陳顏旭 郭同軍 古再麗努爾·艾麥提 侯良忠 郭雪峰
(1.塔里木大學(xué)動物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,阿拉爾 843300;2.新疆畜牧科學(xué)院飼料研究所,烏魯木齊 830011)
萬壽菊(TageteserectaL.)為菊科萬壽菊屬1年生草本植物,因含有豐富的活性成分,廣泛在藥用、食用和化妝品等領(lǐng)域應(yīng)用[1-2]。萬壽菊粕也叫萬壽菊粉、萬壽菊渣,是萬壽菊的花經(jīng)過提取揮發(fā)油和葉黃素后的工業(yè)副產(chǎn)品,呈綠色或淡黃色,有酸味和特殊氣味。集中連片的萬壽菊在東北、華北、西北、西南均有種植,2021年新疆南疆地區(qū)萬壽菊種植面積約16萬畝(1畝≈0.066 7 hm2)[1],經(jīng)計算年產(chǎn)萬壽菊鮮花約40萬t,萬壽菊粕約4萬t。有研究表明,萬壽菊粕作為粗飼料其干物質(zhì)(DM)含量為90.87%~93.50%,粗蛋白質(zhì)(CP)含量為8.51%~13.06%、粗脂肪(EE)含量為0.50%~4.82%、中性洗滌纖維(NDF)含量為41.62%~55.75%、酸性洗滌纖維(ADF)含量為29.21%~44.57%、鈣(Ca)含量為0.30%~1.14%、磷(P)含量為0.13%~0.61%和總能為15.09~18.91 MJ/kg[3-5]。目前,萬壽菊粕在養(yǎng)殖行業(yè)有一定應(yīng)用,但需要控制在動物飼糧中的添加劑量。王秀[6]研究表明,在兔飼糧中當(dāng)添加量超過25%會出現(xiàn)輕度腹瀉,適宜添加比例在5%~20%。趙艦[3]發(fā)現(xiàn),3%用萬壽菊粕替代玉米對蛋雞的影響效果最佳,能夠改善蛋黃總膽固醇(TC)含量,增強機體抗氧化能力。馬寧等[7]對比了檸條和菊花粕對灘羊的影響,結(jié)果顯示6%檸條替代菊花粕后采食量顯著降低,但對日增重沒有顯著影響。當(dāng)前飼料工業(yè)中,萬壽菊粕也作為顆粒飼料的著色劑。目前尚未有文獻明確萬壽菊粕在綿羊飼糧中的適宜添加量和最大添加量,較高劑量的萬壽菊粕是否會引起腹瀉和其他機體異常情況還未知。因此,本試驗旨在研究不同添加水平的萬壽菊粕對綿羊生長性能、瘤胃發(fā)酵參數(shù)和血清生化指標(biāo)的影響,以期為萬壽菊粕在綿羊生產(chǎn)應(yīng)用中提供一定的理論依據(jù)。
萬壽菊粕由新疆喀什某生物科技有限公司提供,為萬壽菊花經(jīng)過提取葉黃素后干燥的殘渣,一般作為粗飼料用于動物生產(chǎn)中。萬壽菊粕樣品送至北京百邁克生物有限公司利用LC-MS進行植物廣靶代謝物檢測。
在新疆喀什地區(qū)巴楚縣豐泰農(nóng)牧科技有限公司羊場選取體重為(28.30±3.95) kg的杜泊羊×湖羊雜交F1代公羔50只,經(jīng)驅(qū)蟲后,依據(jù)體重采用單因素完全隨機試驗設(shè)計,分為5組,每組5個重復(fù),每個重復(fù)2只,每組小群飼養(yǎng)。參照飼糧配方設(shè)計的比例,分別添加0(對照)、5%、15%、25%和35%萬壽菊粕(干物質(zhì)基礎(chǔ))。試驗期為40 d,其中預(yù)試期10 d,正試期30 d。
試驗飼糧參考NRC(2007)[8]綿羊飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn),基于等能等氮原則配制體重30 kg、日增重300 g的飼糧。玉米秸稈過2 cm篩網(wǎng)粉碎與其他飼料混合均勻后,用顆粒飼料加工設(shè)備制成8 mm全飼糧顆粒飼料,試驗飼糧組成及營養(yǎng)水平見表1。試驗羊處于相同環(huán)境的飼養(yǎng)圈舍,每日于09:00和19:30分2次飼喂,自由采食,自由飲水,每天每組保持15%的剩料量。
