王宇，鄭欣怡，古青弘，鄭文金，林波，申軍士*

(1. 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(xué)院消化道微生物研究室/江蘇省消化道營養(yǎng)與動物健康重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/國家動物消化道營養(yǎng)國際聯(lián)合研究中心，江蘇 南京 210095；2. 廣西大學(xué)動物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，廣西 南寧 530005)

隨著經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，飲食結(jié)構(gòu)不斷改善，人們對牛肉產(chǎn)量與質(zhì)量有了更高要求，但牛肉供應(yīng)能力有限，導(dǎo)致牛肉供需差距不斷加大。2022年，我國屠宰肉牛約3 010萬頭，年度牛肉進(jìn)出口貿(mào)易量合計(jì)約268.96萬噸，比2021年度增加35.70萬噸。牛肉凈進(jìn)口量268.95萬噸，比2021年增加了35.70萬噸[1]。根據(jù)國家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)，2021年中國肉類消費(fèi)中牛肉占比達(dá)11.6%，僅次于豬肉和禽肉。水牛具有乳、肉、役多種經(jīng)濟(jì)用途，飼養(yǎng)方便，養(yǎng)殖成本低，被國際糧農(nóng)組織認(rèn)為是最具有開發(fā)潛力和價(jià)值的家畜[2]，我國存欄量居世界第三[3]。在我國，荷斯坦奶牛及其雜交后代是主要的奶牛品種，約占我國奶?？倲?shù)的80%[4]，但其奶公牛的資源一直未得到重視，若能將其公牛充分利用，不僅能緩解國際市場上牛肉供應(yīng)不足的緊張局面，而且可以滿足廣大消費(fèi)者對高品質(zhì)牛肉的需求[5]。國內(nèi)外對兩種牛單獨(dú)研究居多[6-8]，也有Puppo等[9]研究發(fā)現(xiàn)，在飼喂精粗比50：50的飼糧情況下，水牛對有機(jī)物、中性洗滌纖維物質(zhì)的消化率顯著低于奶牛，粗蛋白消化率相近。王其炎[10]研究表明，在飼喂同種混合青貯飼料的情況下，育成階段的水牛表現(xiàn)出了耐粗飼的特性，粗蛋白和干物質(zhì)消化率低于奶牛，兩個(gè)組總揮發(fā)性脂肪酸差異不顯著。為進(jìn)一步探究二者差別，本文通過對水公牛與荷斯坦奶公牛瘤胃發(fā)酵參數(shù)、養(yǎng)分表觀消化率及血液生化指標(biāo)的比較研究，分析二者在養(yǎng)分?jǐn)z入、瘤胃發(fā)酵環(huán)境、消化能力等方面的差異，以期為科學(xué)飼養(yǎng)水公牛和荷斯坦奶公牛，提高二者生產(chǎn)性能和經(jīng)濟(jì)效益提供理論依據(jù)和實(shí)踐參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)動物及基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)選取健康狀況良好的15月齡(507.6±44.6)kg水公牛和12月齡(477.8±27.3)kg荷斯坦奶公牛各6頭，單欄飼養(yǎng)，試驗(yàn)動物均來自于廣西泰民興牧業(yè)有限公司。試驗(yàn)牛每日飼喂兩次相同日糧。試驗(yàn)預(yù)試期16 d，采樣期6 d。

1.2 飼養(yǎng)管理及日糧

在整個(gè)試驗(yàn)期，飼喂試驗(yàn)牛以象草為粗飼料，精粗比為50∶50的全混合日糧，其日糧組成及營養(yǎng)水平見表1。每天飼喂兩次(07：00和17：00)，自由采食，記錄采食量。全天保證潔凈的飲水供給及干凈衛(wèi)生的飼養(yǎng)環(huán)境。

表1 日糧組成及營養(yǎng)成分(干物質(zhì)基礎(chǔ))

1.3 樣品的采集

在采樣期最后1 d晨飼前，用瘤胃導(dǎo)管經(jīng)口腔采集水公牛和荷斯坦奶公牛的瘤胃液，用4層紗布過濾后分裝保存，測定瘤胃發(fā)酵參數(shù)。

試驗(yàn)期間每天記錄兩組牛飼料的飼喂量及剩料量，根據(jù)采食量及飼料中養(yǎng)分含量計(jì)算日均養(yǎng)分?jǐn)z入量。試驗(yàn)結(jié)束前連續(xù)4 d，采用點(diǎn)收糞法每天收集糞樣，混合均勻，按照糞樣重的10%加入10%的硫酸固氮混合均勻后65 ℃烘干后粉碎，過40目篩，之后放入自封袋保存，每個(gè)自封袋上標(biāo)注有該頭牛的編號。

