楊 慧 張思源 彭 容 陳天宇 張紅星 肖鑒鑫 劉 帥 曹志軍 邵 偉

(1.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)學(xué)院，烏魯木齊830052；2.中國農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院，動(dòng)物營養(yǎng)學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100193)

犢牛階段是奶牛生長發(fā)育的關(guān)鍵時(shí)期，該階段犢牛的生長和發(fā)育速度快、組織器官功能以及免疫系統(tǒng)都在迅速完善，但外界條件以及營養(yǎng)等各種因素的干預(yù)和調(diào)控，均會(huì)對(duì)犢牛今后的生長和發(fā)育造成影響[1]，所以該階段為調(diào)控的“窗口期”。反芻行為是反映反芻動(dòng)物健康的良好指標(biāo)，也是瘤胃發(fā)育的關(guān)鍵標(biāo)志，它與動(dòng)物的生產(chǎn)性能、健康狀況有一定相關(guān)性[2]。目前有關(guān)于反芻行為的研究主要集中在泌乳牛上，仍不清楚新生犢牛反芻行為的變化規(guī)律與采食量之間的相關(guān)性。因此本試驗(yàn)旨在通過測(cè)定犢牛反芻行為每日總時(shí)長、平均每次行為發(fā)生持續(xù)時(shí)長以及日發(fā)生次數(shù)探討其反芻行為的發(fā)育規(guī)律，并研究反芻時(shí)間是否與采食量有顯著的相關(guān)關(guān)系，以期為犢牛健康、科學(xué)的養(yǎng)殖模式提供相關(guān)的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)時(shí)間與地點(diǎn)

本試驗(yàn)于2020年12月至2021年4月在位于陜西省的現(xiàn)代牧業(yè)寶雞牧場(chǎng)進(jìn)行。動(dòng)物飼養(yǎng)和管理程序按照“中國農(nóng)業(yè)大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物福利與動(dòng)物實(shí)驗(yàn)倫理委員會(huì)”規(guī)定進(jìn)行，試驗(yàn)編號(hào)：Aw10111202-2-1。

1.2 試驗(yàn)動(dòng)物及飼養(yǎng)管理

試驗(yàn)共選取18頭初生體重為(42.1±5.4) kg的荷斯坦母犢牛，犢牛出生后1 h之內(nèi)灌服4 L初乳，12 h后再灌服4 L初乳，隨后轉(zhuǎn)到犢牛島中進(jìn)行單獨(dú)飼喂。從2日齡起，每天飼喂?fàn)倥?次(07:00和15:00)常乳(常乳營養(yǎng)水平見表1)，1～3周齡飼喂量為8 L/d，4～6周齡飼喂量為10 L/d，7周齡飼喂量為8 L/d，在8周齡開始逐漸降奶，56日齡斷奶，犢牛在斷奶后繼續(xù)飼養(yǎng)在犢牛島內(nèi)直至飼養(yǎng)至84日齡時(shí)試驗(yàn)結(jié)束。自4日齡起，為每頭犢牛單獨(dú)設(shè)置2個(gè)采食桶每日分別添加足量的開食料和粗飼料任犢牛自由采食，飼糧組成及營養(yǎng)水平見表2。犢牛島使用稻糠作為墊料，每周進(jìn)行清潔并補(bǔ)充墊料1次，整個(gè)試驗(yàn)期保持環(huán)境清潔干燥。

表1 常乳營養(yǎng)水平

表2 飼糧組成及營養(yǎng)水平(干物質(zhì)基礎(chǔ))

續(xù)表2項(xiàng)目Items開食料Starter粗飼料Forage1)粗脂肪 EE2.252.17中性洗滌纖維 NDF14.3845.99酸性洗滌纖維 ADF6.7031.97