表1 試驗飼糧組成及營養(yǎng)水平(干物質(zhì)基礎(chǔ))Table 1 Composition and nutrient levels of experimental diets (DM basis) %
續(xù)表1項目Items對照組Controlgroup5%組5%group15%組15%group25%組25%group35%組35%group粗蛋白質(zhì)CP13.5413.5313.4813.1313.10粗纖維CF15.9011.4012.9013.8014.40鈣Ca0.871.000.590.682.00磷P0.290.260.280.310.37
1.4.1 生長性能指標(biāo)
在試驗開始和結(jié)束時分別于晨飼前對所有試驗羊進行空腹稱重,計算平均日增重(ADG),試驗期間每日精確記錄飼喂量和剩料量,計算干物質(zhì)采食量(DMI)。
1.4.2 腹瀉率
腹瀉率(%)=100×[腹瀉只數(shù)×腹瀉天數(shù)/(試驗只數(shù)×試驗天數(shù))]。
1.4.3 血清生化指標(biāo)
在正試期第30天晨飼前,通過頸靜脈采血。在4 ℃、3 000 r/min離心15 min,取上清分裝于1.5 mL離心管,-20 ℃保存。血清樣品送至新疆維吾爾自治區(qū)中醫(yī)醫(yī)院檢驗科,檢測血清生化指標(biāo)。
1.4.4 瘤胃發(fā)酵參數(shù)
在正試期第30天晨飼前,用腳踏式瘤胃液采集裝置從口腔采集,瘤胃液經(jīng)過4層紗布過濾后立即用雷磁PHB-4便攜式pH計進行pH測定,剩余瘤胃液分裝,液氮凍存運至實驗室,采用島津GC-2010 Plus氣相色譜儀測定揮發(fā)性脂肪酸(VFA)含量[9];氨態(tài)氮(NH3-N)含量參考馮宗慈等[10]方法測定。
用Excel 2016進行數(shù)據(jù)整理,統(tǒng)計分析采用SPSS 26.0單因素方差分析,多重比較采用Duncan氏法。P>0.05表示差異不顯著,P≤0.05為差異顯著,P<0.01為差異極顯著。
圖1為萬壽菊粕中活性物質(zhì)多峰檢測圖,不同顏色的每個峰代表1種被檢測出的活性物質(zhì);共檢測出1 242種活性物質(zhì),分為46個不同類型;峰值前5類不同類型活性物質(zhì)中含170種脂質(zhì)類、221種酚酸類、98種生物堿、118種氨基酸及其衍生物和263種黃酮類。
圖1 萬壽菊粕中活性物質(zhì)多峰檢測圖Fig.1 Multi-peak detection of active substances in marigold meal
由表2可知,飼糧添加萬壽菊粕可提高綿羊DMI,15%組與25%組的DMI極顯著高于對照組和35%組(P<0.01),5%組極顯著高于對照組(P<0.01),其他各組間差異不顯著(P>0.05)。15%組ADG顯著高于對照組(P<0.05)。15%組F/G最低且與5%組差異不顯著(P>0.05),與其他各組差異極顯著(P<0.01)。試驗期間對照組、5%組和15%組綿羊的腹瀉率為0,而25%組的綿羊腹瀉率為8.33%,35%組的綿羊腹瀉率為25.00%。
表2 不同萬壽菊粕水平對綿羊生長性能的影響Table 2 Effects of different marigold meal levels on growth performance of sheep
