王梦琦，陈志远，马婷婷，林 淼

(扬州大学动物科学与技术学院，江苏 扬州 225009)



3种饲草组合对湖羊瘤胃还原硝酸盐过程的影响

王梦琦，陈志远，马婷婷，林 淼

(扬州大学动物科学与技术学院，江苏 扬州 225009)

摘要：采用3×3拉丁方试验设计，研究以燕麦(Avena sativa)或苜蓿(Medicago sativa)干草等比例替代羊草(Leymus chinensis)后，对饲草中硝酸盐动态消失率及湖羊瘤胃发酵参数的影响。晨饲后0、1、2、3、4、5和6 h通过瘤胃瘘管采集湖羊瘤胃液，测定瘤胃pH值以及硝酸盐(NO3-)、亚硝酸盐(NO2-)、氨态氮(NH3-N)的浓度；同时，晨饲后2 h经颈静脉采血测定血清高铁血红蛋白含量。结果表明, 1)3组瘤胃液NO3-和NO2-浓度分别在喂后1和2 h达到最大值，之后迅速降低；2)pH值、NO3-、NO2-浓度各组间均无显著差异(P>0.05)；NH3-N仅在饲喂3 h后全羊草组(A组)显著低于其它两组(P=0.018)；3)高铁血红蛋白含量均较低，且无显著差异(P>0.05)。本研究选用的牧草组合对湖羊瘤胃还原硝酸盐过程没有显著影响。

关键词：牧草；硝酸盐；瘤胃发酵；动态变化；湖羊

硝酸盐作为新鲜饲草中含有的非蛋白氮，在瘤胃中降解，一方面可以作为有效氮源，另一方面可以降低甲烷排放，提高微生物氮的合成量[1]。但亚硝酸盐作为硝酸盐还原的中间产物，大量积累可能会影响动物健康甚至危及生命[2]。如何降低亚硝酸盐中毒的风险是硝酸盐营养代谢研究中需要解决的重要问题。研究表明，影响硝酸盐瘤胃还原的因素有：动物适应日粮硝酸盐后，耐受性提高[3]；动物种类不同，其耐受力不同，羊的耐受力较强[4]；不同精粗比的饲料影响硝酸盐还原的速率[5]；不同来源的植物细胞壁影响体外瘤胃还原硝酸盐和亚硝酸盐的程度存在差异[6]。目前，反刍动物饲粮中常用的饲草主要包括禾本科和豆科饲草，不同饲草的发酵特性不尽相同[7-8]，常见的饲草组合对硝酸盐的瘤胃还原过程是否存在差异尚未明确。本研究选用羊草(Leymuschinensis)、燕麦(Avenasativa)和苜蓿(Medicagosativa)组合成3种不同的饲粮，研究瘤胃NO3-的动态变化规律及其对发酵参数、血液相关参数的影响，旨在为实践中合理选择饲草作为反刍动物日粮提供一定参考依据。

1材料与方法

1.1试验动物及试验设计

以同等比例的燕麦草或苜蓿干草替代羊草，设置A、B和C组(表1)，选取3头体况良好、体重相近(36.2±3.5)kg、安装永久性瘤胃瘘管的湖羊，采用3×3拉丁方试验设计。每个试验期14 d，包括预试期12 d，连续采样期2 d。

1.2试验饲粮及饲养管理

配制不同种类牧草组合(营养成分含量如表2所示)的3种饲粮，制成颗粒饲料，具体比例见表1(其中，3%硝酸钾为饲喂时按具体采食量额外添加)，精料∶粗料=6∶4。试验前检测牧草中NO3-含量(羊草0.10%，燕麦0.13%，苜蓿0.12%)，则折算后3组饲粮中总NO3-含量分别为3.038%、3.041%、3.044%。每天饲喂两次(08:00和16:00)，自由饮水。

表1　试验饲粮组成(%)及营养水平(干物质基础)

注：①预混料为每千克饲粮提供VA 10 000 IU，VD33 500 IU，VE 15 IU， 铁110 mg，铜17.5 mg，锌75 mg，锰50 mg，碘1 mg，硒0.3 mg，钴0.7 mg；②CP、EE、NDF、ADF和Ash为实测值，DE和NFC为计算值。

Note: ①The premix provided the following per kg of diets: VA 10 000 IU, VD33 500 IU, VE 15 IU, Fe 110 mg, Cu 17.5 mg, Zn 75 mg,Mn 50 mg, I 1 mg,Se 0.3 mg, Co 0.7 mg； ②CP, EE, NDF, ADF and Ash were measured value, DE and NFC was calculated value.

