飼喂成年牛瘤胃液對(duì)哺乳犢牛生長(zhǎng)性能、纖維消化和血清生化指標(biāo)的影響

郭延菲 沈宜釗 李 妍 趙曉靜 曹玉鳳 李秋鳳 高艷霞,4* 李建國(guó),4*

(1.河北農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院，保定 071001；2.河北農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物醫(yī)學(xué)院，保定 071001；3.保定職業(yè)技術(shù)學(xué)院，保定 071001；4.河北省牛羊胚胎技術(shù)創(chuàng)新中心，保定 071001)

出生到斷奶是犢牛生長(zhǎng)發(fā)育的關(guān)鍵時(shí)期，這一時(shí)期犢牛胃腸道微生物區(qū)系經(jīng)歷著巨大的變化，會(huì)對(duì)犢牛的生長(zhǎng)性能和健康狀況造成終身影響[1]。這一階段的犢牛除了會(huì)受到與母牛分離和適應(yīng)新環(huán)境所帶來(lái)的應(yīng)激[2]，從飼喂牛奶到顆粒料的轉(zhuǎn)變也是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。Yang等[3]的研究表明，犢牛平均日增重的減少可能是由于營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收能力不足所致。犢牛較低的采食量和生長(zhǎng)速度，增加其發(fā)病率和死亡率，降低生產(chǎn)效率。因此，如何提高營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化吸收和抗應(yīng)激能力是犢牛生長(zhǎng)過(guò)程中的關(guān)鍵問(wèn)題。

動(dòng)物消化道內(nèi)的微生物區(qū)系是維持消化道功能的重要組成部分[4]。前人研究發(fā)現(xiàn)，不管是接種同一物種還是不同物種的消化道微生物，均能夠定向地改善受體動(dòng)物的生產(chǎn)性能[5-6]。因此，通過(guò)人工干預(yù)消化道微生物定植可能是改善犢牛腸道功能的重要方式。哺乳犢牛早期消化道尚未形成穩(wěn)定的微生物區(qū)系，可能更適合通過(guò)人工干預(yù)的方式改善腸道微生物區(qū)系組成。給幼齡反芻動(dòng)物接種成年反芻動(dòng)物的消化道微生物，能夠改善幼齡反芻動(dòng)物消化道微生物區(qū)系的組成[7]，加速特定微生物種群的建立，從而促進(jìn)瘤胃發(fā)育[8]，還可以通過(guò)防止病原體黏附或平衡腸道微生物區(qū)系來(lái)改善應(yīng)激犢牛的免疫反應(yīng)。對(duì)反芻動(dòng)物來(lái)說(shuō)，瘤胃液微生物區(qū)系與十二指腸、空腸、回腸、結(jié)腸和糞便的微生物區(qū)系均有極顯著相關(guān)性[9]，因此可能是一種有效的消化道微生物區(qū)系調(diào)節(jié)供體。Belanche等[10]研究發(fā)現(xiàn)，新鮮瘤胃液比滅菌瘤胃液能夠更有效地提高山羊斷奶期間的平均日增重，而張?chǎng)蝃11]的研究證實(shí)，滅菌瘤胃液和新鮮瘤胃液對(duì)犢牛的生長(zhǎng)性能無(wú)顯著影響，但是滅菌瘤胃液的灌注有效降低了犢牛的腹瀉率。由此可見(jiàn)，飼喂新鮮瘤胃液和滅菌瘤胃液對(duì)犢牛影響的研究結(jié)果不盡一致，需要做進(jìn)一步研究。本試驗(yàn)采用飼喂瘤胃液與牛乳混合物的方式，探討飼喂不同成年牛瘤胃液對(duì)犢牛生長(zhǎng)性能、消化代謝和血清生化指標(biāo)的影響，為合理選擇瘤胃液和哺乳期犢牛益生菌開(kāi)發(fā)提供參考。

1 材料與方法

1.1 瘤胃液的制備

選擇3頭健康、體況、體重和月齡相近的裝有永久性瘺管的成年荷斯坦閹牛作為瘤胃液供體牛。將每次取得的瘤胃液混合均勻進(jìn)行飼喂。供體牛飼糧組成及營(yíng)養(yǎng)水平見(jiàn)表1。

