日粮中不同水平棉秆对育肥期绵羊瘤胃发酵参数和屠宰性能的影响

2020-03-18古再丽努尔艾麦提郭同军张俊瑜张志军桑断疾李聪年

新疆农业科学 2020年3期

古再丽努尔·艾麦提，郭同军，张俊瑜，张志军，桑断疾,李聪年

(1.新疆畜牧科学院饲料研究所，乌鲁木齐 830011；2.喀什金慧通实业开发有限责任公司，新疆岳普湖 844400)

0 引言

【研究意义】新疆是我国棉花主要种植区，种植面积占全国种棉面积的50.15%[1],2018年新疆棉花播种面积达221.75×104hm2，按每1 hm2产秸秆10 t计算，年产棉秆约2 217.5×104t，棉花收获后，大部分棉秆被直接焚烧、田间放牧利用或还田，饲料利用率低[2]。棉秆中粗蛋白、纤维素、半纤维素和木质素的质量分数分别为6.5%、44.0%、10.7%和15.2%，具备作为反刍动物粗饲料的潜力[3]。【前人研究进展】郭同军等[4]发现利用蒸汽爆破和微生物发酵技术联合处理的棉秆，其饲喂育肥羊的增重效果高于棉秆而接近玉米青贮。张俊瑜等[5]研究认为棉秆可作为粗饲料用于育肥羊生产，日粮中棉秆添加比例为30%时，绵羊摄入棉秆中的营养物质的表观消化率达到最大值。张国庆等[6]通过对比棉秆和玉米秸秆的饲喂绵羊的效果发现，棉秆与玉米秸秆饲粮对绵羊增重、屠宰性能的影响不明显，二者的饲喂效果相当，同时棉秆添加组的绵羊组织中未检测出游离棉酚。哈丽代·热合木江等[7]研究指出，日粮中添加25%～50%的棉秆对绵羊瘤胃中pH、NH3-N和挥发性脂肪酸等参数无显著影响。【本研究切入点】王文奇等[8]研究报道，日粮中添加10%～30%的棉秆替代日粮中玉米秸秆，可显著提高绵羊瘤胃中乙酸、异丁酸、异戊酸和总挥发性脂肪酸浓度。研究日粮中添加不同水平的棉秆对绵羊的瘤胃发酵参数和屠宰性能的影响。【拟解决的关键问题】研究基于等能等蛋营养水平，分析日粮中添加不同水平棉秆对育肥期绵羊瘤胃发酵参数和屠宰性能和的影响，为在实际生产中科学合理使用棉花秸秆提供基础数据支撑。

1 材料与方法

1.1 材料

在新疆喀什地区岳普湖县金慧通实业有限公司种羊场选取6月龄体重为(43.08±5.93) kg的小尾寒羊60只，经驱虫后依据体重进行单因素完全随机试验设计，随机分为对照1组CK1，对照2组CK2，棉秆20%组、30%组、40%组和50%添加组，每组10只。试验期为70 d，其中预试期10 d，正试期60 d。

1.2 方法

1.2.1 日粮组成与饲养管理

参照NRC2007，基于等能等蛋原则配制体重40 kg、日增重250 g的试验日粮，每只羊日投料量2.6 kg，次日晨饲前称量剩料量，计算平均采食量g/日/只。棉秆、玉米秸秆、苜蓿和麦秸2 cm筛粉碎后，与其它饲料混合均匀后，用颗粒饲料加工设备加工成8 mm全价日粮颗粒饲料，列出日粮组成及营养成分。试验羊处于相同环境的饲养圈舍，分组自由采食、自由饮水，每日于09:00和19:30饲喂，每天保持15%的剩料量。表1

1.2.2 测定指标

1.2.2.1 瘤胃液的采集

于正式试验期第30 d和第60 d，在清晨饲喂前利用自制绵羊瘤胃液采样器采集瘤胃液，装于灭菌的10 mL离心管，立即用酸度计测定pH值，液氮冻存，用于测定氨态氮(NH3-N)、乙酸、丙酸、丁酸、异丁酸、戊酸、异戊酸等挥发性脂肪酸(VFA)的含量。NH3-N含量采用苯酚-次氯酸钠比色法进行测定[9]；VFA含量用岛津GC-2010 Plus气相色谱仪测定[10]。

1.2.2.2 屠宰性能

于试验结束后分别在每组中选取5只体重接近的肉羊进行屠宰，测定胴体重和屠宰率。

胴体重：屠宰放血后，剥去毛皮、去头、蹄和内脏后，静置30 min后的称重并记录。

屠宰率=(胴体重/宰前活重)×100%。

1.2.2.3 内脏器官样品的采集

屠宰时去头、蹄和内脏后，采集肾、肝、脾、心、肺和睾丸内脏器官静置30 min后的称重并记录。

1.3 数据处理

数据采用WPS2016进行整理，使用SAS 9.0 统计软件中GLM模型进行单因素方差分析，多重比较采用Tdiff法进行，差异显著性标准为P<0.01为差异极显著，P<0.05为差异显著，P>0.05为差异不显著。

