碳水化合物是山羊饲粮的主要化学组分，在瘤胃中被瘤胃微生物降解成乙酸、丙酸、丁酸等挥发性脂肪酸(VFA)，为动物自身和瘤胃微生物繁殖提供能量。碳水化合物分为纤维性碳水化合物(FC)与非纤维性碳水化合物(NFC)，NFC为除中性洗涤纤维(NDF)以外的碳水化合物成分。前人常用精粗比来反映饲粮碳水化合物结构与营养水平。近年研究认为，NFC/NDF较精粗比更能准确体现饲粮中碳水化合物间的关系，已成为学界公认用来衡量饲粮发酵程度的指标。文献报道，不同NFC/NDF可影响瘤胃发酵模式^[1]、养分消化率^[2]、微生物区系^[3]等。适宜的NFC/NDF是保证动物健康的前提和提高生长性能的有效措施之一^[4]。研究表明，NFC/NDF还与亚急性瘤胃酸中毒有关^[5]，能调控瘤胃总细菌、乳酸杆菌数量^[6]。张立涛等^[7]指出，肉用绵羊的适宜饲粮NFC/NDF为0.82:1.00，或适宜饲粮NDF水平为42.21%。

黔北麻羊属贵州独有，主产于贵州习水、仁怀等地，是贵州三大地方优良山羊品种之一，耐粗饲、抗病力强、适应性广、肉质好，经济价值大，深受当地政府部门及养殖场重视。由于种种原因，黔北麻羊于2009年12月才被农业部认定为新的山羊遗传资源，属新发现的山羊品种，具有独特的学术研究价值。目前有关黔北麻羊营养调控的研究报道较为缺乏，主要来源于本课题组所开展的过瘤胃胆碱、酒糟、饲粮阴阳离子差等方面，尚未涉及到饲粮NFC/NDF对其瘤胃发酵影响的报道。而瘤胃发酵是山羊饲粮研究的重要领域，与山羊健康养殖密切相关。据此，本试验着重从瘤胃发酵角度并辅以血浆生化指标与养分消化率，探讨饲粮NFC/NDF对黔北麻羊的影响，为提升黔北麻羊养殖效益提供技术积累和参考。

1 材料与方法 1.1 试验动物与试验设计

采用3×3拉丁方试验设计，选取6头年龄(4周岁)、体重[(46.4±2.3) kg]基本一致的成年黔北麻羊，作为试验动物，将其分为3组，每组2个重复，每个重复1头羊。设计试验Ⅰ组、试验Ⅱ组、试验Ⅲ组饲粮NFC/NDF分别为2.00:1.00、1.00:1.00、0.50:1.00。其中，为避免试验Ⅰ组山羊发生瘤胃酸中毒导致试验失败，在其饲粮中添加少量碳酸氢钠。试验饲粮参照文献[8]配制，其组成及营养水平见表 1。实测NFC/NDF与设计水平有细微变化。

试羊单饲于代谢笼中，试验开始前，先进行健康状况观察，持续10 d；之后进入试验期，持续45 d。试验分为3期，每期15 d，包括预试期10 d和正试期(采样期)5 d。预试期主要用于观察山羊对饲粮的适应性，少量逐步调整至预定NFC/NDF。试羊统一进行驱虫、消毒等管理，每天09:00、13:00、18:00饲喂3次，自由饮水，保证笼舍光照、干燥通风。

1.2 样品采集和分析测定 1.2.1 饲粮营养水平及养分消化率

正试期每天晨饲前准确称重每头羊前1 d剩余的饲粮，计算干物质采食量(DMI)，同时采集饲粮样品，混匀后制备成分析试样。在正试期每天10:00及17:00采集新鲜粪样，连续收集5 d后混匀，加入10%的盐酸固氮，按四分法取样，在65 ℃烘箱烘干后置于室温回潮，粉碎，制备成分析试样。干物质(DM)、粗蛋白质(CP)、粗脂肪(EE)、粗灰分(ash)、NDF、酸性洗涤纤维(ADF)、酸不溶灰分(AIA)含量参照《饲料分析及饲料质量检测技术》^[9]进行检测。

