王洪亮,孫曉玉,趙福忠
玉米秸稈、羊草、玉米青貯和玉米秸稈微貯是黑龍江省肉牛養(yǎng)殖中常用的粗飼料來(lái)源,本文旨在通過(guò)利用瘤胃瘺管牛,針對(duì)北方寒區(qū)的養(yǎng)殖特點(diǎn)和4種粗飼料的營(yíng)養(yǎng)成分特性,研究其在肉牛瘤胃內(nèi)的營(yíng)養(yǎng)代謝規(guī)律,進(jìn)一步為今后養(yǎng)牛中粗飼料的飼喂過(guò)程中的合理組合與搭配提供一定的理論研究數(shù)據(jù)。
試驗(yàn)在香坊牛場(chǎng)試驗(yàn)基地進(jìn)行,試驗(yàn)動(dòng)物為4只裝有永久性瘤胃瘺管的西門塔爾肉用公牛,體況正常,健康無(wú)病且食欲良好。試驗(yàn)分四期進(jìn)行,每期預(yù)飼10d,預(yù)飼期試牛的日糧與正式期保持一致,每日分別于早8∶00、晚17∶00以混合攪拌后飼喂,各種飼料精確稱重,自由飲水。同時(shí)觀察試牛采食和反芻情況,并做好記錄。
試驗(yàn)采用4×4拉丁方試驗(yàn)設(shè)計(jì),分別選用玉米秸稈(設(shè)為對(duì)照組)、玉米青貯、玉米秸稈微貯、羊草4種常見(jiàn)粗飼料。精粗比為30∶70。測(cè)定的粗飼料營(yíng)養(yǎng)成份表,見(jiàn)下表1。
表1 四種粗飼料營(yíng)養(yǎng)成分(干基)
經(jīng)過(guò)10d預(yù)飼期后正式采樣,正式期為2d。分別于早晨飼喂前0h和飼喂后2h、4h、6h、8h、10h用自制負(fù)壓取樣器在瘤胃腹囊部位吸取瘤胃液30mL,立即用酸度計(jì)對(duì)所取的瘤胃液樣品進(jìn)行pH值的測(cè)定。將采集到的瘤胃液直接測(cè)定pH值后,濾液經(jīng)4000r/min離心20min,取5mL上清液移入10mL EP管中,再加25%的偏磷酸1mL、10%的三氯醋酸1mL和2滴飽和氯化汞,混勻,放入-20℃冰柜中保存代分析NH3-N、VFA。
瘤胃液pH值綜合反映了瘤胃中碳水化合物、含氮有機(jī)物的發(fā)酵代謝過(guò)程,它受日糧性質(zhì)、滲透壓、瘤胃中緩沖物質(zhì)和水分含量、陰陽(yáng)離子平衡、唾液分泌及瘤胃酸堿性物質(zhì)的產(chǎn)生、排出、吸收等諸多因素的影響,對(duì)瘤胃內(nèi)微生物群落生存起著至關(guān)重要的作用[1]。
本試驗(yàn)由表2和圖1可以看出,各組在飼喂后瘤胃pH值均降低,在2h或4h降至最低點(diǎn),而在采食后8~10h回升至各組采食前水平。并且由圖所示,可以看出除秸稈組各時(shí)間點(diǎn)瘤胃pH值變化幅度最小外,青貯組、微貯組和羊草組瘤胃pH值變化幅度均較大,這可能是由于未處理的秸稈比較粗硬、適口性低,采食速度慢,導(dǎo)致其在瘤胃中降解率、外排速度低、滯留時(shí)間較長(zhǎng)。但秸稈組、青貯組、微貯組和羊草組平均值為6.65、6.75、6.68和6.65,均在pH 5.5~7.52的正常范圍內(nèi),各組在同一時(shí)間點(diǎn)pH值差異不顯著(P>0.05)。
圖1 不同時(shí)間點(diǎn)各處理組瘤胃液pH值的動(dòng)態(tài)變化
表2 不同時(shí)間點(diǎn)各處理組瘤胃液pH值的動(dòng)態(tài)變化(珚X±SD)
NH3-N是由瘤胃氮代謝中外源蛋白質(zhì)和內(nèi)源含氮物質(zhì)降解產(chǎn)物氨基酸脫氨基而產(chǎn)生的,是瘤胃微生物合成菌體蛋白(MCP)的重要原料[2]。其濃度受飼料蛋白質(zhì)降解率、瘤胃微生物合成速度以及能量水平等諸多因素的影響[3]。因此,瘤胃內(nèi)NH3-N的濃度變化很大,一般在每100mL瘤胃液10~50mg之間變動(dòng)[4]。瘤胃中約有80%的細(xì)菌能夠利用氨作為唯一氮源合成菌體蛋白[5]??