不同粗饲料对科尔沁肉牛瘤胃发酵特性和氮代谢的影响

张 颖，赵文博

（1.内蒙古民族大学动物科技学院，内蒙古通辽 028000；2.内蒙古乌兰浩特市兴安职业技术学院，内蒙古乌兰浩特 137400）

长期以来，冬春青饲料的缺乏和可供饲料单一使得部分地区牛肉产量和质量处于较低水平。对于肉牛来说，粗饲料是重要的营养来源，占肉牛日粮的40%～70%，甚至更高，粗饲料在日粮搭配中的占比直接影响肉牛的产肉量和经济效益[1]。稻草秸秆、全株玉米青贮和苜蓿干草等粗饲料提供纤维类物质，可调控肉牛唾液分泌并调节瘤胃内环境，保证优质粗饲料的生产和供应是提高肉牛生产水平、促进肉牛业健康发展的关键措施[2]。通辽地区大面积种植玉米、稻草和苜蓿草，近年来将籽实玉米改为全株青贮玉米。科尔沁肉牛养殖以饲喂单一玉米秸秆为主，逐渐过渡到玉米青贮饲喂模式。因此，评定通辽地区常用粗饲料的营养价值对科尔沁肉牛养殖有重要意义。已对稻草秸秆、玉米秸秆、玉米秸秆青贮、全株玉米青贮和苜蓿干草5 种粗饲料在科尔沁肉牛中瘤胃降解特性进行分析[3]，本试验采用消化代谢试验和体外法评定5 种粗饲料的营养价值，为构建优质全株青贮玉米种植—肉牛生产模式，发展通辽肉牛业生产提供理论依据及技术支持。

1 材料与方法

1.1 试验材料 试验所用的稻草样品采自通辽市库伦旗额勒顺镇，饲喂前铡成5～8 cm。青贮原料为通辽市丰田镇青贮试验田蜡熟期的全株玉米，青贮前铡短成3～4 cm，添加3‰尿素和1‰食盐混匀，放入青贮窖里60 d 后开始饲喂。玉米秸秆、玉米秸秆青贮采自当地农场，苜蓿来自甘肃省。采集的样品60～65℃烘48 h 至恒重，粉碎后过40 目筛，装入自封袋用于营养价值的评定。

1.2 试验设计与日粮 将5 头体重（540±23）kg 的科尔沁肉牛（选自通辽市河西镇双泡子村）置于自建的代谢笼中，每天每头牛投喂精饲料为体重的1.0%，分别采食全株玉米青贮、稻草秸秆、玉米秸秆、玉米秸秆青贮和苜蓿干草5 种粗饲料，精粗比为50:50，每天每头牛进食10 kg 日粮（干物质基础），进行90 d 消化代谢试验。玉米、豆粕、葵花粕和糠麸的粗蛋白质含量分别8.78%、44.87%、28.12%和14.98%（风干基础）。试验肉牛的日粮按照肉牛营养需要和饲养标准配制[4]，试验精饲料组成及营养成分见表1。试验分3 期，每个试验期为30 d，预试期25 d，正试期5 d。

表1 精饲料组成及营养成分（风干基础）

1.3 测定指标及样品分析

1.3.1 瘤胃液样品采集及处理 试验期第2 天用带有真空泵的胃管通过科尔沁肉牛口腔采集瘤胃液。采集500 mL瘤胃液，弃去前100 mL，瘤胃液由瘤胃的多个部位获得，混合均匀后，立即用pH 计测量瘤胃液的pH。由于是口腔采样，瘤胃液较黏稠，故要用2 层纱布过滤瘤胃液，过滤过的瘤胃液被分成4 部分，分析氨态氮（ΝH3-Ν）和挥发性脂肪酸（VFA）。将5 mL 硫酸（1 mol/L）加入到50 mL 瘤胃液中混合后，10 000 r/min 离心15 min，取上清液在-20℃下保存，带回实验室用靛蓝比色法测定瘤胃ΝH3-Ν 浓度。取5 mL 过滤过的瘤胃液样品用1 mL三氯乙酸使之去蛋白，然后12 000 r/min 离心15 min，取上清液在-20℃下保存上清液，带回实验室，采用安捷伦1260 高效液相色谱法测定VFA 浓度。

1.3.2 氮代谢的测定 正试期内在石棉瓦和坑道内铺设塑料布以收集全粪尿。记录采食量、排粪量和排尿量。粪样每天按四分法采样，取总粪量10%，粪样分为2份，1 份按5% 的比例加入50% 硫酸置入冰箱中保存（-20℃），待测粪氮；1 份直接烘干，待测营养成分。预先在每个坑槽内加入250 mL 10%硫酸，尿样稀释到5 000 g 左右采样400 g，稀释后尿样pH 低于3，然后置入冰箱中保存（-20℃），待测尿氮。

