王 林 趙 臣 曾燕霞 陳志龍 鄭 琛

(甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，蘭州730070)

不同精粗比飼糧中添加甘露寡糖對綿羊瘤胃養(yǎng)分降解率的影響

王 林 趙 臣 曾燕霞 陳志龍 鄭 琛*

(甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，蘭州730070)

綿羊；精粗比；甘露寡糖；尼龍袋法；瘤胃降解率

甘露寡糖(mannan oligosaccharides,MOS)是近年來國內(nèi)外研究較多的新型飼料添加劑，是由2～10個葡萄糖、甘露糖或半乳糖分子通過β-1,4-D-甘露吡喃糖苷鍵或是由α-1,2、α-1,3或α-1,6糖苷鍵連接而成，為直鏈或支鏈低度聚合糖，主要通過富含MOS的酵母細(xì)胞壁發(fā)酵獲得。MOS不但能促進(jìn)有益菌增殖，還能吸附病原菌，改善腸道微生態(tài)，增強(qiáng)動物非特異性免疫，提高動物抵抗力[1-4]。此外，MOS還是一種腸道調(diào)節(jié)劑，相比抗生素而言，具有無污染、無殘留及無副作用等優(yōu)點(diǎn)。至今，國內(nèi)外對MOS在單胃動物養(yǎng)殖中的應(yīng)用已有較多的研究，但在反芻動物養(yǎng)殖中的應(yīng)用研究較少。

飼糧精粗比對反芻動物瘤胃內(nèi)環(huán)境及消化代謝有重要的影響，精粗比過低或過高都會對其健康狀況和生產(chǎn)性能造成不利影響。添加適宜的粗飼料，不但可以增加動物的飽腹感、節(jié)省飼料成本，還可以促進(jìn)動物胃腸道的蠕動、提高消化率，同時對優(yōu)化反芻動物瘤胃內(nèi)環(huán)境也具有潛在益處[5-6]。飼喂適宜精粗比飼糧對提高養(yǎng)分利用率和生產(chǎn)性能有重要意義。因此，本試驗(yàn)采用尼龍袋法測定添加不同水平MOS的不同精粗比飼糧在綿羊瘤胃內(nèi)干物質(zhì)(dry matter,DM)、有機(jī)物(organic matter,OM)和粗蛋白質(zhì)(crude protein,CP)的降解率，并對其交互作用進(jìn)行探討，為MOS在反芻動物生產(chǎn)中的應(yīng)用及其與飼糧精粗比的交互作用研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用4×6雙因子析因試驗(yàn)設(shè)計(jì)，共設(shè)2

個因子，分別為飼糧精粗比(A)和MOS添加水平(B)，飼糧精粗比設(shè)4個水平，分別為20∶80(A1)、30∶70(A2)、40∶60(A3)和50∶50(A4)，MOS添加水平設(shè)6個水平，分別為0(B1)、0.4%(B2)、0.8%(B3)、1.2%(B4)、1.6%(B5)和2.0%(B6)，共形成24個處理。具體試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案見表1。

表1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案Table 1 The experimental design scheme

1.2 試驗(yàn)飼糧

試驗(yàn)選用玉米、大豆粕、棉籽粕、苜蓿干草和燕麥草等MOS含量較低的飼料原料，配制MOS含量較低的4種不同精粗比的試驗(yàn)飼糧，其組成及營養(yǎng)水平見表2。按照試驗(yàn)設(shè)計(jì)，在不同精粗比飼糧中添加不同水平的MOS。

表2 試驗(yàn)飼糧組成及營養(yǎng)水平(風(fēng)干基礎(chǔ))Table 2 Composition and nutrient levels of experimental diets (air-dry basis) %

預(yù)混料為每千克飼糧提供The premix provided the following per kilogram of diets：S 200 mg，F(xiàn)e 25 mg，Zn 40 mg，Cu 8 mg，I 0.3 mg，Mn 40 mg，Se 0.2 mg，Co 0.1 mg，VA 940 IU，VE 20 IU。

