不同固液比例飼喂模式對斷奶前后犢牛營養(yǎng)物質(zhì)代謝及瘤胃發(fā)酵的影響

馬俊南 刁其玉 齊志國 周凱迪 楊春濤 畢研亮 屠 焰*

(1.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院飼料研究所，農(nóng)業(yè)部飼料生物技術(shù)重點實驗室，奶牛營養(yǎng)學(xué)北京市重點實驗室，北京100081；2.北京市畜牧總站，北京100110；3.北京農(nóng)學(xué)院，北京102206)

不同固液比例飼喂模式對斷奶前后犢牛營養(yǎng)物質(zhì)代謝及瘤胃發(fā)酵的影響

馬俊南1刁其玉1齊志國2周凱迪3楊春濤1畢研亮1屠 焰1*

(1.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院飼料研究所，農(nóng)業(yè)部飼料生物技術(shù)重點實驗室，奶牛營養(yǎng)學(xué)北京市重點實驗室，北京100081；2.北京市畜牧總站，北京100110；3.北京農(nóng)學(xué)院，北京102206)

本試驗旨在研究斷奶前后犢牛在不同固液比例飼喂模式下營養(yǎng)物質(zhì)代謝及其瘤胃發(fā)酵的異同，從而探索基于不同飼喂模式下的犢牛斷奶方式。試驗選用7日齡荷斯坦公犢牛36頭，隨機分成3組，每組12頭,各組采用相同原料組成、相同營養(yǎng)成分的代乳粉和顆粒料。在總干物質(zhì)飼喂量保持一致的情況下，改變固液飼料飼喂比例，形成3種飼喂模式組：高液體飼料比例(HL)組，28～56日齡內(nèi)，顆粒料∶代乳粉保持在1∶2，56日齡斷奶；對照(LS)組28～56日齡內(nèi)，顆粒料∶代乳粉從1∶2逐步降低到1∶1，56日齡斷奶；高固體飼料比例(HS)組，28～42日齡內(nèi)，顆粒料∶代乳粉從1∶2逐步降低至1∶0，并于42日齡斷奶。試驗期77 d。分別于犢牛28、42、56和84日齡采集瘤胃液，35和63日齡進行斷奶前后消化代謝試驗。結(jié)果表明:斷奶前，與HS組相比，HL、LS組犢牛總能代謝率相對較高，但差異不顯著(P>0.05)；斷奶后，HS組消化能代謝率、氮利用率及氮的生物學(xué)價值較HL組顯著提高(P<0.05)。與HL組相比，HS組84日齡瘤胃液微生物蛋白含量顯著提高(P<0.05)。3組間瘤胃液氨態(tài)氮濃度無顯著差異(P>0.05)。84日齡時，HS組犢牛瘤胃液總揮發(fā)性脂肪酸濃度和丁酸比例顯著高于HL組(P<0.05),各組間丙酸、戊酸比例無顯著差異(P>0.05)。綜上可得，適量增加固體飼料飼喂比例有助于改善斷奶前后犢牛瘤胃發(fā)酵環(huán)境，促進瘤胃微生物蛋白的合成，提高斷奶后犢牛飼糧能量代謝率、氮的生物學(xué)價值及氮利用率；采用高固體飼料飼喂模式，犢牛在42日齡固體飼料采食量達到1.0 kg/d時實施斷奶具有一定優(yōu)勢。

犢牛；固液飼料比例；微生物蛋白；營養(yǎng)物質(zhì)代謝；瘤胃發(fā)酵

營養(yǎng)物質(zhì)的吸收利用與瘤胃發(fā)育相互影響，二者也對犢牛時期及成年后生產(chǎn)性能具有重要的意義。而飼料作為動物營養(yǎng)物質(zhì)的主要來源，其組成及物理形態(tài)對犢牛瘤胃的發(fā)育至關(guān)重要。犢牛的飼料包括液體和固體2種形態(tài)。其中液體飼料主要包括鮮奶及代乳粉，犢牛采食液體飼料時由條件反射引導(dǎo)食管溝閉合，使乳液直接進入皺胃，形成凝塊，經(jīng)消化酶作用，進入腸道吸收[1]，為斷奶前犢牛的生長提供主要的營養(yǎng)物質(zhì)；固體飼料則直接進入到瘤胃，參與瘤胃的生長發(fā)育，包括固體飼料的采食刺激、微生物發(fā)酵系統(tǒng)的完善、發(fā)酵及吸收機制的協(xié)調(diào)等一系列過程[2]，然后再進入皺胃和腸道，在瘤胃中發(fā)酵產(chǎn)生的揮發(fā)性脂肪酸(VFA)直接刺激瘤胃發(fā)育，也是犢牛斷奶后及成年時期良好營養(yǎng)物質(zhì)代謝的前提[3]。因此，固液飼料的相對飼喂量不同會對犢牛生長發(fā)育產(chǎn)生影響。研究表明，固體飼料飼喂量缺乏會導(dǎo)致瘤胃角質(zhì)化不全、發(fā)育遲緩，最終影響營養(yǎng)物質(zhì)的吸收[4]。犢牛對固體飼料采食量的增加可以加快瘤胃對飼料的發(fā)酵速率、發(fā)酵程度以及對VFA的吸收和代謝[5]。此外，液體飼料飼喂量過少也會引起皺胃病變等疾病[6]。犢牛早期斷奶與固液體飼料采食量息息相關(guān)，我國規(guī)?；膛龅耐ㄓ靡?guī)則是：犢牛固體飼料采食量連續(xù)3 d達到1.0 kg/d，或是在液體飼料飼喂至8周左右給犢牛斷奶[7]，然而這些飼喂模式仍然會使斷奶犢牛產(chǎn)生應(yīng)激反應(yīng)，進而造成犢牛疾病及生長發(fā)育遲緩，對生產(chǎn)帶來損失，更不利于后備牛的早期培育。因此，本試驗在保證總干物質(zhì)采食量(DMI)一致的前提下，改變固液飼料飼喂比例，進而形成了不同的斷奶方式，旨在探討不同固液比例飼喂模式對斷奶前后犢牛能量和氮代謝、瘤胃微生物蛋白(MCP)合成以及瘤胃發(fā)酵的影響，為犢牛培育中合理的固液飼料飼喂模式及斷奶方法提供理論支持。