表1 供體牛飼糧組成及營(yíng)養(yǎng)水平(風(fēng)干基礎(chǔ))

續(xù)表1項(xiàng)目 Items 含量 Content中性洗滌纖維 NDF 50.16酸性洗滌纖維 ADF 31.15鈣 Ca 0.61總磷 TP 0.40

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

選擇初生重(37.50～45.00 kg)相似的健康荷斯坦?fàn)倥?5頭，隨機(jī)分為3組，每組15頭，各組間平均初生重差異不顯著(P>0.05)。對(duì)照組犢牛飼喂生鮮牛乳，試驗(yàn)組犢牛在7～11日齡、21～25日齡和42～46日齡3個(gè)階段飼喂的生鮮牛乳中分別添加50、80和110 mL新鮮成年牛瘤胃液(FRF組)或滅菌成年牛瘤胃液(ARF組)。供體牛的瘤胃液于晨飼之前通過(guò)瘺管采集，經(jīng)4層無(wú)菌紗布過(guò)濾后，裝入事先保溫至約39 ℃的暖水瓶中，與牛乳混合后進(jìn)行飼喂。其中，F(xiàn)RF組在采集瘤胃液后立即進(jìn)行飼喂，而ARF組在瘤胃液采集完畢后于當(dāng)日利用高壓滅菌鍋內(nèi)進(jìn)行滅菌，并于次日與FRF組同一時(shí)間飼喂。試驗(yàn)期共56 d。

1.3 犢牛飼養(yǎng)管理

犢牛出生后1 h內(nèi)灌服4 L初乳，初乳在飼喂前需要通過(guò)折光率檢測(cè)(不低于20)。之后安置于犢牛島，單籠飼養(yǎng)，自由飲水。犢牛出生后的第1～7天每天每頭飼喂牛乳7 L，第8～35天每天每頭飼喂牛乳9 L，第36～56天每天每頭飼喂牛乳5 L。從犢牛出生后第3天開(kāi)始添加開(kāi)食料，開(kāi)食料及常乳的營(yíng)養(yǎng)水平見(jiàn)表2。

1.4 樣品的采集與處理

1.4.1 開(kāi)食料與糞便樣品的采集與處理

試驗(yàn)采用四分法采集開(kāi)食料樣品，于65 ℃烘48 h，制作成風(fēng)干樣品，粉碎過(guò)10目篩[用于測(cè)定中性洗滌纖維(NDF)和酸性洗滌纖維(ADF)含量]和40目篩[用于測(cè)定干物質(zhì)(DM)、粗蛋白質(zhì)(CP)、粗脂肪(EE)、粗灰分(Ash)、鈣(Ca)和總磷(TP)含量]，置于封口袋內(nèi)保存。

分別在試驗(yàn)的第15～20天、第35～40天和第51～56天，每組隨機(jī)選取12頭牛，利用全收糞法收集糞便樣品，取每天收集混勻后的糞便樣品100 g，每次每頭牛收集600 g，樣品直接裝入自封樣品袋制備成風(fēng)干樣品，用于測(cè)定DM、NDF和ADF含量。

表2 開(kāi)食料及常乳營(yíng)養(yǎng)水平(風(fēng)干基礎(chǔ))

1.4.2 血液樣品的采集與處理

在試驗(yàn)的第56天晨飼之前，通過(guò)頸靜脈采集犢牛血液樣品于肝素抗凝管和促凝管中，將采集的血樣37 ℃水浴30 min，1 240×g離心15 min，分裝后于-20 ℃冷凍保存待測(cè)。

