曹涵文,陳曉英,信金偉,朱 勇,張 強(qiáng),姜 輝,次旦央吉,孫光明,洛桑頓珠,達(dá)娃央拉,張成福*
(1.省部共建青稞和牦牛種質(zhì)資源與遺傳改良國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,西藏 拉薩 850000;2.西藏自治區(qū)農(nóng)牧科學(xué)院 畜牧獸醫(yī)研究所,西藏 拉薩 850009)
【研究意義】近年來(lái)由于西藏牦牛產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展,飼料資源短缺的情況日益加劇,尤其是蛋白質(zhì)飼料,據(jù)統(tǒng)計(jì)截至2019 年底,西藏牦牛存欄量為499 萬(wàn)頭,牦牛的高存欄量和低周轉(zhuǎn)率,也是飼糧不足的重要因素。隨著人們對(duì)畜產(chǎn)品品質(zhì)的提升及環(huán)境保護(hù)意識(shí)的逐步增強(qiáng),如何開(kāi)發(fā)新型蛋白飼料替代產(chǎn)品、提升蛋白飼料的轉(zhuǎn)化率以及降低養(yǎng)殖業(yè)的氮排放[1],成為西藏畜牦牛產(chǎn)業(yè)發(fā)展亟待解決的問(wèn)題?!厩叭搜芯窟M(jìn)展】國(guó)內(nèi)外的學(xué)者普遍認(rèn)為賴氨酸(Lys)和蛋氨酸(Met)分屬為肉牛第一或第二限制性氨基酸,氨基酸的平衡性也直接影響了蛋白質(zhì)的合成與氮排放。Lys 和Met 能夠參與機(jī)體的能量代謝、脂肪代謝以及蛋白質(zhì)的合成,在機(jī)體的生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖等方面發(fā)揮著重要作用[2]。反芻動(dòng)物具有不同于單胃動(dòng)物特殊的消化系統(tǒng),其瘤胃中含有大量的菌群,能夠利用飼料中的粗纖維及無(wú)機(jī)氮形成菌體蛋白,研究[3]表明進(jìn)入反芻動(dòng)物小腸內(nèi)的菌體蛋白約占總蛋白數(shù)的60%~85%,因此為了滿足反芻動(dòng)物的營(yíng)養(yǎng)需求,盲目追求蛋白質(zhì)飼料飼喂量,會(huì)導(dǎo)致飼料蛋白被瘤胃中的菌群降解、利用,形成新的菌體蛋白,極大降低蛋白飼料的有效性,此外未被利用的氮源會(huì)以糞、尿的形式排出體外,加劇了對(duì)外界環(huán)境的污染?!颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】研究[4]表明動(dòng)物蛋白具有很好的瘤胃通過(guò)性,但2001 年農(nóng)業(yè)部下發(fā)通知,明確禁止在反芻動(dòng)物飼料中添加和使用動(dòng)物性飼料,因此過(guò)瘤胃氨基酸日益走入人們的視野。過(guò)瘤胃氨基酸是指將飼料中的氨基酸通過(guò)物理加工、化學(xué)保護(hù)或物理包埋等方式修飾或保護(hù)起來(lái),減少氨基酸在瘤胃內(nèi)降解率,保證氨基酸在進(jìn)入小腸后再被吸收消化,從而達(dá)到提高飼料蛋白利用率的目的[5]?!緮M解決的關(guān)鍵問(wèn)題】本試驗(yàn)通過(guò)對(duì)泌乳牦牛飼喂不同梯度的RPLys 和RPMet,并對(duì)其體尺、體質(zhì)量、產(chǎn)奶量、乳成分等進(jìn)行測(cè)定,確定過(guò)RPLys 和RPMet 的適宜添加量,為滿足泌乳牦牛的營(yíng)養(yǎng)需求,減少氮排放,提升養(yǎng)殖效益提供理論支撐。
