不同精粗比飼糧中添加甘露寡糖對綿羊瘤胃養(yǎng)分降解率的影響

王 林 趙 臣 曾燕霞 陳志龍 鄭 琛

(甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，蘭州730070)

不同精粗比飼糧中添加甘露寡糖對綿羊瘤胃養(yǎng)分降解率的影響

王 林 趙 臣 曾燕霞 陳志龍 鄭 琛*

(甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，蘭州730070)

綿羊；精粗比；甘露寡糖；尼龍袋法；瘤胃降解率

甘露寡糖(mannan oligosaccharides,MOS)是近年來國內(nèi)外研究較多的新型飼料添加劑，是由2～10個葡萄糖、甘露糖或半乳糖分子通過β-1,4-D-甘露吡喃糖苷鍵或是由α-1,2、α-1,3或α-1,6糖苷鍵連接而成，為直鏈或支鏈低度聚合糖，主要通過富含MOS的酵母細胞壁發(fā)酵獲得。MOS不但能促進有益菌增殖，還能吸附病原菌，改善腸道微生態(tài)，增強動物非特異性免疫，提高動物抵抗力[1-4]。此外，MOS還是一種腸道調(diào)節(jié)劑，相比抗生素而言，具有無污染、無殘留及無副作用等優(yōu)點。至今，國內(nèi)外對MOS在單胃動物養(yǎng)殖中的應(yīng)用已有較多的研究，但在反芻動物養(yǎng)殖中的應(yīng)用研究較少。

飼糧精粗比對反芻動物瘤胃內(nèi)環(huán)境及消化代謝有重要的影響，精粗比過低或過高都會對其健康狀況和生產(chǎn)性能造成不利影響。添加適宜的粗飼料，不但可以增加動物的飽腹感、節(jié)省飼料成本，還可以促進動物胃腸道的蠕動、提高消化率，同時對優(yōu)化反芻動物瘤胃內(nèi)環(huán)境也具有潛在益處[5-6]。飼喂適宜精粗比飼糧對提高養(yǎng)分利用率和生產(chǎn)性能有重要意義。因此，本試驗采用尼龍袋法測定添加不同水平MOS的不同精粗比飼糧在綿羊瘤胃內(nèi)干物質(zhì)(dry matter,DM)、有機物(organic matter,OM)和粗蛋白質(zhì)(crude protein,CP)的降解率，并對其交互作用進行探討，為MOS在反芻動物生產(chǎn)中的應(yīng)用及其與飼糧精粗比的交互作用研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗設(shè)計

試驗采用4×6雙因子析因試驗設(shè)計，共設(shè)2

個因子，分別為飼糧精粗比(A)和MOS添加水平(B)，飼糧精粗比設(shè)4個水平，分別為20∶80(A1)、30∶70(A2)、40∶60(A3)和50∶50(A4)，MOS添加水平設(shè)6個水平，分別為0(B1)、0.4%(B2)、0.8%(B3)、1.2%(B4)、1.6%(B5)和2.0%(B6)，共形成24個處理。具體試驗設(shè)計方案見表1。

表1 試驗設(shè)計方案Table 1 The experimental design scheme

1.2 試驗飼糧

試驗選用玉米、大豆粕、棉籽粕、苜蓿干草和燕麥草等MOS含量較低的飼料原料，配制MOS含量較低的4種不同精粗比的試驗飼糧，其組成及營養(yǎng)水平見表2。按照試驗設(shè)計，在不同精粗比飼糧中添加不同水平的MOS。

表2 試驗飼糧組成及營養(yǎng)水平(風干基礎(chǔ))Table 2 Composition and nutrient levels of experimental diets (air-dry basis) %

預(yù)混料為每千克飼糧提供The premix provided the following per kilogram of diets：S 200 mg，F(xiàn)e 25 mg，Zn 40 mg，Cu 8 mg，I 0.3 mg，Mn 40 mg，Se 0.2 mg，Co 0.1 mg，VA 940 IU，VE 20 IU。

