飼糧碘含量對(duì)牦牛體外瘤胃發(fā)酵的影響

范小紅 薛艷鋒 郝力壯* 劉書(shū)杰* 柴沙駝 牛建章 張曉衛(wèi) 王 迅

(1.省部共建三江源生態(tài)與高原農(nóng)牧業(yè)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，青海省高原放牧家畜動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)與飼料科學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，西寧 810016；2.青海高原牦牛研究中心，西寧 810016；3.青海大學(xué)畜牧獸醫(yī)科學(xué)院，西寧 810016)

飼糧碘含量對(duì)牦牛體外瘤胃發(fā)酵的影響

范小紅1,2,3薛艷鋒1,2,3郝力壯1,2,3*劉書(shū)杰1,2,3*柴沙駝1,2,3牛建章1,2,3張曉衛(wèi)1,2,3王 迅1,2,3

(1.省部共建三江源生態(tài)與高原農(nóng)牧業(yè)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，青海省高原放牧家畜動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)與飼料科學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，西寧 810016；2.青海高原牦牛研究中心，西寧 810016；3.青海大學(xué)畜牧獸醫(yī)科學(xué)院，西寧 810016)

本試驗(yàn)旨在研究飼糧碘含量對(duì)牦牛體外瘤胃發(fā)酵的影響。以碘化鉀作為添加形式，以牦牛飼糧為底物進(jìn)行體外發(fā)酵，底物碘含量分別為0.1、0.3、0.5、0.7、0.9 mg/kg，共發(fā)酵48 h。發(fā)酵結(jié)束測(cè)定總產(chǎn)氣量、瘤胃發(fā)酵特性指標(biāo)及消化酶活力。結(jié)果表明：當(dāng)?shù)孜锏夂繛?.3 mg/kg時(shí)，發(fā)酵液微生物蛋白質(zhì)(MCP)、乙酸(C2)、丙酸(C3)、丁酸(C4)、異戊酸(i-C5)、戊酸(C5)、總揮發(fā)性脂肪酸(TVFA)濃度以及淀粉酶(AMS)、脂肪酶(LPS)、胰蛋白酶(TYS)活力均達(dá)到最大值，分別為3.694 g/L、56.286 mmol/L、28.906 mmol/L、9.507 mmol/L、1.552 mmol/L、0.919 mmol/L、97.769 mmol/L、1.567 U/mL、0.453 U/mL、60.787 U/mL；當(dāng)?shù)夂繛?.5 mg/kg時(shí)，干物質(zhì)消化率(DMD)達(dá)到最大值，為69.39%，顯著高于其他處理(P<0.05)；在碘含量為0.7 mg/kg時(shí)，發(fā)酵液纖維素酶(CLS)活力達(dá)到最大值，為79.956 U/mL，發(fā)酵液乙酸/丙酸最低，為1.636。綜合各項(xiàng)指標(biāo)得出，在體外條件下，在底物碘含量為0.3～0.7 mg/kg時(shí)，牦牛體外瘤胃發(fā)酵處較高水平。

牦牛；碘化鉀；體外產(chǎn)氣技術(shù)；揮發(fā)性脂肪酸；消化酶活力

牦牛是在海拔3 000 m以上區(qū)域繁衍的牛種，主要分布在遠(yuǎn)離沿海地帶的青海、西藏的高原山地，及其毗鄰的高山、亞高山地區(qū)，其對(duì)高寒草原寒冷、氧氣缺乏、草料匱乏等惡劣生存環(huán)境的適應(yīng)能力強(qiáng)，是高寒牧區(qū)不可替代的生產(chǎn)生活資料和支柱產(chǎn)業(yè)，同時(shí)牦牛作為高寒草地重要的生態(tài)組成部分，主要依賴(lài)于天然草場(chǎng)資源進(jìn)行放牧飼養(yǎng)，但隨著近年來(lái)超載放牧、草場(chǎng)退化和草畜矛盾加深的影響，造成了牦牛營(yíng)養(yǎng)供給不平衡，尤其在冬季，牦牛會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的掉膘情況，嚴(yán)重約束了牦牛產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。且青海、西藏是碘缺乏較為嚴(yán)重的地區(qū)，藏區(qū)碘鹽覆蓋率長(zhǎng)期維持較低水平，據(jù)膳食結(jié)構(gòu)調(diào)查，藏族群眾日常飲食以風(fēng)干牦牛肉、牦牛乳及其制品為主，提示藏族人群可能通過(guò)碘鹽外的其他途徑攝入碘。因此，牦牛缺碘對(duì)牦牛產(chǎn)業(yè)自身發(fā)展及藏區(qū)人群的健康有極其深遠(yuǎn)的影響，所以，深入研究牦牛營(yíng)養(yǎng)、制訂出適合牦牛的飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)、合理補(bǔ)飼是目前急需解決的問(wèn)題。有關(guān)牦牛營(yíng)養(yǎng)和飼養(yǎng)方面的研究有一定的報(bào)道[4-5]，但牦牛微量元素營(yíng)養(yǎng)方面的研究還鮮少報(bào)道。