過(guò)瘤胃賴氨酸產(chǎn)品(過(guò)瘤胃賴氨酸含量≥50%,含水量≤12%,過(guò)瘤胃率≥60%);過(guò)瘤胃蛋氨酸產(chǎn)品(過(guò)瘤胃蛋氨酸含量≥60%,含水量≤12%,過(guò)瘤胃率≥60%),上述材料均購(gòu)自北京亞禾有限公司。
年齡、胎次、體況評(píng)分相近、健康的泌乳期母牦牛40 頭,在那曲羌塘牧業(yè)發(fā)展有限公司園區(qū)開(kāi)展試驗(yàn)。
試驗(yàn)地點(diǎn)及環(huán)境:項(xiàng)目實(shí)施地點(diǎn)位于中國(guó)西藏自治區(qū)那曲市(91°12'~93°02'E,30°31'~31°55'N)。該地區(qū)屬于高原亞寒帶季風(fēng)半濕潤(rùn)氣候區(qū)。平均海撥4 500 m 以上,高寒缺氧,氣候干燥,全年大風(fēng)日100 d左右,年平均氣溫為-2.2 ℃,最冷時(shí)可達(dá)-30~-40 ℃。全年日照時(shí)數(shù)為2 886 h以上,年降水量400 mm以上。全年沒(méi)有絕對(duì)無(wú)霜期,每年10月至次年5月為風(fēng)雪期和土壤凍結(jié)期,6—8月為生長(zhǎng)期。
試驗(yàn)選擇4.5歲左右,體況評(píng)分相近的健康的泌乳-牦牛40頭,隨機(jī)分為4組,每組10頭,將RPLys和RPMet以3∶1的比例混合均勻組成混合氨基酸[6-7]。對(duì)照組飼喂基礎(chǔ)飼糧,試驗(yàn)組在基礎(chǔ)日糧中添加混合氨基酸5,10,15 g/(d·頭)進(jìn)行飼喂。試驗(yàn)的預(yù)試期為7 d,正試期為42 d,試驗(yàn)牛采用分欄單獨(dú)飼養(yǎng),自由飲水、自由采食,每天早晚各投料1次,基礎(chǔ)飼糧組成及營(yíng)養(yǎng)成分見(jiàn)表1。
表1 試驗(yàn)牛基礎(chǔ)飼糧組成及營(yíng)養(yǎng)成分Tab.1 Composition and nutritional components of basic diet for experimental cattle %
2.2.1 體尺指標(biāo)測(cè)定 在預(yù)試期和正試期結(jié)束后分別測(cè)定泌乳牦牛的體高、體斜長(zhǎng)、胸圍、管圍等體尺指標(biāo),按照文獻(xiàn)[8]提供的方法如下:
體高:使用測(cè)杖測(cè)量自試驗(yàn)牛只鬐甲最高點(diǎn)到地面的垂直高度。
體斜長(zhǎng):使用測(cè)杖測(cè)量試驗(yàn)牛只自肩端到坐骨結(jié)節(jié)最后內(nèi)隆凸間的距離。
胸圍:用卷尺測(cè)量肩胛骨后緣處體軀的水平周徑,其松緊度以能插入食指和中指上下滑動(dòng)為準(zhǔn)。
管圍:測(cè)量管骨最細(xì)處的周長(zhǎng),一般在左前腿脛骨由下向上1/3處。
2.2.2 生產(chǎn)性能指標(biāo)測(cè)定 在預(yù)試期和正試期結(jié)束后分別對(duì)泌乳牦牛進(jìn)行空腹稱量,準(zhǔn)確記錄每天的投料量和剩料量,計(jì)算總增重、平均日增重、料重比及肥度指數(shù)。試驗(yàn)期間對(duì)試驗(yàn)牛的發(fā)病或死亡進(jìn)行詳細(xì)記錄,便于及時(shí)停止飼喂并結(jié)算飼料。肥度指數(shù)的計(jì)算公式如下:
2.2.3 產(chǎn)奶量及乳成分指標(biāo)測(cè)定 在預(yù)試期和正試期結(jié)束后分別測(cè)定1 次產(chǎn)奶量,每組測(cè)定泌乳牦牛數(shù)量為10 頭,連續(xù)測(cè)定3 d,取3 d 產(chǎn)奶量的平均值。從奶樣桶的中部位置吸取鮮奶50 mL 放入到采樣瓶中,加入重鉻酸鉀30 mg 進(jìn)行防腐處理,充分混勻后放入4 ℃冰箱中保存,將樣品寄送至河南全印檢測(cè)技術(shù)有限公司,對(duì)乳成分指標(biāo)(乳脂率、乳蛋白、乳糖、總固形物、氨基酸總和、氨基酸組成)進(jìn)行測(cè)定。
