■王 嬌 楊寶鈺 阿依古麗·艾買爾 張?zhí)K江*
(1.新疆生產(chǎn)建設兵團塔里木畜牧科技重點實驗室,新疆阿拉爾843300;2.塔里木大學動物科學學院,新疆阿拉爾843300)
南疆是新疆少數(shù)民族的主要聚居區(qū),受伊斯蘭飲食文化的影響,養(yǎng)羊業(yè)是當?shù)厣贁?shù)民族家庭的重要生活資料和收入來源。粗飼料是發(fā)展養(yǎng)羊業(yè)重要的物質基礎,南疆粗飼料資源主要由天然草地、作物秸稈和栽培牧草組成。受塔克拉瑪干沙漠氣候的影響,南疆氣候干旱少雨、土壤鹽堿化嚴重,天然草地類型為荒漠、半荒漠草地,牧草覆蓋度低、產(chǎn)量少、品質差,不能滿足養(yǎng)殖需求。南疆是我國重要的植棉區(qū),棉花秸稈飼料資源豐富,但棉花秸稈木質化程度高、適口性差、營養(yǎng)價值和利用率低,養(yǎng)殖效果很差。因此栽培高產(chǎn)優(yōu)質、抗逆性強的飼草料作物,是解決南疆粗飼料資源不足的關鍵措施。甜高粱具有生物產(chǎn)量高、產(chǎn)糖量高、綜合抗旱能力強和水分利用效率高的特點[1],甜高粱可作為解決南疆粗飼料資源不足的首選栽培飼草作物。青貯是甜高粱作為飼料作物的主要利用形式,但因其蛋白質含量偏低、粗纖維含量偏高,不能滿足動物需要[2]。苜蓿蛋白質豐富、適口性好,是優(yōu)質的蛋白質粗飼料,但可發(fā)酵碳水化合物含量偏低,青貯過程蛋白質分解嚴重,不易青貯[3]。因此,把二者進行混合青貯可以克服各自缺點,實現(xiàn)營養(yǎng)互補,從而提高營養(yǎng)價值。
在畜牧生產(chǎn)中,家畜胃腸道發(fā)育的好壞對動物的生長性能及健康有重要影響。動物品種、年齡、飼糧類型、飼糧營養(yǎng)水平以及飼料添加劑等均可影響家畜胃腸道發(fā)育,其中以飼糧因素最為重要[4],而飼料中最重要的就是能量和蛋白質水平。袁贊等[5]研究發(fā)現(xiàn)不同蛋白質水平飼糧可影響西藏羊的復胃形態(tài),12%蛋白質水平的飼糧,瘤胃、網(wǎng)胃和瓣胃黏膜上皮發(fā)育較好,皺胃的胃底腺黏膜發(fā)育最好。Jing 等[6]研究表明冷季補飼可提高飼糧營養(yǎng)水平,從而增加瘤胃微生物豐度,改善瘤胃上皮的發(fā)育和吸收能力。李澤磊等[7]研究也證明,斷奶后飼喂高營養(yǎng)水平飼糧,可促進早期斷奶仔豬生長和防止小腸絨毛萎縮。Beiranvand等[8]研究發(fā)現(xiàn)在飼糧中添加苜??商岣咝坌院伤固範倥5纳L性能,并影響瘤胃壁的發(fā)育。目前對胃腸道組織形態(tài)的研究已有部分報道,但關于混合青貯對胃腸道組織形態(tài)學的影響鮮有報道。相關研究表明[9],適當比例的甜高粱與苜?;旌锨噘A可以提高青貯品質,但關于肉羊對混合青貯養(yǎng)分的實際吸收情況還是未知。因此,本試驗以4 月齡卡拉庫爾羊為研究對象,探討不同比例甜高粱與苜蓿混合青貯對胃腸道組織形態(tài)的影響,揭示肉羊對混合青貯養(yǎng)分的實際利用情況,為甜高粱與苜?;旌锨噘A在生產(chǎn)實踐中的合理利用提供理論依據(jù)。
本試驗在塔里木大學動物科學試驗站進行。試驗動物選用4 月齡左右、體重(25.95±1.37)kg 相近的卡拉庫爾羊,隨機分為5組,每組6只羊。采用單圈飼養(yǎng)模式,自由飲水,每天在09:00 和19:00 分2 次飼喂。試驗預試期15 d,正試期70 d。
試驗所用的甜高粱(品種為考利)種植于阿拉爾市10團,于蠟熟期收割;紫花苜蓿(品種為和田大葉)于開花期收割,購買于阿拉爾市5團。用粉碎機分別將甜高粱與苜蓿粉碎至2~3 cm,按照甜高粱與苜蓿比為100∶0(SS100),80:20(SS80),60∶40(SS60),40∶60(SS40),20∶80(SS20)制作袋裝混合青貯進行儲存,分組參考Zhang 等[9]對甜高粱與苜?;旌锨噘A的研究。按我國《肉羊飼養(yǎng)標準》(NY/T 816—2004),以體重25 kg、平均日增重(ADG)100 g/d的綿羊營養(yǎng)需要配制飼糧。飼糧組成及營養(yǎng)水平見表1。