1.3 試驗動物及飼養(yǎng)管理

1.4 尼龍袋試驗

準確稱取樣品3.0 g，裝入袋面積為18 cm×15 cm、孔徑為40 μm的尼龍袋內(nèi)，扎緊袋口，每個處理3個重復(fù)。每只羊瘤胃中放入12個尼龍袋，重復(fù)2次，拴系于瘺管口固定，于晨飼前將夾好的尼龍袋送入供試綿羊瘤胃腹囊中。分別在放入后3、6、9、12、24和48 h時取出尼龍袋，用37 ℃蒸餾水沖洗，控制水流速與水溫以及沖洗時間，沖洗時間大約為5 min。沖洗后，將尼龍袋及樣品放入65～70 ℃恒溫箱內(nèi)干燥至恒重，然后根據(jù)張麗英等[7]的方法測定飼糧和殘渣中DM、OM和CP的含量，并計算其降解率。

1.5 飼糧瘤胃流通速率及DM、OM和CP有效降解率的測定

采用鉻標記的方法[8]進行飼料瘤胃流通速率的測定。根據(jù)各采樣的時間點和糞便中氧化鉻的濃度，利用軟件CurveExpert 1.3進行最小二乘法曲線擬合，測定飼料瘤胃流通速率，計算結(jié)果見表3。DM、OM和CP有效降解率計算采用?rskov等[9]提出的模型，并用SAS 9.3軟件進行最小二乘法數(shù)據(jù)曲線擬合，得出a、b、c值。

Pt=a+b(1-e-ct)。

式中：Pt為待測養(yǎng)分在t時刻的降解率；a為快速降解部分；b為慢速降解部分；a+b為可降解部分；c為b的降解速率；t為飼料在瘤胃內(nèi)停留時間。

待測養(yǎng)分的瘤胃有效降解率與飼糧瘤胃流通速率有關(guān)，其有效降解率為：

P=a+(b×c)/(c+K)。

式中：P為待測養(yǎng)分的瘤胃有效降解率；a為快速降解部分；b為慢速降解部分；c為b的降解速率；K為飼糧瘤胃流通速率。

1.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

采用SPSS 16.0軟件包進行雙因素方差分析，差異顯著時，采用Tukey法進行多重比較，分別以P<0.05和P<0.01作為差異顯著性和極顯著性判斷標準，設(shè)P≤0.20為有顯著變化趨勢。由于飼糧精粗比和MOS添加水平的交互作用(A×B)對各指標均沒有產(chǎn)生顯著影響，因此僅列出主效應(yīng)數(shù)據(jù)。

表3 不同精粗比飼糧的K值Table 3 K values of diets with different concentrate to roughage ratios

2 結(jié)果與分析

2.1 不同精粗比飼糧中添加MOS對綿羊瘤胃養(yǎng)分降解率的影響

從表4、表5和表6可以看出，飼糧精粗比對各時間點綿羊瘤胃DM、OM和CP的降解率均產(chǎn)生了顯著影響(P<0.05)，其變化規(guī)律均為隨飼糧精料比例的升高而升高，以A4組各時間點DM、OM和CP的降解率均最高，且顯著高于A1和A2組(P<0.05)。B因子僅對各時間點綿羊瘤胃CP的降解率產(chǎn)生顯著影響(P<0.05)，其呈現(xiàn)出隨MOS添加水平的增加先升高后降低的趨勢，B5組各時間點CP的降解率均最高，且顯著高于B1組(P<0.05)。

2.2 不同精粗比飼糧中添加MOS對綿羊瘤胃養(yǎng)分降解參數(shù)及有效降解率的影響

從表7、表8和表9可以看出，飼糧精粗比對綿羊瘤胃DM和OM的a、b、a+b和有效降解率及CP的a、b、c和有效降解率均產(chǎn)生了顯著影響(P<0.05)，其變化規(guī)律均為隨飼糧精料比例的升高而升高，以A4組DM、OM和CP有效降解率最高，顯著高于A1、A2和A3組(P<0.05)。MOS添加水平僅對綿羊瘤胃CP的a+b產(chǎn)生了顯著影響(P<0.05)，其變化規(guī)律為隨MOS添加水平的增加先升高后降低，以B5組CP的a+b最高，顯著高于B1、B2和B3組(P<0.05)。

表4 不同時間點瘤胃DM降解率Table 4 Rumen DM degradation rate at different time points %

A表示飼糧精粗比，B表示MOS添加水平。同列數(shù)據(jù)肩標無字母或相同字母表示差異不顯著(P>0.05)，不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)。下表同。

A represented dietary concentrate to roughage ratio， and B represented MOS supplemental level. In the same column, values with no letter or the same letter superscripts mean no significant difference (P>0.05), while with different small letter superscripts mean significant difference (P<0.05). The same as below.

