粮粗纤维水平对莱芜猪及其杂交猪氮代谢及营养物质消化率的影响

王 诚,王文亭,李福昌

(1.山东农业大学动物科技学院,山东 泰安 271018；2.山东省农业科学院畜牧兽医研究所,山东济南 250100；3.山东省畜禽疫病防治与繁育重点实验室,山东济南 250100；4.山东潍坊市畜牧检测中心,山东潍坊 261000)

莱芜猪是经长期自然选择与人工选择、又经过多年选育形成的一个优良地方猪种,以适应性强,繁殖率高,耐粗饲,肉质好著称。日粮纤维对家畜的营养效应有正负两方面,表现为营养作用、非营养作用和抗营养作用,作用机理比较复杂；日粮纤维的作用受日粮养分组成及水平、日粮纤维来源及水平和动物种类及生长阶段的影响很大,很难找到统一的规律[1]。本试验以莱芜猪和杂交猪为试验动物,研究不同日粮纤维水平对其氮代谢及回肠末端营养物质表观消化率的影响,旨在确定莱芜猪及其杂交猪的适宜纤维水平,为日粮中合理添加粗纤维、降低饲料成本提供参考。

1 试验材料和方法

1.1 试验动物

选择4月龄阉猪为试验对象,猪种为莱芜猪(LW,100%莱芜猪血)、大莱杂交猪(DL,50%莱芜猪血)、大大莱(DDL,25%莱芜猪血)和大约克(DY,0%莱芜猪血)。

1.2 试验日粮

各组试验日粮组成和营养水平见表1,日粮Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ的粗纤维含量分别设计为3%、6%、9%和12%。

1.3 试验设计

本试验采用二因子四水平有重复试验设计。杂交组合和粗纤维水平为两个因子,各有四个水平,杂交组合为莱芜猪、大莱杂交猪、大大莱猪和大约克猪,粗纤维水平为3%、6%、9%和12%,每一期试验预试7 d,正试 7 d。

1.4样品的采集与处理

采用全粪尿收集法,共进行4批次试验,每期14 d,7 d为适应期,4 d为全粪尿收集期,3 d为食糜收集期。试验在代谢笼中进行,每天上午8:00与下午17:00饲喂2顿湿拌料,每天根据需要供给充足的洁净饮水。

每日取1/10的鲜粪样,每10 g鲜粪加4.5 mol/l的硫酸2 mL混合均匀放入4℃的冰箱中。在尿桶内加入10 mL浓硫酸,每头猪每日收集的尿量取3%装入集尿器,并滴入少量甲苯备测氮。4 d的粪尿样混合均匀后再取样进行分析测定,粪样65℃烘干,回潮24 h,研磨制样以备测氮。4 d的尿样混匀,保存在-20℃冰柜中以备测氮。

采取经典的回肠末端T型瘘管进行消化率测定,试验预试期7 d,回肠收集食糜3 d,取2份平行样品各100 g放入105℃烘箱烘干,测定干物质；取100 g食糜于60～65℃烘干制成风干样品,以备测定,剩余食糜放在-20℃冰箱中保存,以备测氮。

1.5 测定指标与方法

含氮量用凯氏定氮法测定。其中,可消化氮(DN,g/d)=食入氮(IN)-粪氮(FN),沉积氮(RN,g/d)=食入氮(IN)-粪氮(FN)-尿氮(UN),氮表观消化率(%)=DN/IN×100,表观生物学价值ABV(%)=沉积氮(RN)/(IN×N表观消化率)×100。

样品氨基酸含量按照GB/T18246-2000的方法测定。

样品Ca、P按照GB/T6436-2002、GB/T6437-2002方法测定。

1.7 统计分析方法

试验数据采用SAS8.2软件包ANOVA过程进行方差分析,并用Duncan氏进行多重比较。

表1 试验日粮组成和营养水平(风干基础)(%)Table 1 Composition and nutrient levels of basal diet(air dry basis)(%)

2 结果与分析

2.1 日粮纤维水平和杂交组合对氮代谢的影响

由表2可知,日粮不同粗纤维水平对IN、FN、DN、RN和氮表观消化率影响极显著(P＜0.01),对UN影响显著(P＜0.05),对ABV影响不显著(P＞0.05)。随日粮粗纤维水平的提高,IN、UN DN、RN、氮表观消化率、ABV呈下降趋势,3%CF组氮代谢各测定指标与其他水平差异显著(P＜0.05)。

由表2可知,莱芜猪和其杂交猪对IN、FN、DN、RN、ABV影响极显著(P＜0.01),对UN、氮表观消化率影响不显著(P＞0.05)。莱芜猪的IN为56.70 g/d,大约克猪为76.02 g/d,差异显著(P＜0.05),而DL、DDL、DY差异不显著。LW 的RN为27.25 g/d,DY为45.24 g/d,两者差异显著(P＜0.05)。ABV值4个杂交组合间差异极显著(P＜0.01),说明不同杂交组合对氮的转化效率不同。

表2 日粮粗纤维水平和杂交组合对氮代谢的影响Table 2 Influence of crude fiber levels on nitrogen metabolism

