代乳品能量和蛋白質(zhì)水平對(duì)肉犢牛生產(chǎn)性能和瘤胃發(fā)酵的影響

郭 峰 屠 焰 鄒彩霞 郭 群 苗 忠 刁其玉*

(1.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院飼料研究所，農(nóng)業(yè)部飼料生物技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100081;2.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)學(xué)院，烏魯木齊 830052;3.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院廣西水牛研究所，南寧 530001;4.山東省曹縣畜牧局，曹縣 274400)

我國(guó)南方地區(qū)肉牛養(yǎng)殖業(yè)起步晚、基礎(chǔ)較差，但有著豐富的草地和農(nóng)副產(chǎn)品資源，并且有廣大的消費(fèi)市場(chǎng)，所以我國(guó)南方肉牛的發(fā)展存在巨大的發(fā)展?jié)撃埽?］。犢牛的培育是成年的基礎(chǔ)，直接關(guān)系到產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，世界各國(guó)的牛場(chǎng)給犢牛飼喂牛奶或者代乳品并且配合補(bǔ)飼開食料的培育方法非常盛行，此方法不僅能夠促進(jìn)犢牛瘤胃發(fā)育［2］，而且能夠縮短斷奶日齡，最終降低犢牛培育的成本［3］，同時(shí)還能使產(chǎn)后母牛及早恢復(fù)體況，提高母牛繁殖率，增加經(jīng)濟(jì)效益。犢牛的培育離不開飼糧中能量和蛋白質(zhì)水平的合理設(shè)計(jì)，蛋白質(zhì)是犢牛飼糧中重要的營(yíng)養(yǎng)素，蛋白質(zhì)不足不利于犢牛生長(zhǎng)發(fā)育，過(guò)量不僅會(huì)造成環(huán)境污染而且造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失，因此適宜的蛋白質(zhì)水平在生產(chǎn)實(shí)踐中起到重要指導(dǎo)作用［4］。能量是肉犢牛維持生長(zhǎng)、繁殖必須的營(yíng)養(yǎng)，其主要來(lái)源于飼料碳水化合物、脂肪和蛋白質(zhì)［5］。有研究表明含22%粗蛋白質(zhì)(CP)的代乳品有助于犢牛的生長(zhǎng)代謝［6］，總能為19.66 MJ/kg的代乳品可提高氮的利用率［7］，隨著飼糧能量水平提高，氮的沉積率也在提高［8］，但此類研究大多基于奶犢牛，肉犢牛研究報(bào)道極少。我國(guó)南方地區(qū)以養(yǎng)殖肉牛為主，為迅速發(fā)展肉牛產(chǎn)業(yè)，需要犢牛盡早斷奶，及早育肥，母牛及早恢復(fù)體況。目前我國(guó)有關(guān)肉用犢牛代乳品蛋白質(zhì)和能量需要量還未形成統(tǒng)一的飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)，先前的研究主要限于奶犢牛，現(xiàn)階段對(duì)奶犢牛的研究也主要關(guān)注犢牛早期培育對(duì)后期乳腺的發(fā)育［9］以及對(duì)肉品質(zhì)［10］的影響，對(duì)肉用犢牛的早期培育缺少報(bào)道。因此本試驗(yàn)使用不同能量和蛋白質(zhì)水平的4種代乳品，研究了不同能量和蛋白質(zhì)組合對(duì)南方地區(qū)肉犢牛生長(zhǎng)性能及瘤胃發(fā)酵的影響，進(jìn)而為南方肉用犢牛哺乳至斷奶階段飼養(yǎng)提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)與動(dòng)物

試驗(yàn)于2014年7—9月在廣西省金泰豐肉牛擴(kuò)繁場(chǎng)開展。選擇40頭新生健康的德國(guó)黃牛與夏南牛雜交犢牛，記錄初生重和初生體尺，按日齡和體重相近原則隨機(jī)分為4組，每組10頭犢牛，各組犢牛平均初生重分別為 35.98、36.20、36.63、37.11 kg(SEM=0.706 8，P=0.601 1)，21 日齡時(shí)各組犢牛平均體重分別為 42.66、43.34、43.46、42.46 kg(SEM=0.928 0，P=0.717 2)。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)和飼養(yǎng)管理

