我国粗饲料资源极其丰富，然而这些资源并没得到合理有效的利用，大部分被当做燃料或被直接还田，造成资源浪费和环境污染。目前仅有20%～30%的农副产品被反刍动物利用[1-2]。众所周知，由于瘤胃的特殊功能，粗饲料是反刍家畜饲粮中不可或缺的组成成分，通常占60%～80%。粗饲料中绝大部分的纤维物质被瘤胃微生物降解成挥发性脂肪酸(VFA)、二氧化碳(CO2)和甲烷(CH4)等产物，为反刍家畜提供能量及机体合成蛋白质所需的碳架、微量元素和矿物质元素等营养素[3]。研究发现不同来源的粗饲料营养品质变化很大，而粗饲料优劣程度对反刍动物的生长性能、健康状况具有极大的影响，并能直接影响精饲料的供应量，最终影响经济效益[4-6]。因此，充分合理地利用当地农副产品资源对解决人畜争粮问题及提高经济效益有重要意义。我国南方主要以农业为主，许多经济作物副产品(如花生藤、豆秸及甘蔗渣)都可以作为羊的粗饲料资源。王丽等[7]分别用羊草和花生藤饲喂羔羊，发现2组平均日增重(ADG)差异不大，但花生藤的各项养分消化率均比羊草高，是一种价格低廉的优质粗饲料。郭勇庆等[8]研究表明，尽管豆秸的木质素(ADL)含量高，但粗蛋白质(CP)含量和消化能均高于玉米和小麦等常规农作物的秸秆，仍可作为养羊业的粗饲料资源。王永军等[9]通过豌豆秸秆和燕麦秸秆饲喂羔羊也证实了豌豆秸秆的可利用价值。甘蔗渣的粗纤维(CF)含量很高，直接饲喂会导致幼龄反刍动物出现能量负平衡，一般适量添加在奶牛高精饲料饲粮中[10]。然而迄今对粗饲料的研究，多是在饲粮相同精粗比的条件下进行的，能量水平并不相同。而在实际的营养需要量制定时，多以能量和蛋白质水平为基础，因此当前缺乏在同一能量及蛋白质水平下，不同粗饲料对反刍动物影响的报道。为此，本试验选用3种不同南方地区常见农副产品作为粗饲料，组成相同能量及蛋白质水平的全混合日粮进行湖羊饲喂试验，研究和比较在相同能量和蛋白质水平下，不同粗饲料来源的饲粮对湖羊生长性能、瘤胃发酵和血清生化指标的影响。
1 材料与方法 1.1 试验设计和饲养管理本试验在江苏省太仓市东林羊场进行。选用18只平均体重为(21.3±1.3) kg的湖羊公羊，随机分成3组，每组6个重复，分别饲喂不同试验饲粮，每日饲喂1次，自由饮水。预试期15 d，正试期45 d。每只湖羊单圈饲养，预试期自由采食，确定最低采食量，正试期以最低采食量的90%进行饲喂。
1.2 试验饲粮参考NRC(2003)[11]的营养需要标准配制饲粮。在相同能量和蛋白质水平下,分别以花生藤(PV组)、豆秸(BS组)和甘蔗渣(SM组)作为单一粗饲料配制3种不同粗饲料来源的饲粮。试验饲粮组成及营养水平见表 1。
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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) |
以正试期第1天的体重为初始体重，第45天体重为末重，计算ADG。
于正试期中期，对每组湖羊进行为期6 d的消化试验(其中前3 d为适应期)，采用集粪袋连续3 d收集全部粪样，每12 h收集1次粪样，加入10%硫酸进行固氮，将3 d的粪样混合后放置-20 ℃冰箱保存，用以测定各养分表观消化率。
于试验最后1 d晨饲前颈静脉无菌采集血样，室温静置60 min后，2 000×g离心10 min制备血清，-20 ℃冰箱冷冻保存，用以测定血清生化指标。
于试验最后1天分别在饲后9、24 h采集瘤胃液，每次采样约50 mL。将采集的瘤胃液用4层纱布过滤，其中一份立即测定pH，其他滤液经1 301×g离心15 min，取0.5 mL上清液加入预先装有4.5 mL 0.2 mol/L盐酸的样品瓶中，混匀用来测定氨态氮(NH3-N)含量，另取4 mL上清液加到装有1 mL 25%偏磷酸的样品瓶中，除去可溶性蛋白质用于测定VFA含量，所有样品均在－20 ℃下保存。
1.4 测定指标与方法 1.4.1 养分表观消化率测定饲粮、粪样的干物质(DM)、CP、中性洗涤纤维(NDF)和酸性洗涤纤维(ADF)含量，参照张丽英[13]的方法。
养分表观消化率(%)=[(摄入养分量-排出养分量)/摄入养分量]×100。
