动物营养学报    2019, Vol. 31 Issue (12): 5582-5594    PDF    
不同精粗比饲粮中添加酵母培养物对牦牛瘤胃体外发酵参数的影响
曾钰1,2 , 谢昕廷1 , 彭忠利1 , 高彦华1,2 , 苗建军1 , 柏雪1,2     
1. 西南民族大学生命科学与技术学院, 成都 610041;
2. 青藏高原动物遗传资源保护与利用教育部重点实验室, 成都 610041
摘要: 本试验旨在探讨不同精粗比饲粮中添加酵母培养物(YC)对牦牛瘤胃体外发酵参数的影响。采用3×6两因素交叉分组试验设计,在3个精粗比(40:60、50:50、60:40)饲粮中分别添加6个水平(0、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%和2.5%)的YC,制备出18底物进行体外发酵。结果表明:1)饲粮精粗比对产气量、干物质降解率(DMD)、粗蛋白质降解率(CPD)、酸性洗涤纤维降解率(ADFD)、中性洗涤纤维降解率(NDFD)有显著影响(P < 0.05),50:50组和60:40组DMD、CPD、NDFD、ADFD显著高于40:60组(P < 0.05)。饲粮YC添加水平对产气量、CPD、NDFD和ADFD有显著影响(P < 0.05),0.5%组产气量和CPD显著高于其他各组(P < 0.05)。饲粮精粗比和YC添加水平对CPD有显著的互作效应(P < 0.05)。2)饲粮精粗比对pH及氨态氮(NH3-N)、微生物蛋白(MCP)含量有显著影响(P < 0.05)。40:60组pH显著高于50:50组和60:40组(P < 0.05),60:40组NH3-N含量显著低于40:60组和50:50组(P < 0.05),40:60组MCP含量显著低于50:50组和60:40组(P < 0.05)。饲粮YC添加水平对NH3-N和MCP含量有显著影响(P < 0.05),0.5%组NH3-N和MCP含量显著高于其他各组(P < 0.05)。3)饲粮精粗比和YC添加水平对总挥发性脂肪酸(TVFA)含量和乙酸、丙酸、异丁酸、丁酸、异戊酸、戊酸比例及乙酸/丙酸均有显著影响和互作效应(P < 0.05)。60:40组TVFA含量和丁酸比例显著高于40:60组和50:50组(P < 0.05),40:60组乙酸、异戊酸比例以及乙酸/丙酸显著高于60:40组和50:50组(P < 0.05),50:50组异丁酸和戊酸比例显著高于40:60组和60:40组(P < 0.05)。1.0%组异丁酸、丁酸、异戊酸、戊酸比例显著高于其他各组(P < 0.05),乙酸/丙酸显著低于其他各组(P < 0.05)。综上所述,在本试验条件下,饲粮精粗比和YC添加水平对牦牛体外瘤胃发酵产气量、养分降解率和发酵参数有一定影响。饲粮精粗比以50:50和60:40为宜,YC添加水平以0.5%和1.0%为宜。
关键词: 精粗比    酵母培养物    体外发酵    pH    氨态氮    挥发性脂肪酸    
Effects of Yeast Culture Supplementation in Diet with Different Concentrate to Forage Ratios on in Vitro Rumen Fermentation Parameters of Yaks
ZENG Yu1,2 , XIE Xinting1 , PNEG Zhongli1 , GAO Yanhua1,2 , MIAO Jianjun1 , BAI Xue1,2     
1. College of Life Science and Technology, Southwest Minzu University, Chengdu 610041, China;
2. Key Laboratory of Qinghai-Tibetan Plateau Animal Genetic Resource Reservation and Utilization, Ministry of Education, Chengdu 610041, China
Abstract: This experiment was conducted to investigate the effects of yeast culture (YC) supplementation in diet with different concentrate to forage ratios on in vitro rumen fermentation parameters of yaks. Five levels (0, 0.5%, 1.0%, 1.5%, 2.0% and 2.5%) of YC were supplemented in diet with three concentrate to forage ratios (40:60, 50:50 and 60:40) to formulate 18 kinds of subtracts using 3×6 two factors cross group experiment design. The result showed as follows:1) dietary concentrate to forage ratio had significant effects on gas production, dry matter degradation rate (DMD), crude protein degradation rate (CPD), acid detergent fiber degradation rate (ADFD) and neutral detergent fiber degradation rate (NDFD) (P < 0.05), and the DMD, CPD, NDFD and ADFD of 50:50 group and 60:40 group were significantly higher than those of 40:60 group (P < 0.05). Dietary YC supplemental level had significant effects on gas production, CPD, NDFD and ADFD (P < 0.05), and the gas production and CPD of 0.5% group were significantly higher than those of other groups (P < 0.05). Dietary concentrate to forage ratio and YC supplemental level had significant interaction on CPD (P < 0.05). 2) Dietary concentrate to forage ratio had significant effects on pH and ammonia nitrogen (NH3-N) and microbial protein (MCP) contents (P < 0.05). The pH of 40:60 group was significantly higher than that of 50:50 group and 60:40 group (P < 0.05), the NH3-N content of 60:40 group was significantly lower than that of 40:60 group and 50:50 group (P < 0.05), and the MCP content of 40:60 group was significantly lower than that of 60:40 group and 50:50 group (P < 0.05). Dietary YC supplemental level had significant effects on NH3-N and MCP contents (P < 0.05), and the NH3-N and MCP contents of 0.5% group were significantly higher than those of other groups (P < 0.05). 3) Dietary concentrate to forage ratio and YC supplemental level had significant effects and significant interaction on total volatile fatty acid (TVFA) content and percentages of acetate, propionate, isobutyrate, butyrate, isovalerate and valerate and acetate/propionate (P < 0.05). The TVFA content and butyrate percentage of 60:40 group were significantly higher than those of 40:60 group and 50:50 group (P < 0.05), the acetate and isovalerate percentages and acetate/propionate of 40:60 group were significantly higher than those of 60:40 group and 50:50 group (P < 0.05), and the butyrate and valerate percentages of 50:50 group were significantly higher than those of 40:60 group and 60:40 group (P < 0.05). The isobutyrate, butyrate, isovalerate and valerate percentages of 1.0% group were significantly higher than those of other groups (P < 0.05), and the acetate/propionate was significantly lower than that of other groups (P < 0.05). In conclusion, under the conditions of this experiment, dietary concentrate to forage ratio and YC supplemental level have effects on gas production, nutrient degradation rates and fermentation parameters in vitro fermentation. The optimal concentrate to forage ratios are 50:50 and 60:40, and the optimal YC levels are 0.5% and 1.0%.
Key words: concentrate to forage ratio    yeast culture    in vitro fermentation    pH    NH3-N    volatile fatty acid    