1.3 試驗(yàn)動物及飼養(yǎng)管理

1.4 尼龍袋試驗(yàn)

準(zhǔn)確稱取樣品3.0 g，裝入袋面積為18 cm×15 cm、孔徑為40 μm的尼龍袋內(nèi)，扎緊袋口，每個處理3個重復(fù)。每只羊瘤胃中放入12個尼龍袋，重復(fù)2次，拴系于瘺管口固定，于晨飼前將夾好的尼龍袋送入供試綿羊瘤胃腹囊中。分別在放入后3、6、9、12、24和48 h時取出尼龍袋，用37 ℃蒸餾水沖洗，控制水流速與水溫以及沖洗時間，沖洗時間大約為5 min。沖洗后，將尼龍袋及樣品放入65～70 ℃恒溫箱內(nèi)干燥至恒重，然后根據(jù)張麗英等[7]的方法測定飼糧和殘?jiān)蠨M、OM和CP的含量，并計(jì)算其降解率。

1.5 飼糧瘤胃流通速率及DM、OM和CP有效降解率的測定

采用鉻標(biāo)記的方法[8]進(jìn)行飼料瘤胃流通速率的測定。根據(jù)各采樣的時間點(diǎn)和糞便中氧化鉻的濃度，利用軟件CurveExpert 1.3進(jìn)行最小二乘法曲線擬合，測定飼料瘤胃流通速率，計(jì)算結(jié)果見表3。DM、OM和CP有效降解率計(jì)算采用?rskov等[9]提出的模型，并用SAS 9.3軟件進(jìn)行最小二乘法數(shù)據(jù)曲線擬合，得出a、b、c值。

Pt=a+b(1-e-ct)。

式中：Pt為待測養(yǎng)分在t時刻的降解率；a為快速降解部分；b為慢速降解部分；a+b為可降解部分；c為b的降解速率；t為飼料在瘤胃內(nèi)停留時間。

待測養(yǎng)分的瘤胃有效降解率與飼糧瘤胃流通速率有關(guān)，其有效降解率為：

P=a+(b×c)/(c+K)。

式中：P為待測養(yǎng)分的瘤胃有效降解率；a為快速降解部分；b為慢速降解部分；c為b的降解速率；K為飼糧瘤胃流通速率。

1.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

采用SPSS 16.0軟件包進(jìn)行雙因素方差分析，差異顯著時，采用Tukey法進(jìn)行多重比較，分別以P<0.05和P<0.01作為差異顯著性和極顯著性判斷標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)P≤0.20為有顯著變化趨勢。由于飼糧精粗比和MOS添加水平的交互作用(A×B)對各指標(biāo)均沒有產(chǎn)生顯著影響，因此僅列出主效應(yīng)數(shù)據(jù)。

表3 不同精粗比飼糧的K值Table 3 K values of diets with different concentrate to roughage ratios

2 結(jié)果與分析

2.1 不同精粗比飼糧中添加MOS對綿羊瘤胃養(yǎng)分降解率的影響

從表4、表5和表6可以看出，飼糧精粗比對各時間點(diǎn)綿羊瘤胃DM、OM和CP的降解率均產(chǎn)生了顯著影響(P<0.05)，其變化規(guī)律均為隨飼糧精料比例的升高而升高，以A4組各時間點(diǎn)DM、OM和CP的降解率均最高，且顯著高于A1和A2組(P<0.05)。B因子僅對各時間點(diǎn)綿羊瘤胃CP的降解率產(chǎn)生顯著影響(P<0.05)，其呈現(xiàn)出隨MOS添加水平的增加先升高后降低的趨勢，B5組各時間點(diǎn)CP的降解率均最高，且顯著高于B1組(P<0.05)。

