饲粮中添加不同比例的压片玉米对奶牛瘤胃酸度的影响

■王　璐　张永根　雒国彬　刘可圆　张立阳　林　聪　许文斌　李　高

(东北农业大学动物科学学院，黑龙江哈尔滨150030)



饲粮中添加不同比例的压片玉米对奶牛瘤胃酸度的影响

■王璐张永根雒国彬刘可圆张立阳林聪许文斌李高

(东北农业大学动物科学学院，黑龙江哈尔滨150030)

摘要：研究改变饲粮中淀粉与可消化淀粉间的比例，对观察瘤胃内酸性环境的影响及其机理的讨论。选用4头体重在500 kg体况良好、体重相近、胎次相同、装有永久性瘤胃瘘管的中国荷斯坦奶牛，采用4×4拉丁方的试验设计，研究饲粮中添加4个水平的压片玉米（0%、30%、60%、100%）对奶牛进行饲喂。试验期为26 d，其中前14 d为预饲期，后12 d为试验期。结果表明，随着压片玉米添加比例增高，瘤胃内pH值幅度变化大，4组间差异显著(P＜0.01)；总挥发性脂肪酸产量（TVFA）、丙酸产量随压片玉米添加比例增高而显著增加(P＜0.01)，而乙酸丙酸比呈显著降低(P＜0.01)；单位时间内，瘤胃内氨态氮产量随日粮中压片玉米比例升高而显著上升(P＜0.01)。由此可得，饲喂添加不同比例压片玉米的日粮，不同时间点对瘤胃内pH值及氨态氮变化影响显著，瘤胃内丙酸、TVFA产量受添加压片玉米比例变化影响显著，其改变了瘤胃的发酵类型。干奶期奶牛日粮中添加压片玉米对促进奶牛机体对日粮的吸收利用有积极的作用。

关键词：压片玉米；pH值；挥发性脂肪酸；氨态氮

干奶期奶牛日粮精粗比通常为50:50，在大量饲喂纤维性饲料的条件下，反刍动物从消化道内吸收的葡萄糖较少，机体代谢所需90%以上的葡萄糖要靠糖异生来提供，而在此条件下，瘤胃发酵主要是乙酸发酵类型，糖异生的主要前体物——丙酸的产量不足，为了保证葡萄糖的稳定供应，机体不得不动用氨基酸来生糖，结果减少了蛋白质在机体内的沉积，甚至会出现氮负平衡(卢德勋，1993)。所以，大量饲喂纤维性饲料的奶牛，往往会出现减重、泌乳量下降、蛋白质代谢恶化等症状。故在日粮中添加合理比例的能量饲料可有效改善由于日粮能氮不均衡造成的奶牛亚健康状态。

淀粉颗粒被一层物质包围，它们是蛋白类物质和一些脂肪。淀粉表面有时也有锯齿、沟、裂缝、小孔，它们可以作为微生物进攻的位点，淀粉消化特性的巨大差异主要取决于淀粉源和加工条件(Wo1tei等，1992)。同时，淀粉消化特性在不同栽培品种和同一品种内也会由于生长条件差异而不同。总之，禾谷类饲料淀粉比块茎类淀粉敏感性高。加工处理，可使颗粒变小，增加其表面积，利于微生物进攻。粒度变小可以增加溶解率和发酵率。研究表明，粒度变小可以增加淀粉降解率(Thomasetal，1988;CerneauandMi halet，1991)。小颗粒降解速度快，但可能瘤胃流通速率也高，因此，小分子物质使整个消化道纤维消化率可能降低，但淀粉会增高。磨碎降低了反色作用，这可以减少用于咀嚼的能量，但也会减少唾液的分泌。因此，瘤胃内容物缓冲作用降低、pH值降低、乙酸减少、丙酸增多，这被认为是由于低pH值对纤维分解菌所具有的副作用。

Thomas(1998)的研究表明，在120℃下高温灭菌玉米的籽实，其中淀粉降解率增加。对大多数禾本科籽实而言，膨化处理使淀粉降解率增加(Herrera sal⁃dana等，1990；Tanuninga等，1990)，而且Foeant等(1990)的研究报道，经过膨化，淀粉在体内的可利用性增强。(Blaxter等，1956；Beardsley，1964)报道，对淀粉而言，制粒后其体积增加，降解率升高。

谷物通过加工处理可破碎颗粒的外种皮，增大瘤胃微生物和酶的进入机会而提高瘤胃对淀粉的消化速度。热、水分、压力的作用(高水分或经蒸气加工处理谷物)也会改变瘤胃中发酵状况，通过破坏掉淀粉颗粒周围的蛋白质基质，使淀粉糊化和破坏其结晶状结构而使淀粉更易于被消化。现代饲料加工方法包括磨碎、压裂、制粒、蒸气压片、烘炒、挤压膨化。大多数加工方法都可增加淀粉在瘤胃中的降解率，同时也降低饲料中纤维成分的降解率。

1材料与方法

1.1试验动物及其饲养管理

试验动物采用4头体况良好，平均体重为（600± 20）kg，处于干奶期的荷斯坦奶牛（安装瘤胃瘘管），试验奶牛分栏饲喂，干物质进食量设定为16.2 kg/d，奶牛每天分别于07:00和18:00等量饲喂日粮，自由饮水。

