玉米、玉米秸秆和玉米青贮是我国北方肉牛养殖中广泛应用的几种原料^[1]，由于玉米秸秆纤维含量高，养分消化率比较低，而青贮是保存秸秆养分的有效方法之一，所以，玉米秸秆青贮成为肉牛养殖的主要粗饲料。随着我国粮改饲政策的实施，全株玉米青贮从奶牛逐渐应用到肉牛、肉羊等反刍动物养殖中。玉米的秸秆指数(单位面积上秸秆干物质与该作物籽实干物质的比值)为1.17~1.27^[2]，全株玉米青贮比玉米秸秆青贮的玉米含量大约高出20%，由于淀粉含量高，发酵底物充足，通过添加青贮添加剂能改善其品质，可显著提高试验牛平均日增重和降低其料重比^[3]，但这种饲粮结构较单一。反刍动物吸收的氨基酸主要来源于瘤胃微生物蛋白和饲粮非降解蛋白质，即使微生物蛋白的氨基酸相对稳定，但如果饲粮结构单一，饲粮非降解蛋白的氨基酸组成也相对单一，从而改变小肠蛋白质氨基酸组成，由于大多数蛋白质饲料都缺乏至少1种必需氨基酸^[4]，所以导致小肠总蛋白质的氨基酸不平衡。前人研究表明，赖氨酸(Lys)和蛋氨酸(Met)通常是肉牛生产的第一系列限制性氨基酸^[5]，Lys和Met在瘤胃未降解蛋白质中的相对含量则决定了它们二者的限制性顺序，以玉米或玉米来源的饲料(玉米秸秆青贮、全株玉米青贮、玉米皮、玉米胚芽粕等)为主体饲粮时，Lys为第一限制性氨基酸；微生物蛋白为肉牛唯一的蛋白质来源时，Met和Lys则分别为第一和第二限制性氨基酸^[6]，饲粮中建议添加的Lys : Met比例为3 : 1^[7-8]。前人比较了添加Lys : Met分别为3.0和3.4对肉质影响的结果，当Lys : Met为3.0时，除肉样经3 d后呈现较高的红度外^[9]，其余性状差异不显著。陈跃鹏等^[10]在制作全株玉米青贮时加入了青贮添加剂，显著提高了试验牛平均日增重和降低了料重比。Teixeira等^[11]在玉米秸秆青贮饲粮中添加Lys，提高了肉牛的日增重和降低了料重比，增加了背最长肌面积。刘松啸等^[12]在梅花鹿仔鹿的低蛋白质饲粮中添加Met的结果表明，其可完全代替高蛋白质饲粮。高岩等^[13]在乳用公牛饲粮中同时添加过瘤胃赖氨酸(RPL)和过瘤胃蛋氨酸(RPM)，显著提高了平均日增重和降低料重比，胴体产肉率和肉骨比也显著增加。添加Met和Lys已经成为提高反刍动物饲粮蛋白质利用率、减轻蛋白质对反刍动物饲粮的负面生物危害的最佳途径之一^[14]。国内既有使用青贮添加剂处理全株玉米青贮饲喂肉牛的报道，也有在玉米秸秆青贮饲粮中添加限制性氨基酸育肥肉牛的报道，却鲜有把两者结合起来的研究。因此，本试验在使用青贮添加剂制作全株玉米青贮的基础上添加RPL和RPM，测定其对肉牛的生长发育、养分表观消化率、血清相关酶活性、血清生化指标和激素含量的影响，探索以全株玉米青贮为主要粗饲料的饲粮营养价值改进技术，为全株玉米青贮在肉牛育肥中的合理利用提供科学依据。

1 材料与方法 1.1 试验材料、试验动物与试验设计

选用60头体重为(220±12) kg的和牛×安格斯F₁阉公牛，按照随机区组试验设计分为4组，每组15个重复，每个重复1头牛。第1组饲喂以全株玉米青贮为主要粗饲料的基础饲粮；第2组饲喂以加入青贮添加剂(主要由戊糖片球菌、植物乳杆菌、嗜酸乳杆菌、布氏乳酸杆菌及其代谢产物、纤维素酶、半纤维素酶等组成，活菌总数大于1×10¹⁰ CFU/g，添加量为10 g/t)制作的全株玉米青贮(简称加菌青贮)为主要粗饲料的饲粮；第3组饲喂在第2组饲粮中添加RPL的饲粮，添加量为8.95 g/d；第4组饲喂在第3组饲粮中添加RPM的饲粮，添加量为2.98 g/d。每30 d根据设计日增重调整添加量1次。试验从2018年12月25日至2019年4月1日在山西万牧科技有限公司进行，试验期共97 d，其中预试期7 d，正试期90 d。