1.5 樣品分析與測(cè)定

1.5.1 體重、體尺的測(cè)定

犢牛出生時(shí)和斷奶當(dāng)天(56日齡)晨飼前，空腹進(jìn)行稱重和體尺測(cè)定。平均日增重(ADG)為斷奶重減去初生重除以56。體尺測(cè)定主要包括體高、體斜長(zhǎng)、胸圍、腹圍和管圍。其中，體高為從鬐甲最高點(diǎn)到地面的垂直距離，用測(cè)杖測(cè)量；體斜長(zhǎng)為肩關(guān)節(jié)的前端到坐骨端的距離，用硬尺測(cè)量；胸圍是肩胛骨后角處體軀的垂直周徑，其松緊以能插上食指和中指上下滑動(dòng)為準(zhǔn)，用卷尺測(cè)量；腹圍為后腿前部腹部的最大垂直周徑，用卷尺測(cè)量；管圍則是前掌骨1/3最細(xì)處的水平周徑長(zhǎng)度，用卷尺測(cè)量。

1.5.2 采食量的測(cè)定

試驗(yàn)期間，記錄每頭犢牛每天開(kāi)食料的供給量和剩余量，采集新鮮開(kāi)食料并于次日投料前采集各組剩余開(kāi)食料300～500 g，于105 ℃烘至恒重，計(jì)算干物質(zhì)(DM)含量。試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，換算出各組犢牛的日均干物質(zhì)采食量(ADMI)。

1.5.3 腹瀉率的測(cè)定

每日早晚(08:00和17:00)各觀察1次犢牛糞便情況，參考表3的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其進(jìn)行評(píng)分，3分及3分以上記為腹瀉。每頭犢牛每腹瀉1 d記為腹瀉1次，按照下列公式計(jì)算犢牛腹瀉率。

腹瀉率(%)=(腹瀉頭數(shù)/總頭數(shù))×100。

表3 糞便評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

1.5.4 營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率的測(cè)定

開(kāi)食料和糞便樣品中DM含量根據(jù)AOAC官方方法934.01測(cè)定，NDF和ADF含量根據(jù)Van Soest等[12]的方法測(cè)定。酸不溶灰分法(GB/T 23742—2009)測(cè)定飼糧中DM、NDF和ADF的表觀消化率，計(jì)算公式如下：

某營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率(%)=[(a/c-
b/d)/(a/c)]×100。

式中：a為飼糧中該營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量(%)；b為糞便中該營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的含量(%)；c為飼糧中酸不溶灰分含量(%)；d為糞便中酸不溶灰分含量(%)。

1.5.5 血清生化指標(biāo)的測(cè)定

血清葡萄糖(GLU，A154-1-1)、總蛋白(TP，A045-4)、白蛋白(ALB，A028-2-1)、總膽固醇(T-CHO，A111-1-1)、甘油三酯(TG，A110-1-1)含量以及堿性磷酸酶(AKP，A059-2)、谷丙轉(zhuǎn)氨酶(ALT，C009-2-1)、谷草轉(zhuǎn)氨酶(AST，C0010-2-1)活性和總抗氧化能力(T-AOC，A015-3-1)采用南京建成生物工程研究所生產(chǎn)的試劑盒，使用酶標(biāo)儀(Power wave XS2)測(cè)定。血清丙二醛(MDA，A003-1)含量采用南京建成生物工程研究所的試劑盒，使用分光光度計(jì)測(cè)定。

1.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

采用SAS 9.4軟件的PROC MIXED模型進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，對(duì)于營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率指標(biāo)，將試驗(yàn)處理、采樣時(shí)間以及二者的交互作用作為固定因子，牛只作為隨機(jī)因子進(jìn)行方差分析。P≤0.05表示差異顯著，0.05

2 結(jié) 果

2.1 飼喂成年牛瘤胃液對(duì)犢牛生長(zhǎng)性能的影響

由表4可知，各組犢牛的斷奶重、平均日增重和日均干物質(zhì)采食量均無(wú)顯著差異(P>0.05)，但是FRF組犢牛的料重比顯著低于ARF組(P<0.05)。

表4 飼喂成年牛瘤胃液對(duì)犢牛生長(zhǎng)性能的影響

2.2 飼喂成年牛瘤胃液對(duì)犢牛體尺的影響

由表5可知，1日齡時(shí)，各組犢牛的體高、體斜長(zhǎng)、胸圍和腹圍均無(wú)顯著差異(P>0.05)。56日齡時(shí)，除FRF組的管圍顯著大于對(duì)照組和ARF組外(P<0.05)，各組犢牛的體高、體斜長(zhǎng)、胸圍和腹圍均無(wú)顯著差異(P>0.05)。

