不同营养水平对生长期舍饲牦牛生长性能和营养物质表观消化率的影响

2015-01-21李万栋郝力壮刘书杰柴沙驼张晓卫牛建章

饲料工业 2015年17期

■ 李万栋郝力壮刘书杰柴沙驼张晓卫牛建章

（1.青海大学畜牧兽医科学院，青海西宁 810016；2.青海省高原放牧家畜营养与生态国家重点实验室培育基地，青海省高原放牧家畜动物营养与饲料科学重点实验室，青海西宁 810016；3.青海高原牦牛研究中心，青海西宁 810016）

牦牛是高原畜牧业最重要的优势畜种，放牧于海拔3 000 m以上的高寒草地，适应高海拔地区缺氧、高寒和牧草匮乏等极端恶劣环境[1]。牦牛饲养管理比较粗放，依靠天然牧草获取维持、生长、繁殖等所需的营养物质，但是因为牧草营养物质含量季节性不平衡，导致牦牛长期处于“夏饱、秋肥、冬瘦、春死亡”的恶性循环[2-3]。冷季营养缺乏成为限制牦牛生产性能的主要因素。基于此，牦牛短期舍饲饲养成为解决这一问题的手段之一。本试验旨在研究不同营养水平日粮对生长期牦牛生产性能和营养物质表观消化率的影响，为牦牛短期舍饲饲养提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验时间、地点

本试验于2014年11月在青海省高原放牧家畜动物营养与饲料科学重点实验室牦牛消化代谢基地进行，位于东经101.75°，北纬36.69°，平均海拔2 275 m，年平均气温7.6℃。

1.2 试验设计

选取18头健康、体况接近的生长期阉牦牛，随机分为3个处理组，进行全舍饲试验，每组6个重复，每个重复单头单栏饲喂。预饲期20 d，试验期30 d，利用全收粪法连续4 d收粪，试验第1 d和最后1 d晨饲前空腹称重。

1.3 试验日粮

参考《牦牛营养研究论文集》[4]，采用软件refs3000进行日粮配方设计，3种日粮营养水平为：低营养组（代谢能8.27 MJ/kg，蛋白质14.42%）、中营养组（代谢能10.22 MJ/kg，蛋白质15.17%）、高营养组（代谢能11.92 MJ/kg，蛋白质17.90%）。试验日粮以燕麦青干草、玉米麸、小麦麸、油菜籽、棉籽粕等为主要原料，精粗比7∶3。

1.4 饲养管理

牦牛统一打耳标进行编号，预饲期驱虫处理；每天打扫卫生一次，每天分两次进行饲喂（8：00和18：00），自由饮水。所有余料在第2 d早晨饲喂前进行收集，称重并记录。

1.5 指标测定与方法

1.5.1 粪样采集与处理

粪样采集：利用粪袋进行24 h全收粪，对每天所收粪进行精确称重并记录；4 d收粪结束后，把每天所收的粪样进行混合，混合均匀后，先取总粪重的5%，并加入10%的H2SO4进行固氮（20 ml/100 g），封装编号，-20℃保存，用以测定粗蛋白；另取总粪重的5%，封装编号，-20℃保存，用以测定其它常规指标；样品测定前，在65℃烘箱烘干至恒重，然后在室温下回潮24 h，称重并记录，最后对样品进行粉碎制样，进行概略养分分析，其中包括干物质（DM）、粗蛋白（CP）、粗脂肪（EE）、有机物（OM）、中性洗涤纤维（NDF）、酸性洗涤纤维（ADF）、钙（Ca）、磷（P）；NDF、ADF采用凡斯特[5]的方法测定，其余指标均参照张丽英[6]的方法进行测定。

某养分表观消化率（%）=（某养分采食量-某养分粪中排出量）/某养分采食量×100

1.6 数据处理

采用Excel 2003进行数据初步处理，SAS9.1.3软件中ANOVA程序进行单因素方差分析，Duncan法进行多重比较；试验数据均以平均数±标准差（Mean±SD）表示。

