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(安徽科技學(xué)院 動(dòng)物科學(xué)學(xué)院，安徽 鳳陽 233100)

反芻動(dòng)物本身不具有消化粗纖維的能力，而是依靠棲息在瘤胃內(nèi)的微生物(原蟲，細(xì)菌和真菌)分泌具有消化纖維碳水化合物的酶將纖維碳水化合物降解，該過程中產(chǎn)生宿主動(dòng)物所需的兩種主要營養(yǎng)素?fù)]發(fā)性脂肪酸和微生物蛋白質(zhì)，瘤胃微生物產(chǎn)生的揮發(fā)性脂肪酸85%由瘤胃上皮直接吸收并且可為宿主提供60%～80%的所需代謝能，瘤胃中合成的微生物蛋白提供反芻動(dòng)物所需的大部分氨基酸[1]。因此，瘤胃作為反芻動(dòng)物特殊的消化器官，在瘤胃微生物生存所需的營養(yǎng)物質(zhì)、溫度、濕度及厭氧等方面發(fā)揮著重要作用[2]。祁敏麗發(fā)現(xiàn)反芻動(dòng)物瘤胃從非反芻到反芻發(fā)育的過程是瘤胃微生物、組織形態(tài)與瘤胃代謝共同發(fā)生發(fā)展的過程[3]。目前，對于瘤胃微生物與瘤胃發(fā)育之間相互影響的認(rèn)識(shí)依然有限，但是它對反芻動(dòng)物后期生長發(fā)育至關(guān)重要。

研究表明，當(dāng)瘤胃內(nèi)的可利用氮與碳水化合物能夠?qū)崿F(xiàn)同步釋放時(shí)，能夠有效促進(jìn)瘤胃微生物蛋白的合成及其代謝[4-5]。Sinclair等根據(jù)飼料營養(yǎng)成分在瘤胃的降解特性，以動(dòng)態(tài)模型化的形式提出了能氮同步釋放指數(shù)，當(dāng)瘤胃內(nèi)的可利用氮與碳水化合物之間的比例達(dá)到32 g N/kg CHO時(shí)，將其定義為1.0，代表瘤胃內(nèi)氮與碳水化合物供給量同步性最佳，同步釋放指數(shù)越小，同步性愈差，需要優(yōu)化日糧結(jié)構(gòu)[6]。目前，關(guān)于瘤胃內(nèi)可利用氮與碳水化合物之間實(shí)現(xiàn)同步釋放促進(jìn)瘤胃微生物生長代謝，進(jìn)而影響瘤胃等消化器官發(fā)育的研究鮮有報(bào)道。本試驗(yàn)通過優(yōu)化同步釋放指數(shù)，研究對羔羊生長和主要消化器官發(fā)育的影響，為利用同步釋放指數(shù)優(yōu)化日糧結(jié)構(gòu)提高動(dòng)物生產(chǎn)性能提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 尼龍袋試驗(yàn)

選擇10 只1 歲左右、體重均為(55±5) kg的小尾寒羊母羊?yàn)樵囼?yàn)動(dòng)物，試驗(yàn)前1 個(gè)月安裝永久性瘤胃瘺管。每天早晚(06∶00和18∶00)飼喂，自由飲水。選用孔徑42 μm尼龍布，制成12 cm×8 cm的尼龍袋，新制作的尼龍袋洗凈后65 ℃烘至恒重。每天將裝有飼料原料的尼龍袋固定于12 根半塑料軟管，投放在肉羊瘤胃瘺管內(nèi)，使其在瘤胃內(nèi)降解。第1天在投樣后的1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23 h將尼龍袋取出，第2天在投樣后的2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24 h將尼龍袋取出，取出后的尼龍袋先用自來水沖洗干凈后機(jī)洗15 min，65 ℃干燥至恒重，用于測定飼料樣品中的氮與碳水化合物在瘤胃中每小時(shí)的釋放量。

1.2 日糧氮與碳水化合物瘤胃同步釋放指數(shù)的優(yōu)化

根據(jù)玉米粉、小麥麩、豆粕、小麥秸稈和大豆秸稈等飼料原料中的氮與碳水化合物在瘤胃中每小時(shí)的釋放量，參照Sinclair等提出的同步釋放指數(shù)計(jì)算公式，優(yōu)化日糧氮與碳水化合物瘤胃同步釋放指數(shù)[6]。同步釋放指數(shù)計(jì)算公式如(1)所示：

(1)

其中，SI表示日糧中氮與碳水化合物在瘤胃中的協(xié)同釋放指數(shù)；32代表瘤胃內(nèi)的可利用氮與碳水化合物之間能夠有效促進(jìn)瘤胃微生物蛋白合成的比例，32 g N/kg CHO；24代表一天內(nèi)24 小時(shí)。在本次試驗(yàn)中，優(yōu)化后的日糧中氮與碳水化合物在瘤胃中的協(xié)同釋放指數(shù)分別為0.58、0.71、0.84。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