碘參與動(dòng)物體內(nèi)甲狀腺素的合成，調(diào)節(jié)動(dòng)物機(jī)體新陳代謝，影響動(dòng)物生長(zhǎng)發(fā)育，是動(dòng)物保持良好繁殖性能的一種必需微量元素，缺碘會(huì)導(dǎo)致動(dòng)物被毛皮膚干燥，毛發(fā)失去光澤，皮膚增厚甚至全身脫毛，周身被毛纖維化等[10]。碘添加過(guò)量會(huì)影響動(dòng)物機(jī)體的生長(zhǎng)發(fā)育及健康狀況，但飼糧中碘往往處于缺乏狀態(tài)。楊鳳[11]指出碘在動(dòng)物飼糧中處于臨界缺乏狀態(tài)，而實(shí)際生產(chǎn)中大多數(shù)以預(yù)混料的形式向動(dòng)物飼糧中添加微量元素復(fù)合物來(lái)滿(mǎn)足動(dòng)物的需求，這樣雖然起到了一定的積極作用，但卻不能最大程度地發(fā)揮動(dòng)物的生長(zhǎng)性能。

郭洋等[12]指出一頭體重600 kg的成年牛，每日需碘量為10 mg以合成甲狀腺素；楊國(guó)忠等[13]研究指出在通常情況下牛對(duì)碘的需要量是0.5 mg/kg，耐受量是20 mg/kg；根據(jù)NRC(2007)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，每千克的飼糧干物質(zhì)(DM)當(dāng)中牛、羊碘添加量分別為0.25～0.50 mg/kg、0.10～0.80 mg/kg，耐受量都是50.00 mg/kg；根據(jù)我國(guó)的實(shí)際情況，每千克的飼糧DM當(dāng)中牛、羊的碘適宜添加量都是0.5 mg/kg[14]。碘的理化性質(zhì)極其不穩(wěn)定，很容易散失或轉(zhuǎn)化，因此很少合成螯合碘作為動(dòng)物的含碘添加劑，而碘化鉀中，碘的存在形式穩(wěn)定，含量測(cè)定準(zhǔn)確，不易發(fā)生變化。因此，本試驗(yàn)以碘化鉀作為微量元素碘的添加形式，通過(guò)體外產(chǎn)氣技術(shù)研究底物碘含量為0.1～0.9 mg/kg時(shí)對(duì)人工牦牛瘤胃發(fā)酵的影響，旨在探究微量元素碘在牦牛飼糧中的適宜含量，為完善牦牛飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)和科學(xué)補(bǔ)飼提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)動(dòng)物與飼養(yǎng)管理

試驗(yàn)選擇3頭健康、體況接近、裝有永久性瘤胃瘺管的成年閹牦牛作為瘤胃液供體動(dòng)物。試驗(yàn)飼糧包括精料(不添加任何微量元素)和粗料(燕麥青干草)，精粗比6∶4，單頭飼喂，每日2次(08:00、18:00)，自由飲水，飼喂15 d之后，清晨空腹采集瘤胃液。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