2 结果与分析

2.1 不同营养水平对牦牛生长性能的影响

不同营养水平对牦牛生长性能的影响见表1。各处理组末重均高于初始重，且在整个试验期内，低营养组、中营养组、高营养组牦牛的体重与初始体重比较分别增加了3.01%、11.78%和11.52%；中营养组和高营养组的平均日增重均显著高于低营养组（P＜0.05），中营养组平均日增重最高，但与高营养组差异不显著（P＞0.05）。

表1 不同营养水平对牦牛总体生长性能的影响

2.2 不同营养水平对牦牛营养物质表观消化率的影响

除干物质外，所有数据均以风干样计，不同营养水平对牦牛营养物质表观消化率的影响见表2，不同营养水平对牦牛的DM、OM、CP、EE、NDF、ADF、Ca等营养物质的消化率均产生影响。高营养组和低营养组的DM消化率均低于中营养组，中营养组比高营养组和低营养组高出1.54%，但差异均不显著（P＞0.05）；低营养组和中营养组的OM消化率均高于高营养组，其中中营养组最高，分别比高营养组和低营养组高出1.53%和1.48%，但差异均不显著（P＞0.05）。高营养组和中营养组的CP消化率均显著高于低营养组（P＜0.05），且分别高出6.24%和5.34%；高营养组和中营养组的EE消化率均显著高于低营养组（P＜0.05），且分别高出7.10%和5.83%；中营养组和低营养组的NDF消化率均显著高于高营养组（P＜0.05），分别高出16.16%和13.16%；同样，中营养组和低营养组的ADF消化率均显著高于高营养组（P＜0.05），分别高出33.17%和24.03%。高营养组和中营养组的Ca消化率均显著高于低营养组（P＜0.05），同样，中营养组P的消化率也最高，但与其它各处理组差异不显著（P＞0.05）。

3 讨论

3.1 不同营养水平对生长期舍饲牦牛生产性能的影响

由试验数据可以看出，且各试验组牦牛体重均比试验初期升高，这主要是因为舍饲状态下，采食了含谷物类的日粮精料。不同营养水平对生长期舍饲牦牛体重增长的原因具体如下：①谷物类饲料原料中富含非结构性碳水化合物，牧草中主要为结构性碳水化合物。大量研究表明非结构性碳水化合物与结构性碳水化合物相比，能更有效地被瘤胃降解。如Demeyer等（1986）[7]研究表明降低结构性碳水化合物，增加非结构性碳水化合物可明显提高微生物蛋白的合成效率；Ar⁃chimede等（1997）[8]进行了动物活体试验，结果表明适当地添加非结构性碳水化合物对微生物蛋白的合成效率有促进作用。②谷物类饲料原料中蛋白质含量丰富，瘤胃中的微生物利用VFA提供的能量降解蛋白质，以降解产生的氮源为机体提供必需的营养，达到促进机体蛋白质沉积的目的。有研究表明，适当提高日粮蛋白水平，提高动物消化率并促进氮沉积。如李辉[9]研究指出随着日粮蛋白水平的升高，干物质及粗脂肪的表观消化率均显著升高；周汉林等（2006）[10]研究表明随日粮蛋白水平的上升，淀粉的表观消化率及氮的沉积率均升高。③本试验用日粮中添加有双低油菜籽，而双低油菜籽富含脂类物质，这些脂类物质大部分在瘤胃中被降解成甘油、脂肪酸和半乳糖等，然后经微生物发酵生成VFA，提供能量；剩余脂类物质经过瘤胃加氢作用，生成饱和脂肪酸，这些脂肪酸能很好地被动物吸收利用，最终用于乳脂和体脂的合成。从牦牛生长性能来看，中营养组和高营养组日增重均显著高于低营养组（P＜0.05），结合以上讨论可知原因有两点：①中营养组与高营养组能提供更充足的非结构性碳水化合物、蛋白质及脂类；②中营养组与高营养组日粮精料中含双低油菜籽，能为机体提供更充足的能量，且促进机体脂肪沉积。中营养组牦牛日增重高于高营养组，但差异不显著(P＞0.05)。Brown等(1961)[11]用能量水平分别为11.0、11.5 MJ/kg和12.0 MJ/kg的饲料，饲喂72头两岁日龄奶牛进行试验，结果表明随日粮能量水平的升高，奶牛的平均日增重随之提高，且中能量水平组的平均日增重显著高于其它处理组（P＜0.05）；杨俊等(2013)[12]设计了5.60、6.50、7.40 MJ/kg三个能量水平的日粮进行饲喂试验，结果表明，中能组试验牛日增重最高，比高能组提高10%（P＞0.05），比低能组高120%（P＜0.05）。这些研究结果均与本研究相符，此外，张京跃(2007)[13]在利木赞×鲁西黄牛上的类似研究结果也与本研究一致。究其原因，关键在于日粮中的能氮比。由日粮营养水平可以发现，中营养组的能氮比低于高营养组，而研究表明，能氮比越小，蛋白质的营养水平越高。加上高营养组蛋白质含量虽高，却高出了一定范围，其产生的热增耗对动物消化吸收其它营养素产生不利影响。

