范 雪, 張文杰, 任斐兒, 孫國慶, 馬 健*
(1.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科學(xué)學(xué)院,新疆烏魯木齊 830052;2.現(xiàn)代牧業(yè)(合肥)有限公司,安徽合肥 230000)
犢牛是奶牛養(yǎng)殖的未來,這一階段對未來奶牛生產(chǎn)性能的發(fā)揮至關(guān)重要。在現(xiàn)代化奶牛養(yǎng)殖場,為了提高成年奶牛的繁殖性能,同時加快犢牛瘤胃發(fā)育,通常會對犢牛進行早期斷奶(Ma等,2020)。然而犢牛在斷奶期間會經(jīng)歷飼養(yǎng)方式和飼料類型的變化,因此斷奶對犢牛來說是一個應(yīng)激。斷奶應(yīng)激會造成犢牛消化道功能紊亂,導(dǎo)致犢牛易受外界病原菌侵襲,從而增加疾病發(fā)生率,降低生長性能(Meale等,2017)。越來越多的研究證實促進早期瘤胃健康發(fā)育是緩解犢牛斷奶應(yīng)激的有效措施,優(yōu)質(zhì)粗飼料資源對犢牛瘤胃發(fā)育具有重要作用。粗飼料中的結(jié)構(gòu)性碳水化合物,尤其是中性洗滌纖維(NDF)可為瘤胃發(fā)育提供物理刺激,促進犢牛反芻,降低瘤胃上皮角質(zhì)層厚度,有利于瘤胃上皮對揮發(fā)性脂肪酸(VFA)的吸收,提高日糧養(yǎng)分利用率,進而促進犢牛健康發(fā)育(Khan等,2011)。但由于犢牛瘤胃微生物區(qū)系未發(fā)育成熟,對粗飼料的利用能力有限,因此,合理使用粗飼料資源對犢牛生長發(fā)育具有重要意義。
作為禾本科牧草,燕麥干草可溶性碳水化合物含量高,在促進犢牛瘤胃發(fā)育方面發(fā)揮著重要作用。Chen等(2021)研究表明,相比于只飼喂開食料,補飼燕麥干草可提高犢牛平均日增重(ADG)和采食量,降低瘤胃氨態(tài)氮(NH3-N)含量,提高乙酸/丙酸,改善瘤胃發(fā)酵。王坤(2021)試驗同樣證實,飼喂燕麥干草可提高水牛犢牛干物質(zhì)(DM)消化率和瘤胃pH,對采食量無明顯影響,但可提高ADG。目前,燕麥干草是多數(shù)牧場飼養(yǎng)犢牛的粗飼料資源。不同來源的粗飼料會影響反芻動物瘤胃微生物群落,進而對瘤胃發(fā)酵產(chǎn)生影響(Kong等,2010)。此外,不同飼料來源產(chǎn)生的組合效應(yīng)往往會對動物生長具有促進作用,馬健等(2015)研究證實,不同粗飼料組合可提高奶牛干物質(zhì)采食量(DMI),改善瘤胃發(fā)酵。苜蓿和燕麥干草是現(xiàn)代化奶牛養(yǎng)殖場最為常見的粗飼料資源,因此,本試驗在傳統(tǒng)補飼燕麥干草飼喂模式基礎(chǔ)上,探究苜蓿和燕麥干草組合對斷奶犢牛生長性能、瘤胃發(fā)酵、營養(yǎng)物質(zhì)消化率、血清生化及抗氧化指標(biāo)的影響,旨在為斷奶犢牛的健康養(yǎng)殖提供實踐指導(dǎo)。
1.1 試驗材料 苜蓿干草產(chǎn)自美國,燕麥干草產(chǎn)自澳大利亞,兩種干草的營養(yǎng)水平見表1。開食料組成和營養(yǎng)水平見表2。
表1 燕麥和苜蓿干草營養(yǎng)水平(干物質(zhì)基礎(chǔ))
表2 開食料組成及營養(yǎng)水平(干物質(zhì)基礎(chǔ))
1.2 試驗設(shè)計 選擇30頭年齡(60±5)d和體重(86.17±4.48)kg的健康荷斯坦母犢牛,隨機分為2組,每組15頭。對照組粗飼料為燕麥干草,試驗組粗飼料為燕麥和苜蓿干草(1:1混合)。預(yù)試期5 d,正式試驗60 d。
1.3 飼養(yǎng)管理 犢牛單欄飼養(yǎng),每天在早08:00和下午17:00飼喂兩次,飼喂量是1.1倍實際需要量,以保證有剩料,自有采食,飼喂前清理掉前一天剩料。干草飼喂量為開食料投喂量的10%,將干草切短后與開食料混合均勻后進行飼喂,試驗期間自由飲水。其他管理模式按牧場常規(guī)方法進行,定期進行消毒,打掃牛舍。