采集試驗(yàn)牛的血液，測定相關(guān)血液生化指標(biāo)。在試驗(yàn)最后1 d晨飼前用一次性真空采血管對試驗(yàn)牛進(jìn)行頸靜脈采血，各采10 mL，血樣靜置后3 000 r/min離心15 min，用移液槍移取1 mL血清轉(zhuǎn)移至新的離心管，并在-20 ℃冰箱保存待測。

1.4 指標(biāo)測定

1.4.1 測定瘤胃發(fā)酵參數(shù)

獲得瘤胃濾液后立即在常溫條件下測定不同試驗(yàn)牛瘤胃液pH值，剩余內(nèi)容物于-20 ℃保存。氨態(tài)氮濃度參照Chaney和Marbach[11]的方法，以氯化銨為標(biāo)準(zhǔn)品，用比色法測定；揮發(fā)性脂肪酸濃度參考申軍士等[12]的氣相色譜法測定。

1.4.2 測定養(yǎng)分表觀消化率

采用2 mol/L鹽酸不溶灰分(AIA)作為內(nèi)源指示劑測定日糧營養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率，測定方法參見GB/T 23742—2009《飼料中鹽酸不溶灰分的測定》。采用GB/T 6435—2014《飼料中水分的測定》測定水分，計(jì)算干物質(zhì)含量；根據(jù)張麗英[13]的試驗(yàn)方法，測量粗蛋白的含量；采用Van Soest[14]的濾紙袋法測定中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維；采用GB/T 6433—2006《飼料中粗脂肪的測定》測定粗脂肪含量。根據(jù)飼糧和糞樣中AIA含量計(jì)算飼料養(yǎng)分表觀消化率，公式如下：

1.4.3 測定血液生化指標(biāo)

血樣采用全自動生化分析儀測定，測定指標(biāo)包括：丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶、天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶、總蛋白、白蛋白、球蛋白、白蛋白/球蛋白、堿性磷酸酶、γ-谷氨?；D(zhuǎn)移酶、尿素、血糖、總膽固醇、甘油三酯。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

測定的數(shù)據(jù)先用Excel 2010做成表格，然后再用IBM SPSS Statistics 22對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行組間差異顯著性分析。P<0.01表示差異極顯著，P<0.05表示差異顯著，0.05≤P<0.10表示有差異顯著的趨勢。

2 結(jié)果與分析

2.1 瘤胃發(fā)酵參數(shù)

由表2可知，水公牛組瘤胃pH值顯著高于荷斯坦奶公牛組(P<0.05)，而瘤胃總揮發(fā)性脂肪酸、乙酸、丁酸、異戊酸和戊酸濃度顯著低于荷斯坦奶公牛組(P<0.05)。兩組牛瘤胃液氨態(tài)氮、丙酸和異丁酸濃度無顯著差異(P>0.05)。

表2 水公牛和荷斯坦奶公牛瘤胃發(fā)酵參數(shù)

2.2 日糧養(yǎng)分?jǐn)z入量與表觀消化率

由表3可知，荷斯坦奶公牛對飼糧中干物質(zhì)、有機(jī)物、粗蛋白、中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維、粗脂肪的養(yǎng)分?jǐn)z入量都極顯著高于水公牛(P<0.01)。在表觀消化率方面，水公牛粗蛋白表觀消化率顯著高于荷斯坦奶公牛(P<0.05)，粗脂肪表觀消化率有高于荷斯坦奶公牛的趨勢(P=0.057)，但兩組牛干物質(zhì)、有機(jī)物、中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維的表觀消化率并無顯著差異(P>0.05)。

表3 水公牛和荷斯坦奶公牛養(yǎng)分?jǐn)z入量及全腸道表觀消化率

2.3 血液生化指標(biāo)

由表4可知，水公牛組血液中丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶、天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶、白蛋白、堿性磷酸酶、尿素、甘油三酯濃度和白蛋白/球蛋白均極顯著高于荷斯坦奶公牛組(P<0.01)；而水公牛組血樣中總蛋白、球蛋白、總膽固醇濃度均極顯著低于荷斯坦奶公牛組(P<0.01)；兩組牛血樣中γ-谷氨酰基轉(zhuǎn)移酶、血糖濃度差異不顯著(P>0.05)。

表4 水公牛組與荷斯坦奶公牛組血液生化指標(biāo)