參考我國(guó)《肉牛飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)》(NY/T 815—2004)及生長(zhǎng)期牦牛能量和蛋白質(zhì)需要[4,15]，按照150 kg牦牛日增重500 g設(shè)計(jì)牦牛基礎(chǔ)飼糧的精料配方，以燕麥青干草作為粗料，精粗比6∶4配制發(fā)酵底物。試驗(yàn)采用單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)，共5個(gè)處理，每個(gè)處理設(shè)3個(gè)重復(fù)。然后在5個(gè)處理的發(fā)酵底物中以碘化鉀(長(zhǎng)沙興嘉生物工程有限公司提供，純度77.28%)的形式添加，使底物碘含量分別為0.1、0.3、0.5、0.7、0.9 mg/kg。采用體外產(chǎn)氣技術(shù)研究底物不同碘含量對(duì)牦牛體外瘤胃發(fā)酵的影響。

1.3 體外產(chǎn)氣技術(shù)方法

牦牛飼喂15 d后，于晨飼前空腹采集3頭牛的瘤胃液，采集結(jié)束后將所采瘤胃液混勻，并4層紗布過(guò)濾，人工瘤胃發(fā)酵液的配制參考Menke等[16]的方法，持續(xù)通入CO2達(dá)到厭氧狀態(tài)，采用分液裝置向每個(gè)裝有200 mg底物的發(fā)酵培養(yǎng)管中注入發(fā)酵液30 mL，迅速轉(zhuǎn)入恒溫人工瘤胃培養(yǎng)箱[(39.0±0.5) ℃、40 r/min〗中進(jìn)行培養(yǎng)，分別在培養(yǎng)2、4、6、8、12、16、20、24、30、36、48 h時(shí)快速讀取發(fā)酵培養(yǎng)管(特種玻璃注射器，D·89173 Lonsee-Ettlenschie β型，德國(guó)，長(zhǎng)度27 cm，內(nèi)徑3 cm，在100 mL范圍內(nèi)具有刻度顯示，最小分度1 mL，在注射器前端的3.5 cm延伸管外套有硅橡膠軟管，用特制聚氯乙烯止水夾將硅橡膠軟管夾緊)活塞所處的刻度(mL)并記錄，發(fā)酵48 h結(jié)束后，讀取發(fā)酵培養(yǎng)管的刻度，收集發(fā)酵產(chǎn)生的氣體，迅速將培養(yǎng)管轉(zhuǎn)移到冰水浴中終止發(fā)酵。備份發(fā)酵液，冷凍保存。

1.4 測(cè)定指標(biāo)與方法

1.4.1 碘含量

碘含量測(cè)定參考GB/T 13882—2010[17]，使用硫氰酸鉀-亞硝酸催化動(dòng)力學(xué)法。本試驗(yàn)所做出的碘含量標(biāo)準(zhǔn)曲線擬和公式為：

Abs=-0.34Conc+0.475 6 (r=0.997 3，n=5)。

式中：Conc為碘含量(μg/mL)；Abs為460 nm吸光度值。

1.4.2 總產(chǎn)氣量、產(chǎn)氣速率和干物質(zhì)消化率(DMD)

根據(jù)各時(shí)間點(diǎn)記錄的產(chǎn)氣量計(jì)算總產(chǎn)氣量、甲烷產(chǎn)量和產(chǎn)氣速率。

總產(chǎn)氣量(mL)=試驗(yàn)管總產(chǎn)氣量-空白管總產(chǎn)氣量；甲烷產(chǎn)量(mL)=總產(chǎn)氣量×甲烷所占百分比；階段產(chǎn)氣速率(mL/h)=階段產(chǎn)氣量/時(shí)間間隔。

