飼糧能量水平對安格斯公牛生長性能、養(yǎng)分表觀消化率和血清生化指標(biāo)的影響

盧連強(qiáng) 史長笑 郝日康 陳志明 崔亞芳 李英齊 唐建鵬 曹兵海* 蘇華維*

(1.中國農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，動物營養(yǎng)學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100193；2.商都縣畜牧業(yè)服務(wù)中心，烏蘭察布 013450)

安格斯牛是優(yōu)秀的肉牛品種，具備耐粗飼、適應(yīng)能力強(qiáng)、飼料報(bào)酬高、生長快以及肉品質(zhì)好等特點(diǎn)[1]。美國、加拿大、澳大利亞和英國等國家普遍飼養(yǎng)安格斯閹牛，并利用閹牛肌內(nèi)脂肪沉積能力強(qiáng)的特點(diǎn)，采用高精料育肥方式，生產(chǎn)帶有大理石花紋的牛肉。

能量是肉牛生長發(fā)育的第一限制性營養(yǎng)因素。目前國內(nèi)外已有不少關(guān)于安格斯牛飼糧能量水平的研究。Fortin等[2]通過自由采食和限制采食量(自由采食的65%～70%)的飼喂方式發(fā)現(xiàn)，低能量攝入組安格斯公牛、閹牛和母牛的皮下和肌間脂肪沉積率普遍較低。王秉龍等[3]研究發(fā)現(xiàn)，降低飼糧能量與粗蛋白質(zhì)(CP)的比例(能蛋比)，安格斯公牛平均日增重(ADG)和育肥效益顯著提高，料重比顯著降低(前期綜合凈能約為6.64 MJ/kg，CP水平分別為12.13%、11.47%和10.81%；后期綜合凈能約為6.94 MJ/kg，CP水平分別為11.63%、11.10%和10.63%)。Keady等[4]研究發(fā)現(xiàn)，提高飼糧精粗比(10∶90和77∶23)能提高安格斯雜交閹牛ADG和干物質(zhì)采食量(DMI)，進(jìn)而提高飼料效率，降低料重比。郭延儉[5]研究發(fā)現(xiàn)，隨著飼糧精粗比的提高(4∶6、6∶6和7∶3)，安格斯雜交牛瘤胃pH逐漸下降，揮發(fā)性脂肪酸(VFA)濃度逐漸上升。Barber等[6]研究發(fā)現(xiàn)，提高飼糧能量水平 [代謝能(ME)為11.39和12.39 MJ/kg]，安格斯閹牛胴體脂肪沉積增加，但ADG差異不顯著。Schoonmaker等[7]研究安格斯雜交閹牛發(fā)現(xiàn)，飼喂相同谷物占比的飼糧，玉米組比大麥組ADG和DMI顯著提高，料重比差異不顯著；飼糧玉米青貯50%組(低能組)與15%組(高能組)相比，ADG差異不顯著，DMI顯著提高，料重比有升高趨勢，經(jīng)濟(jì)效益顯著下降。

通過以上文獻(xiàn)可以發(fā)現(xiàn)，這些研究對象多為雜交牛、閹牛和母牛。而我國普遍飼養(yǎng)的是公牛，目前國內(nèi)外還缺乏適合安格斯公牛飼養(yǎng)模式的飼糧能量水平推薦標(biāo)準(zhǔn)。因此，本研究探索了不同飼糧能量水平對安格斯公牛生長性能、養(yǎng)分表觀消化率和血清生化指標(biāo)的影響，為制定安格斯公牛的飼糧配方提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)和飼養(yǎng)管理

試驗(yàn)選取(12.7±0.9)月齡和體重[(371.7±20.8) kg]相近的安格斯公牛36頭，隨機(jī)分成3個(gè)組，每組4個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)3頭牛(飼養(yǎng)在同一小欄)。3個(gè)組的公牛分別飼喂低(LE)、中(ME)和高(HE)3種能量水平的飼糧，飼糧參考NRC(2016)配制，3組飼糧CP水平同為13.5%，ME分別為10.28、10.88和11.49 MJ/kg。飼糧組成及營養(yǎng)水平見表1。試驗(yàn)預(yù)試期14 d，正試期120 d。