2.2 不同精粗比飼糧中添加MOS對綿羊瘤胃養(yǎng)分降解參數(shù)及有效降解率的影響

從表7、表8和表9可以看出，飼糧精粗比對綿羊瘤胃DM和OM的a、b、a+b和有效降解率及CP的a、b、c和有效降解率均產(chǎn)生了顯著影響(P<0.05)，其變化規(guī)律均為隨飼糧精料比例的升高而升高，以A4組DM、OM和CP有效降解率最高，顯著高于A1、A2和A3組(P<0.05)。MOS添加水平僅對綿羊瘤胃CP的a+b產(chǎn)生了顯著影響(P<0.05)，其變化規(guī)律為隨MOS添加水平的增加先升高后降低，以B5組CP的a+b最高，顯著高于B1、B2和B3組(P<0.05)。

表4 不同時間點(diǎn)瘤胃DM降解率Table 4 Rumen DM degradation rate at different time points %

A表示飼糧精粗比，B表示MOS添加水平。同列數(shù)據(jù)肩標(biāo)無字母或相同字母表示差異不顯著(P>0.05)，不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)。下表同。

A represented dietary concentrate to roughage ratio， and B represented MOS supplemental level. In the same column, values with no letter or the same letter superscripts mean no significant difference (P>0.05), while with different small letter superscripts mean significant difference (P<0.05). The same as below.

表5 不同時間點(diǎn)瘤胃OM降解率Table 5 Rumen OM degradation rate at different time points %

表6 不同時間點(diǎn)瘤胃CP降解率Table 6 Rumen CP degradation rate at different time points %

表7 瘤胃DM降解參數(shù)及有效降解率Table 7 Rumen degradation parameters and effective degradation rate of DM at different time points %

a為快速降解部分；b為慢速降解部分；a+b為可降解部分；c為b的降解速率；P為有效降解率。下表同。

a was immediately degraded fraction, b was slowly degraded fraction, a+b was degradable fraction, c was the rate degradation of b, and P was effective degradation rate. The same as below.

表8 瘤胃OM降解參數(shù)及有效降解率Table 8 Rumen degradation parameters and effective degradation rate of OM at different time points %

續(xù)表8項(xiàng)目Itemabca+bPB220.2543.880.07864.1248.78B320.4944.430.08364.9250.83B420.7144.510.07865.2250.25B521.5244.170.08065.6951.66B619.2144.870.08364.0849.85SEM0.531.310.0001.721.57P值P-valueA<0.0010.0070.235<0.001<0.001B0.6711.0000.9200.9980.996A×B0.7030.4980.5530.4260.127

表9 瘤胃CP降解參數(shù)及有效降解率Table 9 Rumen degradation parameters and effective degradation rate of CP at different time points %

3 討 論

瘤胃養(yǎng)分降解率反映了飼料原料被消化利用的難易程度，是飼料營養(yǎng)成分被機(jī)體利用程度的重要標(biāo)志，也是飼用價值高低的體現(xiàn)。較高的有效降解率標(biāo)志著飼料可以更好地被微生物和機(jī)體組織所利用，而飼糧精粗比就是決定瘤胃養(yǎng)分降解率的重要因素之一[10]。

