夏志軍,宋 鈺,王思虎,梅楚剛,2,昝林森,2 *
(1.西北農(nóng)林科技大學(xué) 動(dòng)物科技學(xué)院,陜西 楊凌 712100;2.國家肉牛改良中心,陜西 楊凌 712100)
紫蘇,又稱荏,屬唇形科(Labiatae),一年生草本自花授粉植物,具特異芳香,是我國傳統(tǒng)藥食、油料作物,在醫(yī)藥食品領(lǐng)域有著重要的開發(fā)價(jià)值。紫蘇出油率高達(dá)45%~55%,不飽和脂肪酸占總含油量的90%以上,其中α-亞麻酸含量高達(dá)50%~70%。紫蘇加工后產(chǎn)物紫蘇餅,粗蛋白的含量達(dá)28%~45%、粗脂肪含量為10%左右,而且含有豐富ω-3多不飽和脂肪酸,具有作為反芻動(dòng)物優(yōu)質(zhì)蛋白飼料的潛質(zhì)[1]。
反芻動(dòng)物飼料中常用的蛋白質(zhì)飼料主要有菜籽粕、豆粕,而市場(chǎng)上豆粕、菜粕的價(jià)格較高,因此有必要開發(fā)價(jià)格低廉的蛋白質(zhì)飼料來代替豆粕,以期降低飼養(yǎng)成本、提高生產(chǎn)效率。國內(nèi)外有關(guān)豆粕的相關(guān)研究報(bào)道較多,武曉東等[2]研究表明,日糧中用2/3的胡麻餅代替豆粕,飼養(yǎng)綿羊的效果最好。荊元強(qiáng)等[3]研究表明,用棉籽粕代替豆粕后對(duì)肉牛生長性能沒有顯著影響,但其可降低飼養(yǎng)成本。張曉明等[4]研究表明,以菜籽粕為蛋白質(zhì)源的飼糧氮生物學(xué)效價(jià)最高,豆粕次之,棉籽粕最低。Dotas等[5]研究表明,亞麻籽和菜籽粕日糧的粗蛋白(CP)消化率與豆粕日糧相似。
本試驗(yàn)選用西北農(nóng)林科技大學(xué)選育的秦川牛肉用新品系(以下簡(jiǎn)稱“秦川肉?!?母牛20頭為研究對(duì)象,旨在研究日糧中以不同比例菜籽粕、紫蘇餅代替豆粕對(duì)秦川肉牛生長性能、血液生化指標(biāo)以及飼料報(bào)酬的影響,為紫蘇餅的合理利用提供理論依據(jù)。
本試驗(yàn)所用的紫蘇餅購自于甘肅省正寧縣某實(shí)業(yè)有限公司,菜籽粕和豆粕購自于陜西省興平市,三種蛋白飼料的營養(yǎng)成分如表1所示。
表1 三種蛋白飼料營養(yǎng)成分及含量Table 1 Nutritional composition and content of three protein feeds %
本試驗(yàn)于2018年8月28日至2019年1月24日在西北農(nóng)林科技大學(xué)國家肉牛改良中心良繁場(chǎng)進(jìn)行。隨機(jī)選擇體型一致、體重為(250±15)kg、健康狀況良好的20頭12月齡左右的秦川肉牛(母牛)為試驗(yàn)動(dòng)物。按照完全隨機(jī)設(shè)計(jì),隨機(jī)將20頭試驗(yàn)牛分為5組,每組4頭牛。不同試驗(yàn)組日糧中分別添加以31%豆粕、36%菜籽粕、14%紫蘇餅+24%菜籽粕、28%紫蘇餅+12%菜籽粕和42%紫蘇餅為蛋白原料配制的5種不同的精飼料,命名為對(duì)照組、試驗(yàn)Ⅰ組、試驗(yàn)Ⅱ組、試驗(yàn)Ⅲ組和試驗(yàn)IV組。試驗(yàn)持續(xù)120 d,其中預(yù)飼期15 d,正試期105 d,分7個(gè)階段,每個(gè)階段15 d。
根據(jù)中國肉牛飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)(NY/T815-2004)中體重為250 kg的生長肥育牛的營養(yǎng)需要量和實(shí)際飼喂要求進(jìn)行精飼料配制,保證各試驗(yàn)組蛋白和能量水平基本一致。精料組成及營養(yǎng)水平如表2所示。粗飼料主要以玉米青貯和麥秸為主。
