不同培育模式對牦牛犢牛生長性能、瘤胃發(fā)酵參數(shù)和血清生化指標的影響

馬 濤 崔 凱 張成福 曹涵文 畢研亮 屠 焰 張衛(wèi)兵 刁其玉*

(1.中國農(nóng)業(yè)科學院飼料研究所，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部飼料生物技術(shù)重點實驗室，北京 2100081；2.西藏自治區(qū)農(nóng)牧科學院畜牧獸醫(yī)研究所，拉薩 2850009；3.北京精準動物營養(yǎng)研究中心，北京 2100081)

牦牛(Bosgrunnienes)是生長在青藏高原等高海拔地區(qū)的反芻動物，經(jīng)過了多年的進化，已經(jīng)充分適應了極端寒冷、缺氧和強紫外線等惡劣環(huán)境。牦牛為高原地區(qū)人民提供肉、奶等食品，其糞便可作為燃料，是當?shù)厝嗣裆婧徒?jīng)濟發(fā)展的重要生產(chǎn)資料[1-2]。傳統(tǒng)的牦牛養(yǎng)殖以放牧為主，在冬季和春季(10月至次年5月)由于牧草缺乏，牦牛能量和營養(yǎng)攝入通常不能滿足其需要，導致體重降低[3-4]。母牦牛主要在5月產(chǎn)犢，目前牦牛犢牛培育仍較多采用隨母哺乳的方式，這種方式犢牛死亡率較高：一方面，此時草場上的牧草還未完全生長，提供給母牦牛的營養(yǎng)相當有限；另一方面，母牦牛體況仍處在恢復期，因此隨母哺乳可能造成牦牛犢牛營養(yǎng)攝入水平較低或過度消耗母牦牛的營養(yǎng)，最終導致母牦?；驙倥Ｋ劳鯷5]。而與生活在平原上的普通牛相比，牦牛達到性成熟的速度較慢，生育力通常較低，成年母牦牛的平均繁殖率僅為48.61%，其中一半以上的母牦牛2年內(nèi)生產(chǎn)1胎或者3年內(nèi)生產(chǎn)2胎[6]。一旦牦牛死亡，將造成巨大的經(jīng)濟損失。因此，提高牦牛犢牛的成活率，提高早期培育質(zhì)量，是其成年發(fā)揮高產(chǎn)的重要保證。已有研究表明，代乳粉能夠有效替代母乳，保證羔羊和犢牛健康生長，同時有助于母畜盡早恢復體況[7-9]。本試驗通過比較不同培育方式(隨母哺乳與飼喂代乳粉)對牦牛犢牛存活率、生長性能、瘤胃發(fā)酵參數(shù)和血清生化指標的差異，探究早期斷母乳飼喂代乳粉在犢牛牦牛培育上的可行性，以期為提高牦牛犢牛早期培育水平提供思路和依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗時間和地點

本試驗于2019年6—10月在西藏自治區(qū)那曲市羌塘牧業(yè)開發(fā)有限公司牧場(東經(jīng)92°05′，北緯31°48)進行，該地區(qū)海拔約4 436 m，試驗期間平均最低溫度為2 ℃，平均最高溫度為14 ℃。

1.2 試驗材料

牦牛犢牛專用代乳粉(專利號：02128844.5)由北京精準動物營養(yǎng)研究中心提供，代乳粉營養(yǎng)成分含量(風干基礎，均為實測值)：干物質(zhì)94.7%、粗蛋白質(zhì)22.9%、粗脂肪16.0%、粗灰分4.3%、鈣0.9%、磷0.5%。

1.3 試驗設計

選取日齡[(30±1)日齡]和體重[(22.5±0.9) kg]接近的牦牛犢牛60頭，其中母犢牛40頭、公犢牛20頭，按照體重接近原則隨機分為2組，每組母犢牛20頭、公犢牛10頭。對照組牦牛犢牛隨母哺乳，試驗組牦牛犢牛與母牛分離并飼喂代乳粉，試驗共持續(xù)120 d。

1.4 飼養(yǎng)管理

對照組牦牛犢牛隨母哺乳，試驗組牦牛犢牛按體重的1.5%(干物質(zhì)基礎)飼喂代乳粉。飼喂代乳粉時，將沸水冷卻至50 ℃左右，與代乳粉按照7∶1(質(zhì)量比)的比例進行混合并充分攪拌均勻，待乳液溫度降至39 ℃左右時，裝入奶瓶飼喂犢牛。代乳粉每日飼喂2次(08：00、18：00)。試驗期間，試驗組犢牛不接觸母牛，2組犢牛自由飲水且接觸不到母牛飼糧。