1 材料與方法

1.1 試驗時間及地點

動物飼養(yǎng)試驗于2015年9月至2015年12月在中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院中試基地進行。試驗期77 d。

1.2 試驗設(shè)計

選用自然分娩、初生重為(36.0±2.5) kg、飼喂足量初乳的(7±2)日齡中國荷斯坦公犢36頭,采用單因素隨機設(shè)計，隨機分為3個組，每組12頭。犢牛7日齡開始全部采食液體代乳粉，21日齡開始訓(xùn)練采食固體顆粒料，21～27日齡為試驗過渡期。28日齡時代乳粉DMI為體重的1.2%、顆粒料飼喂量達到200 g/d[8]。

對照(LS)組犢牛參照目前規(guī)模化牛場的飼喂方案，固體顆粒料飼喂量每周增加量為200 g/d，液體飼料飼喂量為體重的12.5%，隨體重增長而逐步調(diào)整。在28～56日齡期間，固體顆粒料∶液體飼料由1∶2逐步降低為1∶1；56日齡時，固體飼料采食量達到1 kg/d左右，進行斷奶。

高液體飼料比例(HL)組犢牛飼喂以液體代乳粉為主，總DMI與LS組保持一致，但其中固體顆粒料飼喂量每周增加量為100 g/d，其余為液體飼料。犢牛在28～56日齡期間，固體顆粒料∶液體飼料為1∶2；在56日齡時進行斷奶，此時固體飼料采食量僅為0.6 kg左右。

高固體飼料比例(HS)組犢牛飼喂以固體顆粒料為主，總DMI與LS組保持一致，但其中固體顆粒料飼喂量每周增加量為400 g/d，其余為液體飼料。28～42日齡期間，固體顆粒料∶液體飼料由1∶2逐步降低至1∶0；42日齡時固體飼料采食量達到1.0 kg左右，進行斷奶。

犢牛代乳粉和顆粒料，采用ZL201210366241.9配方生產(chǎn)，其營養(yǎng)水平[干物質(zhì)(DM)基礎(chǔ)]為：DM 95.13%、有機物(OM)91.81%、粗蛋白質(zhì)(CP)21.88%、粗脂肪(EE)12.17%、中性洗滌纖維(NDF)4.03%、酸性洗滌纖維(ADF)2.29%、鈣(Ca)1.17%、磷(P)0.58%、總能(GE)18.49 MJ/kg。代乳粉為粉末狀，顆粒料制粒溫度50 ℃，顆粒直徑8 mm。

1.3 飼養(yǎng)管理

代乳粉乳液的配制，用煮沸后冷卻到50～60 ℃的熱水按干物質(zhì)(DM)占12.5%的比例沖泡成乳液，待溫度降至40 ℃左右飼喂犢牛，每天2次飼喂(08:00和16:00)，采用帶有奶嘴的懸掛式奶桶飼喂。

犢牛采用犢牛島單獨飼養(yǎng)，每個犢牛島占地面積為1.6 m×3.6 m。試驗期飼料供給量根據(jù)每頭犢牛采食情況計算,提供干凈、充足水源。

1.4 消化代謝試驗

每組選取接近平均體重的6頭健康犢牛，采取全收糞尿法分別于斷奶前(35日齡)和斷奶后(63日齡)利用消化代謝籠(專利號ZL201420358189.7)進行犢牛消化代謝試驗。試驗期均為7 d，其中預(yù)試期3 d，正試期4 d。記錄每頭犢牛每天采食量、排糞量和排尿量，采集糞尿樣品。

