張 瑩 吳兆海 卜登攀*

(1.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所，動物營養(yǎng)學(xué)國家重點實驗室，北京100193；2.青島農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(xué)院，青島266109)

“華西?！笔菄鴥?nèi)近期培育的肉牛新品種(已獲得畜禽新品種證書)。華西牛是以肉用西門塔爾牛為主，蒙古牛、三河牛和夏洛來牛等多品種雜交選育，其具有體型結(jié)構(gòu)均勻緊湊，生長速度快，性成熟早，屠宰率、凈肉率高，且耐粗飼、易管理和抗逆性強等特點，它的培育和育繁推廣對打破我國種牛進口依賴，助力農(nóng)牧業(yè)增效、農(nóng)牧民增收和提升國產(chǎn)種牛核心競爭力具有深遠戰(zhàn)略意義。

能量和蛋白質(zhì)是肉牛飼糧中最重要的營養(yǎng)素[1]。在飼糧養(yǎng)分中，攝入的蛋白質(zhì)參與動物機體的氮代謝，從而對生長性能產(chǎn)生影響[2]。進入瘤胃中的飼糧蛋白質(zhì)，部分分解為氨基酸和肽，參與微生物蛋白合成。瘤胃非降解蛋白和微生物蛋白進入小腸后，以氨基酸形式被吸收，維持動物機體活動。而能量是影響反芻動物生長發(fā)育的第一限制性因素[3]，飼糧能量水平過低會抑制其生長[4]，能量水平過高則會增加瘤胃酸中毒的風(fēng)險、造成能量不必要浪費、降低干物質(zhì)采食量[5]等。因此，肉牛能量和蛋白質(zhì)需要一直是肉牛營養(yǎng)研究的熱點問題。

目前，華西牛育肥階段的營養(yǎng)需要參數(shù)仍是一個空白，探究其生長性能、消化代謝有助于推進新品種華西牛的培育推廣進程。本研究擬開展不同飼喂水平條件下華西牛生長性能、消化代謝的系統(tǒng)研究，以明確育肥華西牛的營養(yǎng)需要特性，為其科學(xué)飼養(yǎng)提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 飼養(yǎng)試驗

1.1.1 試驗時間和地點

飼養(yǎng)試驗和消化代謝試驗于2021年3月至2021年6月在河北省圍場縣景鑫旭發(fā)農(nóng)業(yè)發(fā)展有限責(zé)任公司進行，樣品檢測在中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所動物營養(yǎng)學(xué)國家重點實驗室完成。

1.1.2 試驗設(shè)計

試驗選擇12月齡體況接近的華西牛公牛75頭[體重(379.3±39.46) kg]，采用隨機區(qū)組設(shè)計，減小組間體重差異。將牛群分為3組，每組25頭，分別按自由采食(自由采食組)、自由采食量的75%(75%限飼組)、自由采食量的50%(50%限飼組)3個水平飼喂[6-7]。所有牛只進行52 d的飼養(yǎng)試驗，包括7 d的適應(yīng)期、7 d的預(yù)試期和38 d的正試期。在此期間，試驗牛只栓系飼養(yǎng)，飼糧配方參照《肉牛飼養(yǎng)標準》(NY/T 815—2004)[8]設(shè)計，滿足牛群營養(yǎng)要求，并在試驗期間保持一致，始終保持試驗牛只自由飲水?；A(chǔ)飼糧組成及營養(yǎng)水平見表1。

表1 基礎(chǔ)飼糧組成及營養(yǎng)水平(干物質(zhì)基礎(chǔ))

續(xù)表1項目 Items含量 Content合計 Total100.00營養(yǎng)水平 Nutrient levels2)風(fēng)干重(飼喂基礎(chǔ)) Air-dry weight (as-fed basis)50.60干物質(zhì)(飼喂基礎(chǔ)) DM (as-fed basis)47.06粗蛋白質(zhì) CP11.84粗脂肪 EE3.78中性洗滌纖維 NDF45.60酸性洗滌纖維 ADF28.92粗灰分Ash8.54淀粉 Starch20.69總能 Gross energy/(MJ/kg)16.63礦物元素和維生素 Mineral elements and vitamins鈣 Ca0.25磷 P0.32鎂 Mg0.08鉀 K0.31硫 S0.15鈉 Na0.05氯 Cl0.07維生素A VA/(IU/kg)280.00維生素D VD/(IU/kg)293.00維生素E VE/(IU/kg)70.00