試驗(yàn)采用雙因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)。4組犢牛分別飼喂高能量高蛋白質(zhì)(HEHP組，消化能16 MJ/kg，粗蛋白質(zhì)25%)、高能量低蛋白質(zhì)(HELP組，消化能16 MJ/kg，粗蛋白質(zhì)22%)、低能量高蛋白質(zhì)(LEHP組，消化能14 MJ/kg，粗蛋白質(zhì)25%)、低能量低蛋白質(zhì)(LELP組，消化能14 MJ/kg，粗蛋白質(zhì)22%)的代乳品，牛欄提供足夠的水槽、食槽;犢牛達(dá)到21日齡時(shí)進(jìn)入正式試驗(yàn)，斷母乳并飼喂相應(yīng)的代乳品，飼喂次數(shù)為每日3次，分別于07:00、14:00和17:00飼喂，飼喂量按犢牛體重1.2%的理論值和實(shí)際犢牛飲食情況進(jìn)行調(diào)整;開食料也于21日齡開始補(bǔ)飼，犢牛飲食代乳品后于料槽中添加犢牛開食料，任其自由采食;犢牛達(dá)到35日齡開始補(bǔ)飼粗飼料，粗飼料為粉碎的青綠象草，每天保持食槽中粗飼料不斷;90日齡斷代乳品，試驗(yàn)結(jié)束。犢牛圈舍每天進(jìn)行2次清理糞便，每7 d進(jìn)行1次沖洗牛欄和欄位消毒。

1.3 試驗(yàn)飼糧

代乳品由中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院飼料研究所研制，選擇2個(gè)能量水平和2個(gè)蛋白質(zhì)水平，采用2×2試驗(yàn)設(shè)計(jì)4組代乳品，代乳品A:HEHP組，代乳品B:HELP組，代乳品C:LEHP組，代乳品D:LELP組，飼喂方法:將加熱沸騰的水冷卻到50℃左右，按1∶7的比例把代乳品稀釋、溶解、混勻，待溫度降至38～39℃時(shí)飼喂?fàn)倥?。開食料由廣西南寧都旺畜牧科技有限公司提供;粗飼料為當(dāng)?shù)胤N植的象草。飼糧組成及營(yíng)養(yǎng)水平見表1。

1.4 測(cè)定樣品及方法

1.4.1 飼料樣品

代乳品、開食料和粗飼料每2周采集1次，混合后冷凍保存，并回實(shí)驗(yàn)室后于烘箱中48 h制備風(fēng)干樣，粉碎后以《飼料分析及飼料質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)》的方法測(cè)定飼糧干物質(zhì)(DM)、粗蛋白質(zhì)、粗脂肪(EE)、粗灰分(ash)、鈣(Ca)、磷(P)含量。增重凈能計(jì)算參考文獻(xiàn)［11］。

增重凈能=消化能×Kf。

式中:Kf為消化能轉(zhuǎn)化為增重凈能的效率，Kf=0.523×(消化能/總能)×0.005 89;消化能=總能×能量消化率，能量消化率=94.280 8-61.537 0×有機(jī)物中中性洗滌纖維。

1.4.2 犢牛生長(zhǎng)性能

分別于犢牛 1、21、35、49、77、90 日齡稱量犢牛體重和測(cè)量犢牛體尺，每日記錄每頭犢牛采食量。

1.4.3 犢牛瘤胃液采集與分析

犢牛到達(dá)77～85日齡階段后從口腔采集瘤胃液，用4層高壓滅菌后的紗布過(guò)濾后，立即測(cè)定瘤胃液pH，然后將濾液分裝于2個(gè)15 mL高壓滅菌后的離心管中，-20℃冷凍保存，測(cè)定時(shí)解凍5 000 r/min離心后，一份用分光光度計(jì)測(cè)定氨態(tài)氮(NH3-N)濃度，另一份用儀器測(cè)定揮發(fā)性脂肪酸(VFA)的濃度。

1.5 數(shù)據(jù)處理

本試驗(yàn)采用2×2試驗(yàn)設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)用SAS 9.2的GLM模型進(jìn)行分析，差異顯著則用LSD法進(jìn)行多重比較，統(tǒng)計(jì)結(jié)果以P＜0.05表示差異顯著。

表1 飼糧組成及營(yíng)養(yǎng)水平(風(fēng)干基礎(chǔ))Table 1 Composition and nutrient levels of diets(air-dry basis) %