1.2试验日粮

日粮由35.72%羊草、20.82%玉米青贮及17.55%的精料组成。日粮中粗饲料主要由羊草干草组成，4组日粮的精粗比约为50:50，羊草长短处理相同，供给的青贮及精料量一致。其中，4组日粮将玉米与压片玉米按不同梯度比例混合加入日粮中，即S0组不含压片玉米全由正常玉米组成，S30组含有30%压片玉米，S60组含有60%压片玉米，S100组不含玉米成分，100%由压片玉米组成。其中，压片玉米来源黑龙江天正鼎泰饲料有限公司，4组羊草干草采用铡草机（9Z-6A型，产于洛阳四达农业机械有限公司）将羊草铡为8 cm，经切短长度处理后分别过宾州筛后饲喂动物，青贮玉米切碎，长度为2～3 cm；精料磨碎呈颗粒状。试验日粮组成及营养水平见表1。

表1日粮组成及营养水平

1.3试验设计

采用4×4拉丁方的试验方法，试验期为26 d，其中前14 d为预饲期，后12 d为试验期（试验期分4期，每期3 d，期与期间隔3 d供胃排空时间）用于样品采集和测量瘤胃pH值。

1.4监测瘤胃液pH值变化情况

采样日分3 d，每天选取4个时间点，每个时间点相隔3 h，即07:00(晨饲前)、10:00、13:00和16:00；08:00、11:00、14:00和17:00；09:00、12:00、15:00和18:00，连续12个时间点采集瘤胃液样品，采用pH计（sartorius PB-10）检测瘤胃pH值，因此可获得奶牛从07:00(晨饲前)至18:00连续12个时间点的pH值变化情况。

1.5瘤胃内VFA产量的测定

于07：00（晨饲前）至18：00每隔1 h，连续12个时间点采集瘤胃液样品，经4层纱布过滤后，转置至15 ml离心管内，3 000 r/min，离心10 min，取6 ml上清液于10 ml离心管内，加5%偏磷酸2 ml固定VFA，-20℃保存。

采用日本岛津GC-2010气相色谱测定瘤胃液中乙酸、丙酸、异丁酸、丁酸、异戊酸、戊酸6种挥发性脂肪酸的含量。解冻的瘤胃液样品于4℃条件下，3 000 r/min离心10 min，取1 ml上清液于高速离心机内，10 000 r/min离心10 min。取上清液先过0.45 μm水系滤膜，再过0.22 μm水系滤膜。FID检测器及毛细管色谱柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm, Catalog NO: 19091N-133)，进样口230℃、检测器280℃，柱箱升温程序为以20℃/min由45℃升至260℃保持9 min。瘤胃VFA浓度用GCsolution色谱工作站“data anali⁃sis”分析，采集未知样品图谱，根据已建立的标准曲线，计算未知样品各组分的含量。

1.6瘤胃内氨态氮产量的测定

于07：00（晨饲前）至18：00每隔1 h，连续12个时间点采集瘤胃液样品，经4层纱布过滤后，转置至15 ml离心管内，3 000 r/min离心10 min，取6 ml上清液于10 ml离心管内，加0.1 mol/l盐酸，-20℃保存。

解冻的样品于4℃条件下，12 000 r/min离心20 min，取出40 μl至贴好标签的试管中，分别吸取2.5 ml A液（苯酚显色剂）、2.0 ml B液（次氯酸盐试剂）加入到每个样品试管（注意加入每种试剂后都要涡旋振荡均匀）。将样品放置37℃水浴中显色30 min。使用分光光度计，在波长550 nm处测定样品吸光度，若吸光度太高，须将样品用蒸馏水按一定比例稀释后再测定。

1.7数据处理

原始数据的基本处理采用Excel 2013软件进行，结果采用SAS9.4软件中的GLM模块进行方差分析和显著性检验，多重比较采用Duncan氏法。

2结果与分析

2.1改变日粮中压片玉米与破碎玉米比例对奶牛瘤胃内pH值影响（见表2）

由表2可见，采食后连续12 h内，1组奶牛瘤胃内pH值变化趋势大致相同，都呈现先降低，后升高的趋势。而S0组奶牛瘤胃内pH值整体处于较高水平，自采食后到下一次采食前，S0组奶牛瘤胃内pH值维持在5.95～6.16之间，变化趋势较平稳，在11:00～13:00达到最低；而S30组、S60组和S100组变化趋势相近，起伏最大的是S100组，pH值在9:00～12:00间幅度变化明显，4组奶牛瘤胃内pH值随压片玉米比例增加而显著降低(P＜0.01)，13：00之后，4组奶牛瘤胃内pH值差异不显著(P＞0.05)，该阶段从趋势上看，S0组与S30组趋势接近，而S60组与S100组趋势更接近。