表1 日粮组成及营养水平(干物质基础)

Table 1 Ingredient and chemical composition of experiment diets(dry matter basis)

项目Item试验处理 Experimental treatmentCK1CK220%30%40%50%棉花秸秆Cotton stalk0020.0330.240.0450.03玉米秸秆Corn stalk22.9522.0910.206.232.830苜蓿Alfalfa12.5412.4210.56.184.450麦秸Wheat straw12.1311.178.966.572.990玉米Corn28.329.1623.4822.2620.3418.89麸皮Wheat bran3.013.013.012.952.952.95豆粕Soybean meal17.4400000棉籽粕Cotton seed meal018.5320.221.9922.7824.51食盐NaCl0.800.800.800.800.800.80碳酸氢钠NaHCO30.800.800.800.800.800.80预混料Premix1)2.032.022.022.022.022.02营养水平Nutrient levels2)总能GE (MJ/kg)17.0617.5117.7217.8918.0418.08粗蛋白CP (%)14.5612.7913.7014.1214.2114.98粗脂肪EE (%)1.060.991.271.321.131.12中性洗涤纤维NDF (%)35.3739.2855.4137.3535.1834.92酸性洗涤纤维ADF (%)19.6723.5041.1426.5727.8727.61钙Ca (%)0.961.051.391.471.161.58磷P (%)0.360.350.420.430.410.41游离棉酚Free gossypol mg/kg17.08158.2591.63175.73206.89213.47

注：1)预混料为1 kg饲粮提供: VA≥1 000 000 IU, VD3≥65 000 IU, VE≥5 000 mg, Fe≥2 000 mg, Cu≥1 750 mg, Zn≥5 500 mg, Mn≥2 550 mg, Se≥75 mg, I≥70 mg, Co≥40 mg。2)营养成分及游离棉酚均为实测值

Note: 1)The premix provided the following per kg of diets: VA≥1,000,000 IU, VD3≥65,000 IU, VE≥5,000 mg, Fe≥2,000 mg, Cu≥1,750 mg, Zn≥5,500 mg, Mn≥2,550 mg, Se≥75 mg, I≥70 mg, Co≥40 mg. 2)Nutritional Components and Free gossypol were measured values

2 结果与分析

2.1 添加不同水平棉秆对育肥期绵羊瘤胃发酵参数的影响

研究表明,各组的pH值范围为6.39～6.79，CK1组的pH值比CK2组高6.25%，差异极显著(P<0.01)；30%组和40%棉秆添加组的pH值分别比CK2组高5.48%和4.85%，差异显著(P<0.05)，其它各组间差异不显著(P>0.05)。40%棉秆添加组的NH3-N浓度分别比CK1组和CK2组低40.44%(P<0.01)和39.40%(P<0.05)；30%组的NH3-N浓度比CK1组低26.89%，差异显著(P<0.05)，其它各组间差异不显著(P>0.05)。乙酸、丙酸、丁酸和总挥发性脂肪酸的浓度在各组间差异不显著，除50%棉秆添加组外，随棉秆添加水平的增加，绵羊瘤胃的乙酸、丙酸、丁酸和总挥发性脂肪酸浓度逐渐下降，其含量范围分别为35.63～47.17、5.83～10.88、8.33～11.91和53.49～68.67 mmol/L。CK2组的乙酸/丙酸比例分别比20%组、30%组和40%棉秆添加组低34.58%、31.69%和35.69%，差异均极显著(P<0.01)，其它各组间差异不显著(P>0.05)，比例范围为4.18～6.39。CK1组的异丁酸浓度分别比20%组、40%组和50%棉秆添加组高195.31%、243.64%和220.34%，差异均极显著(P<0.01)，CK1组的异丁酸浓度分别比CK2组和30%组高166.19%和182.09%，差异显著(P<0.05)，其它各组间差异不显著(P>0.05)。CK1组的异戊酸浓度分别比CK2组、20%组、40%组和50%棉秆添加组高116.45%、101.18%、151.47%和119.23%，差异均极显著(P<0.01)，CK1组的异戊酸浓度比30%组高71.00%，差异显著(P<0.05)，其它各组间差异不显著(P>0.05)。CK1组的戊酸浓度比40%棉秆添加组高178.05%，差异显著(P<0.05)，其它各组间差异不显著(P>0.05)。总挥发性脂肪酸的浓度CK1组>20%组>CK2组>50%组>40%组>30%组，各组间差异不显著。除20%组外，棉秆添加组的总挥发性脂肪酸浓度均小于CK1组和CK2组。表2

