2. 中国农业大学动物科学技术学院, 动物营养学国家重点实验室, 北京 100193;
3. 中国农业大学动物科学技术学院, 北京 100193;
4. 烟台喜多蜜商贸有限公司, 烟台 264000
2. State Key Laboratory of Animal Nutrition, College of Animal Science and Technology, China Agricultural University, Beijing 100193, China;
3. College of Animal Science and Technology, China Agricultural University, Beijing 100193, China;
4. Yantai Xiduomi Commercial and Trading Limited Company, Yantai 264000, China
浓缩糖蜜发酵液(condensed molasses fermentation solubles,CMS),是以甘蔗糖蜜为原料,经微生物(含纤维素分解菌、芽孢杆菌、双歧杆菌、酵母菌、纳豆菌等)发酵所制成的产品,它主要含有菌体生物蛋白(也叫单细胞蛋白)与腐植酸,是一种新型的液态饲料原料。CMS含有丰富的蛋白质、淀粉和矿物元素,具有很高的饲用价值。CMS的应用较为广泛[1],既可作为饲料补充原料,又能替代部分高价位的蛋白质精料,添加在全混合日粮(TMR)中可降低粉尘,减少动物挑食现象,从而促进动物体生长,改善部分生产性能。因此,CMS作为一种新型的液体饲料,在缓解资源紧张和环境污染等问题上具有重要的作用。
武书庚等[2]试验表明,饲粮中添加2%的CMS可以改善仔猪饲料转化率,提高采食量,增加日增重,同时能降低饲料成本。Hannon等[3]研究表明,CMS可作为一种非蛋白氮能代替部分尿素,促进瘤胃微生物生长。林教一等[4]试验结果显示,用糖蜜和CMS不同比例混合的饲粮饲喂泌乳牛,其中只添加CMS的饲粮适口性最好,奶牛采食速度最快,能显著提高乳蛋白率,且对奶牛乳体细胞数无不良影响。
饲料资源紧张已成为制约我国奶牛业发展的重要因素,前人研究表明,CMS适口性好,蛋白质含量高,奶牛喜食,但CMS在奶牛饲粮中的适宜的饲喂量尚不明确,国内外关于CMS的此类问题的研究也鲜见报道。本试验旨在研究CMS代替奶牛饲粮中高蛋白质精料对奶牛生产性能、瘤胃发酵以及血清指标的影响,探讨CMS在奶牛饲粮中的适宜饲喂量和对经济效益的影响,为CMS在泌乳牛饲粮中的应用提供理论依据。
1 材料与方法 1.1 材料试验所用CMS由台湾味丹企业股份有限公司提供。CMS主要营养成分含量由该公司营养技术部检测得出,见表1。
![]() | 表 1 CMS主要营养成分含量(风干基础) Table 1 Main nutrient contents of CMS (air-dry basis) |
试验地点为北京市顺义区大孙各庄镇中地种畜良种奶牛科技园。试验选用45头2~3胎、膘情适中、泌乳天数为(100.0±5.4) d、乳体细胞数为(20.0±2.5)×104 mL-1、产奶量为(31.0±1.2) kg/d的中国荷斯坦奶牛作为试验动物。试验牛集中在同一牛舍饲养,采用自动采食槽饲喂系统(Roughage Intake Control System,RIC,Insentec B.V.,荷兰)饲喂,自动记录试验牛采食量,每天饲喂2次(07:00和19:00),每天保证5%~10%的剩料量;机械挤奶3次(06:30、13:30和20:30)。试验牛自由饮水,散放式管理,每天按时观察牛的食欲、反刍、精神、粪尿,以及乳房炎发生等情况,并做试验记录。
1.3 试验设计与试验饲粮试验根据体况、胎次、泌乳天数、产奶量、乳体细胞数相近的原则,将45头泌乳中期的中国荷斯坦经产奶牛随机分成3组,每组15头。对照组饲喂供试牧场基础饲粮;2个试验组分别在对照组的基础上用0.75%和1.50%的CMS(饲喂基础)替代部分豆粕,并保证各组基本等氮等能。预试期2周,正试期8周。饲粮组成及营养水平见表2,以TMR形式饲喂。