1.5 指標測定與方法

1.5.1 代乳粉營養(yǎng)成分含量

在烘箱中于105 ℃下干燥6 h，測定代乳粉干物質(zhì)含量；使用凱氏定氮法測定代乳粉粗蛋白質(zhì)含量；使用索氏提取法測定代乳粉粗脂肪含量；在600 ℃的馬福爐中完全燃燒6 h，測定代乳粉粗灰分含量；使用原子吸收分光光度計(Perkin-Elmer M9W-700，北京珀金埃爾默儀器有限公司)測定代乳粉鈣含量；通過鉬釩酸鹽比色法測定代乳粉磷含量。

1.5.2 生長性能和存活率

牦牛犢牛于試驗開始和結(jié)束時稱重，計算平均日增重，同時測量體高、十字部高、體斜長、胸圍。試驗過程中記錄死亡的犢牛，試驗結(jié)束時計算牦牛的存活率。

1.5.3 瘤胃發(fā)酵參數(shù)

于試驗第120天晨飼前，每組各選取8頭母犢牛經(jīng)口腔采集瘤胃液，丟棄初次吸取的瘤胃液，隨后在不同部位共吸取約200 mL瘤胃液并充分混合均勻，于-20 ℃保存待測定各揮發(fā)性脂肪酸(乙酸、丙酸、丁酸、異丁酸、戊酸和異戊酸)與氨態(tài)氮濃度，計算總揮發(fā)性脂肪酸濃度和各揮發(fā)性脂肪的摩爾比例。其中，揮發(fā)性脂肪酸濃度通過氣相色譜儀(GC-6800，北京北分天普儀器技術(shù)有限公司)進行測定，氨態(tài)氮濃度采用苯酚-次氯酸鈉法進行測定。

1.5.4 血清生化指標

于試驗結(jié)束時，每組選取8頭體重相近的母犢牛，清晨空腹頸靜脈采血于10 mL的真空采血管(不含抗凝劑)中，于1 500×g離心30 min，收集上層血清于-20 ℃保存，待測血清生化指標。用比色法(科華KHB-1280全自動生化分析儀)測定血清總蛋白(TP)、白蛋白(ALB)、球蛋白(GLB)、尿素氮(UN)含量；用酶聯(lián)免疫吸附測定法(科華ST-360全自動酶標儀)測定血清胰島素(INS)、β-羥丁酸(BHBA)、胰島素樣生長因子-Ⅰ(IGF-Ⅰ)、生長激素(GH)、免疫球蛋白G(IgG)、免疫球蛋白A(IgA)、免疫球蛋白M(IgM)、丙二醛(MDA)、白細胞白介素-2(IL-2)和腫瘤壞死因子-α(TNF-α)含量以及超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽過氧化酶(GSH-Px)和谷胱甘肽硫轉(zhuǎn)移酶(GST)活性。各血清生化指標均使用標準試劑盒(南京建成生物工程研究所)測定。

1.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

首先使用R-Studio(版本3.6.1)中的Sharpiro-Wilk檢驗對所有數(shù)據(jù)進行正態(tài)性檢驗。對于瘤胃發(fā)酵參數(shù)和血清生化指標，如符合正態(tài)分布(Sharpiro-Wilk檢驗P>0.05)，則使用未配對t檢驗(unpairedt-test)法比較對照組和試驗組之間的差異；如不符合正態(tài)分布(Sharpiro-Wilk檢驗P<0.05)，則使用Mann-Whitney U(2組樣本量不一致時的非參數(shù)檢驗方法)檢驗比較對照組和試驗組之間的差異。對于生長性能(均符合正態(tài)分布)和存活率數(shù)據(jù)，采用R語言的廣義線性模型(GLM)程序包分析試驗組別、性別以及組別和性別的交互作用的影響，R語言分析代碼為：glm(生長性能指標～Group+Sex+Group*Sex， data=生長性能數(shù)據(jù)集)。其中，“生長性能數(shù)據(jù)集”為包括全部生長性能指標數(shù)據(jù)的文件，“生長性能指標”為“生長性能數(shù)據(jù)集”中待分析的特定指標，如體重、體高、體斜長、胸圍等。由于存活率的數(shù)據(jù)符合為二項分布(binomial distribution)，因此在使用GLM時需要調(diào)用該功能，對應的R語言分析代碼為：glm(存活率～Group+Sex+Group*Sex， family=“binomial”， data=存活率)。統(tǒng)計分析結(jié)果以P<0.05為差異顯著，0.05≤P<0.10為存在差異趨勢。