表2　不同牧草的营养成分含量(%DM)

1.3样品的采集与分析

1.3.1样品采集及测定指标在正式进入拉丁方试验期前，为了防止湖羊出现亚硝酸盐中毒，采用逐级递增的添加方式，以1%、2%和3%的梯度，每隔5 d升高一个梯度，直至达到硝酸钾的最终添加水平。采取连续两天采样测定的方式，采样当天，晨喂前通过真空负压装置，从瘤胃上下左右不同位点采集约30 mL瘤胃液，经4层纱布过滤，立即采用pHS-3C型 pH计测定其pH值，之后分装于10 mL离心管中，-20 ℃冰箱中保存待测。采集喂前样本后，将3%的硝酸钾溶于水，通过在瘤胃上下左右不同点直接注入，同时喂料，并继续采集喂后1、2、3、4、5、6 h的瘤胃液，样品处理同前述，6 h内静止饮水。采样期每日晨饲后2 h，颈静脉采血，静置获得血清，待测高铁血红蛋白含量。

1.3.2指标测定方法硝酸盐浓度采用紫外分光光度法测定[9]；亚硝酸盐浓度采用比色法(南京建成生物工程研究所试剂盒)；NH3-N浓度采用采用酚-次氯酸钠比色法[10]；高铁血红蛋白含量按照Benesch和Benesch[11]方法进行。

1.4数据分析

试验数据采用Excel软件整理，采用SAS 9.0软件的PROC MIXED程序进行分析，并用Tukey法进行差异性比较，结果以“平均值”表示。

2结果与分析

2.1不同牧草组合对湖羊瘤胃硝酸盐动态消失率的影响

3组的瘤胃NO3-浓度在喂后1 h最高，之后逐渐下降，至5 h时达到最低，之后略有回升，但3组间差异不显著(P>0.05)(表3)。

2.2不同牧草组合对湖羊瘤胃亚硝酸盐动态消失率的影响

3组的0 h瘤胃液中NO2-浓度均很低，后逐渐升高至2 h达到最大值后，逐渐消失，但3组间无显著差异(P>0.05)(表4)。

2.3不同牧草组合对湖羊瘤胃液氨态氮动态消失率及高铁血红蛋白的影响

6 h内氨态氮浓度在羊草组(A组)和燕麦草组(B组)均先上升至3 h后下降；而在苜蓿草组(C组)则呈现波动趋势。喂后3 h，羊草组显著低于其它两组(P<0.05)(表5)。3组湖羊血液高铁血红蛋白含量分别为0.39%、0.31%和0.32%，无显著性差异(P>0.05)。

表3　不同牧草组合对湖羊瘤胃液硝酸盐含量(mg·L-1)的影响

表4　不同牧草组合对湖羊瘤胃液亚硝酸盐含量(mg·L-1)的影响

表5　不同牧草组合对湖羊瘤胃液氨态氮含量(mg·L-1)的影响

注：不同小写字母表示同行处理间差异显著(P<0.05)。

Note: Different lower case letters within the same row show significant difference among different treatments at 0.05 level.

2.4不同牧草组合对湖羊瘤胃pH值动态消失率的影响

各处理组的湖羊瘤胃液pH值均先下降后升高，羊草组(A组)、燕麦组(B组)和苜蓿组(C组)分别在2、4和3 h达到最低值，并且3组间瘤胃液pH值无显著差异(P>0.05)(表6)。

表6　不同牧草组合对湖羊瘤胃液pH值的影响

3讨论

本研究中，瘤胃硝酸盐、亚硝酸盐的动态消失率与林淼[12]的研究结果相似，均在2 h内达到最大值，然后下降。瘤胃还原硝酸盐和亚硝酸盐的过程必须要有氢源的参与，氢主要来自糖类的降解过程，饲料中的糖类分为纤维性和非纤维性两类。其中林淼等[5]的研究表明，不同NDF/NFC的饲粮对湖羊瘤胃硝酸盐含量无显著影响，但饲粮NDF/NFC=0.71时有利于亚硝酸盐的还原。采用半体内法测定发现，以苜蓿为代表的豆科牧草DM和CP消化率高于禾本科牧草，同时燕麦的消化率高于羊草[13]；而体外研究表明，燕麦∶羊草为1∶1时有利于瘤胃的发酵以及纤维的降解[14]。此外，豆科牧草与秸秆类饲草有着协同作用，可以提高瘤胃消化率[15]。张吉鹍等[8]报道，山羊日粮以稻草为基础同时补饲25%～50%苜蓿，瘤胃及后肠道的纤维物质的消化率显著提高。侯玉洁等[16]对体外结果表明，以玉米(Zeamays)青贮为基础，NDF/NFC相同的情况下，燕麦、羊草、苜蓿和稻草的体外营养物质消化率无显著差异。本研究中，以燕麦或苜蓿等比例替代羊草后，瘤胃硝酸盐、亚硝酸盐动态消失率均没有显著差异(P>0.05)，可能是因为本研究条件下，3种饲粮的整体瘤胃发酵没有显著差异。

氨态氮是瘤胃中蛋白质和尿素等非蛋白氮成分降解的终产物，其浓度受日粮组成、日粮精粗比、饲料氮含量、瘤胃菌体蛋白合成速度及含氮物溶解度等因素的影响。氨态氮为瘤胃微生物的生存提供氮源，直接影响瘤胃菌体蛋白的合成[17]。氨的产生与底物CP含量之间呈正相关关系，而与NDF和ADF含量呈负相关关系[18]，而3种牧草的蛋白质的瘤胃降解率为苜蓿>燕麦>羊草[13]，因此推测，尽管本研究的3组日粮的CP含量相近，但苜蓿和燕麦的蛋白质降解率高，导致发酵过程中氨态氮的含量较高。

