不同培育模式對牦牛犢牛生長性能、瘤胃發酵參數和血清生化指標的影響

馬 濤 崔 凱 張成福 曹涵文 畢研亮 屠 焰 張衛兵 刁其玉*

(1.中國農業科學院飼料研究所，農業農村部飼料生物技術重點實驗室，北京 2100081；2.西藏自治區農牧科學院畜牧獸醫研究所，拉薩 2850009；3.北京精準動物營養研究中心，北京 2100081)

牦牛(Bosgrunnienes)是生長在青藏高原等高海拔地區的反芻動物，經過了多年的進化，已經充分適應了極端寒冷、缺氧和強紫外線等惡劣環境。牦牛為高原地區人民提供肉、奶等食品，其糞便可作為燃料，是當地人民生存和經濟發展的重要生產資料[1-2]。傳統的牦牛養殖以放牧為主，在冬季和春季(10月至次年5月)由于牧草缺乏，牦牛能量和營養攝入通常不能滿足其需要，導致體重降低[3-4]。母牦牛主要在5月產犢，目前牦牛犢牛培育仍較多采用隨母哺乳的方式，這種方式犢牛死亡率較高：一方面，此時草場上的牧草還未完全生長，提供給母牦牛的營養相當有限；另一方面，母牦牛體況仍處在恢復期，因此隨母哺乳可能造成牦牛犢牛營養攝入水平較低或過度消耗母牦牛的營養，最終導致母牦牛或犢牛死亡[5]。而與生活在平原上的普通牛相比，牦牛達到性成熟的速度較慢，生育力通常較低，成年母牦牛的平均繁殖率僅為48.61%，其中一半以上的母牦牛2年內生產1胎或者3年內生產2胎[6]。一旦牦牛死亡，將造成巨大的經濟損失。因此，提高牦牛犢牛的成活率，提高早期培育質量，是其成年發揮高產的重要保證。已有研究表明，代乳粉能夠有效替代母乳，保證羔羊和犢牛健康生長，同時有助于母畜盡早恢復體況[7-9]。本試驗通過比較不同培育方式(隨母哺乳與飼喂代乳粉)對牦牛犢牛存活率、生長性能、瘤胃發酵參數和血清生化指標的差異，探究早期斷母乳飼喂代乳粉在犢牛牦牛培育上的可行性，以期為提高牦牛犢牛早期培育水平提供思路和依據。

1 材料與方法

1.1 試驗時間和地點

本試驗于2019年6—10月在西藏自治區那曲市羌塘牧業開發有限公司牧場(東經92°05′，北緯31°48)進行，該地區海拔約4 436 m，試驗期間平均最低溫度為2 ℃，平均最高溫度為14 ℃。

1.2 試驗材料

牦牛犢牛專用代乳粉(專利號：02128844.5)由北京精準動物營養研究中心提供，代乳粉營養成分含量(風干基礎，均為實測值)：干物質94.7%、粗蛋白質22.9%、粗脂肪16.0%、粗灰分4.3%、鈣0.9%、磷0.5%。

1.3 試驗設計

選取日齡[(30±1)日齡]和體重[(22.5±0.9) kg]接近的牦牛犢牛60頭，其中母犢牛40頭、公犢牛20頭，按照體重接近原則隨機分為2組，每組母犢牛20頭、公犢牛10頭。對照組牦牛犢牛隨母哺乳，試驗組牦牛犢牛與母牛分離并飼喂代乳粉，試驗共持續120 d。

1.4 飼養管理

對照組牦牛犢牛隨母哺乳，試驗組牦牛犢牛按體重的1.5%(干物質基礎)飼喂代乳粉。飼喂代乳粉時，將沸水冷卻至50 ℃左右，與代乳粉按照7∶1(質量比)的比例進行混合并充分攪拌均勻，待乳液溫度降至39 ℃左右時，裝入奶瓶飼喂犢牛。代乳粉每日飼喂2次(08：00、18：00)。試驗期間，試驗組犢牛不接觸母牛，2組犢牛自由飲水且接觸不到母牛飼糧。