表2 不同营养水平对牦牛营养物质表观消化率的影响

3.2 不同营养水平对营养物质表观消化率的影响

3.2.1 不同营养水平对DM及OM消化率的影响

DM和OM的消化率是动物对饲料利用效率的综合表现，能够反映出动物的健康状况及生产性能。本试验中，试验动物每日的饲料投放量及投放比例均相同，故各处理组牦牛采食的DM量基本一致，差异不显著（P＞0.05），但低营养组从粪中排出的DM及OM却多于其余两组，这可能是因为低营养组日粮精料中NDF、ADF含量较高，研究表明，纤维素可以刺激胃肠道，加快胃肠道的蠕动，从而加快了胃肠道的排空速度[14]。因此低营养组的DM采食之后，在胃肠中存留时间较短，很多营养物质来不及消化吸收就已经排出体外，造成粪中DM含量升高，从而影响DM的消化率。一方面，有研究表明[14]，日粮能量水平可显著影响瘤胃内微生物及胃肠内的消化酶对饲料的降解效率，能量水平适当升高，可促进微生物的生长繁殖，加快新陈代谢，对营养物质的需求也就相应增加，从而提高DM的表观消化率。另一方面，谷物类饲料中富含非结构性碳水化合物，这种碳水化合物更容易被瘤胃微生物消化降解。由前文可知，随着营养水平的上升，牦牛对日粮精料的采食量也上升，所以，尽管DM的总采食量差异不显著，但高营养组与中营养组的精料DM量肯定多于低料组，这样高营养组与中营养组牦牛采食的DM中非结构性碳水化合物含量相对较高，DM消化率因此提高。OM与DM的消化机理类似，故其消化率也是中营养组最高，高营养组次之，低营养组最低。按照以上几点论述，DM及OM的消化率应该随各处理组营养水平的升高而提高，但本试验中各处理组牦牛对DM及OM的消化率均是中营养组最高，随着营养水平的继续上升，高营养组的DM和OM消化率反而降低，这与杨俊[12]、张蓉等[15]的研究结果一致。究其原因，可能是因由营养水平上升导致能氮平衡比例失调引起的。

3.2.2 不同营养水平对CP及EE消化率的影响

能量能维持机体正常的生命活动，而蛋白则是构成机体的主要成分，至关重要。本试验中，随着日粮营养水平的提高，CP消化率呈上升趋势。从试验数据可以发现，各处理间CP的采食量是随日粮营养水平升高的，且差异显著（P＜0.05），但能蛋比例却是下降的，前文提到过要提高营养素的利用率，就必须使日粮中能量与蛋白水平保持合理的比例，一般而言，能蛋比越小，则蛋白质营养水平越高，相反，能蛋比越大，则蛋白质营养水平越低[16]，因此，CP消化率呈现出随日粮营养水平上升而升高的趋势，且高营养组CP消化率最高。但各处理组间差异不显著，这可能是由于试验动物少，试验组内差异较大，导致组间差异被掩盖。研究表明，粗脂肪一般比碳水化合物和蛋白质的转化效率高5%～10%[17]。本研究结果表明，粗脂肪的消化率随日粮营养水平的升高而增高，且高营养组与中营养组显著高于低营养组（P＜0.05），高营养组最高可达96.95%，确实显著高于CP、OM及DM的消化率。这主要是因为脂肪的消化、吸收途径比较简单，中间环节较少，且脂肪可以被小肠直接吸收，因此损失相应减少，消化率提高[18]。另一方面，高营养组与中营养组日粮饲料蛋白质含量均高于低营养饲料，而李辉[9]研究指出随着日粮蛋白水平的升高，干物质及粗脂肪的表观消化率均显著升高，因此，本试验进一步验证了该研究的结论。