1.1.3 飼養(yǎng)管理

每天打掃清理牛舍地面、飼料槽以及飲水槽，檢查試驗牛群健康情況。在試驗期間，每天06:00和17:00飼喂試驗牛，保持牛自由飲水。在適應(yīng)期單獨記錄每頭試驗牛只每天的采食量，確保剩余量在飼喂量的5%左右，根據(jù)采食量調(diào)整其第2天的飼喂量。在預(yù)試期和正試期，準確控制75%限飼組和50%限飼組的飼糧飼喂量，記錄自由采食組的采食量，并每周根據(jù)自由采食組采食量的變化調(diào)整75%限飼組和50%限飼組的飼喂量，每周采集飼糧樣和剩料樣并烘干保存。預(yù)試期前、正試期結(jié)束時測量試驗牛體重。

1.2 消化代謝試驗

在飼養(yǎng)試驗結(jié)束后，每組隨機選取10頭試驗牛，采用全收糞尿法進行5 d的消化代謝試驗，飼養(yǎng)管理同上。記錄每頭試驗牛每天的排糞量和排尿量，并取樣。將每天的糞樣稱重后取2份，每份300 g，一份加入10%鹽酸固氮，用于測定氮含量；另一份不加鹽酸，用于測能量及其他營養(yǎng)成分含量；每天的尿樣稱重后取100 mL，加6 mol/L鹽酸固氮。將5 d所取的糞樣和尿樣按頭混勻，于-20 ℃冰箱保存。

1.3 檢測指標與方法

1.3.1 生長性能檢測指標

飼養(yǎng)試驗預(yù)試期開始前和正試期結(jié)束時，于晨飼前稱量試驗牛只空腹體重作為始重和末重，計算平均日增重。試驗牛只單獨飼喂，記錄每頭牛每天采食量，并保證自由采食組試驗牛只有5%左右的剩料，計算日均干物質(zhì)采食量。

1.3.2 飼糧樣品檢測指標

飼糧中干物質(zhì)含量參考GB/T 6435—2014方法測定；中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量分別參考GB/T 20806—2006和NY/T 1459—2007，用DFA-1型分布式定時消煮纖維測定儀測定；粗蛋白質(zhì)含量參考GB/T 6432—2018，用海能科技K-1100全自動凱氏定氮儀測定；粗脂肪含量參考GB/T 6433—2006，用FOSS全自動索氏抽提系統(tǒng)Soxtec-2050測定；淀粉含量參考GB/T 20194—2018方法測定；粗灰分含量參考GB/T 6438—2007方法測定；總能使用PARR-6400全自動氧彈熱量儀測定。

1.3.3 糞、尿樣品檢測指標

糞樣解凍后，放入65 ℃烘箱，48 h烘干后粉碎檢測其干物質(zhì)、氮含量和總能，測定方法同上。尿樣解凍后檢測其氮含量和總能，氮含量測定方法同上，測定總能時需要先進行前處理，具體方法為將10 mL尿樣放入保鮮膜包裹的坩堝中，105 ℃烘箱中烘干，然后檢測其總能，測定方法同上。

1.4 計算公式

平均日增重=(末重-始重)/天數(shù)；食入總能=飼糧單位能量×干物質(zhì)采食量；消化能=食入總能-糞能；代謝能=食入總能-糞能-尿能-甲烷能；甲烷能/總能(%)=6.05+0.020×
飼糧能量消化率[9]；總能消化率(%)=[(食入總能-糞能)/
食入總能]×100；總能代謝率(%)={[食入總能-(糞能+
尿能+甲烷能)]/食入總能}×100；消化能代謝率(%)=[代謝能/(食入
總能-糞能)]×100；粗蛋白質(zhì)采食量=飼糧干物質(zhì)采食量×
飼糧氮含量×6.25；可消化粗蛋白質(zhì)=粗蛋白質(zhì)采食量-糞氮×6.25；沉積蛋白質(zhì)=粗蛋白質(zhì)采食量-(糞氮+
尿氮)×6.25。

式中：總能、糞能、消化能、尿能、甲烷能、代謝能的單位為MJ/d；粗蛋白質(zhì)采食量、可消化粗蛋白質(zhì)、沉積蛋白質(zhì)的單位為g/d。

根據(jù)析因法原理，參照張曉明[10]的研究，建立能量和蛋白質(zhì)需要量回歸模型，如下所示：

ER=a×W0.75+b×ADG；PR=a×W0.75+b×ADG。

式中：ER為能量(消化能或代謝能)需要量，MJ/d；PR為蛋白質(zhì)(粗蛋白質(zhì)或可消化粗蛋白質(zhì))需要量，g/d；W0.75為代謝體重，kg；ADG為平均日增重，kg/d；a和b為多元回歸系數(shù)。公式描述為維持需要量和增重需要量，a×W0.75為維持需要量，b×ADG為增重需要量。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