1.2 试验饲粮及饲养管理

根据日增重为1.1 kg并结合体重计算营养需要设计饲粮^[15]，基础饲粮组成及营养水平见表 1。试验牛采用全混合日粮(TMR)结合颈枷方式实行单槽饲喂，日饲喂2次(06:00和14:30)。正试期每2周连续3 d测定采食量，饲喂后自由饮水。

1.3 样品采集、测定指标与方法

试验开始、前期及后期结束时连续2 d空腹称重，取平均值作为试验牛体重。

将90 d正试期按照每30 d为1期分为前期、中期和后期，从每组固定选择4头试验牛，在每期的第14、15和16天连续3 d每天分2次(06:00和18:00)从每头牛的直肠采粪500 g左右，混合均匀后准确称取粪样200 g，按照200 g粪样加50 mL 10%酒石酸比例混匀，并在-20 ℃条件下贮存，每期把每头牛3 d的粪样混合再取样分析；在每期的第15天对该4头牛颈静脉采血，在3 000 r/min条件下离心20 min制取血清，样品在-20 ℃条件下贮存待分析。取3期分析结果的平均值为该指标值。

试验期间每周采集TMR样品和剩余饲粮，经粉碎、过筛、混匀后用四分法制样250 g。粪样和料样中水分含量用恒温(105 ℃)干燥法(GB 5009.3—2010)测定；粗蛋白质(CP)含量用凯氏定氮法(GB 5009.5—2010)测定；中性洗涤纤维(NDF)和酸性洗涤纤维(ADF)含量采用Van Soest方法测定；酸不溶灰分(AIA)含量采用4 mol/L盐酸不溶灰分法^[16]测定。在分析粗蛋白质、粗脂肪、粗纤维、粗灰分含量的基础上计算无氮浸出物含量。采用内源指示剂法测定饲粮养分表观消化率。

血清葡萄糖(GLU)含量采用氧化酶法测定；血清总胆固醇(TCHO)含量采用COD-PAP法测定；血清总蛋白(TP)含量采用微量酶标法测定；血清谷丙转氨酶(ALT)活性采用微板法测定；血清谷草转氨酶(AST)活性采用赖氏法测定；血清尿素氮(UN)含量采用二乙酰肟比色法测定。上述指标均用UV-2802紫外可见分光光度计测定。血清氨甲酰磷酸合成酶-Ⅰ(CPS-Ⅰ)活性及胰岛素(INS)、生长激素(GH)、胰高血糖素(GC)、儿茶酚胺、甲状腺素(T₄)、三碘甲腺原氨酸(T₃)、半胱氨酸(Cys)、谷胱甘肽(GSH)、促甲状腺素(TSH)、肌酐、皮质酮含量采用酶标仪(型号INFINITE M NANO，TECAN，瑞士)测定。

1.4 数据统计

用Excel 2010对试验数据进行初步整理，然后用SAS 8.0的ANOVA模块进行单因素方差分析，用Duncan氏法进行多重比较，P＜0.05为差异显著，P＜0.01为差异极显著。

2 结果 2.1 全株玉米青贮饲粮营养价值改进技术对肉牛生长性能的影响

由表 2可知，第3、4组的平均日增重显著高于第1组(P＜0.05)，其他各组之间差异不显著(P＞0.05)，各组之间的平均干物质采食量差异不显著(P＞0.05)，第1组的料重比极显著高于第2、3和4组(P＜0.01)，第1、2组显著高于第3、4组(P＜0.05)，其他各组之间差异不显著(P＞0.05)。

2.2 全株玉米青贮饲粮营养价值改进技术对肉牛养分表观消化率的影响

由表 3可知，第2组粗蛋白质表观消化率极显著高于第1组(P＜0.01)，第3、4组显著高于第1组(P＜0.05)，其他各组之间差异不显著(P＞0.05)；各组间中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维表观消化率差异不显著(P＞0.05)；第2、3和4组粗脂肪和无氮浸出物表观消化率分别极显著(P＜0.01)和显著(P＜0.05)高于第1组，其余各组之间差异不显著(P＞0.05)。