表1 飼糧組成及營養(yǎng)水平(干物質基礎)
1.3.1 屠宰及取樣
飼養(yǎng)試驗結束后,試驗羊禁食24 h,不禁水,稱羔羊活體重量后經(jīng)頸靜脈放血致死。立即打開腹腔,按《動物解剖及組織胚胎學》[10]所述,將瘤胃、網(wǎng)胃、瓣胃、皺胃分割,去食糜,稱量各胃室鮮重。復胃指數(shù)計算:復胃指數(shù)(%)=(復胃總重/宰前活重)×100。
將分離得到的胃腸道去除內容物,清洗干凈。從瘤胃、網(wǎng)胃、瓣胃、皺胃中間部位取約1 cm2組織塊,以及取3 cm 左右的十二指腸、空腸、回腸中段,均于10%的中性甲醛溶液中進行固定,固定時間不少于48 h,待做石蠟切片。
1.3.2 樣品組織切片的制作
①水洗:流水下沖洗24~48 h。
②脫水:將組織塊依次放入50%乙醇(2 h),60%乙醇(2 h),75%乙醇(2 h),85%乙醇(2 h),95%乙醇(1 h),100%乙醇(40 min)。在乙醇濃度低于75%的條件下,根據(jù)時間安排,也可放置過夜。
③透明∶1∶1 二甲苯乙醇(30 min),二甲苯Ⅰ(30 min),二甲苯Ⅱ(30 min)。
④浸蠟:用自動組織包埋機(EG1150H+C)進行包埋。
⑤切片:用半自動輪轉式切片機進行切片,切片厚度為5~6 μm。
⑥蘇木精-伊紅(HE)染色:將切片依次放入二甲苯Ⅰ(10 min),二甲苯Ⅱ(10 min),1∶1 二甲苯乙醇(5 min),100%乙醇(2 min),95%乙醇(2 min),80%乙醇(2 min),70%乙醇(2 min),50%乙醇(2 min),純化水(3 min),蘇木精染液(5 min),自來水(10 min),純化水(1 min),1%鹽酸乙醇(6 s),自來水(10 min),純化水(5 min),70%乙醇(1 min),80%乙醇(1 min),90%乙醇(1 min),伊紅染液(6 min),95%乙醇(5 min),100%乙醇Ⅰ(3 min),100%乙醇Ⅱ(2 min),1∶1二甲苯乙醇(3 min),二甲苯Ⅰ(4 min),二甲苯Ⅱ(4 min)。
⑦中性樹膠封片。
在電子顯微鏡(NIKON E200)下觀察復胃及小腸黏膜形態(tài)結構,用彩色CCD顯微鏡相機(TL-507)進行拍照取像。應用Image-pro express圖像分析處理系統(tǒng)測量,每個樣本觀察3 張非連續(xù)切片,每個切片選取5 個典型視野,進行以下指標的觀察和測量。瘤胃和網(wǎng)胃分別測定乳頭高、寬,角化層厚、固有膜寬、黏膜下層厚、肌層厚;瓣胃測定角化層厚、中央肌層厚、肌層厚;皺胃測定黏膜厚、黏膜下層厚、肌層厚;測定小腸各段絨毛高度、絨毛寬度、隱窩深度、黏膜厚度、肌層厚度。
試驗數(shù)據(jù)經(jīng)Excel初步統(tǒng)計后,采用SPSS 17.0軟件進行單因素方差分析,使用Duncan's法進行多重比較,結果以平均值和標準誤(SEM)表示,以P<0.05 作為差異顯著的判斷標準。對飼糧添加不同比例混合青貯與胃腸道組織形態(tài)變化的關系進行線性(linear)和二次曲線(quadratic)回歸分析。
表2 甜高粱與苜?;旌锨噘A對肉羊復胃發(fā)育的影響
由表2可知,不同比例甜高粱與苜?;旌锨噘A飼喂肉羊,SS40組宰前活重顯著高于SS80組和SS100組(P<0.05);但對肉羊的復胃重、復胃指數(shù)以及網(wǎng)胃重/復胃重、瓣胃重/復胃重、皺胃重/復胃重均無顯著影響(P>0.05);SS40 組瘤胃重/復胃重顯著高于SS80 組和SS100組(P<0.05)。