試驗數(shù)據(jù)采用Excel 2016進行初步處理，用SPSS 20.0軟件進行單因素方差分析，采用Duncan氏法進行多重比較檢驗，并進行多元線性回歸分析，對回歸方程進行F檢驗，對回歸系數(shù)進行t檢驗，以擬合度(R2)表示回歸效果優(yōu)劣。試驗數(shù)據(jù)用“平均值±標準差”表示，以P<0.05作為差異顯著性判斷標準。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同飼喂水平對育肥期華西牛生長性能的影響

由表2可知，3組試驗牛的始重差異不顯著(P>0.05)，在不同飼喂水平條件下，3組試驗牛的末重和ADG差異顯著(P<0.05)。試驗結(jié)束時，自由采食組的體重增加了71.70 kg，75%限飼組的體重增加了27.34 kg，50%限飼組的體重減少了21.27 kg。

表2 不同飼喂水平對華西牛生長性能的影響

2.2 不同飼喂水平對育肥期華西牛消化代謝的影響

由表3可知，食入總能、糞能、尿能、甲烷能、消化能、代謝能、粗蛋白質(zhì)采食量、可消化粗蛋白質(zhì)和沉積蛋白質(zhì)隨著采食量的增加而增加，均以自由采食組為最高。其中食入總能、糞能、甲烷能、消化能、代謝能、粗蛋白質(zhì)采食量、可消化粗蛋白質(zhì)和沉積蛋白質(zhì)在3組間均存在顯著差異(P<0.05)。總能消化率和總能代謝率均以50%限飼組最高，與75%限飼組、自由采食組存在顯著差異(P<0.05)，而自由采食組和75%限飼組之間差異不顯著(P>0.05)。消化能代謝率以自由采食組最高，50%限飼組高于75%限飼組，但3組間差異不顯著(P>0.05)。

表3 不同飼喂水平對華西牛消化代謝的影響

2.3 華西牛育肥期能量和蛋白質(zhì)需要量模型的建立

根據(jù)析因式原理，結(jié)合試驗樣品檢測數(shù)據(jù)結(jié)果，通過多元線性回歸分析，可得蛋白質(zhì)和能量需要量模型，詳見表4。由表4可知，4個回歸模型的相關(guān)系數(shù)均達到極顯著水平(P<0.001)，且R2均在0.98以上，回歸效果良好。由擬合方程可知，華西牛維持所需消化能為0.79 MJ/(kg W0.75·d)、代謝能為0.70 MJ/(kg W0.75·d)，每千克增重所需消化能為23.67 MJ、代謝能為21.36 MJ；維持所需粗蛋白質(zhì)為7.10 g/(kg W0.75·d)、可消化粗蛋白質(zhì)為4.36 g/(kg W0.75·d)，每千克增重所需粗蛋白質(zhì)為270.80 g、可消化粗蛋白質(zhì)為127.10 g。

表4 華西牛育肥期能量和蛋白質(zhì)需要量模型

3 討 論

3.1 不同飼喂水平對華西牛生長性能的影響

3組試驗牛始重并無顯著差異，但經(jīng)過限制性飼喂后，3組試驗牛末重出現(xiàn)顯著差異，這與預(yù)期結(jié)果一致。75%限飼組體重有小幅度增長，說明75%限飼組的飼喂水平不僅能滿足華西牛維持生長需要還能滿足增重需要。自由采食組試驗牛群平均日增重高達1.59 kg/d，遠超過晉南牛的0.87 kg/d和雜一代牛的0.96 kg/d[11]，結(jié)合試驗牛只和飼糧營養(yǎng)水平數(shù)據(jù)，牛只日增重雖受試驗牛所處生理階段影響[12]，但一定程度說明華西牛在日增重方面存在一定優(yōu)勢，在滿足維持需要的情況下，增加營養(yǎng)供給，可以有效分擔(dān)維持成本。