表1 飼糧組成及營養(yǎng)水平(干物質(zhì)基礎(chǔ))

試驗(yàn)在內(nèi)蒙古自治區(qū)烏蘭察布市商都縣六臺灘肉牛養(yǎng)殖合作社進(jìn)行。試驗(yàn)牛采用圍欄散養(yǎng)，每天08：00和17：00各飼喂1次全混合日糧，自由采食和飲水。試驗(yàn)牛按照牛場常規(guī)管理進(jìn)行免疫、驅(qū)蟲等。

1.2 樣品采集和指標(biāo)測定

1.2.1 采食量和生長性能

試驗(yàn)期每天記錄飼喂量和剩料量，用于計(jì)算DMI(kg/d)。正試期第1天和第120天稱重，并計(jì)算ADG(kg/d)和料重比。

1.2.2 糞樣采集和養(yǎng)分表觀消化率測定

每月采集飼糧樣本，于65 ℃箱內(nèi)烘干至恒重，粉碎后過1 mm篩。根據(jù)AOAC所描述的方法[8]測定飼糧中干物質(zhì)(DM)、CP、粗脂肪(EE)和粗灰分(Ash)含量，參照Van Soest等[9]所示的方法測定飼糧中中性洗滌纖維(NDF)和酸性洗滌纖維(ADF)含量。

糞樣每2個(gè)月采集1次，每次連續(xù)3 d，每天3次。早、中、晚采集部分糞樣，混合均勻后取樣，并加入1/4糞重的10%(質(zhì)量體積分?jǐn)?shù))酒石酸混勻，于65 ℃烘干，粉碎后過1 mm篩，保存待測。糞樣中常規(guī)養(yǎng)分含量測定方法與飼糧樣品相同。根據(jù)Van Keulen等[10]的方法，采用酸不溶性灰分法測定養(yǎng)分表觀消化率。計(jì)算公式如下：

養(yǎng)分表觀消化率=100×[1-(Ad×Nf)/(Af×Nd)]。

式中：Ad(g/kg)和Af(g/kg)分別為飼糧和糞樣中酸不溶性灰分含量；Nd(g/kg)和Nf(g/kg)分別為飼糧和糞樣中某養(yǎng)分含量。

1.2.3 瘤胃液采集和指標(biāo)測定

每2個(gè)月采集1次瘤胃液，晨飼后2 h使用瘤胃導(dǎo)管收集瘤胃液200 mL左右，立即測定pH(205 Testo Instrument Co., Ltd.,德國)，之后用4層紗布過濾。濾液分裝于2個(gè)10 mL離心管中，并置于-20 ℃冷凍保存。其中一管用分光光度計(jì)，參考苯酚-次氯酸鈉法[11]測定氨態(tài)氮(NH3-N)濃度；另一管用25%偏磷酸(4∶1，體積比)酸化后，根據(jù)Wang等[12]的方法采用氣相色譜(GC-2014 Shimadzu Corporation，Kyoto，日本)測定瘤胃VFA濃度。

1.2.4 血液采集和指標(biāo)測定

每2個(gè)月采集1次血液，晨飼前通過尾根靜脈采血。將真空采血管(不含有抗凝劑)傾斜靜置2 h后，在3 000 r/min轉(zhuǎn)速下離心15 min，移取上層血清分裝于1.5 mL離心管中，于-80 ℃冰箱中冷凍保存。血清葡萄糖(GLU)、總膽固醇(TC)、甘油三酯(TG)、高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)、尿素氮(UREA)、β-羥丁酸(BHB)、總蛋白(TP)、白蛋白(ALB)和肌酐(CREA)含量以及谷丙轉(zhuǎn)氨酶(ALT)、谷草轉(zhuǎn)氨酶(AST)和堿性磷酸酶(ALP)活性等血清生化指標(biāo)均采用全自動生化分析儀(HITACHI 7020，HITACHI Co.,Tokyo,日本)，根據(jù)試劑盒(北京九強(qiáng)生物技術(shù)股份有限公司)的說明進(jìn)行檢測。血清活性氧(ROS)含量采用酶標(biāo)儀(ST-360)，根據(jù)試劑盒(上?？迫A生物工程股份有限公司)的說明進(jìn)行檢測。血清谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)、超氧化物歧化酶(SOD)和過氧化氫酶(CAT)活性和總抗氧化能力(T-AOC)以及丙二醛(MDA)含量等抗氧化指標(biāo)均采用全自動生化分析儀(ZY KHB-1280，上?？迫A生物工程股份有限公司)，根據(jù)試劑盒(南京建成生物工程研究所)的說明進(jìn)行檢測。血清氧化應(yīng)激指數(shù)(OSI)根據(jù)以下公式計(jì)算：