酵母培养物(yeast culture,YC)是酵母菌(酿酒酵母)在现代发酵工艺控制下采用液态、固态相结合,在培养基上发酵后制得的一种微生态制剂[1]。YC含有丰富的氨基酸、免疫多糖(葡萄糖、甘露聚糖)、B族维生素、小肽和消化酶等功能性物质,已广泛应用于反刍动物的生产中,对维持瘤胃健康和提高生产性能、免疫力和饲料转化率等方面都有促进作用[2-6]。体外产气法是在体外产气装置中添加培养液和饲料来模拟反刍动物瘤胃发酵,通过测定底物剩余量和发酵产物生成量来评价饲料营养价值的方法。自Menke等[7]发现饲粮中营养成分在体外测定的消化率与反刍动物活体内测定的消化率呈高度正相关以来,被广泛应用于反刍动物饲料原料、饲粮等营养价值的研究。饲粮精粗比是决定反刍动物瘤胃发酵特征的主要因素之一[8],对反刍动物瘤胃内环境和消化代谢都有重要影响[9]。过高的精料会引发反刍动物瘤胃酸中毒,而过高的粗料又不能满足反刍动物营养需要,因此,适宜的精粗比对反刍动物的生长发育至关重要。研究表明,YC能有效地提高肉牛[1]、奶牛[2]、肉鸡[10]和育肥猪[11]的生产性能。黄文明等[1]在肉牛饲粮中添加150 g/d YC提高了生长性能,改善了牛肉品质。陈作栋等[12]研究表明,在锦江黄牛饲粮中添加YC不仅提高了饲粮中养分消化率,还增加了生长期锦江黄牛的抗氧化能力和免疫性能。Williams等[13]研究表明,在奶牛饲粮中添加YC能有效地维持瘤胃内环境的稳定。目前,YC的应用主要集中在奶牛上,未见国内外运用体外产气法研究不同精粗比饲粮中YC添加水平的相关报道。因此,本试验采用体外产气法研究在不同精粗比饲粮中添加不同水平YC对牦牛瘤胃体外发酵参数的影响,进一步探讨饲粮精粗比与YC添加水平是否存在互作效应,以期找出适宜的饲粮精粗比和YC添加水平,为YC在牦牛饲粮中的合理应用和牦牛饲粮的配制提供理论依据。