試驗(yàn)數(shù)據(jù)先Excel 2010初步整理,采用SPSS 20.0軟件進(jìn)行方差分析,對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn),以P<0.05為差異顯著,試驗(yàn)數(shù)據(jù)以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤”表示。
不同水平RPLys 和RPMet 對(duì)泌乳牦牛體尺指標(biāo)的影響見(jiàn)表2,由試驗(yàn)結(jié)果可知,日糧中添加過(guò)瘤胃氨基酸對(duì)試驗(yàn)牛胸圍和體驅(qū)指數(shù)圍具有顯著性影響(P<0.05),對(duì)體高、體斜長(zhǎng)、管圍、體長(zhǎng)指數(shù)影響不顯著(P>0.05)。由表2可知各試驗(yàn)組的胸圍指標(biāo)較對(duì)照組分別增長(zhǎng)了2.51%、1.91%、1.91%,且存在顯著性差異(P<0.05),其中試驗(yàn)組2和試驗(yàn)組3差異不顯著(P>0.05);各試驗(yàn)組體驅(qū)指數(shù)均高于對(duì)照組,分別增長(zhǎng)了5.7%、5.7%、4.1%,且存在顯著性差異(P<0.05),其中試驗(yàn)組2 和試驗(yàn)組3 差異不顯著(P>0.05)。結(jié)果表明添加過(guò)瘤胃氨基酸能夠顯著影響泌乳牦牛的胸圍和體驅(qū)指數(shù),混合氨基酸的添加量為10 g/d 時(shí),對(duì)二者的促進(jìn)效果最佳。
表2 不同水平過(guò)瘤胃氨基酸對(duì)泌乳牦牛體尺指標(biāo)的影響Tab.2 Effects of different levels of rumen-protected amino acids on body size of lactating yaks
不同水平RPLys 和RPMet 對(duì)泌乳牦牛生長(zhǎng)性能的影響見(jiàn)表3,由試驗(yàn)結(jié)果可知,日糧中添加過(guò)瘤胃氨基酸對(duì)試驗(yàn)??傇鲋?、平均日增重、料重比具有顯著性影響(P<0.05),對(duì)末質(zhì)量、采食量、肥度指數(shù)影響不顯著(P>0.05)。由表3 可知各試驗(yàn)組的總增重均高于對(duì)照組,分別增加了27.57%、35.51%、23.83%,且存在顯著性差異(P<0.05),試驗(yàn)組2 和試驗(yàn)組3 差異不顯著(P>0.05);各試驗(yàn)組的平均日增重均高于對(duì)照組,分別增加了27.45%、35.29%、25.53%且存在顯著性差異,試驗(yàn)組2 和實(shí)驗(yàn)組3 差異不顯著(P>0.05);各試驗(yàn)組料重比均低于對(duì)照組,分別降低了2.9%、3.6%、2.6%,試驗(yàn)組2 和試驗(yàn)組3 差異不顯著。結(jié)果表明添加過(guò)瘤胃氨基酸能夠顯著影響泌乳牦牛的總增重、平均日增重、料重比,混合氨基酸的添加量為10 g/d時(shí),對(duì)其促進(jìn)效果最佳。
表3 不同水平過(guò)瘤胃氨基酸對(duì)泌乳牦牛生長(zhǎng)性能的影響Tab.3 Effects of different levels of rumen-protected amino acids on growth performance of lactating yaks
