我国是棉花生产大国，2016年棉花总产量534.3万t，折合成全棉籽产量约347.3万t。全棉籽(whole cottonseed, WCS)作为一种高能、高蛋白质、高纤维的饲料, 其既能补充蛋白质、能量，又能提供纤维, 其脂肪含量达19.3%, 其中不饱和脂肪酸占70%, 粗蛋白质(CP)含量为23.5%^[1]。全棉籽作为反刍动物一种重要的饲料资源，在肉牛生产中科学合理应用全棉籽，对于降低饲养成本、改善瘤胃代谢和提高养殖效益具有重要意义。全棉籽已经广泛应用于奶牛生产，而在肉牛中研究的较少。由于全棉籽中含有对动物有害的棉酚，限制了它在动物饲粮中的用量。实践表明，全棉籽在架子牛和育肥牛饲粮中的添加量不超过干物质采食量(DMI)的15%，就不会影响生长性能。王平等^[2]研究表明，肉牛饲粮中添加25%全棉籽对饲粮的酸性洗涤纤维(ADF)和粗脂肪(EE)表观消化率有显著提高作用，其他养分表观消化率均低于添加13%全棉籽的饲粮。而李坤等^[3]研究表明，添加的全棉籽占精料22%时的平均日增重(ADG)显著高于低棉籽组。由此可见，国内外对于全棉籽在肉牛饲粮中适宜添加比例的报道不尽一致，还需做进一步研究。本试验旨在饲粮能量和粗蛋白质水平基本相同条件下，添加不同比例的全棉籽, 研究其对荷斯坦公牛育肥性能、血清生化指标和养分表观消化率的影响, 为全棉籽在荷斯坦公牛育肥生产中应用提供参考。

1 材料与方法 1.1 试验时间与地点

本试验于2016年12月至2017年3月在保定市满城区宏达奶牛场进行试验。

1.2 试验动物

从河北省保定市满城区宏达奶牛场选择44头健康、膘情正常、体重[(286±52) kg]接近的荷斯坦公牛，预试期7 d，预试期结束后，再进行1次空腹称重，适当调整试验牛，做到各组牛的平均体重差异不显著(P > 0.05)，并以此作为正式试验的起始重，正试期90 d。

1.3 试验设计及分组

试验采用单因素完全随机区组设计，将44头荷斯坦公牛随机分为4组，每组11头，采用散栏饲养。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ组分别饲喂含有0、5%、10%和15%全棉籽的饲粮，各组能量和粗蛋白质水平基本相同。试验饲粮组成及营养水平见表 1。

试验用全棉籽购于新疆维吾尔族自治区喀什市，其营养水平如下：粗蛋白质23.39%，粗脂肪16.4%，中性洗涤纤维(NDF)54.89%，酸性洗涤纤维39.84%，钙0.26%和磷0.63%。游离棉酚含量为0.04%~0.05%。

1.4 饲养管理

采用全混合日粮(TMR)饲喂，按分组散栏饲养，试验期每日饲喂2次(07:00和18:00)，自由饮水。试验期间牛舍定期清扫和消毒，保持牛舍内外的干燥和卫生。

1.5 样品采集与指标测定 1.5.1 育肥性能的测定

正试期开始和结束时，试验牛连续2 d晨饲前空腹称重，取其平均值。计算牛的ADG。在试验期间每星期连续3 d测定各组牛采食量，再计算干物质采食量(DMI)。根据干物质采食量和ADG，计算料重比。

1.5.2 血清的采集与测定

每个试验组随机选取5头牛，早晨空腹颈静脉采血，每头牛采集25 mL，分装于离心管中，于37 ℃水浴0.5 h后离心(3 000 r/min离心15 min)，制备血清，测定其生化指标。所有血清在测定前，均储存于-20 ℃冰箱中备用。谷丙转氨酶(ALT)、谷草转氨酶(AST)活性及葡萄糖(GLU)、尿素氮(UN)、总蛋白(TP)、甘油三酯(TG)、胆固醇(CHO)含量的测定均采用半自动生化仪(Microlab-300)，按照中生北控生物公司所提供的试剂盒说明书进行操作。生长激素(GH)、胰岛素样生长因子1(IGF-1)和游离脂肪酸(FFA)含量采用酶联免疫试验(ELISA)在酶标仪(Power Wave XS2)上测定。

1.5.3 粪样的采集

试验结束前收集粪样，每组随机挑选5头牛，连续3 d收集粪样，每头牛每天收集600 g，平均分成2份，其中一份样品按每100 g新鲜粪便加入20 mL浓度为4.5 mol/L的H₂SO₄进行处理，并于-20 ℃保存，以用于粗蛋白质含量的测定；另一份样品不进行任何预处理直接装入自封样品袋用于其他养分含量的测定。