由表3可知,飼糧添加萬壽菊粕對瘤胃pH和NH3-N含量沒有顯著影響(P>0.05)。VFA中25%組的乙酸含量顯著高于35%組(P<0.05),其余各組間無顯著差異(P<0.05),丁酸含量隨著萬壽菊粕添加水平的增加而升高,35%組顯著高于對照組(P<0.05),其他各組間差異不顯著(P>0.05)。丙酸、異丁酸、異戊酸、戊酸、總揮發(fā)性脂肪酸(TVFA)含量和乙酸/丙酸(A/P)在各組間均無顯著差異(P>0.05)。
表3 不同萬壽菊粕水平對綿羊瘤胃發(fā)酵參數(shù)的影響Table 3 Effects of different marigold meal levels on rumen fermentation parameters of sheep
由表4可知,在血清能量代謝指標(biāo)中,5%組葡萄糖(GLU)含量顯著高于25%組(P<0.05),其他各組間差異不顯著(P>0.05);15%組肌酸激酶(CK)活性極顯著高于25%組(P<0.01),顯著高于其他各組(P<0.05);各組間皮質(zhì)醇(COR)含量無顯著差異(P>0.05)。
表4 不同萬壽菊粕水平對綿羊血清能量代謝指標(biāo)的影響Table 4 Effects of different marigold meal levels on serum energy metabolism indices of sheep
由表5可知,血清蛋白質(zhì)代謝指標(biāo)中,35%組總蛋白(TP)含量極顯著高于5%組(P<0.01),其余各組間差異不顯著(P>0.05);25%組白蛋白(ALB)含量顯著高于對照組和5%組(P<0.05),35%組顯著高于5%組(P<0.05),其余各試驗組間無顯著差異(P>0.05);35%組球蛋白(GLOB)含量極顯著高于5%組(P<0.01),各組間血清丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(ALT)和天門冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(AST)活性均無顯著差異(P>0.05)。
表5 不同萬壽菊粕水平對綿羊血清蛋白質(zhì)代謝指標(biāo)的影響Table 5 Effects of different marigold meal levels on serum protein metabolism indices of sheep
由表6可知,在血清脂代謝指標(biāo)中,各組間堿性磷酸酶(ALP)活性均無顯著差異(P>0.05);35%組甘油三酯(TG)含量極顯著低于對照組(P<0.01),顯著低于15%組(P<0.05);35%組高密度脂蛋白(HDL)含量顯著高于5%組(P<0.05);35%組低密度脂蛋白(LDL)含量顯著高于對照組和5%組(P<0.05);35%組極低密度脂蛋白(VLDL)含量顯著高于5%組(P<0.05);35%組TC含量極顯著高于對照組和5%組(P<0.01)。
表6 不同萬壽菊粕水平對綿羊血清脂代謝指標(biāo)的影響Table 6 Effects of different marigold meal levels on serum lipid metabolism indices of sheep