表2 試驗(yàn)牛精料組成及營養(yǎng)成分(風(fēng)干基礎(chǔ))Table 2 The concentrate composition and nutrients of tested cattle(air-dry basis)
試驗(yàn)牛飼養(yǎng)于定量飼喂系統(tǒng)內(nèi),每個(gè)欄位養(yǎng)1頭牛,分組飼喂,每天飼喂兩次(8∶00和16∶00時(shí)),保持水槽內(nèi)飲水干凈清潔。試驗(yàn)開始前對(duì)牛舍、料槽、水槽進(jìn)行消毒,對(duì)試驗(yàn)牛進(jìn)行驅(qū)蟲處理。將麥秸稈鍘成3~5 cm的長度,飼喂時(shí)精料、玉米青貯和麥秸稈混合均勻,保證每頭牛每天有5%~10%的剩料量。試驗(yàn)期間,記錄每頭試驗(yàn)牛每天的采食量和剩料量,定期檢查牛舍內(nèi)衛(wèi)生和試驗(yàn)牛健康狀況,及時(shí)清理糞便,保持圈舍內(nèi)干凈整潔。每30 d調(diào)整一次飼喂量,具體見表3。
1.4.1 生長發(fā)育指標(biāo) 預(yù)飼期和每個(gè)階段結(jié)束前1 d連續(xù)3次對(duì)試驗(yàn)牛進(jìn)行空腹稱重和體尺測(cè)量,計(jì)算平均值作為試驗(yàn)牛的初始和每階段末期的體重和體尺;根據(jù)每個(gè)階段末期體重和體尺繪制試驗(yàn)牛體重、體尺變化曲線圖,并計(jì)算出試驗(yàn)??傇鲋?、平均日增重及體尺變化。
表3 試驗(yàn)牛日飼喂量(鮮重基礎(chǔ))Table 3 Daily feeding amount for test cattle(based on fresh weight) kg/d
1.4.2 采食量 利用定量飼喂系統(tǒng)記錄每頭牛每天的采食量,計(jì)算出每個(gè)月每頭試驗(yàn)牛的采食量及日平均干物質(zhì)采食量,根據(jù)日平均干物質(zhì)采食量繪制干物質(zhì)采食變化曲線圖。
1.4.3 血液生化指標(biāo) 分別于試驗(yàn)開始和結(jié)束前1 d,晨飼前利用頸靜脈穿刺法采集每頭試驗(yàn)牛血液20 mL,立即送往實(shí)驗(yàn)室,4 ℃ 3 000 r/min離心15 min,收集上清液于2 mL離心管中,-80 ℃冷凍保存待測(cè)。利用全自動(dòng)生化分析儀(MOL-300)測(cè)定血清中丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(ALT)、天門冬氨基酸轉(zhuǎn)移酶(AST)、堿性磷酸酶(ALP)、總膽固醇(TC)、甘油三酯(TG)、高密度脂蛋白(HDL)、低密度脂蛋白(LDL)、尿素氮(UN)、總蛋白(TP)、白蛋白(ALB)、球蛋白(GLB)的含量。
1.4.4 飼料報(bào)酬 根據(jù)試驗(yàn)牛的總增重、飼料采食量及飼料費(fèi)用計(jì)算試驗(yàn)牛每天飼養(yǎng)成本、每千克增重飼料成本及料肉比。
用Excel 2010對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行初步整理,采用spss 22.0 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析,用“One-way ANOVA”分析不同日糧處理對(duì)秦川肉牛生長性能是否有顯著影響,并用“LSD法”對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行多重比較,以P<0.05為差異顯著性判斷標(biāo)準(zhǔn),試驗(yàn)結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。