2.2 日粮纤维水平和杂交组合对回肠末端营养物质表观消化率的影响

表3 不同粗纤维水平和杂交组合对回肠末端营养物质表观消化率的影响(%)Table 3 Influence of crude fiber levels and breeds on ileal apparent digestibility(%)

由表3可以看出,随着饲料中粗纤维添加量的提高,干物质、Ca的表观消化率呈现下降的趋势,干物质的表观消化率3%纤维组显著高于其他组(P＜0.05),而9%和12%组之间差异不显著,说明日粮粗纤维含量增加显著降低了干物质的消化率,但当粗纤维含量达到一定水平后,干物质的消化率趋于稳定。CP的消化率随日粮粗纤维含量的增高,呈现先增高后降低的趋势,粗纤维6%时消化率最高,与9%、12%组之间差异显著(P＜0.05)。粗纤维的含量对P的消化率影响差异不显著。NDF、ADF的消化吸收率随着粗纤维的含量的增加而提高,ADF的消化吸收率在小肠中的消化率较低而且3%、9%he 12%差异不显著。

表3可以看出,不同品种对营养物质消化率不同,猪品种对Ca、P的消化率影响极显著(P＜0.01),随着猪血统中莱芜猪血含量的减少,猪对Ca和P的消化率明显降低。猪的品种对干物质、CP、NDF的表观消化率影响显著(P＜0.05或P＜0.01),但莱芜猪和大约克猪对干物质和CP的表观消化率差异不显著。NDF的消化率随猪血统中莱芜猪血含量的减少呈现逐渐降低的趋势,莱芜猪为51.44%、大约克猪为43.51%,差异显著。4个品种对ADF消化率平均为9.71%,其中最低4.787%,说明ADF在小肠内消化率很低。

2.3 日粮纤维水平和杂交组合对回肠末端必需氨基酸(EAA)表观消化率的影响

由表4可以看出,日粮不同粗纤维水平对EAA消化率的影响除蛋氨酸和胱氨酸不显著外,其他均极显著(P＜0.01)。日粮纤维水平在3%～12%时,蛋氨酸的消化率先由75.8%增加到81.8%然后降低；赖氨酸的表观消化率随着粗纤维水平的增加而逐渐降低,但3%～6%之间差异不显著。其他EAA的表现消化率随着日粮粗纤维水平的增加而明显降低。

表4 不同粗纤维水平和品种对回肠末端EAA的表观消化率的影响Table 6 Influence of crude fiber and breeds on ileal apparent digestibility of EAA

由表4可以看出,猪品种对精氨酸和蛋氨酸的消化率影响不显著(P＞0.05),对其他EAA的影响极显著(P＜0.01),大约克猪对赖氨酸的消化率明显高于其他品种。由表4还可以看出,猪的品种对亮氨酸和异亮氨酸消化率的影响显著(P＜0.05),而对其他EAA消化率的影响不显著(P＞0.05)。

3 讨论

3.1 日粮不同粗纤维水平对氮代谢的影响

动物食入的氮,一部分合成体蛋白沉积体内被机体利用,另一部分成为消化代谢后的废弃产物随粪尿排出,从而构成氮的平衡代谢。一般认为,日粮纤维对动物营养物质的消化吸收具有正负两方面的效应,猪对日粮纤维的利用有一个适宜的水平,这个水平与猪的品质有密切的关系。

本试验显示,随日粮粗纤维的增加,IN减小,可能是由于日粮粗纤维含量过高影响到猪的采食量导致猪食入氮量降低；另一方面,可能由于日粮粗纤维的增加降低了饲料中营养物质的浓度,影响到氮的摄入量。随着日粮粗纤维水平的增加FN增加,可能的原因是日粮纤维可以刺激肠道的蠕动,减少食糜在消化道内的滞留时间,增加流通速度,增加了FN排泄量,从而降低营养物质消化率。本试验的结果与Cherbut[2]等报道相同。

3.2 猪品种类型对氮代谢的影响

关于猪不同品种或品系对饲料营养成分消化吸收的研究很多,但不同试验条件所得的结果不尽一致。Yen等[3]的研究发现不同品种猪对营养成分的消化吸收没用显著差异；而宋青龙[4]等的研究结果显示不同品种之间对营养成分的消化吸收差异显著。一般说来,蛋白质沉积率高的猪,具有生长快、瘦肉率高等种质特性。本试验的结果显示,品种不同的猪在相同日龄条件下,采食量不同,莱芜猪采食量最低大约克猪最高。试验结果证实大约克猪氮沉积能力显著高于莱芜猪,并且具有氮转化利用率高的特性,本试验的结果可以解释大约克猪生长速度快,瘦肉率高的原因。试验结果还可说明通过杂交莱芜猪的氮沉积能力和表观生物学价值得到显著提高,大约克猪的性征可以通过杂交的方式在其后代中得到表现；另外猪不同的品种对氮的利用率不同,应根据不同的品种需要研究制定适宜的营养标准。