1 材料与方法 1.1 试验材料 1.1.1 YC

本试验所用YC由美国国际生物营养科技有限公司(Bio-Nutrition International, Inc)提供,为黄色流动性良好的细小颗粒,其营养成分如下:粗蛋白质含量≥18.0%,粗脂肪含量≥1.5%,粗纤维含量≤12.0%,水分含量≤12.0%,粗灰分含量≤6.0%。

1.1.2 试验饲粮

试验饲粮由精料和粗料2部分组成,粗料为发酵酒糟和青贮玉米,配制前先将粗料65 ℃烘干48 h后,过40目筛后与精料混合成不同精粗比的试验饲粮。试验饲粮组成及营养水平见表 1

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)
1.1.3 瘤胃液

在青白江牦牛屠宰场选取5头体重[(200±10) kg]相近的健康麦洼公牦牛,来源于川西北高原的放牧牦牛,屠宰前禁食禁水,待其屠宰后取瘤胃内容物,将5头牦牛的瘤胃液按1 : 1 : 1 : 1 : 1的比例混合后,用4层纱布过滤后立即装入保温瓶中通入CO2保持厌氧条件,迅速带回实验室进行体外发酵试验。

1.2 试验设计

本试验采用3×6两因素交叉分组试验设计,饲粮精粗比和YC添加水平作为2个试验因素。精粗比分别为40 : 60、50 : 50、60 : 40,YC添加水平分别为0、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%和2.5%。试验共18个处理,每个处理3个重复。

1.3 体外产气

参照Menke等[7]的方法准备缓冲液。微量元素溶液(A液):CaCl2·2H2O 13.2 g,MnCl2·4H2O 10.0 g,CoCl2·6H2O 1.0 g,FeCl3·6H2O 8.0 g,加蒸馏水至100 mL;缓冲液(B液):NH4HCO3 4.0 g,NaHCO3 35.0 g,加蒸馏水至1 000 mL;常量元素溶液(C液):Na2HPO4·12H2O 9.45 g,KH2PO4 6.2 g,MgSO4·7H2O 0.6 g,加蒸馏水至1 000 mL;还原剂溶液(D液):1 mol/L NaOH 4.0 mL,Na2S·9H2O 625 mg,定容至100 mL,现用现配。取520.2 mL蒸馏水,加入208.1 mL B液、208.1 mL C液和62.4 mL D液,配制成缓冲液。将其置于39.5 ℃恒温水浴锅中预热备用,持续通入CO2。试验前准确称取1 000 mg试验饲粮无损转移至100 mL具塞注射器底部,在注射器活塞表面涂抹适量的凡士林,然后吸入50 mL事先预热于39.5 ℃恒温水浴锅中的混合培养液[瘤胃液:缓冲液=1 : 2(体积比)],轻微振荡摇匀并排出气泡后置于(39.0±0.5) ℃的恒温培养箱中培养48 h。每个处理3个重复,同时设置1个仅含有混合培养液的空白管;每个重复设3个平行,发酵结束后将同一处理的3个平行样品中的固相和液相分别混合后取样,以保证剩余干物质含量可用于后续指标的测定。