OSI=ROS(U/mL)/T-AOC(U/mL)。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

本試驗(yàn)所有數(shù)據(jù)均首先利用Excel 2016進(jìn)行初步整理和分析，然后利用SPSS 22.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行單因素方差分析(one-way ANOVA)，差異顯著時(shí)，用LSD法進(jìn)行多重比較，以P<0.05表示差異顯著，0.05

2 結(jié) 果

2.1 飼糧能量水平對安格斯公牛生長性能的影響

由表2可知，隨著飼糧能量水平的提高，安格斯公牛終末體重、DMI和ADG均呈線性提高(P<0.05)，料重比呈線性降低(P<0.05)。高能組安格斯公牛終末體重和DMI顯著高于低能組(P<0.05)。

2.2 飼糧能量水平對安格斯公牛養(yǎng)分表觀消化率的影響

由表3可知，隨著飼糧能量水平的提高，安格斯公牛對飼糧DM、有機(jī)物(OM)和ADF的表觀消化率線性提高(P<0.05)，對飼糧NDF的表觀消化率呈線性提高的趨勢(P=0.068)，對飼糧EE的表觀消化率呈二次變化(P<0.05)。其中，高能組DM表觀消化率顯著高于低能組(P<0.05)，ADF表觀消化率顯著高于其他2組(P<0.05)；中能組EE表觀消化率顯著高于其他2組(P<0.05)。

表2 飼糧能量水平對安格斯公牛生長性能的影響

表3 飼糧能量水平對安格斯公牛養(yǎng)分表觀消化率的影響

2.3 飼糧能量水平對安格斯公牛瘤胃發(fā)酵參數(shù)的影響

由表4可知，隨著飼糧能量水平的提高，安格斯公牛瘤胃液總揮發(fā)性脂肪酸(TVFA)、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸和異戊酸濃度呈線性提高(P<0.05)，瘤胃液乙酸/丙酸值和pH呈線性降低(P<0.05)。其中，高能組瘤胃液總揮發(fā)性脂肪酸(TVFA)、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸和異戊酸濃度顯著高于其他2組(P<0.05)；低能組瘤胃液乙酸/丙酸值和pH顯著高于其他2組(P<0.05)。

2.4 飼糧能量水平對安格斯公牛血清生化指標(biāo)的影響

由表5可知，隨著飼糧能量水平的提高，安格斯公牛血清TG和UREA含量呈二次變化(P<0.05)，血清TP和ALB含量呈線性提高(P<0.05)，血清ALT活性呈線性降低(P<0.05)。高能組血清TC和ALB含量顯著高于其他2組(P<0.05)。

2.5 飼糧能量水平對安格斯公牛血清OSI和抗氧化指標(biāo)的影響

由表6可知，飼糧能量水平對安格斯公牛血清OSI和抗氧化指標(biāo)均無顯著影響(P>0.05)。

3 討 論

3.1 飼糧能量水平對安格斯公牛生長性能的影響

本試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隨著飼糧能量水平的提高，試驗(yàn)牛ADG和DMI顯著提高，料重比線性降低，這與鐘港等[13]使用湘南黃牛的研究結(jié)果相近(高能組和低能組精料ME分別為16.42和14.93 MJ/kg)。本試驗(yàn)中，安格斯公牛DMI升高的原因可能是隨著飼糧能量水平的升高，NDF逐漸下降，這與Arelovich等[14]研究中飼糧NDF含量下降，而DMI提高的結(jié)果一致。隨著DMI和飼糧能量水平的提高，肉牛攝入總養(yǎng)分增多，用于肌肉生長和脂肪沉積養(yǎng)分相對增加，用于維持消耗的養(yǎng)分相對減少，最終使肉牛ADG提高。