表3 甜高粱與苜?;旌锨噘A對肉羊復胃上皮組織形態(tài)的影響
由表3可知,飼喂肉羊不同比例甜高粱與苜?;旌锨噘A,對肉羊瘤胃乳頭寬度、角質層厚度、網(wǎng)胃乳頭寬度及瓣胃、皺胃的肌層厚度均無顯著影響(P>0.05)。與SS100 組相比,SS40 組和SS60 組顯著提升了瘤胃黏膜下層厚度(P<0.05),SS40組顯著提升了網(wǎng)胃肌層厚度(P<0.05),且隨苜蓿比例的增加呈先升高后降低二次曲線趨勢(P<0.05)。網(wǎng)胃和瓣胃角質層厚度隨混合青貯中苜蓿比例的增加而下降,SS20組顯著低于SS100 組(P<0.05)。與SS100 組相比,SS20 組顯著提升了瘤胃乳頭高度、肌層厚度以及網(wǎng)胃固有膜寬度(P<0.05),SS40 組顯著提升了瘤胃固有膜寬度、皺胃黏膜下層厚度(P<0.05),SS20 組和SS40 組顯著提升了網(wǎng)胃乳頭高度、黏膜下層厚度、瓣胃中央肌層厚度及皺胃黏膜厚度(P<0.05),且隨著苜蓿比例的增加呈線性升高趨勢(P<0.05)。
不同比例甜高粱與苜蓿混合青貯對肉羊小腸黏膜形態(tài)的影響見表4,小腸段的絨毛高度隨苜蓿比例的增加呈線性升高趨勢(P<0.05),SS20、SS40 和SS60組十二指腸和回腸的絨毛高度顯著高于SS100組(P<0.05),后4組空腸絨毛高度及回腸絨毛寬度顯著高于SS100 組(P<0.05),SS40 組回腸V/C 值顯著高于SS80組和SS100 組(P<0.05)。小腸段的隱窩深度、黏膜厚度、肌層厚度以及十二指腸和空腸段的絨毛寬度、V/C值在各組間無顯著差異(P>0.05)。
表4 甜高粱與苜蓿混合青貯對肉羊小腸黏膜形態(tài)的影響
反芻動物復胃包括4 個相通的胃室,分別為瘤胃、網(wǎng)胃、瓣胃、皺胃,前3 個胃室合稱為前胃。初生反芻動物的前胃不起消化作用,容積很小,僅占全消化道容積的22%。成年后反芻動物瘤胃和網(wǎng)胃迅速發(fā)育,可達全部胃室的69%。復胃是反芻動物重要的消化器官,其發(fā)育程度直接影響成年后的采食量和消化能力。復胃的生長和發(fā)育受日齡、飼料組成及形態(tài)、飼糧營養(yǎng)水平等因素的影響[11-12]。呂凱等[13]研究發(fā)現(xiàn)斷奶飼糧中蛋白質水平越高,藏羔羊復胃和瘤胃增重越好。Norouzian等[14]研究表明,在羔羊飼糧中添加15%的苜蓿干草可增加瘤胃壁的肌肉性,促進瘤胃發(fā)育。Nemati 等[15]研究發(fā)現(xiàn)飼喂較高水平的苜蓿干草(占干物質的25%)對生長性能有促進作用,說明瘤胃發(fā)育較好。本試驗中,不同比例的甜高粱與苜?;旌锨噘A對卡拉庫爾羊的復胃生長發(fā)育無顯著影響,對復胃中網(wǎng)胃、瓣胃及皺胃的比例也無顯著差異,而SS40 組瘤胃重/復胃重顯著高于SS100 組和SS80 組。與前人研究結果不完全一致。這可能與飼糧類型有關,本試驗中苜蓿是以混合青貯的形式進行飼喂,而在混合青貯中較高比例的苜蓿(占比80%)會導致青貯品質變差,適口性下降,采食量降低。各組營養(yǎng)水平隨苜蓿比例的增加逐漸增加,因此SS40 組復胃中瘤胃比例最高。
除復胃重量的變化,復胃黏膜的發(fā)育也是評價反芻動物對飼料消化與利用的重要指標。Lesmeister等[16]認為,瘤、網(wǎng)胃的乳頭高度最能體現(xiàn)不同飼糧對瘤、網(wǎng)胃發(fā)育的影響;其中瘤胃黏膜在胚胎時期就開始分化,上皮和固有膜突出形成可以活動的瘤胃乳頭,對反芻動物的營養(yǎng)吸收具有重要意義,此外,瘤、網(wǎng)胃的乳頭寬度和瘤、網(wǎng)胃壁的厚度也是評價瘤、網(wǎng)胃黏膜發(fā)育的重要因素。瓣胃的消化代謝主要體現(xiàn)在對水分的吸收,以及可將大顆粒食物經(jīng)瓣胃肌肉劇烈收縮變成小顆粒;瓣胃葉瓣的角質層厚、中央肌層厚及肌層厚是其主要評價指標。