不同水平RPLys 和RPMet 對(duì)泌乳牦牛產(chǎn)奶量及乳成分的影響見(jiàn)表4,由試驗(yàn)結(jié)果可知,日糧中添加過(guò)瘤胃氨基酸對(duì)試驗(yàn)牛乳蛋白含量具有顯著性影響(P<0.05),對(duì)產(chǎn)奶量、乳脂率、乳糖、總固形物影響不顯著(P>0.05)。由表4可知,試驗(yàn)組的產(chǎn)奶量和乳脂率略高于對(duì)照組,但差異不顯著(P>0.05),乳糖和總固形物含量對(duì)照組和試驗(yàn)組檢測(cè)結(jié)果趨于一致。結(jié)果表明添加過(guò)瘤胃氨基酸能夠顯著提升泌乳牦牛乳蛋白含量,混合氨基酸的添加量為10 g/d時(shí),對(duì)其促進(jìn)效果最佳。
表4 不同水平過(guò)瘤胃氨基酸對(duì)泌乳牦牛產(chǎn)奶量及乳成分的影響Tab.4 Effects of rumen-protected amino acids on milk yield and milk composition of lactating yaks
不同水平RPLys和RPMet對(duì)牦牛乳中氨基酸成分的影響見(jiàn)表5,由試驗(yàn)結(jié)果可知,日糧中添加過(guò)瘤胃氨基酸,試驗(yàn)組牦牛乳中的各項(xiàng)氨基酸指標(biāo)與對(duì)照組基本一致且差異不顯著(P>0.05)。由表5可知,牦牛乳中的主要氨基酸成分由高到低依次為谷氨酸、亮氨酸和脯氨酸(按試驗(yàn)組最高值計(jì)算),牦牛乳中的甘氨酸和蛋氨酸的含量極少,牦牛乳中Lys和Met的比值為3.1(按試驗(yàn)組最高值計(jì)算),這與日糧中添加的過(guò)瘤胃氨基酸比值基本一致。結(jié)果表明添加過(guò)瘤胃氨基酸對(duì)牦牛乳中的氨基酸成分無(wú)顯著性影響。
表5 不同水平過(guò)瘤胃氨基酸對(duì)牦牛乳中氨基酸成分的影響Tab.5 Effects of different levels of rumen-protected amino acids on amino acid composition in yaks milk %
Lys在體內(nèi)一系列酶的作用下最終轉(zhuǎn)化為肉堿,肉堿可以將體內(nèi)脂肪酸轉(zhuǎn)運(yùn)至線粒體進(jìn)行脂肪酸的β-氧化,為蛋白質(zhì)的合成提供碳架以及部分能量[9]。Met 可以為膽堿、核酸等甲基化合物的合成提供活性甲基,而膽堿是合構(gòu)成生物膜的組成成分同時(shí)對(duì)脂肪代謝具有十分重要的作用[9],因此補(bǔ)充Lys和Met對(duì)機(jī)體的生長(zhǎng)發(fā)育具有十分重要的意義。殷溪瀚[10]的研究結(jié)果表明,飼糧中添加RPMet與RPLys對(duì)荷斯坦奶公牛胸圍影響顯著(P<0.05),但對(duì)體高、體斜長(zhǎng)則無(wú)顯著影響(P>0.05)。楊魁[11]的研究結(jié)果表明過(guò)瘤胃氨基酸對(duì)生長(zhǎng)育肥牛胸寬結(jié)束值有顯著影響(P<0.05),對(duì)其它體尺指標(biāo)無(wú)顯著影響(P>0.05)。本試驗(yàn)的研究對(duì)象為4.5 歲左右的成年母牦牛,在理想的飼養(yǎng)管理和充足的營(yíng)養(yǎng)供給條件下,對(duì)成年牛的體高、體斜長(zhǎng)和管圍的影響非常有限,而胸圍和體驅(qū)指數(shù)則能夠比較直觀的判斷成年牛的長(zhǎng)勢(shì)情況。以牦牛種公牛為例,優(yōu)良種公牛最明顯的特征為前驅(qū)粗壯,即擁有較大的胸圍值或胸寬值,試驗(yàn)結(jié)果表明通過(guò)補(bǔ)飼過(guò)瘤胃氨基酸,能夠提升母牦牛體內(nèi)的氨基酸平衡,為母牦牛的生長(zhǎng)發(fā)育提供均衡的營(yíng)養(yǎng),從而影響母牦牛胸圍和體驅(qū)指數(shù),與前人的研究結(jié)果一致。