1.4 樣品采集 在正式試驗第1天和60天,晨飼前對所有犢牛進行稱重,計算ADG。每天準(zhǔn)確記錄每頭犢牛的采食量,計算DMI。通過ADG和DMI計算料重比(F/G)。于正試期第60天晨飼前,利用真空采血管通過頸靜脈對所有犢牛進行采血10 mL,3200 r/min離心15 min分離血清分裝入1.5 mL離心管中,保存在-20℃冰箱待測。
在試驗第60天,晨飼后4 h利用胃管式瘤胃液采樣器采集犢牛瘤胃液。棄掉第一次采集瘤胃液,然后收集50 mL于離心管,立即測定pH。隨后用四層紗布過濾,將過濾后樣品裝入10 mL離心管中,保存在-20℃冰箱中待測。自試驗第57天02:00開始,連續(xù)3 d,在同一天每隔6 h通過直腸取樣法采集一次犢牛糞便。依次將第2天的采樣時間提前2 h,3 d共采集12份樣品(Zhao等,2017)。同時連續(xù)3 d收集投料和剩料樣品。將每頭牛的投料、剩料及糞便樣品分別進行混合,再次取樣后保存在-20℃。
1.5 樣品分析
1.5.1 血清指標(biāo) 血清解凍后用于測定血清生化和抗氧化指標(biāo)。生化指標(biāo):總蛋白(TP)、白蛋白(ALB)、球 蛋 白(GLB)、葡 萄 糖(GLU)、尿 素 氮(UN)、甘油三酯(TG)、谷丙轉(zhuǎn)氨酶(ALT)、谷草轉(zhuǎn)氨酶(AST)、堿性磷酸酶(ALP)??寡趸笜?biāo):谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)、超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)及總抗氧化能力(T-AOC)。生化指標(biāo)利用全自動生化分析儀測定,抗氧化指標(biāo)利用試劑盒(南京建成)法進行測定。
1.5.2 瘤胃發(fā)酵 利用氣相色譜儀測定瘤胃VFA含量;采用堿性次氯酸鈉-苯酚比色法測定NH3-N含量;利用BCA法蛋白定量試劑盒測定微生物蛋白(MCP)含量。
1.5.3 營養(yǎng)物質(zhì)消化率 將收糞期間采集的投料、剩料及糞便樣品在65℃烘箱烘48 h至恒重,其中糞便樣品按總重1/10取樣,每100 g樣品加10 mL濃度為10%的稀硫酸進行固氮。樣品烘干后利用粉碎機進行粉碎過篩用于測定DM、有機物(OM)、CP、粗脂肪(EE)、NDF和ADF含量。DM和EE測定方法分別參考GB/T 6435-2014和GB/T 6438-2007;利用半自動凱氏定氮儀檢測CP含量;使用索氏提取器石油醚浸提法測定EE含量;利用纖維分析儀分析NDF和ADF含量。采用酸不溶灰分(AIA)指示劑法計算營養(yǎng)物質(zhì)消化率(D,%),糞便和飼料樣品的AIA含量測定方法依據(jù)GB/T 23742-2009。計算公式如下:
式中:Ad和Af分別代表日糧和糞便中的AIA含量,%;Nd和Nf分別為日糧和糞便中的某營養(yǎng)物質(zhì)含量,%。
1.6 統(tǒng)計分析 所有試驗數(shù)據(jù)利用Excel進行初步整理,之后利用SPSS 22.0軟件對數(shù)據(jù)進行獨立樣本T檢驗分析,結(jié)果以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤”表示。P<0.05視為差異顯著,0.05≤P<0.10表示有差異顯著的趨勢。
2.1 添加苜蓿干草對斷奶犢牛生長性能的影響由表3數(shù)據(jù)可知,兩組間犢牛初始體重和末體重差異均不顯著(P>0.05)。試驗組ADG和DMI顯著高于對照組(P<0.05),分別提高了5.68%和4.53%,但F/G差異不顯著(P>0.05)。