2 結(jié) 果

2.1 生長性能和存活率

不同培育模式對牦牛犢牛生長性能和存活率的影響見表1。試驗開始時，試驗組和對照組犢牛的體重、體高、體斜長、胸圍無顯著差異(P>0.05)，母犢牛和公犢牛的體重、體高、體斜長、胸圍亦無顯著差異(P>0.05)；試驗結(jié)束時，2組犢牛的體重、體高、體斜長、胸圍均無顯著差異(P>0.05)，母犢牛的平均日增重顯著高于公犢牛(P<0.05)。試驗組犢牛的存活率顯著高于對照組(73.3% vs. 46.7%，P<0.05)，不同性別犢牛存活率無顯著差異(P>0.05)。組別和性別的交互作用對上述生長性能指標及存活率均無顯著影響(P>0.05)。

表1 不同培育模式對牦牛犢牛生長性能和存活率的影響

2.2 瘤胃發(fā)酵參數(shù)

不同培育模式對牦牛犢牛瘤胃發(fā)酵參數(shù)的影響見表2。試驗組犢牛瘤胃液總揮發(fā)性脂肪酸濃度、丁酸摩爾比例顯著高于對照組(P<0.05)，而異戊酸摩爾比例顯著低于對照組(P<0.05)。2組犢牛瘤胃液乙酸、丙酸、異丁酸和戊酸摩爾比例均無顯著差異(P>0.05)。試驗組犢牛瘤胃液氨態(tài)氮濃度有高于對照組的趨勢(0.05≤P<0.10)。

表2 不同培育模式對牦牛犢牛瘤胃發(fā)酵參數(shù)的影響

2.3 血清生化指標

不同培育模式對牦牛犢牛血清生化指標的影響見表3。試驗組犢牛血清TP、GLB、IgG、INS、BHBA、GH含量均顯著高于對照組(P<0.05)，血清IL-2和TNF-α含量有高于對照組的趨勢(0.05≤P<0.10)。2組犢牛血清ALB、UN、IgA、IgM、IGF-Ⅰ、MDA含量與SOD、GSH-Px和GST活性沒有顯著差異(P>0.05)。

表3 不同培育模式對牦牛犢牛血清生化指標的影響

3 討 論

3.1 生長性能和存活率

盡管目前已有不少關(guān)于牦牛生長性能及其影響因素的研究，但都集中在2～5歲階段，且這些試驗中牦牛生長海拔[10-12]相對本研究較低。此外，這些試驗主要研究了牦牛生長性能受放牧條件下牧草質(zhì)量或供應量以及放牧時間等的影響。目前關(guān)于牦牛犢牛培育的研究非常有限，本試驗的牦牛犢牛ADG在160 g/d左右，低于前人報道的結(jié)果(300 g/d)[13]，可能是由于養(yǎng)殖條件、飼料供應、管理方式等存在差異所致。本試驗中試驗組和對照組牦牛犢牛在生長性能方面一致，本團隊近期在羔羊上的研究表明，49日齡前隨母哺乳的羔羊與21日齡斷母乳并飼喂代乳粉的羔羊在2月齡時ADG無顯著差異[14]，說明代乳粉能夠充分滿足牦牛犢牛生長對于營養(yǎng)素的需要。盡管2組牦牛犢牛的ADG和終末體重差異不顯著，但是飼喂代乳粉顯著提高了牦牛犢牛的存活率。本試驗開展地區(qū)(西藏自治區(qū)那曲市)具有高海拔、高寒缺氧等不利條件，該地區(qū)牧草較為匱乏，母牦牛生產(chǎn)后自身存活已屬不易，犢牛在出生1個月后對于營養(yǎng)需求顯著提高，如果無法從母牛乳中得到充足的營養(yǎng)，其存活幾率非常渺茫。考慮到使用代乳粉的成本遠遠低于牦牛犢牛成活創(chuàng)造的經(jīng)濟效益，早期斷母乳并飼喂代乳粉的飼喂模式將有助于提高高海拔地區(qū)牦牛的存活率和養(yǎng)殖效益。

3.2 瘤胃發(fā)酵參數(shù)

