2. 塔里木畜牧科技兵团重点实验室, 阿拉尔 843300;
3. 南京农业大学动物科技学院, 南京 210032
2. Key Laboratory of Tarim Animal Science and Technology Corps, Alar 843300, China;
3. College of Animal Science and Technology, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210032, China
棉花种植产业是我国农业的重要支柱产业之一，2019年我国的棉花总产量超过588万t以上，其中新疆地区棉花产量为500.2万t，占全国棉花棉产量84.94%[1]。棉花种植所产生的棉副产品如棉秸秆、棉籽粕、棉籽壳是巨大的饲料资源，新疆畜牧业和农户也多将棉籽壳、棉籽粕、棉秸秆作为主要饲粮[2]。其中棉籽壳是棉籽经过剥壳后得到的，棉籽壳营养成分为粗蛋白质(CP)含量4%~6%，中性洗涤纤维(NDF)含量85%~87%，酸性洗涤纤维(ADF)含量64.5%~68.0%，粗脂肪(EE)含量1.9%~4.4%[3-4]。但棉籽壳中残留有棉酚、单宁、非淀粉多糖和植酸等抗营养因子，会影响营养物质的消化吸收，长期大量饲喂可能会引起尿结石等中毒现象[5-7]。多浪羊作为新疆本地特有品种对沙漠地区、干旱环境、高纤维素饲料表现出良好的适应性[8]。因此，本试验采用高、低2种棉籽壳比例的饲粮饲喂多浪羊，探索高比例棉籽壳饲粮对多浪羊反刍行为、瘤胃发酵参数、营养物质表观消化率的影响，为反刍动物对粗饲料的高效利用提供理论依据，为新疆大宗棉籽壳饲料资源的合理利用提供指导。
1 材料与方法 1.1 时间与地点本试验于2021年5月至2021年9月于新疆阿拉尔市塔里木大学动物试验站内完成。
1.2 试验设计试验选取20只安装永久性瘤胃瘘管的多浪羊[(28.0±2.2) kg]，按体重均匀分为2组：试验组和对照组，每组10只羊。试验饲粮参考《肉羊饲养标准》(NY/T 816—2004)[9]并结合南疆地区多浪羊生产实际配制，其组成及营养水平见表 1。试验羊在预饲前完成驱虫、去势、瘘管手术，手术恢复后单栏饲养，试验预试期30 d，正试期15 d，分别于每日09：00与21：00定量饲喂1次，自由饮水。
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表 1 试验饲粮组成及营养水平(风干基础) Table 1 Composition and nutrient levels of test diets (air-dry basis) |
在正试期的第1~8天采用全收粪法，使用粪袋于每天晨饲前收集羊的全部粪便，并记录给料量，剩料量、鲜粪称重，取鲜粪重的10%加硫酸(每100 g加10 mL 10%的硫酸)固氮，后将每只羊8 d收集发粪便样均匀混合为1个样本，于-25 ℃保存用于营养物质含量的测定。饲粮与粪样中的干物质(DM)、CP、NDF、ADF、EE、粗灰分(Ash)含量的测定参照《饲料分析及饲料质量检测技术》[10]。计算公式如下:
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在正试期的第9~11天，连续3 d内于晨饲后0、2、4、6、8 h分别采集每只羊的瘤胃内容物，经4层纱布过滤后，置于50 mL离心管内，立即使用便携式pH测试笔(希玛牌pH 8008)测pH。将瘤胃液保存于-20 ℃用于测定氨态氮(NH3-N)和挥发性脂肪酸(VFA)浓度。
1.3.3 NH3-N及VFA浓度测定NH3-N浓度：参照冯宗慈等[11]的方法进行测定。
VFA浓度：参照苏利红等[12]的方法进行测定，所用仪器为高效液相色谱分析仪(Thermo，Ultimate 3000型)，色谱柱为Thermo TC-C18(4.6 mm×250 mm，5 μm)，柱温为30 ℃，流动相为10%的甲醇溶液，流速为1 mL/min，波长为215 nm。
1.3.4 反刍行为观察在正试期的第13~15天采用4人1组，3组轮换，全天24 h人工观察试验羊反刍行为，1次反刍结束后5 min内不进行下一次反刍，则认定其为1次反刍活动结束[13]。将08：00—20：00定义为昼，20：00—08：00(次日)定义为夜，使用秒表和计时器记录试验羊的反刍行为数据。