梢?jiàn),NH3-N濃度在一定程度上不僅反映了瘤胃微生物分解含氮物質(zhì)產(chǎn)氨的速度及其對(duì)氨的攝取利用情況,而且反映了特定日糧組成下,蛋白質(zhì)降解與合成之間所達(dá)到的平衡。瘤胃內(nèi)NH3-N的來(lái)源主要有三條途徑:①氨基酸的脫氨基作用;②瘤胃內(nèi)NPN轉(zhuǎn)化而來(lái);③血液循環(huán)中的尿素通過(guò)瘤胃壁滲入瘤胃液后降解成氨。其去路也有三條:①合成微生物蛋白;②經(jīng)胃壁進(jìn)入血液;③隨食糜排入后段消化腔。一般情況下瘤胃液NH3-N濃度水平處于動(dòng)態(tài)平衡。
本試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3和圖2,由此可以看出,各組瘤胃液NH3-N濃度隨時(shí)間呈類似倒“V”形變化,在飼喂2h后,均出現(xiàn)NH3-N的釋放高峰,秸稈組、青貯組、微貯組和羊草組上升幅度分別為31.85%、59.23%、98.07%和68.11%,其中微貯組升幅最高,這可能是由于微貯組微生物的活性要高于其它組所致,隨后各組NH3-N濃度又都下降,6~8h降至最低。
另外根據(jù)能氮同步釋放理論,反芻動(dòng)物體內(nèi)能量和蛋白質(zhì)之間的分配利用具有一定的互作效應(yīng)。如果蛋白質(zhì)不足或利用不充分,則會(huì)降低碳水化合物(CHO)的消化率;反之,如果CHO和蛋白質(zhì)的利用不匹配,則會(huì)造成氮素(主要以氨的形式)損失。因此,能氮同步釋放不僅能夠增加MCP的合成量,而且能夠優(yōu)化微生物生長(zhǎng)[6]。但能氮同步釋放還受到可利用能量的適宜釋放時(shí)間以及能量和氮逐漸或均勻的釋放速度的影響。本試驗(yàn)從全天平均值來(lái)看,青貯組、微貯組和羊草組均低于秸稈組,分別低27%、5%和4.12%。表明三組飼料能氮釋放更加合理,其中青貯組和羊草組NH3-N平均值最低,表明在肉牛飼養(yǎng)中青貯和羊草是較好的粗飼料來(lái)源。
圖2 不同時(shí)間點(diǎn)各處理組瘤胃液NH3-N濃度的動(dòng)態(tài)變化
表3 不同時(shí)間點(diǎn)各處理組瘤胃液NH3-N濃度的動(dòng)態(tài)變化(珚X±SD)
VFA是反芻動(dòng)物主要的能量來(lái)源及合成乳脂肪和體脂肪的原料,主要包括乙酸、丙酸、丁酸等。VFA作為反芻動(dòng)物生長(zhǎng)發(fā)育的直接能量來(lái)源之一,其提供的能量占反芻動(dòng)物所需能量的70%~80%[7]。反芻動(dòng)物的瘤胃微生物在一定程度上將飼料中碳水化合物發(fā)酵產(chǎn)生VFA。VFA的比例主要取決于飼糧的組成,纖維素和半纖維素含量較高時(shí),在瘤胃中發(fā)酵產(chǎn)生的乙酸比例較高;精飼料含量較高時(shí),在瘤胃中發(fā)酵產(chǎn)生的丙酸較多。
本次試驗(yàn)由表4可以看出試驗(yàn)中的4種粗飼料對(duì)應(yīng)的乙酸、丙酸及TVFA的濃度變化規(guī)律總體趨于一致,都是在采食后上升,在第2~4h達(dá)到最高值,然后逐步下降。這主要是因?yàn)椴墒澈笕占Z在瘤胃內(nèi)迅速發(fā)酵,產(chǎn)生大量乙酸、丙酸等揮發(fā)性脂肪酸,隨著時(shí)間的向后推移,瘤胃微生物對(duì)其利用及瘤胃壁對(duì)其吸收增加,揮發(fā)性脂肪酸濃度又逐漸下降。其中秸稈組、青貯組、微貯組和羊草組的乙酸平均值分別 為 52.32mmol/L、53.41mmol/L、52.26 mmol/L和52.29mmol/L,4組乙酸水平相接近,經(jīng)化驗(yàn)分析,秸稈NDF含量較高,在相同干物質(zhì)采食量的情況下乙酸水平也應(yīng)較高,而本試驗(yàn)中測(cè)得的乙酸含量并未顯著提高,表明未經(jīng)處理的秸稈其適口性很差,采食時(shí)間較長(zhǎng),纖維素和半纖維素難于分解,雖然采食的NDF較高,反而實(shí)際NDF的有效降解率較低。