1.5 指標測定與方法

1.5.1 代乳粉營養成分含量

在烘箱中于105 ℃下干燥6 h，測定代乳粉干物質含量；使用凱氏定氮法測定代乳粉粗蛋白質含量；使用索氏提取法測定代乳粉粗脂肪含量；在600 ℃的馬福爐中完全燃燒6 h，測定代乳粉粗灰分含量；使用原子吸收分光光度計(Perkin-Elmer M9W-700，北京珀金埃爾默儀器有限公司)測定代乳粉鈣含量；通過鉬釩酸鹽比色法測定代乳粉磷含量。

1.5.2 生長性能和存活率

牦牛犢牛于試驗開始和結束時稱重，計算平均日增重，同時測量體高、十字部高、體斜長、胸圍。試驗過程中記錄死亡的犢牛，試驗結束時計算牦牛的存活率。

1.5.3 瘤胃發酵參數

于試驗第120天晨飼前，每組各選取8頭母犢牛經口腔采集瘤胃液，丟棄初次吸取的瘤胃液，隨后在不同部位共吸取約200 mL瘤胃液并充分混合均勻，于-20 ℃保存待測定各揮發性脂肪酸(乙酸、丙酸、丁酸、異丁酸、戊酸和異戊酸)與氨態氮濃度，計算總揮發性脂肪酸濃度和各揮發性脂肪的摩爾比例。其中，揮發性脂肪酸濃度通過氣相色譜儀(GC-6800，北京北分天普儀器技術有限公司)進行測定，氨態氮濃度采用苯酚-次氯酸鈉法進行測定。

1.5.4 血清生化指標

于試驗結束時，每組選取8頭體重相近的母犢牛，清晨空腹頸靜脈采血于10 mL的真空采血管(不含抗凝劑)中，于1 500×g離心30 min，收集上層血清于-20 ℃保存，待測血清生化指標。用比色法(科華KHB-1280全自動生化分析儀)測定血清總蛋白(TP)、白蛋白(ALB)、球蛋白(GLB)、尿素氮(UN)含量；用酶聯免疫吸附測定法(科華ST-360全自動酶標儀)測定血清胰島素(INS)、β-羥丁酸(BHBA)、胰島素樣生長因子-Ⅰ(IGF-Ⅰ)、生長激素(GH)、免疫球蛋白G(IgG)、免疫球蛋白A(IgA)、免疫球蛋白M(IgM)、丙二醛(MDA)、白細胞白介素-2(IL-2)和腫瘤壞死因子-α(TNF-α)含量以及超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽過氧化酶(GSH-Px)和谷胱甘肽硫轉移酶(GST)活性。各血清生化指標均使用標準試劑盒(南京建成生物工程研究所)測定。

1.6 數據統計與分析

首先使用R-Studio(版本3.6.1)中的Sharpiro-Wilk檢驗對所有數據進行正態性檢驗。對于瘤胃發酵參數和血清生化指標，如符合正態分布(Sharpiro-Wilk檢驗P>0.05)，則使用未配對t檢驗(unpairedt-test)法比較對照組和試驗組之間的差異；如不符合正態分布(Sharpiro-Wilk檢驗P<0.05)，則使用Mann-Whitney U(2組樣本量不一致時的非參數檢驗方法)檢驗比較對照組和試驗組之間的差異。對于生長性能(均符合正態分布)和存活率數據，采用R語言的廣義線性模型(GLM)程序包分析試驗組別、性別以及組別和性別的交互作用的影響，R語言分析代碼為：glm(生長性能指標～Group+Sex+Group*Sex， data=生長性能數據集)。其中，“生長性能數據集”為包括全部生長性能指標數據的文件，“生長性能指標”為“生長性能數據集”中待分析的特定指標，如體重、體高、體斜長、胸圍等。由于存活率的數據符合為二項分布(binomial distribution)，因此在使用GLM時需要調用該功能，對應的R語言分析代碼為：glm(存活率～Group+Sex+Group*Sex， family=“binomial”， data=存活率)。統計分析結果以P<0.05為差異顯著，0.05≤P<0.10為存在差異趨勢。