3.2 不同飼喂水平對華西牛能量代謝的影響

本研究結(jié)果表明，糞能隨著食入總能的增加而增加，這與Tyrrell等[13]的研究結(jié)果一致；而尿能在不同飼喂水平下并沒有顯著差異，這與張玉瑩等[14]的研究結(jié)果相符。結(jié)合能量代謝和生長性能相關(guān)數(shù)據(jù)，分析得出華西?？偰芟屎涂偰艽x率在不能滿足維持需要情況下的數(shù)值高于滿足維持生長所需情況下的數(shù)值，說明當(dāng)攝入能量不能滿足維持需要時，能量全部用于維持機體各組織器官的運轉(zhuǎn)，能量利用效率較高。自由采食組和75%限飼組的總能消化率和總能代謝率接近，說明當(dāng)攝入能量滿足維持需要后，華西牛對能量的消化代謝效率基本一致。值得一提的是，不同飼喂水平并沒有使華西牛的消化能代謝率出現(xiàn)顯著差異，說明品種具有相對穩(wěn)定性。但這與張玉瑩等[14]和潘浩等[6]的研究結(jié)果不符，其原因可能在于試驗牛生長階段、品種、公母及飼喂水平等不同。

3.3 育肥期華西牛能量需要量

我國在肉?；A(chǔ)營養(yǎng)需要量方面的研究相對滯后，盡管我國參考NRC(2000)肉牛飼養(yǎng)標準中的能量體系，將維持凈能(NEm)和增重凈能(NEg)統(tǒng)一為綜合凈能(NEmf)制定了《肉牛飼養(yǎng)標準》(NY/T 815—2004)[8]，將動物對能量的利用分為維持自身基礎(chǔ)代謝活動需要和生產(chǎn)需要，但不同品種、不同生活環(huán)境及飼養(yǎng)環(huán)境均會影響能量需要量[15]。

目前，我國已經(jīng)對多個品種肉牛進行了能量需要量的研究。張曉明[10]研究表明，生長期秦川牛的維持消化能和代謝能需要量分別為0.778、0.668 MJ/(kg W0.75·d)，每千克增重的消化能和代謝能需要量分別為37.05、33.49 MJ。潘浩等[6]通過采用與本研究同樣的限制飼喂方式得出牦牛妊娠180和210 d時維持代謝能需要量分別為0.439、0.542 MJ/(kg W0.75·d)。魏明[16]通過飼喂不同精粗比飼糧得出生長期皖東牛的維持凈能和維持代謝能需要量分別為0.348、0.522 MJ/(kg W0.75·d)，增重凈能需要量為0.291 MJ/(kg W0.75·d)，代謝能轉(zhuǎn)化為維持凈能和增重凈能的效率分別為0.66和0.51。

本研究得出，華西牛維持所需消化能為0.79 MJ/(kg W0.75·d)、代謝能為0.70 MJ/(kg W0.75·d)，每千克增重所需消化能為23.67 MJ、代謝能為21.36 MJ。與上述牛品種相比，華西牛維持所需能量與秦川牛接近，略高于牦牛妊娠期和皖東牛，而增重所需能量遠低于秦川牛，說明華西牛能量代謝利用率高。牦牛和皖東牛所處地理環(huán)境與華西牛有所差異，海拔和溫度等環(huán)境因素都會造成所需能量差異，并且季節(jié)也會通過影響干物質(zhì)采食量來影響能量利用[17]。

3.4 不同飼喂水平對華西牛氮代謝的影響

反芻動物氮代謝包括瘤胃中氮的攝入、蛋白質(zhì)在胃腸道的降解、消化、吸收以及外周組織對氨基酸的利用等關(guān)鍵點，進入瘤胃中的氮包括飼糧氮和內(nèi)源氮[18]。本研究結(jié)果表明，華西牛的粗蛋白質(zhì)采食量隨飼喂水平的降低而降低，可消化粗蛋白質(zhì)和沉積蛋白質(zhì)均隨著粗蛋白質(zhì)采食量的增加而增加，這與張玉瑩等[14]、潘浩等[6]的研究結(jié)果一致。

3.5 育肥期華西牛蛋白質(zhì)需要量

飼糧中的蛋白質(zhì)進入動物機體后，經(jīng)過瘤胃微生物降解利用，可分為瘤胃降解蛋白質(zhì)(RDP)和瘤胃非降解蛋白質(zhì)(RUP)，RDP經(jīng)瘤胃微生物作用合成微生物蛋白(MCP)，RUP進入小腸后，部分和小腸中酶反應(yīng)，最終被小腸吸收，構(gòu)成小腸可消化粗蛋白質(zhì)(IDCP)。MCP、RUP及少量的內(nèi)源性蛋白質(zhì)(ECP)構(gòu)成了小腸可代謝蛋白質(zhì)(MP)，進入小腸的所有蛋白質(zhì)中，瘤胃合成的MCP占60%～85%[19]。