在飼糧中添加RPLys 和RPMet 能夠顯著提高小腸中可消化氨基酸數(shù)量,為機(jī)體的生長(zhǎng)提供所必須的氨基酸組分。部分未過(guò)瘤胃的的Met、Lys 能夠刺激了瘤胃微生物和原蟲(chóng)等的生長(zhǎng),促進(jìn)了瘤胃微生物蛋白(MCP)的合成,使得進(jìn)入小腸中的MCP 增加含量增加,此外瘤胃內(nèi)微生物活動(dòng)的增強(qiáng)提高了瘤胃內(nèi)中性洗滌纖維(NDF)、酸性洗滌纖維(ADF)等物質(zhì)的消化率,瘤胃內(nèi)揮發(fā)性脂肪酸(VFA)濃度增加,其中的乙酸、丙酸關(guān)系到反芻動(dòng)物能量的供應(yīng)[12-13],對(duì)機(jī)體的生長(zhǎng)發(fā)育具有極其重要的意義。殷溪瀚[10]的研究表明在日糧中添加RPLys 和RPMet對(duì)荷斯坦奶公牛平均日增重、料重比均有顯著影響(P<0.05)。高巖等[14]的研究表明在日糧中添加RPLys和RPMe,試驗(yàn)牛平均日增重顯著高于對(duì)照組(P<0.05),料重比顯著低于對(duì)照組(P<0.05)。由于西藏長(zhǎng)期延續(xù)著輪牧或游牧等放牧飼養(yǎng)模式,缺乏牦牛補(bǔ)飼意識(shí),加之飼草資源短缺,導(dǎo)致西藏牦牛長(zhǎng)期處于“夏肥、秋壯、冬瘦、春死”的境況。本試驗(yàn)通過(guò)在牦牛飼糧中添加過(guò)瘤胃氨基酸,利用其補(bǔ)償生長(zhǎng)的特性,通過(guò)充足的營(yíng)養(yǎng)攝入,能夠顯著提升泌乳牦牛的總增重、平均日增重及肥度指數(shù),通過(guò)補(bǔ)充過(guò)瘤胃氨基酸,增加泌乳牦牛小腸內(nèi)可利用氨基酸數(shù)量,滿足其體內(nèi)的氨基酸平衡,降低料重比,這與前人的研究成果一致。
吐日根白乙拉等[15]的研究結(jié)果表明飼糧中添加RPMet 與RPLys 對(duì)干物質(zhì)采食量影響不顯著。Robinson 等[16]以泌乳早期和泌乳中期奶牛為研究對(duì)象,以Lys 為第一限制性氨基酸的TMR 日糧添加RPLys進(jìn)行為期28 d 的飼喂試驗(yàn),研究表明添加RPLys 對(duì)早期、中期泌乳奶牛干物質(zhì)采食量無(wú)影響。韓云勝等[17]的研究結(jié)果表明基礎(chǔ)飼糧中添加RPMet 和RPLys 對(duì)奶公牛干物質(zhì)采食量無(wú)顯著影響(P>0.05)。本試驗(yàn)的研究表明,添加過(guò)瘤胃氨基酸進(jìn)行飼喂,對(duì)泌乳牦牛的采食量無(wú)顯著性影響,推斷其主要原因是,牦牛的采食量主要取決于其本身的饑餓程度,即瘤胃內(nèi)容物的多寡,雖然本試驗(yàn)通過(guò)添加過(guò)瘤胃氨基酸,能夠極大的滿足泌乳牦牛的氨基酸平衡和營(yíng)養(yǎng)攝入,但對(duì)于反芻動(dòng)物每日龐大的采食需求而言,添加微量過(guò)瘤胃氨基酸對(duì)瘤胃內(nèi)容物的多寡影響微乎其微,并不能影響泌乳牦牛的采食量,這與前人的研究結(jié)果一致。