2.3 全株玉米青贮饲粮营养价值改进技术对肉牛血清相关酶活性的影响

由表 4可知，各组间血清酶活性差异不显著(P＞0.05)。

2.4 全株玉米青贮饲粮营养价值改进技术对肉牛血清生化指标的影响

由表 5可知，第3、4组血清尿素氮和肌酐含量显著低于第2组(P＜0.05)，第4组血清半胱氨酸含量显著低于第1、2组(P＜0.05)，但对于其他血清生化指标，各组间差异不显著(P＞0.05)。

2.5 全株玉米青贮饲粮营养价值改进技术对肉牛血清相关激素含量的影响

由表 6可知，第3、4组血清生长激素含量显著高于第1组(P＜0.05)，第3、4组之间差异不显著(P＞0.05)，其他血清激素指标各组间差异不显著(P＞0.05)。

3 讨论 3.1 全株玉米青贮饲粮营养价值改进技术对肉牛生长性能的影响

本试验结果表明，全株玉米青贮不同的营养价值改进技术对干物质采食量无不良影响，能极显著降低料重比，在加菌青贮的基础上添加RPL和RPM能显著提高肉牛的平均日增重，加菌青贮的平均日增重有提高的趋势。陈跃鹏等^[10]的研究表明，无论是全株玉米青贮或玉米秸秆青贮在添加青贮添加剂后，对干物质采食量、平均日增重和料重比均无显著影响，除料重比的结果外，其他指标与本试验结果一致。陈跃鹏等^[10]的结果与本试验不完全吻合，这可能是由于不同的牛品种、生理阶段、饲粮结构等导致的。Xue等^[17]研究表明，试验牛添加10 g/d的RPL对干物质采食量影响不显著，但显著提高了肉牛平均日增重和降低了料重比，与本试验结果完全一致。Wright等^[18]的研究结果表明，添加RPM和RPL可提高生长公牛的体增重或饲料效率。高岩等^[13]研究结果表明，饲粮同时添加RPM和RPL后，试验乳用公牛的平均日增重均显著高于对照组，料重比显著低于对照组，均与本结果完全一致。

反刍动物吸收的氨基酸主要来源于瘤胃微生物蛋白和饲粮非降解蛋白质，由于进入小肠的饲粮非降解蛋白质的氨基酸组成变异大，Wiliams等^[19]的研究表明，对于以玉米和玉米青贮为基础饲粮的肉牛来说，Lys和Met为限制性氨基酸，提高进入小肠的蛋白质中的Lys和Met比例会改善氨基酸平衡；另外，和以全株玉米青贮为主要粗饲料的第1组相比，第2组的加菌全株玉米青贮饲粮极显著提高了粗蛋白质和粗脂肪表观消化率，显著提高了无氮浸出物表观消化率，两者共同作用而提高肉牛的生长性能。

3.2 全株玉米青贮饲粮营养价值改进技术对肉牛养分表观消化率的影响

本试验结果表明，在以全株玉米青贮为主要粗饲料的基础饲粮中，通过加菌、在加菌基础上单独添加RPL和同时添加RPL和RPM，除中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维表观消化率的生物统计不显著外，粗蛋白质、粗脂肪和无氮浸出物表观消化率均极显著或显著高于第1组。孙雪莉等^[3]的研究表明，加菌全株玉米青贮的所有养分表观消化率均高于全株玉米青贮，但生物统计均不显著，这可能是试验条件不完全一致所致。黄健等^[20]的研究结果显示，添加RPM显著提高了梅花鹿饲粮中粗蛋白质和粗脂肪表观消化率，与本试验结果一致。根据本试验结果，加菌全株玉米青贮比全株玉米青贮的中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量分别下降了24.41%和17.98%，与前人结果^{[3, 10]}相似，加菌青贮的中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量的下降可能是除中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维之外的所有养分表观消化率提高的内在原因^[10]。