3 討論

3.1 水公牛和荷斯坦奶公牛瘤胃發(fā)酵參數(shù)比較

瘤胃作為反芻動物特有的消化器官，其內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)對反芻動物的健康至關(guān)重要。瘤胃pH值是衡量瘤胃內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定和反映瘤胃發(fā)酵狀況的重要指標(biāo)[15]，而瘤胃pH值與采食量、瘤胃中揮發(fā)性脂肪酸等因素密切相關(guān)[16]。本試驗(yàn)中，與水公牛相比，荷斯坦奶公牛的采食量升高，使其瘤胃中的可發(fā)酵碳水化合物增加。更多的發(fā)酵活動增加了瘤胃中揮發(fā)性脂肪酸的產(chǎn)生和積累[17]，這也是荷斯坦奶公牛的瘤胃pH值有所下降的原因之一。此結(jié)果與王其炎[10]的研究結(jié)果不一致，可能是因?yàn)樵囼?yàn)用牛生理階段及日糧組成不同所致。氨態(tài)氮是飼糧蛋白質(zhì)在瘤胃中降解的產(chǎn)物，也是微生物合成微生物蛋白的重要氮源，在一定程度上可以反映瘤胃對含氮物質(zhì)降解、利用及排出之間所達(dá)到的平衡狀況[18]。乙酸和丁酸是反芻動物的主要供能物質(zhì)，通常與機(jī)體能量代謝密切相關(guān)。瘤胃中乙酸和丁酸含量的增加不僅可以改變瘤胃的發(fā)酵模式，用于脂肪酸合成，還能提高反芻動物的能量代謝效率，降低能量損失[19-21]。荷斯坦奶牛的乙酸和丁酸含量顯著更高，暗示荷斯坦奶牛的增重潛力高于水公牛。

3.2 水公牛和荷斯坦奶公牛日糧養(yǎng)分?jǐn)z入及表觀消化率比較

反芻動物采食量受年齡、飼料成分及特性等多種因素的影響。在本試驗(yàn)日糧條件下，荷斯坦奶公牛組的養(yǎng)分?jǐn)z入量顯著高于水公牛組，這可能是受到試驗(yàn)條件的限制，沒有考慮到兩組牛的生理階段，荷斯坦奶公牛組處于12月齡，而水牛組處于15月齡，荷斯坦奶公牛處于快速生長發(fā)育的階段，因此需要更高的采食量以滿足較快的生長發(fā)育速度和機(jī)體正常的運(yùn)行。此外，薛白等[22]的研究也表明，荷斯坦奶牛干物質(zhì)采食量與日糧精粗比成正比，而作為長期役用的水牛，則可能更喜食纖維含量高的飼糧。日糧養(yǎng)分表觀消化率能夠反映飼料中營養(yǎng)成分被動物機(jī)體消化利用的程度，也受多種因素的影響，如日糧成分、瘤胃內(nèi)微生物種類及動物品種等[23]。本試驗(yàn)表明兩組牛在相同飼糧的飼喂條件下，除粗蛋白、粗脂肪外，其余物質(zhì)的表觀消化率兩組牛并無顯著差異。利用采食量和表觀消化率進(jìn)行計(jì)算，可以得到在較高精粗比的日糧條件下，荷斯坦奶公牛對于干物質(zhì)、有機(jī)物、粗蛋白、中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維、粗脂肪這些營養(yǎng)物質(zhì)的消化量大于水公牛。荷斯坦牛環(huán)境適應(yīng)力差，皮毛更薄，需要更多的能量進(jìn)行維持需要，可能是造成此結(jié)果的原因之一[24]。

在瘤胃內(nèi)，可降解粗蛋白會被微生物蛋白酶降解成氨，一部分用于合成菌體蛋白，一部分則被瘤胃吸收[25]。水公牛粗蛋白的消化率顯著高于荷斯坦奶公牛，可能是由于水牛瘤胃內(nèi)的蛋白分解菌——反芻獸新月牙形單胞菌數(shù)量多于奶牛[26]，使其能更高效地消化降解粗蛋白。水公牛粗脂肪消化率有高于荷斯坦奶公牛的趨勢，可能由于水公牛組厚壁菌與擬桿菌的比值較荷斯坦牛更高[10]，其高比值更有利于脂肪的消化累積[27-28]。另外，二?；视王；D(zhuǎn)移酶(DGAT)是脂肪合成過程中的重要酶，其類型之一的DGAT1對腸脂肪吸收、脂蛋白集合等過程中發(fā)揮重要作用，研究表明[29]水牛血清中DGAT1的活性顯著高于荷斯坦奶牛，這與水公牛粗脂肪消化率高也有一定的聯(lián)系。Shakarami等[30]研究表明水牛瘤胃總微生物體外纖維消化活性高于荷斯坦奶牛，更耐粗飼，但是Puppo等人[9]的研究發(fā)現(xiàn)在同樣飼喂精粗比50∶50的飼糧時(shí)，水牛瘤胃微生物數(shù)量多于荷斯坦牛，其對于干物質(zhì)和纖維素的消化率卻不如荷斯坦牛，與本研究結(jié)果不一致，可能是由于日糧組成及試驗(yàn)用牛生理階段差異所致。

