段嘉鈺,張博,操君,劉書杰,崔占鴻
(1. 青海大學(xué)畜牧獸醫(yī)科學(xué)院,農(nóng)業(yè)農(nóng)村部青藏高原放牧牦牛藏羊動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)與飼草料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,青海省牦牛工程技術(shù)研究中心,青海省高原放牧家畜動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)與飼料科學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,青海 西寧 810016;2. 海北藏族自治州高原生態(tài)畜牧業(yè)科技示范園管委會(huì),青海 海北 810299)
牦牛是青藏高原地區(qū)的優(yōu)勢(shì)反芻畜種[1],對(duì)氧氣缺乏、草料匱乏的高寒草原生存環(huán)境適應(yīng)能力較強(qiáng),是高寒牧區(qū)無法取代的生產(chǎn)生活資料和支柱產(chǎn)業(yè)[2]。牦牛在高寒牧區(qū)以放牧飼養(yǎng)為主,但高原上牧草9 月中下旬開始迅速枯萎,質(zhì)量明顯降低,導(dǎo)致放牧期間的牦牛攝入量無法得到滿足,生產(chǎn)性能明顯下降,這些均限制了青海牦牛產(chǎn)業(yè)的發(fā)展[3-4]。同時(shí),高原嚴(yán)酷的自然環(huán)境和牦牛犢牛終年放牧的飼養(yǎng)方式,以及草場(chǎng)退化和牧草生產(chǎn)季節(jié)性的不平衡,使草畜矛盾突出[5],導(dǎo)致牦牛的飼養(yǎng)管理明顯落后于肉牛。其中犢牛作為牦牛產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ),飼養(yǎng)質(zhì)量對(duì)成年牦牛的生產(chǎn)性能起到?jīng)Q定性作用[6]。為了使牦牛在生產(chǎn)過程中有效避免上述問題,使牦牛犢牛更快更好地生長(zhǎng),同時(shí)提高養(yǎng)殖效益和增加牧民的經(jīng)濟(jì)收入,必須對(duì)現(xiàn)有的飼養(yǎng)方式和管理體系做出改變。近些年,冬春季節(jié)舍飼和補(bǔ)飼精料可以顯著提高牦牛的生長(zhǎng)性能,改善瘤胃發(fā)酵參數(shù)和血液生理生化指標(biāo),提高經(jīng)濟(jì)效益[7-9]。青藏高原牦牛產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展有賴于牦牛犢牛早期的高質(zhì)量培育[10],制定牦牛犢牛的飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)是最重要的環(huán)節(jié)。
牦牛犢牛的生長(zhǎng)發(fā)育離不開各種營(yíng)養(yǎng)成分的供應(yīng),礦物質(zhì)元素是維持動(dòng)物健康不可或缺的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),對(duì)動(dòng)物機(jī)體穩(wěn)態(tài)維持、后代繁殖以及生產(chǎn)性能都至關(guān)重要[11]。生育受阻,生產(chǎn)性能下降與礦物質(zhì)元素的缺乏或過量有著密切的聯(lián)系,所以滿足動(dòng)物機(jī)體對(duì)礦物質(zhì)元素的營(yíng)養(yǎng)需要是實(shí)際生產(chǎn)工作中必須考慮的關(guān)鍵點(diǎn)[12]。鈉、鉀和鎂都是屬于常量礦物質(zhì)元素[13],能夠維持動(dòng)物機(jī)體穩(wěn)態(tài)和新陳代謝,長(zhǎng)期缺乏或含量過高都會(huì)威脅動(dòng)物機(jī)體健康[14]。