试验采用内源指示剂法(AIA法)计算养分消化率，公式如下：

养分消化率(%)=100-[100×(饲粮中AIA含量/粪中AIA含量)×(粪中养分含量/饲粮中养分含量)]。

1.2.2 瘤胃发酵参数

在每期试验正试期最后1 d晨饲前，用胃管式瘤胃液采样器经口腔抽取足量瘤胃液，4层纱布过滤后，取适量瘤胃液用便携式pH仪(FG2-ELK，瑞士METTLER-TOLEDO)测定pH，同时采用Tucker等^[10]的方法测定瘤胃液缓冲力。剩余瘤胃液经3 000 r/min离心后取上清液，采用冯宗慈等^[11]的方法测定氨态氮(NH₃-N)浓度，采用王加启^[12]的方法测定纤维素酶活性，采用王洪荣等^[13]的方法测定VFA浓度。VFA浓度采用气相色谱仪(GC-9A，日本岛津)测定。色谱条件：色谱柱CP-WAX(30.00 m×0.53 mm×1.00 μm)；火焰氢离子检测器(FID)、气化室温度均为200 ℃；柱温从100 ℃升至150 ℃(程序升温法)，每分钟升高3 ℃，灵敏度为101，衰减为52；以巴豆酸为内标物。

1.2.3 血浆生化指标

正试期第4天晨饲前，用一次性装有肝素钠的采血管经颈静脉采血10 mL，3 000 r/min离心15 min，收集血浆于1.5 mL离心管中，用于分析脂多糖(LPS)、葡萄糖(Glu)、尿素氮(UN)、白蛋白(Alb)含量及过氧化氢酶(CAT)、谷草转氨酶(AST)、超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性。检测试剂盒购自南京建成生物工程研究所。

1.3 数据统计与分析

数据利用SPSS 17.0软件进行单因素方差分析，采用LSD法进行平均值多重比较，各组间差异性显著水平定为P < 0.05，试验数据以平均值±标准差(mean±SD)表示。

2 结果与分析 2.1 养分采食量及消化率

根据观察，试验Ⅰ组山羊在试验前期采食速度较快、DMI较高，后期则有所下降；试验Ⅱ组、试验Ⅲ组较为稳定，未表现出较大的波动。由表 2可知，不同NFC/NDF对黔北麻羊全期的DMI影响不大，3组无显著差异(P>0.05)。

对DM消化率，试验Ⅰ组、试验Ⅱ组较试验Ⅲ组分别高18.90%、13.95%。对有机物(OM)消化率，试验Ⅰ组、试验Ⅱ组较试验Ⅲ组分别高13.39%、10.05%。对CP消化率，试验Ⅰ组、试验Ⅱ组较试验Ⅲ组分别高19.91%、16.44%。对EE消化率，试验Ⅰ组、试验Ⅱ组较试验Ⅲ组分别高23.54%、18.00%。对NDF消化率，试验Ⅰ组、试验Ⅱ组较试验Ⅲ组分别高16.99%、18.42%。对ADF消化率，试验Ⅰ组、试验Ⅱ组较试验Ⅲ组分别高13.42%、17.30%。各养分消化率均为试验Ⅰ组、试验Ⅱ组显著高于试验Ⅲ组(P < 0.05)，试验Ⅰ组与试验Ⅱ组无显著差异(P>0.05)。

2.2 瘤胃发酵参数

由表 3可知，在NFC/NDF为最大值的试验Ⅰ组，瘤胃液pH最低，试验Ⅰ组显著低于试验Ⅱ组与试验Ⅲ组(P < 0.05)。对瘤胃液缓冲力，试验Ⅲ组显著高于试验Ⅰ组(P < 0.05)。对瘤胃液NH₃-N浓度，试验Ⅰ组显著高于试验Ⅲ组(P < 0.05)。各组间瘤胃液羧甲基纤维素酶、微晶纤维素酶、木聚糖酶活性差异不显著(P>0.05)；纤维二糖酶酶活性以试验Ⅲ组最高，显著高于试验Ⅰ组(P < 0.05)。

试验Ⅰ组、试验Ⅱ组瘤胃液总挥发性脂肪酸(TVFA)浓度较试验Ⅲ组分别高5.03%、5.30%，差异显著(P < 0.05)。乙酸浓度为试验Ⅰ组＜试验Ⅱ组＜试验Ⅲ组，试验Ⅰ组显著低于试验Ⅲ组(P < 0.05)。丙酸浓度趋势正好相反，试验Ⅰ组>试验Ⅱ组>试验Ⅲ组，3组互为差异显著(P < 0.05)。试验Ⅲ组丁酸浓度最低，显著低于试验Ⅰ组、试验Ⅱ组(P < 0.05)。试验Ⅰ组、试验Ⅱ组、试验Ⅲ组乙酸/丙酸依次显著增加(P < 0.05)。

2.3 血浆生化指标

由表 4可知，血浆LPS含量随NFC/NDF的降低而下降，3组间互为差异显著(P < 0.05)。3组黔北麻羊其余血浆生化指标(Alb、UN、Glu含量及CAT、AST、SOD、GSH-Px活性)均未表现出显著差异(P>0.05)。

