同DCAB水平对崂山奶山羊瘤胃内环境及纤维降解率影响的研究

同DCAB水平对崂山奶山羊瘤胃内环境及纤维降解率影响的研究 同DCAB水平对崂山奶山羊瘤胃内环境及纤维降解率影响的研究 瘤胃环境影响饲料的消化及瘤胃微生物菌体蛋白的合成,调节日粮DCAB水平是营养调控瘤胃发酵的方法之一。DCAB通过调节瘤胃pH值、瘤胃内容物缓冲能力和瘤胃液渗透压,改善瘤胃环境,维持微生物生存的适宜环境。当瘤胃pH值低于6.2时,其生长繁殖就会受到抑制,使纤维分解菌分解纤维的能力下降,造成反刍动物对粗饲料的消化率下降。维持正常的瘤胃pH值,保持反刍动物肠道内消化酶系统的正常活性,有利于纤维素分解菌的生长繁殖,进一步有助于粗饲料消化。目前,大部分试验仅局限于瘤胃pH值与饲料消化率关系的研究,关于DCAB对奶山羊瘤胃环境及纤维降解的研究未见报道。本试验旨在通过调节日粮DCAB,确定瘤胃消化代谢的适宜DCAB水平,并探讨DCAB对瘤胃pH值、NH3-N及纤维降解的影响规律,为DCAB在实际生产中的应用提供理论依据。 1 与方法 1.1 试验器材  HI223 pH计(意大利HANNA公司),BioSpec-1601核酸蛋白测定仪(日本岛津公司生产),NY 14450ANKO M2000纤维仪(ANKOM公司生产),尼龙袋(80 mm×120 mm；孔径50 μm) 1.2 试验动物及饲养管理 试验选取4只体格健壮、装有永久性瘤胃瘘管的崂山奶山羊(平均体重20 kg左右)，四只羊的编号分别为1、2、3、4。每日饲喂两次(7:00和19:00)，自由饮水。日粮组成为地瓜蔓：混合精料=3：2。 1.3 试验设计 采用4×4拉丁方设计，在保证饲喂日粮营养水平一致的条件下，通过额外添加NaHCO3、NH4Cl来改变日粮的DCAB水平，调整DCAB水平分别为：A组0 mEq/kg DM,B组50 mEq/kg DM，C组100 mEq/kg DM，D组200 mEq/kg DM。预试期7 d，正式试验期7 d。第一阶段试验结束后，日粮对调直接进入下一阶段。 1.4 日粮组成 试验用粗料选用同一耕地的同一品种地瓜蔓，试验日粮配方采用美国Brill多配方软件设计，保证各组日粮营养水平基本一致。日粮配方及营养成分见表1。 1.5 测试项目及方法 1.5.1 瘤胃液pH值及氨态氮的测定  正试期第一天早晨7：00饲喂,饲喂前采集瘤胃液作为0 h样品进行分析,同时按饲喂后2、4、6、8、10 h分别采集瘤胃液样品，每次约50 ml。采集的瘤胃液立即测定pH值后，用四层纱布过滤，滤液在4 000 r/min下离心15 min，用移液管移取上清液0.5 ml置于预先装有4.5 ml 0.2 mol/l盐酸的采样瓶中，摇匀用来测定氨氮(NH3-N)，所有样品在-20 ℃保存。采用苯酚-次氯酸钠比色法测定瘤胃液中的NH3-N浓度。 1.5.2 尼龙袋消化试验 准确称取粉碎好的(地瓜蔓)样品(粒度为2.5 mm) 2 g左右，装入尼龙袋(80 mm×120 mm；孔径50 μm)内，扎紧袋口（每个样品两个重复）。每两个袋夹在一根半软塑料管（约长15~20 cm）上并用橡皮筋扎好。于早饲前(7: 00)将尼龙袋送入瘤胃腹囊处，管的另一端固定在瘘管盖上，每只羊放10根管。 根据试验设计所规定的时间（1、2、4、8、12、24、36、48、60、72 h)各水平取出塑料管一根,用自来水缓慢细流冲洗5～8 min,以冲洗水变洁净为止(水温在37～38 ℃)，冲洗后，将袋及样品放入65～70 ℃恒温箱内烘48 h至恒重。用常规分析方法分析不同时间取出的样品DM、NDF、ADF。 DM及纤维物质降解率 1.6 数据处理 应用Excel 2000, SAS软件的ANOVA过程进行数据分析，用LSD检验法进行各组间的多重比较，试验数据以X±S表示。 2 试验结果与分析 2.1 不同DCAB水平对瘤胃液pH值的影响(见表2、图1) 从表2及图1可以看出，随着日粮DCAB水平的增大，同一时间点的瘤胃液pH值呈现增大趋势；随着采集时间的变化，奶山羊瘤胃液的pH值呈先减小后增大的趋势，采食后4 h达到最低值，分别为6.20、6.31、6.38、6.41。 其中0、4 h时A组均极显著低于D组（P＜0.01），B组显著低于D组（P＜0.05），而C组与D组相比差异不显著；2 h时，D组瘤胃液pH值显著高于其它组（P＜0.05），其余各组间差异不显著；6 h时，C组与D组相比差异不显著，但是C、D组均显著高于A、B组（P＜0.05）；8、10 h时D组瘤胃液pH值与A组相比，差异显著（P＜0.05），与其它组相比差异不显著。