2. 河南省饲草饲料站, 郑州 450008;
3. 河南省草地资源创新与利用重点实验室, 郑州 450002;
4. 河南省牧草工程技术研究中心, 郑州 450002;
5. 河南恒都夏南牛开发有限公司, 驻马店 463000
2. Forage and Feed Station of Henan Province, Zhengzhou 450008, China;
3. Henan Key Laboratory of Innovation and Utilization of Grassland Resources, Zhengzhou 450002, China;
4. Henan Engineering Research Center for Forage, Zhengzhou 450002, China;
5. Henan Hondo Xianan Cattle Development Limited Company, Zhumadian 463000, China
粗饲料是反刍动物重要的营养来源, 其在瘤胃中发酵生成挥发性脂肪酸(VFA), 可以为反刍动物提供能量, 同时还会参与机体内的代谢, 具有重要作用。不同来源的粗饲料营养品质变化很大, 而粗饲料的好坏会对反刍动物的生长造成极大的影响。我国的秸秆资源种类多、产量大, 据相关统计, 农作物秸秆年总产量达7亿t之多, 其中麦秸(wheat straw)约占21%[1]。在实际生产中, 麦秸是食草动物最为广泛的粗饲料来源, 属于禾本科植物干草, 但是麦秸具有粗蛋白质含量低、粗纤维含量高、饲喂品质较差的特点。麦秸中的中性洗涤纤维(NDF)和酸性洗涤纤维(ADF)含量分别高于70%和40%, 反刍动物难以将其完全消化, 消化率较低[2]。而随着"粮改饲"项目的实施, 肉牛饲粮中优质粗饲料花生秧(peanut vine)、苜蓿等的比例得到提高。
相比于禾本科牧草, 花生秧和苜蓿属于豆科植物, 而豆科牧草根上生有瘤, 可固定空气中的氮素, 其营养价值(粗蛋白质和矿物质含量)要远高于禾本科牧草[3]。花生秧因其粗蛋白质、粗脂肪、矿物质及维生素含量丰富, 适口性较好, 价格较低, 经常被用作粗饲料[4]。有研究表明, 在反刍动物饲粮中添加适量花生秧能够提高粗饲料的转化效率, 提高生长性能[5]。紫花苜蓿(Medicago sativa)享有"牧草之王"的美誉, 具有适应性强、适口性好、营养丰富等特点, 且含有多种未知的生长和繁殖因子[6], 适宜于饲喂牛、羊等反刍动物。国内外研究表明, 苜蓿在奶牛和其他畜禽中的利用均能提高其生长性能[7-10], 改善畜产品品质。李丰成[11]利用苜蓿干草(alfalfa hay)替代部分玉米秸秆饲喂西门塔尔杂交公牛, 结果显示其日增重和经济效益显著提高。王文静等[12]研究表明, 用苜蓿干草代替花生秧饲喂肉牛可显著提高其生长性能, 降低血清胆固醇(CHOL)含量。由此可知, 合理的选择粗饲料可以提高肉牛养殖效益。本试验结合我国肉牛养殖中粗饲料使用的现状, 以西门塔尔杂交牛为试验动物, 分别饲喂由麦秸、花生秧和苜蓿干草组成的不同粗饲料饲粮, 探讨不同粗饲料与全株玉米青贮组合对西门塔尔杂交牛生长性能、抗氧化指标、肉品质及经济效益的影响, 为实际生产中提高牛肉产量和肉品质提供合理科学依据。
1 材料与方法 1.1 试验设计试验在河南省驻马店市泌阳县河南恒都夏南牛养殖基地进行。选取健康状况良好、12月龄左右、体重在395~405 kg的西门塔尔杂交牛(西门塔尔牛×本地牛)75头, 按体重相近的原则, 随机分为3个组, 分别为麦秸组、花生秧组和苜蓿干草组, 每组5个重复, 每个重复5头牛。预试期为7 d, 正试期为90 d。饲粮营养水平参考《肉牛饲养标准》(NY/T 815-2004)[13], 试验饲粮组成及营养水平见表 1, 不同粗饲料营养成分比较见表 2。
试验前对试验牛舍进行清扫、消毒。每天饲喂2次, 饲喂时间分别为06:00和16:00, 每次饲喂计量不限量, 自由饮水, 每天上午饲喂前清理食槽1次, 记录余料量。每7 d刷洗1次水槽, 每15 d清扫1次牛舍, 每30 d进行1次消毒以防传染性疾病的发生。
