动物营养学报 >

2025 , Vol. 37 >Issue 2: 1114 - 1126

DOI: https://doi.org/10.12418/CJAN2025.097

研究论文

菜籽粕替代豆粕对育肥羊生长性能、血清生化指标、营养物质消化率及瘤胃微生物的影响

  • 刘紫萌 , 1 ,
  • 宋杰 2 ,
  • 魏赜 1 ,
  • 王泽璇 1 ,
  • 韩双祎 1 ,
  • 赵雯 1 ,
  • 尹雪姣 1 ,
  • 段春辉 1 ,
  • 刘月琴 1 ,
  • 张英杰 , 1, *
展开
  • 1 河北农业大学动物科技学院,保定 071000
  • 2 南宫市农业农村局,南宫 055750
*张英杰,教授,博士生导师,E-mail:

刘紫萌(2001—),女,河北石家庄人,硕士研究生,研究方向为反刍动物营养与饲料科学。E-mail:

Copy editor: 菅景颖

收稿日期: 2024-08-09

  网络出版日期: 2025-02-16

基金资助

国家现代肉羊产业技术体系建设项目(CARS-38)

收起

Effects of Rapeseed Meal Replacing Soybean Meal on Growth Performance, Serum Biochemical Indexes, Nutrient Digestibility and Rumen Microorganisms of Fattening Sheep

  • LIU Zimeng , 1 ,
  • SONG Jie 2 ,
  • WEI Ze 1 ,
  • WANG Zexuan 1 ,
  • HAN Shuangyi 1 ,
  • ZHAO Wen 1 ,
  • YIN Xuejiao 1 ,
  • DUAN Chunhui 1 ,
  • LIU Yueqin 1 ,
  • ZHANG Yingjie , 1, *
Expand
  • 1 College of Animal Science and Technology, Agricultural University of Hebei, Baoding 071000, China
  • 2 Agriculture and Rural Bureau of Nangong, Nangong 055750, China
*professor, E-mail:

Received date: 2024-08-09

  Online published: 2025-02-16

Fold

摘要

本试验旨在探究饲粮中用菜籽粕替代豆粕对育肥羊生长性能、血清生化指标、营养物质消化率及瘤胃微生物的影响。选取60只体重(18.12±0.28) kg的3月龄健康育肥羔羊,随机均分为3组,分别用菜籽粕替代0(对照组)、50%(试验Ⅰ组)和100%(试验Ⅱ组)的豆粕。试验期30 d,其中预试期10 d,正试期20 d。试验期间记录试验羊体重、采食量,并于正试期第20天采集血液和瘤胃液。结果表明:各组的生长性能、营养物质消化率、血清生化指标以及瘤胃液pH、氨态氮和微生物蛋白浓度均无显著差异(P>0.05)。对照组瘤胃液中乙酸、丙酸和总挥发性脂肪酸浓度显著高于试验Ⅰ组和试验Ⅱ组(P<0.05),戊酸浓度显著高于试验Ⅰ组(P<0.05)。在瘤胃微生物属水平上,试验Ⅱ组互营球菌属的相对丰度显著高于对照组和试验Ⅰ组(P<0.05);试验Ⅰ组真杆菌属的相对丰度显著高于对照组和试验Ⅱ组(P<0.05);对照组小杆菌属的相对丰度显著高于试验Ⅰ组和试验Ⅱ组(P<0.05);试验Ⅰ组与试验Ⅱ组普雷沃氏菌科UCG-001的相对丰度显著高于对照组(P<0.05)。综上所述,在育肥羊饲粮中,用菜籽粕替代50%或100%的豆粕对育肥羊的生长性能、血清生化指标、营养物质消化率均无显著影响,但降低了饲料成本,提高了经济效益。

关键词： 育肥羊; 菜籽粕; 生长性能; 血清生化指标; 瘤胃微生物

本文引用格式

刘紫萌 , 宋杰 , 魏赜 , 王泽璇 , 韩双祎 , 赵雯 , 尹雪姣 , 段春辉 , 刘月琴 , 张英杰 . 菜籽粕替代豆粕对育肥羊生长性能、血清生化指标、营养物质消化率及瘤胃微生物的影响[J]. 动物营养学报, 2025 , 37(2) : 1114 -1126 . DOI: 10.12418/CJAN2025.097