表4 飼糧能量水平對安格斯公牛瘤胃發(fā)酵參數(shù)的影響

表5 飼糧能量水平對安格斯公牛血清生化指標(biāo)的影響

本試驗(yàn)中，隨著飼糧能量水平的提高，料重比線性下降。這可能因?yàn)楦吣茱暭Z以丙酸發(fā)酵為主，甲烷能損失較少，低能飼糧以乙酸發(fā)酵為主，甲烷能損失較大[15]。此外，隨著飼糧能量水平的提高，飼糧DM、OM和ADF表觀消化率隨之提高，這也與料重比降低有關(guān)。能蛋比是用來評價(jià)飼糧能量和蛋白質(zhì)平衡的指標(biāo)，影響動物生長潛能的發(fā)揮程度[16]。本試驗(yàn)飼糧CP水平一致，隨著飼糧能量水平的提高，能蛋比提高更利于肉牛生長。

3.2 飼糧能量水平對安格斯公牛養(yǎng)分表觀消化率的影響

本試驗(yàn)中，隨著飼糧能量水平的提高，飼糧DM和OM表觀消化率線性提高，可能是由于高能組飼糧中非結(jié)構(gòu)碳水化合物(NSC)含量較高，反芻動物更容易消化。本試驗(yàn)中，EE表觀消化率隨飼糧能量水平的提高先上升后下降，這與白大洋[17]研究中西門塔爾牛隨著飼糧能量水平的提高，EE表觀消化率先升高后下降的結(jié)果一致(前期、中期和后期綜合凈能分別為6.38、6.53和6.80 MJ/kg)，具體原因有待進(jìn)一步研究。

表6 飼糧能量水平對安格斯公牛血清OSI和抗氧化指標(biāo)的影響

本試驗(yàn)中，隨著飼糧能量水平的提高，飼糧ADF表觀消化率線性提高，飼糧NDF表觀消化率有線性提高趨勢。原因可能是低能組結(jié)構(gòu)性碳水化合物(SC)較多，難以進(jìn)行消化，同時(shí)能量供給不足，用來消化降解養(yǎng)分的瘤胃微生物生長繁殖緩慢。此外，養(yǎng)分表觀消化率還和飼糧能氮釋放速率同步性有關(guān)。Chumpawadee等[18]研究發(fā)現(xiàn)，隨著飼糧能氮釋放速率同步指數(shù)的升高(0.39、0.50、0.62和0.74)，婆羅門-泰國本土雜交閹牛的DM表觀消化率呈提高趨勢，OM和ADF表觀消化率呈線性提高，而CP和NDF表觀消化率差異不顯著，這與本試驗(yàn)對應(yīng)養(yǎng)分表觀消化率的結(jié)果類似(1.0表示全天氮和能量供應(yīng)的完全同步，而<1.0則表示異步程度)。這說明本試驗(yàn)中隨著飼糧能量水平的提高，飼糧能氮釋放速率同步性也隨之增加。

3.3 飼糧能量水平對安格斯公牛瘤胃發(fā)酵的影響

瘤胃液的pH是瘤胃發(fā)酵過程的綜合反映指標(biāo)，受飼糧組成和能量水平影響較大。柏峻[19]報(bào)道，育肥前期錦江閹牛隨飼糧能量水平的提高(綜合凈能分別為6.02、6.38、6.74、7.10和7.46 MJ/kg)，瘤胃液pH呈逐漸降低的趨勢。這可能是由于隨著飼糧能量水平的提高，發(fā)酵迅速的可溶性碳水化合物含量更高，乳酸和VFA產(chǎn)生速率大于降解和吸收速率，同時(shí)NDF含量降低，反芻次數(shù)減少，唾液分泌量降低，綜合導(dǎo)致pH下降。能量充足會促進(jìn)瘤胃微生物對NH3-N的吸收利用，以合成瘤胃微生物蛋白(MCP)，降低NH3-N濃度。相反，能量受限則會抑制微生物對NH3-N的攝取。本試驗(yàn)中，瘤胃液NH3-N濃度在適合瘤胃微生物生長的范圍(6～30 mg/dL)之內(nèi)[20]，說明試驗(yàn)飼糧能量水平設(shè)置利于瘤胃微生物的發(fā)酵。

