棉花秸稈對綿羊采食量、瘤胃發酵及氮代謝的影響

孫秀青,楊玉紅

(鶴壁職業技術學院,河南鶴壁 458000)

棉花是中國新疆的主要農作物之一，每年種植面積超過150萬公頃，由于大量的土地用于棉花種植，限制了該地區飼料作物的生產。盡管如此，棉花種植提供了大量的飼料副產物，如棉粕、棉籽殼和棉花秸稈。其中棉花秸稈由22%葉、21%棉球、16%細莖和41%主莖組成，葉和棉球含有反芻動物所需要的主要營養物質，棉花秸稈粗蛋白質含量高于糧食作物秸稈，但中性洗滌纖維和酸性洗滌木質素含量也相對較高（魏敏等，2003）。此外，棉花秸稈也含有潛在的無毒棉酚，該成分對動物生長性能和健康有多種不良影響。反芻動物可解毒游離棉酚，但其機制尚不清楚。一些研究人員發現，游離棉酚可能與游離氨基酸位點結合，這些游離氨基酸位點結合的棉酚可能以游離棉酚的形式釋放出來，但該反應阻礙了消化道對游離棉酚的吸收，進而影響肝功能、紅細胞載氧/釋氧能力、呼吸速率、采食量和繁殖性能（Jiao等，2015）。但被消化道吸收的游離棉酚會在腎臟和肌肉中沉積，或者通過糞便、尿液或牛奶排出體外。游離棉酚在動物體內的吸收、代謝和對動物健康作用的研究報道較少。因此，本研究旨在確定日糧添加不同水平的棉花秸稈對綿羊組織中游離棉酚代謝、游離棉酚沉積和生長性能的影響。

1 材料與方法

1.1 試驗動物與日糧設計 試驗選擇平均體重為（36.6±0.36）kg帶有瘤胃瘺管的綿羊6只和不帶瘤胃瘺管的綿羊15只，分別飼喂對照組日糧（無棉花秸稈）、20%和40%棉花秸稈日糧，試驗1（瘤胃體外發酵）共為期3周（包括2周適應期和1周樣品采集期），試驗2（生長和屠宰試驗）為期8周。日糧組成及營養水平見表1。

1.2 樣品采集 在取樣期間的前4 d，每天記錄飼料用量，收集每只羊的糞便樣本，混合后制備成風干樣品。十二指腸消化液采樣持續2 d，從十二指腸插管中抽取樣本，每6 h采集1次，樣品在-20℃保存。將瘤胃液用4層紗布過濾，50%H2SO4酸化，-20℃保存至分析。試驗結束時從頸靜脈采集血樣，并將血樣保存在真空管中。不加抗凝血劑，分離血清，測定游離棉酚含量。

表1 日糧組成及營養水平

在第2個試驗結束時，每組選擇3只羊進行屠宰，取肌肉、肝臟和腎臟標本測定游離棉酚水平。

1.3 樣品分析 對飼料、十二指腸消化液和糞便樣本進行常規養分分析。采用Mena等（2001）的方法測定瘤胃液、十二指腸消化液、糞便、血液和組織中游離棉酚的含量。采用高效液相色譜測定瘤胃液中揮發性脂肪酸組成。

1.4 數據計算與分析 試驗數據用EXCEL計算出均值后，采用SPSS軟件單因素方差分析模型，采用Ducan’s法進行多重比較，P＜0.05表示差異顯著。

2 結果與分析

2.1 對生長性能及干物質消化的影響 由表2可知，40%棉花秸稈組體增重較其他兩組分別降低了37.45%和34.72%（P＜0.05），而對照組日增重較20%和40%棉花秸稈組顯著提高了26.67%和58.33%（P＜0.05）。干物質攝入量隨棉花秸稈添加比例的增加而增加（P＜0.05）。各處理間干物質瘤胃消化率和過瘤胃消化率差異顯著（P＜0.05）。隨著棉花秸稈比例的增加，干物質的排泄量呈下降趨勢，各處理間干物質總消化率無顯著差異（P＞0.05）。