Abstract

This experiment was conducted to investigate the effects of rapeseed meal replacing soybean meal in diets for fattening sheep on growth performance, serum biochemical indexes, nutrient digestibility and rumen microorganisms. Sixty 3-month-old healthy fattening lambs with body weight of (18.12±0.28) kg were randomly divided into 3 groups and fed diets with soybean meal replaced with rapeseed meal, and the substitution ratios were 0 (control group), 50% (test group Ⅰ) and 100% (test group Ⅱ), respectively. Each group had 20 sheep, and each sheep as a repetition. The experiment period was 30 days, including 10 days for pre-test period and 20 days for the test period. During the experiment, the body weight and feed intake of the experimental lambs were recorded. The blood and rumen fluid were collected on the 20th day of the test period. The results showed that there were no significant differences in growth performance, nutrient digestibility, serum biochemical indices, and rumen fluid pH, ammonia nitrogen and microbial protein concentrations among all groups (P>0.05). The concentrations of acetate, propionate and total volatile fatty acids in rumen fluid in control group were significantly higher than those in test group Ⅰ and test group Ⅱ (P<0.05), and the concentration of valerate in control group was significantly higher than that in test group Ⅰ (P<0.05). At genus level of rumen microorganisms, the relative abundance of Syntrophococcus in test group Ⅱ was significantly higher than that in control group and test group Ⅰ (P<0.05); the relative abundance of Eubacterium in test group Ⅰ was significantly higher than that in control group and the test group Ⅱ (P<0.05); the relative abundance of Dialister in control group was significantly higher than that in test group Ⅰ and test group Ⅱ (P<0.05); the relative abundance of Prevotellaceae_UCG-001 in test group Ⅰ and test group Ⅱ was significantly higher than that in control group (P<0.05). In conclusion,replacing 50% or 100% soybean meal with rapeseed meal in the diet of fattening sheep has no significant effects on growth performance, serum biochemical indexes and nutrient digestibility, but can reduce feed cost, increase economic efficiency.

Key words： fattening sheep; rapeseed meal; growth performance; serum biochemical indexes; rumen microorganism

随着现代养羊业向规模化和集约化发展,肉羊育肥已经成为畜牧生产中的一个重要环节。但饲料原料的短缺日益明显,其中蛋白质饲料原料的短缺尤为突出。豆粕是大豆提取豆油后得到的一种副产品,是动物饲料生产中广泛应用的蛋白质来源之一[1]。我国是大豆资源短缺的国家,大豆进口量大,进口依存度高[2]。为此,降低饲粮中豆粕用量,并寻找质优、价廉、本土化的豆粕替代品尤为重要。菜籽粕作为油菜籽经过榨油浸提后所得的副产品,含有丰富的粗蛋白质,是动物饲料的良好蛋白质来源。菜籽粕价格低廉,价格仅为豆粕的60%左右,且氨基酸组成较平衡[3⇓-5],用菜籽粕替代饲粮中部分豆粕,不仅可以缓解豆粕资源紧缺,还能够降低饲料成本。Paula等[6]研究发现,在奶牛饲粮中用菜籽粕等氮替代豆粕,对其生产性能没有显著影响,但提高了氮消化率和采食量,提高了瘤胃降解蛋白质供给量的趋势,并有降低尿和粪中氮排出量的趋势,降低了对环境的负面影响。朱冠群等[7]研究显示,用菜籽粕替代豆粕后,育肥牛的增重并未受到影响,而饲养成本可减少10%左右。目前,菜籽粕主要应用于水产动物上,在反刍动物上的应用研究相对较少。因此,本试验拟研究菜籽粕替代豆粕对育肥羊生长性能、血液生化指标、营养物质消化率及瘤胃微生物的影响,为今后菜籽粕在肉羊上的应用提供技术指导。

1 材料与方法

1.1 伦理声明

本试验得到了河北农业大学动物伦理委员会的许可(许可证号No.2023087)。

1.2 试验设计及饲养管理

本试验于2023年7—9月在河北省保定市唐县农盛牧业有限公司养殖场进行。选取60只健康、体重[(18.12±0.28) kg]相近的3月龄小尾寒羊×东北细毛羊杂交公羔为试验动物,随机分为3组,每组20只羊,每只羊为1个重复。3组具体处理如下:对照组饲喂100%以豆粕为蛋白质原料的饲粮;试验Ⅰ组饲喂以50%菜籽粕和50%豆粕为蛋白质原料的饲粮;试验Ⅱ组饲喂100%以菜籽粕为蛋白质原料的饲粮。3种试验饲粮等氮等能,其组成及营养水平见表1。试验羊均为单栏饲养,每天07:00和17:00各饲喂1次,试验期间育肥羊自由饮水和采食。预试期10 d,正试期20 d。
表1 试验饲粮组成及营养水平(干物质基础)

