘤胃中，每毫升瘤胃液內(nèi)容物約含原蟲105～106個(gè)。本試驗(yàn)中，試驗(yàn)組與對照組相比原蟲數(shù)量均有所增加，且試驗(yàn)2組、3組變化顯著 （P＜0.05）。Scholljegerdes等（2004）研究也表明，日糧中添加硫和尿素，結(jié)果不僅干物質(zhì)和有機(jī)物的表觀消化率提高，而且瘤胃內(nèi)原蟲的數(shù)量增加（P＜0.05）并且添加硫酸鈉還可以防止瘤胃微生物生長的抑制。因此本試驗(yàn)表明，日糧中添加適量的硫酸鈉能夠促進(jìn)瘤胃原蟲的生長，提高奶牛瘤胃微生物的活力。

3.3 硫酸鈉對奶牛瘤胃液NH3-N濃度的影響奶牛瘤胃液NH3-N是瘤胃內(nèi)合成菌體蛋白的主要前體物質(zhì)，其適宜濃度是保證瘤胃微生物蛋白合成的首要條件（姜旭明等，2009）。氨濃度對微生物生長的臨界范圍是6～30 mg/100 mL（姜旭明等，2009；馮仰廉，2004）。 本試驗(yàn)中NH3-N 濃度為6.09～16.33 mg/100 mL，基本滿足了微生物生長的需要。各添加組瘤胃液平均NH3-N濃度都有所降低（P＞0.05）。各組飼喂后瘤胃NH3-N濃度均逐漸上升，而后逐漸下降，這是由于飼喂日糧后瘤胃內(nèi)各種微生物迅速增加，降解日糧中的蛋白質(zhì)，使NH3-N濃度快速上升，之后隨著瘤胃微生物對NH3-N的利用和瘤胃壁對其的吸收，NH3-N濃度又開始逐漸下降。

3.4 硫酸鈉對奶牛瘤胃液BCP濃度的影響 瘤胃微生物可以利用瘤胃發(fā)酵產(chǎn)生的氨基酸、氨態(tài)氮等合成微生物蛋白質(zhì)，且占反芻動物蛋白質(zhì)總需要量的 50% ～ 80%（Storm 和 ?rskov，1983），因此BCP的含量可以一定程度上反映瘤胃發(fā)酵的效果。本試驗(yàn)結(jié)果顯示，試驗(yàn)1組和2組瘤胃液BCP濃度都有所提高，其中試驗(yàn)2組顯著提高（P＜0.05），這與原蟲數(shù)的試驗(yàn)結(jié)果相符。可能是由于，添加一定量的硫酸鈉使瘤胃內(nèi)原蟲數(shù)和其他微生物種群數(shù)量增加、活力增強(qiáng)，從而提高了瘤胃液BCP濃度。說明添加一定量的硫酸鈉能夠促進(jìn)微生物的生長，提高微生物蛋白的合成。這與硫化物是合成菌體蛋白硫的主要來源的有關(guān)報(bào)道相符。王根林（2006）報(bào)道，一般奶牛日糧結(jié)構(gòu)中氮硫比應(yīng)維持為（10～12）∶1。試驗(yàn)3組瘤胃液BCP濃度低于其他組，可能是添加過多的硫使試驗(yàn)3組氮硫比較低，從而影響了BCP合成的原因。

4 結(jié)論

4.1 添加一定量的硫酸鈉對奶牛瘤胃液pH影響較小。

4.2 添加適量的硫酸鈉能促進(jìn)瘤胃原蟲的生長，其中，中、高添加量組的硫酸鈉能夠顯著增加奶牛瘤胃內(nèi)原蟲數(shù)量。

4.3 添加一定量的硫酸鈉會降低奶牛瘤胃液NH3-N濃度，但不顯著。

4.4 適宜添加量的硫酸鈉可以顯著提高奶牛瘤胃液BCP濃度，而過高添加量可能會降低奶牛瘤胃液BCP濃度。

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