體外發(fā)酵結(jié)束后，收集發(fā)酵殘?jiān)?05 ℃烘干12～24 h，計(jì)算DMD，計(jì)算公式為：

DMD(%)=[(樣本DM重-殘?jiān)麯M重+空白管DM重)/樣本DM重〗×100。

1.4.3 pH、氨態(tài)氮(NH3-N)和微生物蛋白質(zhì)(MCP)濃度

pH采用HANNA HI221型臺(tái)式酸度計(jì)測(cè)定。

NH3-N濃度采用馮宗慈等[18]改進(jìn)的比色法測(cè)定。

MCP濃度測(cè)定采用南京建成生物工程研究所提供的試劑盒(貨號(hào)：A045-1)進(jìn)行測(cè)定，測(cè)定方法為雙縮脲法。操作方法：準(zhǔn)確吸取發(fā)酵液0.20 mL，加入0.80 mL的生理鹽水，冰水浴條件下機(jī)械勻漿，制成20%的勻漿液，在646×g的條件下離心10 min；吸取離心后的上清液0.05 mL于測(cè)定管，后于空白管加0.05 mL超純水，標(biāo)準(zhǔn)管加0.05 mL 56.3 g/L的蛋白質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)品，并于空白管、標(biāo)準(zhǔn)管、測(cè)定管分別加入雙縮脲試劑(將試劑1中的粉劑加超純水稀釋到100 mL，試劑2中的粉劑加超純水稀釋到200 mL，然后將稀釋后的試劑1、試劑2按照1∶2配成雙縮脲試劑)2.50 mL，混勻，37 ℃水浴10 min，流水冷卻。使用TU-1810紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)(提前預(yù)熱30 min)在波長(zhǎng)540 nm處測(cè)定各管吸光度值，比色皿光徑1 cm，超純水調(diào)零。MCP濃度計(jì)算公式為：

MCP(g/L)=(Am-AK)/(As-Ak)×Ck×w。

式中：Am為測(cè)定管吸光度值；AK為空白管吸光度值；As為標(biāo)準(zhǔn)管吸光度值；Ck為蛋白質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)品濃度，為56.3 g/L；w為稀釋倍數(shù)。

1.4.4 VFA濃度

VFA濃度測(cè)定參考文獻(xiàn)[19-20]。對(duì)樣品進(jìn)行前處理：發(fā)酵液經(jīng)4層紗布過(guò)濾后，取5 mL于干凈的離心管中，930×g離心10 min，取上清液2 mL于離心管中，準(zhǔn)確加入0.2 mL 25%的偏磷酸溶液，混勻之后，靜置10 min充分反應(yīng)后，在14 876×g、4 ℃的條件下離心10 min，轉(zhuǎn)移上清到新的離心管中，-80 ℃凍存，備用。

VFA的測(cè)定方法：用島津2014氣相色譜儀分析。測(cè)定條件：火焰離子檢測(cè)器(FID)，色譜柱為毛細(xì)管柱(30.00 m×0.32 mm×0.50 μm)；色譜柱升溫程序，初始60 ℃，以10 ℃/min升溫至120 ℃，保留2 min，以15 ℃/min升溫至180 ℃，保留5 min；汽化溫度250 ℃；檢測(cè)溫度250 ℃；進(jìn)樣量：1 μL，載氣為高純氮?dú)?99.99%)，壓力0.7 MPa，檢測(cè)器氫氣壓力0.4 MPa，空氣壓力0.4 MPa，毛細(xì)管柱壓力0.6～0.8 MPa，分流比40∶1。

1.4.5 消化酶活力

淀粉酶(AMS)(貨號(hào)：C016-1)、脂肪酶(LPS)(貨號(hào)：A054)、胰蛋白酶(TYS)(貨號(hào)：A080-2)、纖維素酶(CLS)(貨號(hào)：A138)活力測(cè)定采用南京建成生物工程研究所提供的試劑盒進(jìn)行測(cè)定。

單位定義：每毫升含酶溶液在37 ℃下與底物作用30 min，水解10 mg淀粉定義為1個(gè)AMS活力單位；每毫升含酶溶液在37 ℃下與底物作用1 min，每消耗1 μmol底物為1個(gè)LPS活力單位；每毫升含酶溶液在37 ℃、pH=8.0的條件下，每分鐘使反應(yīng)體系的吸光度值(253 nm)變化0.003即為1個(gè)TYS活力單位；每毫升含酶溶液每分鐘催化產(chǎn)生1 μg葡萄糖定義為1個(gè)CLS活力單位。

1.5 統(tǒng)計(jì)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SAS 9.0軟件的ANOVA程序進(jìn)行單因素方差分析，Duncan氏法進(jìn)行多重比較，P<0.05為差異顯著，數(shù)據(jù)以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差(mean±SD)表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 總產(chǎn)氣量、甲烷產(chǎn)量、pH和DMD