1.4 数据分析试验数据用SPSS 26统计分析软件进行独立样本t检验，试验结果用“平均值±标准差”表示，P > 0.05表示差异不显著，P≤0.05表示差异显著。
2 结果 2.1 饲喂高比例棉籽壳饲粮对多浪羊反刍行为的影响如表 2所示，饲喂高、低2种不同棉籽壳比例饲粮对多浪羊的反刍次数和反刍时长均有不同程度的影响，试验组的总反刍时长和夜间反刍次数均显著高于对照组(P < 0.05)，总反刍次数、昼间反刍时长和夜间反刍时长有增加趋势但不存在显著差异(P > 0.05)。
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表 2 饲喂高比例棉籽壳饲粮对多浪羊反刍次数和反刍时长的影响 Table 2 Effects of feeding a high proportion of cottonseed husk diet on rumination number and ruminating time of Duolang sheep |
如表 3所示，晨饲后试验组与对照组瘤胃pH均呈先下降后上升的变化趋势，在晨饲后逐渐下降，并在晨饲后2 h时降至最低值，随后缓慢上升并在晨饲后8 h时达到最高值，且在不同时段内试验组pH均高于对照组，且在晨饲后0~2 h时存在显著差异(P < 0.05)。
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表 3 饲喂高比例棉籽壳饲粮对多浪羊瘤胃发酵参数的影响 Table 3 Effects of feeding a high proportion of cottonseed hull diet on rumen fermentation parameters of Duolang sheep |
晨饲后试验组与对照组的瘤胃NH3-N浓度均呈先下降后上升的变化趋势，在晨饲后瘤胃NH3-N浓度逐渐降低，试验组与对照组分别在晨饲后4、6 h时降至最低，而后缓慢回升，且在不同时间段内对照组的NH3-N浓度均高于试验组，且在晨饲后0、2、4和8 h时存在极显著差异(P < 0.01)，在晨饲后6 h时存在显著差异(P < 0.05)。
晨饲后试验组与对照组乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、总挥发性脂肪酸浓度均呈先上升后下降的变化趋势。在晨饲后0、2和8 h时试验组乙酸浓度低于对照组，且在晨饲后0 h时差异显著(P < 0.05)，晨饲后2 h时差异极显著(P < 0.01)，而在晨饲后4和6 h时试验组乙酸浓度高于对照组，但不存在显著差异(P > 0.05)；试验组在不同时间段内的丙酸浓度均低于对照组，且在晨饲后2 h时差异显著(P < 0.05)；试验组的丁酸浓度在晨饲后0、4、6、8 h时高于对照组，在晨饲后2 h时低于对照组，但均不存在显著差异(P > 0.05)；试验组在不同时间段的戊酸浓度均低于对照组，且在晨饲后0、4和6 h时存在显著差异(P < 0.05)；试验组的总挥发性脂肪酸浓度在不同时间段内均低于对照组，且在晨饲后0~2 h时显著低于对照组(P < 0.05)。
2.3 饲喂高比例棉籽壳饲粮对多浪羊营养物质表观消化率的影响如表 4所示，饲喂高比例棉籽壳饲粮会影响多浪羊营养物质表观消化率，其中试验组DM和ADF表观消化率显著低于对照组(P < 0.05)，CP和NDF表观消化率低于对于对照组，EE表观消化率试验组高于对照组，但不存在显著差异(P > 0.05)。
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表 4 饲喂高比例棉籽壳添加量对多浪羊营养物质表观消化率的影响 Table 4 Effects of feeding a high proportion of cottonseed hulls on nutrient apparent digestibility of Duolang sheep |
反刍是指牛、羊等反刍动物将摄入瘤胃的饲草经逆呕、咀嚼、再吞咽的过程，是牛、羊等反刍动物特有的消化方式，也是反映动物机体的生理及健康状况重要指标之一。众多研究表明，反刍行为主要受采食量、饲粮结构、昼夜变化、动物健康状况及生理状况等因素的影响[14-16]。Schulze等[17]报道称反刍动物的反刍时长会随着饲粮中NDF水平的增加而增加。本试验中，试验组饲粮NDF水平高于对照组，导致试验组的总反刍时长显著高于对照组，与以上报道相一致。席锐等[16]报道，湖羊的反刍行为具有明显的昼夜节律性，湖羊的夜间反刍时长显著高于昼间反刍时长。本试验中，多浪羊的反刍活动大多集中在夜间进行，试验组与对照组多浪羊的夜间反刍时长均高于昼间反刍时长，其原因可能是昼间试验羊有较多的采食、饮食、走动等行为活动，夜间卧息时间更久，而反刍行为也主要集中在卧息时间内进行，与上述报道结果相一致。
