草本植物混合物對肉牛瘤胃發(fā)酵和營養(yǎng)物質(zhì)消化率的影響

鄒振興，賀曉霞

（1.湖南環(huán)境生物職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南衡陽 421005；2.衡陽市農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，湖南衡陽 421001）

動(dòng)物營養(yǎng)學(xué)家一直試圖調(diào)控瘤胃發(fā)酵，不僅是為了提高纖維的消化率，也是為了減少甲烷和氮的排放（張華等，2018）。據(jù)報(bào)道，使用合成抗生素作為飼料添加劑已被證明是減少反芻動(dòng)物能量和氮損失的有效途徑（McGuffey 等，2001）。但抗生素飼料添加劑已引起公眾的關(guān)注，即將在飼料中禁用，因此，評估天然抗菌素的功能具有很大前景。如草藥和植物提取物，幾個(gè)世紀(jì)以來，它們一直被作為功能物質(zhì)用于人類飲食。Wanapat 等（2008）研究報(bào)道，植物或草本提取物如大蒜油或檸檬草粉可以調(diào)控反芻動(dòng)物的瘤胃發(fā)酵，提高營養(yǎng)物質(zhì)利用。大蒜、檸檬草和薄荷等草本植物被廣泛用作抗菌物質(zhì)，尤其是在熱帶地區(qū)常用于維持動(dòng)物腸道微生物平衡（Shin 和Kim，2004）。權(quán)根花等（2019）研究發(fā)現(xiàn)，日糧添加大蒜素對肉雞生長性能和胴體品質(zhì)的改善作用與抗生素一致。Kongmun 等（2010）報(bào)道，檸檬草和薄荷可以改善牛的生長性能和瘤胃發(fā)酵效率。目前關(guān)于大蒜、檸檬草和薄荷混合物作為飼料添加劑對瘤胃微生物發(fā)酵和生態(tài)的影響數(shù)據(jù)甚少。因此，本研究旨在評估這些草本植物混合物對肉牛生長性能、瘤胃發(fā)酵及氮平衡的影響。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)選擇平均初始體重為（434±48.2）kg 的肉牛48 頭，按照體重將試驗(yàn)動(dòng)物分為4 組，每組4 個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)3 頭牛。對照組飼喂基礎(chǔ)濃縮飼料和牧草，T1 ～T3 分別在濃縮料中添加100 g/d 檸檬草、100 g/d 檸檬草+10 g/d 薄荷粉及100 g/d 檸檬草+10 g/d 薄荷粉+40 g/d 大蒜粉，濃縮料組成及營養(yǎng)水平見表1。在整個(gè)21 d 的試驗(yàn)期中，每天提供兩次水稻秸稈，并記錄秸稈和濃縮料的投喂量和剩余量，用于計(jì)算干物質(zhì)攝入量。

表1 濃縮料組成及幾種原料營養(yǎng)成分 g/kg

1.2 養(yǎng)分消化 每周采集兩次飼料樣品進(jìn)行干物質(zhì)分析。每天收集濃縮料混合物、糞便和尿液樣本，持續(xù)7 d，將樣品混合成1 個(gè)總樣本，-20℃儲(chǔ)存。分別測定飼料和糞便樣品中的常規(guī)化學(xué)成分。參考陳亮等（2017）的方法計(jì)算養(yǎng)分表觀消化率和氮平衡。

1.3 瘤胃發(fā)酵及微生物數(shù)量 分別在飼喂后0、2、4 和6 h 收集約200 mL 的瘤胃液，用便攜式pH計(jì)測定pH。參考Galyean（1989）的方法測定細(xì)菌、真菌和原生動(dòng)物種群及纖維素分解菌、蛋白分解菌、淀粉分解菌和總活菌計(jì)數(shù)。在收集瘤胃液的同時(shí)，從頸靜脈抽取10 mL 血樣，立即將血樣置于冰上，以3500×g 離心20 min，分離血漿，用試劑盒測定尿素氮含量。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析 所有數(shù)據(jù)都采用SAS 軟件一般線性模型進(jìn)行，組間采用Tukey 法進(jìn)行多重比較，P ＜0.05 表示差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 對采食量與養(yǎng)分表觀消化率的影響 由表2可知，粗飼料和濃縮料的攝入量各組無顯著差異（P ＞0.05），總采食量相似（P ＞0.05），分別穩(wěn)定在7.1 ～7.5、2.1 ～2.2 和9.3 ～9.6 kg/d。T1 組蛋白質(zhì)消化率最高，T3 組蛋白質(zhì)消化率最低（P＜0.05）。