1.3 測(cè)定指標(biāo)及方法

1.3.1 采食量

試驗(yàn)期間每日記錄開食料和粗飼料投料量和剩余量，用于計(jì)算開食料、粗飼料和總固體飼料干物質(zhì)采食量(DMI)。每周收集開食料和粗飼料的飼料樣品立即存儲(chǔ)在-20 ℃用于進(jìn)一步營養(yǎng)成分分析。對(duì)飼料中干物質(zhì)(DM)、粗蛋白質(zhì)(CP)、中性洗滌纖維(NDF)、酸性洗滌纖維(ADF)、粗脂肪(EE)和粗灰分(Ash)含量進(jìn)行測(cè)定，所有營養(yǎng)成分的測(cè)定均參考AOAC(2002)[3]。粗飼料使用燕麥干草，先用固定攪拌機(jī)將燕麥干草剪至小于2.5 cm長度，再使用賓州篩并按照Kononoff等[4]的方法確定開食料和粗飼料的顆粒分布，并計(jì)算物理有效中性洗滌纖維(peNDF)的含量。peNDF含量通過計(jì)算3個(gè)篩層(19、8和4 mm)的飼料顆粒凈重之和，再乘以飼料原料的NDF含量來進(jìn)行估算。

1.3.2 行為學(xué)指標(biāo)

在距離犢牛島2.0 m寬、1.8 m高的位置安裝高清紅外攝像機(jī)(?？低晹?shù)碼科技有限公司，50 Hz，25 fps，北京，中國)對(duì)犢牛進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。所有視頻存儲(chǔ)在硬盤中用于試驗(yàn)結(jié)束后的觀察和數(shù)據(jù)采集。選取第1、2、3、4、6、9和12周，每周最后1日的行為數(shù)據(jù)進(jìn)行24 h觀察并記錄，觀察日分別為犢牛7、14、21、28、42、63和84日齡。記錄每頭犢牛每日反芻、躺臥、站立和非營養(yǎng)性口腔行為的每日總時(shí)長、平均每次行為發(fā)生持續(xù)時(shí)長和日發(fā)生次數(shù)。其中反芻行為定義為：犢牛反復(fù)咀嚼1個(gè)從胃里返上來的食團(tuán)，伴隨著有節(jié)奏的下頜運(yùn)動(dòng)，直至其吞咽的過程，并且在2 min前未發(fā)生采食行為。躺臥行為定義為：胸骨著地并且頭保持昂起或低下。站立行為定義為：四腳著地(無論是否移動(dòng))。非營養(yǎng)性口腔行為定義為：除采食以外的口腔行為，包括舔墊料、舔牛舍、舔桶和舔其他犢牛的身體以及梳理毛發(fā)等行為。記錄方法和標(biāo)準(zhǔn)均參照Kargar等[5]報(bào)道。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

所有試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2016進(jìn)行整理和匯總，將收集的數(shù)據(jù)分為第1、2、3、4、6、9、12周進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。采用SPSS 21.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行單因素方差分析和顯著性檢驗(yàn)，差異顯著時(shí)采用Duncan氏法進(jìn)行組間的多重比較。試驗(yàn)結(jié)果用“平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤”表示，通過SPSS 21.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行Pearson相關(guān)分析，以P<0.05為差異顯著性判斷標(biāo)準(zhǔn)，以P<0.01為差異極顯著性判斷標(biāo)準(zhǔn)。

2 結(jié) 果

2.1 不同周齡對(duì)犢牛采食量的影響

由表3可知，犢牛斷奶后固體飼料DMI顯著高于斷奶前(P<0.05)。犢牛固體飼料DMI、總NDF采食量和總peNDF采食量均隨著周齡增加逐漸增加(P<0.05)。在斷奶前，犢牛飲食主要以常乳為主，剛出生1周的犢牛，開食料和粗飼料DMI低于其他各周齡，且顯著低于斷奶后(P<0.05)，分別攝入10.26和0.56 g/d。第6周，犢牛固體飼料DMI有明顯增加趨勢(shì)，其中開食料DMI為110.38 g/d，粗飼料DMI為21.26 g/d，開食料DMI占固體飼料DMI的83.85%。第9周，與斷奶前相比，犢牛固體飼料DMI顯著增加(P<0.05)，其中開食料DMI為1 944.79 g/d，粗飼料DMI為194.56 g/d，開食料DMI占固體飼料DMI的90.91%。