由此可见，日粮DCAB水平对瘤胃pH值有一定的影响。 2.2 不同DCAB水平对瘤胃液氨态氮浓度的影响(见表3、图2) 从表3及图2可知，随着DCAB水平增加，同一时间点瘤胃内NH3-N浓度有降低趋势，但有拐点出现。当DCAB水平为100 mEq/kg DM时，在各个时间点，瘤胃内NH3-N浓度均显著或极显著低于其它DCAB水平(P<0.05或P<0.01)。这一结果与试验中不同阴阳离子水平对血浆尿素氮指标影响的试验结果基本相符。从4组的NH3-N浓度变化情况来看,各组变化范围(7.72～30.80 mg/100 ml)符合瘤胃微生物合成蛋白质所需的范围(0.35～29 mg/100 ml；胡坚,1996)[1]。因此，奶山羊日粮中不同阴阳离子水平对瘤胃内NH3-N浓度动态变化有一定影响。 2.3 不同DCAB水平对干物质降解率的影响(见表4) 各组的地瓜蔓中干物质（DM）在瘤胃内降解率随时间的增加而增加，分别为23.21%～55.47%、22.82%～60.28%、22.97%～63.47%、22.40%～59.47%。8～72 h当DCAB水平为100 mEq/kg DM时(C组)，DM降解率在同一时间点均高于其它各水平组；试验A组的DM降解率最低，但在前期变化不显著（1～8 h）；在12 h时C组降解率显著高于其它各组（P<0.05），DM降解率为38.76%;在24～72 h时，C组DM降解率显著高于A组(P<0.05)，但与其它组相比差异不显著，且B组与D组之间差异不显著。在24、60、72 h时,B组DM降解率显著高于A组(P<0.05),在36、48 h时，C组DM降解率显著高于A组(P<0.05)。因此，适当的DCAB水平能够提高干物质的的降解率。 2.4 不同DCAB水平对NDF降解率的影响（见表5） 由表5可知，随着时间的延长，在饲喂4种不同阴阳离子水平日粮的条件下，各组地瓜蔓中NDF在瘤胃内降解率随时间的增加而升高，其降解率分别为4.45%～61.65%、3.45%～64.76%、4.85%～67.54%、4.65%～66.36%；且当DCAB水平为100 mEq/kg DM(C组)时，NDF降解率总体高于其它水平。在1～4 h范围内,C组NDF降解率显著高于B组(P<0.05),A组、C组、D组之间差异不显著；12～24 h时，A组、B组、C组均显著高于D组(P<0.05)；36～72 h时，B组、C组、D组均显著高于A组(P<0.05)。其中C组72 h时NDF降解率最高,为67.54%。由此可见，当日粮DCAB水平为100 mEq/kg DM时，奶山羊对NDF的降解率最高。 2.5 不同DCAB水平对ADF降解率的影响（见表6） 由表6可知，在饲喂4种不同阴阳离子水平日粮的条件下，各组的地瓜蔓中ADF在瘤胃内降解率均随时间的增加而升高，分别为3.44%～61.37%、3.78%～62.87%、3.53%～67.83%、3.65%～64.77%。在前期1～12 h时各组ADF降解率差异不显著；24、72 h时C、D两组ADF降解率显著高于A、B两组（P<0.05）；36～60 h时,C组ADF降解率显著高于A、B、D三组(P<0.05)，其它各组之间差异不显著。在72 h时，各组ADF降解率均达到最高，4组中以C组最高，为67.83%。由此可见，当日粮DCAB水平为100 mEq/kg DM时，奶山羊对ADF的降解率最高。 2.6 不同DCAB水平对CF降解率的影响（见表7） 由表7可知，随着时间的延长，粗纤维的降解率逐渐升高，其降解率分别为：18.32%～50.34%、18.46%～52.77%、17.99%～54.85%、19.04％～52.64%。在1～4 h范围内，各组的CF降解率变化不显著；在8～72 h范围内，随着DCAB水平的升高，CF降解率呈先上升后下降趋势，且C组的CF降解率最高。其中，在8、24、48、72 h时，C组与B、D组相比，差异显著（P<0.05），与A组相比，差异极显著（P<0.01）；在36 h和60 h时，C组显著高于D组(P<0.05)，极显著高于A组（P<0.05），但与B组相比差异不显著。由此可见，适当的DCAB水平能够提高CF降解率。 3 讨论 3.1 DCAB水平对瘤胃液pH值的影响 瘤胃液pH值是反映瘤胃发酵状况的一项综合指标,受饲粮性质、唾液分泌、瘤胃内挥发性脂肪酸及其它有机酸的生成、吸收和排出等多种因素的影响,波动的根本原因取决于日粮结构与营养水平(Russell等,2001)[2]。