選擇60 只體重相近且健康的小尾寒羊母羊(活體重20.0±2.1 kg)作為試驗(yàn)動(dòng)物，將其分為3 組，分別飼喂氮與碳水化合物在瘤胃中的協(xié)同釋放指數(shù)為0.58、0.71、0.84的日糧(表1)。每組2個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)10 只羊，每天05∶00和17∶00分別飼喂，自由飲水。試驗(yàn)期為60 d，飼養(yǎng)結(jié)束后給每只羊稱重，用以計(jì)算羔羊的生長性能。每組隨機(jī)選擇5 只進(jìn)行屠宰用于屠宰性能測定，分析不同釋放指數(shù)對羔羊瘤胃等消化器官發(fā)育的影響。

表1 總混合日糧的組成及營養(yǎng)成分

1.4 測定方法及指標(biāo)

1.4.1 屠宰方法 宰前禁食12 h，所有羔羊宰前稱活體重，頸靜脈放血致死，用容器收集全部血液后稱重，打開腹腔，結(jié)扎賁口瓣、直腸遠(yuǎn)端，取出胃腸道，在各胃腸段連接處進(jìn)行結(jié)扎、剪斷。去頭、蹄、毛皮及內(nèi)臟等組織器官，稱胴體重，計(jì)算屠宰率。消化道清除內(nèi)容物后，分別稱取瘤胃、網(wǎng)胃、瓣胃、皺胃、小腸、大腸重量。

1.4.2 測定指標(biāo) 通過測定產(chǎn)肉力指標(biāo)來測定羔羊的生產(chǎn)性能，稱胴體重，計(jì)算屠宰率。室溫下迅速將胴體沿脊柱劈半，并剔骨測定凈肉率、肉骨比等。統(tǒng)計(jì)并計(jì)算胃腸道質(zhì)量占宰前活體質(zhì)量比例。具體計(jì)算公式分別如下：

屠宰率=胴體重(kg)/活體重(kg)×100%

凈肉率=凈肉重(kg)/活體重(kg)×100%

凈骨率=凈骨重(kg)/活體重(kg)×100%

胃指數(shù)=胃重(kg)/活體重(kg)×100%

個(gè)體胃與前胃比=個(gè)體胃重(kg)/前胃重(kg)×100%

腸道指數(shù)=腸道重量(kg)/活體重(kg)×100%

1.5 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)采用SAS 9.2混合模型分析，采用的計(jì)算模型如下：

Yij= +Ri+Tj+σij

(2)

其中，Yij為因變量(揮發(fā)性脂肪酸)， 為均值，Ri為屠宰動(dòng)物的隨機(jī)效益(i=5)；Tj為日糧中氮與碳水化合物在瘤胃中的協(xié)同釋放指數(shù)的固定效應(yīng)(j=0.58、0.71、0.84)，σij為誤差。在本次試驗(yàn)中，均值之間采用鄧肯多重比較進(jìn)行比較，差異顯著定義為P<0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 同步指數(shù)對小尾寒羊生長性能的影響

表2 日糧中氮與碳水化合物在瘤胃中協(xié)同釋放指數(shù)對小羔羊生長性能的影響

注：不同字母表示差異顯著，下同。

根據(jù)表2可知，盡管提高瘤胃可利用氮和碳水化合物同步釋放指數(shù)能夠促進(jìn)羔羊的日增重，但是各組之間的差異不顯著。此外，瘤胃可利用氮和碳水化合物同步釋放指數(shù)對羔羊屠宰率和凈肉率均無顯著影響。當(dāng)瘤胃可利用氮和碳水化合物同步釋放指數(shù)為0.71時(shí)，羔羊的凈骨率有增加的趨勢(P=0.055)，但肉骨比顯著降低(P=0.038)。

2.2 同步指數(shù)對小尾寒羊前胃指數(shù)的影響

表3 日糧中氮與碳水化合物在瘤胃中協(xié)同釋放指數(shù)對小尾寒羊前胃指數(shù)的影響

根據(jù)表3可知，隨著瘤胃可利用氮和碳水化合物同步釋放指數(shù)的增加，羔羊的網(wǎng)胃(P=0.081)和前胃總重量趨于提高(P=0.072)。盡管提高瘤胃可利用氮和碳水化合物同步釋放指數(shù)能夠促進(jìn)羔羊瘤胃的凈重，但是各組之間的差異不顯著。提高隨瘤胃可利用氮和碳水化合物同步釋放指數(shù)，能夠線性提高瓣胃(P=0.018)和皺胃(P=0.027)重量。