表2 棉花秸稈對綿羊生長性能及干物質消化的影響

2.2 對瘤胃發酵及氮消化的影響 由表3可知，所有組瘤胃液pH均在5.93～6.13范圍內。在日糧中添加不同比例的棉花秸稈后，瘤胃液中氨氮濃度發生不同程度的變化。20%棉花秸稈組瘤胃氨氮濃度顯著低于對照組和40%棉花秸稈組（P＜0.05）。對照組瘤胃乙酸24.29%和31.95%（P＜0.05）。各組間揮發性脂肪酸總量和丙酸濃度無顯著差異（P＞0.05）。隨著日糧棉花秸稈添加水平的升高，乙酸與丙酸的比例顯著降低（P＜0.05）。40%棉花秸稈組氮攝入量顯著高于其他組（P＜0.05）。糞氮排泄在各處理間無顯著差異（P＞0.05）。氮沉積量隨日糧中棉花秸稈比例的增加而增加（P＜0.05）。

2.3 對游離棉酚攝入與消化的影響 由表4可知，日糧中游離棉酚的攝入和消化（包括游離棉酚在瘤胃和瘤胃后中的降解和消化率）在各處理間無顯著差異（P＞0.05）。糞便和尿液中游離棉酚的排泄量隨棉花秸稈添加水平的升高而增加（P＜0.05）。隨著棉花秸稈添加水平的升高，血漿棉酚濃度顯著升高（P＜0.05）。40%棉花秸稈組肝臟、腎臟和肌肉中游離棉酚濃度顯著高于對照組和20%棉花秸稈組（P＜0.05）。

表3 棉花秸稈對綿羊瘤胃發酵及氮消化的影響

表4 棉花秸稈對綿羊游離棉酚攝入、消化及沉積的影響

2.4 對血液指標的影響 由表5可知，與對照組相比，20%和40%棉花秸稈組血小板計數、血紅蛋白濃度和鐵含量顯著降低（P＜0.05），各組間其他血液成分無顯著差異（P＞0.05）。40%棉花秸稈組谷草轉氨酶活性顯著高于其他組（P＜0.05）。

表5 花秸稈對綿羊血液指標的影響

3 討論

在本研究中，將不同水平的棉花秸稈日糧飼喂綿羊，以確定其對不同組織中游離棉酚代謝、沉積和綿羊生長性能影響。反芻動物的采食量取決于原料細胞壁的含量，棉花秸稈中粗蛋白質含量高，但木質素含量是其他作物秸稈的2～3倍。由于棉花秸稈中纖維素和木質素含量較高，日糧干物質的攝入量與日糧中棉花秸稈消耗量成反比。一些研究發現，棉花秸稈限制了綿羊的采食量，如魏敏等（2003）報道，飼喂粉碎棉花秸稈的綿羊自由采食量為0.693 kg/d。

棉酚是一種天然毒素，由色素腺體產生，遍布整個棉花植株，以自由和結合的形式出現。飼料中游離棉酚對動物有毒害作用，游離棉酚的攝入量隨飼糧中棉花秸稈采食量的變化表現為線性變化。本研究中，游離棉酚的攝入量分別達到322.20和480.31 mg。各處理間十二指腸游離棉酚、過瘤胃后游離棉酚降解無顯著差異。糞便和尿液中的排泄分別占游離棉酚降解的5%和40%。Mena等（2001）研究發現，游離棉酚可能與游離氨基酸位點或鐵離子結合蛋白結合，這些結合蛋白可能以游離棉酚的形式釋放，然后在消化過程中被吸收。在本研究中，盡管游離棉酚攝入量不同，但游離棉酚流入十二指腸的量在各處理間無顯著差異，大部分游離棉酚在瘤胃中消失。

Liu等（2016）用棉酚含量＞200 mg/kg的飼料飼喂綿羊發現，體重增加明顯減少。在本研究中，40%棉花秸稈組游離棉酚含量＞200 mg/kg，其通過降低日增重而對生長性能產生不利影響。游離棉酚可能隨時間延長在動物組織中積累，對生長性能有負面影響。游離棉酚毒性與血液參數的改變有關（Zeng等，2009）。在本研究中，谷草轉氨酶和谷丙轉氨酶活性血清隨日糧棉花秸稈添加水平的升高而線性增加，血漿鐵含量呈線性下降趨勢。谷丙轉氨酶和谷草轉氨酶活性是評估肝臟代謝障礙的兩個重要指標。血漿和肝臟中的游離棉酚濃度隨日糧棉花秸稈攝入量的增加而升高。

4 結論

綿羊日糧中添加棉花秸稈對綿羊體重無顯著影響，但降低了日增重。短期添加棉花秸稈可在體內沉積少量的游離棉酚。