皺胃附有消化腺體,具有真正意義上的消化功能,因此又被稱為真胃或腺胃;皺胃黏膜發(fā)育的評定指標包括黏膜厚度、黏膜下層厚及肌層厚。Sieglinde 等[17]研究證明山羊瘤胃乳頭的發(fā)育會受早期營養(yǎng)狀況的影響。Shen 等[18]研究發(fā)現(xiàn)飼喂高能量飼糧的幼山羊瘤胃乳頭長度和寬度顯著高于低能量飼糧組。Norouzian 等[14]研究表明,在飼糧中添加15%的苜蓿干草可減少瘤胃上皮角質層厚度并增加了肌肉層厚度;Mirzeai 等[12]研究也證明在犢牛飼糧中補充苜蓿可以降低瘤胃壁的角質層厚度。Beiranvand 等[8]研究證明在飼糧中添加苜蓿干草對荷斯坦犢牛的瘤胃壁發(fā)育有積極影響,可減少菌斑的形成。呂凱等[13]研究發(fā)現(xiàn)斷奶料蛋白質水平在15%~21%之間時,隨蛋白質水平的增高,藏羔羊瘤網(wǎng)胃乳頭、瓣胃中央肌層及皺胃黏膜發(fā)育越好。本試驗中,羔羊瘤、網(wǎng)胃角質層厚度隨苜蓿比例的增加而減小,瘤胃的乳頭高度、寬度隨之增加,瓣胃中央肌層厚及皺胃黏膜也發(fā)育更好,與以上研究結果基本一致。試驗結果證明用甜高粱與苜蓿比為60∶40,40∶60 及20∶80 的混合青貯飼喂羔羊,可有效改善羔羊復胃黏膜發(fā)育,促進羔羊對養(yǎng)分的消化吸收。
小腸是動物進行養(yǎng)分消化和吸收的主要器官,其中小腸絨毛高度、隱窩深度及絨毛高度/隱窩深度(V/C)是衡量其消化吸收能力的重要指標[19]。腸絨毛的存在極大地增加了小腸與食物的接觸面積,絨毛高度越高表明小腸吸收面積越大,越有利于小腸對養(yǎng)分的吸收[20]。腸道隱窩能產(chǎn)生新的絨毛上皮細胞,是對腸上皮生成率的反應,隱窩變淺表明細胞生成率上升,分泌功能增強[21]。V/C比值越大,消化吸收能力就越強[22]。本試驗結果表明,隨著混合青貯中苜蓿比例的增加,小腸的絨毛高度、寬度及V/C比值隨之增加,隱窩深度逐漸下降,黏膜厚度和肌層厚度呈下降趨勢。腸壁的厚度會影響?zhàn)B分的轉運,腸壁過厚不利于養(yǎng)分的轉運和吸收。因此苜蓿比例的增加,不僅改善了小腸黏膜形態(tài),飼糧營養(yǎng)水平的升高也促進了小腸對養(yǎng)分的吸收能力。Almeida 等[23]研究發(fā)現(xiàn)飼喂低蛋白水平飼糧的豬十二指腸隱窩深度趨于增加,并降低了空腸的絨毛高度與隱窩深度的比率。Yu 等[24]研究表明,長期攝入蛋白質限制性飼糧可能會損害仔豬腸道形態(tài),抑制腸道激素分泌。紅雷等[25]研究發(fā)現(xiàn)當飼糧粗蛋白水平降低3個百分點時,肉仔雞十二指腸和回腸絨毛高度顯著降低,十二指腸和空腸的隱窩深度顯著增加。祁敏麗[26]研究也表明降低飼糧蛋白水平可降低羔羊十二指腸和空腸的絨毛高度與隱窩深度的比值。以上研究與本試驗結果基本一致。但也有研究發(fā)現(xiàn),蛋白水平的適度降低不會影響腸道黏膜屏障功能和形態(tài)結構[27]。Bikker等[28]研究也證明仔豬腸道形態(tài)及功能不受飼糧蛋白質和可發(fā)酵碳水化合物水平的影響。這可能是飼糧組成及試驗動物不同造成的,本試驗中不同比例的甜高粱與苜?;旌锨噘A,不僅改變了飼糧營養(yǎng)成分,苜蓿比例的增加還改善了飼糧的適口性,促使羔羊采食量增加,從而促進了小腸對養(yǎng)分的吸收。
不同比例甜高粱與苜?;旌锨噘A飼喂肉羊,對復胃指數(shù)無顯著影響。但用甜高粱與苜蓿比為60∶40,40∶60 及20∶80 的混合青貯飼喂肉羊,復胃及小腸黏膜發(fā)育較好,瘤、網(wǎng)胃及小腸乳頭較寬大,瘤、網(wǎng)、瓣胃角質層更薄,小腸V/C比值更大,因此,SS60、SS40、SS20組更有利于養(yǎng)分的吸收。