趙海天

（甘肅省會(huì)寧職業(yè)中等專業(yè)學(xué)校，甘肅白銀 730726）

瘤胃氣體包括氫氣、甲烷和二氧化碳，它們主要在碳水化合物發(fā)酵成揮發(fā)性脂肪酸過程中產(chǎn)生（李凱凱等，2014）。瘤胃氣體有兩種形式，一種是液態(tài)的溶解氣體，另一種是瘤胃頂空的氣體和呼出氣體。有報(bào)道稱，瘤胃溶解氣體過飽和度，飽和因子決定了溶解氣體由液相向氣相的演化，從而可能影響腸道氣體排放（Wang等，2016）。然而，很少有研究確定影響瘤胃溶解氣體、飽和因子和氣體排放的因素。從直觀上看，飽和因子可以受到物理因素的影響，如瘤胃運(yùn)動(dòng)能力，因?yàn)榱鑫甘湛s主要與消化道的劇烈混合有關(guān)（Braun和Rauch，2008）。日糧中飼料顆粒大小通過刺激瘤胃壁改變咀嚼活動(dòng)，從而影響瘤胃運(yùn)動(dòng)，而更大的咀嚼活動(dòng)也可能增加唾液體積，同時(shí)增加瘤胃液中碳酸氫鹽濃度，從而影響瘤胃發(fā)酵和產(chǎn)甲烷（Patra和Yu，2013）。因此，本試驗(yàn)的目的評(píng)估黑麥草的切割長度對(duì)山羊咀嚼活動(dòng)、瘤胃發(fā)酵和甲烷排放的影響。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)分組與飼養(yǎng)管理 選擇12頭平均體重為（36.97±4.89）kg的山羊，隨機(jī)分為2個(gè)組，每組6個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)1頭，兩組山羊分別飼喂黑麥草切割長度為40 mm和80 mm的全混合日糧（表1），試驗(yàn)共進(jìn)行2個(gè)階段，每個(gè)階段4周，前2周為適應(yīng)期，后2周為樣品采集期。14 d的采樣周期包括5 d收集糞便和尿液，7 d測量甲烷和二氧化碳排放以及2 d瘤胃液收集。

1.2 樣品采集 在第21-24 d，利用紅外攝像機(jī)測量咀嚼活動(dòng)。測定正式試驗(yàn)后5 d內(nèi)的表觀養(yǎng)分消化率。每天收集山羊的糞便，匯總后加入10%硫酸固氮。樣品烘干粉碎后，用于分析干物質(zhì)、粗蛋白、粗脂肪、淀粉、中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量。分別在飼喂后0、2和4 h后采集瘤胃液，用于測定pH值、氨和揮發(fā)性脂肪酸濃度。氣體溶解度和飽和因子參考Wang等（2016）的方法進(jìn)行分析。

表1 日糧組成及營養(yǎng)水平

1.3 統(tǒng)計(jì)分析 采用SPSS 18.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。所有數(shù)據(jù)均采用混合線性模型進(jìn)行分析，其中處理為固定效應(yīng)，山羊數(shù)量和周期為隨機(jī)效應(yīng)。當(dāng)包含采樣時(shí)間時(shí)，模型中包含處理，處理與采樣時(shí)間的交互作用為固定效應(yīng)，P＜0.05表示差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 采食量和消化率 從表2可知，草料切割長度為40 mm時(shí)草料濃度較80 mm組顯著提高了11.88%（P＜0.05），而T2組中性洗滌纖維表觀消化率較T1組顯著提高了5.70%（P＜0.05）。草料切割長度為40或80 mm對(duì)山羊采食量、干物質(zhì)、有機(jī)物、粗蛋白、酸性洗滌纖維和淀粉表觀消化率的影響無顯著差異（P＞0.05）。

表2 草料切割長度對(duì)山羊采食量和消化率的影響

2.2 瘤胃發(fā)酵性能 從表3可知，草料切割長度為40 mm以及采食后2 h，瘤胃氨濃度表現(xiàn)最高（P＜0.05），同時(shí)草料切割長度和采食后時(shí)間對(duì)瘤胃氨濃度的影響具有顯著交互作用（P＜0.05）。草料切割長度對(duì)瘤胃pH、揮發(fā)性脂肪酸總濃度、乙酸、丙酸、丁酸、異丁酸、異戊酸濃度以及乙酸與丙酸比值的影響無顯著差異（P＞0.05）。山羊采食后0 h，瘤胃乙酸、異丁酸、異戊酸以及乙酸與丙酸比值表現(xiàn)最高（P＜0.05）。草料切割長度與采食后時(shí)間對(duì)瘤胃揮發(fā)性脂肪酸濃度以及單一揮發(fā)性脂肪酸濃度的影響無顯著交互效應(yīng)（P＞0.05）。

2.3 山羊咀嚼活動(dòng)及氣體排放 從表4可知，草料切割長度對(duì)甲烷和二氧化碳排放量的影響無顯著差異（P＞0.05），但切割長度為80 mm時(shí)山羊的采食時(shí)間（min/d或min/g采食量）、反芻時(shí)間（min/d或min/g采食量）和咀嚼時(shí)間（min/d或min/g采食量）分別較40 mm組顯著提高了 19.72%和 27.61%、16.01%和 24.51%和16.76%、21.17%（P＜0.05），而草料切割長度為40 mm組山羊休息時(shí)間較80 mm組顯著提高了10.54%（P＜0.05）。