飼糧碳水化合物在瘤胃中發(fā)酵產(chǎn)生的VFA(乙酸、丙酸和丁酸等)，是反芻動物主要能量來源，為瘤胃微生物提供生長繁殖的能量和碳架。由于瘤胃微生物的作用，SC發(fā)酵產(chǎn)生乙酸，NSC發(fā)酵產(chǎn)生丙酸。本試驗(yàn)中，隨著飼糧能量水平的提高，瘤胃液乙酸和丙酸濃度線性提高，乙酸/丙酸值線性降低，這與DM、OM和ADF表觀消化率隨飼糧能量水平提高而提高的結(jié)果相對應(yīng)。猜測是由于能量水平提高，飼糧NSC占比增加，導(dǎo)致丙酸產(chǎn)量上升，飼糧ADF含量減少，同時(shí)ADF消化率提高，綜合造成乙酸濃度稍有增加，最終導(dǎo)致乙酸/丙酸值隨飼糧能量水平提高而顯著降低，也說明瘤胃發(fā)酵類型由乙酸發(fā)酵過渡到丙酸發(fā)酵。趙廣永[21]認(rèn)為谷物型飼糧在瘤胃中更容易被發(fā)酵，TVFA增多。本試驗(yàn)中，瘤胃液TVFA濃度隨飼糧能量水平的提高而提高，可能是高能飼糧谷物占比更高導(dǎo)致。這與張娟利等[22]飼喂新疆褐牛雜交公牛高能飼糧組TVFA濃度顯著高于低能量飼糧組的結(jié)果一致(高能組和對照組ME分別為13.1和10.0 MJ/kg)。本試驗(yàn)中，隨著飼糧能量水平的提高，瘤胃液異戊酸和戊酸濃度顯著升高，可能原因是瘤胃液中戊酸和異戊酸濃度會隨著非纖維性碳水化合物/NDF的提高而顯著提高[23]。異丁酸和異戊酸是支鏈脂肪酸，支鏈脂肪酸是瘤胃內(nèi)纖維分解菌的生長因子，可提高纖維分解菌的數(shù)量促進(jìn)纖維的消化[24]。因此，隨著飼糧能量水平的提高，異戊酸濃度升高可能是ADF表觀消化率提高的另一原因。

3.4 飼糧能量水平對安格斯公牛血清生化指標(biāo)的影響

UREA是反映動物機(jī)體蛋白質(zhì)代謝水平和飼糧氨基酸平衡狀況的直觀指標(biāo)，其含量與機(jī)體內(nèi)氮沉積有密切的關(guān)系。本試驗(yàn)中，中能組血清UREA含量顯著低于低能組，可能是因?yàn)槿馀ＩL需要大量蛋白質(zhì)，通過減少UREA的產(chǎn)生而增加氮的保留，從而有利于機(jī)體生長發(fā)育[25]。此外，本試驗(yàn)中，高能組血清UREA含量顯著高于中能組，可能是因?yàn)楦吣芙MCP攝入量多，瘤胃降解蛋白超過了微生物的利用能力，從而造成瘤胃中NH3-N濃度以及血清中UREA含量升高。本試驗(yàn)中，瘤胃中NH3-N濃度與血清UREA含量變化趨勢一致(低能組>高能組>中能組)，更證實(shí)了我們的推測。