表5 飼喂成年牛瘤胃液對(duì)犢牛體尺的影響

2.3 飼喂瘤胃液對(duì)犢牛營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率的影響

由表6可知，不同處理對(duì)犢牛的DM表觀消化率無(wú)顯著影響(P>0.05)，但是對(duì)NDF和ADF表觀消化率有顯著影響(P<0.05)，處理和采樣時(shí)間的交互作用對(duì)NDF和ADF表觀消化率亦有顯著影響(P<0.05)。15日齡時(shí)，F(xiàn)RF組犢牛的NDF表觀消化率顯著高于對(duì)照組和ARF組(P<0.05)。35日齡時(shí)，F(xiàn)RF組犢牛的NDF和ADF表觀消化率均顯著高于對(duì)照組和ARF組(P<0.05)。56日齡時(shí)，F(xiàn)RF組犢牛的NDF和ADF表觀消化率顯著高于對(duì)照組(P<0.05)，與ARF組差異不顯著(P>0.05)。綜合全期(15～56日齡)的結(jié)果來(lái)看，F(xiàn)RF組犢牛的NDF和ADF表觀消化率均顯著高于對(duì)照組和ARF組(P<0.05)。

表6 飼喂成年牛瘤胃液對(duì)犢牛營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率的影響

2.4 飼喂成年牛瘤胃液對(duì)犢牛腹瀉率的影響

由表7可知，各組犢牛的各周和全期(第1～8周)腹瀉率均無(wú)顯著差異(P>0.05)。

2.5 飼喂成年牛瘤胃液對(duì)犢牛血清生化指標(biāo)的影響

由表8可知，各組犢牛的血清GLU、TP、GLB、T-CHO、TG、MDA含量以及AKP、ALT和AST活性均無(wú)顯著差異(P>0.05)，但FRF組犢牛的血清T-AOC顯著高于對(duì)照組和ARF組(P<0.05)，而ALB含量相對(duì)于對(duì)照組和ARF組有提高的趨勢(shì)(P=0.100)。

表7 飼喂成年牛瘤胃液對(duì)犢牛腹瀉率的影響

表8 飼喂成年牛瘤胃液對(duì)犢牛血清生化指標(biāo)的影響

3 討 論

3.1 飼喂成年牛瘤胃液對(duì)犢牛生長(zhǎng)性能的影響

動(dòng)物消化道微生物-腦-腸軸在調(diào)節(jié)機(jī)體代謝過(guò)程中起著至關(guān)重要的作用[4]，給圍產(chǎn)后期奶牛灌注高產(chǎn)奶牛瘤胃液能夠有效提高受體奶牛的采食量和采食頻率[5]，不同泌乳效率的奶牛瘤胃內(nèi)容物互換其泌乳效率也隨之改變[13]。Ribeiro等[6]報(bào)道，給肉牛灌注美洲野牛瘤胃液對(duì)飼糧DM和NDF的消化率無(wú)顯著影響，卻顯著提高了瘤胃發(fā)酵效率和飼糧氮利用率。上述研究結(jié)果均證明新鮮菌群移植能有效改善受體動(dòng)物的生產(chǎn)性能。然而，張?chǎng)蝃11]研究發(fā)現(xiàn)，灌注新鮮瘤胃液與滅菌瘤胃液對(duì)犢牛生長(zhǎng)性能無(wú)顯著影響，但滅菌瘤胃液能夠顯著降低犢牛腹瀉率，增加十二指腸絨毛高度，認(rèn)為滅菌瘤胃液可能是改善犢牛生長(zhǎng)性能的適宜處理方法。本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，不管是新鮮瘤胃液還是滅菌瘤胃液，對(duì)犢牛ADG和ADMI均無(wú)顯著影響，這與張?chǎng)蝃11]的研究結(jié)果一致。本試驗(yàn)中，F(xiàn)RF組犢牛的飼料效率較對(duì)照組和ARF組有顯著升高，這與FRF組犢牛的NDF和ADF表觀消化率較高的結(jié)果是一致的，F(xiàn)RF組犢牛飼料效率的提高可能是由于該組犢牛對(duì)纖維物質(zhì)的消化率高所致。本試驗(yàn)中FRF組和ARF組犢牛的ADG均無(wú)顯著變化，這與前人的研究結(jié)果不一致。Muscato等[14]發(fā)現(xiàn)，飼喂新鮮瘤胃液和滅菌瘤胃液均可以提高犢牛的ADG，這可能與犢牛腹瀉率的降低有關(guān)，本試驗(yàn)中犢牛的腹瀉程度較低，因此瘤胃液處理對(duì)犢牛ADG并無(wú)顯著影響。Belanche等[10]在山羊上的研究發(fā)現(xiàn)，在斷奶前，不管是新鮮瘤胃液和還是滅菌瘤胃液對(duì)ADG均無(wú)顯著影響，張?chǎng)蝃11]在犢牛上的研究也未發(fā)現(xiàn)新鮮瘤胃液和滅菌瘤胃液對(duì)ADG存在顯著影響，與本試驗(yàn)結(jié)果一致。