3.3 水公牛和荷斯坦奶公牛血液生化指標(biāo)比較

血液生化指標(biāo)能直接反映動物機(jī)體的生命活動和健康狀況。丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶和天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶是動物體內(nèi)最重要的兩種轉(zhuǎn)氨酶，通常在血液中低水平存在，其含量的高低能在一定程度上反映出動物的健康狀況[31]。水公牛組谷丙轉(zhuǎn)氨酶、谷草轉(zhuǎn)氨酶含量顯著比荷斯坦奶公牛組高，說明在本試驗(yàn)條件下，荷斯坦奶公牛組肝臟狀態(tài)可能較水公牛組更好，這種差異也可能來自于品種不同。血液中白蛋白、球蛋白、白蛋白/球蛋白的含量則與動物體內(nèi)的各種免疫密切相關(guān)[32]，球蛋白含量能反映機(jī)體免疫能力和蛋白質(zhì)代謝能力的強(qiáng)弱，球蛋白含量升高，說明蛋白質(zhì)代謝能力加強(qiáng)，免疫力得到提高，白蛋白/球蛋白升高說明球蛋白數(shù)量下降而降低機(jī)體免疫機(jī)能，反之則提高免疫系統(tǒng)機(jī)能[33]。本試驗(yàn)兩組牛，均處于良好健康狀態(tài)下，白蛋白、球蛋白、白蛋白/球蛋白的含量顯著差異，可能由于牛品種本身的影響，也有可能是在相同飼養(yǎng)條件下，荷斯坦奶公牛組的免疫能力稍強(qiáng)于水公牛組。血液中總蛋白能反映動物機(jī)體蛋白質(zhì)代謝情況，總蛋白與動物日糧蛋白質(zhì)攝入量和內(nèi)源蛋白質(zhì)分解代謝有關(guān)[34]。本試驗(yàn)中荷斯坦奶公牛對粗蛋白的攝入和消化的量均高于水公牛，血液中總蛋白含量也高于水公牛。尿素則在一定程度上反映出動物體內(nèi)氮能源物質(zhì)的沉積與利用[35]，動物機(jī)體氨基酸平衡時(shí)，血液中尿素含量會降低，此時(shí)動物體內(nèi)蛋白質(zhì)的分解也下降，但對蛋白質(zhì)的合成和利用更好[36]。結(jié)合兩組試驗(yàn)牛瘤胃的氨態(tài)氮濃度，根據(jù)Puppo等[9]的研究，牛瘤胃中氨氮濃度高，氨態(tài)氮會被運(yùn)送到肝臟，導(dǎo)致血氨濃度上升，也會使血液中尿素含量上升。通過對兩組試驗(yàn)?？偟鞍缀湍蛩刂笜?biāo)的對比，可以分析出荷斯坦奶公牛體內(nèi)蛋白質(zhì)含量處于更加平衡的狀態(tài)。此外，荷斯坦奶公牛組血液中總膽固醇含量高于水公牛組，根據(jù)崔秋佳等[37]的研究，說明與水公牛相比，飼料能量在荷斯坦奶公牛體內(nèi)經(jīng)過轉(zhuǎn)化后剩余更多，多余的能量轉(zhuǎn)化為脂肪儲存起來，脂肪分解導(dǎo)致膽固醇含量增加。

4 結(jié)論

在本試驗(yàn)條件下，荷斯坦奶公牛養(yǎng)分?jǐn)z入量以及瘤胃乙酸、丁酸等揮發(fā)性脂肪酸產(chǎn)量大于水公牛，具有較好的增重潛力。若進(jìn)一步深入研究水公牛和荷斯坦奶公牛瘤胃發(fā)酵能力的差異原因，可從水公牛和荷斯坦奶公牛瘤胃微生物菌系方面探究。