发酵过程中,分别记录2、4、6、8、10、12、18、24、36、48 h各时间点的产气量,记录过程中每间隔2 h摇匀1次,产气量超过80 mL后将产生的气体排出。体外培养结束后,立即用冰水浴终止发酵,并将一个处理3个平行样品中的培养液分别无损转移至50 mL离心管中。立即用PHS-10型便携式pH计测定其pH。然后将离心管于1 684×g(3 500 r/min)下离心15 min,上清液分装于3个15 mL离心管中,保存于-20 ℃用于氨态氮(NH3-N)、微生物蛋白(MCP)和挥发性脂肪酸(volatile fatty acids,VFA)含量的测定[Agilent 6890N气相色谱仪,用2-乙基丁酸(2EB)作内标物,采用内标校正定量方法计算结果,标准品(色谱纯)均购于Sigma公司]。并用温水洗涤离心管底的固相残渣,无损转移至预先恒重的铝盒中,于65 ℃烘箱中烘48 h,用于干物质降解率(dry matter disappearance rate,DMD)、粗蛋白质降解率(crude protein degradation rate,CPD)、中性洗涤纤维降解率(neutral detergent fiber degradation rate,NDFD)、酸性洗涤纤维降解率(aid detergent fiber degradation rate,ADFD)的测定。

DMD、DNFD、ADFD和CPD计算公式如下:

DMD(%)=[(DM1-DM2)/DM1]×100;

NDFD(%)=[(NDF×DM1-NDF×DM2)/(NDF×DM1)]×100。

式中:DM1为发酵前样品干物质重;DM2为发酵后残渣干物质重;DNF为发酵前中性洗涤纤维降含量;NDF为发酵后中性洗涤纤维降含量。ADFD和CPD的计算方法与NDFD相同。

1.4 测定指标和方法

饲粮和培养液固相残留物中的干物质、粗蛋白质、钙和磷含量分别参照《饲料中水分的测定》(GB/T 6435—2014)、《饲料中粗蛋白的测定方法》(GB/T 6432—1994)、《饲料中钙的测定方法》(GB/T 6436—2002)和《饲料中总磷的测定分光光度法》(GB/T 6437—2002)中的方法测定,中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维含量参照Van Soest等[15]采用滤袋法测定。发酵液中NH3-N含量使用721型分光光度计在700 nm波长下比色[16]测定,MCP含量采用考马斯亮蓝法[17]在595 nm波长处比色,VFA含量采用气象色谱法[18]测定。

其中VFA含量测定的色谱条件为:载气为氮气(N2),分流比40 : 1,流量2.0 mL/min,平均线速度38 cm/s,柱压11.3 psi(1 psi≈6.89 kpa),采用程序升温,初始温度为120 ℃(3 min),以10 ℃/min升温至180 ℃(1 min),氢焰检测器温度为250 ℃,氢气(H2)流量40 mL/min,空气流量450 mL/min,柱流量+尾吹气流量45 mL/min,进样口温度为210 ℃,进样量为0.6 μL。

1.5 统计分析

试验数据采用Excel 2010处理后,用SPSS 18.0中一般线性模型(general linear models,GLM)进行两因素方差分析,采用Duncan氏法进行多重比较。结果以平均值±标准差表示,P < 0.05代表差异显著。

2 结果 2.1 不同精粗比饲粮中添加YC对体外发酵养分降解率和产气量的影响

表 2可知,饲粮精粗比对产气量、DMD、CPD、NDFD、ADFD有显著影响(P < 0.05)。50 : 50组和60 : 40组DMD、CPD、NDFD、ADFD显著高于40 : 60组(P < 0.05),但50 : 50组和60 : 40组之间差异不显著(P>0.05)。饲粮YC添加水平对CPD、NDFD和ADFD有显著影响(P < 0.05),对DMD无显著影响(P>0.05),其中,CPD随YC添加水平的升高先升高后降低,0.5%组CPD最高,显著高于其他各组(P < 0.05)。饲粮中YC添加水平对产气量有显著影响(P < 0.05),0.5%组产气量最高,显著高于其他各组(P < 0.05)。饲粮精粗比和YC添加水平对CPD有显著的互作效应(P < 0.05)。