1.5.4 养分表观消化率的测定

粪样的粗脂肪、钙和磷的含量采用实验室常规分析方法，具体方法参见张丽英主编的《饲料分析及饲料质量检测技术》(2版)，中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量的测定利用全自动纤维仪(ANKOM A2000i)完成，粗蛋白质含量采用半自动凯氏定氮仪(FOSS 8400)测定。

消化代谢试验采用内源指示剂收粪法，以盐酸不溶灰分(AIA)作为指示剂，依据GB/T 23742—2009《饲料中盐酸不溶灰分的测定》测定含量。

某养分表观消化率(%)=[1-(b×c)/(a×d)]×100。

式中：a为饲粮中某养分含量；b为粪样中某养分含量；c为饲粮中AIA含量；d为粪样中AIA含量。

1.6 统计处理

试验数据采用SPSS 19.0统计软件中ANOVA程序进行方差分析，差异显著时用Duncan氏法进行各组间多重比较。试验结果用“平均值±标准差”表示。

2 结果与分析 2.1 育肥性能

由表 2可知，Ⅳ组的ADG最高，为1.68 kg，显著高于Ⅰ组(P < 0.05)；随着全棉籽比例的增加，干物质采食量有所提高，但变化不显著(P > 0.05)；Ⅳ组的料重比最低，比Ⅰ组降低了5.67%(P > 0.05)。

2.2 血清生化指标

由表 3可知，Ⅲ、Ⅳ组血清中的胰岛素样生长因子1的含量显著高于Ⅰ组(P < 0.05)，分别比Ⅰ组提高了4.79%和6.76%；各组间其他血清生化指标均没有显著差异(P > 0.05)，其中谷丙转氨酶、谷草转氨酶活性及游离脂肪酸和生长激素的含量随着全棉籽比例的增加有所提高。

2.3 养分表观消化率

由表 4可知，饲粮全棉籽比例对各养分表观消化率无显著影响(P > 0.05)，但随着全棉籽比例的增加，中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维及钙的表观消化率均有所上升。

2.4 饲料成本分析

根据试验期间购买饲料原料的价格，计算出每头牛每天的饲料成本，结果见表 5。饲喂全棉籽增加了饲料成本，但每千克增重饲料成本随着饲粮全棉籽比例的增加而降低，与Ⅰ组相比，Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ组每千克增重饲料成本分别减少了0.13、0.17和0.26元。

3 讨论 3.1 饲粮全棉籽比例对荷斯坦公牛育肥性能的影响

DMI是动物营养需要中一个重要参数。干物质供给不足会限制生长性能的发挥, 过多则会增加饲料成本, 造成不必要的浪费。赵正剑等^[4]在试验中用全棉籽替换TMR中部分精料，结果表明, 试验组较对照组的荷斯坦奶牛和褐牛的DMI分别提高了6.35%和4.19%，这与本试验结果一致。其原因可能是由于全棉籽脂肪在瘤胃中释放速度较慢，且由于带有棉绒容易单独形成较小的食糜，不易于其他饲草混合，这样食糜在瘤胃中滞留时间缩短，加快了胃的排空速度，提高了DMI，进而提高了荷斯坦公牛每日养分的摄入量^[5]。

关于饲粮中添加全棉籽对ADG的影响报道不一，或高或低^[2-3]。王平等^[2]报道，在饲粮中添加全棉籽可提高瘤胃液中丙酸含量, 使丙酸进入糖异生途径合成葡萄糖, 造成体脂肪沉积。脂肪是含能值较高的养分, 是能量的有效利用形式, 随全棉籽比例的增加，摄入脂肪量增加, 能够最大限度地满足荷斯坦公牛生长需要, 生长性能得以充分发挥，这与本试验结果一致。而李坤等^[3]研究显示，低全棉籽组和中全棉籽组的ADG低于对照组，而高全棉籽组ADG高于对照组，与本试验结果不完全一致。这些差异可能与饲粮组成、营养水平、精粗比或添加方式等不同有关。就添加量而言，是否有比本试验添加15%全棉籽饲粮更好的育肥效果尚需进一步研究。

3.2 饲粮全棉籽比例对荷斯坦公牛血清生化指标的影响

血清生化指标是反映动物营养代谢和生理健康的重要指标，与动物饲粮的营养水平和生长性能有密切关系^[6]。

谷丙转氨酶和谷草转氨酶在氨基酸代谢及蛋白质、脂肪、糖三者相互转化中起重要作用。其活性的高低体现了机体内蛋白质合成及降解情况^[7-8]，从而间接地体现动物的生长速率和生长性能。在本试验中，Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ组与Ⅰ组血清谷丙转氨酶与谷草转氨酶活性之间差异不显著，但随着全棉籽比例的增加有升高的趋势，这表明全棉籽能促进氨基酸代谢和蛋白质、脂肪及糖的转化，从而促进肉牛生长^[9]。