由表4可知,試驗(yàn)期間,對(duì)照組和各試驗(yàn)組日平均干物質(zhì)采食量(DMI)均呈逐漸上升的趨勢(shì),其中試驗(yàn)IV組的DMI最高,顯著高于對(duì)照組和試驗(yàn)Ⅰ組(P<0.05)。0~30 d,DMI最大的是試驗(yàn)IV組,最小的是試驗(yàn)Ⅰ組,從試驗(yàn)Ⅰ組到試驗(yàn)IV組DMI依次增大,試驗(yàn)IV組與其他各組差異顯著(P<0.05);31~60 d,DMI最大的是試驗(yàn)IV組為7.26 kg,且與其他各組均有顯著差異(P<0.05),其次是試驗(yàn)Ⅲ組7.12 kg,顯著高于試驗(yàn)Ⅰ組(P<0.05),試驗(yàn)Ⅰ組DMI最小,為6.91 kg;61~105 d,DMI從大到小依次是試驗(yàn)IV組、試驗(yàn)Ⅲ組、試驗(yàn)Ⅱ組、對(duì)照組和試驗(yàn)Ⅰ組,試驗(yàn)IV組與其他四組均有顯著差異(P<0.05)。
表4 不同飼養(yǎng)階段試驗(yàn)牛日平均干物質(zhì)采食量變化Table 4 Daily average dry matter intake of cattle tested in different feeding stages kg/d
由表5可知,0~15 d,對(duì)照組和各試驗(yàn)組牛體重差異不顯著。第90 d和105 d,試驗(yàn)IV組牛體重顯著高于對(duì)照組(P<0.05)。全期增重由大到小依次是試驗(yàn)IV組、試驗(yàn)Ⅲ組、試驗(yàn)Ⅰ組、試驗(yàn)Ⅱ組和對(duì)照組,試驗(yàn)IV組與其他各組均有顯著差異(P<0.05)。試驗(yàn)IV組平均日增重顯著高于其他各組(P<0.05)。
表5 不同飼養(yǎng)階段試驗(yàn)牛的體重變化Table 5 Changes in body weight of cattle tested at different feeding stages kg
由表6可知,初期和末期各組試驗(yàn)牛的體高均差異不顯著(P>0.05),IV組顯著高于對(duì)照組和試驗(yàn)Ⅰ組(P<0.05);末期,試驗(yàn)Ⅲ組和試驗(yàn)IV組的體斜長差異不顯著(P>0.05),均顯著大于對(duì)照組(P<0.05),且與試驗(yàn)Ⅰ組、試驗(yàn)Ⅱ組差異不顯著(P>0.05);Ⅲ組胸圍顯著大于對(duì)照組、試驗(yàn)Ⅰ組和試驗(yàn)Ⅱ組(P<0.05);末期,試驗(yàn)Ⅱ組和試驗(yàn)IV組的腹圍差異不顯著(P>0.05),且均顯著大于對(duì)照組(P<0.05),腹圍增長量最大的是試驗(yàn)試驗(yàn)Ⅱ組顯著大于對(duì)照組和試驗(yàn)Ⅰ組(P<0.05)。
表6 不同飼養(yǎng)階段試驗(yàn)牛的體尺變化Table 6 Body size changes of cattle tested in different feeding stages cm