Table 1 Composition and nutrient levels of experimental diets (DM basis) %

项目Items 对照组Control group 试验Ⅰ组Test group Ⅰ 试验Ⅱ组Test group Ⅱ
原料Ingredients
花生秧Peanut vine 17.50 16.00 13.20
玉米Corn 53.40 50.00 45.50
豆粕Soybean meal 25.90 15.40
菜籽粕Rapeseed meal 15.40 38.10
预混料Premix1) 3.20 3.20 3.20
合计Total 100.00 100.00 100.00
营养水平Nutrient levels2)
代谢能ME/(MJ/kg) 11.50 11.47 11.38
粗蛋白质CP 16.14 16.34 16.54
中性洗涤纤维NDF 23.66 26.54 30.09
酸性洗涤纤维ADF 13.09 15.35 18.15
钙Ca 0.78 0.80 0.83
磷P 0.32 0.35 0.37

1)预混料为每千克饲粮提供 The premix provided the following per kg of diets:VA 6 400 IU,VD3 8 000 IU,VE 26.80 IU,Fe 37.40 mg,Cu 7.2 mg,Mn 35 mg,Zn 50 mg,I 0.36 mg,Se 0.24 mg,Co 0.24 mg。

2)代谢能为参照NY/T 816—2021所得计算值,其余为实测值。ME was a calculated value according to NY/T 816—2021, while the others were measured values.

1.3 样品采集与指标测定

1.3.1 生长性能的测定

正试期第1天和第30天晨饲前对试验羊称重,作为初始体重(IBW)及终末体重(FBW),每天记录剩料量,计算平均日增重(ADG)、平均日采食量(ADFI)及料重比(F/G)。计算方法如下:
ADG=(FBW-IBW)/饲养天数;
ADFI=总采食量/饲养天数;
F/G=ADFI/ADG。

1.3.2 营养物质消化率的测定

在正试期第30天,每个组随机选择10只体重相近的试验羊,固定时间收集当天全部粪样,称重后按粪重量的10%采集并冷冻保存,对所收集的粪样和饲粮样品中的干物质(DM)、粗蛋白质(CP)、粗脂肪(EE)、中性洗涤纤维(NDF)和酸性洗涤纤维(ADF)含量进行测定,测定方法分别参考GB/T 6435—2014、GB/T 6432—2018、GB/T 6433—2006、GB/T 20806—2022、NY/T 1459—2022。采用盐酸不溶灰分(AIA)内源指示剂法测定营养物质消化率。此外,饲粮中钙(Ca)、磷(P)含量的测定分别参照GB/T 6436—2018、GB/T 6437—2018。
营养物质消化率计算公式如下:
某营养物质消化率(%)=[1-(粪中某养分含量/饲粮中某养分含量)×(饲粮中AIA含量/粪中AIA含量)]×100。

1.3.3 血清生化指标的测定

在正试期第30天清晨,每组选择10只试验羊(与消化代谢试验同批),空腹颈静脉采血5 mL于促凝管中,室温静置30 min,1 006.2×g离心15 min,分离血清-80 ℃保存,备用。采用酶联免疫吸附试验(ELISA)试剂盒测定血清尿素氮(UN)、总蛋白(TP)、肌酐(CRE)、免疫球蛋白G(IgG)、免疫球蛋白M(IgM)、免疫球蛋白A(IgA)含量与谷草转氨酶(AST)、谷丙转氨酶(ALT)活性,试剂盒均购自华悦昌(北京)生物技术有限公司,具体操作方法参照试剂盒说明书进行。

1.3.4 瘤胃发酵参数的测定

在正试期第30天清晨,每组选择10只试验羊(与消化代谢试验同批)空腹进行瘤胃液采集,用瘤胃口腔导管法将胃管式瘤胃液采样器从羊口腔缓慢插入至瘤胃中采集新鲜瘤胃液。采集的瘤胃液经4层纱布过滤后分装到4个10 mL冻存管中(冻存前添加2 mL 25%的偏磷酸),用于测定瘤胃液pH及氨态氮(NH3-N)、微生物蛋白(MCP)、挥发性脂肪酸(VFA)浓度。瘤胃液pH用便携式pH计测定;NH3-N浓度使用比色法测定;MCP浓度采用考马斯亮蓝法测定;VFA浓度用气相色谱仪测定。