1.3 样品收集及测定 1.3.1 生长性能以重复为单位记录每次喂料量, 每天早晨饲喂前称取剩料量, 计算每头牛的平均日采食量(ADFI)。饲养试验开始和结束时都在晨饲前空腹称重, 记为始重和末重, 以计算平均日增重(ADG), 最后计算料重比(F/G)。
1.3.2 血清生化指标试验最后1天晨饲前, 每个重复随机选取1头牛, 尾静脉采集血液15 mL, 凝血后离心(4℃、3 000 r/min, 10 min), 分离血清置于-20℃冰箱保存。采用贝克曼库尔特全自动生化分析仪测定血清中谷丙转氨酶(ALT)、谷草转氨酶(AST)活性及总蛋白(TP)、甘油三酯(TG)、CHOL、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)和尿素氮(UN)含量。
1.3.3 血清和组织抗氧化指标试验结束后, 将试验牛在河南恒都食品厂进行屠宰。按照动物福利原则将试验牛击晕放血致死后, 立即进入流水线剖开腹腔, 在其肝脏、脾脏的相同部位取样, 置于液氮中保存。使用南京建成生物工程研究所提供的试剂盒测定血清和组织中超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性和丙二醛(MDA)含量及总抗氧化能力(T-AOC)。
1.3.4 肉品质屠宰结束后, 胴体低温(0~2℃)排酸48 h, 随后在牛的左胴体上截取第12~13肋间背最长肌用来进行肉品质评定。肌肉大理石花纹等级按照NY/T 676-2010标准进行评定; 肌肉中水分、粗蛋白质、粗脂肪和粗灰分含量分别参照GB 5009.3-2016、GB 5009.5-2016、GB 5009.6-2016和GB 5009.4-2016中方法进行检测; 肌肉剪切力按照NY/T 1180-2006中方法进行检测; 肌肉系水力、熟肉率和pH按照NY/T 1333-2007中方法进行检测。
1.3.5 经济效益计算试验采用SPSS 20.0软件对数据进行分析, 试验数据用"平均值±标准差"表示, 并用Duncan氏法对各组数据进行多重比较, 以P < 0.05作为差异显著性的判断标准。
2 结果 2.1 不同粗饲料与全株玉米青贮组合对西门塔尔杂交牛生长性能的影响由表 3可知, 各组的初重无显著差异(P>0.05), 苜蓿干草组的末重显著高于麦秸组(P < 0.05);花生秧组的ADFI显著高于其他2组(P < 0.05);麦秸组、花生秧组和苜蓿干草组的ADG依次增加, 且各组间差异显著(P < 0.05);苜蓿干草组的F/G显著低于其他2组(P < 0.05)。
由表 4可知, 与麦秸组相比, 花生秧组和苜蓿干草组的血清ALT活性显著降低(P < 0.05), 苜蓿干草组的血清HDL-C含量显著升高(P < 0.05), 花生秧组、苜蓿干草组的血清LDL-C含量显著降低(P < 0.05), 苜蓿干草组的血清UN含量显著降低(P < 0.05)。各组间血清TP、TG和CHOL含量及AST活性、AST/ALT差异不显著(P>0.05)。
由表 5可知, 苜蓿干草组的血清T-AOC显著高于麦秸组(P < 0.05), 苜蓿干草组的血清MDA含量显著低于花生秧组(P < 0.05)。苜蓿干草组的肝脏T-AOC和SOD活性显著高于麦秸组(P < 0.05)。苜蓿干草组的脾脏GSH-Px活性显著高于麦秸组(P < 0.05), 麦秸组和苜蓿干草组的脾脏SOD活性显著高于花生秧组(P < 0.05)。
由表 6可知, 苜蓿干草组的肌肉大理石花纹评分达到了3.00, 显著高于其他2组(P < 0.05);花生秧组和苜蓿干草组的肌肉剪切力显著低于麦秸组(P < 0.05);花生秧组的肌肉系水力显著高于其他2组(P < 0.05);苜蓿干草组的肌肉pH显著低于其他2组(P < 0.05)。