國(guó)內(nèi)外的研究表明,Lys和Met是影響產(chǎn)奶量和乳成分的第一限制性氨基酸,對(duì)乳蛋白的影響比對(duì)產(chǎn)奶量更為敏感[18-19]。在飼糧中添加RPLys和RPMet能夠顯著提高小腸中可消化氨基酸數(shù)量,提升消化道氨基酸平衡性,提高血液當(dāng)中氨基酸濃度以及進(jìn)入乳腺的氨基酸濃度,為乳腺中蛋白質(zhì)的合成提供了充足的前體物質(zhì),進(jìn)而提高了乳中蛋白質(zhì)含量[20]。陳傲東等[21]在飼糧中同時(shí)添加RPLys 和RPMet,標(biāo)準(zhǔn)乳產(chǎn)量提高了2.56%。劉鋼等[22]的研究表明,在奶牛飼糧中添加RPLys可以降低奶牛對(duì)過(guò)瘤胃蛋白質(zhì)的需要量,滿足奶牛對(duì)限制性氨基酸的需要量,提高奶牛的產(chǎn)奶量和乳蛋白率。林英庭等[23]研究表明,飼糧中添加過(guò)瘤胃氨基酸高能復(fù)合物可以提高乳脂率以及乳蛋白率。本試驗(yàn)的研究結(jié)果表明添加RPLys和RPMet能夠顯著提升泌乳牦牛乳蛋白含量,但對(duì)產(chǎn)奶量和乳脂率等其他指標(biāo)無(wú)顯著性影響,其可能的原因是牦牛在廣大藏區(qū)雖然一直被定義為乳肉兼用牛,但其產(chǎn)奶量很低,以那曲地區(qū)為例,其日均產(chǎn)奶量?jī)H為1 kg 左右,因此不能完全將奶牛的試驗(yàn)結(jié)果借鑒到牦牛上來(lái)。其次MCP 的合成需要以碳水化合物為碳價(jià),飼料的精粗比是影響(MCP)的合成的重要因素之一。當(dāng)日糧中非結(jié)構(gòu)性碳水化合物(NSC)含量過(guò)高,將導(dǎo)致肽的濃度升高,抑制蛋白的降解,并降低瘤胃的氨濃度,從而影響其產(chǎn)奶量及乳成分[24]。目前國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)RPLys 和RPMet 對(duì)產(chǎn)奶量和乳成分的影響結(jié)果不一致,這很大程度上取決于試驗(yàn)動(dòng)物品種、日糧類型、氣候條件及生理狀態(tài)等多方面因素的影響。
RPLys 和RPMet 對(duì)乳液中氨基酸成分的影響鮮見(jiàn)報(bào)道,前人關(guān)于Lys 和Met 的作用機(jī)理并未能闡明其與乳中氨基酸成分的直接關(guān)系。本試驗(yàn)的研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),雖然Met能夠在機(jī)體內(nèi)轉(zhuǎn)化為胱氨酸,但乳液的檢測(cè)結(jié)果表明胱氨酸在乳液中的含量為0,對(duì)Lys和Met指標(biāo)也無(wú)顯著性影響,是否能夠推測(cè)即使增加某些必須氨基酸的添加量,也無(wú)法影響乳液中的氨基酸平衡,還需要進(jìn)一步進(jìn)行探索。此外根據(jù)前人的研究成果,本試驗(yàn)所添加的RPLys 和RPMet 的比例為3∶1,這與乳液中Lys 和Met 的比例基本一致,這其中是否存在某些必然性的聯(lián)系,仍有待進(jìn)一步研究。
本試驗(yàn)的研究結(jié)果表明,RPLys 和RPMet 以3∶1 比例組成混合氨基酸飼喂泌乳牦牛,最佳添加量為10 g/(d·頭)。日糧中添加10 g/(d·頭)過(guò)瘤胃氨基酸,能夠提升泌乳牦牛胸圍、體驅(qū)指數(shù)、泌乳牦??傇鲋?、平均日增重并降低料重比;能夠提升泌乳牦牛乳蛋白含量。日糧中添加過(guò)瘤胃氨基酸,對(duì)泌乳牦牛乳中的氨基酸成分無(wú)影響。
江西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)2021年3期