提高瘤胃可利用氮和碳水化合物同步釋放指數(shù)，能夠線性降低瘤胃指數(shù)(P=0.044)，但是對前胃指數(shù)、網(wǎng)胃指數(shù)、瓣胃指數(shù)和皺胃指數(shù)均無顯著影響。提高瘤胃可利用氮和碳水化合物同步釋放指數(shù)，能夠線性降低瘤胃在前胃總重中的比重(P=0.001)，提高瓣胃(P=0.030)和皺胃(P=0.082)與前胃的比重，但對網(wǎng)胃無顯著影響。

2.3 同步指數(shù)對小尾寒羊腸道發(fā)育的影響

表4 日糧中氮與碳水化合物在瘤胃中協(xié)同釋放指數(shù)對小尾寒羊腸道發(fā)育的影響

根據(jù)表4可知，提高瘤胃可利用氮和碳水化合物同步釋放指數(shù)，能夠線性提高十二指腸(P<0.001)和回腸指數(shù)(P<0.001)，但是對空腸、盲腸，結(jié)腸和直腸指數(shù)均無顯著影響。此外，提高瘤胃可利用氮和碳水化合物同步釋放指數(shù)，能夠線性提高十二指腸(P=0.003)和直腸長度(P=0.043)，但是對空腸、回腸、盲腸和結(jié)腸長度均無顯著影響。

3 討論與結(jié)論

盡管羔羊出生時(shí)已經(jīng)具備4個(gè)胃室，但并不是每個(gè)胃室都具有相應(yīng)的功能。成年反芻動(dòng)物的瘤胃類似一個(gè)大的厭氧發(fā)酵罐，里面的瘤胃微生物能夠?qū)κ趁舆M(jìn)行發(fā)酵、降解，并將其轉(zhuǎn)化為揮發(fā)性脂肪酸和微生物蛋白等營養(yǎng)物質(zhì)，用于滿足自身及其宿主生長和生產(chǎn)的需要。由于羔羊出生時(shí)胃腸道發(fā)育不成熟，不具備反芻功能，其從非反芻到反芻功能的轉(zhuǎn)變則是以瘤胃發(fā)酵能力為中心的。因此，開展瘤胃可利用氮和碳水化合物同步釋放指數(shù)對羔羊瘤胃發(fā)育的影響研究具有重要的意義。

在本試驗(yàn)中，提高瘤胃可利用氮和碳水化合物同步釋放指數(shù)，能夠促進(jìn)瘤胃、十二指腸等消化器官的發(fā)育，這可能與瘤胃可利用氮和碳水化合物同步釋放能夠促進(jìn)瘤胃微生物生長與代謝有關(guān)。Cabrita等指出，實(shí)現(xiàn)瘤胃可利用氮和碳水化合物協(xié)同釋放，能夠有效地促進(jìn)瘤胃微生物的生長和代謝[7]。Onetti等研究發(fā)現(xiàn)，提高瘤胃可利用氮和碳水化合物協(xié)同釋放指數(shù)，能夠有效促進(jìn)瘤胃內(nèi)總揮發(fā)性脂肪酸的生成[8]。眾所周知，揮發(fā)性脂肪酸，特別是丁酸，被認(rèn)為是瘤胃及腸道等消化器官重要的能量底物，當(dāng)其被瘤胃及腸道等消化器官吸收后，能夠氧化生酮用于供能，促進(jìn)瘤胃和腸道等細(xì)胞的分化和增殖[9-10]。因此，提高隨瘤胃可利用氮和碳水化合物同步釋放指數(shù)，有利于瘤胃揮發(fā)性脂肪酸的生成進(jìn)而促進(jìn)瘤胃和腸道等消化器官的發(fā)育。

提高瘤胃可利用氮和碳水化合物同步釋放指數(shù)，能夠促進(jìn)瘤胃、十二指腸等消化器官的發(fā)育，有利于鈣磷等礦物元素的吸收，這是因?yàn)榱鑫甘欠雌c動(dòng)物鈣磷吸收的重要器官[11]。眾所周知，鈣和磷是羔羊骨骼發(fā)育所需的重要礦物元素，當(dāng)鈣磷吸收加強(qiáng)后，有利于骨骼生長。因此，這也可解釋在本試驗(yàn)中凈骨率隨著瘤胃可利用氮和碳水化合物同步釋放指有增加趨勢的原因。Seo等研究發(fā)現(xiàn)，提高可利用氮和碳水化合物在瘤胃同步釋放指數(shù)，能夠促進(jìn)瘤胃微生物蛋白的合成[5]。而瘤胃微生物，能夠發(fā)酵碳水化合物并為提供其宿主70%～85%的能量和67%的蛋白需要[12-13]。因此，提高瘤胃可利用氮和碳水化合物同步釋放指數(shù)，有利于促進(jìn)羔羊瘤胃和小腸等消化器官的發(fā)育。