VFA其提供的能量占反芻動(dòng)物所需能量的70%~80%,試驗(yàn)中青貯組和羊草組的丙酸平均值分別為16.32mmol/L和17.81mmol/L,比秸稈組高3.34mmol/L和4.83mmol/L;青貯組和羊草組的TVFA含量同樣最高,為78.64mmol/L、79.68 mmol/L,分別比秸稈組高6.75mmol/L 和7.79 mmol/L,表明飼喂青貯和羊草能為反芻動(dòng)物提供更多能量,尤其是丙酸含量的提高有利于反芻動(dòng)物體內(nèi)脂肪的蓄積。因此,飼喂青貯和羊草有利于肉牛育肥。
玉米秸稈經(jīng)過(guò)微生物發(fā)酵后纖維素與木質(zhì)素表面之間的結(jié)合被破壞,并使部分木質(zhì)素、礦質(zhì)、栓質(zhì)溶解,纖維素和半纖維素表面保護(hù)層結(jié)構(gòu)變化增加了柔軟性和膨脹度。但本試驗(yàn)微貯組與秸稈組相比乙酸、丙酸和TVFA含量均相接近,有待進(jìn)一步研究。
表4 不同時(shí)間點(diǎn)各處理組瘤胃液VFA濃度的動(dòng)態(tài)變化(珚±SD)
表4 不同時(shí)間點(diǎn)各處理組瘤胃液VFA濃度的動(dòng)態(tài)變化(珚±SD)
時(shí)間點(diǎn) 乙酸/mmol·L-1 丙酸/mmol·L-1 丁酸/mmol·L-1 TVFA/mmol·L-1 乙酸/丙酸/mmol·L-1 37 4.94±0.86 2h 64.20±3.39 15.91±1.27 8.09±0.68 88.21±1.44 4.04±0.54 4h 62.76±10.29 15.74±1.60 6.80±2.43 85.30±9.46 3.99±0.25 6h 55.70±17.78 14.45±5.38 7.90±3.60 78.05±27.66 3.85±0.83 8h 40.95±4.94 12.87±6.28 4.85±1.32 58.67±7.78 3.18±0.36 10h 36.81±1.59 8.05±1.53 5.72±3.09 50.57±6.89 4.57±1.14平均值 52.32 12.98 6.60 71.89 4.09秸稈組0h 53.50±8.76 10.84±0.10 6.23±0.28 70.57±8.7.03 3.48±0.55 2h 63.68±3.40 21.09±2.23 12.64±1.62 97.41±7.25 3.02±0.16 4h 60.89±3.82 19.93±0.08 11.62±1.79 92.44±2.11 3.06±0.18 6h 57.90±6.13 17.97±0.30 10.06±1.66 85.93±4.76 3.22±0.29 8h 41.90±8.95 12.22±4.86 4.88±0.08 59.00±13.73 3.43±0.69 10h 37.78±5.45 9.97±0.62 3.87±0.41 51.62±6.48 3.79±0.31平均值 53.41 16.32 8.91 78.64 3.33青貯組0h 58.31±9.04 16.76±5.11 10.38±2.88 85.45±1 1.15 4.62±0.98 2h 66.34±2.60 17.39±1.02 8.55±0.10 92.27±3.72 3.82±0.08 4h 62.11±10.42 14.70±2.52 9.03±0.76 85.84±13.70 4.23±0.01 6h 55.10±10.98 14.27±6.13 9.06±4.41 78.43±21.52 3.86±0.98 8h 39.93±4.47 8.35±2.24 5.04±1.85 53.32±8.56 4.78±0.77 10h 37.44±3.77 9.38±1.49 4.89±0.91 51.71±6.17 3.99±0.23平均值 52.26 12.58 7.05 