表5 不同時間點瘤胃OM降解率Table 5 Rumen OM degradation rate at different time points %

表6 不同時間點瘤胃CP降解率Table 6 Rumen CP degradation rate at different time points %

表7 瘤胃DM降解參數(shù)及有效降解率Table 7 Rumen degradation parameters and effective degradation rate of DM at different time points %

a為快速降解部分；b為慢速降解部分；a+b為可降解部分；c為b的降解速率；P為有效降解率。下表同。

a was immediately degraded fraction, b was slowly degraded fraction, a+b was degradable fraction, c was the rate degradation of b, and P was effective degradation rate. The same as below.

表8 瘤胃OM降解參數(shù)及有效降解率Table 8 Rumen degradation parameters and effective degradation rate of OM at different time points %

續(xù)表8項目Itemabca+bPB220.2543.880.07864.1248.78B320.4944.430.08364.9250.83B420.7144.510.07865.2250.25B521.5244.170.08065.6951.66B619.2144.870.08364.0849.85SEM0.531.310.0001.721.57P值P-valueA<0.0010.0070.235<0.001<0.001B0.6711.0000.9200.9980.996A×B0.7030.4980.5530.4260.127

表9 瘤胃CP降解參數(shù)及有效降解率Table 9 Rumen degradation parameters and effective degradation rate of CP at different time points %

3 討 論

瘤胃養(yǎng)分降解率反映了飼料原料被消化利用的難易程度，是飼料營養(yǎng)成分被機體利用程度的重要標志，也是飼用價值高低的體現(xiàn)。較高的有效降解率標志著飼料可以更好地被微生物和機體組織所利用，而飼糧精粗比就是決定瘤胃養(yǎng)分降解率的重要因素之一[10]。

王吉峰等[11]以4頭安裝永久瘤胃瘺管的泌乳奶牛為研究對象，采用尼龍袋法測定不同精粗比飼糧的瘤胃養(yǎng)分降解率，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隨精料比例的升高，DM和OM在瘤胃中的降解率顯著升高。Getachew等[12]曾對苜蓿干草、青貯玉米和青貯麥秸體外培養(yǎng)72 h后測定其DM降解率，發(fā)現(xiàn)苜蓿干草的DM降解率高于青貯玉米和青貯麥秸。Castrillo等[13]的研究表明，升高的精料比例和飼糧中添補大麥，綿羊瘤胃DM和OM的降解率升高。趙天章[14]研究了幾種奶牛常用粗飼料DM、CP及纖維物質(zhì)的動態(tài)降解規(guī)律和有效降解率，結(jié)果顯示，瘤胃內(nèi)苜蓿草與苜蓿草塊的DM、CP、NDF和ADF的降解率均高于其他粗飼料。本試驗結(jié)果與上述這些結(jié)論一致。本試驗研究證實，各時間點綿羊瘤胃DM、OM和CP的降解率隨飼糧精料比例的升高而升高，精粗比為50∶50時有效降解率最高。飼糧中精料比例升高時，供給瘤胃微生物的可發(fā)酵養(yǎng)分增加，促進了瘤胃微生物的生長和增殖，進而導(dǎo)致飼糧中各種養(yǎng)分的降解率升高。在營養(yǎng)水平相近時，改變精粗比必然導(dǎo)致飼糧組成的變化，可以影響瘤胃微生物的數(shù)量，進而影響飼糧中各養(yǎng)分的降解率[15-17]。此外，飼料中中性洗滌纖維(NDF)的含量與體外消化率呈負相關(guān)[12]。薄玉琨等[18]在尼龍袋試驗中發(fā)現(xiàn)，同白酒糟相比，醋糟的DM消化率較低，這與醋糟中相對較高的NDF含量有關(guān)。劉海霞等[19]以裝有永久瘤胃瘺管的健康雜交綿羊(東北細毛羊×小尾寒羊)為試驗動物，采用尼龍袋法測定綿羊常用粗飼料瘤胃DM和CP的降解率，發(fā)現(xiàn)飼料中粗纖維(CF)含量相對高時可能導(dǎo)致瘤胃中CP降解率下降。國外也有研究發(fā)現(xiàn)，粗飼料的蛋白質(zhì)中有相當一部分與木質(zhì)素緊密結(jié)合，造成蛋白質(zhì)在瘤胃中不易被降解[20]。

