玉米顆粒大小對飼喂全混合日糧荷斯坦牛瘤胃發酵及血液代謝產物的影響

錢澤斌，朱雁飛

（南陽市動物衛生監督所，河南南陽 473000）

玉米是生產商品精料和全混合日糧的主要原料，因此，提高玉米利用率是提高肉牛生產效率的根本因素之一。但玉米籽粒的粉碎程度在瘤胃發酵模式和血液代謝方面的信息有限。從理論上講，玉米粉碎粒度增加了飼料表面積，提高了飼料的消化率，從而提高動物飼料利用率和生長性能。研磨法也常被飼料工業用于生產濃縮飼料和全混合日糧，同時可以防止飼料原料分離。但細粉獲得的非常小的原料粒度會導致一定的缺點，如發生胃潰瘍，大量粉塵，降低飼料采食量，從而影響動物健康和生長性能。對于反芻動物，為了提高飼料利用率，Koenig等（2003）研究了包括粉碎方法在內的幾種谷物加工技術，發現與飼喂細粉玉米顆粒相比，飼喂全珠玉米的肉牛瘤胃能量利用率有所提高。此外，Reinhardt等（1998）報道，與細粉玉米飼料相比，肉牛使用粗粉玉米作為精料時，飼料效率提高了7%。但由于瘤胃微生物的消化、微生物合成及溫度、濕度等環境因素對瘤胃發酵及生理機制的確定存在一定的困難，因此，對玉米顆粒大小影響瘤胃功能的變化仍需進一步研究。近年來，包括基于溫度和濕度水平的無應激條件在內的試驗資源已被用于體內研究（Choi，2015），因為高水平的溫度或濕度會增加體溫和維持能量的需求，產生不理想的代謝數據。因此，本研究是在溫度和濕度控制條件下進行，以盡量減少由環境因素引起的誤差，試驗評估了不同玉米顆粒大小對飼喂全混合日糧為基礎的荷斯坦肉牛瘤胃發酵和血液代謝產物的影響。

1 材料與方法

1.1 試驗動物與日糧 試驗選擇將4只體重為（592±29.9）kg裝有瘤胃瘺管的荷斯坦奶牛，以全混合日糧為基礎飼料，分別置于自動溫濕度可調節的房間（溫度24℃，相對濕度60%，22 h/d）。采用4×4拉丁方試驗設計，處理分別為全混合基礎日糧組（對照組）、基礎日糧+全珠玉米（處理1組）、基礎日糧+粗粉玉米（處理2組）、基礎日糧+細粉玉米（處理3組）。處理組中玉米替代全混合日糧的20%。試驗日糧組成及營養水平見表1。在整個試驗過程中，肉牛自由飲水和舔舐礦化鹽塊，每天在上午9點和下午17點各飼喂1次。在適應期，將全混合日糧作為基礎日糧，將干物質攝入量控制在自由采食量的90%以內（平均體重的1.66%）。加工后的玉米籽粒樣品制備方法如下：即粗粉玉米顆粒收集于1.3～6.0 mm網格篩之間。細粉玉米過3.5 mm篩孔。

表1 試驗日糧營養成分 %

1.2 樣品收集與分析 每周期持續21 d，每天記錄采食量。在第15～21天收集有代表性的飼料樣本，分析其水分、粗蛋白質、粗脂肪和灰分含量。分別在早晨飼喂前和第21天飼喂后1、2、3、4、5、6、7、8 h收集瘤胃樣品，評價瘤胃發酵特性。采集后立即用八層紗布過濾，測定瘤胃pH。測定揮發性脂肪酸（VFA）時，在10.0 mL瘤胃液中分別加入1.0 mL飽和HgCl2溶液和4.0 mL 1m NaOH溶液。測定氨氮時，在15.0 mL瘤胃液中加入0.3 mL 50% H2SO4。樣品在-20℃冷凍保存，待分析。根據Choi和Oh（2011）的方法測定氨氮和VFA。試驗結束后，于下午喂食前從頸靜脈穿刺取血10 mL到真空管中（無抗凝血劑）。4℃凝固24 h，離心（2000×g，4℃離心 15 min），-70℃保存血清，進一步分析總蛋白、葡萄糖、尿素氮、白蛋白、肌酸酐和甘油三酯。

1.3 統計分析 采用SAS軟件的一般線性模型程序，以試驗動物為隨機效應，處理為固定效應，對各處理的數據進行分析。采用Duncan's法進行多重比較，P＜0.05表示組間差異有統計學意義。

2 結果與分析

2.1 采食量及動物體況 由表2可知，玉米粉碎粒度對全混合日糧干物質攝入量無顯著影響（P＞0.05），同時對飼料總干物攝入量也無顯著影響（P＞0.05）。其中，全混合日糧平均干物質攝入量為（8.7±1.61）kg，飼料總干物質攝入量為（10.3±1.87）kg。