1.3.5 瘤胃微生物的测定

在正试期第30天清晨,每组选择10只试验羊(与消化代谢试验同批)空腹进行瘤胃液采集,放入1.8 mL冻存管,-80 ℃保存。将冻存管中的瘤胃液解冻后进行16S rRNA测序,测序由北京奥维森基因科技有限公司完成,主要分析瘤胃微生物的α多样性、β多样性、门水平及属水平的相对丰度。

1.4 数据统计与分析

所有试验数据采用Excel 2019进行初步记录和整理,利用SPSS 20.0软件进行单因素方差分析,并采用Duncan氏法进行均值多重比较,试验结果以平均值和均值标准误(SEM)表示,P<0.05表示差异显著。

2 结果与分析

2.1 菜籽粕替代豆粕对育肥羊生长性能的影响

由表2可知,各组的IBW、FBW、ADG、ADFI、F/G均无显著差异(P>0.05)。
表2 菜籽粕替代豆粕对育肥羊生长性能的影响

Table 2 Effects of rapeseed meal replacing soybean meal on growth performance of fattening sheep

项目
Items		 对照组
Control group		 试验Ⅰ组
Test group Ⅰ		 试验Ⅱ组
Test group Ⅱ		 均值标准误
SEM		 P值
P-value
初始体重IBW/kg 17.89 18.39 19.12 0.293 0.229
试验末重FBW/kg 26.72 27.34 28.71 0.433 0.160
平均日增重ADG/kg 0.35 0.36 0.39 0.011 0.312
平均日采食量ADFI/kg 0.94 0.94 0.93 0.012 0.869
料重比F/G 2.70 2.70 2.36 0.073 0.085

同行数据肩标无字母或相同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)。下表同。

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

2.2 菜籽粕替代豆粕对育肥羊营养物质消化率的影响

由表3可知,DM、CP、EE、ADF和NDF消化率各组间均无显著差异(P>0.05)。
表3 菜籽粕替代豆粕对育肥羊营养物质消化率的影响

Table 3 Effects of rapeseed meal replacing soybean meal on nutrient digestibility of fattening sheep %

项目
Items		 对照组
Control group		 试验Ⅰ组
Test group Ⅰ		 试验Ⅱ组
Test group Ⅱ		 均值标准误
SEM		 P值
P-value
干物质DM 85.47 87.56 84.25 0.674 0.124
粗蛋白质CP 79.78 81.27 78.71 1.068 0.630
粗脂肪EE 80.53 87.44 88.73 1.831 0.145
中性洗涤纤维NDF 43.34 59.78 59.66 4.089 0.093
酸性洗涤纤维ADF 22.73 36.83 37.87 4.243 0.284

2.3 菜籽粕替代豆粕对育肥羊血清生化指标的影响

由表4可知,血清中TP、UN、CRE、IgA、IgG、IgM含量与ALT、AST活性各组间均无显著差异(P>0.05)。
表4 菜籽粕替代豆粕对育肥羊血清生化指标的影响

Table 4 Effects of rapeseed meal replacing soybean meal on serum biochemical indexes of fattening sheep

项目
Items		 对照组
Control group		 试验Ⅰ组
Test group Ⅰ		 试验Ⅱ组
Test group Ⅱ		 均值标准误
SEM		 P值
P-value
总蛋白TP/(mg/mL) 65.29 67.25 63.17 0.915 0.182
尿素氮UN/(mmol/L) 5.96 6.44 6.13 0.166 0.504
肌酐CRE/(μmol/L) 87.67 84.10 74.60 2.927 0.172
谷丙转氨酶ALT/(U/L) 18.55 17.56 18.10 0.446 0.681
谷草转氨酶AST/(U/L) 94.11 95.50 93.23 1.770 0.874
免疫球蛋白A IgA/(pg/mL) 21.25 19.14 19.66 1.070 0.725
免疫球蛋白G IgG/(mg/mL) 27.31 26.90 24.51 1.108 0.551
免疫球蛋白M IgM/(μg/mL) 696.93 729.41 738.52 28.375 0.836

2.4 菜籽粕替代豆粕对育肥羊瘤胃发酵参数的影响

由表5可知,瘤胃液pH、NH3-N及MCP浓度各组间均无显著差异(P>0.05);对照组瘤胃液乙酸、丙酸和总挥发性脂肪酸浓度显著高于试验Ⅰ组与试验Ⅱ组(P<0.05),但试验Ⅰ组与试验Ⅱ组之间差异不显著(P>0.05);对照组瘤胃液戊酸浓度显著高于试验Ⅰ组(P<0.05),与试验Ⅱ组差异不显著(P>0.05);瘤胃液丁酸浓度和乙丙比各组间均无显著差异(P>0.05)。
表5 菜籽粕替代豆粕对育肥羊瘤胃发酵参数的影响