表3 不同周齡對(duì)犢牛采食量的影響

2.2 不同周齡對(duì)犢牛行為學(xué)指標(biāo)的影響

由表4可知，第1周，犢牛反芻行為每日總時(shí)長為9.57 min，第6周反芻每日總時(shí)長達(dá)到121.52 min，反芻行為每日總時(shí)長隨周齡增加逐漸增加(P<0.05)；除第3周外，犢牛斷奶后反芻平均持續(xù)時(shí)長顯著高于斷奶前(P<0.05)；犢牛每日反芻次數(shù)隨周齡增加逐漸增多(P<0.05)。非營養(yǎng)性口腔行為每日總時(shí)長在斷奶前隨周齡增加而增加(P<0.05)，但斷奶后顯著低于第6周(P<0.05)。躺臥行為每日總時(shí)長在第3、12周分別為每日1 057.42、1 005.40 min，顯著低于第1、2、4、6和9周(P<0.05)。站立行為每日總時(shí)長在第12周為每日409.40 min，顯著高于第1、2、4、6和9周(P<0.05)，且其他各周齡間無顯著差異(P>0.05)。

表4 不同周齡對(duì)犢牛行為學(xué)指標(biāo)的影響

2.3 飼糧中不同營養(yǎng)成分采食量與犢牛不同行為之間的相關(guān)性

由表5可知，犢牛DM、NDF和peNDF采食量與反芻行為每日總時(shí)長、平均持續(xù)時(shí)長和日發(fā)生次數(shù)均呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)，其中總NDF采食量與反芻每日總時(shí)長的相關(guān)性最高(r=0.719)，并且粗飼料中的NDF和peNDF采食量與反芻總時(shí)長的相關(guān)系數(shù)都高于開食料。開食料、粗飼料中的DM、NDF和peNDF采食量與非營養(yǎng)性口腔行為均無顯著相關(guān)(P>0.05)，但常乳DMI與非營養(yǎng)口腔行為每日總時(shí)長極顯著正相關(guān)(r=0.440，P<0.01)。開食料、粗飼料中的DM、NDF和peNDF采食量與躺臥行為每日總時(shí)長呈顯著或極顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05或P<0.01)。開食料DM、NDF和peNDF采食量與站立行為每日總時(shí)長呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)。

表5 飼糧中不同營養(yǎng)成分采食量與犢牛不同行為之間的相關(guān)性

3 討 論

3.1 不同周齡對(duì)犢牛采食量的影響

犢牛在斷奶前以常乳采食為主。本試驗(yàn)中，犢牛在第1周開始攝入少量的固體飼料(開食料和干草)，當(dāng)常乳供應(yīng)量減少或者斷奶時(shí)，犢牛開始從依賴常乳中提供的營養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)橐蕾嚬腆w飼料提供的營養(yǎng)物質(zhì)，固體飼料采食量有明顯增加趨勢(shì)；在斷奶后犢牛開始完全依靠固體飼料來獲取營養(yǎng)物質(zhì)，固體飼料采食量顯著增加。Diaz等[6]研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)不給犢牛飼喂固體飼料時(shí)，犢牛甚至?xí)墒硥|草來滿足自己對(duì)固體飼料的需求。而這一時(shí)期正是犢牛由“單胃動(dòng)物”向反芻動(dòng)物過渡的關(guān)鍵階段。