3.2.3 不同营养水平对NDF及ADF消化率的影响

中性洗涤纤维（NDF）和酸性洗涤纤维（ADF）的量一般对纤维素、半纤维素等指标有着代表作用。一般认为，样品经中性洗涤液洗涤后，得到的不能消化的残渣即为NDF，NDF包含几乎所有的纤维素、半纤维素、木质素及少量蛋白质；在此基础上，经酸性洗涤液洗涤之后，半纤维被除去，剩余即为ADF。在牦牛瘤胃中，瘤胃纤维分解菌正是作用于NDF和ADF，将其降解发酵生成VFA，进而为机体提供能量，因此NDF及ADF的消化率可以反映出瘤胃整体消化机能的强弱[19]。本试验中NDF与ADF的消化率均随营养水平的升高而降低，且低营养组和中营养组均显著高于高营养组（P＜0.05），这与乔治[20]的研究结果一致。理论上来说，NDF及ADF的采食量均随营养水平的上升而降低，且各处理组间差异显著（P＜0.05），而前文提到过纤维素可促进胃肠道蠕动，加快胃肠排空速度，因此低营养组与中营养组NDF与ADF与纤维分解菌的作用时间比高营养组短，消化率相应也应比高营养组低。这一理论似乎与本研究试验结果相矛盾。原因可能存在其它对NDF和ADF消化率有正面影响的因素，其影响作用远大于上述因素。①高营养组与中营养组日粮饲料中添加了不同水平的双低油菜籽，双低油菜籽中含有大量不饱和脂肪酸，Pantoji等[21]研究不同脂肪类型对消化率的影响，结果表明，当日粮中不饱和脂肪酸含量上升时，NDF的消化率会下降；Ikwuegbu等[22]也有研究表明，日粮中过量的不饱和脂肪酸含量会影响纤维素在瘤胃内的降解，原因是不饱和脂肪酸影响了瘤胃的发酵模式。针对其具体机理，Jenkis[23]还提出了毒性说和包被说两种假设。②Mabjeesh等[24]也指出，反刍动物日粮中可降解的非结构性碳水化合物升高时，NDF的消化率降低。由前文可知，低营养组与中营养组采食的非结构性碳水化合物少于高营养组。由此表明，这些研究的结果都与本研究相符。

3.2.4 不同营养水平对Ca及P消化率的影响

钙（Ca）和磷（P）是动物体内含量最丰富的两种矿物质元素，Ca占动物体重的1%～2%，P占0.7%～1.1%，它们大部分存在于骨骼和牙齿中，对机体有许多重要的生物学功能。Ca参与神经传递、激素分泌、血液凝固等生理过程；P是许多酶类和细胞膜的组成成分[25]。杨凤[26]指出反刍动物对Ca的消化率在22%～55%之间，P的消化率略高，平均值为55%。张蓉等[27]研究表明，低能量水平的精料有助于犊牦牛吸收矿物质元素。本研究中，中营养组与高营养组的Ca消化率显著高于低营养组（P＜0.05），各处理组P的消化率差异不显著（P＞0.05），这与上述研究不相符。其主要原因可能与粗脂肪酸的消化率有关，由前文可知随营养水平的上升，粗脂肪的消化率上升，且高营养组与中营养组显著高于低营养组（P＜0.05），低营养组脂肪消化率低，胃肠道内残留的未消化的脂肪酸量就增加，这些脂肪酸在胃肠内滞留与Ca发生反应，生成不易消化的螯合钙，导致Ca的消化率下降。Horst[28]指出日粮中钙磷比例影响Ca、P的消化吸收，日粮中适当的钙磷比例应该是1～2∶1，超过这一范围，P的吸收就会受到抑制，本研究中各处理组牦牛采食的钙磷比均高出正常范围，这可能是导致各处理组P消化率差异不显著的原因。中营养组营养物质消化率最高，而上文中研究发现中、高营养组日增重显著高于低营养组，且中营养养组日增重最高，这两个研究结果相互印证。