3 讨论 3.1 NFC/NDF对养分采食量及消化率的影响

采食量可反映动物对饲粮的喜爱程度，是保证动物养分摄入量的指标，饲粮中过高或过低的NFC均会影响动物对饲粮的采食量。徐志军等^[14]报道，以柠条青贮为粗饲料的4种饲粮(精粗比为70:30、60:40、50:50、40:60) 饲喂小尾寒羊公羔羊，DMI以精粗比为50:50组最高，70:30组最低。唐志高等^[15]研究指出，饲喂小尾寒羊母羊以玉米秸秆为粗饲料(精粗比为20:80、30:70、40:60) 饲粮，妊娠前、后期DMI均以精粗比40:60组最高，其余2组无显著差异。本试验结果显示，3组DMI差异不大。根据观察，在每一时期的试验前期，试验Ⅰ组由于饲粮高精料符合山羊的天然选择食性，采食速度与DMI均优于试验Ⅱ组、试验Ⅲ组，但进入试验后半段，采食速度与DMI随之下降。其原因可能是，山羊采食该组饲粮高比例精料(80%)一段时间后，经瘤胃微生物发酵NFC产生的乳酸不断积累，瘤胃液pH随之降低，抑制了纤维分解菌酶的活性，扰乱微生物区系，反馈降低了试验后期的DMI，导致3个试验组在整个阶段的DMI差异不显著。这一推论也在其他养分采食量和消化率及瘤胃发酵参数的结果中得到验证。相比之下，试验Ⅱ组DMI高于试验Ⅲ组，提示就DMI而言，在本试验中适宜的NFC/NDF为1.05:1.00。

保持高NFC/NDF不仅可以促进瘤胃微生物繁殖、促进蛋白质利用，同时可提高DM和有机物的消化率^[16]。王文奇等^[4]指出，母羊(萨福克羊×阿勒泰羊)饲粮DM、OM消化率均随饲粮NFC水平(33.96%、37.78%、45.80%、49.40%、50.03%、53.29%)升高而显著升高，前4个NFC水平组NDF消化率显著低于后2个NFC水平组。Valdés等^[17]通过羊自由采食试验(NDF水平为33.2%、28.7%、24.1%、19.5%)发现，随着饲粮NDF水平降低，OM、DM消化率逐渐升高，而ADF、NDF消化率以NDF水平为24.1%组最高。本试验结果显示，随着NFC/NDF减少，饲粮养分消化率逐渐降低，均表现为试验Ⅰ组、试验Ⅱ组显著高于试验Ⅲ组。该结果与上述DMI结果讨论相符，因为试验的采粪时段为每期的最后5 d，试验动物为成年山羊，虽然在正试期DMI有所降低，但为了维持营养需要，机体会通过减少粪便排泄来维持较高的利用率。张立涛等^[7]在黑头杜泊羊×小尾寒羊F1代肉用绵羊的试验结果与本试验结论一致。但综合来看，结合瘤胃发酵参数、血浆生化指标结果来看，生产实践中应尽量避免NFC水平过高。

3.2 NFC/NDF对瘤胃发酵参数的影响

瘤胃液pH是反映瘤胃发酵是否正常的核心指标，其主要受饲粮组成、唾液缓冲液分泌的影响^[18]。对反刍动物而言，适宜pH范围为6.2~6.8，这是瘤胃正常发酵的前提。在生产实践中，由于精料水平过高导致pH过度降低(pH＜5.5) 可引起瘤胃酸中毒，是危害山羊瘤胃健康的主要因素。本试验结果显示，随着NFC/NDF的升高，试验Ⅲ组、试验Ⅱ组、试验Ⅰ组瘤胃液pH依次显著降低。这是因为饲粮NFC水平越高，提供的易发酵碳水化合物就越多，越容易被瘤胃微生物优先发酵生成乳酸，当乳酸累积超过一定水平时，pH随之下降，诱发瘤胃酸中毒(pH＜5.5)。这得到前人在体内^[19]和体外^[20]研究结果的支持。事先考虑到最高NFC/NDF(2.14:1.00) 可能会引起瘤胃酸中毒，试验在该组饲粮中加入了少量碳酸氢钠，使其瘤胃液pH降低程度有限(最低6.31)，虽然试验Ⅰ组统计学上显著低于试验Ⅱ组、试验Ⅲ组，但总体来看处于瘤胃适宜范围，未影响瘤胃正常发酵。刘洁等^[21]发现，肉羊采食NFC/NDF为2.17:1.00的饲粮，08：00瘤胃液pH为6.31，这与本试验结果一致。