动物采食饲料后,碳水化合物在瘤胃中被发酵产生挥发性脂肪酸的速度较快、数量较多,而瘤胃上皮对挥发性脂肪酸的吸收及流出慢于产生的速度,所以瘤胃中挥发性脂肪酸的浓度逐渐升高,导致pH值下降。而随着碳水化合物发酵产生的挥发性脂肪酸的浓度下降,瘤胃上皮对挥发性脂肪酸的吸收及流出的速度相对加快,瘤胃中挥发性脂肪酸的浓度下降,导致pH值上升(Kajikawa等,2000)[3]。韩正康[4]和Murphy等[5]指出，瘤胃内pH值变动范围为5.0～7.5，呈现有规律形式变动，取决于饲粮的性质和摄食后时间，一般于饲喂后2～6 h达到最低值。 本次试验中各组的瘤胃液pH值均在6.2～6.75之间变动，表明奶山羊瘤胃pH值处于所报道的正常范围之内，而且各组瘤胃液pH值随时间的变化趋势大致与上述报道相同。瘤胃液pH值随采食下降至一定程度后，随着发酵速度的减慢、VFA的吸收利用以及瘤胃内的强大缓冲能力，pH值在下次采食前又会回升至较高水平。本试验中，各组在食后4 h达最低值，但各组之间存在差异。变化的差异可能与饲粮中阴阳离子水平有关。当瘤胃液pH值下降时，纤维物质把带电阳离子释放到瘤胃液中，起到缓冲作用（Van Soest等，1994）[6]，保持了较稳定的瘤胃液pH值。虽然4个饲粮处理组的瘤胃液pH值平均值较相近，但B、C处理组在大多数时间点的pH值更适于纤维分解菌的增殖与活性,这种情况与其纤维物质消化率较高一致。 3.2 DCAB水平对瘤胃液氨态氮浓度的影响 奶山羊瘤胃液NH3-N是瘤胃氮代谢中外源蛋白质和内源含氮物质降解的重要产物，它同时也是瘤胃微生物合成菌体蛋白的原料。NH3-N浓度在一定程度上反映了瘤胃微生物分解含氮物质产NH3的速度及其对NH3的摄取利用情况，反映了特定饲粮组成下，蛋白质降解与合成之间的平衡关系。饲粮粗蛋白质高，且其降解率也高时，可能在采食后2 h左右出现峰值，若速效能源充足，也可能没有明显的峰值。 本试验只有C处理在食后2 h出现小的氨峰，其它处理组则没有出现，可能与它们的能源组成(即碳水化合物组成)有关。本次试验结果各组瘤胃液变化范围(8.33～30.80 mg/100 ml)符合瘤胃微生物合成蛋白质所需的范围(0.35～29 mg/100 ml；胡坚，1996)[1]，说明试验饲粮结构及营养水平是合理的。 3.3 DCAB水平对干物质及纤维降解率的影响 影响纤维物质分解的因素有很多如：碳水化合物的补充、瘤胃pH值、瘤胃微生物区系、流通速率等。据报道，pH值低于5.9时，纤维素的分解完全被抑制；此外，较低的瘤胃pH值引起纤维素的分解降低，可由在日粮中添加磷酸盐、碳酸盐或碳酸氢盐来补偿。瘤胃微生物对纤维物质的降解程度取决于瘤胃本身微生物区系组成，而瘤胃微生物区系组成又受瘤胃pH值的影响，结合本试验结果可知，通过NaHCO3、NH4Cl的添加将DCAB调制为100 mEq/kg DM时，使绵羊瘤胃内pH值较DCAB为0、50、200 mEq/kg DM时更适合纤维物质的微生物生长，故使地瓜蔓中纤维物质的降解高于其它三组。 DCAB水平可以影响代谢过程，调节体内酸碱平衡和缓冲体系(Block,1991)[7]。据文献报导，日粮中(特别是精料水平较高时)添加缓冲盐能明显提高采食量(West等，1991；Erdman等，1980)[8-9]和纤维物质消化率(West等，1992；Russell等1993)[10-11]。其机理在于稳定和提高了瘤胃pH值，增强了纤维分解菌的活性，从而提高了反刍动物对低质粗饲料的采食量和消化率(Kellaway等，1987；Russell等，1992)[12-13]。本试验结果表明，通过DCAB水平调节，可以影响瘤胃内环境，进而影响到瘤胃微生物对纤维物质的利用。在本试验条件下，存在一个最佳DCAB水平或范围，即当DCAB水平为100 mEq/kg DM时，地瓜蔓纤维物质降解率最高；DCAB水平在100～200 MEq/kg DM范围内日粮中纤维物质降解率最佳。 4 结论 日粮DCAB水平可以显著影响奶山羊瘤胃液pH值，随着日粮DCAB水平的增大，不同时间点采集的瘤胃液pH值呈现增大趋势；随采集时间的变化，瘤胃液的pH值呈先减小后增大的趋势；随着DCAB水平增加，同一时间点NH3-N浓度有降低趋势。当DCAB水平为100 mEq/kg DM时，奶山羊对地瓜蔓纤维物质降解率及NDF、ADF和CF降解率均最高。