表2 草本植物對肉牛采食量和養(yǎng)分表觀消化率的影響

2.2 對瘤胃發(fā)酵性能和微生物數(shù)量的影響 由表3 可知，各處理組對瘤胃pH、揮發(fā)性脂肪酸總量、丁酸濃度以及真菌、纖維水解菌和淀粉分解菌數(shù)量均無顯著影響（P ＞0.05）。對照組氨氮、尿素氮濃度較T2 和T3 組分別顯著提高21.93%、24.59% 和36.73%、41.05%（P ＜0.05）。 對 照組與T1 組乙酸濃度分別較T2 和T3 組顯著提高9.75% 和9.42%（P ＜0.05），細(xì)菌總數(shù)分別顯著提高100% 和145.16%（P ＜0.05）。與對照組相比，T1 ～T3 組瘤胃原生動(dòng)物數(shù)量分別顯著降低26.92%、38.46% 和35.90%（P ＜0.05）。 此外，對照組較T2 和T3 組瘤胃可計(jì)數(shù)細(xì)菌總數(shù)分別提高183.33% 和131.82%（P ＜0.05），同時(shí)對照組瘤胃蛋白質(zhì)分解菌數(shù)量較其他組分別顯著提高58.73%、56.25% 和88.68%（P ＜0.05）。

表3 草本植物對肉牛瘤胃發(fā)酵性能和微生物數(shù)量的影響

2.3 對氮平衡和嘌呤衍生物的影響 由表4 可知，各處理組氮攝入量、糞氮排泄量、嘌呤衍生物吸收與排泄量及微生物氮利用效率均無顯著差異（P ＞0.05）。對照組尿氮排泄量較T1 和T3 組分 別顯著提 高55.92% 和67.01%（P ＜0.05），T2 組氮吸收率最高，分別較T2 和T3 組顯著提高4.31% 和5.01%（P ＜0.05），而T1 和T3 組 氮沉積率較對照組和T2 組分別顯著提高25.30%、19.19% 和20%、14.15%（P ＜0.05）。

3 討論

在目前研究中，草本植物添加組有提高瘤胃pH 的趨勢，這與Yang 等（2007）報(bào)道的數(shù)據(jù)一致。此外本研究還發(fā)現(xiàn)，補(bǔ)充草本植物可顯著降低瘤胃氨氮和血清尿素氮濃度，這與Busquet 等（2006）的發(fā)現(xiàn)一致。瘤胃氨氮濃度的降低也導(dǎo)致血漿尿素氮濃度降低，暗示血漿尿素氮濃度與瘤胃氨氮濃度高度相關(guān)，這可能是由于本研究中使用的草本植物中所含精油對微生物生長和發(fā)酵的影響。Wallace 等（2002）研究認(rèn)為，精油的主要作用機(jī)制是抑制細(xì)菌對飼料顆粒的附著。在不影響揮發(fā)性脂肪酸總產(chǎn)量的情況下，通過補(bǔ)充草本植物改變了細(xì)菌總數(shù)，這可能是由于許多精油對細(xì)菌、原生動(dòng)物和真菌有劑量依賴作用（Greathead，2003）。

表4 草本植物對肉牛氮平衡和嘌呤衍生物水平的影響

本試驗(yàn)結(jié)果表明，補(bǔ)充草本植物可減少瘤胃原蟲和細(xì)菌的數(shù)量，而不影響真菌類動(dòng)物孢子的數(shù)量，這與Wanapat 等（2008）的研究結(jié)果一致，其發(fā)現(xiàn)補(bǔ)充檸檬草可以降低瘤胃微生物的總活菌數(shù)，這可能是由于精油改變了瘤胃微生物的多樣性。植物提取物與原生動(dòng)物數(shù)量的相關(guān)性可能與細(xì)胞膜滲透性差有關(guān)。此外，在本研究中，草本植物添加劑對活菌總數(shù)和蛋白分解菌有顯著影響。補(bǔ)充檸檬草或檸檬草+ 薄荷或檸檬草+ 薄荷+大蒜粉組蛋白分解菌數(shù)量降低，這可能與瘤胃氨氮濃度降低有關(guān)。

在本研究中，除了粗蛋白質(zhì)外，添加草本植物對肉牛干物質(zhì)攝入量和營養(yǎng)物質(zhì)消化率無顯著影響，這與Benchaar 等（2007）的研究結(jié)果一致。Ando 等（2003）報(bào)道稱，補(bǔ)充薄荷可提高營養(yǎng)物質(zhì)消化率，這與目前的研究結(jié)果相反。Yang 等（2007）報(bào)道，奶牛日糧添加大蒜精油可以提高瘤胃干物質(zhì)和有機(jī)物消化率，本研究中所有處理的總氮攝入量和糞氮排泄量相似，但草本植物組尿氮排泄量降低，尤其是3 種草本植物混合組。

4 結(jié)論

檸檬草與薄荷、大蒜粉組合對瘤胃發(fā)酵特性和養(yǎng)分利用無負(fù)面影響。此外，檸檬草聯(lián)合薄荷或大蒜粉使用可以降低瘤胃原生動(dòng)物數(shù)量和甲烷的產(chǎn)量，提高丙酸產(chǎn)量及氮利用量。