揮發(fā)性脂肪酸是由瘤胃微生物發(fā)酵分解飼糧碳水化合物形成，能夠為反芻動物生產(chǎn)提供70%～80%的能量[15]。本研究中，對照組牦牛犢牛瘤胃液總揮發(fā)性脂肪酸濃度顯著低于試驗組，可能與前者的干物質(zhì)采食量較低有關(guān)[11]，雖然本試驗中無法測定對照組牦牛的具體干物質(zhì)采食量，但根據(jù)牦牛的泌乳曲線可知，牦牛產(chǎn)乳量在犢牛出生后1個月內(nèi)曲線上升，隨后進入平臺期，犢牛2月齡之后至6月齡這一段時間產(chǎn)乳量不斷下降[16]，由此推測對照組牦牛犢牛在試驗第31～120天干物質(zhì)采食量逐漸降低，限制了瘤胃微生物發(fā)酵底物的供應量，由此造成了瘤胃液總揮發(fā)性脂肪酸濃度的降低。值得注意的是，試驗組牦牛犢牛瘤胃液丁酸摩爾比例顯著高于對照組，丁酸是瘤胃中產(chǎn)丁酸菌合成的一種重要的揮發(fā)性脂肪酸[17]，具有為上皮細胞供能[18]、促進機體健康[19]的重要作用。最近研究發(fā)現(xiàn)，丁酸對于促進幼齡反芻動物瘤胃的發(fā)育可能也具有重要作用[20]，由此可推測，與對照組相比，代乳粉為瘤胃產(chǎn)丁酸微生物提供了更充足的底物，后者產(chǎn)生了足夠的丁酸，促進了瘤胃的發(fā)育并改善了牦牛犢牛的健康狀況，從而提高了犢牛的存活率。瘤胃中的氨態(tài)氮是微生物合成蛋白質(zhì)的主要氮源，研究表明微生物合成的40%～68%的蛋白質(zhì)的氮源為氨態(tài)氮[21]，適宜微生物生長達到最高效率的瘤胃氨態(tài)氮濃度范圍較廣，通常在5～25 mg/dL[22]。本研究中雖然2組牦牛犢牛的血清氨態(tài)氮濃度都在上述范圍之間，但代乳粉組為微生物提供了更充足的氮源，保證了瘤胃微生物能夠合成更多的小腸可代謝蛋白質(zhì)供機體利用。本研究中試驗組牦牛犢牛瘤胃液總揮發(fā)性脂肪酸濃度與Zhou等[11]報道的牦牛數(shù)據(jù)基本一致，但氨態(tài)氮濃度高于上述作者報道的結(jié)果；Shi等[12]研究了不同采食量和季節(jié)對牦牛生產(chǎn)性能的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)高采食量提高了牦牛瘤胃液總揮發(fā)性脂肪濃度，但對氨態(tài)氮濃度無顯著影響。然而上述研究使用的試驗動物為2.5～3.0歲的成年牦牛，且均采食固體飼糧，與本試驗中的牦牛無論在年齡還是飼糧上都有顯著區(qū)別，因此未來還需要進一步研究牦牛犢牛階段的瘤胃發(fā)酵情況及可能的影響因素。

3.3 血清生化指標

血清生化指標能夠一定程度上反映試驗動物生理代謝和健康狀況[23]。例如，血清TP含量與機體免疫力和代謝水平相關(guān)，對于維持動物免疫力和代謝水平、促進動物健康生長具有重要作用。TP包含GLB和ALB，其中IgG是血清GLB的主要組成部分，本研究中試驗組牦牛犢牛血清IgG含量顯著高于對照組，由此可能解釋了試驗組牦牛犢牛血清GLB以及TP含量高于對照組的原因。BHBA是血液當中酮體的主要成分，是調(diào)控動物健康成長的重要物質(zhì)之一[24]。最近研究表明，幼畜血液中BHBA的含量與營養(yǎng)采食量呈正相關(guān)[9，25-26]。本研究中牦牛犢牛血清BHBA含量和瘤胃液丁酸摩爾比例在2組之間的差異變化一致，這可能是因為BHBA是由瘤胃微生物產(chǎn)生的丁酸被轉(zhuǎn)運到瘤胃上皮細胞線粒體中后經(jīng)乙酰輔酶A途徑氧化生成[27]。INS是控制動物機體營養(yǎng)代謝的最重要的激素之一[28]，血液酮體含量增加會刺激β細胞釋放INS，這可能是一種防止脂肪過度動員的反饋機制[29]。此外，GH是垂體前葉分泌的蛋白質(zhì)，具有促進生長的作用[30]?；谏鲜鲅迳笜朔治?，試驗組牦牛犢牛的代謝功能和健康狀態(tài)均要優(yōu)于對照組牦牛犢牛。

4 結(jié) 論

在本試驗條件下，30日齡斷母乳飼喂代乳粉的牦牛犢牛在隨后4個月的生長性能與隨母哺乳的牦牛犢牛無顯著差異，但飼喂代乳粉顯著提高了牦牛犢牛的存活率。從瘤胃發(fā)酵參數(shù)和血清生化指標來看，可能是因為采食代乳粉能夠保證牦牛犢牛攝入的營養(yǎng)濃度一致，有利于維持其正常的生理代謝功能，最終提高了牦牛犢牛的存活率。