表2 添加不同水平棉秆下育肥期绵羊瘤胃发酵参数变化

Table 2 Effect of cotton stalk levels on rumen fermentation parameters of sheep in fattening period

CK1CK220%30%40%50%SEMP值pH值6.79Aa6.39Bb6.53ABab6.74ABa6.70ABa6.66ABab0.0900.06NH3-Nmg(dL)22.13Aa21.75ABab16.46ABabc16.18ABbc13.18Bc17.23ABabc1.9950.06乙酸Acetic acid (mmol/L)46.3444.4347.1735.6337.7743.097.1460.82丙酸Propanoic acid (mmol/L)8.7610.887.326.235.837.921.3790.17乙酸/丙酸Acetic (propionic)5.61AB4.18B6.39A6.12A6.50A5.42AB0.4490.02异丁酸Isobutyric acid (mmol/L)1.89Aa0.71ABb0.64Bb0.67ABb0.55Bb0.59Bb0.2860.07丁酸Butyric acid (mmol/L)8.8310.0311.749.418.3311.912.6270.87异戊酸Isovaleric acid (mmol/L)1.71Aa0.79Bb0.85Bb1.00ABb0.68Bb0.78Bb0.1820.02戊酸Valeric acid (mmol/L)1.14a0.57ab0.58ab0.56ab0.41b0.67ab0.1990.31总挥发性脂肪酸TVFA (mmol/L)68.6767.3968.3053.4953.5864.9511.1480.82

注：同行数据肩标相同或无字母表示差异不显著(P>0.05)，不同小写字母表示差异显著(P<0.05),不同大写字母表示差异极显著(P<0.01)。下表同

Note: In the same row, values with the same letter or no letter superscripts mean no significant difference (P>0.05) , while with different small letter superscripts mean significant difference (P<0.05) , and with different capital letter superscripts mean significant difference (P<0.01) . The same as below

2.2 添加不同水平棉秆对育肥期绵羊屠宰性能的影响

研究表明,绵羊活重、胴体重、屠宰率、心脏重和睾丸重各组间差异不显著(P>0.05)。20%棉秆添加组肝脏重比40%组高28.37%，差异显著(P<0.05)，其它各组间差异不显著(P>0.05)。20%棉秆添加组的脾脏重均比CK2组、30%组、40%组和50%棉秆添加组高50.00%，差异显著(P<0.05)，其它各组间差异不显著(P>0.05)。40%棉秆添加组的肺重显著低于其它处理组(P<0.05)，其它各组间差异不显著(P>0.05)。CK2组的肾脏重比20%棉秆添加组低42.85%，差异极显著(P<0.01)，CK2组的肾脏重分别比40%组和50%棉秆添加组低22.22%和25.00%，差异均显著(P<0.05)，其它各组间差异不显著(P>0.05)。表3

表3 添加不同水平棉秆下育肥期绵羊屠宰性能和内脏器官变化

Table 3 Effect of cotton stalk levels on slaughter performance of sheep in fattening period

CK1CK220%30%40%50%SEMP值活重Live weight(kg)54.7651.0156.1750.1056.0554.683.0200.58胴体重Carcass weight(kg)27.0425.9927.7225.0529.2827.001.6500.56屠宰率Slaughter rate(%)49.7451.2549.8650.4152.9949.721.2550.41心脏Heart(kg)0.300.290.330.310.300.300.0210.81肝脏Liver(kg)0.81ab0.77ab0.95a0.80ab0.74b0.81ab0.0690.37脾脏Spleen(kg)0.07ab0.06b0.09a0.06b0.06b0.06b0.0080.17肺Lung(kg)0.60a0.59a0.65a0.61a0.52b0.58a0.0370.27肾脏Kidney(kg)0.25ABabc0.21Bc0.30Aa0.23ABbc0.27ABab0.28ABab0.0190.03睾丸重Testicle weight (kg)0.410.410.440.360.440.460.0390.51