2 結 果

2.1 生長性能和存活率

不同培育模式對牦牛犢牛生長性能和存活率的影響見表1。試驗開始時，試驗組和對照組犢牛的體重、體高、體斜長、胸圍無顯著差異(P>0.05)，母犢牛和公犢牛的體重、體高、體斜長、胸圍亦無顯著差異(P>0.05)；試驗結束時，2組犢牛的體重、體高、體斜長、胸圍均無顯著差異(P>0.05)，母犢牛的平均日增重顯著高于公犢牛(P<0.05)。試驗組犢牛的存活率顯著高于對照組(73.3% vs. 46.7%，P<0.05)，不同性別犢牛存活率無顯著差異(P>0.05)。組別和性別的交互作用對上述生長性能指標及存活率均無顯著影響(P>0.05)。

表1 不同培育模式對牦牛犢牛生長性能和存活率的影響

2.2 瘤胃發酵參數

不同培育模式對牦牛犢牛瘤胃發酵參數的影響見表2。試驗組犢牛瘤胃液總揮發性脂肪酸濃度、丁酸摩爾比例顯著高于對照組(P<0.05)，而異戊酸摩爾比例顯著低于對照組(P<0.05)。2組犢牛瘤胃液乙酸、丙酸、異丁酸和戊酸摩爾比例均無顯著差異(P>0.05)。試驗組犢牛瘤胃液氨態氮濃度有高于對照組的趨勢(0.05≤P<0.10)。

表2 不同培育模式對牦牛犢牛瘤胃發酵參數的影響

2.3 血清生化指標

不同培育模式對牦牛犢牛血清生化指標的影響見表3。試驗組犢牛血清TP、GLB、IgG、INS、BHBA、GH含量均顯著高于對照組(P<0.05)，血清IL-2和TNF-α含量有高于對照組的趨勢(0.05≤P<0.10)。2組犢牛血清ALB、UN、IgA、IgM、IGF-Ⅰ、MDA含量與SOD、GSH-Px和GST活性沒有顯著差異(P>0.05)。

表3 不同培育模式對牦牛犢牛血清生化指標的影響

3 討 論

3.1 生長性能和存活率

盡管目前已有不少關于牦牛生長性能及其影響因素的研究，但都集中在2～5歲階段，且這些試驗中牦牛生長海拔[10-12]相對本研究較低。此外，這些試驗主要研究了牦牛生長性能受放牧條件下牧草質量或供應量以及放牧時間等的影響。目前關于牦牛犢牛培育的研究非常有限，本試驗的牦牛犢牛ADG在160 g/d左右，低于前人報道的結果(300 g/d)[13]，可能是由于養殖條件、飼料供應、管理方式等存在差異所致。本試驗中試驗組和對照組牦牛犢牛在生長性能方面一致，本團隊近期在羔羊上的研究表明，49日齡前隨母哺乳的羔羊與21日齡斷母乳并飼喂代乳粉的羔羊在2月齡時ADG無顯著差異[14]，說明代乳粉能夠充分滿足牦牛犢牛生長對于營養素的需要。盡管2組牦牛犢牛的ADG和終末體重差異不顯著，但是飼喂代乳粉顯著提高了牦牛犢牛的存活率。本試驗開展地區(西藏自治區那曲市)具有高海拔、高寒缺氧等不利條件，該地區牧草較為匱乏，母牦牛生產后自身存活已屬不易，犢牛在出生1個月后對于營養需求顯著提高，如果無法從母牛乳中得到充足的營養，其存活幾率非常渺茫。考慮到使用代乳粉的成本遠遠低于牦牛犢牛成活創造的經濟效益，早期斷母乳并飼喂代乳粉的飼喂模式將有助于提高高海拔地區牦牛的存活率和養殖效益。