采食量、日增重和F/G是直觀反映動物的生長性能的指標(biāo),影響動物采食量的因素諸多,如精粗比、適口性、氣味等。高俊峰[11]給黑山羊飼糧中添加20%的發(fā)酵木薯渣,采食量和日增重提高顯著,可能與發(fā)酵木薯渣的濃郁芳香味刺激了山羊食欲有關(guān)。馬寧等[7]利用6%檸條替代萬壽菊粕飼喂灘羊,檸條組采食量顯著下降,可能是檸條富含單寧且木質(zhì)化程度較高,影響適口性和消化吸收所致。王秀[6]報導(dǎo)在兔飼料中添加5%~20%萬壽菊粕不影響兔的生長,但添加量超過8%會因為萬壽菊粕氣味降低采食量,超過25%則出現(xiàn)輕度腹瀉。Kour等[12]研究了萬壽菊干花粉在山羊飼糧中的效果,添加15%萬壽菊干花粉對山羊采食量、日增重均無顯著影響。辛清武等[13]在海蘭灰蛋雞飼糧中添加萬壽菊干花粉能夠顯著提高生產(chǎn)性能和蛋黃中的葉黃素含量。本試驗中,15%組的DMI和ADG均顯著高于對照組,并且F/G顯著降低。這表明適宜添加水平萬壽菊粕可影響綿羊采食量和生長性能。Huo等[14]研究認(rèn)為,氣味是萬壽菊粕中的萜類物質(zhì)導(dǎo)致,并且有機揮發(fā)性化合物會讓牛等反芻動物厭惡從而降低采食量。本試驗中,綿羊采食量改變可能與飼糧中萬壽菊粕氣味相關(guān),低添加量時酸香味和芳香氣味合適綿羊喜食,高劑量添加時氣味濃郁、適口性下降而影響采食。另外,萬壽菊粕含有的部分活性成分如脂類、總酚、生物堿等成分[15-17]也可能影響了消化吸收從而導(dǎo)致日增重降低。有文獻顯示,伸筋草生物堿具有抗炎抗病毒的活性,給小鼠飼喂了伸筋草總生物堿提取物后,部分小鼠出現(xiàn)食欲減弱、腹瀉等輕微毒性反應(yīng)[18]。本試驗中,25%組綿羊腹瀉率為8.33%,35%組中綿羊腹瀉率為25.00%。本試驗中綿羊腹瀉可能與萬壽菊粕中的生物堿有關(guān),當(dāng)萬壽菊粕添加水平較大時,其中的生物堿等活性成分較多,從而影響綿羊的腸道功能;也可能是35%組中飼糧精粗比大于其他各組,長期飼喂下綿羊瘤胃菌群結(jié)構(gòu)改變從而導(dǎo)致腹瀉,具體還需進一步研究證實。因此,萬壽菊粕作為粗飼料在綿羊飼糧中添加時要控制添加劑量。
瘤胃是反芻動物采食后的發(fā)酵場所,纖維素在其中被降解為短鏈的VFAs,主要是乙酸、丙酸、丁酸,這些短鏈脂肪酸能滿足機體70%的能量需求。而瘤胃pH則影響到機體健康以及微生物活性,正常情況下瘤胃內(nèi)pH在6.0~7.5[19-20]。而本試驗中,pH在6.37~6.48,并且隨著萬壽菊粕添加水平的增加pH逐漸增大,但均在正常范圍內(nèi),pH受唾液、飼糧纖維含量等因素有關(guān),還可能與飼料在瘤胃中停留時間短,微生物未及時分解從而致pH升高有關(guān)[21]。瘤胃中NH3-N含量反映出瘤胃微生物對飼糧中蛋白質(zhì)和碳水化合物的分解利用情況[22];本試驗中血清尿素氮(UN)含量也逐漸降低,這表明機體的氮沉積增加,因此,NH3-N含量降低可能和機體氮利用率增加有關(guān)。丙酸可通過糖異生作用生成GLU,本試驗中5%~25%組中丙酸含量逐漸增加。乙酸/丙酸與能量利用率相關(guān),該比值越低說明能量利用率越高,而本研究中,各組乙酸/丙酸無顯著差異,但該比值均大于3,這表明瘤胃發(fā)酵以乙酸型發(fā)酵為主,研究表明甜葉菊中黃酮類或皂苷等成分可以調(diào)控瘤胃微生物環(huán)境,減少原蟲數(shù)量,調(diào)控瘤胃纖維分解菌數(shù)量從而調(diào)節(jié)瘤胃中VFA含量[23-24]。25%組乙酸含量與35%組差異顯著,丁酸含量隨著萬壽菊粕添加水平的增加有顯著差異,乙酸和丁酸可以互相轉(zhuǎn)化影響反芻動物的能量代謝,研究表明棉稈替代玉米秸稈能夠改變綿羊瘤胃發(fā)酵模式,可能與飼糧纖維中NDF和ADF含量隨粗飼料增加相關(guān)[25]。本研究中,萬壽菊粕中含有黃酮和綠原酸等成分,可能對瘤胃菌群起到調(diào)控作用從而影響瘤胃內(nèi)環(huán)境。綜上所述,不同萬壽菊粕水平飼糧能夠影響綿羊瘤胃發(fā)酵。