1.4.2 pH采用PHS-3B型精密酸度计(上海雷磁仪器厂)直接测定瘤胃内容物pH。
1.4.3 乳酸含量乳酸含量参照杨艳等[14]的方法进行测定，采用722分光光度计检测，试剂盒购自南京建成生物工程研究所。
1.4.4 NH3-N含量参照冯宗慈等[15]的方法进行测定，以氯化铵为标准品，用722分光光度计在波长700 nm条件下进行比色。
1.4.5 VFA含量采用日本岛津GC-14B气相色谱仪进行测定,参照熊本海等[16]的方法。测定条件：毛细管柱CP-WAX(长30 m，内径0.53 mm，膜厚1 μm)；气化室温度200 ℃，火焰离子检测器(FID)温度200 ℃；柱温采用程序升温法，初温100 ℃，末温120 ℃，升温速率2 ℃/min，灵敏度为101，衰减为25，以巴豆酸为内标物。培养液处理：培养液经20 817×g离心10 min后取上清液1 mL，加0.2 mL 20%含60 mmol/L巴豆酸的偏磷酸，混匀后高速离心取上清液2 μL进样分析。
1.4.6 血清生化指标采用DH-364型全自动生化分析仪测定血清中总蛋白(TP)、白蛋白(ALB)、葡萄糖(GLU)、尿素氮(UN)、肌酐(Cr)含量及谷丙转氨酶(ALT)、谷草转氨酶(AST)活性。试剂盒均购自上海执诚生物有限公司。
1.5 统计分析试验数据先使用Excel 2007软件整理，然后采用SPSS 16.0软件的one-way ANOVA、Duncan氏多重比较法进行分析，以P＜0.05为差异显著，P＜0.01为差异极显著。试验结果均用平均值和标准误(SEM)表示。
2 结果 2.1 不同粗饲料来源的饲粮对湖羊生长性能的影响由表 2可以看出，各组湖羊初始体重差异不显著(P＞0.05)。PV组湖羊末重显著高于BS组(P＜0.05)，但与SM组湖羊无显著差异(P＞0.05)。PV组湖羊ADG显著高于BS组和SM组(P＜0.05)，分别提高了22.68%和21.10%，而BS组和SM组湖羊的ADG差异不显著(P＞0.05)。
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表 2 不同粗饲料来源的饲粮对湖羊生长性能的影响 Table 2 Effects of different dietary sources of roughage on performance of Hu sheep |
由表 3可以看出，PV组和SM组湖羊DM表观消化率差异不显著(P＞0.05)，但均极显著高于BS组(P＜0.01)。PV组CP表观消化率显著高于SM组和BS组(P＜0.05)，但SM组与BS组差异不显著(P＞0.05)。与SM组相比，PV组和BS组湖羊极显著提高了NDF表观消化率(P＜0.01)，但2组之间差异不显著(P＞0.05)。各组之间ADF表观消化率差异极显著(P＜0.01)，BS组最高，PV组次之，SM组最低。
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表 3 不同粗饲料来源的饲粮对湖羊营养物质表观消化率的影响 Table 3 Effects of different dietary sources of roughage on nutrient apparent digestibility of Hu sheep |
由表 4可以看出，在9 h，PV组湖羊瘤胃液pH极显著高于其他2组(P<0.01)，SM组乳酸和NH3-N含量显著或极显著高于其他2组(P<0.05 或P<0.01)；24 h瘤胃液pH和乳酸及NH3-N含量变化趋势与9 h相似。SM组湖羊乙酸、丁酸、总VFA含量及乙酸/丙酸显著或极显著低于其他2组(P<0.05或P<0.01)，丙酸含量在9 h显著或极显著高于其他2组(P<0.05或P<0.01)但在24 h差异不显著(P＞0.05)。
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表 4 不同粗饲料来源的饲粮对湖羊瘤胃发酵参数的影响 Table 4 Effects of different dietary sources of roughage on ruminal fermentation parameters of Hu sheep |