![]() | 表 2 饲粮组成及营养水平 Table 2 Composition and nutrient levels of diets |
试验正试期内,每2周连续3 d收集各组饲粮 样本和剩料样本,将采集的样本放入烘箱,在65 ℃下烘48 h,取出在自然温度下放置24 h,粉碎过40目标准筛,根据常规方法测定干物质(DM)、粗蛋白质(CP)、粗脂肪(EE)、粗灰分(ash)、中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)、酸不溶灰分(AIA)含量,用于营养物质表观消化率测定。
1.4.2 乳样的采集与分析正试期第1天、第14天、第28天、第42天、第56天,全天3次采集所有试验乳样,按早 ∶ 中 ∶ 晚=4 ∶ 3 ∶ 3的比例混合,采集2份,各50 mL。一份加重铬酸钾防腐剂送至北京奶样检测中心用多功能乳品分析仪(MilkoScan 605,Foss Electric,丹麦),测定乳体细胞数、乳蛋白率、乳脂肪率、乳糖率;另一份放置-20 ℃冰箱冷冻保存,用于测量乳尿素氮含量,采用南京建成生物工程研究所的试剂盒在在紫外可见光分光光度计[(UV-2600型,尤尼柯(上海)仪器有限公司)]上进行测定。每天记录每头牛的产奶量。根据以下公式计算4%校正乳产量、饲料转化率和乳中脂肪蛋白质比:
4%校正乳(kg/d)=0.4×产奶量(kg/d)+15×乳脂产量(kg/d);饲料转化率=4%校正乳(kg/d)/干物质采食量(DMI,kg/d);乳中脂肪蛋白质比=乳脂率(%)/乳蛋白率(%)。
1.4.3 血样的采集与分析正试期第1天、第14天、第28天、第42天、第56天,晨饲前每组随机选取5头牛,用普通采血管进行尾根静脉采血10 mL,将采集的血样立刻放入离心机中,在3 500 r/min的转速下离心20 min,使血清分离,用移液枪分装在3个1.5 mL的离心管中,标记好在-20 ℃冰箱保存,用于检测生化指标、免疫指标和抗氧化指标。生化指标:谷丙转氨酶(ALT)、谷草转氨酶(AST)、碱性磷酸酶(ALP)活性,总蛋白(TP)、白蛋白(ALB)、尿素氮(UN)、肌酐(CRE)、葡萄糖(GLU)、总胆红素(TBILI)、非酯化脂肪酸(NEFA)、β-羟丁酸(BHA)含量;免疫指标:免疫球蛋白(Ig)A、IgG、IgM含量;抗氧化指标:谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性以及抑制羟自由基能力(CIHR)和丙二醛(MDA)含量。指标由北京康佳宏原生物科技有限公司检测(检测仪器:上海核所日环光电仪器有限公司Sn-69513型免疫计数器、日立7600生化仪、Unico7200分光光度计;试剂盒购自南京建成生物工程研究所;检测方法:放射免疫分析)。
1.4.4 瘤胃液的采集和分析正试期最后2 d从每组试验牛中随机选出5头牛,利用瘤胃液采集器从口腔进入瘤胃采集瘤胃液。选择晨饲前0 h(07:00),晨饲后3(10:00)、6(13:00)、9(16:00)、12 h(19:00)共5个时间点,连续采集2 d,每次50 mL,将采集的瘤胃液直接装入50 mL离心管中,立即测定pH,然后放入-20 ℃冰箱冷冻保存,用于检测氨态氮(NH3-N)、挥发性脂肪酸(VFA)浓度。NH3-N浓度采用苯酚—次氯酸钠比色法在紫外分光光度计[UV-2600,尤尼柯(上海)仪器有限公司]测定,VFA浓度采用Agilent 6890N气相色谱仪(北京北分天普仪器技术有限公司)检测。
1.4.5 粪样的采集与分析正试期最后3 d采用直肠取粪法,用点收粪法代替全收粪法。收取粪样的时间点为第1天的04:00、09:00、14:00、19:00,第2天的05:00、10:00、15:00、20:00,第3天的06:00、11:00、16:00、21:00,每次收取300~500 g粪样,最后将每头牛的粪样混合均匀,取200 g左右,加入50 g的10%酒石酸,混合均匀放入烘箱,65 ℃下烘干制成风干样,记录初水分,粉碎后保存测定干物质、粗蛋白质、粗脂肪、粗灰分、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维、酸不溶灰分含量。根据Zhong等[5]的方法,根据饲粮和粪样中各营养物质含量计算表观消化率,公式为:
表观消化率(%)=[1-(Nf×Ad)/(Af×Nd)]×100。
式中:Nd和Nf分别为饲粮和粪样中的某一营养成分含量;Ad和Af分别为饲粮和粪样中的酸不溶灰分含量。
1.4.6 饲料原料价格记录试验期间,记录饲粮中每种原料以及CMS的价格,用于研究奶牛饲料成本经济效益分析。
1.5 数据统计分析所有数据用Excel 2007软件进行前处理,用SPSS 19.0的one-way ANOVA模型对数据进行分析,多重比较采用Duncan氏法进行,以P<0.05为差异显著,P<0.01为差异极显著。试验数据结果表示为平均值±标准误。
2 结果与分析 2.1 生产性能由表3可见,DMI、产奶量、4%校正乳产量、乳蛋白率均随替代量的增加呈线性增长(P<0.05或P<0.01)。1.50%CMS替代组DMI显著高于对照组和0.75%CMS替代组(P<0.05);1.50%CMS替代组产奶量显著高于对照组(P<0.05),略高于0.75%CMS替代组,但差异不显著(P>0.05);1.50%CMS替代组4%校正乳产量极显著高于对照组和0.75%CMS替代组(P<0.01);1.50%CMS替代组乳蛋白率显著高于对照组和0.75%CMS替代组(P<0.05);乳体细胞数随替代量的增加具有较好的二次曲线变化趋势(P<0.01),0.75%CMS替代组显著低于对照组(P<0.05),略低于1.50%CMS替代组,但差异不显著(P>0.05);各组乳糖率差异均不显著(P>0.05)。
![]() | 表 3 CMS对泌乳牛生产性能和乳成分的影响 Table 3 Effects of CMS on production performance and milk composition of dairy cows |
由表4可见,瘤胃液pH,乙酸、总挥发性脂肪酸(TVFA)浓度,乙酸/丙酸随CMS替代量的增加而增加,但各组之间差异均不显著(P>0.05);而NH3-N、丙酸浓度随CMS替代量的增加而降低,各组之间未出现显著性差异(P>0.05);0.75%CMS替代组的丁酸浓度略低于对照组和1.50%CMS替代组,但差异不显著(P>0.05)。
![]() | 表 4 CMS对泌乳牛瘤胃发酵的影响 Table 4 Effects of CMS on rumen fermentation of dairy cows |
由表5可见,CMS对泌乳牛血清指标的影响并不显著(P>0.05)。血清生化指标和抗氧化指标随CMS替代量的增加并未出现规律性变化。血清免疫指标中的IgG、IgA含量都随CMS替代量的增加而增加,说明CMS有增加泌乳牛免疫能力的趋势,但影响不显著(P>0.05)。
![]() | 表 5 CMS对泌乳牛血清指标的影响 Table 5 Effects of CMS on serum indexes of dairy cows |
由表6可见,随CMS替代量的增加,干物质、有机物、中性洗涤纤维表观消化率均增加,但变化不显著(P>0.05)。1.50%CMS替代组粗蛋白质表观消化率显著高于对照组(P<0.05)。
![]() | 表 6 CMS对泌乳牛营养物质表观消化率的影响 Table 6 Effects of CMS on nutrient apparent digestibility of dairy cows |
由表7可见,随CMS替代量的增加,经济效益也逐渐增加,与对照组相比,1.50%CMS替代组和0.75%CMS替代组每头牛增收效益分别为3.72和0.62元/d。
![]() | 表 7 CMS的经济效益分析 Table 7 Economic benefit analysis of CMS |