血清中GLU是動物機體生長發(fā)育的重要成分之一,反芻動物的血清GLU主要由2個部分產(chǎn)生,其中最主要的是瘤胃微生物分解代謝產(chǎn)生短鏈脂肪酸的糖異生途徑以及小腸的直接吸收方式[26-27]。CK主要存在于線粒體中對心臟和肌肉中的能量代謝起重要作用[27]。CRO參與炎癥反應(yīng)和機體免疫功能,也與應(yīng)激有關(guān),也可通過增加脂肪分解來調(diào)控糖異生,還可提高肝臟中的蛋白合成[28]。Bühler等[29]認(rèn)為高產(chǎn)牛的血清GLU含量顯著高于低產(chǎn)牛。有研究顯示,隨著飼糧能量水平的升高,雌性湖羊羔羊的血清GLU和TP含量均顯著增加,有明顯的線性關(guān)系[30]。王典等[31]研究表明,添加45%馬鈴薯淀粉渣—玉米秸稈混合青貯于肉羊飼糧中能顯著提高肉羊的血清GLU含量并且改善生產(chǎn)性能。孟梅娟等[32]研究表明,給育肥羊補飼混合非常規(guī)飼料(大豆皮、噴漿玉米皮、橘子皮、醋糟)時能夠顯著提高血糖水平,認(rèn)為該混合飼料配比更適于育肥羊的營養(yǎng)需求。本試驗中,25%組血清GLU含量較低但未達到顯著差異。有研究顯示,金雞菊和芙蓉菊含有的黃酮類化合物能夠降低大鼠的血清GLU含量,其機理是通過促進胰島素分泌從而加快GLU的利用,同時抑制其生成,從而降低GLU含量[33-34]。本試驗中,25%組血清GLU含量較低可能與黃酮類化合物影響胰島素分泌相關(guān),具體原因待進一步研究。高靜雯等[35]研究表明,強冷應(yīng)激下的阿勒泰羔羊血清CRO含量顯著上升,影響機體的免疫調(diào)控。也有報道稱,母馬體重和血清CRO含量呈正相關(guān)性,在肥胖個體中更明顯,CRO的增加會影響肥胖個體的心血管系統(tǒng)的健康[36]。本研究中,各組間血清CRO含量差異未達到顯著水平,但35%組中血清CRO含量較高,這一現(xiàn)象也許與綿羊腹瀉應(yīng)激以及一些炎癥反應(yīng)和免疫調(diào)控有關(guān)。
血清中TP、ALB、GLOB、AST、ALT、UN與肝臟生理功能和機體蛋白質(zhì)代謝相關(guān),ALB和GLOB共同構(gòu)成了TP,對血漿滲透壓和免疫起到調(diào)節(jié)的作用。血清UN是蛋白質(zhì)代謝后的產(chǎn)物,其含量與飼糧中含氮物水平、機體蛋白質(zhì)利用率相關(guān),還與能量代謝等有相關(guān)性[27,37]。本試驗中,35%組的血清TP、GLOB含量極顯著高于5%組,TP含量受GLOB含量升高的影響,該組中CRO含量也高于其他組,可能是免疫調(diào)控或能量代謝影響了CRO和GLOB含量,從而影響TP含量。孟梅娟等[32]研究顯示,育肥羊中添加非常規(guī)飼料(大豆皮、橘子皮、醋糟、噴漿玉米皮)會顯著降低育肥羊的血清UN含量,可能是飼糧營養(yǎng)配比更適應(yīng)育肥羊生長需求,而使蛋白質(zhì)利用率提高導(dǎo)致血清UN含量降低。徐相亭等[38]研究也揭示了血清UN、TP、ALB含量的變化與飼糧精料水平的增加有關(guān),在公羊中表現(xiàn)明顯,精料的增加使飼糧營養(yǎng)水平上升進而導(dǎo)致血清UN含量下降,TP含量上升。