3.2 飼喂成年牛瘤胃液對(duì)犢牛體尺的影響

體尺是衡量犢牛生長(zhǎng)發(fā)育的重要指標(biāo)。體尺發(fā)育主要決定于犢牛的基因型，當(dāng)營(yíng)養(yǎng)攝入滿足機(jī)體需要時(shí)，體尺通常差異不大[15]。本試驗(yàn)中，犢牛的體高、體斜長(zhǎng)、胸圍和腹圍均不受試驗(yàn)處理的影響，與張?chǎng)蝃11]的研究結(jié)果一致，這可能意味著整個(gè)試驗(yàn)期內(nèi)各組犢牛的營(yíng)養(yǎng)攝入足夠。管圍通常用來(lái)反映犢牛骨骼發(fā)育狀況，主要受品種、遺傳、年齡和飼養(yǎng)管理的影響[16]，本試驗(yàn)中各組犢牛品種和年齡一致，F(xiàn)RF組管圍顯著高于對(duì)照組和ARF組，其原因可能與FRF組的ADG分別比對(duì)照組和ARF組提高3.12%和6.34%有關(guān)，是否與犢牛的遺傳因素有關(guān)還尚需做進(jìn)一步研究。

3.3 飼喂成年牛瘤胃液對(duì)犢牛營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率的影響

營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率是評(píng)定動(dòng)物消化吸收能力的重要指標(biāo)。犢牛的胃腸道發(fā)育程度、飼糧組成(牛奶、顆粒料、干草等)、采食量和環(huán)境是影響DM表觀消化率的主要因素[17]，本試驗(yàn)中各組犢牛的DM表觀消化率差異不顯著，可能是因?yàn)楦鹘M所用的飼糧組成和環(huán)境條件相同所致，這與Van Niekerk等[18]的研究結(jié)果一致，這也說(shuō)明試驗(yàn)處理對(duì)胃腸道消化機(jī)能發(fā)育影響不大。FRF組犢牛纖維消化率更高可能與本研究所用的供體牛飼喂的是高粗料飼糧有關(guān)。Belanche等[10]在山羊上的研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)供體動(dòng)物飼喂高粗料飼糧時(shí)，能夠顯著提高受體動(dòng)物消化道中的原蟲數(shù)，而原蟲本身能夠有效提高飼糧中纖維成分的消化率[19]，這可能是本試驗(yàn)中FRF組犢牛NDF和ADF表觀消化率顯著提升的原因之一。此外，新鮮瘤胃液中的活性耗氧細(xì)菌能夠有效利用消化道中的氧氣，為纖維降解菌提供更好的厭氧環(huán)境，而高粗料飼糧下，供體瘤胃液較高的pH也有利于纖維降解菌的生長(zhǎng)，這可能是本試驗(yàn)中FRF組犢牛NDF和ADF表觀消化率提升的原因之二。Zhong等[20]在山羊上的研究發(fā)現(xiàn)FRF組纖維消化率和飼料效率顯著提高，而ARF組纖維消化率和飼料效率并無(wú)顯著變化，這與本試驗(yàn)結(jié)果一致。犢牛前期NDF和ADF的消化率相對(duì)較高，可能與犢牛以牛奶為主要營(yíng)養(yǎng)來(lái)源，纖維性碳水化合物飼料采食量較低有關(guān)。隨著日齡的增加，犢牛以固體飼料為主的采食量隨之增加，犢牛對(duì)NDF和ADF的消化率相對(duì)降低[1,21]。