由表 7可知, 苜蓿干草组的肌肉干物质、粗脂肪含量显著高于麦秸组(P < 0.05), 花生秧组的肌肉粗蛋白质含量显著高于麦秸组(P < 0.05)。各组间肌肉粗灰分含量无显著差异(P>0.05)。
由表 8可知, 在试验期间, 肉牛平均增重大小依次为苜蓿干草组>花生秧组>麦秸组, 且各组间差异显著(P < 0.05), 饲料单价与平均增重有相同的趋势, 而饲料增重成本呈依次降低的趋势。在不考虑肉质、人工成本等因素下, 试验饲料原料全株玉米青贮、麦秸、花生秧、苜蓿干草和精料的价格分别为0.36、0.39、0.50、2.10、2.10元/kg, 育肥牛出栏价格按30元/kg计, 苜蓿干草组可获得最大的毛利润, 比麦秸组提高了80.35%(P < 0.05);花生秧组毛利润比麦秸组提高了52.22%(P>0.05)。
粗饲料是反刍动物的重要的饲粮组成部分, 优质粗饲料可以提高动物养殖的效益, 不同种类的粗饲料对肉牛生长性能有着重要的影响。研究表明, 麦秸在未经处理时可饲性较差, 动物对其粗蛋白质利用率不高, 最终会导致生长性能下降[14]。有研究认为, 在反刍动物饲粮中添加适量花生秧能够提高生长性能[5]。薛艳锋等[15]认为, 苜蓿可以为反刍动物提供丰富的氨态氮(NH3-N)和支链脂肪酸等, 改善瘤胃发酵环境, 提高消化率。本试验中, 苜蓿干草组和花生秧组的ADG显著高于麦秸组, 且苜蓿干草组的效果更好。此结果与刘燕[16]、Abdou等[17]的研究结果相似, 说明苜蓿干草和花生秧作为粗饲料的育肥效果要优于麦秸。原因主要是因为麦秸难以为反刍动物提供充足的营养, 特别是粗蛋白质和多不饱和脂肪酸含量远低于花生秧、苜蓿等豆科植物[18]。除此以外, 麦秸中木质素含量较高, 木质素可以同纤维素紧密结合成致密的镶嵌结构, 而瘤胃微生物所释放的消化酶无法穿透这种致密的结构, 因此消化酶无法接触到植物细胞壁上以及细胞内部的可消化成分[19], 进而严重影响反刍动物瘤胃微生物对麦秸的降解, 从而降低消化率。
3.2 不同粗饲料与全株玉米青贮组合对西门塔尔杂交牛血清生化指标的影响血清生化指标的变化可以反映机体的代谢变化。血清ALT和AST活性的高低是反映动物机体应激程度、蛋白质合成与分解状况、肝脏和心脏受损程度的敏感指标[20]。正常情况下, 血清ALT和AST活性以肝脏和心肌细胞中较高, 血清中较低, 但当组织细胞发生病变或受损时, 大量的ALT和AST逸入血液, 就会使其活性升高[21]。本试验中, 花生秧组和苜蓿干草组血清ALT活性显著降低, AST活性有降低的趋势, 说明花生秧和苜蓿干草作为粗饲料能提高机体抗应激能力, 减少细胞损伤, 这与吕先召等[22]的研究结果一致。这可能是因为花生秧中含有较多的维生素类抗氧化物质, 苜蓿干草中含有苜蓿皂苷、黄酮类物质, 提高了机体的抗氧化性。
血液中HDL-C是动物体内CHOL的"清理工", 其含量升高, 可以减少血液中CHOL沉积、保护血管; 血液中LDL-C过量积累则导致心血管疾病的发生[23]。王先科等[24]研究表明, 饲粮添加苜蓿皂苷可以显著降低大鼠血清TG、LDL-C含量。吕先召等[22]在育肥猪饲粮中添加30%苜蓿粉, 显著提高了血清HDL-C含量并降低了血清TG含量。本试验中, 苜蓿干草组血清HDL-C含量显著升高, 血清LDL-C含量显著下降, 血清TG含量有下降的趋势, 这与上述研究结果相似。这说明苜蓿干草作为粗饲料可以在一定程度上可以改善动物脂肪沉积和代谢, 这可能是因为苜蓿干草中含有皂苷、黄酮等物质, 会使固醇在肌肉及其他组织内的沉积减少, 苜蓿皂苷可以抑制羟甲基辅酶A还原酶活性, 使肝脏合成CHOL含量下降, 进而降低血清CHOL含量, 尤其是LDL-C的含量, 而血清HDL-C含量升高, 其进入血液中, 会与肝脏外组织合成的CHOL及其酯结合, 并运回肝脏达到降脂改善脂代谢的作用[25]。