2 結(jié)果

2.1 日增重

由表2可見，不同能量和蛋白質(zhì)水平對(duì)犢牛整個(gè)正式試驗(yàn)期(21～90日齡)日增重影響顯著(P＜0.05)，LELP 組顯著低于其他各組(P＜0.05);77～90日齡階段LEHP組日增重顯著高于LELP組(P＜0.05);低蛋白質(zhì)水平隨能量升高犢牛日增重有增長(zhǎng)趨勢(shì)，LELP組后期生長(zhǎng)較慢呈現(xiàn)出緩慢生長(zhǎng)的趨勢(shì)。

表2 代乳品能量和蛋白質(zhì)水平對(duì)犢牛日增重的影響Table 2 Effects of energy and protein levels of milk replacer on daily gain of calves g

2.2 體尺

由表3可見，飼喂不同能量和蛋白質(zhì)水平的代乳品后，各組間犢牛體高、體斜長(zhǎng)、腹圍、腰角寬在不同日齡間差異均不顯著(P＞0.05);但胸圍在77和90日齡出現(xiàn)差異，HEHP組顯著高于LELP組(P＜0.05)。

表3 代乳品能量和蛋白質(zhì)水平對(duì)犢牛體尺的影響Table 3 Effects of energy and protein levels of milk replacer on body measurements of calves cm

2.3 采食量

由表4可見，高能量水平下，隨著蛋白質(zhì)水平的升高，犢牛代乳品、開食料、粗飼料采食量都未出現(xiàn)顯著差異(P＞0.05);低能量水平下，隨著蛋白質(zhì)水平的升高，代乳品(35～49日齡、49～77日齡、77～90日齡)、開食料(49～77日齡、77～90日齡)、粗飼料采食量(49～77日齡、77～90日齡)都呈現(xiàn)顯著增加的趨勢(shì)(P＜0.05)，隨日齡的增長(zhǎng)LELP組各采食量低于其他各組的差距逐漸加大。

表4 代乳品能量和蛋白質(zhì)水平對(duì)犢牛哺乳期采食量的影響Table 4 Effects of energy and protein levels of milk replacer on feed intake of calves in milking period g

2.4 瘤胃發(fā)酵

由表5可見，各組瘤胃液 pH在6.62～6.75之間，沒(méi)出現(xiàn)顯著性差異(P＞0.05);瘤胃液氨態(tài)氮濃度LEHP組顯著高于LELP組和HELP組(P＜0.05)，相同蛋白質(zhì)水平的2組差異不顯著(P＞0.05);高蛋白質(zhì)水平的2組較高;飼喂不同能量和蛋白質(zhì)水平的代乳品對(duì)犢牛瘤胃液乙酸、丙酸、丁酸、戊酸含量和乙酸/丙酸均無(wú)顯著性差異(P＞0.05)，但LELP組丙酸含量較低，HELP組異丁酸含量顯著高于 LELP組(P＜0.05)，LELP組異戊酸含量顯著小于其他各組(P＜0.05)。

表5 代乳品能量和蛋白質(zhì)水平對(duì)犢牛瘤胃發(fā)酵的影響Table 5 Effects of energy and protein levels of milk replacer on rumen fermentation of calves