從表1中可以看出，隨著底物碘含量的升高，總產(chǎn)氣量、甲烷產(chǎn)量和DMD呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，pH呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢(shì)?？偖a(chǎn)氣量在碘含量為0.3 mg/kg時(shí)達(dá)到最大值，為69.0 mL，但各處理之間差異均不顯著(P>0.05)；甲烷產(chǎn)量在碘含量為0.7 mg/kg時(shí)達(dá)到最大值，為6.80 mL，各處理之間差異不顯著(P>0.05)；pH在碘含量為0.3 mg/kg時(shí)達(dá)到最小值，為7.08，各處理之間差異均不顯著(P>0.05)，各處理體外發(fā)酵后pH處于7.08～7.40；DMD在碘含量為0.5 mg/kg時(shí)達(dá)到最大值，為69.39%，顯著高于碘含量為0.1 mg/kg時(shí)的DMD(P<0.05)，但與碘含量為0.3、0.7、0.9 mg/kg時(shí)的DMD差異不顯著(P>0.05)。

2.2 產(chǎn)氣速率

從圖1中可以看出，隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)，5個(gè)處理的產(chǎn)氣速率都出現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)。在培養(yǎng)開(kāi)始階段(0～3 h)產(chǎn)氣速率變化較大，培養(yǎng)3 h時(shí)達(dá)最大，培養(yǎng)30 h后，產(chǎn)氣速率不斷下降。

2.3 NH3-N和MCP濃度

從表2中可以看出，隨著底物碘含量的升高，體外發(fā)酵后的發(fā)酵液NH3-N濃度呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢(shì)，在碘含量為0.1 mg/kg時(shí)處于最高值10.168 mg/dL,顯著高于碘含量為0.5 mg/kg時(shí)(P<0.05)，但與其他各處理之間的差異不顯著(P>0.05)；發(fā)酵液MCP濃度在碘含量為0.3 mg/kg時(shí)達(dá)到最高值，為3.694 g/L，顯著高于碘含量為0.9 mg/kg時(shí)(P<0.05)，但與其他各處理之間的差異不顯著(P>0.05)。

表1 底物碘含量對(duì)體外瘤胃發(fā)酵總產(chǎn)氣量、甲烷產(chǎn)量、pH、DMD的影響

同行數(shù)據(jù)肩標(biāo)不同字母表示差異顯著(P<0.05)，無(wú)字母或相同字母表示差異不顯著(P>0.05)。下表同。

In the same row, values with different letter superscripts mean significant difference (P<0.05), while with no letter or the same letter superscripts mean no significant difference (P>0.05). The same as below.

圖1 底物碘含量對(duì)體外瘤胃發(fā)酵產(chǎn)氣速率的影響

表2 底物碘含量對(duì)體外瘤胃發(fā)酵后NH3-N、MCP濃度

2.4 VFA濃度

從表3中可以看出，隨著底物碘含量的升高，發(fā)酵液乙酸(C2)、丙酸(C3)、丁酸(C4)、異戊酸(i-C5)、戊酸(C5)、總揮發(fā)性脂肪酸(TVFA)濃度都呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，異丁酸(i-C4)濃度沒(méi)有明顯規(guī)律。發(fā)酵液C2、C3、C4、i-C5、C5、TVFA濃度在碘含量為0.3 mg/kg時(shí)達(dá)到最大值，分別為56.286、28.906、9.507、1.552、0.919、97.769 mmol/L，但不同處理之間差異均不顯著(P>0.05)；發(fā)酵液乙酸/丙酸出現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，在碘含量為0.7 mg/kg時(shí)達(dá)到最低值1.636，各處理之間差異均不顯著(P>0.05)。