王吉峰等[11]以4頭安裝永久瘤胃瘺管的泌乳奶牛為研究對象，采用尼龍袋法測定不同精粗比飼糧的瘤胃養(yǎng)分降解率，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隨精料比例的升高，DM和OM在瘤胃中的降解率顯著升高。Getachew等[12]曾對苜蓿干草、青貯玉米和青貯麥秸體外培養(yǎng)72 h后測定其DM降解率，發(fā)現(xiàn)苜蓿干草的DM降解率高于青貯玉米和青貯麥秸。Castrillo等[13]的研究表明，升高的精料比例和飼糧中添補(bǔ)大麥，綿羊瘤胃DM和OM的降解率升高。趙天章[14]研究了幾種奶牛常用粗飼料DM、CP及纖維物質(zhì)的動態(tài)降解規(guī)律和有效降解率，結(jié)果顯示，瘤胃內(nèi)苜蓿草與苜蓿草塊的DM、CP、NDF和ADF的降解率均高于其他粗飼料。本試驗(yàn)結(jié)果與上述這些結(jié)論一致。本試驗(yàn)研究證實(shí)，各時間點(diǎn)綿羊瘤胃DM、OM和CP的降解率隨飼糧精料比例的升高而升高，精粗比為50∶50時有效降解率最高。飼糧中精料比例升高時，供給瘤胃微生物的可發(fā)酵養(yǎng)分增加，促進(jìn)了瘤胃微生物的生長和增殖，進(jìn)而導(dǎo)致飼糧中各種養(yǎng)分的降解率升高。在營養(yǎng)水平相近時，改變精粗比必然導(dǎo)致飼糧組成的變化，可以影響瘤胃微生物的數(shù)量，進(jìn)而影響飼糧中各養(yǎng)分的降解率[15-17]。此外，飼料中中性洗滌纖維(NDF)的含量與體外消化率呈負(fù)相關(guān)[12]。薄玉琨等[18]在尼龍袋試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，同白酒糟相比，醋糟的DM消化率較低，這與醋糟中相對較高的NDF含量有關(guān)。劉海霞等[19]以裝有永久瘤胃瘺管的健康雜交綿羊(東北細(xì)毛羊×小尾寒羊)為試驗(yàn)動物，采用尼龍袋法測定綿羊常用粗飼料瘤胃DM和CP的降解率，發(fā)現(xiàn)飼料中粗纖維(CF)含量相對高時可能導(dǎo)致瘤胃中CP降解率下降。國外也有研究發(fā)現(xiàn)，粗飼料的蛋白質(zhì)中有相當(dāng)一部分與木質(zhì)素緊密結(jié)合，造成蛋白質(zhì)在瘤胃中不易被降解[20]。

本研究還發(fā)現(xiàn)，飼糧精粗比對綿羊瘤胃DM和OM的a、b、a+b及有效降解率產(chǎn)生了顯著影響，對CP的a、b、c及有效降解率產(chǎn)生了顯著影響，其變化規(guī)律均為隨精料比例的升高而升高，以A4組最高。薄玉琨等[18]的尼龍袋試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，白酒糟的a比醋糟高，可能是由于白酒糟中含有較多的易于降解的CP引起的。有研究表明，a與CP含量呈正相關(guān)，b主要與NDF含量和消化性呈正相關(guān)，且粗飼料的蛋白質(zhì)中有相當(dāng)一部分與木質(zhì)素緊密結(jié)合[21]。因此，隨著精料比例升高，a會逐漸增加，而b會逐漸降低。

粗飼料的蛋白質(zhì)多存在于細(xì)胞內(nèi)容物中，蛋白質(zhì)的降解速度取決于植物細(xì)胞壁的纖維結(jié)構(gòu)[22]，因此，飼料中纖維的降解情況對蛋白質(zhì)的降解率有重大的影響。本試驗(yàn)結(jié)果證實(shí)，MOS顯著促進(jìn)了綿羊瘤胃CP的降解，顯著增加了CP的a+b。這種改變可能是由于外源寡糖改善了瘤胃發(fā)酵功能，穩(wěn)定和改善了瘤胃內(nèi)環(huán)境，為瘤胃微生物的生長提供了良好的條件，促進(jìn)了瘤胃微生物的增殖，進(jìn)而提高了CP和纖維物質(zhì)在瘤胃中的降解率。在飼糧中添加適量的MOS還能提高瘤胃中蛋白酶和纖維分解酶的活性，進(jìn)而提高瘤胃中CP的降解率[23-25]。