因此,制定牦牛犢牛的礦物質(zhì)需要量是目前亟待解決的問題。本實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊(duì)在前期完成了生長(zhǎng)期牦牛能量和蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)需要量的研究,在此基礎(chǔ)上,本試驗(yàn)旨在探究70~100 kg 牦牛犢牛主要常量礦物質(zhì)元素鈉、鉀、鎂的生長(zhǎng)需要量,綜合采用飼養(yǎng)試驗(yàn)和比較屠宰試驗(yàn)相結(jié)合的方法,測(cè)定牦牛體內(nèi)各組織的礦物質(zhì)含量,從而得到常量礦物質(zhì)元素鈉、鉀、鎂在體內(nèi)的分布規(guī)律并建立數(shù)學(xué)模型進(jìn)行預(yù)測(cè),獲得牦牛犢牛生長(zhǎng)后期礦物質(zhì)元素鈉、鉀、鎂的凈生長(zhǎng)需要量參數(shù),為青藏高原地區(qū)牦牛犢牛健康培育及其飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)的建立提供重要參考依據(jù)。
本試驗(yàn)于2020 年11 月至2021 年1 月在青海省海北高原現(xiàn)代生態(tài)畜牧業(yè)科技示范園管委會(huì)進(jìn)行,海拔為3010 m,年平均溫度為1.5 ℃。歷時(shí)75 d,預(yù)試期15 d,正試期60 d。
本試驗(yàn)采用單因素隨機(jī)分組設(shè)計(jì),選取21 頭體況良好、體重相近[(60.44±4.59) kg]的5 月齡公牦牛犢牛(購(gòu)自青海省大通種牛場(chǎng))作為試驗(yàn)對(duì)象,隨機(jī)分為3 組,每組7 頭,即初期屠宰組(BL 組)、中期屠宰組(M 組)、末期屠宰組(F 組)。3 組犢牛均飼喂相同的基礎(chǔ)飼糧,BL 組(試驗(yàn)期第1 天)、M 組(試驗(yàn)期第30 天)、F 組(試驗(yàn)期第60 天)的牦牛犢牛平均體重分別達(dá)到73.61、81.96 和96.53 kg 時(shí),各組隨機(jī)選擇5 頭進(jìn)行屠宰,F(xiàn) 組犢牛屠宰后試驗(yàn)結(jié)束。
參照《肉牛飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)》[14]制定體重為60.00 kg 哺乳期牦牛犢牛的飼糧配方。其中粗料為粉碎后的苜蓿(Medicago sativa)干草,粉碎長(zhǎng)度為3~5 cm。試驗(yàn)日糧組成和營(yíng)養(yǎng)水平如表1 所示。

表1 試驗(yàn)日糧組成及營(yíng)養(yǎng)水平(絕對(duì)干物質(zhì)基礎(chǔ))Table 1 Composition and nutrient levels of experimental diets (extremely dry matter basis)
在試驗(yàn)開始前,對(duì)各組牦牛犢牛做好標(biāo)記,預(yù)試期前進(jìn)行免疫驅(qū)蟲處理。犢牛單欄飼養(yǎng),3 組試驗(yàn)犢牛在每天08:00 和18:00 分別飼喂一次基礎(chǔ)日糧(先飼喂精料,后飼喂粗料),精粗比均為3∶7,日飼喂量根據(jù)前1 d 的平均日采食量進(jìn)行調(diào)整,以確保飼槽內(nèi)有10%左右的剩余日糧[15]。試驗(yàn)期間定期對(duì)圈舍進(jìn)行消毒和清潔工作,保證犢牛在圈外有足夠的活動(dòng)空間和充足的陽光,犢牛自由飲水。