表 2 不同精粗比饲粮中添加YC对体外发酵养分降解率和产气量的影响 Table 2 Effects of yeast culture supplementation in diet with different concentrate to forage ratios on nutrient degradation rates and gas production in vitro fermentation
2.2 不同精粗比饲粮中添加YC对体外发酵pH及NH3-N、MCP含量的影响

表 3可知,饲粮精粗比对pH及NH3-N、MCP含量有显著影响(P < 0.05)。40 : 60组pH显著高于50 : 50组和60 : 40组(P < 0.05),60 : 40组NH3-N含量显著低于40 : 60组和50 : 50组(P < 0.05),40 : 60组MCP含量显著低于50 : 50组和60 : 40组(P < 0.05)。饲粮YC添加水平对NH3-N和MCP含量有显著影响(P < 0.05),对pH无显著影响(P>0.05)。0.5%组NH3-N和MCP含量显著高于其他各组(P < 0.05)。饲粮精粗比和YC添加水平对pH和NH3-N、MCP含量无显著的互作效应(P>0.05)。

表 3 不同精粗比饲粮中添加YC对体外发酵pH及NH3-N、MCP含量的影响 Table 3 Effects of yeast culture supplementation in diet with different concentrate to forage ratios on pH and NH3-N, MCP contents in vitro fermentation
2.3 不同精粗比饲粮中添加YC对体外发酵VFA组成的影响

表 4可知,饲粮精粗比对总挥发性脂肪酸(TVFA)含量和乙酸、丙酸、异丁酸、丁酸、异戊酸、戊酸比例以及乙酸/丙酸均有显著影响(P < 0.05)。随着饲粮精粗比的增加,乙酸、异戊酸比例和乙酸/丙酸显著降低(P < 0.05),丁酸比例显著增加(P < 0.05);50 : 50组异丁酸和戊酸比例显著高于40 : 60组和60 : 40组(P < 0.05),60 : 40组TVFA含量显著高于40 : 60组和50 : 50组(P < 0.05),60 : 40组和50 : 50组丙酸比例显著高于40 : 60组(P < 0.05)。饲粮YC添加水平对TVFA含量和乙酸、丙酸、异丁酸、丁酸、异戊酸、戊酸比例以及乙酸/丙酸均有显著影响(P < 0.05)。其中,1.0%组丙酸比例最高,显著高于除0.5%组的其他各组(P < 0.05);1.0%组异丁酸、丁酸、异戊酸、戊酸比例最高,显著高于其他各组(P < 0.05);1.0%组乙酸/丙酸最低,显著低于其他各组(P < 0.05)。饲粮精粗比和YC添加水平对TVFA含量和乙酸、丙酸、异丁酸、丁酸、异戊酸、戊酸比例以及乙酸/丙酸均有显著的互作效应(P < 0.05)。

表 4 不同精粗比饲粮中添加YC对体外发酵VFA组成的影响 Table 4 Effects of yeast culture supplementation in diet with different concentrate to forage ratios on VFA composition in vitro fermentation
3 讨论 3.1 不同精粗比饲粮中添加YC对养分降解率和产气量的影响

反刍动物瘤胃内含有极为复杂的微生物体系,微生物在发酵饲粮后会代谢产生大量VFA和氨气(NH3)、甲烷(CH4)、二氧化碳(CO2)和H2等混合气体[19-20]。产气量可综合反映饲粮本身的降解特性和微生物生长的情况[20],是评价体外发酵效果的重要指标。本试验中,随着饲粮精粗比的升高,可发酵碳水化合物增多,瘤胃微生物活性增强,产气量也随之升高。随着饲粮YC添加水平的增加,产气量先升高后降低,与耿春银等[21]在饲粮中添加YC可以增加瘤胃体外发酵产气量的研究结果一致。可能是YC富含矿物质、多糖、小肽和消化酶的物质,促进了瘤胃微生物的快速增殖,从而提高饲粮的降解率所致,但YC添加水平超过1.5%也会降低产气量。