表3 草料切割長度對(duì)山羊瘤胃發(fā)酵性能的影響

表4 草料切割長度對(duì)山羊咀嚼活動(dòng)及氣體排放的影響

2.4 瘤胃氣體溶解度和飽和因子 從表5可知，草料切割長度對(duì)氫氣、甲烷和二氧化碳溶解度及飽和因子的影響無顯著差異（P＞0.05）。采食后4 h，瘤胃氫氣溶解度表現(xiàn)最高，二氧化碳溶解度表現(xiàn)最低（P＜0.05），同時(shí)采食后2 h，氫氣的飽和因子表現(xiàn)最高（P＜0.05）。草料切割長度和采食后時(shí)間對(duì)氫氣飽和因子的影響具有顯著交互效應(yīng)的趨勢（P=0.09）。

3 討論

飼糧顆粒大小可能改變飼料在瘤胃的停留時(shí)間，從而影響瘤胃揮發(fā)性脂肪酸濃度，因?yàn)殡S著飼料過瘤胃速率的增加，瘤胃停留時(shí)間的縮短有利于瘤胃發(fā)酵途徑產(chǎn)生更多的丙酸鹽，而降低乙酸濃度（Janssen，2010）。然而，許多研究表明飼料粒徑的增加大于8 mm未必改變單一揮發(fā)性脂肪酸的濃度（Kaeokliang等，2019）。在本研究中，黑麥草切割長度的增加并沒有改變單一揮發(fā)性脂肪酸的摩爾比例。咀嚼，包括進(jìn)食和反芻，是將攝入的飼料分解成更小顆粒的基本活動(dòng)，這些小顆粒會(huì)被瘤胃微生物進(jìn)一步降解。Cao等（2013）研究報(bào)道飼糧顆粒大小與咀嚼活動(dòng)時(shí)間呈正相關(guān)，表明顆粒大小增加會(huì)使動(dòng)物花更多的時(shí)間進(jìn)食和反芻。與上述結(jié)果一致的是，我們還發(fā)現(xiàn)提高黑麥草切割長度增加了山羊咀嚼活動(dòng)的時(shí)間，而與之相關(guān)的休息時(shí)間降低。

咀嚼活動(dòng)是影響瘤胃運(yùn)動(dòng)和重碳酸鹽豐富的唾液流入瘤胃的重要因素，從而可能改變瘤胃內(nèi)產(chǎn)甲烷和溶解氣體的飽和度。例如，與休息活動(dòng)相比，進(jìn)食和反芻活動(dòng)增加了反芻動(dòng)物長時(shí)間的網(wǎng)狀瘤胃收縮和唾液生成的速度（Braun和Rauch，2008）。因此，瘤胃運(yùn)動(dòng)的增強(qiáng)促進(jìn)了瘤胃消化混合的強(qiáng)度，液相與頂空的氣體交換可能改變?nèi)芙鈿怏w的飽和因子。在我們的研究中，切割長度為100 mm的黑麥草組對(duì)溶解的甲烷和二氧化碳飽和因子沒有顯著影響，有降低溶解氫氣飽和因子的趨勢。

反芻動(dòng)物通過打嗝排出氣體，這可能受到瘤胃運(yùn)動(dòng)的影響，因?yàn)轭~外的瘤胃收縮與打嗝排出氣體有關(guān)。此外，進(jìn)食和反芻活動(dòng)也會(huì)增強(qiáng)網(wǎng)狀瘤胃的收縮，從而可能改變瘤胃內(nèi)的飼料滯留時(shí)間（Zetouni等，2018）。研究報(bào)告顯示，被清除氣體的體積與瘤胃收縮頻率呈正相關(guān)，與瘤胃顆粒物質(zhì)部分流出率的變化相關(guān)（Okine等，2009）。但是，Zetouni等（2018）報(bào)道稱，反芻時(shí)間與甲烷排放無關(guān)，因此不能作為奶牛甲烷排放的有用指標(biāo)。其還推測，增加反芻時(shí)間不一定會(huì)改變反芻動(dòng)物的瘤胃pH值和消化率。在本研究中，雖然增加黑麥草的切割長度增加了反芻活動(dòng)，但并不影響瘤胃甲烷和二氧化碳的排放。

表5 草料切割長度山羊瘤胃中氣體的溶解度和飽和因子

4 結(jié)論

黑麥草的切割長度（20和100 mm）對(duì)山羊大部分營養(yǎng)物質(zhì)消化率、瘤胃pH值和揮發(fā)性脂肪酸濃度無顯著影響，同時(shí)提高黑麥草的切割長度增加了山羊的采食、中性洗滌纖維表觀消化率和反芻活動(dòng)，但咀嚼活動(dòng)的變化對(duì)瘤胃溶解氣體、飽和因子和氣體排放的影響很小。