本試驗(yàn)中飼糧精粗比、MOS添加水平這2個因子對各個時間點(diǎn)綿羊瘤胃DM、OM和CP的降解率及其有效降解率均未產(chǎn)生顯著交互作用，這是由于飼糧精粗比對綿羊瘤胃DM、OM和CP的降解率產(chǎn)生了較強(qiáng)的主效應(yīng)作用，因而沒有顯示出顯著的交互作用。

4 結(jié) 論

① 隨著飼糧精料比例的升高，綿羊瘤胃DM、OM和CP的降解率和有效降解率均升高，并均在飼糧精粗比為50∶50時達(dá)最高值。

② 飼糧中添加MOS可提高綿羊瘤胃CP的降解率，當(dāng)MOS添加水平達(dá)到1.6%時達(dá)最高值。

③ 飼糧精粗比與MOS添加水平對綿羊瘤胃DM、OM和CP的降解率均沒有產(chǎn)生顯著的交互作用。

[1] ALTAMIMI M,ABDELHAY O,RASTLL R A.Effect of oligosaccharides on the adhesion of gut bacteria to human HT-29 cells[J].Anaerobe,2016,39:136-142.

[2] ZHU Z Y,CUI D,GAO H,et al.Efficient synthesis and activity of beneficial intestinal flora of two lactulose-derived oligosaccharides[J].European Journal of Medicinal Chemistry,2016,114:8-13.

[3] 陳小兵,丁宏標(biāo),喬宇.甘露寡糖的益生作用、免疫機(jī)制與應(yīng)用技術(shù)[J].中國畜牧獸醫(yī),2015,32(8):6-8.

[4] 胡靜,于子洋,朱亞駿,等.果寡糖對奶山羊瘤胃微生物區(qū)系及常用粗飼料瘤胃降解率的影響[J].動物營養(yǎng)學(xué)報(bào),2014,26(7):1988-1995.

[5] 侯志高,王振勇,柴同杰,等.不同精粗比日糧對奶牛機(jī)體氧化應(yīng)激和瘤胃內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定性的影響[J].畜牧獸醫(yī)學(xué)報(bào),2008,39(4):455-459.

[6] 張瑩瑩,王聰,劉強(qiáng),等.不同精粗比飼糧對晉南牛瘤胃發(fā)酵特性和養(yǎng)分消化代謝的影響[J].動物營養(yǎng)學(xué)報(bào),2014,26(8):2365-2372.

[7] 張麗英,隋連敏,楊文軍.濾袋法快速測定飼料中粗脂肪和總脂肪[J].飼料工業(yè),2010,31(5):35-36.

[8] 高民,王志銘,奧德,等.利用系統(tǒng)整體調(diào)控技術(shù)提高氨化麥秸養(yǎng)分利用率的研究[J].內(nèi)蒙古畜牧科學(xué),1991(2):1-4.

[9] ?RSKOV E R,GRUBB D A,SMITH J S,et al.Efficiency of utilization of volatile fatty acids for maintenance and energy retention by sheep[J].British Journal of Nutrition,1979,41(3):541-551.

[10] GAO W,CHEN A D,ZHANG B W,et al.Rumen degradability and post-ruminal digestion of dry matter,nitrogen and amino acids of three protein supplements[J].Asian-Australasian Journal of Animal Sciences,2015,28(4):485-493.

[11] 王吉峰,王加啟,李樹聰,等.不同日糧對奶牛瘤胃發(fā)酵模式及泌乳性能的影響[J].畜牧獸醫(yī)學(xué)報(bào),2005,36(6):569-573.

[12] GETACHEW G,ROBINSON P H,DEPETERS R J,et al.Relationships between chemical composition,dry matter degradation andinvitrogas production of several ruminant feeds[J].Animal Feed Science and Technology,2004,111(1/2/3/4):57-71.

[13] CASTRILLO C M,FONDEVILA J A,GUADA J A,et al.Effect of ammonia treatment and carbohy drate supplementation on the intake and digestibility of barley straw diets by sheep[J].Animal Feed Science and Technology,1995,51(1/2):73-90.