1.5 樣品采集與測定

1.5.1 飼料樣品

試驗中采集具有代表性的飼料樣品，依照AOAC(2000)[9]的方法測定其營養(yǎng)成分含量，其中：CP含量以KDY-9830全自動凱氏定氮儀測定；EE含量采用ANKOM-XT15i全自動脂肪分析儀測定；GE以PARR-6400全自動氧彈量熱儀測定；同時采用張麗英[10]的方法測定OM、NDF、ADF、Ca和P含量。

1.5.2 消化代謝試驗樣品

消化代謝試驗的正試期中，每天采集日糞便總量的10%作為混合樣品，每100 g鮮糞加入10%的稀硫酸10 mL固氮。連續(xù)收集每頭犢牛日排尿量的1%作為尿樣，用10%稀硫酸調(diào)整尿樣使pH≤3。正試期每天采集具有代表性的飼料樣品。收集的飼料、糞、尿樣品于-20 ℃冷凍保存待測。飼糧樣DM、CP含量和GE，糞樣中DM、CP含量和糞能及糞氮排出量，尿樣中尿能、尿氮排出量測定參考AOAC(2001)[9]中方法進行測定，試驗儀器如上所述。計算飼糧消化能、代謝能、GE表觀消化率、GE代謝率和消化能代謝率，公式如下：

消化能=攝入GE-糞能；

代謝能=攝入GE-糞能-尿能-甲烷能；

GE表觀消化率=消化能/攝入GE；

GE代謝率=代謝能/攝入GE；

消化能代謝率=代謝能/消化能。

式中：甲烷能按GE的8%[11]計算。

1.5.3 瘤胃液樣品

每組選取接近組平均體重的6頭犢牛，分別于28、42、56和84日齡晨飼后2 h，采用滅菌口腔導(dǎo)管采集瘤胃內(nèi)容物100 mL，4層紗布過濾后，立即用便攜式pH計(testo-206-pH2)測定瘤胃液pH，然后分裝于10 mL滅菌離心管中，放入液氮帶回實驗室，-80 ℃保存待測。瘤胃液4 ℃解凍，取上清液1 mL，加25%偏磷酸溶液0.3 mL，振蕩3～5 s混勻后，靜置30 min，15 000×g離心15 min后，取上清液0.5 mL。瘤胃液中VFA濃度參照Cao等[12]方法測定；氨態(tài)氮(NH3-N)濃度采用靛酚比色法[13]測定；MCP含量參照Makkar等[14]的方法測定。

1.6 統(tǒng)計分析

以SAS 9.2軟件進行統(tǒng)計。除消化代謝試驗中能量與氮的數(shù)據(jù)利用one-way ANOVA模型進行分析外，其他數(shù)據(jù)利用MIXED模型進行分析。差異顯著(P<0.05)時采用最小顯著差數(shù)(least significant difference，LSD)法進行比較。

one-way ANOVA模型為:

Yij=μ+Ti+εij。

式中:μ為平均值；T為分組(i=1，2，3)，固定效應(yīng)；ε為殘差j=(1，2，3，…，18)。

MIXED模型為:

Yijk=μ+Ti+Dj+TDij+C(T)ik+εijk。

式中：μ為平均值；T為分組(i=1，2，3)，固定效應(yīng)；D為日齡(j=35，63)，固定效應(yīng)；C為犢牛(k=1，2，3，…，18)，隨機效應(yīng)；ε為殘差。

2 結(jié)果與分析

2.1 犢牛采食量

由表1可知，斷奶前，不同固液比例對犢?？侱MI未產(chǎn)生顯著性影響(P>0.05)。斷奶后，HL組犢?？侱MI顯著低于其他2組(P<0.05)。

同行數(shù)據(jù)肩標不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)。下表同。

In the same row, values with different small letter superscripts mean significant difference (P<0.05). The same as below.

2.2 犢牛能量代謝

由表2可知，斷奶前，與LS組相比，HL組飼喂模式有減少糞能(P=0.081)的趨勢，同時HL組GE表觀消化率顯著提高(P<0.05)。斷奶后，與HL組相比，HS組通過顯著降低尿能(P<0.05)，從而顯著提高了消化能代謝率(P<0.05)，而LS組與HL組間消化能代謝率無顯著差異(P>0.05)。

表2 不同固液比例飼喂模式對犢牛能量消化代謝的影響(干物質(zhì)基礎(chǔ))Table 2 Effects of feed patterns of different solid and liquid feed ratios on energy digestion and metabolism of calves (DM basis, n=18)

2.3 犢牛氮消化代謝

由表3可知，斷奶前，HL組較LS和HS組顯著提高了氮利用率和沉積氮(P<0.05)；斷奶后，通過降低尿氮排出量(P=0.073)及總排出氮(P<0.05)，HS和LS組氮沉積和氮利用率較HL組顯

著提高(P<0.05)；另外，HS組犢牛斷奶后氮的生物學(xué)價值顯著高于HL組(P<0.05)，與LS組差異不顯著(P>0.05)；然而，3組斷奶前后犢牛尿氮排出量和吸收氮無顯著差異(P>0.05)。