Table 5 Effects of rapeseed meal replacing soybean meal on rumen fermentation parameters of fattening sheep

项目
Items		 对照组
Control group		 试验Ⅰ组
Test group Ⅰ		 试验Ⅱ组
Test group Ⅱ		 均值标准误
SEM		 P值
P-value
pH 6.44 6.86 6.62 0.075 0.062
氨态氮NH3-N/(mg/dL) 25.30 21.93 21.67 2.739 0.854
微生物蛋白MCP/(mg/mL) 7.55 8.44 7.79 0.544 0.828
乙酸Acetate/(mmol/L) 4.39a 2.68b 2.91b 0.315 0.021
丙酸Propionate/(mmol/L) 12.65a 6.15b 5.53b 1.236 0.003
丁酸Butyrate/(mmol/L) 0.94 0.46 1.04 0.157 0.301
戊酸Valerate/(mmol/L) 0.25a 0.09b 0.13ab 0.029 0.048
总挥发性脂肪酸TVFA/(mmol/L) 18.24a 9.38b 9.62b 1.638 0.009
乙丙比A/P 0.35 0.44 0.58 0.044 0.075

2.5 菜籽粕替代豆粕对育肥羊瘤胃微生物的影响

2.5.1 育肥羊瘤胃微生物操作分类单元(OTU)分析

通过对各组的瘤胃微生物进行OTU分析,结果发现,对照组特有的OTU为472个,试验Ⅰ组特有的OTU为352个,试验Ⅱ组特有的OTU为395个,而3组共享的OTU有2 067个,如图1所示。
图1 瘤胃微生物OTU韦恩图

Fig.1 Venn diagram of OTU of rumen microorganisms

2.5.2 育肥羊瘤胃微生物Alpha多样性分析

由表6可知,瘤胃微生物的Chao1指数、Goods_coverage指数、Observed_species指数、PD_whole_tree指数、Shannon指数、Simpson指数各组间均无显著差异(P>0.05)。
表6 菜籽粕替代豆粕对育肥羊瘤胃微生物Alpha多样性的影响

Table 6 Effects of rapeseed meal replacing soybean meal on Alpha diversity of rumen microorganisms of fattening sheep

项目
Items		 对照组
Control group		 试验Ⅰ组
Test group Ⅰ		 试验Ⅱ组
Test group Ⅱ		 均值标准误
SEM		 P值
P-value
Chao1指数Chao1 index 1 947.24 1 581.72 1 589.69 73.629 0.060
Goods_coverage指数
Goods_coverage index		 0.99 0.99 0.99 <0.001 0.387
Observed_species指数
Observed_species index		 1 424.99 1 198.84 1 213.30 57.201 0.201
PD_whole_tree指数
PD_whole_tree index		 97.18 86.22 86.90 2.956 0.247
Shannon指数Shannon index 5.96 5.51 5.67 0.123 0.339
Simpson指数Simpson index 0.94 0.92 0.93 0.007 0.717

2.5.3 育肥羊瘤胃微生物Beta多样性分析

主坐标分析(PCoA,图2)显示,在第1主成分上的解释度是22.3%,在第2主成分上的解释度是15.78%。通过对各组的瘤胃微生物进行ANOSIM分析可知,对照组与试验Ⅰ组的R值为0.212,P值为0.035;对照组与试验Ⅱ组的R值为0.174,P值为0.041;试验Ⅰ组与试验Ⅱ组的R值为0.217,P值为0.022。这表明对照组和试验Ⅰ组、对照组和试验Ⅱ组、试验Ⅰ组和试验Ⅱ组之间菌群结构存在显著差异(P<0.05)。
图2 主坐标分析图

Fig.2 PCoA diagram

2.5.4 育肥羊瘤胃微生物门水平物种组成及优势菌门相对丰度分析

羊瘤胃微生物门水平物种组成见图3。筛选瘤胃微生物中相对丰度>0.01优势菌门,发现各组的主要优势菌门均为厚壁菌门(Firmicutes)、变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidota),上述菌门的相对丰度各组之间均无显著差异(P>0.05,表7)。
图3 瘤胃微生物门水平物种组成

Fig.3 Species composition of rumen microorganisms at phylum level

表7 育肥羊瘤胃微生物中优势菌门的相对丰度

Table 7 Relative abundances of dominant phyla in rumen microorganisms of fattening sheep

