不同能量水平日粮对3～6月龄犊牛生长及瘤胃发酵的影响

2014-01-21刁其玉张乃锋邱国梁曾书秦

饲料工业 2014年13期

■崔祥刁其玉张乃锋邱国梁曾书秦屠焰

（1.中国农业科学院饲料研究所农业部饲料生物技术重点实验室，北京 100081；2.中国农业科学院成果转化局，北京 100081）

反刍动物采食的饲料在瘤胃内经瘤胃微生物降解发酵生成挥发性脂肪酸（VFA）和氨态氮（NH3-N），为反刍动物供应能量和蛋白质，促进机体生长。断奶犊牛处于瘤胃发育的重要时期，其瘤胃发酵参数（pH、NH3-N、VFA）不仅可以代表瘤胃利用日粮营养成分的能力，在一定程度上还可以反映瘤胃的发育状况。因此，研究断奶犊牛瘤胃发酵规律具有重要的意义。近年来，对于断奶犊牛瘤胃发酵规律的研究多集中在蛋白质、益生菌及不同饲喂方式等。而有关日粮能量水平对瘤胃发酵影响的研究多集中在成年奶牛、肉羊和肉牛，断奶犊牛瘤胃发育和发酵规律与成年牛有一定差异，但其日粮能量水平的影响研究较少。本试验通过测定犊牛的生长性能指标与瘤胃发酵指标随日粮NEL水平的变化，研究不同能量水平对断奶犊牛生长及瘤胃发酵的影响，为了解断奶犊牛瘤胃发育及日粮消化代谢提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验动物和日粮

按年龄、体重相近原则将32头98日龄健康中国荷斯坦奶母犊牛随机分成4组，每组8头。平均初始体重(91.80±1.82)kg。参照中国奶牛饲养标准（2004）中生长母牛体重为125 kg，ADG为800 g/d的营养需要量配制实际可消化粗蛋白质（DCP）平均含量为9.30%，NEL分别为6.24（89%，A 组）、7.04（100%，B组）、7.53（107%，C组）、7.85（112%，D组）MJ/kg的4种试验日粮（干物质基础）。试验日粮组成及营养成分见表1。

1.2 试验设计及饲养管理

本试验采用单因素设计，共计4个处理组，每个处理8个重复，每个重复1头犊牛。犊牛按处理组分圈饲养，每日09:00和15:00饲喂2次。精料和青贮按比例混合饲喂，苜蓿单独饲喂，保证牛舍卫生。预试期10 d，正试期82 d。预试期内所有处理组饲喂B组试验料，各组试验牛日饲喂量相同，按体重的3%计算，正试期对应饲喂各组试验料，并根据采食情况和体重变化每隔2周进行调整，保证ADG控制在600～900 g/d。自由饮水。

1.3 生长性能指标测定

正试期于98、120、150、180 d晨饲前测量每头犊牛的体重，记录每天每组犊牛的饲喂量和剩料量，计算各组DMI、ADG和饲料转化率。

1.4 瘤胃发酵指标测定

犊牛称重次日晨饲前，每组犊牛选4头通过口腔采集犊牛瘤胃液，4层纱布过滤。便携式pH计（testo-206-pH2）即时测定pH值，剩余瘤胃液-20℃保存备用。

采用苯酚-次氯酸钠比色法测定瘤胃液中NH3-N浓度；以气相色谱法测定瘤胃液VFA浓度，计算总挥发性脂肪酸（TVFA）及每种VFA的比例。

1.5 数据处理

采用SAS 9.13统计软件中关于单因素分析的ANOVA及重复测量数据的MIXED模型进行分析并采用LSD法进行双重比较，结果以平均值表示。MIXED统计模型如下：

式中：T为处理（i=1、2、3、4），固定效应；M为出生后日龄（j=1、2、3、4），固定效应；C为犊牛（k=1，2···32），随机效应；ε为残差。

表1 饲粮组成及营养水平（干物质基础）

2 结果与分析

2.1 对犊牛生长性能指标的影响

不同能量水平日粮对3～6月龄犊牛生长性能的影响见表2。98 d，各组间犊牛体重无显著差异（P＞0.05），180 d，犊牛体重随饲粮中NEL的增加呈升高的趋势（P＜0.10）。试验全期，犊牛ADG及DMI各组间均无显著差异（P＞0.05）。C、D组犊牛饲料转化率得到显著改善（P＜0.05），分别比B组降低0.35、0.96。