3.3 全株玉米青贮饲粮营养价值改进技术对肉牛血清相关酶活性的影响

ALT和AST不仅是反映肝细胞状况的指标，也是蛋白质中间代谢的关键酶。陈跃鹏等^[10]的研究结果表明，无论是全株玉米青贮或玉米秸秆青贮在添加青贮添加剂后，肉牛血清ALT和AST活性差异均不显著。薛丰等^[1]的研究表明，玉米青贮和玉米为饲粮基础添加RPL均不影响肉牛血清ALT和AST活性。刘松啸等^[12]在梅花鹿仔鹿饲粮中添加Met后，血清ALT和AST活性差异均不显著。本试验结果与前人的研究结果完全一致，表明全株玉米青贮加菌、或者添加氨基酸对血清ALT和AST活性无显著影响。CPS-Ⅰ存在于肝线粒体中，是以游离氨作为氨基供体合成氨甲酰磷酸，参与鸟氨酸循环而最终合成代谢产物尿素。本试验的第2、3、4组的血清CPS-Ⅰ活性与第1组相比均有所降低，其中第3、4组降低的更多，虽然生物统计结果不显著，但有明显下降趋势，这可能与加菌青贮的中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量的下降有关^[10]，中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量的下降促进了瘤胃快速发酵^[21]，及时提供了碳链与释放的氨气结合形成微生物蛋白，降低了血氨含量，并进而降低了血清CPS-Ⅰ活性。对于第3、4组来说，这可能是添加这些限制性氨基酸促进了氨基酸平衡，提高了机体对蛋白质的利用率引起，是和血清尿素氮含量的下降相联系的。

3.4 全株玉米青贮饲粮营养价值改进技术对肉牛血清生化指标的影响

总胆固醇主要受饲粮能量水平影响，能反映饲粮能量水平的高低，同时也能反映脂类代谢情况。本试验结果表明，加菌、添加氨基酸等措施与第1组相比，血清总胆固醇含量差异均不显著。陈跃鹏等^[10]的研究结果表明，无论是全株玉米青贮或玉米秸秆青贮在添加青贮添加剂后，血清总胆固醇含量差异均不显著。薛丰等^[1]的研究表明，以玉米和玉米青贮为基础饲粮添加不同剂量的RPL均不影响育肥肉牛血液总胆固醇含量。云伏雨^[22]的研究表明，泌乳奶牛血清总胆固醇含量不受RPL水平的影响。以上研究均与本试验结果一致。动物体内的胆固醇可来自于饲粮和体内的合成，除特别添加脂类外，反刍动物体内合成数量远大于饲粮部分。肝脏合成的胆固醇占合成总量的70%以上，合成胆固醇的原料是乙酰辅酶A，其来源有体内葡萄糖的有氧氧化、丙氨酸、脂肪和酮体的分解代谢等，本试验各组合成乙酰辅酶A的前体物一致，且反映肝细胞健康状况的血清ALT和AST活性也在正常范围内，故各组血清总胆固醇含量差异不显著。

血清总蛋白含量能反映饲粮蛋白质水平及动物机体对蛋白质合成代谢的强弱。本试验中各组血清总蛋白含量均在正常范围内，各组间无显著差异。由于以全株玉米青贮为主要粗粗料的基础饲粮的限制性氨基酸是Lys和Met^[19]，第3、4组分别添加了RPL与RPL和RPM后，改善了机体氨基酸的平衡性，与第2组相比，有下降的趋势；而第2组比第1组高的原因可能是加菌青贮本身营养价值改善引起的。

血清尿素氮含量可以反映机体的蛋白质代谢和氨基酸平衡状况，陈跃鹏等^[10]的研究表明，加菌青贮不影响血清尿素氮含量。Xue等^[17]的研究表明，随着RPL添加量提高，试验牛血清中尿素氮含量呈二次曲线下降，但组间差异不显著。刘松啸等^[12]在梅花鹿仔鹿饲粮中添加Met有降低血清尿素氮含量的趋势，与本试验结果完全一致，这可能是因为Lys和Met为限制性氨基酸，由于氨基酸代谢不平衡导致第1组的血清尿素氮含量较高，添加后，补充了氨基酸的不足，加速了蛋白质的合成或减缓了蛋白质的降解，提高了对蛋白质的利用率，降低了血清尿素氮的含量。

肌酸是形成肌酐的唯一前体物，肌酸由精氨酸和甘氨酸在S-腺苷甲硫氨酸(SAM)作用下生成，超过正常范围的肌酐含量是肾脏疾病的表现。姜淑贞等^[23]的研究表明，瘤胃投饲RPL可以同时增加Lys本身和Met在十二指肠的流通量和表观消化率。Xue等^[17]的研究表明，随着RPL添加量提高，试验牛血清中Met含量呈线性显著下降。这可能是添加Lys提高了总必需氨基酸的利用效率引起的，由于血液中Met含量的下降，可能降低了提供活性甲基的量，使肌酐含量下降。