项目
Items		 对照组
Control group		 试验Ⅰ组
Test group Ⅰ		 试验Ⅱ组
Test group Ⅱ		 均值标准误
SEM		 P值
P-value
厚壁菌门Firmicutes 0.30 0.28 0.38 0.019 0.063
变形菌门Proteobacteria 0.27 0.32 0.21 0.031 0.393
拟杆菌门Bacteroidota 0.42 0.39 0.38 0.023 0.757

2.5.5 育肥羊瘤胃微生物属水平物种组成及优势菌属相对丰度分析

3组育肥羊瘤胃微生物属水平物种组成见图4。对瘤胃微生物中相对丰度>0.001的菌属进行筛选,发现各组的优势菌属主要有普雷沃氏菌属(Prevotella)、琥珀酸弧菌科UCG-001(Succinivibrionaceae_UCG-001)等。由表8可知,试验II组互营球菌属(Syntrophococcus)的相对丰度显著高于对照组和试验I组(P<0.05);试验I组真杆菌属(Eubacterium_eligens_group)的相对丰度显著高于对照组和试验II组(P<0.05);对照组小杆菌属(Dialister)的相对丰度显著高于试验I组和试验II组(P<0.05);试验I组和试验II组普雷沃氏菌科UCG-001(Prevotellaceae_UCG-001)的相对丰度显著高于对照组(P<0.05)。
图4 瘤胃微生物属水平物种组成

Fig.4 Species composition of rumen microorganisms at genus level

表8 育肥羊瘤胃微生物中优势菌属的相对丰度

Table 8 Relative abundances of dominant genera in rumen microorganisms of fattening sheep

项目
Items		 对照组
Control group		 试验Ⅰ组
Test group Ⅰ		 试验Ⅱ组
Test group Ⅱ		 均值标准误
SEM		 P值
P-value
普雷沃氏菌属Prevotella 0.33 0.29 0.27 0.019 0.384
琥珀酸弧菌科UCG-001
Succinivibrionaceae_UCG-001		 0.12 0.17 0.15 0.028 0.727
互营球菌属Syntrophococcus 0.01b 0.01b 0.07a 0.012 0.044
真杆菌属Eubacterium_eligens_group 0.006b 0.026a 0.004b 0.004 0.012
小杆菌属Dialister 0.08a 0.03b 0.02b 0.007 <0.001
普雷沃氏菌科UCG-001
Prevotellaceae_UCG-001		 0.003b 0.012a 0.011a 0.001 0.039

2.5.6 瘤胃微生物与瘤胃发酵参数的相关性分析

相关性分析显示,瘤胃小杆菌属、普雷沃氏菌科UCG-001与瘤胃液中某些VFA有显著相关性,详见图5,其中,小杆菌属与乙酸、丙酸、戊酸和总挥发性脂肪酸呈极显著正相关(P<0.01),普雷沃氏菌科UCG-001与乙酸、丙酸、戊酸和总挥发性脂肪酸呈极显著负相关(P<0.01)。
图5 瘤胃微生物(属水平)与瘤胃发酵参数的相关性热图

图中图例展示的是相关性系数值,红色代表正相关,蓝色则代表负相关。“**”表示相关性极显著(P<0.01)。

Fig.5 Correlation heatmap of rumen microorganisms (at genus level) and rumen fermentation parameters

The legend in the figure showed the correlation coefficient value, with red representing positive correlation and blue representing negative correlation. “**” indicated extremely significant correlation (P<0.01).

3 讨论

3.1 菜籽粕替代豆粕对育肥羊生长性能的影响

菜籽粕是油菜榨油后的副产物,富含蛋白质、木质纤维素和矿物质,而且含有丰富的赖氨酸、常量和微量元素,其含量甚至高于豆粕,磷含量也是豆粕的2倍,且含有豆粕所缺乏的含硫氨基酸[8]。饲粮中添加合适比例的菜籽粕可在一定程度上改善畜禽的生长性能。涂华荣[9]用脱皮双低菜籽粕分别替代饲粮中20%、40%、60%的蛋白质饲喂山羊时,结果显示脱皮双低菜籽粕替代饲粮中40%的蛋白质时最合适,不会影响生长阶段山羊的生长性能。Patterson等[10]分别用豆粕、葵花粕、双低菜籽粕为蛋白质原料饲喂肉牛,结果表明,双低菜籽粕组肉牛的生长性能最好。在本试验中,以100%菜籽粕为蛋白质原料时,育肥羊的ADG与以100%豆粕为蛋白质原料时相比没有显著差异,且其F/G最低,对育肥羊无其他负面影响。这与曾钰等[11]用发酵杂粕替代基础饲粮中25%、50%、75%、100%的豆粕,发现发酵杂粕完全替代豆粕对肉牛的生长性能无负面影响的研究结果相似。这表明,在相同营养水平条件下,饲喂菜籽粕型饲粮比豆粕型饲粮的成本更低,经济效益显著,用菜籽粕部分或全部替代豆粕是可行的。