表3 不同固液比例飼喂模式對犢牛氮消化代謝的影響(干物質(zhì)基礎(chǔ))Table 3 Effects of feed patterns of different solid and liquid feed ratios on N digestion and metabolism of calves (DM basis, n=18)

續(xù)表3項目Items組別GroupsHLLSHSSEMP值P-value糞氮FecalN/[g/(kgW0.75·d)]0.280.280.260.0110.705尿氮UrineN/[g/(kgW0.75·d)]0.790.630.590.0400.073總排出氮TotalexcretedN/[g/(kgW0.75·d)]1.07a0.91b0.84b0.0380.026吸收氮AbsorbedN/[g/(kgW0.75·d)]1.972.021.970.0240.658沉積氮RetainedN/[g/(kgW0.75·d)]1.18b1.39a1.39a0.0400.030氮利用率UtilizationofN/%52.40b60.51a62.48a1.6900.023氮的生物學(xué)價值BiologicalvalueofN/%60.08b68.88ab70.78a1.9590.048

2.4 犢牛瘤胃液pH、NH3-N濃度和MCP含量

由表4可知，HS組飼喂模式下犢牛瘤胃液pH較低，其中56日齡時，HS組顯示出低于HL與LS組的趨勢(P=0.061)，84日齡時HS和LS組顯著低于HL組(P<0.05)。與HL和HS組相比，42日齡時LS組犢牛瘤胃液NH3-N濃度有增高的趨勢

(P=0.099)。隨著犢牛日齡增加，瘤胃液MCP含量顯著提高(P<0.05)，斷奶后不同組表現(xiàn)出差異，其中56日齡時，HS、LS組有高于HL組的趨勢(P=0.051)，到84日齡時，HS組顯著高于HL組(P<0.05)。

表4 不同固液比例飼喂模式對犢牛瘤胃液中pH、NH3-N濃度和MCP含量的影響Table 4 Effects of feed patterns of different solid and liquid feed ratios on pH, NH3-N concentration and MCP content in rumen fluid of calves (n=18)

2.5 犢牛瘤胃液VFA含量

由表5可知，不同飼喂模式對斷奶后犢牛瘤胃液VFA含量產(chǎn)生了一定的影響，同時隨著犢牛日齡的增加總揮發(fā)性脂肪酸(TVFA)濃度顯著提高(P<0.05)。56日齡時HS組TVFA濃度顯示出高于LS組的趨勢(P=0.087)，84日齡時HS及LS組顯著高于HL組(P<0.05)；而其他日齡各組間無顯著差異(P>0.05)。56日齡時，LS組乙酸比例有低于其他組的趨勢(P=0.082)；另外84日齡時，HS組犢牛瘤胃液中乙酸、丁酸比例及顯著高于其他2組(P<0.05)，乙酸/丙酸顯著高于HL組(P<0.05)。戊酸比例在犢牛斷奶前后不受飼喂模式的顯著影響(P>0.05)。

表5 不同固液比例飼喂模式對犢牛瘤胃液VFA濃度的影響Table 5 Effects of feed patterns of different solid and liquid feed ratios on VFA concentration in rumen fluid of calves (n=18)

3 討 論

3.1 不同固液比例飼喂模式對犢牛能量和氮消化代謝的影響

胃腸道對固液飼料中營養(yǎng)物質(zhì)的消化利用及吸收水平會直接影響犢牛斷奶前后的生長性能[15]。Jasper等[16]與Anderson等[17]的試驗中分別通過增加液體飼料飼喂量及添加固體顆粒料飼喂量發(fā)現(xiàn)，液體飼料采食量的增加有助于提高犢牛斷奶前的營養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率，而固體顆粒料的添加則具有提高斷奶后營養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率的作用。從本試驗可以看出，斷奶前，不同固液比例條件下犢牛總DMI無顯著差異，HL組GE表觀消化率和氮利用率較高，與Khan等[18]的研究結(jié)果一致。這一階段犢牛對營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收過程中對皺胃的依賴性較強，液體飼料采食量較高且液體飼料采食持續(xù)時間較長時，大量的液體飼料到達皺胃后，由皺胃分泌的凝乳酶、蛋白酶、淀粉酶等對液體飼料進行消化吸收。另外，與液體營養(yǎng)物質(zhì)吸收相關(guān)的內(nèi)分泌激素，如胰島素、胰島素樣生長因子1等可以激發(fā)腸道局部反應(yīng)，刺激腸道吸收，從而提高了營養(yǎng)物質(zhì)的代謝能。而在此期間犢牛瘤胃尚未發(fā)育，固體飼料到達瘤胃后，營養(yǎng)物質(zhì)不能被充分吸收，從而導(dǎo)致了高固體飼料飼喂下消化能較低。從氮的消化利用結(jié)果可以看出，液體代乳粉飼喂量增加顯著提高了斷奶前犢牛沉積氮和氮利用率，與許先查等[19]的研究結(jié)果一致。