Fondevila等[22]研究表明,提高饲粮中精料的比例,绵羊瘤胃干物质和有机物的降解率升高。王吉峰等[23]采用尼龙袋法研究不同精粗比饲粮的养分消化率,发现有机物、干物质和粗蛋白质的降解率随着饲粮精粗比的升高而增加,但中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维的降解率无显著差异。张俊瑜等[24]以2头安装瘘管的荷斯坦奶牛为研究对象,采用尼龙袋法研究饲粮的降解特性,结果表明,干物质和粗蛋白质的有效降解率随饲粮精料水平的提高显著增加。本试验中,随着饲粮精粗比的提高,DMD、CPD、NDFD、ADFD也随之提高,与上述研究结果一致。Arambel等[25]研究发现,在奶牛饲粮中添加YC对粗蛋白质、中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维的表观消化率均无显著影响。Hristov等[26]研究表明,YC对养分表观消化率无显著影响。然而,Haddad等[27]研究了在饲粮中添加YC对羔羊养分表观消化率的影响,结果显示,YC可显著提高羔羊干物质、有机物、粗蛋白质以及中性洗涤纤维的表观消化率。同时,白永平等[28]研究发现,在泌乳奶牛饲粮中添加300 g/d的YC可显著提高中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维的表观消化率。本试验中,饲粮YC添加水平对DMD无显著影响,降低了CPD、NDFD、ADFD,与上述研究结果不完全一致。可能是YC对纤维降解菌、蛋白水解菌和淀粉分解菌的活性产生影响所导致[29-30]。本课题组前期研究发现,在牦牛饲粮中添加YC会增加瘤胃中降解非纤维物质微生物的相对丰度,降低纤维降解菌的相对丰度,与本试验结果相呼应。研究表明,饲粮精粗比也是影响YC对营养物质消化率的重要因素[31]。本试验中,饲粮精粗比为50 : 50和60 : 40且YC添加水平超过2.0%时,纤维和蛋白质的降解有一定程度的降低;饲粮精粗比为50 : 50和60 : 40且YC添加水平为0.5%~1.0%时,DMD、CPD、NDFD、ADFD以及产气量较高。

3.2 不同精粗比饲粮中添加YC对体外发酵pH及NH3-N、MCP含量的影响

瘤胃pH是瘤胃食糜中VFA和唾液中缓冲盐相互作用、瘤胃上皮对VFA吸收和瘤胃食糜排出等因素综合作用的结果[32]。瘤胃pH对瘤胃微生物区系、瘤胃发酵产物和瘤胃功能有重要影响,是评价瘤胃功能稳衡的重要指标,也是瘤胃生理状况的最直接表现[33],且与饲粮组成和营养成分的密切相关[34],可综合反映瘤胃微生物、代谢产物和有机酸产生、吸收、排出及中和的状况[35]。Kononoff等[36]的研究表明,精料比例的升高会降低瘤胃pH。本试验条件下,随着精粗比的升高,pH逐渐降低,与陈志龙等[37]和胡琳等[38]研究结果一致。可能是由于饲粮精粗比的增加,非结构性碳水化合物的比例也随之增加,产生大量的VFA和乳酸等物质,使得瘤胃pH降低。本试验中,随着饲粮YC添加水平的增加,pH逐渐降低,但无显著差异,可能是由于本试验采用的体外产气装置不是连续型培养系统,所产生的VFA和乳酸等物质无法被动物机体吸收和排出,导致pH降低,同时,瘤胃pH下降会影响瘤胃微生物的生长繁殖,使降解纤维物质的微生物活性降低,增强淀粉降解菌的生长[39]