葡萄糖是糖在体内的运输形式, 体内各组织细胞活动所需的能量大部分来自葡萄糖，所以血液葡萄糖必须保持一定的水平才能维持体内各器官和组织的需要。从本试验结果来看，各组间血清葡萄糖含量差异不显著，说明添加全棉籽并不会影响荷斯坦公牛血液葡萄糖平衡^[5]。

尿素氮是蛋白质分解代谢的终产物，是衡量动物血液氨基酸合成蛋白质效率的指标^[10]。当动物氨基酸平衡良好，氮利用率高时，血液中尿素氮含量较少，因此血液中的尿素氮含量与氮利用率呈负相关^[11-13]。本试验中，Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ组血清中尿素氮含量皆低于Ⅰ组，说明在饲粮中添加全棉籽加速了蛋白质的合成或减缓蛋白质降解，提高了机体对蛋白质的利用率，有助于育肥牛的生长发育。

总蛋白在一定程度上不仅代表了饲粮中蛋白质的营养水平，也代表了动物对蛋白质的消化吸收程度，当体内的蛋白质合成作用增强时，血液总蛋白含量较高^[14-15]。Colin-Negrete等^[16]的试验表明，血清总蛋白含量随着试验期的延长有升高的趋势，但变化并不显著，这与本试验结果一致，说明全棉籽对蛋白质生物合成有促进作用。

血液中的甘油三酯和胆固醇含量变化情况是反映机体脂类代谢是否正常的2个重要指标，研究表明，不饱和脂肪酸具有降低血液中甘油三酯和胆固醇含量的作用。Jump等^[17]认为血液中胆固醇与膳食中胆固醇摄入量没有关系，而是与饱和脂肪酸摄入量呈正比，与不饱和脂肪酸摄入量呈反比；钟荣珍等^[5]等研究结果也证实，饲喂全棉籽降低牛血清胆固醇的含量，与本试验结果一致。这可能是全棉籽中富含多不饱和脂肪酸造成的，多不饱和脂肪酸可防止高胆固醇食物导致的血清胆固醇含量升高^[18]。此外，脂肪和胆固醇形成的微粒体与棉绒包裹在一起，随着粪便一同排出体外，也阻止了小肠对它们的吸收，同时阻断了胆盐的肝肠循环，起到了降低胆固醇含量的作用。

血液中的游离脂肪酸含量与脂代谢、糖代谢及内分泌功能有关，本试验中，Ⅳ组的血清游离脂肪酸含量最高，可能是由于添加整粒全棉籽对不饱和脂肪酸进行天然保护, 降低了在瘤胃中的氢化作用, 使进入血液中的游离脂肪酸含量增加。

生长激素是调节动物生长中最主要的激素之一，可促进骨、软骨以及其它的组织细胞分裂增殖，也可促进脂肪的分解以及蛋白质的合成，可提高畜禽增重^[19]。Vestergaard等^[20]研究发现，荷斯坦公牛生长速率和ADG与血液中生长激素含量呈正相关；Sarkar等^[21]研究发现，牦牛血清生长激素含量与ADG呈正相关，本试验研究也证实了这一点。

胰岛素样生长因子1是生长激素的介质，它们之间存在协作作用，促进蛋白质合成维持氮平衡，本试验中Ⅳ组的血清胰岛素样生长因子1含量显著高于Ⅰ、Ⅱ组，说明随着全棉籽比例的增加，蛋白质合成作用加强，有利于提高育肥牛的生长性能。

3.3 饲粮全棉籽比例对荷斯坦公牛养分表观消化率的影响

本试验结果表明，全棉籽比例的提高对养分表观消化率均无显著影响。其中粗蛋白质表观消化率随全棉籽比例的增加呈先升高后降低的趋势, 这与王金梅^[22]等的研究结果一致，出现这种结果的原因可能与棉籽蛋白质由棉壳包被不易消化有关。

随着饲粮中全棉籽比例的增加，中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维表观消化率有所提高，这与Bernard等^[23]报道结果一致。Palmquist等^[24]的研究结果表明，饲粮添加棉籽后对奶牛酸性洗涤纤维表观消化率有显著促进作用，与本试验结果的趋势是一致的；然而，王平等^[2]报道，添加棉籽粕降低了肉牛对饲粮酸性洗涤纤维的表观消化率，其原因可能是棉籽中的脂肪会抑制微生物的生长，从而导致酸性洗涤纤维的表观消化率受到影响。

4 结论

① 饲喂全棉籽饲粮可提高荷斯坦公牛的ADG和血清胰岛素样生长因子1含量，干物质采食量及中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维和钙的表观消化率也有所提高。

② 在本试验条件下，饲粮全棉籽比例为15%时可有效地改善荷斯坦公牛的育肥性能。