斷奶后，固體飼料的采食對犢牛采食量具有積極的促進作用，Di Giancamillo等[20]發(fā)現(xiàn)飼喂固體飼料的犢牛大部分時間采食飼料和反芻，而只飼喂液體飼料的犢牛則多數(shù)時間在舔舐它可以接觸到的任何物品，因此足量固體飼料的采食能夠促進斷奶后犢牛DMI的增加。本試驗結(jié)果也表明，高固體比例飼喂模式下，斷奶后犢牛的總DMI顯著提高。另外，斷奶后，瘤胃承擔(dān)主要的消化作用，哺乳期固體飼料飼喂量較高時，犢牛瘤胃發(fā)育較為完善，采食量明顯增長，并通過刺激胃腸道促進消化酶的分泌或提高酶活性從而提高碳水化合物的消化吸收，降低尿能，提高GE表觀消化率和GE代謝率。從本試驗還可以看出，哺乳期飼喂高比例固體飼料，可以使斷奶后(63～84日齡)總排出氮減低，沉積氮、氮利用率以及氮的生物學(xué)價值提高，原因可能是固體飼料消化及吸收較好促進了犢牛胃腸道微生物的發(fā)育，進而改善了胃腸道代謝活動，結(jié)合斷奶后MCP含量的變化，原因可能是，固體飼料增加了胃腸道內(nèi)的多種蛋白質(zhì)分解菌的數(shù)量，可以更多地將飼糧中CP降解合成為MCP，胃腸道消化酶的活性也較高，各種消化酶與代謝產(chǎn)物間相互作用，改善氨基酸等的平衡，從而提高氮利用率，減少糞尿中氮的排出。結(jié)合能量與氮的消化代謝結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，高固體比例飼喂在犢牛斷奶后促進了機體對能量和氮的利用。

3.2 不同固液比例飼喂模式對犢牛瘤胃發(fā)酵的影響

瘤胃液中pH、NH3-N和VFA濃度作為反芻動物瘤胃發(fā)酵的重要指標，反映了瘤胃功能和瘤胃內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定性。本試驗中，提高斷奶前犢牛固體飼料的飼喂量，可降低斷奶前后犢牛瘤胃液pH，這與仁瑞清[21]改變飼喂模式對犢牛瘤胃液pH研究的結(jié)果一致。固體飼料聚集在瘤胃發(fā)酵產(chǎn)酸，從而降低了瘤胃液pH。瘤胃液pH并不直接影響瘤胃的發(fā)育，但Krehbiel等[22]研究發(fā)現(xiàn)，它可以通過改變瘤胃液中丁酸的比例從而引起各VFA比例的變化，作為瘤胃發(fā)育的最佳刺激物，丁酸的吸收也伴隨著瘤胃液pH的下降而增加[23]。而瘤胃液pH會直接影響瘤胃上皮細胞對VFA的吸收和代謝，從而間接影響瘤胃發(fā)育?？梢娫谡５纳矸秶鷥?nèi)，丙酸、丁酸濃度提高不但會導(dǎo)致較低的瘤胃液pH，而且能夠加強瘤胃上皮對它們的吸收，這將有利犢牛瘤胃的迅速發(fā)育[23]。

瘤胃液中NH3-N是保證瘤胃MCP合成效率的首要條件，其濃度動態(tài)變化反映了瘤胃中蛋白質(zhì)降解與MCP合成的動態(tài)平衡關(guān)系[24]。瘤胃液內(nèi)NH3-N濃度在2 mmol/L即可滿足瘤胃微生物合成蛋白的需要[25]，本試驗結(jié)果中瘤胃液NH3-N濃度處于2.47～7.00 mmol/L，符合瘤胃微生物的生長條件，且斷奶后犢牛瘤胃液NH3-N濃度要顯著低于斷奶前，與Anderson等[17]研究結(jié)果一致。初生犢牛瘤胃功能尚未發(fā)育完全，隨著日齡增加，瘤胃發(fā)育成熟以及微生物菌群逐漸建立，瘤胃微生物在增殖的過程中，將更多的NH3-N轉(zhuǎn)化為MCP[26]，降低了NH3-N濃度，這也正好解釋了隨著犢牛日齡的增加瘤胃液MCP含量增加的現(xiàn)象。瘤胃中MCP可為反芻動物提供50%～80%的小腸可吸收蛋白質(zhì)[27]，其在瘤胃的合成主要與微生物可利用能量與蛋白質(zhì)相關(guān)。增加固體飼料飼喂比例，提高了斷奶后期犢牛瘤胃MCP的合成，說明該飼喂模式可以促進瘤胃微生物對飼糧中的能量和蛋白質(zhì)的利用，與本代謝試驗結(jié)果中飼喂高比例固體飼料時能量及氮代謝變化情況相符合，也證實其有助于提高犢牛營養(yǎng)物質(zhì)消化利用。由此表明，提高固體飼料飼喂比例對瘤胃液NH3-N濃度無影響的同時，提高了瘤胃微生物對飼糧中蛋白質(zhì)的利用。