体外研究发现，不同氮源和适应NO3-前后的瘤胃 pH 均没有显著差异(P>0.05)[19-20]。瘤胃液pH值综合反映瘤胃微生物代谢产物有机酸的产生、吸收、排泄和中和的情况[21]。它受日粮的组成及处理方式、采食速度、瘤胃内挥发性脂肪酸和其它有机酸的生成、瘤胃的吸收和排除等因素的影响[22]。瘤胃液pH值的正常范围为5.8～7.2，低于或者超过此范围都会影响瘤胃的正常发酵[23]。纤维分解菌对瘤胃pH十分敏感，当pH值为6.5时纤维分解菌活性最大，而且瘤胃对NDF、ADF的消化主要依赖于纤维分解菌[24]。本研究的3组pH值范围是6.16～6.92，组别之间的pH值之间没有显著差异，这说明湖羊采食不同牧草组合的饲粮，瘤胃发酵均正常。但pH值达到最低值的时间不同，表现为A>C>B，A组最先达到最低值，这可能是由于本研究所配制的羊草组的颗粒料中NDF和ADF含量较低而NFC含量较高所致。ADF含量与饲料的消化率呈负相关关系，同时NFC主要包括有机酸、淀粉和可溶性糖等，降解速度快。徐俊[25]的研究表明，在36 h内，苜蓿的NDF降解率较高，各牧草的降解率关系为苜蓿>燕麦>羊草。这种慢速降解成分较少导致羊草组的瘤胃发酵速率较其余两组稍快；而C组却比B组先达到最低值，可能原因是苜蓿含有丰富的果胶和矿物质，矿物质有很好的缓冲作用，而果胶在瘤胃中的降解速度很快，也具有很强的缓冲能力[26]，从而可以使C组的pH值先达到最低值然后恢复稳定。

4结论

本研究选用燕麦和苜蓿等比例替代羊草进行活体试验，比较结果表明，其对湖羊瘤胃硝酸盐和亚硝酸盐动态消失率没有显著影响，对瘤胃发酵参数也没有显著影响。

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(责任编辑武艳培)

DOI:10.11829/j.issn.1001-0629.2015-0212

*收稿日期：2015-04-14接受日期：2015-08-20

基金项目：江苏高校优势学科建设工程资助项目；江苏省博士后科研资助计划(1402114C)

通信作者：林淼(1984-)，女，福建龙岩人，副教授，博士，主要从事反刍动物营养与饲料研究。E-mail：linmiao@yzu.edu.cn

中图分类号：S826.4+3

文献标识码：A

文章编号：1001-0629(2016)3-0489-06* 1

Corresponding author:Lin MiaoE-mail：linmiao@yzu.edu.cn

Effect of three grass combinations on the nitrate reduction in rumen fluid of Hu sheep

Wang Meng-qi, Chen Zhi-yuan, Ma Ting-ting, Lin Miao

(College of Animal Sciences and Technology, Yangzhou University, Yangzhou 225009, China)

Abstract:A 3 × 3 Latin square design was used to investigate the effect of feeding Leymus chinensis or equal proportion of alfalfa hay (Medicago sativa) and oat grass (Avena sativa) on dynamic changes of nitrate nitrogen content and fermentation characteristics of Hu sheep. Rumen fluid was obtained at 0, 1, 2, 3, 4, 5 and 6 h after feeding to determine the concentration of nitrate and nitrite and fermentation parameters. Blood samples were collected at 2 h after feeding to determine the blood methemoglobin content. The results showed that, 1) the concentrations of nitrate and nitrite in rumen fluid increased to the maximum level at 1 and 2 h after feeding, respectively, and then decreased rapidly. 2) There was no significant difference in the pH value and percentage of nitrate and nitrite among groups (P>0.05); however, ammonia nitrogen (NH3-N) concentration in group A was significantly lower than that in the other groups (P=0.018). 3) All the groups had a low concentration of blood methemoglobin, and no significant difference was observed among them (P>0.05). In conclusion, different grass combination in this study had no effect on nitrate reduction process in the rumen of Hu sheep.

Key words:grass; nitrate; ruminal fermentation; dynamic change; Hu Sheep

王梦琦，陈志远，马婷婷，林淼.3种饲草组合对湖羊瘤胃还原硝酸盐过程的影响.草业科学,2016,33(3)：489-494.

Wang M Q,Chen Z Y,Ma T T,Lin M.Effect of three grass combinations on the nitrate reduction in rumen fluid of Hu sheep.Pratacultural Science，2016,33(3)：489-494.

动物生产层

第一作者：王梦琦(1993-)，女，江苏徐州人，在读本科生，主要从事动物科学研究。E-mail：770406499@qq.com