3.2 瘤胃發酵參數

揮發性脂肪酸是由瘤胃微生物發酵分解飼糧碳水化合物形成，能夠為反芻動物生產提供70%～80%的能量[15]。本研究中，對照組牦牛犢牛瘤胃液總揮發性脂肪酸濃度顯著低于試驗組，可能與前者的干物質采食量較低有關[11]，雖然本試驗中無法測定對照組牦牛的具體干物質采食量，但根據牦牛的泌乳曲線可知，牦牛產乳量在犢牛出生后1個月內曲線上升，隨后進入平臺期，犢牛2月齡之后至6月齡這一段時間產乳量不斷下降[16]，由此推測對照組牦牛犢牛在試驗第31～120天干物質采食量逐漸降低，限制了瘤胃微生物發酵底物的供應量，由此造成了瘤胃液總揮發性脂肪酸濃度的降低。值得注意的是，試驗組牦牛犢牛瘤胃液丁酸摩爾比例顯著高于對照組，丁酸是瘤胃中產丁酸菌合成的一種重要的揮發性脂肪酸[17]，具有為上皮細胞供能[18]、促進機體健康[19]的重要作用。最近研究發現，丁酸對于促進幼齡反芻動物瘤胃的發育可能也具有重要作用[20]，由此可推測，與對照組相比，代乳粉為瘤胃產丁酸微生物提供了更充足的底物，后者產生了足夠的丁酸，促進了瘤胃的發育并改善了牦牛犢牛的健康狀況，從而提高了犢牛的存活率。瘤胃中的氨態氮是微生物合成蛋白質的主要氮源，研究表明微生物合成的40%～68%的蛋白質的氮源為氨態氮[21]，適宜微生物生長達到最高效率的瘤胃氨態氮濃度范圍較廣，通常在5～25 mg/dL[22]。本研究中雖然2組牦牛犢牛的血清氨態氮濃度都在上述范圍之間，但代乳粉組為微生物提供了更充足的氮源，保證了瘤胃微生物能夠合成更多的小腸可代謝蛋白質供機體利用。本研究中試驗組牦牛犢牛瘤胃液總揮發性脂肪酸濃度與Zhou等[11]報道的牦牛數據基本一致，但氨態氮濃度高于上述作者報道的結果；Shi等[12]研究了不同采食量和季節對牦牛生產性能的影響，結果發現高采食量提高了牦牛瘤胃液總揮發性脂肪濃度，但對氨態氮濃度無顯著影響。然而上述研究使用的試驗動物為2.5～3.0歲的成年牦牛，且均采食固體飼糧，與本試驗中的牦牛無論在年齡還是飼糧上都有顯著區別，因此未來還需要進一步研究牦牛犢牛階段的瘤胃發酵情況及可能的影響因素。

3.3 血清生化指標

血清生化指標能夠一定程度上反映試驗動物生理代謝和健康狀況[23]。例如，血清TP含量與機體免疫力和代謝水平相關，對于維持動物免疫力和代謝水平、促進動物健康生長具有重要作用。TP包含GLB和ALB，其中IgG是血清GLB的主要組成部分，本研究中試驗組牦牛犢牛血清IgG含量顯著高于對照組，由此可能解釋了試驗組牦牛犢牛血清GLB以及TP含量高于對照組的原因。BHBA是血液當中酮體的主要成分，是調控動物健康成長的重要物質之一[24]。最近研究表明，幼畜血液中BHBA的含量與營養采食量呈正相關[9，25-26]。本研究中牦牛犢牛血清BHBA含量和瘤胃液丁酸摩爾比例在2組之間的差異變化一致，這可能是因為BHBA是由瘤胃微生物產生的丁酸被轉運到瘤胃上皮細胞線粒體中后經乙酰輔酶A途徑氧化生成[27]。INS是控制動物機體營養代謝的最重要的激素之一[28]，血液酮體含量增加會刺激β細胞釋放INS，這可能是一種防止脂肪過度動員的反饋機制[29]。此外，GH是垂體前葉分泌的蛋白質，具有促進生長的作用[30]。基于上述血清生化指標分析，試驗組牦牛犢牛的代謝功能和健康狀態均要優于對照組牦牛犢牛。

4 結 論

在本試驗條件下，30日齡斷母乳飼喂代乳粉的牦牛犢牛在隨后4個月的生長性能與隨母哺乳的牦牛犢牛無顯著差異，但飼喂代乳粉顯著提高了牦牛犢牛的存活率。從瘤胃發酵參數和血清生化指標來看，可能是因為采食代乳粉能夠保證牦牛犢牛攝入的營養濃度一致，有利于維持其正常的生理代謝功能，最終提高了牦牛犢牛的存活率。