Zhang等[39]報道,乳酸菌發(fā)酵豆粕及乳酸菌發(fā)酵麥麩可在120 d內(nèi)顯著降低羔羊血清UN含量,繼續(xù)飼喂170 d時各組血清UN含量差異不顯著,由此表明,飼喂前期發(fā)酵飼料可提高機體對飼糧中蛋白質(zhì)利用效率。另有研究揭示了妊娠母豬飼糧中添加甜葉菊渣能夠顯著降低血清UN含量,提高機體蛋白質(zhì)沉積[40]。本研究中也有類似表現(xiàn),25%組和35%組血清UN含量逐漸降低,這可能是TP和GLOB含量升高,提高了氨基酸和蛋白質(zhì)利用率,導(dǎo)致血清UN含量降低,也可能是各試驗組中蛋白質(zhì)利用較為適宜,機體氮沉積能力上升,飼糧中氮利用率較高而導(dǎo)致這一現(xiàn)象。李繼超等[41]研究表明,不同粗飼料對斷奶荷斯坦公犢牛血清的AST和ALT活性無顯著影響,這表明不同粗飼料在飼糧中的安全性且不影響犢牛的肝臟代謝。在本試驗中,各組血清AST和ALT活性均無顯著差異,這說明本試驗中萬壽菊粕各個添加水平都較安全,未損傷綿羊的肝臟。
動物機體中TC、TG、HDL、VLDL、LDL、ALP均與脂代謝相關(guān),ALP能夠促進鈣磷沉積及骨骼發(fā)育,并且與小腸的營養(yǎng)物質(zhì)吸收相關(guān)。機體各個組織都能合成TC,大部分是由肝臟合成,TG則是在肝臟、脂肪細(xì)胞、小腸黏膜合成。HDL可將TC轉(zhuǎn)運回肝臟進行代謝,從而降低血清TC含量,LDL是VLDL代謝產(chǎn)生,VLDL能將肝臟內(nèi)合成的TG、TC等運送到骨骼肌、脂肪組織中儲存或利用[27]。研究顯示,血清中高水平HDL還能降低心血管疾病的發(fā)病率[42]。元娜[43]研究表明,給海蘭灰蛋雞飼糧中添加120 mg/kg萬壽菊葉黃素酯時,能顯著降低血清TG含量并顯著增加HDL含量,這表明萬壽菊葉黃素脂能夠影響蛋雞的血清脂代謝。占今舜等[44]研究發(fā)現(xiàn),給湖羊飼糧中添加一定量蘆丁能降低血清HDL和LDL含量,表明蘆丁能夠清除機體TC,調(diào)控綿羊脂代謝。研究表明,荷斯坦奶牛飼糧中添加60 g/(d·頭)沙棘黃酮能夠顯著提高血清TC含量,增加機體對脂肪的吸收同時提升乳脂率[45]。劉艷豐等[46]研究報道,沙棘葉黃酮能夠提高阿勒泰羔羊血清TC含量,該指標(biāo)的提升與機體動態(tài)調(diào)節(jié)血清TP、GLU含量相關(guān),也可能是不同品種間血清生化指標(biāo)差異產(chǎn)生的影響。另有研究顯示,綠原酸能夠降低小鼠血清TG和TC含量,其原理是能顯著抑制脂肪酸合酶、3-羥基-3-甲基戊二酰輔酶A還原酶和?;o酶A膽固醇酰基轉(zhuǎn)移酶活性,從而調(diào)控血清脂代謝[47]。本試驗中,35%組血清TG含量極顯著降低,HDL含量有增加的趨勢,35%組的血清VLDL、LDL的含量顯著增加,這可能與HDL含量增加,輸送TC能力增強,一定程度抑制LDL與其他組織細(xì)胞的受體結(jié)合,從而減少組織細(xì)胞的TC攝取,使血清TG含量下降,血清TC含量上升,以進一步維持血漿TC與其他組織細(xì)胞的TC平衡有關(guān),還可能與萬壽菊粕中的黃酮、綠原酸對機體脂代謝調(diào)控產(chǎn)生影響有關(guān),具體原因有待進一步研究。
① 萬壽菊粕作為粗飼料適宜添加水平在5%~25%,本試驗中萬壽菊粕添加水平達到15%時綿羊的DMI極顯著增加,F(xiàn)/G降低。
② 本試驗條件下,各添加水平萬壽菊粕未對綿羊肝臟產(chǎn)生損傷,能夠影響瘤胃發(fā)酵參數(shù)、改善血清生化指標(biāo)。綜合考慮,在綿羊?qū)嶋H生產(chǎn)中添加15%萬壽菊粕為宜。