3.2 菜籽粕替代豆粕对育肥羊营养物质消化率的影响

营养物质消化率是评定动物机体对饲粮中各营养物质消化利用情况的重要指标,与育肥羊的品种、饲粮组成、采食量等密切相关[12-13]。夏志军等[14]研究表明,在肉牛饲粮中分别添加31%豆粕、36%菜籽粕和42%紫苏饼为蛋白质原料,豆粕组与菜籽粕组的DM、NDF和ADF消化率与紫苏饼组均无显著差异。王胜强等[15]在肉牛饲粮中添加发酵菜籽粕,结果显示豆粕组和发酵菜籽粕组肉牛营养物质消化率没有显著差异,而且发酵菜籽粕替代比例以50%最好。Vrotniakienè等[16]在阉牛饲粮中用菜籽粕代替豆粕,除了使EE消化率提高,对其余的营养物质消化率均没有显著影响。Pailan等[17]研究表明,在泌乳山羊饲粮中用菜籽粕替代花生粕,菜籽粕组的CP消化率显著降低,原因可能是菜籽粕中存在不可降解蛋白质。本试验中,菜籽粕替代不同比例的豆粕,对育肥羊DM、CP、EE、ADF和NDF消化率均无显著影响。

3.3 菜籽粕替代豆粕对育肥羊血清生化指标的影响

血清生化指标是衡量动物机体健康状态和营养状况的重要指标[18]。血清中的TP含量是反映体内蛋白质消化率的指标[19];UN含量在一定程度上可以反映机体内蛋白质和氨基酸代谢平衡[20];CRE是动物体肌肉分解的产物,直接由肾脏排出[21];ALT和AST参与氨基酸的转氨基作用,其活性可反映动物肝脏的损伤程度[22]。吴东等[23]研究表明,在育肥猪生长阶段用发酵菜籽粕等营养水平替代8%豆粕,育肥阶段用发酵菜籽粕等营养水平替代10%豆粕时,与对照组相比,各组血清UN、TP含量及AST活性均无显著差异。Pailan等[17]研究表明,在泌乳山羊饲粮中用菜籽粕替代花生粕,对其血清中TP、UN及CRE含量均无显著影响,表明其肝脏与肾脏功能未受损。本试验中,各组育肥羊血清中TP、UN、CRE含量及ALT、AST活性均无显著差异,表明用不同比例菜籽粕替代豆粕对育肥羊血清相关指标无负面影响。
免疫球蛋白是衡量机体免疫水平的重要指标,是动物体内重要的免疫效应分子。血清IgA、IgM、IgG可以作为免疫抗体,参与到动物机体的免疫应答的过程中[24-25]。Yin等[26]研究发现,用菜籽粕和豆粕饲喂生长羔羊时,豆粕组与菜籽粕组的血清IgA、IgM含量无显著差异,豆粕组的血清IgG含量显著高于菜籽粕组。本试验结果表明,以菜籽粕替代饲粮中不同比例的豆粕对育肥羊血清IgA、IgM、IgG含量均无显著影响,对羔羊免疫系统没有造成负面影响。