表2不同时间点瘤胃中pH值变化情况

图1改变可消化淀粉比例对瘤胃内不同时间点pH值的影响

2.2改变日粮中压片玉米与破碎玉米比例对奶牛瘤胃内VFA产量的影响

改变日粮中可消化淀粉比例对奶牛瘤胃内VFA产量的影响见表3。由表3可知，4组奶牛瘤胃内乙酸和丁酸产量数值相近，差异不显著(P＞0.05)；而丙酸产量，随着日粮中压片玉米含量增加，奶牛瘤胃内丙酸产量显著增加(P＜0.01)；乙酸丙酸比随着日粮中压片玉米含量增加而显著降低(P＜0.01)。

表3采食后瘤胃中VFA产量变化情况

2.3改变日粮中压片玉米与破碎玉米比例对奶牛瘤胃内氨态氮的变化情况

表4采食后不同时间点瘤胃中氨态氮产量变化情况(mmol/l)

由表4可得，9:00～13：00这一时间段，4组不同比例的压片玉米与破碎玉米的日粮饲喂奶牛后，其瘤胃内氨态氮产量变化差异极显著(P＜0.01)。

3　讨论

研究表明，VFA的产量及发酵类型与日粮组成有关，日粮中淀粉含量高时，分解淀粉的微生物占优势，丙酸含量显著上升；而当粗纤维含量高时，纤维分解菌占优势，乙酸产量升高(Lyle，1991；Murphy，1984)。

VFA是有机物在瘤胃中发酵的主要产物，它是反刍动物能量利用中的一个重要的中间代谢产物，其含量及组成比例是反映瘤胃消化代谢活动的重要指标。其中乙酸、丙酸、丁酸是VFA的主要成分，其各分子百分率大致反映了它们的发酵类型和被吸收情况。

乙酸、丙酸、丁酸的浓度和相对比例不仅受反当动物采食水平，而且还受日粮组成等因素的影响(Sut⁃ton，1985；Murphy，1982)。因此，VFA的产量及其比例可显著影响反刍动物对营养物质的吸收利用和生产水平的发挥(Thomas等，1988)。研究表明，VFA的产量及发酵类型与日粮组成有关，日粮中淀粉含量高时，分解淀粉的微生物占优势，丙酸含量显著上升，而当粗纤维含量高时，纤维分解菌占优势，乙酸产量升高。Seal等(1994)的研究表明，在日粮中添加可发酵碳水化合物，可提高瘤胃中VFA的产量和可利用VFA，同时亦影响N代谢。Taniguchi等(1995)报道，如果供给牛瘤胃的淀粉和氮是同步的，氨的吸收就会减少，而氮的沉积却会增加。玉米是可溶性碳水化合物，在瘤胃中经微生物作用降解为VFA，玉米经过加工处理后，表皮层被破坏，使更多的微生物进行接触，从而加速了VFA的产生。Wnldo等(1973)研究认为，将谷物加工后，大多数淀粉消化在瘤胃，而不是在小肠。大量研究表明，瘤胃内发酵的淀粉过多，会出现瘤胃VFA中丙酸含量升高，并且唾液分泌量下降，出现瘤胃酸中毒和各种瘤胃炎症。因此，谷物的加工处理也影响VFA的产生。

4　结论

改变日粮中压片玉米的添加比例，对干奶期奶牛瘤胃unei酸度变化及瘤胃内发酵类型有显著影响，根据本研究中采食后12 h内奶牛瘤胃内酸度变化情况，建议干奶期奶牛饲喂30%添加压片玉米于日粮中最优。

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（编辑：刘洋，2448824921@qq.com)

Effect of feeding steam-flaked corn in varying proportions on ruminal acidity

Wang Lu, Zhang Yonggen, Luo Goubin, Liu Keyuan, Zhang Liyang, Lin Cong, Xu Wenbin, Li Gao

Abstract：This experiment was conducted to investigate the effects of feeding steam-flaked corn in varying proportions on ruminal acidity. This experiment was designed as a 4*4 Latin square using four Holstein cows in dry period with rumen- cannulated. Diets were chemically similar but varied in steam-flaked corn added(0%, 30%, 60%, 100%）. They were divided into 4 groups (4 trial time) and first 14 d to adjust the diet and last 12 d for experiments. The results showed that reducing steamflaked corn ritio of diets, declined ruminal pH significantly(P＜0.01); As increasing steam-flaked corn ritio of diets, the propionate acid content and TVFA (total volatile fatty acids) content is significantly higher than three other groups(P＜0.01), and acetate/propionate ratio of high steam-flaked corn added significantly lower than three other groups(P＜0.01),it had changed the ruminal fermentation type. Therefore, the effects of feeding steam-flaked corn in varying proportions on ruminal pH in varying time had difference significantly, and so were the propionate acid, it had changed the ruminal fermenta⁃tion type. This study indicates that adding steam-flaked corn in dairy diets play an active role.

Key words：steam-flaked corn；volatile fatty acids；ruminal pH；NH3-N

收稿日期：2015-04-03

通讯作者：张永根，教授，博士生导师。

作者简介：王璐，硕士，主要研究方向为反刍动物营养。

中图分类号：S823

文献标识码：A

文章编号：1001-991X（2016）03-0054-04

doi:10.13302/j.cnki.fi.2016.03.011