1.5.1 屠宰程序 試驗(yàn)結(jié)束時(shí),屠宰流程依據(jù)Galvani 等[16]建立的屠宰程序,每組隨機(jī)抽取5 頭試驗(yàn)犢牛,在屠宰前1 d 的下午4:00 禁食禁水,并稱重,記錄為體重(body weight, BW)。第二天試驗(yàn)動(dòng)物頸靜脈放血處理后,收集血液并稱重,重量記錄為宰前活重(slaughter body weight, SBW),并記錄內(nèi)臟、皮、毛、頭、蹄、胴體的重量。清除胃腸道內(nèi)容物(瘤胃、網(wǎng)胃、瓣胃、皺胃、小腸和大腸),并將其稱重,以獲得空腹體重(empty body weight,EBW)。然后沿著犢牛的頭和胴體縱軸劈開,左右兩側(cè)進(jìn)行稱重,胴體、頭部、前肢和后肢的右半部分離肉、脂肪和骨骼[17]。其他部分指標(biāo)的計(jì)算公式如下:
1.5.2 體組織樣品中常量礦物質(zhì)元素Na、K 和Mg 的測(cè)定 體組織樣品包括:肉、骨骼、脂肪、皮、毛和內(nèi)臟(含血液),用粉碎機(jī)粉碎后稱重并記錄數(shù)據(jù),各體組織樣品充分混勻后收集兩份,每份500 g,一份樣品用于干物質(zhì)(dry matter, DM)含量的測(cè)定,另一份樣品(除牛毛外)進(jìn)行凍干處理,將凍干后的樣品再次粉碎混勻,保存待測(cè)[18]。使用干灰化法進(jìn)行樣品前處理獲得粗灰分[19],常量礦物質(zhì)元素鈉(Na)、鉀(K)和鎂(Mg)的測(cè)定方法參考原子吸收分光光度法,工作條件見表2。用TAS-990 原子吸收分光光度計(jì)測(cè)定體組織樣品中鈉(Na)、鉀(K)、鎂(Mg)的含量[20],其標(biāo)準(zhǔn)曲線方程見表3。

表2 常量礦物質(zhì)元素的原子吸收分光光度計(jì)工作條件Table 2 UV spectrophotometer working conditions of macromineral elements

表3 常量礦物質(zhì)元素的標(biāo)準(zhǔn)線性回歸方程及相關(guān)系數(shù)Table 3 Linear regression equations and correlation coefficients of macromineral elements
1.5.3 鈉、鉀、鎂生長(zhǎng)需要量計(jì)算 依據(jù)(英國(guó))農(nóng)業(yè)研究委員會(huì)(Agricultural Research Council, ARC)[21]報(bào)道,體內(nèi)礦物質(zhì)含量可以通過與空腹體重的對(duì)數(shù)異速生長(zhǎng)模型來推導(dǎo):
式中:y表示動(dòng)物體去除內(nèi)容物后含有的常量元素質(zhì)量(g),a為截距,b表示回歸系數(shù),x表示空腹體重。
公式6 可預(yù)測(cè)常量元素在不同空腹體重下的凈生長(zhǎng)需要量,是由公式5 變形求導(dǎo)數(shù)得到。
式中:y'表示每增加單位空腹體重所需要的常量元素量(g·kg-1);EBW單位為kg;a和b由公式5 得到。單位體增重所需常量元素量的計(jì)算需通過BW 和EBW 比值的轉(zhuǎn)換來獲得,屠宰前空腹12 h 后的體重用BW 表示[22]。
全域旅游是以旅游業(yè)帶動(dòng)和促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)協(xié)調(diào)發(fā)展的一種新理念、新模式。太原局集團(tuán)公司推出“山西全域旅游鐵路行”活動(dòng),是中國(guó)鐵路總公司把客運(yùn)提質(zhì)計(jì)劃落實(shí)到服務(wù)山西全域旅游的具體行動(dòng)。活動(dòng)以“擴(kuò)大客運(yùn)供給、打造精品線路、全面引流入晉、提升服務(wù)品質(zhì)、全旅程購(gòu)票、全景式宣傳、產(chǎn)業(yè)鏈融合、資源合作開發(fā)”的“八大行動(dòng)”30項(xiàng)舉措為主要內(nèi)容,推動(dòng)客運(yùn)工作實(shí)現(xiàn)更高質(zhì)量、更有效率、更可持續(xù)發(fā)展,不斷滿足廣大人民群眾日益增長(zhǎng)的美好旅行生活需要。