由表 5可以看出，各组湖羊血清TP、ALB、 GLU含量及ALT、AST活性无显著差异(P>0.05)。与SM组相比，PV组血清UN含量显著降低(P<0.05)。SM组血清Cr含量显著高于BS组(P<0.05),其他各组间无显著差异(P>0.05)。
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表 5 不同粗饲料来源的饲粮对湖羊血清生化指标的影响 Table 5 Effects of different dietary sources of roughage on serum biochemical indexes of Hu sheep |
因饲粮种类不同，动物对其的摄入量及消化吸收率也不同，动物的生产性能会存在差异。本试验对湖羊进行限食饲养，保证了摄入的能量和蛋白质摄入量的一致。在此情况下湖羊的生长性能主要取决于营养物质消化率。通常适当增加精粗比，可以增加易消化的碳水化合物含量，从而提高饲粮DM和有机物的表观消化率，降低纤维物质的消化率[17-18]。本试验结果显示，PV组湖羊ADG较BS组和SM组显著升高，其DM表观消化率也高于其他2组；尽管本试验BS组与SM组ADG差异不显著，但BS组NDF和ADF表观消化率更高，精饲料的使用量更少。这些表明在等能等氮条件下使用高品质的粗饲料可以增加湖羊ADG或抵消精饲料对ADG的影响。Tjardes等[19]报道提高粗饲料的品质可以提高粗饲料的消化率，减少平均ADG受精粗比的影响。此外，Drennan等[20]也证实提高粗饲料的消化率可以减少精饲料的补充。本试验结果与上述一致。本试验结果显示，SM组湖羊的ADG较低，NDF和ADF表观消化率均最低，提示甘蔗渣不适合作为单一粗饲料来源饲喂湖羊，因此需要进一步研究最佳的利用方式(如进行加工处理或与其他粗饲料组合)。
3.2 不同粗饲料来源的饲粮对湖羊瘤胃发酵参数的影响 3.2.1 对瘤胃液pH及乳酸含量的影响瘤胃液pH是一项反映瘤胃内环境和发酵水平的综合指标，它是由饲粮性质、唾液分泌量、有机酸生成、吸收、排出速度等因素综合作用的结果。反刍动物瘤胃液pH的正常范围为5.5～7.5，最适宜范围为6.6～7.0[14, 21]。若反刍动物饲粮精粗比过高，可溶性糖、淀粉等精饲料在采食后0.2~5 h快速发酵生成VFA[22]，在短时间内急剧降低瘤胃液pH，当pH低于6.0时，瘤胃微生物区系发生改变，纤维素分解菌的生长被抑制而乳酸产生菌大量繁殖，导致乳酸含量升高[23-24]，而乳酸的电离常数远低于VFA，对瘤胃液pH的贡献大于VFA[22, 25]，此时乳酸也是影响瘤胃液pH的主要因素。本试验结果显示9 h甘蔗渣组的pH偏低，同时乳酸含量高于其他2组，可能是因为SM组湖羊饲粮精粗比最高，采食0.2~5 h后，SM组湖羊总VFA含量高于其他2组，此时瘤胃液pH可能低于6.0，导致乳酸大量积累，从而进一步降低瘤胃液pH。而其他2组湖羊采食0.2~5 h后总VFA含量相对较少，瘤胃液pH可能仍高于6.0，此时瘤胃微生物区系变化不大，乳酸产生量较少，对pH影响相对较小。欧阳克蕙等[26]报道了高精饲料饲粮中添加1 200 mg/kg烟酸组瘤胃液pH及总VFA含量均低于添加800 mg/kg烟酸组这种趋势，而赵国琦等[27]的研究也表明除VFA含量外，高精饲料饲粮发酵产生大量其他有机酸也是导致pH降低的重要因素，这些结果均与本试验结果一致。在24 h 由于瘤胃上皮的吸收作用，乳酸和总VFA含量均降低，因此相比于9 h，瘤胃液pH在24 h有所回升。