表3 添加苜蓿干草對斷奶犢牛生長性能的影響
2.2 添加苜蓿干草對斷奶犢牛瘤胃發(fā)酵的影響從表4可以看出,兩組間犢牛瘤胃pH及總VFA、乙酸、丙酸含量差異不顯著(P>0.05)。與對照組相比,試驗組犢牛瘤胃NH3-N含量降低了8.54%,MCP和丁酸含量分別提高了10.55%和10.72%(P<0.05)。此外,試驗組乙酸/丙酸有低于對照組的趨勢(P=0.057)。
表4 添加苜蓿干草對斷奶犢牛瘤胃發(fā)酵的影響
2.3 添加苜蓿干草對斷奶犢牛營養(yǎng)物質(zhì)消化率的影響 由表5可知,相比于對照組,試驗組NDF消化率提高了6.41%(P<0.05),但DM、OM、CP及EE消化率在兩組間相近(P>0.05)。此外,與對照組相比,試驗組ADF消化率略高(P=0.071)。
表5 添加苜蓿干草對斷奶犢牛營養(yǎng)物質(zhì)消化率的影響%
2.4 添加苜蓿干草對斷奶犢牛血清生化指標(biāo)的影響 如表6所示,兩組間血清TP、ALB、GLB、ALT、AST及ALP含量無顯著差異(P>0.05)。試驗組GLU和TG含量顯著高于對照組(P<0.05),分別提高了5.56%和18.18%,而UN含量顯著低于對照組(P<0.05),降低了6.76%。
表6 添加苜蓿干草對斷奶犢牛血清生化指標(biāo)的影響
2.5 添加苜蓿干草對斷奶犢牛血清抗氧化指標(biāo)的影響 由表7可以看出,試驗組血清GSH-Px活性比對照組提高了7.17%(P<0.05)。兩組間SOD和MDA含量無顯著差異(P>0.05),試驗組T-AOC活性有高于對照組的趨勢(P=0.088)。
表7 添加苜蓿干草對斷奶犢牛血清抗氧化指標(biāo)的影響
3.1 添加苜蓿干草對斷奶犢牛生長性能的影響斷奶應(yīng)激會導(dǎo)致犢牛免疫能力降低,使?fàn)倥3霈F(xiàn)腹瀉現(xiàn)象,降低采食量,影響生長發(fā)育。本試驗中,添加苜蓿干草可顯著提高斷奶犢牛DMI和ADG,說明添加苜蓿干草有利于促進斷奶犢牛生長,這對維持犢牛健康來說至關(guān)重要。Hill等(2008)研究報道,不同粗飼料品質(zhì)存在差異,對犢牛生長發(fā)育也會產(chǎn)生不同影響。成年動物研究表明,不同粗飼料組合比單獨飼喂能更好促進肉牛生長,ADG和DMI較高(劉華等,2020)。本試驗的促生長效果可能與粗飼料組合效應(yīng)能提高動物養(yǎng)分利用率有關(guān)。
3.2 添加苜蓿干草對斷奶犢牛瘤胃發(fā)酵的影響瘤胃pH可影響瘤胃微生物的生長和增殖,調(diào)控飼料發(fā)酵過程,正常pH一般為6~7(馮仰廉,2004)。研究發(fā)現(xiàn),不同粗飼料組合導(dǎo)致瘤胃pH差異顯著(張丹丹等,2021)。本試驗中兩組犢牛瘤胃pH接近,均在正常范圍內(nèi),本研究結(jié)果與前人研究結(jié)果存在差異的可能原因是動物生長狀態(tài)不同。試驗組瘤胃NH3-N濃度低于對照組,這提示添加苜蓿草可改善斷奶犢牛對NH3-N的利用。NH3-N是合成MCP的主要原料。有趣的是,試驗組MCP含量高于對照組,這與NH3-N結(jié)果相對應(yīng)。這可能是因為粗飼料組合能刺激犢牛瘤胃微生物生長,促進微生物對NH3-N的利用,進而合成更多MCP。
瘤胃VFA是反芻動物的重要能量來源,Schwab等(2002)試驗指出,日糧NDF水平對瘤胃總VFA含量沒有顯著影響,本試驗結(jié)果與其一致。前面提到促進幼齡反芻動物瘤胃健康發(fā)育對提高其生長性能至關(guān)重要,瘤胃發(fā)育與VFA產(chǎn)生密切相關(guān),尤其是丙酸和丁酸(馮仰廉,2004)。本試驗中,試驗組丁酸含量顯著高于對照組,乙酸/丙酸有低于對照組的趨勢。對反芻動物而言,丁酸是瘤胃上皮的主要能量來源,對其發(fā)育有重要影響,瘤胃中較高的VFA含量,尤其是丁酸含量對瘤胃發(fā)育有積極作用(馮仰廉,2004)。因此,試驗組丁酸含量的增加可能有利于促進斷奶犢牛瘤胃發(fā)育。Demeyer(1981)指出,日糧中NDF水平高時,瘤胃相關(guān)纖維降解菌活性增強,乙酸含量提高,從而導(dǎo)致乙酸/丙酸升高。燕麥干草NDF含量高于苜蓿干草,因此,對照組乙酸/丙酸高于試驗組,這與前人研究結(jié)果一致。