表2 不同能量水平日粮对3～6月龄犊牛生长性能的影响

2.2 对瘤胃pH值及氨态氮浓度的影响

3～6月龄犊牛瘤胃液pH值及NH3-N浓度受日粮因素影响的结果见表3。饲粮能量水平对瘤胃液pH值影响不显著（P＞0.05），全期维持在6.8～7.0范围内。试验期各阶段瘤胃液NH3-N浓度受日粮NEL影响差异均不显著（P＞0.05），但在数值上，B组整体数值最高，其次为A、C、D组。 181 d犊牛瘤胃液NH3-N浓度要略高于其他日龄。

表3 不同能量水平日粮对3～6月龄犊牛瘤胃液pH值及氨态氮的影响

犊牛日龄对瘤胃液pH值及NH3-N的影响均不显著（P＞0.05），处理与日龄间无交互作用（P＞0.05）。

2.3 对挥发性脂肪酸浓度及乙丙比的影响（见表4）

由表4可知，试验全期，随日粮NEL水平升高，D组丙酸比例极显著高于A和B组（P＜0.01），显著高于C组（P＜0.05）；乙丙比极显著低于A和B组（P＜0.01），乙酸和异丁酸比例显著显著低于A和B组（P＜0.05），乙丙比显著低于C组（P＜0.05），而丁酸、戊酸及异戊酸比例变化不显著（P＞0.05）。99 d，各发酵指标均不显著（P＞0.05）。121 d，A组乙酸和异丁酸比例显著高于D组（P＜0.05），乙丙比极显著高于D组（P＜0.01），丙酸和戊酸比例则随日粮NEL水平升高极显著（P＜0.01）和显著（P＜0.05）升高，其他指标差异不显著（P＞0.05）。151 d，A组乙酸比例显著高于D组（P＜0.05），丙酸比例极显著低于D组（P＜0.01），乙丙比极显著降低（P＜0.01），其他指标无显著差异（P＞0.05）。181 d，B组丙酸和戊酸比例显著低于D组（P＜0.05），异丁酸比例和乙丙比极显著（P＜0.01）和显著（P＜0.05）高于D组，其他指标无显著差异（P＞0.05）。

犊牛日龄对瘤胃液丁酸比例有显著影响（P＜0.05），对其他VFA比例及乙丙比均不显著（P＞0.05），处理与日龄间无交互作用（P＞0.05）。

3 讨论

表4 不同能量水平日粮对3～6月龄犊牛瘤胃液挥发性脂肪酸的影响

3.1 不同能量水平日粮对瘤胃液pH值及氨态氮的影响

适宜的pH值是瘤胃正常发酵的前提，反刍动物能够通过瘤胃稳态的自身调节，使pH值变化维持在6～7之间。本试验中瘤胃pH值不受日粮NEL高低的影响，试验全期，pH值维持在6.8～7.0正常范围内。pH值数值稍偏中性，可能是口腔采集的犊牛瘤胃液中混入少量唾液和犊牛饲喂时间间隔太长（晨饲前空腹采集瘤胃液），瘤胃上皮吸收VFA使pH值升高。本研究，B组瘤胃pH值高于C、D组，原因可能是B组日粮NDF水平较C、D组高，而研究表明，饲喂高NDF水平（36%）日粮的瘤胃pH值显著高于低NDF水平（32%）。A组日粮NDF水平（42.66%）虽最高，但可能由于A组日粮添加少量沸石粉增加了食糜的黏滞性，延长了食物在瘤胃的停留时间，增强了瘤胃微生物的发酵时间，从而降低了瘤胃pH值，而低pH值有利于犊牛瘤胃上皮细胞的发育，进而影响生长性能的发挥。