3.2 饲喂高比例棉籽壳饲粮对多浪羊瘤胃发酵参数的影响瘤胃pH是衡量瘤胃内环境的重要指标之一，受到饲粮结构、瘤胃流通速度、唾液分泌量等多种因素的影响，而pH的动态变化也影响着瘤胃微生物活动、营养物质的消化吸收及VFA产生与吸收的过程[18-19]。瘤胃pH的正常范围为5.5~7.0[20]。在本试验中，2组试验羊的瘤胃pH均呈先下降后上升的趋势，各组瘤胃pH均在正常生理范围之内。动物在采食后因为饲粮中的碳水化合物在瘤胃内快速发酵产生有机酸，使瘤胃pH下降，而随着有机酸被微生物利用和瘤胃壁吸收，使瘤胃pH又缓慢回升[21]。试验组与对照组瘤胃pH均呈先下降后上升的变化趋势，与上述报道结果相一致。Raffrenato等[22]研究表明，随着饲粮中纤维含量的升高，动物咀嚼和反刍的时长也会增加，伴随咀嚼进入瘤胃的唾液会使瘤胃pH升高。在本试验中，试验组的瘤胃pH高于对照组，由于试验组的反刍时长与反刍次数均高于对照组，产生更多的唾液进入瘤胃使瘤胃pH升高，与上述报道结果相一致。
瘤胃NH3-N浓度是瘤胃发酵的重要指标之一，NH3-N是饲料中蛋白质分解的最终产物，也是瘤胃微生物蛋白合成的前体，其浓度反映了瘤胃内含氮物质分解和微生物利用的动态变化[23]。丁静美等[24]研究表明，随着饲粮结构中的NDF水平升高，由于缺少易被消化的碳水化合物会使NH4+累积速度下降，进而瘤胃NH3-N浓度降低。本试验中，试验组与对照组的NH3-N浓度晨饲后逐渐降低，试验组与对照组分别于晨饲后4、6 h降至最低，之后缓慢回升。造成试验组NH3-N浓度先于对照组降至最低点的原因可能是因为试验组饲粮NDF水平更高，更不易消化造成的。有研究表明，在饲粮中添加棉酚能够显著提高瘤胃细菌及原虫数量[25]。本试验中，在不同时间段内对照组的NH3-N浓度均高于试验组，造成试验组瘤胃NH3-N浓度低于对照组的原因可能是高比例棉籽壳饲粮中含有较高含量的棉酚和高NDF饲粮结构的共同作用的结果。
反刍动物通过瘤胃发酵使饲粮中的碳水化合物形成能够被瘤胃壁直接吸收的VFA，其中主要包括乙酸、丙酸、丁酸、异丁酸、戊酸、异戊酸等，其中乙酸、丙酸、丁酸约占总挥发性脂肪酸(TVFA)浓度的95%以上[26]。因此，饲粮结构和类型是影响瘤胃VFA浓度主要因素[27]。Wang等[28]研究表明，粗饲料中纤维素含量较高时会影响VFA产生。本试验中，试验组乙酸和TVFA浓度的高峰时间晚于对照组，与上述报道结果相一致。在本试验中，晨饲后试验组与对照组乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、TVFA浓度均呈先上升后下降的变化趋势，在采食后饲粮在瘤胃内迅速发酵会产生大量的VFA，而随着VFA被微生物利用和瘤胃壁吸收而逐渐下降。绵羊采食棉籽壳饲粮和添加了棉酚的饲粮后会使绵羊瘤胃中VFA浓度降低[28-29]。试验组的乙酸、丙酸、戊酸和TVFA浓度均低于对照组，可能是由饲粮结构和棉酚含量共同作用的结果，但其机理仍需要进一步研究。
3.3 饲喂高比例棉籽壳饲粮对多浪羊营养物质表观消化率的影响影响营养物质表观消化率的主要因素包括饲粮结构、饲粮的营养水平、采食量及动物健康状况等[30-31]。Yang等[32]研究表明，随着饲粮中NDF水平增加饲粮的消化率会逐渐降低。Wang等[28]研究发现，在饲粮中添加棉酚能够使绵羊DM、NDF和ADF消化率会下降，其原因是由于棉酚的抗营养作用影响营养物质的消化吸收。本试验中，严格控制饲粮精粗比均为3 ∶ 7，保持等能等氮，限制饲喂，试验组DM和ADF表观消化率显著低于对照组可能是由于饲粮NDF水平和棉酚共同作用的结果，与上述报道结果相一致。
4 结论① 饲喂高比例棉籽壳饲粮会增加多浪羊的反刍时长和夜间反刍次数。
② 饲喂高比例棉籽壳饲粮会升高多浪羊瘤胃pH，降低瘤胃NH3-N、丙酸、戊酸和TVFA浓度。
③ 饲喂高比例棉籽壳饲粮会降低多浪羊的DM和ADF表观消化率。
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