本研究還發(fā)現(xiàn)，飼糧精粗比對綿羊瘤胃DM和OM的a、b、a+b及有效降解率產(chǎn)生了顯著影響，對CP的a、b、c及有效降解率產(chǎn)生了顯著影響，其變化規(guī)律均為隨精料比例的升高而升高，以A4組最高。薄玉琨等[18]的尼龍袋試驗發(fā)現(xiàn)，白酒糟的a比醋糟高，可能是由于白酒糟中含有較多的易于降解的CP引起的。有研究表明，a與CP含量呈正相關(guān)，b主要與NDF含量和消化性呈正相關(guān)，且粗飼料的蛋白質(zhì)中有相當一部分與木質(zhì)素緊密結(jié)合[21]。因此，隨著精料比例升高，a會逐漸增加，而b會逐漸降低。

粗飼料的蛋白質(zhì)多存在于細胞內(nèi)容物中，蛋白質(zhì)的降解速度取決于植物細胞壁的纖維結(jié)構(gòu)[22]，因此，飼料中纖維的降解情況對蛋白質(zhì)的降解率有重大的影響。本試驗結(jié)果證實，MOS顯著促進了綿羊瘤胃CP的降解，顯著增加了CP的a+b。這種改變可能是由于外源寡糖改善了瘤胃發(fā)酵功能，穩(wěn)定和改善了瘤胃內(nèi)環(huán)境，為瘤胃微生物的生長提供了良好的條件，促進了瘤胃微生物的增殖，進而提高了CP和纖維物質(zhì)在瘤胃中的降解率。在飼糧中添加適量的MOS還能提高瘤胃中蛋白酶和纖維分解酶的活性，進而提高瘤胃中CP的降解率[23-25]。

本試驗中飼糧精粗比、MOS添加水平這2個因子對各個時間點綿羊瘤胃DM、OM和CP的降解率及其有效降解率均未產(chǎn)生顯著交互作用，這是由于飼糧精粗比對綿羊瘤胃DM、OM和CP的降解率產(chǎn)生了較強的主效應(yīng)作用，因而沒有顯示出顯著的交互作用。

4 結(jié) 論

① 隨著飼糧精料比例的升高，綿羊瘤胃DM、OM和CP的降解率和有效降解率均升高，并均在飼糧精粗比為50∶50時達最高值。

② 飼糧中添加MOS可提高綿羊瘤胃CP的降解率，當MOS添加水平達到1.6%時達最高值。

③ 飼糧精粗比與MOS添加水平對綿羊瘤胃DM、OM和CP的降解率均沒有產(chǎn)生顯著的交互作用。

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*Corresponding author, associate professor, E-mail: zhengc@gsau.edu.cn

(責任編輯 菅景穎)

Effects of Adding Mannan-Oligosaccharides to Diets with Different Concentrate to Roughage Ratios on Nutrient Degradation Rates in Sheep Rumen

WANG Lin ZHAO Chen ZENG Yanxia CHEN Zhilong ZHENG Chen*

(FacultyofAnimalScience&Technology,GansuAgriculturalUniversity,Lanzhou730070,China)

sheep; concentrate to roughage ratio; mannan oligosaccharides; nylon bag technique; rumen degradation rate

10.3969/j.issn.1006-267x.2017.07.041

2016-12-27

國家自然科學(xué)基金項目(31560646)

王 林(1989—)，女，甘肅天水人，碩士研究生，動物營養(yǎng)與飼料科學(xué)專業(yè)。E-mail: 1226084547@qq.com

*通信作者：鄭 琛，副教授，碩士生導(dǎo)師，E-mail: zhengc@gsau.edu.cn

S816

A

1006-267X(2017)07-2556-09