3 討論

3.1 代乳品能量和蛋白質(zhì)水平對(duì)犢牛體重、體尺的影響

目前對(duì)反芻動(dòng)物飼糧的配制主要立足于能量和蛋白質(zhì)水平，其水平的高低對(duì)犢牛生長(zhǎng)發(fā)育的影響很大，特別是幼畜，低營(yíng)養(yǎng)水平會(huì)直接反映到犢牛的生長(zhǎng)性能［12］，但兩者之間并不是相互孤立的，也不意味著二者的水平越高，動(dòng)物的生產(chǎn)性能和健康狀況越好［13］。犢牛從代乳品中吸取的蛋白質(zhì)和能量很大程度上影響犢牛日增重和肉質(zhì)中蛋白質(zhì)和脂肪的沉積［14］，而能量和蛋白質(zhì)水平的不平衡會(huì)導(dǎo)致瘤胃微生物所提供的能量和氮水平不平衡，從而影響瘤胃微生物生長(zhǎng)，進(jìn)一步影響進(jìn)入小腸的蛋白質(zhì)的流量，最終影響動(dòng)物生產(chǎn)性能的發(fā)揮［15］，基于這些研究大多針對(duì)奶犢牛，但肉犢牛研究報(bào)道甚少。本試驗(yàn)正式試驗(yàn)期犢牛日增重因處理不同出現(xiàn)顯著差異，LELP組犢牛日增重低于其他組犢牛，并且在犢牛21～35日齡斷母乳過(guò)渡為代乳品階段產(chǎn)生斷奶應(yīng)激對(duì)該組日增重影響更為明顯，可能原因是低能量低蛋白質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)水平不能滿足生長(zhǎng)發(fā)育的需要，并且受斷奶應(yīng)激能力較弱，造成犢牛出現(xiàn)消化和吸收障礙，77～90日齡階段其日增重也顯著小于HEHP組和LEHP組，說(shuō)明低能量水平下，蛋白質(zhì)水平較高的代乳品有利于犢牛體重的增加。體尺是動(dòng)物不同組織和器官生長(zhǎng)發(fā)育統(tǒng)一協(xié)調(diào)的結(jié)果，在本試驗(yàn)條件下LELP組在犢牛77、90日齡胸圍顯著小于HEHP組，可能是該營(yíng)養(yǎng)水平下犢牛能量和蛋白質(zhì)失衡，致使?fàn)倥Ｎ改c道對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收出現(xiàn)障礙，影響犢牛采食開食料和粗飼料的量，進(jìn)而影響犢牛瘤胃中微生物的生長(zhǎng)和發(fā)育，從而影響瘤胃發(fā)育和瘤胃微生物發(fā)酵。

3.2 代乳品能量和蛋白質(zhì)水平對(duì)犢牛瘤胃發(fā)酵的影響

瘤胃液pH是評(píng)價(jià)發(fā)酵狀態(tài)最直觀的指標(biāo)之一，正常的pH范圍為6.0～6.8，過(guò)低和過(guò)高都不利于微生物的生長(zhǎng)與繁殖，最為理想的pH接近6.5，而瘤胃微生物生長(zhǎng)速度最大的pH在6.0以上［16］，本試驗(yàn)pH范圍在6.62～6.75之間，在正常pH 范圍內(nèi)，而且較接近理想的pH，各組間未出現(xiàn)顯著差異，可能原因是犢牛在21日齡補(bǔ)飼開食料、35日齡起開始補(bǔ)飼粗飼料，增加了犢牛咀嚼時(shí)間，分泌的唾液(含有碳酸氫鈉和磷酸鹽)流入瘤胃中對(duì)酸起到緩沖作用，進(jìn)而使各組pH趨于穩(wěn)定。

飼料中的蛋白質(zhì)和非蛋白氮在瘤胃中分解為氨態(tài)氮，同時(shí)作為瘤胃微生物合成蛋白質(zhì)的主要氮源。瘤胃中氨態(tài)氮濃度過(guò)高會(huì)造成氮素?fù)p失，嚴(yán)重可引起氨中毒，過(guò)低會(huì)限制微生物合成蛋白質(zhì)的效率。Preston等［17］報(bào)道6～30 mg/dL是微生物生長(zhǎng)對(duì)氨態(tài)氮濃度耐受的臨界范圍。Clark等［18］指出瘤胃液中的氨態(tài)氮濃度在2 mg/dL時(shí)，即可滿足瘤胃微生物合成蛋白質(zhì)的需要。本試驗(yàn)中氨態(tài)氮濃度范圍在4.09～9.36 mg/dL 之間，相同能量水平，高蛋白質(zhì)組氨態(tài)氮濃度較高，相同蛋白質(zhì)水平，能量高低對(duì)氨態(tài)氮濃度影響較小，可能是液體飼料通過(guò)食管溝直接進(jìn)入真胃，供動(dòng)物消化利用，高蛋白質(zhì)代乳品已滿足犢牛對(duì)氮的需要，而吸收瘤胃氨態(tài)氮的量較少，導(dǎo)致所測(cè)瘤胃液氨態(tài)氮較高，低蛋白質(zhì)代乳品恰恰相反，因無(wú)法滿足犢牛需要而從瘤胃吸收大量氨態(tài)氮，導(dǎo)致瘤胃液氨態(tài)氮濃度較低，同蛋白質(zhì)水平氨態(tài)氮濃度無(wú)顯著變化，可能該蛋白質(zhì)水平已與低消化能水平達(dá)到一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡。