試驗(yàn)數(shù)據(jù)使用Excel 2010 進(jìn)行初步整理,用SPSS 20 統(tǒng)計(jì)軟件One-way ANOVA 進(jìn)行方差分析,差異顯著則用Duncan 多重比較檢驗(yàn)。以P<0.05 作為差異顯著的判斷標(biāo)準(zhǔn),0.05≤P<0.10 作為升高或降低趨勢(shì)的判斷標(biāo)準(zhǔn)。
由表4 可知,肉、內(nèi)臟(含血液)、皮和毛的重量隨牦牛犢牛體重的增加而顯著增加(P<0.05),F(xiàn) 組骨和脂肪重量顯著高于BL 和M 組(P<0.05),其中BL 和M 組的骨和脂肪重量差異不顯著(P>0.05);3 組間的凈肉率和肉骨比無顯著性差異(P>0.05),凈肉率為33.20%~35.80%,肉骨比為2.15~2.52,而M 組的屠宰率顯著高于BL 和F 組(P<0.05),為49.00%~53.20%;3 組的骨重分別占宰前活重的18.73%、18.61%和18.74%,脂肪重分別占宰前活重的2.92%、2.82%和2.65%;而肉重分別占宰前活重的33.16%、35.96%和34.84%,3 組間差異顯著(P<0.05)。

表4 不同生長(zhǎng)體重牦牛犢牛的屠宰性能Table 4 Slaughter performance of yak calves with different growth weights
由表5 可知,F(xiàn) 和M 組脂肪的干物質(zhì)含量顯著高于BL 組(P<0.05),M 組皮的干物質(zhì)含量高于BL 和F 組(P<0.05),骨、脂肪和內(nèi)臟(含血液)組織中的干物質(zhì)含量隨體重的增加而增加,說明隨牦牛犢牛日齡的增加,機(jī)體水分含量有逐漸降低的趨勢(shì)。

表5 不同生長(zhǎng)體重階段牦牛犢牛各組織中干物質(zhì)含量Table 5 Dry matter content in each tissue of yak calves at different growth weight stages (%)
由表6 分析可知,骨骼中鈉所占比重最大,占體內(nèi)鈉總量的44.58%,在肉、皮、內(nèi)臟(含血液)中的含量也較為豐富,分別占總量的25.90%、11.70%、13.51%,在脂肪和毛中也有少量鈉分布;犢牛隨著體重的增加,體內(nèi)鈉沉積量也顯著增加(P<0.05)。

表6 鈉在牦牛犢牛體組織中的分布Table 6 Sodium distribution of body tissue in yak calves
由表7 分析可知,鉀在肉中分布量最大,占體內(nèi)鉀總量的57.87%,在骨骼、皮、內(nèi)臟(含血液)、毛中也有少量分布,分別占體內(nèi)鉀總量的18.03%、6.22%、12.93%、3.84%,在脂肪中的分布最少,僅為體內(nèi)鉀總量的1.12%;體內(nèi)鉀沉積量隨犢牛體重增長(zhǎng)而顯著增加(P<0.05)。

表7 鉀在牦牛犢牛體組織中的分布Table 7 Potassium distribution of body tissue in yak calves
由表8 分析可知,骨骼是鎂主要分布的部位,占體內(nèi)鎂總量的64.79%;鎂在肉中的含量占體內(nèi)鎂總量的25.77%,僅次于骨骼;在皮、內(nèi)臟(含血液)、脂肪和毛中均有分布,但含量較低,并且體內(nèi)鎂沉積量隨犢牛體重增長(zhǎng)而顯著增加(P<0.05)。

表8 鎂在牦牛犢牛體組織中的分布Table 8 Magnesium distribution of body tissue in yak calves

表9 牦牛犢牛體內(nèi)常量礦物質(zhì)含量與空腹體重異速回歸關(guān)系Table 9 Allometric regression relationship between macromineral content and fasting body weight in yak calves