Met、半胱氨酸和胱氨酸是机体内的3种含硫氨基酸，它们的代谢是相互联系的。Met可以转化为半胱氨酸和胱氨酸，半胱氨酸和胱氨酸可以互相转化，但半胱氨酸和胱氨酸不能转化为Met。本试验血清中半胱氨酸含量的下降可能是与添加Lys和Met有关。投饲RPL和RPM均可以增加Met在十二指肠的表观消化率^[23-24]，因此，添加Lys和Met均会提高Met的利用效率，两者均为限制性氨基酸，可提高氨基酸的平衡性和氨基酸的利用效率^[18]，这可能导致Met转化为半胱氨酸的量下降，所以，降低了血清中半胱氨酸含量。

谷胱甘肽由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸残基组成，与体内的维生素E、维生素C共同构成体内抗氧化系统，保护含巯基蛋白质、生物膜等免于氧化和自由基的氧化带来的损伤。由于血清中半胱氨酸含量下降，因而谷胱甘肽含量也下降。

胆固醇是产生肾上腺皮质激素和孕激素的唯一前体物质^[25]，皮质酮是肾上腺糖皮质激素的代表，其生理作用是促进糖异生并升高血糖、促进肌肉和体脂肪分解^[26]。由于各组血清胆固醇含量无显著差异，所以，各组血清皮质酮含量无显著差异，但各种处理均有降低皮质酮含量的趋势，与平均日增重提高相呼应。

肾上腺髓质与肾上腺皮质有密切的细胞与血液联系，肾上腺髓质激素的合成受糖皮质激素的影响。肾上腺糖皮质激素可提高合成儿茶酚胺激素的各种酶的活性，从而促进肾上腺髓质激素的合成，同时，肾上腺髓质与交感神经系统组成交感-肾上腺髓质系统，与下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴协同作用，在肾上腺皮质激素基础上，通过强心和升高血压为应对机体的应激或应急做准备^[26]。儿茶酚胺是指肾上腺素(E)、去甲肾上腺素(NE)和多巴胺(DA)的总称，都由苯丙氨酸沿着酪氨酸通路代谢而来，是交感神经节细胞与效应器之间的神经递质。

神经系统通过儿茶酚胺这种神经递质实现对内分泌和免疫系统的调控，糖皮质激素和儿茶酚胺均具有免疫抑制作用。本试验中各组血清儿茶酚胺含量差异不显著，其原因可能是血清胆固醇、皮质酮含量的无差异引起，前人结果也显示添加RPL不能影响血液苯丙氨酸含量^[23]，而苯丙氨酸是合成儿茶酚胺的前体物，本试验结果是三者共同作用形成的。本研究添加氨基酸后其绝对值均低于对照组，和前面的补充氨基酸加速了蛋白质的合成的结果相对应，说明添加氨基酸后具有降低儿茶酚胺含量的趋势。

3.5 全株玉米青贮饲粮营养价值改进技术对肉牛血清相关激素含量的影响

生长激素能促进机体物质代谢与生长发育，对机体各个器官和各种组织均有影响，尤其对骨骼、肌肉及内脏器官的作用最为显著。促甲状腺激素、T₃和T₄与机体基础代谢有关，正常范围内较高含量的生长激素能提高生长育肥牛生长速度，促甲状腺激素、T₃和T₄能提高基础代谢水平。本试验中第3、4组血清生长激素含量显著高于第1组，其他激素含量均无显著差异，在以全株玉米青贮为主要粗饲料的基础饲粮中，加菌、在加菌基础上单独添加RPL和同时添加RPL和RPM 3种改进技术的血清生长激素含量均高于第1组，表明这3种改进技术对肉牛有促生长作用的趋势，对肉牛基础代谢没有显著影响。胰岛素具有降低血糖含量的作用，胰岛素缺乏时，血糖含量升高。胰高血糖素作用与胰岛素相反。本试验中血清胰岛素和胰高血糖素含量各组间差异均不显著，表明这3种改进技术对肉牛血糖调节无不良影响。

4 结论

在制作全株玉米青贮时添加青贮添加剂(加菌青贮)、在加菌基础上添加RPL、在加菌基础上同时添加RPL和RPM 3种改进技术能不同程度提高肉牛的平均日增重、养分表观消化率和血清生长激素含量，降低料重比，对干物质采食量和血清相关酶活性影响不显著，对除血清尿素氮、肌酐和半胱氨酸含量之外的其他血清生化指标影响不显著。饲喂加菌青贮是全株玉米青贮饲粮营养价值改进技术的基础，补充RPL效果优于RPM。