3.2 犢牛行為和采食量之間的關(guān)系

犢牛行為是衡量其是否受到良好福利待遇的體現(xiàn)。本試驗(yàn)將反芻、非營養(yǎng)性口腔、躺臥和站立4種行為分別與采食量進(jìn)行相關(guān)關(guān)系分析，發(fā)現(xiàn)反芻行為與DMI之間具有顯著的正相關(guān)關(guān)系，反芻活動(dòng)的增加建立在DMI增加的基礎(chǔ)上。一定條件下，可用反芻時(shí)間預(yù)測(cè)犢牛的采食量[7]。本試驗(yàn)中，犢牛反芻行為每日總時(shí)長與總DMI呈顯著正相關(guān)(r=0.707)，同樣的，Swanson等[8]也發(fā)現(xiàn)同樣的結(jié)果(r=0.69)。本研究中，隨著周齡的增加，犢牛DMI增加，且其反芻每日總時(shí)長、平均持續(xù)時(shí)長和次數(shù)均呈增加趨勢(shì)。這與Hepola等[9]研究犢牛斷奶后反芻時(shí)間隨固體采食量的增加而增加結(jié)論一致。犢牛反芻活動(dòng)受犢牛年齡和固體飼料消耗的影響[10]。反芻動(dòng)物反芻活動(dòng)的發(fā)生開始于幼齡階段，其發(fā)育過程也伴隨著反芻功能的逐漸增強(qiáng)，幼齡反芻動(dòng)物反芻行為建立在10～20日齡[2]。通常反芻行為伴隨或先于瘤胃發(fā)育，在最初反芻行為的發(fā)生時(shí)，犢牛對(duì)固體飼料的采食量較少，隨著犢牛日齡增加，反芻時(shí)間的長短與固體飼料的采食量有顯著相關(guān)性。隨著犢牛年齡和固體飼料攝入的增長，犢牛的消化系統(tǒng)與消化方式發(fā)生巨大的改變，瘤胃功能的重要性和利用粗飼料的能力逐漸提高，反芻時(shí)間隨之增加。而成年牛瘤胃發(fā)育成熟，已形成了穩(wěn)定的瘤胃微生物區(qū)系，受飼糧影響較小[11]。

非營養(yǎng)性口腔行為包括舔墊料、舔牛舍、舔桶、舔其他犢牛的身體以及梳理毛發(fā)等行為。Redbo等[12]研究發(fā)現(xiàn)，非營養(yǎng)性口腔行為是一種巴甫洛夫類型的反應(yīng)，當(dāng)犢牛即將被喂食時(shí)可以觀察到其表現(xiàn)出非營養(yǎng)性口腔行為，喂食后在休息時(shí)犢牛非營養(yǎng)性口腔行為發(fā)生率就會(huì)降低。本研究中，犢牛非營養(yǎng)性口腔行為與固體飼料DMI無相關(guān)關(guān)系，但犢牛在斷奶前2周，非營養(yǎng)性口腔行為每日總時(shí)長達(dá)到216.57 min，而斷奶后1周顯著減少至103.60 min，可能的原因是由于犢牛在斷奶后干草攝入量突然提高從而減少了非營養(yǎng)性口腔行為的發(fā)生頻次。研究表明，在犢牛飼糧中增添干草，能夠增加DMI，從而促進(jìn)胃腸道填充，讓犢牛產(chǎn)生飽腹感，進(jìn)而降低了非營養(yǎng)性口腔行為[13-14]。