瘤胃稳定而强大的缓冲力是反刍动物区别于单胃动物的主要生理特征。瘤胃液缓冲力与饲粮组成、唾液和瘤胃壁的分泌密切相关，受pH、TVFA浓度的影响。一般而言，高水平NDF能更有效刺激口腔咀嚼分泌唾液进入瘤胃，提高瘤胃液缓冲力。Miller等^[22]和Tucker等^[10]指出，饲粮NFC水平越高，瘤胃液缓冲力越低。本试验条件下，随饲粮NFC水平降低，瘤胃液缓冲力逐渐升高，试验Ⅰ组瘤胃液缓冲力还显著低于试验Ⅲ组。这与上述试验结论一致。张显东^[23]报道，在精粗比为60:40(以羊草为粗饲料)的饲粮中添加1.5%及3.0%的缓冲剂(碳酸氢钠:氧化镁=2:1)，3.0%组绵羊瘤胃液缓冲力显著高于对照组。本试验中，即使在试验Ⅰ组饲粮添加了少量碳酸氢钠，但该试验组山羊瘤胃液缓冲力仍然显著低于试验Ⅲ组，这也从侧面说明饲粮NFC/NDF不宜过高。

作为饲粮蛋白质、内源蛋白质和其他非蛋白氮化合物在瘤胃的降解产物，NH₃-N是瘤胃微生物在有能量和碳架存在的情况下合成菌体蛋白的主要原料^[24]。NH₃-N浓度在一定程度上反映了瘤胃微生物对饲粮氮的利用率。NH₃-N浓度过高，说明瘤胃微生物降解氮源释放氨气的速率超过微生物合成菌体蛋白的速率，会增加氮循环中氮素的损失；反之，则会限制瘤胃微生物合成菌体蛋白^[25]。本试验发现，随着NFC/NDF逐渐降低，NH₃-N浓度也随之下降，试验Ⅰ组、试验Ⅱ组、试验Ⅲ组依次降低。这得到了诸多文献的支持。赵国琦等^[26]研究通过饲喂徐淮白山羊NDF水平分别为60.47%、52.05%、43.64%、35.23%的饲粮发现，瘤胃液NH₃-N浓度NDF水平为60.47%组显著低于其余各组，认为高水平饲粮NDF(NDF>60.47%)是限制瘤胃微生物对NH₃-N利用的主要因素，适当降低饲粮NDF水平，能促进瘤胃微生物对NH₃-N的利用。蔡晶晶等^[27]和Agle等^[28]在奶牛上也有类似报道。

羧甲基纤维素酶、木聚糖酶、微晶纤维素酶、纤维二糖酶是瘤胃内能分解纤维素的纤维素酶，其活性主要受瘤胃液pH的影响。当pH＜6时，上述酶活性就会降低^[29]。汪水平等^[30]饲喂泌乳奶牛NDF水平为50.22%、44.89%、35.53%、28.63%饲粮，发现饲粮精粗比对奶牛瘤胃液羧甲基纤维素酶、微晶纤维素酶、木聚糖酶、纤维二糖酶活性无显著影响。王海荣[31]报道，饲喂苏尼特绵羊精粗比分别为10:90、30:70和50:50(NDF水平分别为64.38%、54.59%、42.71%)的饲粮，其瘤胃液纤维素酶活性差异不显著。本试验结果显示，试验Ⅰ组纤维二糖酶活性显著低于试验Ⅲ组，说明降低NFC水平(即降低NFC/NDF)有利于增强瘤胃微生物纤维分解能力，这与上述文献报道结果不太一致，可能与饲粮组成、饲养管理不同有关。

瘤胃微生物发酵饲粮后产生VFA是反刍动物能量的主要来源，饲粮组成是影响VFA组成的主要因素，决定了瘤胃发酵类型。NFC/NDF高的饲粮，在瘤胃进行丙酸型发酵，丙酸浓度高；反之则为乙酸型发酵，乙酸浓度高。本试验中，随着NFC/NDF的减小，乙酸浓度逐渐增加、丙酸浓度逐渐降低、乙酸/丙酸逐渐升高，符合上述规律。前人也有类似报道。张莹莹等^[32]以NDF水平分别为77.03%、63.75%、50.39%、37.29%的饲粮饲喂晋南牛，指出随饲粮NDF水平的降低(即NFC/NDF增大)，瘤胃液乙酸、丁酸浓度逐渐减少，丙酸浓度逐渐增多。朱丹等^[33]饲喂奶牛NDF/淀粉分别为0.83、1.13、1.56、2.38的饲粮，通过体外瘤胃发酵也得到类似结果。魏德泳等^[6]采用自身对照法，饲喂长江珠三角阉割白山羊NFC/NDF分别为0.42:1.00、1.04:1.00、2.73:1.00的饲粮，发现随NFC/NDF升高，乙酸/丙酸逐渐降低，表明山羊瘤胃由乙酸型发酵转为丙酸型发酵。以上试验结果均与本试验结论一致。