3.4 飼喂瘤胃液對(duì)犢牛血清生化指標(biāo)的影響

GLU、TG和T-CHO是衡量機(jī)體能量代謝的重要指標(biāo)，通常在機(jī)體自身激素調(diào)節(jié)的作用下，保持穩(wěn)定，但是當(dāng)機(jī)體能量攝入出現(xiàn)變化時(shí)，各指標(biāo)也會(huì)隨之變化[22]。本試驗(yàn)中，各組犢牛血清中GLU、TG和T-CHO含量均無(wú)顯著差異，意味著各組犢牛的能量水平相對(duì)一致，這與本試驗(yàn)中各組犢牛的ADMI無(wú)顯著差異一致。血清TP含量是衡量蛋白質(zhì)代謝的重要指標(biāo)，本試驗(yàn)中，各組犢牛的血清TP含量無(wú)顯著差異。能量和蛋白質(zhì)是保證機(jī)體生長(zhǎng)發(fā)育最重要的營(yíng)養(yǎng)素，本試驗(yàn)中，各組犢牛的血清GLU、TG、T-CHO和TP含量無(wú)顯著差異，因此，各組犢牛的ADG和體尺也與之一致無(wú)顯著差異。血清ALT和AST活性是衡量肝臟損傷的重要指標(biāo)，其通常會(huì)在肝臟出現(xiàn)損傷時(shí)上升[23]。本試驗(yàn)中，各組犢牛的血清ALT和AST活性均無(wú)顯著差異，這表明各組犢牛均未發(fā)生肝臟損傷。血液中的T-AOC和MDA含量是衡量機(jī)體抗氧化能力的重要指標(biāo)，通常T-AOC越高意味著機(jī)體抗氧化能力越強(qiáng)，而MDA含量則與之相反[24]。本試驗(yàn)中，雖然各組犢牛血清MDA含量無(wú)顯著差異，但是FRF組較高的T-AOC意味著該組犢牛的機(jī)體抗氧化能力有明顯增強(qiáng)。前人研究發(fā)現(xiàn)抗氧化能力與應(yīng)對(duì)各種應(yīng)激的能力有明顯的正相關(guān)關(guān)系[25-26]，瘤胃內(nèi)環(huán)境越穩(wěn)定，機(jī)體的抗氧化能力越強(qiáng)，飼喂新鮮成年牛瘤胃液可能改善了犢牛胃腸道的健康，激活了與抗氧化有關(guān)的酶，這可能是FRF組血清T-AOC較高的原因。本試驗(yàn)中FRF組較高的血清T-AOC說(shuō)明FRF組也許應(yīng)對(duì)各種應(yīng)激的能力更強(qiáng)，因此腹瀉率最低。本試驗(yàn)中，各組犢牛腹瀉率雖然差異不顯著，但是T-AOC的提高可能與腹瀉率緩解有關(guān)，這與盧奇成等[27]的研究結(jié)果一致。

4 結(jié) 論

新生犢牛飼喂新鮮成年牛瘤胃液對(duì)其ADG、ADMI、體尺和腹瀉率等無(wú)顯著影響，但提高了飼糧纖維的利用率和飼料效率，并改善了犢牛并改善了犢牛機(jī)體的抗氧化能力；新生犢牛飼喂滅菌成年牛瘤胃液對(duì)其生長(zhǎng)性能、纖維消化和血清生化指標(biāo)均無(wú)顯著影響。