NH3-N是瘤胃微生物利用饲粮中的蛋白质合成的,是MCP合成的主要前体物,也是反映瘤胃发酵的一个重要指标。NH3-N含量反映了瘤胃微生物分解含氮物质产生NH3的速度及其对NH3的摄取利用情况[40]。瘤胃中正常NH3-N含量是瘤胃微生物合成MCP的关键。NH3-N作为MCP合成的氮源,其适宜浓度为10~50 mg/dL[41],当NH3-N浓度低于20 mg/dL时会降低反刍动物的采食量和消化率[37]。本试验中,各组NH3-N浓度均在19.92~32.62 mg/dL变动,高于王斌星等[42]和孙红梅等[43]在牦牛上测定的结果,可能是体外发酵过程中,代谢产物无法移除的缘故,导致氨在培养液中蓄积所致。整个发酵过程中,NH3-N含量随着饲粮精粗比升高而降低,而MCP含量增加,与陈志龙等[37]的研究结果一致,可能是饲粮精粗比的增加,非结构性碳水化合物含量增多,促进瘤胃微生物的增殖而提高NH3-N的利用率[44],促进了MCP的合成。瘤胃中MCP和NH3-N含量可以反映出瘤胃的消化能力,但YC对瘤胃NH3-N含量影响的结论并不一致。Richter等[45]研究表明,在奶牛饲粮中添加YC能够增加瘤胃NH3-N含量。Hristov等[26]研究表明,YC对瘤胃NH3-N含量无显著影响。王玲[44]研究发现,YC可以提高奶牛瘤胃MCP含量。本试验中,NH3-N和MCP含量随饲粮YC添加水平的增加先升高后降低,说明饲粮中YC添加水平低于1.5%可以促进微生物的生长,同时,体外发酵不能完全模拟体内环境,随着发酵时间的延长,代谢产物的增加对瘤胃微生物产生不利影响,从而降低NH3-N和MCP含量。

3.3 不同精粗比饲粮中添加YC对体外发酵VFA组成的影响

反刍动物瘤胃发酵产生的VFA包括乙酸、丙酸、丁酸、异丁酸、戊酸、异戊酸等,可为机体提供70%~80%的能量,也是瘤胃微生物增殖碳架的主要来源[46-47]。乙酸、丙酸和丁酸占TVFA含量95%左右,乙酸是乳脂合成的主要前体,丙酸则通过糖异生作用合成机体所需的葡萄糖,因此丙酸发酵型可为机体提供更多的能量,有利于提高动物的生产性能和饲料利用率[48]。瘤胃发酵类型和VFA产量与饲粮类型密切相关。Polyorach等[49]和周航[50]研究发现,随着饲粮精粗比的升高,丙酸比例提高而乙酸比例降低;丁耿芝[51]研究也表明,随着饲粮精粗比的升高,瘤胃中乙酸的比例和乙酸/丙酸逐渐降低。本试验中,随着饲粮精比的升高,乙酸、异戊酸比例和乙酸/丙酸降低,而丙酸、丁酸比例和TVFA含量升高,与上述研究结果一致。这表明在适宜的范围内提高精料的比例,瘤胃发酵类型会由乙酸型转变为丙酸型。在本试验条件下,饲粮精粗比以50 : 50和60 : 40为宜。研究表明,饲粮中添加YC能改变瘤胃VFA含量及其组成比例[52-53]。Harrison等[54]和Adams等[55]在泌乳奶牛和小牛饲粮中添加YC,结果增加了瘤胃丙酸比例,降低了乙酸、异戊酸比例和乙酸/丙酸。也有研究报道,在肉牛饲粮中添加酿酒酵母对瘤胃VFA含量无显著影响[56]。本试验中,丙酸、丁酸、异丁酸、戊酸和异戊酸比例随着饲粮YC添加水平先升高后降低,而乙酸比例和乙酸/丙酸随着饲粮YC添加水平先降低后升高,YC添加水平在1.0%以下时,有利于丙酸和戊酸的生成,降低乙酸比例和乙酸/丙酸。这说明在饲粮中添加YC有利于瘤胃发酵向丙酸发酵型转化,其中以0.5%和1.0%添加水平为宜。

4 结论

① 随着饲粮精粗比的升高,产气量、DMD、CPD、ADFD、NDFD和MCP升高,pH和NH3-N含量降低,瘤胃发酵类型转变为丙酸发酵型,精粗比以50 : 50和60 : 40时为宜。

② 随着饲粮YC添加水平的增加,CPD、NDFD和ADFD以及NH3-N含量降低,YC添加水平在1%以下时,可增加丙酸、异丁酸、丁酸、异戊酸和戊酸比例及MCP含量,降低乙酸比例和乙酸/丙酸,促进瘤胃发酵类型向丙酸型转化,但YC添加水平在1.5%以上时会产生负面影响,YC添加水平以0.5%和1.0%为宜。

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