由表7可知,不同蛋白源飼料對(duì)秦川肉牛各項(xiàng)血液指標(biāo)均有影響。其中試驗(yàn)Ⅱ組的丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶顯著高于試驗(yàn)IV組(P<0.05),且與其他各組差異不顯著(P>0.05);試驗(yàn)IV組的天門冬氨基酸轉(zhuǎn)移酶最高,與其他各組均有顯著差異(P<0.05),對(duì)照組和試驗(yàn)Ⅲ組顯著高于試驗(yàn)Ⅰ組和試驗(yàn)Ⅱ組(P<0.05);試驗(yàn)Ⅱ組的堿性磷酸酶最高,除對(duì)照組和試驗(yàn)Ⅰ組差異不顯著外(P>0.05),其余各組間均有顯著差異(P<0.05);試驗(yàn)IV組的總膽固醇濃度顯著高于對(duì)照組、試驗(yàn)Ⅰ組和試驗(yàn)Ⅲ組(P<0.05),與試驗(yàn)Ⅱ組差異不顯著(P>0.05);試驗(yàn)Ⅰ組的甘油三酯顯著高于試驗(yàn)IV組(P<0.05),且與其他各組差異不顯著(P>0.05);高密度脂蛋白、低密度脂蛋白、總蛋白、白蛋白、球蛋白的濃度隨著精料中紫蘇餅添加比例的升高而升高,試驗(yàn)IV組均顯著高于其他各組(P<0.05);尿素氮隨著精料中紫蘇餅添加比例的升高而降低,試驗(yàn)IV組最低。
表7 不同蛋白源飼料對(duì)秦川肉牛血液生化指標(biāo)的影響Table 7 Effects of different protein source feeds on blood biochemical parameters of Qinchuan beef cattle cm
由表8可知,試驗(yàn)IV組的全期總增重最大,與其他各組均有顯著差異(P<0.05),對(duì)照組、試驗(yàn)Ⅰ組和試驗(yàn)Ⅱ組的全期總增重相差不大(P>0.05);IV組飼料消耗總量顯著高于對(duì)照組、試驗(yàn)Ⅰ組和試驗(yàn)Ⅱ組(P<0.05),且與試驗(yàn)Ⅲ組差異不顯著(P>0.05);平均每千克增重飼料成本最大的是對(duì)照組,試驗(yàn)Ⅰ組和試驗(yàn)Ⅱ組相差不大,最小的是試驗(yàn)IV組,顯著低于其他各組(P<0.05);對(duì)照組、試驗(yàn)Ⅰ組和試驗(yàn)Ⅱ組的料重比差異不顯著(P>0.05),且顯著高于試驗(yàn)Ⅲ組和試驗(yàn)IV組(P<0.05),其中對(duì)照組最大,試驗(yàn)IV組最?。蝗谄骄款^牛的飼料成本,對(duì)照組最大,試驗(yàn)IV組最??;試驗(yàn)IV組的每頭牛每天的飼料成本要比對(duì)照組低1.53元。綜上可得,試驗(yàn)IV組(日糧中用42%的紫蘇餅代替31%豆粕)與其他各組相比具有更高的飼養(yǎng)效率,并且飼料成本最低。
表8 試驗(yàn)牛的飼料報(bào)酬Table 8 Feed efficiency of trial beef cattle cm
影響干物質(zhì)采食量的主要因素有動(dòng)物品種、飼料適口性、環(huán)境因素和飼養(yǎng)管理[6]。本試驗(yàn)中,各處理組的粗蛋白和能量水平基本一致,添加菜籽粕和紫蘇餅后,各組中NDF的含量有所提高。研究結(jié)果顯示,試驗(yàn)Ⅰ組(36%菜籽粕)的干物質(zhì)的采食量始終較其他各組低,Ⅱ組、Ⅲ組、IV組的DMI隨著紫蘇餅添加比例的提高而提高。這與張文火等[7]的研究結(jié)果類似??赡艿脑蚴亲咸K餅味芳香,適口性好,蛋白含量較高且抗?fàn)I養(yǎng)因子較少[1],而菜籽粕中有較多的抗?fàn)I養(yǎng)因子[8],適口性較豆粕和紫蘇餅差,因此影響試驗(yàn)牛的采食量。Poppi等[9]研究表明,日糧中的NDF越大,采食量越低。Allen等[10]認(rèn)為反芻動(dòng)物采食量隨著日糧能量水平的提高而降低。本試驗(yàn)的研究結(jié)果與上述兩種結(jié)論不一致,可能的原因是限制干物質(zhì)采食量的因素不只是NDF含量和能量水平。