表10 顯示了70~100 kg 體重階段牦牛犢牛的常量礦物質(zhì)元素鈉、鉀和鎂的凈生長(zhǎng)需要量預(yù)測(cè)方程,并計(jì)算得出70、80、90 kg 體重下牦牛犢牛鈉、鉀和鎂的凈生長(zhǎng)需要量分別為0.73~0.74 g·kg-1EBW、2.49~2.65 g·kg-1EBW 和0.35~0.40 g·kg-1EBW。牦牛犢牛在70、80、90 kg 時(shí),BW 與EBW 轉(zhuǎn)換系數(shù)分別為BW∶EBW=1.39、1.41、1.42。

表10 牦牛犢牛生長(zhǎng)后期常量礦物質(zhì)凈生長(zhǎng)需要量預(yù)測(cè)值Table 10 Net macromineral requirements for growth (NRG)of yak calves in different growing periods
營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)被動(dòng)物攝入后,優(yōu)先分配給代謝旺盛的組織器官,在機(jī)體中沉積的順序?yàn)樯窠?jīng)、骨骼、肉和脂肪。Gomes 等[23]對(duì)5~20 kg 體重薩能山羊的營(yíng)養(yǎng)需要量研究顯示,相對(duì)機(jī)體生長(zhǎng)速度而言,骨骼組織生長(zhǎng)速度較快,尤其是在幼畜初期階段,隨體重增加,骨重比逐漸降低[24]。本試驗(yàn)結(jié)果表明牦牛犢牛隨體重增長(zhǎng),肉和脂肪重量占比有上升趨勢(shì),說明肉和脂肪生長(zhǎng)速度較快。其中骨骼由13.27 kg 增加至16.95 kg,增加了27.73%,而機(jī)體生長(zhǎng)速度增加了27.66%,骨骼生長(zhǎng)速度略高于機(jī)體生長(zhǎng)速度,這與上述研究結(jié)果規(guī)律一致。說明本試驗(yàn)中選用牦牛犢牛處于生長(zhǎng)后期階段,骨骼生長(zhǎng)速度仍處在快速發(fā)育階段,同時(shí)肉生長(zhǎng)和脂肪沉積也逐漸加快,這與牦牛犢牛處于生長(zhǎng)后期時(shí)機(jī)體骨骼和肉組織均處于快速生長(zhǎng)的規(guī)律一致。
本試驗(yàn)中屠宰率和凈肉率為49.00%~53.20%和33.20%~35.80%。王永超等[25]探究補(bǔ)飼精料對(duì)荷斯坦奶牛犢牛屠宰性能的影響,得出處理組A[代乳粉和羊草(Leymus chinensis)]、處理組B(代乳粉、顆粒料和羊草)的屠宰率和凈肉率無顯著差異(P>0.05),但二者均維持在較高水平,分別為56.98%、41.58%和56.95%、40.54%,本試驗(yàn)結(jié)果較低,說明補(bǔ)飼精料能夠提高犢牛的屠宰率和凈肉率。楊振等[26]通過對(duì)剛出生的尕力巴犢牛進(jìn)行6 個(gè)月育肥后屠宰,發(fā)現(xiàn)本試驗(yàn)的結(jié)果高于屠宰率[(40.5±0.71)%]和凈肉率[(28.4±1.33)%],說明本試驗(yàn)選用的5 月齡犢牛生長(zhǎng)發(fā)育良好。
常量礦物質(zhì)存在于動(dòng)物體內(nèi)的所有組織中,在體內(nèi)分布是一個(gè)動(dòng)態(tài)的變化過程,其中鈉和鉀是電解質(zhì)的重要組成部分,對(duì)維持機(jī)體穩(wěn)態(tài)至關(guān)重要。有研究認(rèn)為鈉主要分布于細(xì)胞外液,骨骼中也存在少量鈉[27];紀(jì)守坤[18]研究表明公羔羊和母羔羊中骨骼的鈉含量分別為41.14%和44.96%,是機(jī)體中鈉含量最豐富的部位。本試驗(yàn)結(jié)果骨骼中鈉含量分布最高,占比為44.58%,與紀(jì)守坤[8]的研究結(jié)果接近。