影响动物DMI除了动物自身的遗传力、年龄、体况、生理状态以外,还与饲料因素、环境因素和饲养管理技术有关[6]。杨加豹[7]发现饲粮的适口性是影响DMI的关键因素;吴秋珏等[8]发现饲粮中的能量、精粗比会影响到DMI;本试验中,3组试验饲粮保持等氮等能,且各组试验牛在同一牛舍饲喂。DMI随CMS饲喂水平呈线性增加,主要原因可能是CMS在很大程度上保留了原料之一的甘蔗糖蜜的浓郁芳香味,在一定程度上增加了饲粮的适口性,对奶牛具有诱食作用,刺激了奶牛的采食,可以在一定程度上增加奶牛的采食量。产奶量受奶牛自身遗传、外界因素和自身生理因素的影响[9]。本试验中产奶量也随CMS饲喂水平呈线性增加,分析其最主要的原因可能是受DMI的影响。陈艳珍[10]研究发现,影响乳成分的主要因素有遗传、营养、环境、年龄、胎次、泌乳期、健康状况等;本试验中,1.50%CMS替代组乳蛋白率显著高于对照组,吴铭兴等[1]表明CMS中的粗蛋白质40%~50%以菌体蛋白的形式存在,这部分蛋白质能直接被吸收和利用,因此吸收率和转化率较高;0.75%CMS替代组乳体细胞数显著低于对照组,林教一等[4]研究表明,在泌乳期间给予奶牛饲喂腐植酸,会减少乳体细胞数,对防治奶牛隐性乳房炎具有一定的效果,这与本试验结果一致。
3.2 CMS对瘤胃发酵的影响王庆丽等[11]研究发现,影响瘤胃液pH的因素有:饲粮精粗比、饲粮干物质含量、奶牛的采食量、饲喂方法,本试验中试验组和对照组pH没有显著性差异。瘤胃中的NH3-N是饲粮中的蛋白质降解、瘤胃中的非蛋白氮降解以及瘤胃菌体蛋白合成的中间产物。本试验中NH3-N浓度有随替代量的增加而呈线性降低的趋势,但差异不显著。本试验中,各项瘤胃发酵指标均呈现差异不显著,主要原因可能是各组饲粮等氮等能,精粗比基本相同。
3.3 CMS对血清指标的影响血清代谢指标通常反映动物对各种营养物质代谢状况和健康状况,葡萄糖是提供机体能量最基本的物质,除此之外还要合成乳糖,奶牛正常血清葡萄糖变化范围[12]为2.3~4.1 mmol/L;血清总蛋白和白蛋白含量通常反映了机体蛋白的吸收、合成和分解;游离脂肪酸和β-羟丁酸是奶牛能量平衡的重要标志,游离脂肪酸的主要来源是脂肪组织中甘油三酯的动员与脂分解作用[13],血液中的β-羟丁酸有2个来源,一是由非酯化脂肪酸在肝脏中氧化而来[14],二是经瘤胃吸收的丁酸转化而来[15];胆红素的高低反映了机体的新陈代谢,一般来说正常动物都低于15 μmol/L[12];IgG、IgM、IgA是血清中常见的免疫指标,其高低反映动物机体的免疫能力;武瑞等[16]研究结果表明,当奶牛产生酮病时,过氧化氢酶、超氧化物歧化酶、谷胱甘肽过氧化物酶的活性会降低,从而导致丙二醛的含量升高。而抑制羟自由基能力则反映机体对羟自由基的抑制能力。本试验中,各项血清指标差异均不显著;其中总蛋白随替代量的增加有下降的趋势,说明CMS可能会在一定程度上影响到肝脏蛋白质的合成,但是差异不显著;IgG、IgM、IgA均有随替代量的增加而呈线性增加的趋势,但差异不显著,可能的原因是CMS中含有17.8%的黄腐酸,黄腐酸具有提高机体免疫力的作用[17],但饲喂的时间太短,还未能显著地影响到机体免疫力。
3.4 CMS对营养物质表观消化率的影响反刍动物对营养物质的消化主要表现为瘤胃微生物对营养物质的消化。陆文清等[18]发现经过微生物发酵的饲料,会产生动物极容易吸收的菌体蛋白、酶类、生物活性小肽类、氨基酸等。本试验中,干物质、有机物、粗蛋白质、粗脂肪、中性洗涤纤维均随替代量的增加而增加,其中粗蛋白质随替代量的增加呈线性增加。彭忠利等[19]研究发现饲喂微生物发酵饲料可显著提高奶牛粗蛋白质、粗纤维、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维的表观消化率。一般来说,饲粮中各养分的消化率提高会使奶牛产奶量也得到相应的提高,这与本试验结果基本一致。本试验中干物质、有机物、粗蛋白质、粗脂肪、中性洗涤纤维均随替代量的增加而增加,但差异不显著。Allen[20]研究表明,奶牛饲粮中的中性洗涤纤维是影响奶牛产奶量的主要因素,因此当中性洗涤纤维消化率提高,会导致产奶量上升,这与本试验结果相符。
4 结 论① 用1.50%CMS替代豆粕能显著提高奶牛的DMI、产奶量和粗蛋白质的表观消化率。
② 用0.75%CMS替代豆粕能显著降低奶牛乳体细胞数。
③ 用CMS替代豆粕能提高饲料转化率,带来一定的经济效益。
④ 饲喂CMS对奶牛瘤胃发酵和血清指标没有显著影响。
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