3.3 不同粗饲料与全株玉米青贮组合对西门塔尔杂交牛血清和组织抗氧化指标的影响抗氧化是生物体免受自由基损伤的一种自我保护机能, 抗氧化酶可以增强机体的防御和免疫能力, 其活性大小可以反映机体氧化-抗氧化的状况[26]。MDA是机体脂质过氧化产物。GSH-Px可反映出机体清除氧自由基的能力, 是机体内抗氧化防御系统的主要组成部分。SOD是生物机体内产生的一种可以保护细胞膜结构完整和功能健全的酶。T-AOC作为一个显示生物体抗氧化系统功能状况的综合指标, 体现了机体内多种抗氧化酶共同作用的效果。研究发现, 苜蓿草粉对育肥猪的抗氧化指标有改善作用[27]。刘圈炜等[28]采用苜蓿青饲饲喂波尔山羊, 提高了肌肉SOD活性, 降低了肌肉MDA含量。本试验中, 苜蓿干草组对比其他2组, 血清T-AOC升高, 肝脏SOD和T-AOC活性升高, 脾脏GSH-Px活性升高。这说明苜蓿干草作为粗饲料可以提高机体抗氧化功能, 可能是因为苜蓿中含有的活性成分如苜蓿皂苷、多糖和叶蛋白等均有一定的抗氧化作用[29]。
3.4 不同粗饲料与全株玉米青贮组合对西门塔尔杂交牛肉品质的影响大理石花纹又叫肌肉脂肪杂交, 是肌内脂肪的含量和分布数量, 一般是由第6~7肋间或者第12~13肋间的脂肪分布程度来评判。大理石花纹与肉的风味和嫩度密切相关, 直接影响了人们的感官判断。剪切力反映了肌肉的嫩度, 剪切力越小, 肌纤维越细, 肉质越嫩, 口感也越好。在本试验中, 苜蓿干草组的大理石花纹评分显著高于其他2组, 花生秧组和苜蓿干草组的剪切力比麦秸组显著低于麦秸组, 说明花生秧和苜蓿干草作为粗饲料可提高肌肉嫩度。其原因可能是花生秧和苜蓿干草中可利用矿物质含量高, 维生素E等抗氧化物质丰富, 提高了肌原纤维降解酶系的活性[30], 加速肌肉降解和熟化, 从而使肌肉嫩度提高。肌肉pH是衡量肉品质的关键参数, 直接影响牛肉的适口性、嫩度、熟肉率、风味、货架期等。研究表明, 刚屠宰的肌肉pH为6~7, 约1 h后开始下降, 在经过僵直后pH最低为5.4~5.7, 而后因贮藏时间的延长开始上升[31]。澳大利亚研究人员认为经熟化5 d左右的牛肉pH在5.30~5.70, 此时牛肉的品质和外观均达到理想状态[32]。本试验中, 苜蓿干草组的肌肉pH显著低于其他2组, 其值也更接近5.30~5.70, 说明苜蓿干草作为粗饲料可以提高牛肉品质, 使肌肉内的脂肪沉积更为丰富, 评分也更高。
3.5 不同粗饲料与全株玉米青贮组合对西门塔尔杂交牛肌肉常规营养成分的影响牛肉中蛋白质的氨基酸组成更接近人体需要, 在提高人体免疫力、术后调养、组织修复等方面都有较好的作用。肌肉中营养成分的变化, 尤其是粗脂肪和粗蛋白质含量的变化, 直接关联到肉品感观性状和营养特性[33]。肌肉中主要的营养成分之间的比例受到饲粮营养水平的影响, 饲粮营养水平较高的情况下, 牛肉中粗脂肪含量较高, 水分和粗蛋白质含量相对较低; 饲粮营养水平较低是则相反[34]。本试验中, 花生秧组和苜蓿干草组肌肉中干物质、粗蛋白质和粗脂肪含量高于麦秸组, 苜蓿干草组肌肉中干物质和粗脂肪含量高于花生秧组。这是因为相比麦秸, 花生秧和苜蓿干草营养水平较高, 因此二者作为主要粗饲料来源可以促进肉牛肌肉中营养物质沉积, 且苜蓿干草的效果更好。
3.6 不同粗饲料与全株玉米青贮组合对西门塔尔杂交牛经济效益的影响在本试验中, 使用花生秧和苜蓿干草作为粗饲料, 会使饲粮总成本有所提高, 但是花生秧组和苜蓿干草组都表现出了更快的生长速度, ADG都显著高于麦秸组。总体上来看, 苜蓿干草组的经济效益最高, 苜蓿干草组和花生秧组的毛利润分别比麦秸组提高了80.35%和52.22%, 增加了利润空间。这说明使用苜蓿干草或花生秧作为粗饲料可以提高经济效益, 值得推广利用。徐英等[35]研究表明, 苜蓿组肉牛生长性能与经济效益显著高于对照组, 与本试验结果相似。
4 结论① 饲粮添加24.15%苜蓿干草+27.55%全株玉米青贮和24.15%花生秧+27.55%全株玉米青贮能够提高肉牛生长性能, 改善血清生化指标, 提高机体抗氧化能力。
② 饲粮添加24.15%苜蓿干草+27.55%全株玉米青贮能够改善肉牛肉品质, 提高肌间脂肪沉积量, 并获得最大经济效益。
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