71.88 4.22微貯組0h 52.64±11.33 11.39±0.05 5.70±0.23 69.73±1 4.06 2.79±0.89 2h 55.54±0.08 19.23±6.54 10.30±2.51 85.07±9.14 2.89±1.04 4h 59.66±1.88 22.85±0.09 11.54±1.98 94.06±0.01 2.61±0.07 6h 57.93±7.97 18.16±1.65 10.60±1.44 86.69±4.88 3.19±0.73 8h 47.67±1.84 14.76±3.67 9.34±1.98 71.77±7.50 3.23±0.70 10h 40.35±2.53 13.06±4.89 5.50±1.23 58.91±8.65 3.09±1.04平均值羊草組0h 52.56±4.30 18.82±7.12 10.21±2.64 81.59±1 52.29 17.81 9.58 79.68 2.97
飼喂玉米秸稈對(duì)肉牛瘤胃內(nèi)pH值影響較小,飼喂玉米青貯、玉米微貯和羊草雖然變化幅度較大,但從全天平均值來(lái)看均在正常范圍內(nèi);從NH3-N數(shù)據(jù)表明飼喂青貯和羊草瘤胃內(nèi)微生物合成菌體蛋白的活性較高,更趨于能氮平衡,同時(shí)從VFA來(lái)看表明,青貯和羊草除能提供必要的乙酸外,與玉米秸稈相比還能在一定范圍內(nèi)提供較高丙酸及TVFA,可以為肉牛育肥提供更多的能量需要。
綜上,在肉牛育肥飼養(yǎng)中玉米青貯和羊草是有效地粗飼料來(lái)源,建議搭配使用以獲得較高的利用效率,而玉米秸稈微貯可以作為補(bǔ)充粗飼料來(lái)源。
[1]趙廣永,馮仰廉.綿羊瘤胃滲透壓與揮發(fā)性脂肪酸、氨態(tài)氮或pH值的相關(guān)研究[C].中國(guó)畜牧獸醫(yī)學(xué)會(huì)動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)分會(huì)第六屆全國(guó)會(huì)員代表大會(huì)及第八屆學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集(下).哈爾濱:黑龍江人民出版社.2000:555-558.
[2]張永根.瘤胃脲酶抑制劑氫醌對(duì)反芻動(dòng)物作用的研究[D].東北農(nóng)業(yè)大學(xué)博士論文.2001.
[3]賀永惠.北方地區(qū)玉米秸稈復(fù)合堿化和快速氨化技術(shù)及其在幼羊生長(zhǎng)中應(yīng)用的研究[D].東北農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文.2001.
[4]盧慶萍.用體內(nèi)、體外法研究纖維素酶、酵母培養(yǎng)物對(duì)瘤胃發(fā)酵的影響[J].中國(guó)草食動(dòng)物,1999,5(1):4.
[5]史清河.反芻動(dòng)物全混合日糧及其在幼羊生長(zhǎng)中的應(yīng)用[D].東北農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文,1997.
[6]Rooke J A,N H Lee,D G Armstrong.The effects of intrarumial infusions of urea,casein,glucose syrup and a mixture of casein and glucose syrup on nitrogen digestion in the rumen of cattle receiving grass-silage diets.Br.J.Nutr.1987,57-89.
[7]王加啟.反芻動(dòng)物瘤胃內(nèi)碳水化合物和氮代謝研究進(jìn)展(上)[J].國(guó)外畜牧科技,1992,19(4):24-26.