我國《肉牛飼養(yǎng)標準》(NY/T 815—2004)[8]中給出的蛋白質(zhì)需要量采用粗蛋白質(zhì)和小腸可消化粗蛋白質(zhì)(IDCP)體系，將小腸可消化粗蛋白質(zhì)作為標準，衡量動物維持和生長所需蛋白質(zhì)。例如，高艷霞等[20]研究表明，300～350 kg中國荷斯坦育成牛維持所需粗蛋白質(zhì)和小腸可消化粗蛋白質(zhì)分別為5.62、3.60 g/(kg W0.75·d)，每千克增重所需粗蛋白質(zhì)和小腸可消化粗蛋白質(zhì)分別為595.31、384.94 g。而NRC(2000)采用小腸可代謝蛋白質(zhì)體系，將小腸可代謝蛋白質(zhì)作為標準，衡量動物維持和生長所需蛋白質(zhì)。例如，Amorim等[21]通過飼喂不同蛋白質(zhì)水平的飼糧，得出Red Norte公牛維持所需可代謝蛋白質(zhì)為4.46 g/(kg W0.75·d)；Obeid等[22]研究表明，瘤牛維持所需可代謝蛋白質(zhì)為4.0 g/(kg W0.75·d)。

本研究在不同飼喂水平下對華西牛維持及生長所需蛋白質(zhì)進行了研究，得出其維持所需粗蛋白質(zhì)和可消化粗蛋白質(zhì)分別為7.10、4.36 g/(kg W0.75·d)，每千克增重所需的粗蛋白質(zhì)和可消化粗蛋白質(zhì)分別為270.80、127.10 g。研究顯示，湘中黑牛維持粗蛋白質(zhì)和可消化粗蛋白質(zhì)需要量分別為5.29、2.66 g/(kg W0.75·d)，每千克增重所需粗蛋白質(zhì)和可消化粗蛋白質(zhì)分別為430.69、377.95 g[23]；夏南牛維持所需粗蛋白質(zhì)和可消化粗蛋白質(zhì)需要量為5.40、2.79 g/(kg W0.75·d)，每千克增重所需粗蛋白質(zhì)和可消化粗蛋白質(zhì)分別為359.35、260.69 g[24]；利木贊×魯西黃牛雜交生長牛維持所需粗蛋白質(zhì)和可消化粗蛋白質(zhì)分別為6.46、4.91 g/(kg W0.75·d)，每千克增重所需粗蛋白質(zhì)和可消化粗蛋白質(zhì)分別為463.42、351.87 g[25]。華西牛維持和生長蛋白質(zhì)需要量與上述牛品種相比有明顯差異，差異來源于品種、年齡、飼糧組成、環(huán)境氣候等因素[26-28]。育肥期華西牛維持所需粗蛋白質(zhì)高于上述3個品種牛，可消化粗蛋白質(zhì)只低于利木贊×魯西黃牛雜交生長牛，但其每千克增重所需的粗蛋白質(zhì)和可消化粗蛋白質(zhì)均遠低于其他品種牛，說明華西牛在保證維持機體基本代謝蛋白質(zhì)需要量后，對蛋白質(zhì)的吸收利用率較高。

4 結(jié) 論

① 育肥期華西牛消化能和代謝能需要量模型為：DE=0.79W0.75+23.67ADG；ME=0.70W0.75+21.36ADG(DE為消化能需要量，MJ/d；ME為代謝能需要量，MJ/d；W0.75為代謝體重，kg；ADG為平均日增重，kg/d)。育肥期華西牛維持需要消化能為0.79 MJ/(kg W0.75·d)、代謝能為0.70 MJ/(kg W0.75·d)，每千克增重所需消化能為23.67 MJ、代謝能為21.36 MJ。

② 育肥期華西牛粗蛋白質(zhì)和可消化粗蛋白質(zhì)需要量模型為：CP=7.10W0.75+270.80ADG；DCP=4.36W0.75+127.10ADG(CP為粗蛋白質(zhì)需要量，g/d；DCP為可消化粗蛋白質(zhì)需要量，g/d；W0.75為代謝體重，kg；ADG為平均日增重，kg/d)。育肥期華西牛維持所需粗蛋白質(zhì)為7.10 g/(kg W0.75·d)、可消化粗蛋白質(zhì)為4.36 g/(kg W0.75·d)，每千克增重所需粗蛋白質(zhì)為270.80 g、可消化粗蛋白質(zhì)為127.10 g。