3.3 添加苜蓿干草對斷奶犢牛營養(yǎng)物質(zhì)消化率的影響 研究證實不同粗飼料組合可提高動物對粗纖維利用率。范逸婷等(2021)研究表明,在玉米青貯日糧中添加花生秧,可提高奶牛NDF和ADF消化率。張吉鹍和劉建新(2007)研究了反芻動物秸稈日糧中補飼苜蓿干草的組合效應(yīng),發(fā)現(xiàn)補飼苜蓿干草能提高動物消化率。與前人研究結(jié)果一致,本試驗中,添加苜蓿干草可提高犢牛NDF和ADF消化率。通常來說,養(yǎng)分消化率的改善可導(dǎo)致ADG的提高,這與前面ADG數(shù)據(jù)相對應(yīng)。對照組纖維消化率低的原因可能是燕麥干草纖維含量高于苜蓿干草,大量纖維攝入使瘤胃內(nèi)流速加快,纖維在消化道停留時間變短導(dǎo)致其消化率降低(Kendall等,2009)。瘤胃微生物可將日糧養(yǎng)分進行發(fā)酵產(chǎn)生MCP和小肽,這些物質(zhì)易被機體吸收利用,提高養(yǎng)分消化率。瘤胃發(fā)酵結(jié)果表明,添加苜蓿干草可提高犢牛瘤胃MCP含量,可能有助于犢牛消化率的改善。
3.4 添加苜蓿干草對斷奶犢牛血清生化和抗氧化指標(biāo)的影響 血清TP、ALB、GLB、GLU和UN含量是蛋白質(zhì)和能量代謝的重要指標(biāo),TG可反映脂類代謝。此外,ALT、AST、ALP對肝功能有重要影響,在一定程度可反映肝功能的強弱(Vrankoviác等,2018)。在本試驗中,兩組間TP、ALB、GLB、ALT、AST和ALP含量無明顯差異,表明飼喂不同粗飼料對犢牛器官功能無消極影響。一般來說,GLU是動物的主要能量來源,試驗組GLU濃度顯著高于對照組,這有助于犢牛生長性能發(fā)揮。血清GLU濃度提高說明機體脂肪沉積和蛋白質(zhì)合成代謝增強,試驗組GLU濃度增加可能與較高的DMI有關(guān),機體內(nèi)能量貯備增加,也可能與肝臟糖異生增強有關(guān)(Stanley等,2002)。血清UN濃度與機體氮沉積及蛋白質(zhì)利用率呈負相關(guān)關(guān)系(張俊瑜等,2020)。本試驗血清UN結(jié)果證實,試驗組犢牛蛋白質(zhì)沉積較高,有利于生長性能提高。此外,試驗組TG含量高于對照組,表明苜蓿干草有助于維持斷奶犢牛脂類代謝,提高脂肪沉積,從而提高ADG。
犢牛由于經(jīng)歷了斷奶應(yīng)激,機體清除自由基能力下降,細胞產(chǎn)生的大量自由基破壞免疫細胞功能,影響犢牛生長。在本試驗中,試驗組GSHPx活性高于對照組,T-AOC活性有高于對照組的趨勢。任春燕等(2020)試驗表明,日糧NDF含量可在一定程度提高犢??寡趸芰?,這是因為纖維可清除超氧陰離子自由基等,抑制脂類氧化。張藝(2005)研究了苜蓿蛋白的抗氧化能力,研究發(fā)現(xiàn),苜蓿蛋白可增強機體GSH-Px和SOD活性,降低MDA水平,表明苜蓿蛋白具有抗氧化功能。本試驗結(jié)果表明,添加苜蓿干草可提高斷奶犢??寡趸芰?,原因可能是苜蓿干草含有的類胡蘿卜素等活性物質(zhì),被犢牛采食利用后激活了與抗氧化有關(guān)的酶,這對緩解犢牛斷奶應(yīng)激,提高生長性能具有重要作用。
在補飼燕麥干草基礎(chǔ)上,添加苜蓿干草可改善斷奶犢牛瘤胃發(fā)酵,提高纖維消化率,增強機體抗氧化能力,最終提高生長性能。