瘤胃NH3-N浓度反映了微生物蛋白合成与蛋白质降解的动态平衡关系，它主要来源于日粮含氮物质，受瘤胃降解速率及瘤胃壁吸收速率等的影响。瘤胃微生物生长的临界NH3-N浓度为6～30 mg/100 ml，本研究，各处理组NH3-N浓度差异不显著，各处理组均保持在6 mg/100 ml之上，不会影响瘤胃微生物的正常生长。但数值上，D组数值较其他组低，分别比A、B、C低22.51%、26.73%、20.30%，B组犊牛瘤胃NH3-N浓度数值最高（9.54 mg/100 ml），而150 d后，C组浓度要高于A组，略低于B组。有研究指出，断奶后犊牛瘤胃液NH3-N浓度随日粮粗蛋白质摄入量的升高而升高。本试验，4种日粮DCP水平相同，进入瘤胃的DCP水平则取决于DMI，瘤胃NH3-N浓度数值变化同DMI相同，浓度大小依次为B、A、C、D组。提高日粮非结构性碳水化合物含量可提高微生物氮的合成量，降低瘤胃NH3-N浓度，张英慧等试验结果表明低能量水平（代谢能=7.0 MJ/kg）组肉羊瘤胃NH3-N浓度显著高于高（9.0 MJ/kg）和中（8.0 MJ/kg）能组，万发春等在肉牛上的研究也得到类似规律。本试验结果显示，随NEL的升高，NH3-N浓度数值降低，与前者研究规律均保持一致。

3.2 不同能量水平日粮对瘤胃挥发性脂肪酸比例的影响

对于早期断奶犊牛来说，饲喂较多的精料可以使犊牛瘤胃中VFA如乙酸、丙酸和丁酸等浓度的增加，而它们是刺激瘤胃发育的必要成分，并且在刺激瘤胃上皮细胞发育的过程中丁酸的作用最大，其次是丙酸。高比例的精饲料会加速瘤胃微生物区系的建立，进而通过增加VFA和NH3-N的浓度来增加瘤胃代谢活性。瘤胃发酵速率过快，丙酸转化为乳酸含量增加，虽然乳酸也可进一步转化为葡萄糖，但容易造成瘤胃酸中毒，影响纤维物质等的消化率、采食量及机体健康。

乙酸、丙酸和丁酸浓度之和约占瘤胃VFA总量的95%，所以可用乙酸、丙酸和丁酸浓度或组成比例来反映瘤胃发酵情况。研究表明，采食日粮纤维含量较高时，发酵产生的乙酸浓度增加，TVFA浓度降低；日粮淀粉含量增加则丙酸比例升高，乙酸所占比例相对降低。本试验，不同NEL日粮对瘤胃发酵产物中的乙酸、丙酸、异丁酸和戊酸比例影响显著，并显著降低乙丙比，但TVFA变化差异不显著。可能是因为高NEL水平组（C、D组）日粮组成玉米（淀粉）含量较高，所以瘤胃发酵产生的丙酸比例要高其它两组，且随NEL升高而升高；而日粮NDF与ADF水平A组最高，故其乙酸比例要高于高NEL水平组。两营养成分综合作用，使瘤胃乙丙比随NEL的升高逐渐降低，这与张英慧等的研究结果相一致。

瘤胃发酵产生的VFA可供组织氧化功能，用于生长发育。瘤胃VFA是反刍动物获得能量的主要形式，主要包括乙酸、丙酸、丁酸、异丁酸、戊酸、异戊酸等。乙酸由胞质进入线粒体基质，透过线粒体壁与肉碱形成复合物可供组织细胞氧化供能。丁酸在经过瘤胃、瓣胃壁的过程中转变为β-羟丁酸，通过三羧酸循环通路用于骨骼肌、心肌脑组织的能量消耗。异丁酸是纤维分解菌的生长因子，可促进日粮纤维的消化。丙酸通过瘤胃壁吸收后，除少量转化为乳酸，其余则在肝脏糖异生为葡萄糖氧化供能。能量摄入量的提高引起丙酸浓度的增加，从本试验数据可以得知，给3～6月龄犊牛饲喂较高能量水平的日粮，可改变瘤胃中VFA的组成，提高其中丙酸的比例，降低乙丙比例，丙酸异生葡萄糖含量增加，机体则能获得较快的生长，反映在生产性能上，高能量组犊牛拥有较高的ADG。