3.3 不同固液比例飼喂模式對犢牛瘤胃發(fā)酵產(chǎn)物的影響

從本試驗可以發(fā)現(xiàn)，隨著犢牛日齡的增加瘤胃液TVFA濃度顯著提高，這與張海濤等[28]的研究結(jié)果相一致，其中乙酸、丙酸、丁酸為主要組成成分，VFA作為反芻動物瘤胃內(nèi)碳水化合物發(fā)酵的重要產(chǎn)物，其濃度是由發(fā)酵產(chǎn)量、發(fā)酵速度、瘤胃上皮吸收速度和瘤胃排空速度決定，是衡量瘤胃發(fā)育成熟度的重要指標[29],其代謝也反映了瘤胃上皮細胞的發(fā)育水平。30日齡犢牛的短鏈脂肪酸代謝水平相當(dāng)于成年牛的40%，而60日齡犢牛的短鏈脂肪酸代謝水平接近成年牛[2]，即犢牛在60日齡前瘤胃內(nèi)VFA隨著日齡的增長逐漸增加。VFA是刺激瘤胃發(fā)育的關(guān)鍵因素，隨著犢牛采食固體飼料的逐漸增加，犢牛瘤胃功能逐漸發(fā)育完善，同時斷奶后犢牛瘤胃發(fā)酵狀況逐漸改善，其中84日齡飼喂高比例固體飼料的犢牛瘤胃液TVFA濃度達到54.29 mmol/L，與飼喂高比例液體飼料的犢牛相比，乙酸、丙酸比例及TVFA濃度分別提高了33.36%、48.41%和40.10%。這與Kristensen等[3]通過限制液體采食量來提高犢牛固體飼料采食量后，顯著增加了瘤胃液TVFA濃度的研究結(jié)果一致，這是因為固體飼料的飼喂不但能為瘤胃提供必要的化學(xué)刺激，也能提供一定的物理刺激，最終促進VFA的產(chǎn)生或濃度的增加。其中乙酸在參與三羧酸循環(huán)的過程中被分解為CO2和H2O同時釋放出ATP來供應(yīng)能量[30]，丙酸則作為唯一的生糖VFA[31]，作用于糖異生過程，促進飼糧中營養(yǎng)物質(zhì)的高效利用。另外，高固體飼料飼喂模式下，丁酸的比例也顯著增加，且斷奶后仍有增長。丁酸在經(jīng)瘤網(wǎng)胃壁吸收的過程中，大部分轉(zhuǎn)變?yōu)棣?羥丁酸而作為幾種體組織尤其是肌肉組織的能量來源，其對于幼齡反芻動物的瘤胃發(fā)育也至關(guān)重要，不僅可以促進瘤胃上皮細胞增殖和分化[32]，還可以提高胃腸道敏感性和促進腸道蠕動。在固體飼料刺激下，瘤胃內(nèi)微生物相互作用刺激瘤胃微生物快速繁殖，使丁酸比例大量增加，這也解釋了高固體飼料飼喂的犢牛，瘤胃內(nèi)pH降低的原因。

固體飼料的采食狀況關(guān)系到犢牛整個生長時期尤其是斷奶后的營養(yǎng)物質(zhì)吸收及代謝狀況。吳端欽等[33]研究表明，用固體顆粒料來代替部分代乳粉對奶公犢牛進行飼喂可以促進犢牛的健康生長。本試驗結(jié)果中，高比例的固體飼料進入犢牛瘤胃，通過發(fā)酵能夠產(chǎn)生較多揮發(fā)性的脂肪酸，改善瘤胃發(fā)酵環(huán)境，刺激犢牛的復(fù)胃特別是瘤胃的發(fā)育，進而提高營養(yǎng)物質(zhì)中能量及氮利用率，從而減少營養(yǎng)物質(zhì)損耗。

4 結(jié) 論

① 適量增加固體飼料飼喂比例有助于改善斷奶前后犢牛瘤胃發(fā)酵，促進瘤胃MCP的合成，提高斷奶后犢牛飼糧能量代謝率、氮的生物學(xué)價值及氮利用率。

② 采用高固體飼料飼喂模式，犢牛在42日齡固體飼料采食量達到1.0 kg/d時實施斷奶具有一定優(yōu)勢。

[1] BERENDS H,VAN DEN BORNE J J G C,STOCKHOFE-ZURWIEDEN N,et al.Effects of solid feed level and roughage-to-concentrate ratio on ruminal drinking and passage kinetics of milk replacer,concentrates,and roughage in veal calves[J].Journal of Dairy Science,2015,98(8):5621-5629.

[2] VI R L B,MCLEOD K R,KLOTZ J L,et al.Rumen development,intestinal growth and hepatic metabolism in the pre- and postweaning ruminant[J].Journal of Dairy Science,2004,87(Suppl.):E55-E65.

[3] KRISTENSEN N B,SEHESTED J,JENSEN S K,et al.Effect of milk allowance on concentrate intake,ruminal environment,and ruminal development in milk-fed Holstein calves[J].Journal of Dairy Science,2007,90(9):4346-4355.