3 讨论

3.1 日粮中添加不同水平棉秆对育肥期绵羊瘤胃发酵参数的影响

瘤胃pH、NH3-N和挥发性脂肪酸是衡量反刍动物瘤胃发酵的重要指标。瘤胃pH是反映瘤胃发酵水平和发酵模式最直观的一项指标，受饲料类型、物理结构和营养成分、唾液分泌、有机酸生成、吸收和排出等多种因素的影响，其中受日粮结构与营养水平的影响较大[11-13]。正常情况下，反刍动物瘤胃液pH的波动范围为6～7[14]。试验中各处理组pH值范围在6.39～6.79，处于正常范围内，CK1组的pH值极显著高于CK2组，这是由于豆粕较之棉粕，在瘤胃微生物的作用下能产生更多的挥发性脂肪酸和NH3-N等产物，而瘤胃中NH3-N浓度的积累提高瘤胃中pH值[15]。一般说来，饲喂纤维含量较高的饲料反刍动物瘤胃中pH值也较高。试验中，30%组和40%棉秆添加组的pH值显著低于CK2组，在日粮营养基于等能等蛋水平下，这可能由于棉秆中纤维素、半纤维素等难以被发酵的碳水化合物较多，促进反刍和咀嚼，分泌大量唾液进入瘤胃，饲料中碳水化合物发酵产生的挥发性脂肪酸浓度下降，所导致pH值提高[14]。这与试验中30%组和40%棉秆添加组乙酸、丙酸、丁酸和总挥发性脂肪酸浓度低于CK1和CK2的现象一致。

NH3-N是反刍动物摄食饲料中蛋白质和非蛋白氮在瘤胃中通过氮代谢过程所得到的分解产物，是合成微生物蛋白的主要原料之一。NH3-N含量受饲粮中粗蛋白质含量及其降解率和微生物合成效率的影响。瘤胃微生物生长以及微生物蛋白合成需要一个适宜的NH3-N浓度。报道指出瘤胃内NH3-N浓度达到25 mg/dL可以达到最大NDF降解率[15]。Perdok等[16]报道其最佳NH3-N浓度为15～30 mg/dL。一般认为最佳浓度为6.30～27.50 mg/dL[17]。在试验中，NH3-N浓度范围为13.18～22.13 mg/dL，棉秆添加组的氨氮浓度均低于CK1组和CK2组，40%棉秆添加组的NH3-N浓度极显著低于CK1组而显著低于CK2组，30%组的NH3-N浓度显著低于CK1组，其它各组间差异不显著(P>0.05)。在日粮营养基于等能等蛋水平下，这可能是由于棉花秸秆中粗纤维，特别是木质素含量高，而木质素与纤维素及半纤维素由于酯键的作用而阻碍了部分蛋白质的释放，从而阻碍了绵羊对粗蛋白质的利用[6]。从这个角度分析，日粮中棉秆的添加比例应小于30%。

挥发性脂肪酸是日粮中碳水化合物在瘤胃内发酵的终产物，也是反刍动物维持生命活动及生产所需能量的主要来源[18]。Houtert研究发现，由瘤胃微生物代谢生成的挥发性脂肪酸能够满足反刍动物70%～85%的能量需要[19]。瘤胃发酵产生的挥发性脂肪酸以乙酸、丙酸和丁酸为主，占总挥发性脂肪酸的95%左右[14]。试验中，乙酸、丙酸、丁酸和总挥发性脂肪酸的浓度在各组间差异不显著。总挥发性脂肪酸的浓度CK1组>20%组>CK2组>50%组>40%组>30%组，除20%组外，棉秆添加组的总挥发性脂肪酸浓度均小于CK1组和CK2组。就碳水化合物瘤胃微生物代谢而言，日粮中添加20%的棉秆较好。

3.2 日粮中添加不同水平棉秆对育肥期绵羊屠宰性能和内脏器官的影响

屠宰性能直接反映了动物对饲料中营养物质的吸收结果，反映出动物的生长性能，胴体重和屠宰率是直观衡量肉羊生产水平的重要指标。羔羊的屠宰率随着日龄和活重的增加而呈上升趋势[20]。胴体重与宰前活重具有高度正相关性[21-22]。试验中棉秆添加组与CK1和CK2相比，宰前活重和胴体重差异均不显著，这表明在日粮营养基于等能等蛋水平下，日粮中添加不同水平棉秆对绵羊屠宰性能影响不大。

组织和器官重量占宰前活重的比例在一定程度上可以反映绵羊的生长发育情况和机体机能状况，对于理论研究和生产实践都具有重要意义[23]。动物内脏器官的重量受到日粮营养水平的影响，肝脏和胃肠消化道尤为明显。试验中，CK1组的心脏、肝脏、脾脏、肺脏和肾脏重量分别比CK2组高3.44%、5.19%、16.67%、1.69%和19.05%。20%棉秆添加组的脾脏和肾脏重比CK2组高50.00%(P<0.05)和42.86%(P<0.01)，这与20%棉秆添加组的胴体重比CK2组高6.65%一致。可能是由于饲料的组合效益即日粮中添加20%的棉秆时，使绵羊机体组织肝脏、肾脏和脾脏的机能发挥到最大化，表现为重量增加。