血清中TP主要包括ALB和球蛋白(GLB)2類。血清中TP含量能反映出飼糧中蛋白質(zhì)的營養(yǎng)水平和動物對蛋白質(zhì)的消化吸收程度，當(dāng)體內(nèi)蛋白質(zhì)的合成作用增強(qiáng)時(shí)，血清中TP和ALB含量較高。本試驗(yàn)中，高能組血清TP含量顯著高于低能組，血清ALB含量顯著高于其他2組，原因可能是高能組飼糧蛋白質(zhì)攝入量高且合成作用強(qiáng)，在生長性能上表現(xiàn)為高能組ADG顯著高于其他組。與本試驗(yàn)結(jié)果不同，鐘港等[13]認(rèn)為高能組和低能組湘南黃牛血清TP和ALB含量差異不顯著，可能原因是蛋白質(zhì)攝入量無差異。ALT和AST活性是評價(jià)肝臟功能的重要指標(biāo)，當(dāng)動物肝細(xì)胞受到脅迫或損傷時(shí)活性會提高[25]。本試驗(yàn)中，飼糧能量水平提高對安格斯公牛血清AST和ALT活性無顯著影響，說明適當(dāng)提高飼糧能量水平不會對肉牛肝臟產(chǎn)生負(fù)面影響。

TC和TG是反映脂類代謝和吸收的綜合指標(biāo)，是血脂的重要組成成分，與攝入能量相關(guān)。本試驗(yàn)中，中能組血清TG含量顯著低于低能組，有低于高能組的趨勢，可能原因是高能組能量較高，代謝產(chǎn)物TG和TC較多。低能組能量較低，對血管中TG利用的能力較弱，所以血清TG含量較高[26]。本試驗(yàn)中，飼糧能量水平發(fā)生變化，而血清LDL-C、HDL-C、GLU和BHB含量沒有變化，這說明適當(dāng)提高飼糧能量水平并未造成機(jī)體能量代謝紊亂。

3.5 飼糧能量水平對安格斯公牛氧化應(yīng)激和抗氧化能力的影響

ROS是機(jī)體正常代謝產(chǎn)物，應(yīng)激狀態(tài)會導(dǎo)致ROS產(chǎn)生增多，導(dǎo)致脂質(zhì)過氧化[27]。MDA是脂質(zhì)過氧化反應(yīng)的產(chǎn)物，能反映動物體內(nèi)脂質(zhì)過氧化程度和細(xì)胞損傷的程度，是氧化應(yīng)激的標(biāo)志[28]。機(jī)體的抗氧化體系由酶促和非酶促兩大系統(tǒng)組成，非酶類抗氧化劑主要有維生素E、維生素C、谷胱甘肽及β-胡蘿卜素等；酶類抗氧化劑有SOD、CAT及GSH-Px等[29]。T-AOC是反映機(jī)體抗氧化能力的綜合指標(biāo)，相比于單個(gè)抗氧化指標(biāo)，能更好地反映機(jī)體抗氧化狀態(tài)的整體水平[30]。氧化應(yīng)激是由氧化劑和抗氧化劑之間的失衡所定義的，不僅要分析它們的水平，還要通過比例來分析它們間的關(guān)系[31]。因此，OSI常被作為反映氧化應(yīng)激的綜合指標(biāo)[32]。本試驗(yàn)中，各組血清OSI和抗氧化指標(biāo)均沒有顯著差異，表明飼糧能量水平提高并不會對安格斯公牛造成氧化應(yīng)激?？赡茉蚴前哺袼古Ｄ軌蚩焖龠m應(yīng)高精料飼喂[33]，飼糧營養(yǎng)水平合適和纖維充足。但是鐘港等[13]發(fā)現(xiàn)，隨著飼糧能量水平的提高，湘南黃牛血清中MDA含量和ALT活性顯著上升，GSH-Px活性顯著下降。這可能是由于長期飼喂高能飼料導(dǎo)致湘南黃牛體內(nèi)沉積的TC含量較高，而肝臟代謝能力有限，造成肝臟損傷，引起氧化應(yīng)激。

4 結(jié) 論

綜上所述，飼喂高能量水平飼糧能提高安格斯公牛生長性能和養(yǎng)分表觀消化率，降低料重比，促使瘤胃發(fā)酵向丙酸型轉(zhuǎn)變，不會造成氧化應(yīng)激；生產(chǎn)實(shí)踐中，13～17月齡安格斯公牛推薦飼喂CP水平為13.5%、ME為11.49 MJ/kg的高能量水平飼糧。