3.3 不同粗纤维水平对日粮营养物质回肠表观消化率的影响

提高日粮中纤维含量,会降低能量的消化率,它主要通过降低干物质、粗蛋白和粗脂肪以及淀粉的消化率表现出来[1]。本试验结果显示,随日粮纤维水平的提高干物质消化率逐渐降低且差异显著。原因可能是较高的日粮纤维水平意味着饲粮的难消化组分比例增加,消化能浓度下降,加上体积膨大加重了消化道负担,导致能量摄入不足；同时,还会使肠管副交感神经兴奋性增高,引起肠道蠕动过速,日粮通过消化道速度加快,以至饲料在盲肠内的滞留时间过短,影响大肠对粗纤维的消化,也削弱其它营养物质的消化吸收利用。

本试验的结果显示,CP的表观消化率在3%～6%范围内随着日粮纤维含量的增加而提高,并且在6%时CP的消化率最高,在6%～12%范围内随着粗纤维含量的增加而降低。这说明日粮中纤维含量在一定范围内可以促进机体对CP的消化,提高消化率,超过一定范围会抑制CP的消化。

由于日粮纤维具有很强的阳离子交换能力,可以吸附很多矿物质,造成矿物质利用率降低。Morre[5]测定了纤维素对矿物质如Ca、P等消化吸收的影响,证实纤维素对矿物质的消化具有抑制作用。本试验结果显示,随日粮纤维素水平的提高,日粮Ca的消化率显著降低。ADF和NDF表观消化率的结果说明ADF在小肠内的消化率很低,而NDF可以在小肠有效消化。

3.4 猪品种对日粮营养物质回肠表观消化率的影响

莱芜猪与我国其他地方品一样具有“耐粗饲”特性。本试验结果证实相对于引进的大约克瘦肉型猪莱芜猪对于纤维素的消化率较高,证实了莱芜猪具有“耐粗饲”的特征。

3.5 不同纤维水平和品种对回肠末端必需氨基酸(EAA)表观消化率的影响

许多学者探讨了日粮纤维水平和种类对动物氨基酸消化代谢的影响,但结果不一致。刘长忠[6]表明粗纤维水平在5%时氨基酸的真消化率最高,3%～7%范围内,氨基酸真消化率较高且较稳定；粗纤维在7%～11%范围内,氨基酸真消化率极显著降低。李铁军等[7]报道不同粗纤维对猪氨基酸的消化率影响不同,水溶性纤维素主要是影响内源性氮和氨基酸的分泌,从而降低表观消化率,但对真消化率无影响。

本试验表明,猪在粗纤维较低的范围内(3%～6%)对赖氨酸、蛋氨酸和胱氨酸的表观消化率影响不显著,之后随粗纤维水平的增加(6%～12%)各种EAA的表消化率明显降低。原因可能是:(1)较高的日粮纤维使小肠蠕动增加,减少了食糜与消化道接触的时间和机会,降低了EAA的消化率；(2)较高的粗纤维水平,促进了小肠对纤维的消化分解能力,从而影响或抑制到消化酶的活性。根据本研究的结果分析,建议生长育肥猪日粮粗纤维水平在6%左右。

4 结论

4.1 日粮粗纤维水平对4月龄不同品种及杂交猪采食量和粪氮排泄影响显著；不同品种和杂交组合对氮利用率不同,应根据不同品种制定营养标准。

4.2 日粮纤维水平对猪营养物质消化吸收具有正负两方面的效应,本试验条件下,粗纤维含量在3%～6%范围内可以促进营养物质吸收,超过6%则抑制营养物质消化吸收,猪对日粮粗纤维素适宜的水平建议为6%,此时NDF含量为28%,ADF含量为8.06%。

4.3 不同品种猪对日粮粗纤维的消化率不同,NDF在猪小肠内可以有效分解,莱芜猪具有“耐粗饲”的品种特性。

[1] 杨玉芬.关于纤维营养作用的新认识[J].畜禽业,2001,10:27-28

[2] Cherbut C,Aube A C,Mekk I.N Digestive and metabolic effects of potato and maize fibres in human subjects[J].Br.J.Nutr.,1997,77:33-46

[3] Yen J T,Nienaber J A,Hill D A,et al.Potential contribution of absorbed volatile fatty acids to whole animal energy requirement in conscious swine[J].J.Anim.Sci.,1997,69:2001-2012

[4] 宋青龙,秦贵信,姜海龙,等.野猪与长白猪对日粮养分消化率的比较[J].黑龙江畜牧兽医,2006,01:10-12

[5] Morre Z I,Partridge G,Mitchell G,et al.The effect of oat hulls added to the basal ration for pregnant sows on reproductive performance,apparent digestibility,rate of passage and plasma parameters[J].J.Sci.Food Agric.,1986,37:403-412

[6] 刘长忠,谢德华,何瑞国,等.日粮纤维水平对鹅内源氨基酸排泄量和氨基酸真消化率的影响[J].中国粮油学报,2008,1:110-114

[7] 李铁军,印遇龙,黄瑞林,等.日粮纤维对猪回肠末端氨基酸及其内源性氨基酸流量的影响[J].畜牧兽医学报,2004,4:473-476