3.3 NFC/NDF对血浆生化指标的影响

内毒素(endotoxin)是存在于革兰氏阴性菌细胞壁外膜中主要含LPS的复合物，LPS是其主要抗原性及致病性部分。瘤胃液pH降低可引起革兰氏阴性菌死亡和裂解，使瘤胃中游离LPS含量增加，增强肠道对LPS的通透性^[34]，导致血液LPS含量上升，使肝脏受损，引起代谢疾病。王林枫等^[35]研究表明，外源注射LPS能引起山羊肝脏损伤，影响肝脏营养代谢。胡红莲等^[36]饲喂奶山羊NFC/NDF分别为1.02:1.00、1.24:1.00、1.63:1.00、2.58:1.00的饲粮，结果显示，高NFC/NDF(2.58:1.00) 组山羊血液LPS含量显著高于低NFC/NDF(1.02:1.00) 组。章森等^[37]在奶牛上也有类似结论。本试验结果表明，NFC/NDF与血浆LPS含量在数值上具有相同的趋势，试验Ⅲ组、试验Ⅱ组、试验Ⅰ组血浆LPS含量逐渐升高，由于瘤胃液pH最低值(6.31) 仍处于6.2~6.8正常范围，虽然血浆LPS含量在数值上表现出统计学差异，但其数值波动不大。这提示生产中应将NFC/NDF调控在适宜的范围内。

Alb、UN、Glu是分别反映机体免疫、蛋白质代谢、糖代谢能力的重要指标，对了解机体状况具有重要的意义。崔晓鹏等^[38]补饲妊娠后期藏母羊不同NDF水平(37.55%、33.61%、29.67%)饲粮，发现29.67%组血浆Glu含量显著高于37.55%组，其余组Alb、Glu含量均无显著差异。门小明^[39]饲喂空怀小尾寒羊母羊精粗比分别为20:80、30:70、40:60的饲粮，指出Glu含量随精粗比的增大而增加，血浆UN、Alb含量则相反。燕文平等^[40]指出，晋南牛采食不同NDF水平(77.03%、63.75%、50.39%、37.29%)的饲粮时，血清UN含量以NDF水平为37.29%组最高；NDF水平为50.39%、37.29%组肉牛血清Alb含量显著高于77.03%、63.75%组。本试验结果显示，各组间血浆Alb、UN、Glu含量差异均不显著，与上述试验结论有所差异。这可能与试验动物品种、性别、生理阶段、饲养管理的差异有关。

AST是反映肝功能的重要指标。当肝功能受到影响时，会导致血液中转氨酶活性上升。本试验中AST活性未表现统计学差异，说明本试验条件下山羊肝脏功能没有受到影响。徐相亭等^[41]在杜泊羊有类似报道。

CAT、SOD、GSH-Px是清除体内自由基的酶促系统，是衡量抗氧化应激能力的指标。施力光等^[42]用精粗比分别为50:50、20:80、80:20(NDF水平分别为44.05%、54.46%、34.23%)饲粮饲喂海南黑山羊，发现血浆CAT、SOD、GSH-Px活性均无差异显著。本试验条件下，3组NDF水平分别为24.37%、36.98%、52.79%，各组间血浆CAT、SOD、GSH-Px活性无显著差异，上述结论与本试验结果一致。但也有不同结果的报道，通过饲喂45头生长期贵州黑山羊不同NDF水平饲粮得出，山羊血浆SOD、GSH-Px活性随饲粮NDF水平降低而增加，NDF水平34.7%、25.8%组显著高于44.4%组^[43]。Sgorlon等^[44]在哺乳期绵羊得到类似结果。这与本试验结果有差异，可能由于试验动物种类、生理时期、饲养管理不同导致。

4 结论

高NFC/NDF(2.14:1.00) 有利于黔北麻羊养分消化率，但对采食量没有显著影响，且对瘤胃发酵参数和血浆生化指标均会产生不利影响，生产实践中应将NFC/NDF调控在适宜水平。在本试验条件下，NFC/NDF以1.05:1.00为宜。