表3 碘含量對(duì)體外瘤胃發(fā)酵后VFA濃度的影響

2.5 消化酶活力

從表4中可以看出，隨著底物碘含量的升高，發(fā)酵液AMS、LPS、TYS、CLS活力都呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)。發(fā)酵液AMS活力在碘含量為0.3 mg/kg時(shí)達(dá)到最大值1.567 U/mL，顯著高于碘含量為0.1、0.7、0.9 mg/kg時(shí)(P<0.05)，但與碘含量為0.5 mg/kg時(shí)差異不顯著(P>0.05)；發(fā)酵液LPS活力在碘含量為0.3 mg/kg時(shí)達(dá)到最大值，為0.453 U/mL，但各處理之間差異均不顯著(P>0.05)；發(fā)酵液TYS活力在碘含量為0.3 mg/kg時(shí)達(dá)到最大值，為60.787 U/mL，但各處理之間差異均不顯著(P>0.05)；發(fā)酵液CLS活力在碘含量為0.7 mg/kg時(shí)達(dá)到最大值，為79.956 U/mL，顯著高于碘含量為0.1 mg/kg時(shí)(P<0.05)，但與碘含量為0.3、0.5、0.9 mg/kg時(shí)差異不顯著(P>0.05)。

表4 碘含量對(duì)體外瘤胃發(fā)酵后消化酶活力的影響

3 討 論

體外發(fā)酵產(chǎn)氣量是反映反芻動(dòng)物發(fā)酵底物可消化營(yíng)養(yǎng)成分含量及瘤胃微生物代謝狀況的重要指標(biāo)之一，其與營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化率往往呈正相關(guān)性[15,21-22]。本試驗(yàn)中，以碘化鉀作為添加劑時(shí)，瘤胃發(fā)酵總產(chǎn)氣量、甲烷產(chǎn)量均隨著碘含量的升高呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)，總產(chǎn)氣量在底物碘含量為0.3 mg/kg時(shí)達(dá)到最大值，為69.0 mL；甲烷產(chǎn)量在底物碘含量為0.5～0.7 mg/kg時(shí)處于較高水平，在碘含量為0.7 mg/kg時(shí)達(dá)到最大值，為6.80 mL。這表明添加碘化鉀可提高體外發(fā)酵總產(chǎn)氣量，有利于瘤胃發(fā)酵，試驗(yàn)結(jié)果與王茂榮[23]研究結(jié)果一致。體外發(fā)酵產(chǎn)氣速率呈現(xiàn)先上升后下降的單峰趨勢(shì)，發(fā)酵初期迅速產(chǎn)生氣體，這是由于發(fā)酵底物中的可溶性糖等成分在發(fā)酵初期易于被微生物所利用，隨著發(fā)酵繼續(xù)，產(chǎn)氣速率隨之慢慢降低，可能是由于發(fā)酵成分越來(lái)越少，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，最終產(chǎn)氣速率趨近于零。pH受發(fā)酵底物類(lèi)型、有機(jī)酸沉淀等各種因素影響，綜合反映瘤胃發(fā)酵[24]。研究表明，pH對(duì)瘤胃微生物發(fā)酵的影響與pH的變化范圍有關(guān)[25]，只有當(dāng)pH處于正常范圍之內(nèi)，機(jī)體瘤胃發(fā)酵、飼料降解才能保證正常進(jìn)行。反芻動(dòng)物在正常生理?xiàng)l件下的瘤胃液pH約在5.6～7.5，Kopecny等[26]提出，適合瘤胃微生物水解酶的pH在5.5～7.0。也有研究指出，瘤胃的理想pH呈弱酸性至中性，在6.4～6.8[27]。本試驗(yàn)不同碘化鉀含量下體外發(fā)酵后的pH在7.08～7.40，屬正常pH范圍之內(nèi)。