Illius等[11]認(rèn)為干物質(zhì)采食量除受飼料物理因素的影響外還與動(dòng)物本身所處的生長階段和生理狀態(tài)有關(guān),即認(rèn)為動(dòng)物在不同生長時(shí)期具有最大的生產(chǎn)潛力,會(huì)最大限度地利用飼料中的營養(yǎng)來滿足生長需要。Ketelaars等[12]研究表明,干物質(zhì)采食量并不只是受NDF等因素引起瘤胃的充盈度的影響,相反,研究結(jié)果表明有機(jī)物采食量(OMI)隨著有機(jī)物消化率(OMD)的升高而升高。因此,造成本試驗(yàn)結(jié)果的原因還可能是精料中添加紫蘇餅?zāi)軌蛱岣逴MD,進(jìn)而提高動(dòng)物采食量。
蛋白質(zhì)是反芻動(dòng)物生長發(fā)育所必須的營養(yǎng)源,飼料中蛋白含量的高低直接影響動(dòng)物健康狀況和生產(chǎn)力水平的發(fā)揮[13]。本研究中,用36%的菜籽粕代替31%豆粕之后,試驗(yàn)牛的總增重和體尺增長量略有所提高但相差不大;隨著紫蘇餅添加量的升高,試驗(yàn)??傇鲋睾腕w尺增長量也逐漸提高,尤其用42%的紫蘇餅替代31%的豆粕之后,試驗(yàn)牛的總增重達(dá)到127.25 kg,比對(duì)照組(31%豆粕)多20.5 kg,比試驗(yàn)Ⅰ組(36%菜籽粕)多18.25 kg。說明精料添加適量的紫蘇餅?zāi)軌虼龠M(jìn)反芻動(dòng)物蛋白的利用率,進(jìn)而加快動(dòng)物生長發(fā)育。Sami等[14]研究表明,菜籽粕日糧與豆粕日糧相比,試驗(yàn)牛平均日增重和末期體重差異不顯著。朱冠群等[15]研究表明,用菜籽粕代替豆粕后,試驗(yàn)牛平均日增重均為1.27 kg左右,末期各組試驗(yàn)牛體重差異不顯著。這與本試驗(yàn)研究結(jié)果一致,可能的原因是同一蛋白水平的菜籽粕和豆粕在肉牛體內(nèi)消化代謝水平基本一致,但本試驗(yàn)中試驗(yàn)IV組(42%紫蘇餅)的肉牛平均日增重最大,可能的原因是紫蘇餅中含有的抗?fàn)I養(yǎng)因子較少[1],更易于動(dòng)物消化吸收,從而提高日糧的利用率,促進(jìn)肉牛增重。
ALT主要存在于動(dòng)物肝細(xì)胞或心肌細(xì)胞中,同時(shí)也是一種廣泛存在于動(dòng)物線粒體內(nèi)的氨基酸轉(zhuǎn)移酶[16],與蛋白質(zhì)代謝有密切的關(guān)系。當(dāng)血液中蛋白質(zhì)代謝水平加強(qiáng)或肝臟受損時(shí),ALT和AST的濃度升高,因此其在一定程度上能反映出動(dòng)物肝臟的健康狀況[17]。本試驗(yàn)中,用36%菜籽粕代替31%豆粕之后,ALT的濃度與對(duì)照組相比略有所下降但差異不顯著,而AST的濃度顯著下降;隨著精料中紫蘇餅添加比例的升高,試驗(yàn)牛血液中ALT的濃度逐漸下降,AST的濃度逐漸升高,尤其用42%紫蘇餅代替31%豆粕之后ALT的濃度最低,AST濃度最高,兩者與其他各組均有顯著差異,由此說明,當(dāng)精料中添加紫蘇餅時(shí)能夠促進(jìn)動(dòng)物體內(nèi)的蛋白質(zhì)代謝。ALP廣泛分布于動(dòng)物的骨骼、腸、腎、肝等組織中,參與成骨作用、膽小管、腸黏膜、腎小管等處物質(zhì)的吸收和運(yùn)轉(zhuǎn)過程,在機(jī)體消化代謝中發(fā)揮著重要的作用,其活性的高低反映動(dòng)物的生長速度和生產(chǎn)水平的高低[18]。本研究結(jié)果表明,隨著精料中紫蘇餅添加比例的升高,ALP的濃度也逐漸升高,說明用適量的紫蘇餅代替豆粕有助于動(dòng)物機(jī)體的生長發(fā)育。