反芻動(dòng)物瘤胃微生物對(duì)飼料中的碳水化合物發(fā)酵代謝產(chǎn)生VFA，為動(dòng)物提供的主要能量來(lái)源。乙酸、丙酸、丁酸大約占瘤胃發(fā)酵總揮發(fā)性脂肪酸(TVFA)的95%，因此很多研究都基于研究這3種VFA濃度或者含量來(lái)反映牛瘤胃發(fā)酵，有研究發(fā)現(xiàn)給試牛飼喂低能量飼糧時(shí)，乙酸的含量高［19］，瘤胃液乙酸含量隨飼糧能量水平的升高而降低［20］，也有研究并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)乙酸顯著下降［21］。李凌巖等［22］研究發(fā)現(xiàn)隨著能量水平提高，牛瘤胃液乙酸含量下降，丙酸含量上升。張騰等［23］指出瘤胃中可消化的淀粉越多，瘤胃中微生物發(fā)酵產(chǎn)生的丙酸含量也會(huì)增加，而飼糧中粗飼料比例越高，瘤胃發(fā)酵所產(chǎn)生的乙酸含量越高，反芻動(dòng)物體內(nèi)所需主要葡萄糖來(lái)源于動(dòng)物體內(nèi)肝臟組織的糖原異生，丙酸為糖原異生的前體物質(zhì)［24］，丙酸也是唯一生糖 VFA［25］，乙酸可參與三羧酸循環(huán)被分解為CO2和H2O同時(shí)釋放出ATP來(lái)供應(yīng)能量［24］。犢牛3月齡階段是瘤胃發(fā)育較快的階段，補(bǔ)飼開食料和粗飼料有助于瘤胃上皮乳頭狀結(jié)構(gòu)的生長(zhǎng)和瘤胃容積增加，而隨之進(jìn)入瘤胃的微生物可形成穩(wěn)定的微生物區(qū)系，進(jìn)而發(fā)酵利用飼料中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)并產(chǎn)生VFA，促進(jìn)瘤胃的發(fā)育。斷奶前以液體飼料為主要營(yíng)養(yǎng)來(lái)源，液體飼料的營(yíng)養(yǎng)水平勢(shì)必影響犢牛采食及健康狀況，進(jìn)而影響瘤胃的發(fā)育，本試驗(yàn)犢牛以代乳品為主要的能量和蛋白質(zhì)供體，21日齡開始補(bǔ)飼開食料，35日齡補(bǔ)飼粗飼料，研究發(fā)現(xiàn)隨著飼糧能量和蛋白質(zhì)升高，各組間TVFA濃度，乙酸、丙酸、丁酸、戊酸含量均未出現(xiàn)顯著差異，低能量水平下，蛋白質(zhì)水平較低的代乳品瘤胃中異戊酸含量顯著降低，丙酸呈現(xiàn)較低趨勢(shì)，試驗(yàn)揭示了LELP組存在潛在的營(yíng)養(yǎng)不足。一些研究發(fā)現(xiàn)，瘤胃液VFA被吸收進(jìn)入血液后，丙酸主要用于動(dòng)物體脂的合成，乙酸則主要用于合成乳脂，因此在肉牛生產(chǎn)中適當(dāng)增加飼糧能量飼料比例，有利于肉牛體脂的沉積，本試驗(yàn)中能量較高組犢牛瘤胃液丙酸含量雖未表現(xiàn)出統(tǒng)計(jì)差異，但其數(shù)值有較高趨勢(shì)，此現(xiàn)象也與犢牛日增重有相互呼應(yīng)之處，并且HELP組犢牛瘤胃液TVFA濃度較高，可能是代乳品中能量含量高，相對(duì)蛋白質(zhì)水平低，能量物質(zhì)具有促進(jìn)瘤胃發(fā)酵的特點(diǎn)。因此在實(shí)際生產(chǎn)中根據(jù)具體的生產(chǎn)目的，調(diào)控動(dòng)物產(chǎn)品的組成是行之有效和非常必要的。

4 結(jié)論

高能量水平(消化能16 MJ/kg)代乳品有助于肉用犢牛生長(zhǎng)性能發(fā)揮和瘤胃發(fā)酵，高蛋白質(zhì)水平(粗蛋白質(zhì)25%)代乳品能為犢牛提供充足蛋白質(zhì)供其吸收利用，低能量低蛋白質(zhì)水平(粗蛋白質(zhì)22%，消化能14 MJ/kg)的代乳品不利于犢牛生長(zhǎng)發(fā)育。

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