不同飼糧的DMD有一定的差異，其表示飼糧被瘤胃微生物降解狀況。本試驗(yàn)中，DMD隨著碘含量的升高呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，并且在碘含量為0.5～0.7 mg/kg時(shí)處于較高水平，表明碘含量在0.5～0.7 mg/kg時(shí)，飼糧易被瘤胃微生物發(fā)酵降解利用。發(fā)酵液AMS、LPS和TYS 3種消化酶的活力都在碘含量為0.3 mg/kg的時(shí)候達(dá)到最大值，CLS的活力在碘含量為0.7 mg/kg的時(shí)候達(dá)到最大值，瘤胃消化酶活力變化基本與DMD一致。因此從DMD和瘤胃消化酶活力的角度看，當(dāng)?shù)獾暮吭?.5～0.7 mg/kg的時(shí)候，適合微生物的附著與生長(zhǎng)，最有利于飼糧的降解。本試驗(yàn)測(cè)定的牦牛瘤胃消化酶活力與張海濤等[28]測(cè)定的犢牛瘤胃內(nèi)AMS活力0.29～1.74 U/mL，劉彩娟等[29]測(cè)定的奶牛瘤胃中CLS活力71.43～99.05 U/mL基本在同一水平；王杰[30]測(cè)定的羊瘤胃中TYS活力為18.09～24.56 U/mL，而本試驗(yàn)結(jié)果測(cè)定的TYS活力達(dá)到18.704～60.787 U/mL，這可能由于TYS活力與瘤胃中的pH、蛋白質(zhì)的沉積速度和蛋白質(zhì)含量有關(guān)。

瘤胃內(nèi)的NH3-N是飼糧蛋白質(zhì)降解及瘤胃微生物降解氮源生成氨、攝取利用氨速度的綜合反映，NH3-N含量基本保持著動(dòng)態(tài)平衡[31]。Murphy等[32]的研究顯示微生物發(fā)酵的最佳NH3-N含量為6.3～27.5 mg/dL，Slyter[33]指出瘤胃液NH3-N濃度的范圍為0.35～29.00 mg/dL。本試驗(yàn)5個(gè)處理的發(fā)酵液NH3-N含量為6.842～10.168 mg/dL，均處于正常范圍，并隨底物碘含量的升高呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢(shì)，且在碘添加量為0.1 mg/kg的時(shí)候NH3-N含量處于最大值，為10.168 mg/dL，則單從發(fā)酵液NH3-N含量來(lái)看，隨著底物碘含量的升高，微生物分解飼料蛋白質(zhì)的能力呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢(shì)。MCP反映瘤胃微生物的數(shù)量及活性且是反芻動(dòng)物最主要的氮源供應(yīng)者，可提供機(jī)體蛋白質(zhì)需要量的40%～60%。本試驗(yàn)中發(fā)酵液MCP含量隨著底物碘含量的提高呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，在碘含量為0.3～0.7 mg/kg時(shí)處于較高水平。由此可見(jiàn)，底物碘含量在0.3～0.7 mg/kg時(shí)，瘤胃微生物數(shù)量及活性利于MCP的合成，底物碘含量低時(shí)，可能由于瘤胃中氨和能量不同步釋放，導(dǎo)致可發(fā)酵底物利用率下降，MCP合成能力較弱，從而MCP含量較低。結(jié)合發(fā)酵液NH3-N和MCP含量而言，本試驗(yàn)中，隨著底物碘含量的升高，發(fā)酵液NH3-N含量呈先下降后上升，但MCP呈先上升后下降趨勢(shì)，可能是MCP合成需消耗大量NH3-N，從而MCP含量較高使NH3-N含量處于較低的水平。

VFA是反芻動(dòng)物機(jī)體代謝所需的主要能量來(lái)源[19]。Gray等[34]指出VFA能為反芻動(dòng)物提供60%～80%的消化能。本試驗(yàn)中，不同碘含量處理發(fā)酵液C2、C3、i-C4、C4、i-C5、C5、TVFA含量差異均不顯著，但隨著底物碘含量的升高基本都呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，在碘含量為0.3～0.9 mg/kg時(shí)都處于較高水平；發(fā)酵液乙酸/丙酸在不同處理間差異不顯著，但在碘含量為0.7 mg/kg時(shí)達(dá)到最低值，為1.636，反芻動(dòng)物瘤胃發(fā)酵中碳水化合物發(fā)酵水平通過(guò)乙酸/丙酸反映，其數(shù)值越低，表明瘤胃能量發(fā)酵模式趨近于丙酸型發(fā)酵，有利于飼糧中能量的利用，本試驗(yàn)中發(fā)酵液乙酸/丙酸在碘含量為0.7 mg/kg的時(shí)候達(dá)到最低值。因此，從VFA濃度角度來(lái)看看，碘含量為0.3～0.9 mg/kg時(shí)，有利于瘤胃發(fā)酵能量物質(zhì)的生成，對(duì)牦牛的生長(zhǎng)有利。