[14] 趙天章.奶牛主要飼料原料蛋白質(zhì)和纖維物質(zhì)瘤胃降解規(guī)律的研究[D].碩士學(xué)位論文.內(nèi)蒙:內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué),2007.

[15] 徐曉娜,李文立.日糧精粗比對羊瘤胃微生物、環(huán)境及飼料消化率的影響[J].糧食與飼料工業(yè),2013,12(1):57-59.

[16] 朱素華.日糧碳水化合物結(jié)構(gòu)對山羊瘤胃發(fā)酵和氮代謝的影響[D].碩士學(xué)位論文.揚(yáng)州:揚(yáng)州大學(xué),2010.

[17] GRILLI D J,FLIEGEROVJ,et al.Analysis of the rumen bacterial diversity of goats during shift from forage to concentrate diet[J].Anaerobe,2016,42:17-26.

[18] 薄玉琨,楊紅建,王雯熙,等.采用尼龍袋法和體外產(chǎn)氣法對白酒糟和醋糟營養(yǎng)價值的評定和比較[J].草食家畜,2011(3):34-38.

[19] 劉海霞,劉大森,隋美霞,等.羊常用粗飼料干物質(zhì)和粗蛋白的瘤胃降解特性研究[J].中國畜牧雜志,2010,46(21):37-42.

[20] GRANT R J,MERTENS D R.Influence of buffer pH and raw corn starch addition oninvitrofiber digestion kinetics[J].Journal of Dairy Science,1992,75(10):2762-2768.

[21] CONE J W,GELDER A H.Influence of protein ferm-entation on gas production profiles[J].Animal Feed Science and Technology,1999(76):251-264.

[22] 么學(xué)博,楊紅建,謝春元,等.反芻家畜常用飼料蛋白質(zhì)和氨基酸瘤胃降解特性和小腸消化率評定研究[J].動物營養(yǎng)學(xué)報(bào),2007,19(3):225-231.

[23] 林英庭,祁茹,王利華,等.外源寡糖對山羊瘤胃液酶活及粗飼料瘤胃降解率的影響[J].動物營養(yǎng)學(xué)報(bào),2014,26(12):3616-3624.

[24] 祁茹,溫建新,程明,等.不同外源寡糖對嶗山奶山羊瘤胃微生物區(qū)系的影響[J].動物營養(yǎng)學(xué)報(bào),2012,24(2):349-357.

[25] 張學(xué)峰.外源寡糖在綿羊消化道內(nèi)的降解、轉(zhuǎn)化、利用和流通規(guī)律及其對瘤胃微生物區(qū)系、免疫和營養(yǎng)物質(zhì)消化影響的研究[D].博士學(xué)位論文.呼和浩特:內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué),2007.

*Corresponding author, associate professor, E-mail: zhengc@gsau.edu.cn

(責(zé)任編輯 菅景穎)

Effects of Adding Mannan-Oligosaccharides to Diets with Different Concentrate to Roughage Ratios on Nutrient Degradation Rates in Sheep Rumen

WANG Lin ZHAO Chen ZENG Yanxia CHEN Zhilong ZHENG Chen*

(FacultyofAnimalScience&Technology,GansuAgriculturalUniversity,Lanzhou730070,China)

sheep; concentrate to roughage ratio; mannan oligosaccharides; nylon bag technique; rumen degradation rate

10.3969/j.issn.1006-267x.2017.07.041

2016-12-27

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(31560646)

王 林(1989—)，女，甘肅天水人，碩士研究生，動物營養(yǎng)與飼料科學(xué)專業(yè)。E-mail: 1226084547@qq.com

*通信作者：鄭 琛，副教授，碩士生導(dǎo)師，E-mail: zhengc@gsau.edu.cn

S816

A

1006-267X(2017)07-2556-09