[5] VAZQUEZ-ANON M,HEINRICHS A J,ALDRICH J M,et al.Postweaning age effects on rumen fermentation end-products and digesta kinetics in calves weaned at 5 weeks of age[J].Journal of Dairy Science,1993,76(9):2742-2748.

[6] WELCHMAN D D,BAUST G N.A survey of abomasal ulceration in veal calves[J].Veterinary Record,1987,121(25/26):586-590.

[7] 戚建允,李妍.犢牛早期斷奶的飼養(yǎng)管理工作實踐[J].中國奶牛,2011(21):36-37.

[8] 許先查,刁其玉,王建紅,等.液態(tài)飼料飼喂量對0～2月齡犢牛生長性能的影響[J].畜牧與獸醫(yī),2011,43(2):4-8.

[9] AOAC.Official methods of analysis of the association of official analytical chemists[S].17th ed.Arlington:AOAC,2000.

[10] 張麗英.飼料分析及飼料質(zhì)量檢測技術(shù)[M].3版.中國農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社,2007.

[11] DENG K D,JIANG C G,TU Y,et al.Energy requirements of Dorper crossbred ewe lambs[J].Journal of Animal Science,2014,92(5):2161-2169.

[12] CAO Y C,YANG H J.Ruminal digestibility and fermentation characteristicsinvitroof fenugreek and alfalfa hay combination with or without the inoculation ofNeocallimastixsp. YAK11[J].Animal Feed Science and Technology,2011,169(1/2):53-60.

[13] VERDOUW H,VAN ECHTELD C J A,DEKKERS E M J.Ammonia determination based on indophenol formation with sodium salicylate[J].Water Research,1978,12(6):399-402.

[14] MAKKAR H P S,SHARMA O P,DAWRA R K,et al.Simple determination of microbial protein in rumen liquor[J].Journal of Dairy Science,1982,65(11):2170-2173.

[15] BERENDS H,VAN DEN BORNE J J G C,MOLLENHORST H,et al.Utilization of roughages and concentrates relative to that of milk replacer increases strongly with age in veal calves[J].Journal of Dairy Science,2014,97(10):6475-6484.

[16] JASPER J,WEARY D M.Effects of Ad libitum milk intake on dairy calves[J].Journal of Dairy Science,2002,85(11):3054-3058.

[17] ANDERSON K L,NAGARAJA T G,MORRILL J L,et al.Ruminal microbial development in conventionally or early-weaned calves[J].Journal of Animal Science,1987,64(4):1215-1226.

[18] KHAN M A,LEE H J,LEE W S,et al.Structural growth,rumen development,and metabolic and immune responses of Holstein male calves fed milk through step-down and conventional methods[J].Journal of Dairy Science,2007,90(7):3376-3387.

[19] 許先查,刁其玉,屠焰,等.液體飼料飼喂量對哺乳期犢牛生長性能、消化代謝的影響[J].飼料工業(yè),2010,31(19):47-50.

[20] DI GIANCAMILLO A,BOSI G,ARRIGHI S,et al.The influence of different fibrous supplements in the diet on ruminal histology and histometry in veal calves[J].Histology and Histopathology,2003,18(3):727-733.

[21] 仁瑞清.不同飼喂模式對犢牛生長以及胃腸道發(fā)育的影響[D].碩士學(xué)位論文.保定:河北農(nóng)業(yè)大學(xué),2012.

[22] KREHBIEL C R,HARMON D L,SCHNEIDER J E.Effect of increasing ruminal butyrate on portal and hepatic nutrient flux in steers.[J].Journal of Animal Science,1992,70(3):904-914.

[23] BALDWIN R L,MCLEOD K R.Effects of diet forage:concentrate ratio and metabolizable energy intake on isolated rumen epithelial cell metabolisminvitro[J].Journal of Animal Science,2000,78(3):771-783.

[24] GHORBANI G R,MORGAVI D P,BEAUCHEMIN K A,et al.Effects of bacterial direct-fed microbials on ruminal fermentation,blood variables,and the microbial populations of feedlot cattle[J].Journal of Animal Science,2002,80(7):1977-1985.

[25] CLARK K J,TAMBORELLO T J,XU Z C,et al.An unusual group-A rotavirus associated with an epidemic of diarrhea among three-month-old calves[J].Journal of the American Veterinary Medical Association,1996,208(4):552-554.

[26] CROCKER L M,DEPETERS E J,FADEL J G,et al.Influence of processed corn grain in diets of dairy cows on digestion of nutrients and milk composition[J].Journal of Dairy Science,1998,81(9):2394-2407.

[27] STORM E,?RSKOV E R.The nutritive value of rumen micro-organisms in ruminants.1.Large-scale isolation and chemical composition of rumen micro-organisms[J].British Journal of Nutrition,1983,50(2):463-470.

[28] 張海濤,王加啟,卜登攀,等.影響犢牛瘤胃發(fā)育的因素研究[J].乳業(yè)科學(xué)與技術(shù),2008,31(2):86-89.