3.4 菜籽粕替代豆粕对育肥羊瘤胃发酵参数的影响

瘤胃发酵参数是衡量羊只瘤胃发酵水平、MCP合成量和供能的重要指标[27]。pH是评估动物消化系统健康状态的重要指标,一般瘤胃液正常的pH为6.2~6.8,过低或过高的pH都会影响瘤胃内微生物的正常生理活动[28]。田丰等[29]研究表明,在奶牛饲粮中添加双低油菜籽粕,不同蛋白质水平下的豆粕组与菜籽粕组的瘤胃液pH均无显著差异。本试验结果显示,各组育肥羊pH均无显著差异,均在正常范围内。
NH3-N是瘤胃内合成MCP的主要前体物质,其在瘤胃液中的适宜浓度范围为5.0~30 mg/dL[30]。NH3-N浓度过低会阻碍瘤胃MCP的合成,导致动物生长速度缓慢,生产性能降低[31-32]。张杰杰等[33]研究发现,在肉牛饲粮中添加不同水平的油菜籽,根据油菜籽含量分为4个组,分别为对照组、低菜籽组、中菜籽组、高菜籽组,在瘤胃发酵方面的结果表明,瘤胃液NH3-N浓度的差异各组之间均不显著,但随油菜籽添加水平提高,NH3-N浓度呈下降趋势,这与本试验结果相似。在本试验中,各组杂交羊的瘤胃液NH3-N和MCP浓度均无显著差异。
VFA是反刍动物体内能量的主要来源,VFA的产生有助于维持瘤胃内环境的稳定。VFA占反刍动物摄入可消化能的70%~80%,是反刍动物主要的能量来源及合成乳脂和体脂的原料[34]。在本试验中,瘤胃液中总挥发性脂肪酸浓度较低,且各组丙酸浓度均高于乙酸浓度,这可能与本试验配制的饲粮精料占比较高有关。徐俊杰等[35]研究表明,饲粮精粗比对VFA产量影响显著,精粗比提高,乙酸浓度和乙丙比显著降低。Zicarell等[36]研究表明,随着精料水平的增加,瘤胃液中丙酸浓度显著增加,而乙酸浓度、乙丙比显著下降。饲喂高精料饲粮的动物瘤胃液中丙酸浓度较高,乙丙比降低,此时动物的瘤胃发酵类型为丙酸发酵[37]。李万栋等[38]研究表明,给装有永久性瘤胃瘘管牦牛分别灌注0、3%、6%的双低菜籽油,随着双低菜籽油灌注量的提高,瘤胃液中乙酸和总挥发性脂肪酸浓度显著降低。Tesfa[39]研究也表明,饲粮中添加一定量菜籽油能够显著降低瘤胃液中总挥发性脂肪酸的浓度,与本试验结果与此相似。在本试验中,随着菜籽粕替代豆粕比例的升高,育肥羊瘤胃液中乙酸、丙酸和总挥发性脂肪酸浓度降低,丁酸和戊酸浓度呈先下降后上升的趋势。这可能是由于菜籽粕中淀粉含量较低,在瘤胃发酵时不易产生过多的VFA所致。

3.5 菜籽粕替代豆粕对育肥羊瘤胃微生物的影响

瘤胃是反刍动物重要的消化器官,内部含有丰富的瘤胃微生物。瘤胃微生物菌群对反刍动物的健康和生长性能至关重要,瘤胃微生物群落的结构和相对丰度相对稳定,对于维持瘤胃内环境稳定起着重要的作用[40]。Gao等[41]研究表明,在牛饲粮中添加不同比例的油菜饼未影响Shannon指数和Simpson指数。在本试验中,各组间的Chao1指数、Observed_species指数、Coverage指数、Shannon指数及Simpson指数均无显著差异,说明用菜籽粕替代豆粕没有影响瘤胃微生物的丰富度和多样性;而Beta多样性各组间均有显著差异,表明在各组中每种微生物相对丰度比例各不相同。
Han等[42]研究表明,在门水平上,反刍动物瘤胃微生物中的2个主要门菌是拟杆菌门和厚壁菌门。本试验发现,育肥羊瘤胃微生物中的优势菌门是拟杆菌门、厚壁菌门和变形菌门,且各组之间在拟杆菌门、厚壁菌门及变形菌门相对丰度上均无显著差异,说明菜籽粕替代豆粕并未影响瘤胃微生物的整体区系组成。De等[43]研究表明,在属水平上,普雷沃氏菌属在瘤胃微生物中相对丰度最高。在本试验中,育肥羊瘤胃微生物中普雷沃氏菌属和琥珀酸弧菌科UCG-001相对丰度较高;100%菜籽粕组的互营球菌属和普雷沃氏菌科UCG-001的相对丰度显著高于豆粕组,互营球菌属与反刍动物的消化密切相关,其参与碳水化合物发酵及甲烷的生成;100%豆粕组的小杆菌属的相对丰度较50%豆粕+50%菜籽粕组与100%菜籽粕组显著提高,小杆菌属参与瘤胃碳水化合物的发酵,产生乙酸和丙酸等VFA,这可能也是豆100%豆粕组的瘤胃液乙酸和丙酸浓度显著高于50%豆粕+50%菜籽粕组与100%菜籽粕组的原因。

4 结论

以菜籽粕替代饲粮中50%或100%豆粕对育肥羊的生长性能、营养物质消化率、血清生化指标、瘤胃液pH以及NH3-N浓度均无显著影响,但显著提高了瘤胃微生物中互营球菌属和普雷沃氏菌科UCG-001的相对丰度,显著降低了小杆菌属的相对丰度,有利于优化瘤胃微生物环境。

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