3.2.2 对瘤胃液NH3-N含量的影响NH3-N是瘤胃代谢中蛋白质、肽、氨基酸和非蛋白氮等含氮物质降解的重要产物，也是纤维素分解菌生长的主要氮源[28]。瘤胃内NH3-N的含量在一定程度上反映了饲粮蛋白质降解与菌体蛋白合成的动态平衡。本试验发现SM组湖羊瘤胃内NH3-N含量在9、24 h显著或极显著高于PV组与BS组。这可能是PV组与BS组粗饲料含量相对较高，蛋白质降解速度相对于SM组较慢，且PV组与BS组的瘤胃液pH高，更适合瘤胃中纤维素分解菌的生长，而这些分解菌的生长所需的主要氮源由NH3-N提供，因而PV组与BS组的NH3-N含量较低；而SM组精饲料比例高，蛋白质降解速率相对较快，此外较低的瘤胃液pH抑制了微生物的活性，使菌体蛋白的合成量降低，最终导致NH3-N在瘤胃的积累。王加启等[29]发现高粗饲料饲粮组瘤胃液NH3-N含量显著低于高精饲料饲粮组。这与本试验结果相吻合。但库尔班·吐拉克等[30]和段迎凯[31]报道饲粮中添加或瘤胃灌注淀粉能降低瘤胃液NH3-N含量。这与本试验结果不一致，可能是因为添加淀粉的量少，瘤胃液pH对微生物的影响较小。
3.2.3 对VFA含量的影响VFA主要来自进入瘤胃的饲料碳水化合物的发酵，是反刍动物重要的能源物质，并可为一部分瘤胃微生物的生长提供能量[32]。精粗比是影响VFA组成的主要因素，随着精饲料比例的增加，非结构性碳水化合物(NSC)含量增多，而NSC发酵时通常产生高比例的丙酸和低比例的乙酸和丁酸。本试验结果显示，PV组乙酸和丁酸含量最高，丙酸含量则最低，乙酸/丙酸的比例最高。这是由于PV组饲粮中精饲料比例低，NSC含量少。这与韩继福等[33]的结果相一致。研究发现乙酸/丙酸的最适比例为2.0～3.6，过高或过低都会影响瘤胃液的pH和饲粮的消化率，进而影响动物的生产性能[34-35]。本试验只有SM组乙酸/丙酸不在此范围内，这可能也是SM组ADG低于其他2组的一个原因。
此外本试验发现SM组总VFA含量较其他2组极显著降低，这可能是因为SM组湖羊在采食高精粗比饲粮0.2~5 h发酵产生的VFA使瘤胃液pH在短时间降到了6.0以下，导致纤维素分解菌生长受到抑制，从而降低了对原本消化率就很低的甘蔗渣的分解能力，而其他2组湖羊采食的精饲料相对较少，对纤维素分解菌的活性影响较小,瘤胃微生物继续分解花生藤或豆秸产生VFA，最终使得瘤胃液总VFA含量在9 h高于SM组。但本试验中PV组和BS组总VFA含量高于SM组后，并没有使瘤胃液pH低于SM组及乳酸过多积累，可能是因为PV组和BS组饲粮NDF含量相对较高，增加湖羊咀嚼次数，产生的唾液对瘤胃液pH具有一定缓冲作用，此外，也可能是因为总VFA产生的速度相对平缓，使碱性物质有更多的时间缓冲。具体的原因有待进一步研究。
3.3 不同粗饲料来源的饲粮对湖羊血清生化指标的影响血清TP和ALB含量反映了肝脏合成蛋白质的能力，其升高有利于提高代谢水平和免疫功能。ALT和AST则是反映肝脏功能的关键指标，主要存在于肝细胞中，当肝细胞因炎症、中毒等而受损时，该酶便会释放到血液里使血清中含量升高。而GLU含量是反映机体能量代谢平衡状况的指标，它在肝脏的调解下基本上是稳定的。当饲粮中的精饲料比例过高，瘤胃发酵速度过快，会导致瘤胃液pH的急速下降，瘤胃内细菌崩解死亡，从而释放内毒素引起炎症反应，造成肝脏受损，使血清中相关酶活性升高。但本试验发现各组TP、ALB、GLU含量及ALT、AST活性差异不显著，表明在等能等氮条件下3种不同来源的粗饲料对湖羊肝脏代谢没有显著影响。
尿素是机体内含氮物质代谢的终产物，瘤胃内NH3-N含量与血清中UN含量呈高度正相关[36]，因此血清UN在一定程度上反映了湖羊对饲粮中氮的利用率。Brown等[37]的研究也证明了血清UN含量与饲料氮利用率呈反比。本试验结果显示，SM组湖羊血清UN含量高于其他2组，这与瘤胃中NH3-N含量变化趋势相似，表明优质粗饲料的饲粮可以提高机体对氮的利用率。
Cr是血液中嘌呤的代谢产物，主要由肾脏排出，是反映肾脏健康状态的指标。正常情况下血液Cr的含量在53～106 μmol/L，当肾脏受损时血液中Cr含量增高。本试验结果显示，SM组血清Cr含量高于其他2组，表明在相同能量和蛋白质水平条件下饲喂甘蔗渣的饲粮可能对湖羊的肾脏产生不良影响。
4 结论花生藤、豆秸和甘蔗渣都可以粗饲料资源被湖羊利用。相比于豆秸和甘蔗渣，等能量等蛋白质条件下以花生藤为粗饲料来源的饲粮能改善湖羊生长发育及瘤胃发酵功能，能够提高氮的利用率，减少精饲料的补充量。
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