TC是細(xì)胞膜的重要組成部分,是機(jī)體正?;顒?dòng)必不可少的成分,研究表明,日糧中脂肪含量越高,血液中的TC越高[19]。高密度脂蛋白是一種抗動(dòng)脈粥樣硬化的血漿脂蛋白,其可以運(yùn)載周圍組織中的膽固醇,再轉(zhuǎn)化為膽汁酸或者直接通過膽汁從腸道排出[20]。低密度脂蛋白是一種運(yùn)輸膽固醇至外周組織細(xì)胞的脂蛋白顆粒,其含量過高時(shí),其攜帶的膽固醇便存積在動(dòng)脈壁上,容易引起動(dòng)脈硬化[2,21]。本試驗(yàn)中,用36%菜籽粕和42%紫蘇餅代替31%豆粕之后,試驗(yàn)牛的膽固醇、高密度脂蛋白和低密度脂蛋白都呈逐漸升高的趨勢(shì),可能原因是這兩種蛋白飼料均為油料籽實(shí)加工后產(chǎn)物,其刺激了機(jī)體內(nèi)與脂肪酸合成與分解相關(guān)因子的產(chǎn)生。這與陳娜等[22]研究結(jié)果類似。TG是脂肪的組成成分,是機(jī)體的重要能源物質(zhì),其濃度的高低反映動(dòng)物體內(nèi)脂類的消化、吸收情況,當(dāng)脂類代謝出現(xiàn)障礙時(shí),血脂含量升高[23]。本試驗(yàn)用36%菜籽粕代替31%豆粕之后,TG的濃度升高,且顯著高于其他各組,而隨著紫蘇餅添加比例的升高,TG的濃度逐漸降低,這與武曉東等[2]的研究結(jié)果一致,可能是紫蘇餅中的 ω-3多不飽和脂肪酸具有降低血脂的作用。
血液中的尿素氮主要來源于過多瘤胃降解蛋白及瘤胃壁吸收的氨氮,其含量的高低與氮的利用率成反比。Stanley等[24]研究表明,尿素氮濃度的高低能反映日糧中提供的蛋白含量與機(jī)體內(nèi)氨基酸代謝平衡的關(guān)系,尿素氮濃度越低則氨基酸代謝越平衡,氮的利用率也越高。本試驗(yàn)結(jié)果顯示,用菜籽粕和紫蘇餅代替豆粕之后,尿素氮的濃度均有所下降,說明飼料中適量的菜籽粕和紫蘇餅有利于促進(jìn)氮的利用。血清蛋白在調(diào)節(jié)機(jī)體體液滲透壓和維持酸堿平衡起著重要作用[25],球蛋白含量反映著機(jī)體的免疫水平[26],總蛋白和白蛋白反映機(jī)體內(nèi)蛋白代謝水平[27]。血液中總蛋白、白蛋白和球蛋白的濃度隨著紫蘇餅添加比例的升高而升高,說明紫蘇餅有利于增強(qiáng)動(dòng)物免疫力、提高氮的利用率。這與張勇等[28]研究結(jié)果一致 。Fritsche等[29]認(rèn)為, ω-3多不飽和脂肪酸通過參與機(jī)體免疫代謝通路對(duì)機(jī)體免疫水平起到調(diào)節(jié)作用。
本試驗(yàn)中雖然對(duì)照組和各試驗(yàn)組豆粕、菜籽粕和紫蘇餅的添加比例不同,但研究結(jié)果表明,試驗(yàn)牛全期增重除試驗(yàn)IV組和試驗(yàn)Ⅲ組最大外,其他三組增重效果相差不大。由于這三種蛋白飼料的價(jià)格不同,因而其飼料報(bào)酬及飼養(yǎng)成本也不同。對(duì)照組和各試驗(yàn)組精料的價(jià)格分別為2.56、2.26、2.24、2.10和2.05元/kg,飼料成本最低的是試驗(yàn)IV組(42%紫蘇餅)其次是試驗(yàn)Ⅰ組(36%菜籽粕)和對(duì)照組(31%豆粕);平均每千克增重飼料成本最低的是試驗(yàn)IV組為11.30元,比對(duì)照組少3.68元,比試驗(yàn)Ⅰ組少2.5元。綜上可知,本試驗(yàn)條件下,精料中用42%紫蘇餅代替31%豆粕和36%菜籽粕更能節(jié)約飼料成本,提高飼養(yǎng)效率。
本試驗(yàn)條件下,在秦川肉牛精料中用42%的紫蘇餅代替豆粕和菜籽粕時(shí),可以提高肉牛飼養(yǎng)效率、降低飼養(yǎng)成本。