[29] 云強.蛋白水平及Lys/Met對斷奶犢牛生長、消化代謝及瘤胃發(fā)育的影響[D].碩士學(xué)位論文.北京:中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院,2010.

[30] 翁秀秀.飼喂不同日糧奶牛瘤胃發(fā)酵和VFA吸收特性及其相關(guān)基因表達的研究[D].博士學(xué)位論文.蘭州:甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué),2013.

[31] REYNOLDS C K,AIKMAN P C,LUPOLI B,et al.Splanchnic metabolism of dairy cows during the transition from late gestation through early lactation[J].Journal of Dairy Science,2003,86(4):1201-1217.

[32] 楊春濤,刁其玉,曲培濱,等.熱帶假絲酵母菌與桑葉黃酮對犢牛營養(yǎng)物質(zhì)代謝和瘤胃發(fā)酵的影響[J].動物營養(yǎng)學(xué)報,2016,28(1):224-234.

[33] 吳端欽,賀志雄,譚支良.瘤胃微生物脂肪代謝的研究進展[J].華北農(nóng)學(xué)報,2011,26(Supp1.2):235-238.

*Corresponding author， professor， E-mail：tuyan@caas.cn

(責(zé)任編輯 王智航)

Effects of Different Feed Patterns of Solid and Liquid Feed Ratios on Nutrient Metabolism and Rumen Fermentation of Pre- and Post-Weaning Calves

MA Junnan1DIAO Qiyu1QI Zhiguo2ZHOU Kaidi3YANG Chuntao1BI Yanliang1TU Yan1*

(1.KeyLaboratoryofFeedBiotechnologyofMinistryofAgriculture,BeijingKeyLaboratoryforDairyCowNutrition,FeedResearchInstitute,ChineseAcademyofAgriculturalSciences,Beijing100081,China; 2.AnimalHusbandryandVeterinaryStationofBeijing,Beijing100110,China; 3.BeijingUniversityofAgriculture,Beijing102206,China)

This experiment was conducted to search for a new way to wean for calves through evaluating the effects of different feeding patterns (solid and liquid feed ratios) on nutrient metabolism and rumen fermentation of pre- and post-weaning calves． Thirty-six Holstein bull calves aged 7 days were used and assigned to one of the three groups with 12 calves each. The nutritional ingredients in solid and liquid feeds in groups were the same. Three feeding patterns were set with similar total dry matter intake and verifying solid and liquid feed ratios. High liquid feed ratio (HL) group: solid and liquid feed ratio was kept at 1∶2 during 28 to 56 days of age, and calves were weaned at 56 days of age. Control (LS) group: solid and liquid feed ratio varied from 1∶2 to 1∶1 during 28 to 56 days of age, and calves were weaned at 56 days of age. High solid feed ratio (HS) group: solid and liquid feed ratio varied from 1∶2 to 1∶0 during 28 to 42 days of age, and calves were weaned at 42 days of age. The trial lasted for 77 days. Rumen fluid was collected at 28, 42, 56 and 84 days of age, digestion and metabolism trials were conducted at 35 and 63 days of age, respectively． The results showed as follows: compared with HS group, metabolizability of GE of pre-weaning calves in HL and LS groups were higher, but the difference was not significant (P>0.05); compared with HL group, metabolizability of digestive energy, nitrogen utilization and energy and nitrogen biological value of post-weaning calves in HS group were significantly increased (P<0.05). Compared with HL group, microbial protein content in rumen fluid of calves at 84 days of age in HS group were significantly increased (P<0.05). The concentration of ammonia nitrogen was not impacted by groups (P>0.05). Total volatile fatty acid concentration and butyrate proportion in rumen fluid of calves at 84 days of age in HS group were significantly higher than those in HL group (P<0.05), and propionate and pentanoate proportions were not significantly affected (P>0.05)． In conclusion， the increase of solid feed at proper ratio can help to improve rumen fermentation, increase microbial protein synthesis, and increase metabolizability of energy, nitrogen biological value and nitrogen utilization for post-weaning calves; under high solid feed feeding pattern, there is some advantages to wean at 42 days of age when solid feed intake reached 1.0 kg/d.[ChineseJournalofAnimalNutrition, 2017, 29(6)：1930-1939]

calf; solid and liquid feed ratio; microbial protein; nutrient metabolism; rumen fermentation

10.3969/j.issn.1006-267x.2017.06.014

2016-12-05

奶牛產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系北京市創(chuàng)新團隊；國家科技支撐計劃課題“華北農(nóng)區(qū)及北方大城市奶牛健康養(yǎng)殖生產(chǎn)技術(shù)集成及產(chǎn)業(yè)化示范”(2012BAD12B06)

馬俊南(1990—)，女，河南周口人，碩士研究生，研究方向為反芻動物營養(yǎng)。E-mail： manan014@163.com

*通信作者:屠 焰，研究員，博士生導(dǎo)師，E-mail： tuyan@caas.cn

S823

A

1006-267X(2017)06-1930-10