1.3.3 饲料、粪样和尿样分析 采集的饲料样品、粪样和尿样，根据杨胜[5]的方法分析其DM、CP、灰分（Ash）、粗脂肪（EE）、ΝDF、ADF、粗纤维（CF）和非纤维性碳水化合物（ΝFC）。ΝFC 含量为计算值，ΝFC=1-ΝDF-EE-CP-Ash。

1.4 统计分析 采用Excel 2010 处理原始数据，利用SAS 9.2 软件中的GLM 模型进行方差分析，用Duncan's 法进行多重比较，结果以平均值±标准差表示。P＜0.05 表示差异显著，P＞0.05 表示差异不显著。

2 结果

2.1 不同粗饲料的营养成分分析 由表2 可知，5 种粗饲料中，苜蓿干草CP 含量最高，全株玉米青贮次之，稻草秸秆最低；全株玉米青贮的CF 含量接近于苜蓿干草，全株玉米青贮的CF 含量最低；ΝDF 含量依次为稻草秸秆＞玉米秸秆＞玉米秸秆青贮＞全株玉米青贮＞苜蓿干草；ΝFC 含量顺序依次为全株玉米青贮＞苜蓿干草＞玉米秸秆青贮＞玉米秸秆＞稻草秸秆。

表2 不同粗饲料的营养成分 %

2.2 不同粗饲料日粮对瘤胃发酵特性的影响 由表3 可知，pH 在5 种粗饲料间差异不显著（P＞0.05），依次为稻草秸秆＞苜蓿干草＞全株玉米青贮＞玉米秸秆青贮＞玉米秸秆；瘤胃ΝH3-Ν 浓度以苜蓿干草最高，稻草秸秆最低，全株玉米青贮高于玉米秸秆青贮（P＞0.05）和玉米秸秆（P＜0.05）；苜蓿干草和全株玉米青贮的VFA高于玉米秸秆青贮、玉米秸秆和稻草秸秆（P＜0.05），玉米秸秆青贮高于玉米秸秆（P＞0.05）；苜蓿干草和全株玉米青贮的乙酸含量高于玉米秸秆青贮、玉米秸秆和稻草秸秆（P＜0.05）；乙酸/丙酸以苜蓿干草最高，玉米秸秆最低，全株玉米青贮、玉米秸秆青贮和玉米秸秆差异不显著（P＞0.05）。

表3 不同粗饲料对科尔沁肉牛瘤胃发酵特性的影响

2.3 不同粗饲料日粮对肉牛氮代谢的影响 由表4 可知，科尔沁肉牛以苜蓿干草为粗饲料来源食入氮高于其他4种粗饲料（P＜0.05），依次为苜蓿干草＞全株玉米青贮＞玉米秸秆青贮＞玉米秸秆＞稻草秸秆；从氮代谢数据分析，粪氮以玉米秸秆最低，苜蓿干草的粪氮显著高于其他粗饲料（P＜0.05），稻草秸秆与玉米秸秆青贮的尿氮、粪氮与总排出氮差异不显著，5 种粗饲料间的可消化氮差异显著；稻草秸秆的沉积氮为负值，全株玉米青贮和玉米秸秆青贮的沉积氮较玉米秸秆分别提高了90.37%和54.95%（P＞0.05），苜蓿干草的沉积氮最高；氮消化率以稻草秸秆最低，苜蓿干草最高，玉米秸秆、玉米秸秆青贮和全株玉米秸秆次之。

表4 不同粗饲料对科尔沁肉牛氮代谢的影响

3 讨论

3.1 不同粗饲料的营养成分 粗饲料品质的好坏与利用方式、品种和收货收割时期有关。本试验中全株玉米青贮DM 含量较低，与Kenji 等[6]研究的结果一致。姜富贵等[7]研究结果显示，全株玉米青贮的CP 含量为7.55%。本研究中苜蓿干草CP 含量相对较高，稻草秸秆和玉米秸秆的CP 含量相对较低，玉米秸秆青贮含量与郑玮才等[8]研究的结果一致。全株玉米青贮的CF 含量最低，能刺激肉牛消化道黏膜，满足动物营养需要，维持瘤胃正常功能[9]。本试验中全株玉米青贮的CP 含量较高，ΝDF 含量较高，可能与收获期有关。另外，全株玉米青贮的ΝFC 含量接近于苜蓿干草含量，ADF和ΝDF 含量较低，说明全株玉米青贮中的纤维物质容易被瘤胃微生物消化，营养价值相对较高，可作为肉牛的优质粗饲料。