4 結(jié) 論

體外條件下，對(duì)于生長(zhǎng)期牦牛，若以碘化鉀作為碘的添加形式，牦牛飼糧碘含量在0.3～0.7 mg/kg時(shí)，瘤胃發(fā)酵和飼糧降解處較高水平。

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EffectsofDietaryIodideContentonRumenFermentationofYaksinVitro

FAN Xiaohong1,2,3XUE Yanfeng1,2,3HAO Lizhuang1,2,3*LIU Shujie1,2,3*CHAI Shatuo1,2,3NIU Jianzhang1,2,3ZHANG Xiaowei1,2,3WANG Xun1,2,3

(1.StateKeyLaboratoryofPlateauEcologyandAgriculture,KeyLaboratoryofPlateauGrazingAnimalNutritionandFeedScienceofQinghaiProvince,Xining810016,China; 2.QinghaiPlateauYakResearchCenter,Xining810016,China; 3.AcademyofScienceandVeterinaryMedicineofQinghaiUniversity,Xining810016,China)

This study was conducted to investigate the effects of dietary iodide content on rumen fermentation of yaksinvitro. Potassium iodide was used as additive and diet for yaks was used as a substrate forinvitrorumen fermentation. Iodine content in substrate was designed as 0.1, 0.3, 0.5, 0.7 and 0.9 mg/kg, respectively. The fermentation lasted for 48 h. Gas production, rumen fermentation characteristic parameters and digestive enzyme activities were measured after fermentation. The results showed as follows: when the content of iodine in substrate was 0.3 mg/kg, the concentrations of microbial protein (MCP), acetic acid (C2), propionic acid (C3), butyric acid (C4), isovaleric acid (i-C5), valeric acid (C5) and total volatile fatty acid (TVFA), as well as the activities of amylase (AMS), lipase (LPS) and trypsin (TYS) in fermentation fluid reached the highest, which were 3.694 g/L, 56.286 mmol/L, 28.906 mmol/L, 9.507 mmol/L, 1.552 mmol/L, 0.919 mmol/L, 97.769 mmol/L, 1.567 U/mL, 0.453 U/mL, 60.787 U/mL, respectively; when the content of iodine in substrate was 0.5 mg/kg, dry matter digestibility (DMD) reached the highest, as 69.39%, which was significantly higher than other treatments (P<0.05); when the content of iodine in substrate was 0.7 mg/kg, cellulose (CLS) activity in fermentation fluid reached the highest, which was 79.956 U/mL, and C2/C3 in fermentation fluid reached the lowest, which was 1.636. Based on the various indexes, underinvitroconditions, when the content of iodine in substrate was 0.3 to 0.7 mg/kg,invitroruminal fermentation of yaks is at high level.[ChineseJournalofAnimalNutrition,2017,29(12)：4613-4620]

yak; potassium iodide;invitrogas production technique; volatile fatty acid; digestive enzyme activity

10.3969/j.issn.1006-267x.2017.12.044

S823

A

1006-267X(2017)12-4613-08

2017-06-05

國(guó)家自然科學(xué)基金(31660673)；國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃(2016YFD0500504-4)；國(guó)家國(guó)際科技合作專(zhuān)項(xiàng)項(xiàng)目(2015DFG31870)；國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(973項(xiàng)目)(2012CB722906)；青海省重大科技平臺(tái)建設(shè)項(xiàng)目(2013-Z-Y03)

范小紅(1992—)，女，甘肅定西人，碩士研究生，研究方向?yàn)轱暡萘蠣I(yíng)養(yǎng)價(jià)值評(píng)價(jià)。E-mail： 1642246477@qq.com

*通信作者：郝力壯，副研究員，E-mail: lizhuanghao1122@foxmail.com；劉書(shū)杰，研究員，碩士生導(dǎo)師，E-mail: mkylshj@126.com

*Corresponding authors: HAO Lizhuang, associate professor, E-mail: lizhuanghao1122@foxmail.com； LIU Shujie， professor， E-mail: mkylshj@126.com

(責(zé)任編輯 王智航)