表2 不同玉米粒度對荷斯坦肉牛干物質攝入量的影響 kg/d

玉米的粉碎大小對體溫無顯著影響（P＞0.05），平均體溫值為38.2℃（圖1）。

2.2 瘤胃發酵性能 由表3可知，不同玉米粒度顯著影響瘤胃pH和單一VFA濃度（P＞0.05），但對氨氮和總VFA濃度無顯著影響（P＞0.05）。與對照組相比，不同玉米粉碎粒度日糧顯著降低了瘤胃氨氮濃度（P＜0.05），處理1組較其他組顯著提高了瘤胃乙酸濃度（P＜0.05），而處理3組較其他組顯著提高了丁酸濃度（P＜0.05），對照組較不同玉米粒度日糧組顯著提高了丙酸濃度（P＜ 0.05）。

表3 不同玉米粒度對荷斯坦肉牛瘤胃發酵性能的影響

由圖2可知，與處理2組相比，其他組顯著提高了瘤胃pH（P＜0.05），尤其是飼喂2 h后。處理4組在飼喂1 h后，瘤胃pH低于其他組，之后又高于其他組（P＞0.05）。

由表3和圖3可知，不同玉米粉碎粒度日糧較對照組顯著降低了瘤胃氨氮含量（P＜0.05），而處理組間對瘤胃氨氮濃度無顯著影響（P＞ 0.05）。

由表3和圖4結果可知，飼喂不同粒徑的玉米顆粒對總VFA濃度沒有影響（P＞0.05）。

2.3 血液代謝物 由表4可知，除了甘油三酯濃度外，不同粒度玉米日糧對血液代謝物無顯著影響（P＞0.05），處理3組較對照組和其他處理組顯著提高了血清甘油三酯濃度（P＜0.05）。雖然各組血清白蛋白濃度無顯著差異（P＞0.05），但處理1和處理2組血清白蛋白濃度（3.80和3.85 g/dL）在數值上高于對照組和處理3組（3.68和3.73 g/dL）。

3 討論

表4 不同玉米粒度對荷斯坦肉牛血液代謝物的影響

在本研究中，飼料干物質的攝入量是根據每個時期的體重限制飼喂。此外，我們還統計了動物在沒有浪費的情況下所消耗的飼料量，以便準確評估瘤胃發酵和血液代謝物在內的代謝數據。本研究結果發現，不同粉碎粒度玉米替代TMR對體溫無顯著影響（P＞0.05），本研究試驗條件基于溫度和濕度指數（THI=71.5），屬于無應激條件。Coppock（1978）報道，環境溫度的升高導致反芻動物產生熱應激，使體溫和呼吸速率升高。此外，高溫使體重下降，是研究繁殖、泌乳和生長的重要參數（Johnson，1980）。因此，應提供良好可控制的試驗條件，包括至少基于溫度和濕度的無應激條件，以便準確解釋動物體內研究的營養和生理數據。

處理4組在飼喂1 h后，瘤胃pH低于其他組，之后又高于其他組，這與Lee等（2002）的研究結果一致，在體外瘤胃pH中，粉碎玉米組瘤胃pH低于全珠玉米組。但與本研究結果相比，它們也顯示出不一致的結果，即粗粒和細粒玉米在孵育過程中pH發生了類似變化，因為粉碎粒度的減小一般與瘤胃pH降低有關。但兩項研究的不同結果可能是由于之前研究中粗粒或細粒玉米的實際顆粒大小不同造成的。Lee等（2002）發現，從4 mm網孔過濾的“粗”玉米中，似乎含有相當數量的小于1 mm“粗”玉米顆粒。為了避免試驗誤差，我們使用的粉碎玉米顆粒大小從1.3～6.0 mm的粗粉顆粒和小于3.5 mm細粉顆粒。粗粉處理增加了微生物攻與玉米顆粒的接觸表面積，導致瘤胃中淀粉高消化。淀粉很容易被瘤胃微生物降解，因此，細粉玉米組pH較高。在本研究中，對照組中氨氮含量高可能有兩個原因，一是TMR進食時間較慢，二是TMR中可溶性氮含量較高。

玉米加工對瘤胃發酵的影響不受總VFA濃度的影響。處理1組的乙酸含量最低，丙酸含量最高，但乙酸與丙酸的比例低于處理2和3組。此外，VFA的比例可能對動物生長性能有好處，特別是飼料在瘤胃的消化率，因為粗粉玉米顆粒增加了淀粉和干物質的消化率。血清白蛋白是體內蛋白質合成的一個指標，即低白蛋白表示相對較高的蛋白質合成。但在本研究中，血清肌酸酐的平均濃度似乎與白蛋白濃度非常相似。全珠玉米組血糖濃度較高，這支持了丙酸濃度高的結果，因為血糖濃度與乙酸和丙酸比例密切相關（Campell和 Farrell，2003）。反芻動物脂肪酸的碳源通常是乙酸，而不是葡萄糖，但葡萄糖是一個重要因素，因為Vernon（1992）發現，甘油三酯的合成除了乙酸鹽外，還需要甘油-3磷酸，而甘油-3磷酸完全來自葡萄糖。

4 結論

結果表明，荷斯坦肉牛飼喂粗粉碎玉米可提高瘤胃對飼料的消化能力，而飼喂細粉碎玉米瘤胃微生物養分降解時間明顯不足。