躺臥行為在動(dòng)物的所有行為中具有優(yōu)先選擇權(quán)，特別是躺臥總時(shí)長、平均持續(xù)時(shí)長和次數(shù)被確定為奶牛舒適度的一項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)[15]。幼齡時(shí)期，犢牛表現(xiàn)出更多的躺臥行為，本試驗(yàn)中犢牛平均躺臥總時(shí)長達(dá)17.97 h/d，這與Schirmann等[15]的研究結(jié)果18 h/d較一致。本研究發(fā)現(xiàn)，躺臥時(shí)長與采食量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，而站立時(shí)間與采食量呈正相關(guān)關(guān)系。第1周，犢牛躺臥行為總時(shí)長最長、平均持續(xù)時(shí)長最長、次數(shù)最少，隨周齡增加，躺臥時(shí)長有減少的趨勢(shì)。站立行為時(shí)長在第1周最短，隨周齡增加有增加的趨勢(shì)。可能的原因在于犢牛正處于機(jī)體快速發(fā)育的時(shí)期，采食量隨周齡增加顯著增加，導(dǎo)致采食時(shí)間增加，躺臥時(shí)間相應(yīng)減少，站立時(shí)間增加。

3.3 飼糧中營養(yǎng)成分與反芻行為之間的關(guān)系

反芻動(dòng)物飼糧中NDF含量影響瘤胃健康，也是影響反芻行為的關(guān)鍵因素[16]。反芻行為時(shí)間長短與飼糧粒度的大小呈正相關(guān)，粒度越大奶牛的反芻時(shí)間越長[17]。本研究發(fā)現(xiàn)，犢牛反芻時(shí)長與NDF、peNDF采食量呈顯著正相關(guān)，與粗飼料NDF含量的相關(guān)性也很大。有研究發(fā)現(xiàn)，每多攝入1 kg粗飼料NDF，反芻時(shí)間比平均值高出約22 min/d[18]。Dado等[19]和Allen[20]研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)奶牛飼糧中NDF含量從25%提高到35%時(shí)，奶牛每日反芻時(shí)間從380 min提高到510 min?？赡苁且?yàn)镹DF攝入量增加可增大瘤胃內(nèi)食糜的體積，促進(jìn)咀嚼和反芻。Beauchemin[21]通過改變飼糧原料粒度，使其peNDF水平為10.5%、11.8%和13.8%，發(fā)現(xiàn)隨著飼糧peNDF水平的提高，奶牛日反芻時(shí)長呈線性增加。NDF和peNDF能夠提高犢牛的反芻活動(dòng)能力，并在反芻時(shí)間的長短及反芻頻率方面起決定作用。這可能是由于其提高了飼糧在反芻動(dòng)物瘤胃中的平均滯留時(shí)間，從而降低了飼糧在瘤胃的通過速率，并由此引起了反芻活動(dòng)的增強(qiáng)[16,22]。peNDF能刺激咀嚼和反芻活動(dòng)促進(jìn)唾液分泌進(jìn)而提高瘤胃的緩沖能力，當(dāng)飼糧中peNDF缺乏或粗飼料過細(xì)時(shí)，能夠減少咀嚼和反芻行為[23]。飼喂粗飼料的動(dòng)物瘤胃微生物以擬桿菌門和厚壁菌門為主，厚壁菌門具有大量分解纖維的菌屬，微生物可以利用這些細(xì)菌發(fā)酵并產(chǎn)生揮發(fā)性脂肪酸以提供能量，它還可以使瘤胃中纖維降解菌的定植增加，有助于瘤胃發(fā)育和微生物區(qū)系成熟[24]。所以飼糧NDF和peNDF的攝入可能更有助于瘤胃的發(fā)育和微生物定植，從而促進(jìn)犢牛的反芻活動(dòng)。因此，NDF和peNDF攝入量是影響犢牛反芻活動(dòng)的關(guān)鍵因素。

4 結(jié) 論

在本試驗(yàn)中，犢牛反芻時(shí)間隨周齡增加而增加，并且反芻時(shí)間與DMI呈顯著正相關(guān)，且與粗飼料NDF和peNDF采食量相關(guān)性較高，表明固體飼料DMI和飼糧中NDF和peNDF的攝入量是影響犢牛反芻發(fā)育的關(guān)鍵因素，且NDF和peNDF攝入量可以作為預(yù)測(cè)犢牛反芻發(fā)育的關(guān)鍵指標(biāo)。