本試驗(yàn)鉀主要分布于肉中,占鉀總量的57.87%,與楊鳳[27]、紀(jì)守坤[18]和馬雪豪[28]報(bào)道鉀的主要分布部位為肉相一致,并測(cè)定鉀在肉中的占比分別為40.50%~44.54%[18]和37.00%~40.00%[28],本試驗(yàn)數(shù)據(jù)高于前者,可能與牦牛肉富含礦物質(zhì)元素的特性有關(guān)。美國(guó)國(guó)家科學(xué)研究委員會(huì)(National Research Council, NRC)[29-30]認(rèn)為在機(jī)體分布中骨骼為鎂的第一富集部位,細(xì)胞內(nèi)次之,細(xì)胞外含量較少,占比分別為70%、29%、1%。楊鳳[27]認(rèn)為60%~70%的鎂位于骨骼中。本試驗(yàn)結(jié)果顯示骨骼鎂含量占總含量的64.79%,與前人的研究結(jié)果一致。
動(dòng)物機(jī)體生長(zhǎng)過程是非常復(fù)雜的,是機(jī)體化學(xué)成分(蛋白質(zhì)、能量、礦物質(zhì)、維生素和水等)在體內(nèi)不斷積聚的過程[31]。因此,凈生長(zhǎng)需要量作為動(dòng)物機(jī)體不同生長(zhǎng)速度對(duì)應(yīng)的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的沉積需要量,是動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)需要量研究的重要一環(huán)。本研究結(jié)果表明,牦牛犢牛生長(zhǎng)后期鈉、鉀、鎂凈生長(zhǎng)需要量分別為:0.73~0.74 g·kg-1EBW、2.49~2.65 g·kg-1EBW 和0.35~0.40 g·kg-1EBW。其中鎂需要量主要受動(dòng)物年齡、生理階段及飼糧鎂生物利用率的影響。Grace[32]得出反芻動(dòng)物肉牛鎂的生長(zhǎng)需要量為0.45 g·kg-1增重,本試驗(yàn)結(jié)果與之接近。Tucker等[33]的研究也表明在不添加離子載體情況下,幼齡奶用犢牛鉀的需要量應(yīng)不超過0.55%(5.5 g·kg-1),說明本試驗(yàn)結(jié)果處于合理范圍內(nèi)。然而有研究表明,非泌乳肉用母牛鈉的需要量不超過0.06%~0.08%[34],本試驗(yàn)結(jié)果高于該報(bào)道。紀(jì)守坤[18]在對(duì)20~35 kg 體重的羔羊進(jìn)行研究時(shí),獲得鈉、鉀和鎂的凈生長(zhǎng)需要量分別為1.16~1.72g·kg-1EBW、2.07~4.07 g·kg-1EBW 和0.35~0.37 g·kg-1EBW,本試驗(yàn)結(jié)果與其存在差異。可能是因?yàn)楦髟囼?yàn)選用的試驗(yàn)動(dòng)物品種和生長(zhǎng)階段,包括飼養(yǎng)環(huán)境有差別,從而導(dǎo)致本試驗(yàn)的測(cè)定結(jié)果與其他研究者的測(cè)定結(jié)果存在差異。因此這也進(jìn)一步說明針對(duì)我國(guó)高原牦牛進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)需要量研究的必要性和重要性。
鈉、鎂主要分布于牦牛骨骼中,鉀分布在肉中,3 種礦物質(zhì)元素沉積量均隨體重增加而增長(zhǎng)。牦牛犢牛生長(zhǎng)后期常量礦物質(zhì)元素需要量預(yù)測(cè)模型和需要量為:鈉的預(yù)測(cè)模型為NRGNa=1.0125×EBW-0.0807,凈生長(zhǎng)需要量為0.73~0.74 g·kg-1EBW;鉀預(yù)測(cè)模型為0.8810×EBW0.2650,凈生長(zhǎng)需要量為2.49~2.65 g·kg-1EBW;鎂的預(yù)測(cè)模型為0.04567×EBW0.5209,凈生長(zhǎng)需要量為0.35~0.40 g·kg-1EBW。