3.2 不同粗饲料对科尔沁肉牛瘤胃pH、ΝH3-Ν 浓度和VFA 的影响 瘤胃pH 直接影响瘤胃纤维分解菌的活性，日粮中纤维性物质含量高，动物需要长时间的咀嚼才能使食糜达到能够通过瘤胃、进入网胃的细度，从而分泌大量唾液，进而使瘤胃pH 维持在较高水平[10]，日粮中快速发酵的碳水化合物含量、有效纤维的含量及日粮结构与营养水平均是影响瘤胃pH 的因素[11]。Qin 等[12]研究发现，瘤胃pH 应维持在6.60～6.80 可以保持适宜的纤维消化环境，如果日粮全是粗饲料，并且粗饲料中ΝDF 含量高，pH 变动范围在5.0～7.8。本次试验中pH范围（6.98～7.32）相比仍然偏高。这可能是与粗饲料本身ΝDF 含量高、科尔沁肉牛反刍活动唾液分泌量大和瘤胃液的采样方法有关。另外，本试验采用的是从口腔将胃管插入到瘤胃采集的瘤胃液，试验过程中经常出现过滤慢的现象，在瘤胃液中可能混入了唾液。

Νa 等[13]研究发现，瘤胃ΝH3是各种纤维菌生长所必需，瘤胃ΝH3-Ν 浓度水平低可以抑制微生物的活性，直接影响瘤胃微生物蛋白质的合成。ΝH3-Ν 是瘤胃微生物合成蛋白质的氮源，瘤胃ΝH3-Ν 浓度与日粮氮的来源有关，受饲料种类、饲喂方式、饲喂频率及动物个体等影响很大，较强的咀嚼和反刍作用使粗饲料中的细胞可溶性物质不断逸出，使ΝH3浓度增加，在瘤胃内ΝH3浓度被微生物利用和瘤胃壁的吸收，ΝH3浓度逐渐下降[14]。Marshall 等[15]提出微生物生长对氨浓度耐受的临界范围为6～30 mg/100 mL。Owens 等[16]研究发现，瘤胃微生物生长最佳ΝH3-Ν 浓度范围是0.35～20 mg/100 mL。本试验中粗饲料之间瘤胃ΝH3-Ν 差异很大（0.32～6.31 mg/dL），稻草秸秆最低仅为0.32 mg/dL，可能是日粮CP 含量、氮利用率的变化及微生物对粗饲料的降解影响了稻草秸秆ΝH3-Ν 浓度。

VFA 浓度是日粮中碳水化合物的发酵产物，反刍动物瘤胃发酵产生的VFA 提供总能量需要的70%～80%。Cherdthong 等[17]报道，饲料中ΝFC 含量对瘤胃内TVFA 产量影响显著。本试验中苜蓿干草和全株玉米青贮的TVFA 浓度较高，可能与苜蓿干草和全株玉米青贮所含的非结构性碳水化合物有关。本次试验测得VFA 的浓度低于其他研究结果，属于乙酸型发酵，可能是由于科尔沁肉牛的瘤胃对VFA 的吸收很快造成的，另外微生物的降解对VFA 浓度也会有影响。

3.3 不同粗饲料对科尔沁肉牛氮代谢的影响 饲料含氮物质进入瘤胃后，一部分被微生物降解合成菌体蛋白，未被降解的蛋白质与氮的利用率有关。氮不足会抑制微生物生长，氮过量则造成氮源浪费[18]。李洋等[19]研究发现，日粮CP 含量在12%～13%时，微生物生长量最大，氮利用率高。本试验中苜蓿干草的CP 含量为13.65%，科尔沁肉牛氮沉积率达到最大。艳城等[20]研究表明，氮利用率的高低受粗饲料中蛋白质和纤维含量的影响。本试验中稻草秸秆中的高CF 和低CP 含量对氮利用率有一定影响，当科尔沁肉牛采食稻草秸秆日粮，在CP采食量低于维持需要时，为氮的负平衡，沉积率为负值，氮的利用率较低，由于粪氮和尿氮排泄的氮量高，高氮排泄不利于动物的健康。唐振华等[21]研究发现，反刍动物进食氮量与粪氮和尿氮排出量也存在显著的正相关。本试验中全株玉米青贮氮沉积和可消化氮量均较玉米秸秆青贮和玉米秸秆高，因为全株玉米青贮的CP 和非纤维碳水化合物含量高，有利于微生物蛋白的合成，氮的利用率高，可降低氮的浪费。

4 结论

本研究结果表明，玉米秸秆、玉米秸秆青贮、全株玉米青贮、苜蓿干草和稻草秸秆5 种饲料营养价值差异较大，其中苜蓿干草和全株玉米青贮的CP 含量高，全株玉米青贮和苜蓿干草瘤胃液TVFA 含量高，可为肉牛提供较高的能量；从氮代谢来看，全株玉米青贮氮的利用率较高，可作为反刍动物优质的粗饲料。为提高科尔沁肉牛对本地区粗饲料的利用效率，需要进一步研究粗饲料的组合效应。