全 文 :书犇犗犐:10.11686/犮狔狓犫2015022 犺狋狋狆://犮狔狓犫.犾狕狌.犲犱狌.犮狀
杨宏波,刘红,占今舜,林淼,赵国琦.不同精粗比颗粒饲料对断奶公犊牛瘤胃发酵参数和微生物的影响.草业学报,2015,24(12):131138.
YANGHongBo,LIU Hong,ZHANJinShun,LIN Miao,ZHAOGuoQi.Effectsofdietpeletswithdifferentconcentrateroughageratioson
rumenfermentationparametersandmicroorganismabundanceinweanedbulcalves.ActaPrataculturaeSinica,2015,24(12):131138.
不同精粗比颗粒饲料对断奶公犊牛瘤胃
发酵参数和微生物的影响
杨宏波,刘红,占今舜,林淼,赵国琦
(扬州大学动物科学与技术学院,江苏 扬州225009)
摘要:本试验旨在研究不同精粗比颗粒饲料对中国荷斯坦断奶公犊牛瘤胃微生物蛋白、发酵参数和微生物数量的
影响。选用12头3月龄大的中国荷斯坦断奶公犊牛,按照日龄相近(103.92±1.5d)、体重相似(121.25±4.12
kg)的原则随机分成4组,每组3头,分别饲喂精粗比为75∶25(Ⅰ)、70∶30(Ⅱ)、65∶35(Ⅲ)、60∶40(Ⅳ)的4种
全价颗粒饲料。预试期14d,正试期56d。测定犊牛瘤胃微生物蛋白、发酵参数和微生物数量。结果表明,处理组
Ⅳ的总挥发性脂肪酸和乙酸浓度最低,且显著低于处理组Ⅰ(犘<0.05);处理组Ⅳ的丁酸浓度最高,且显著高于处
理组Ⅰ、Ⅲ(犘<0.05);处理组Ⅲ的乙酸/丙酸最大,且显著大于处理组Ⅳ(犘<0.05)。处理组Ⅳ的白色瘤胃球菌、溶
纤维丁酸弧菌和真菌的相对表达量最高,且显著高于其他各处理组(犘<0.05);处理组Ⅲ的黄色瘤胃球菌的相对表
达量最高,且显著高于其他各处理组(犘<0.05)。综上所述,高精料全价颗粒饲料虽然能提高犊牛瘤胃总挥发性脂
肪酸和乙酸的水平,但会抑制瘤胃纤维降解菌和厌氧真菌的生长。
关键词:颗粒饲料;微生物蛋白;瘤胃发酵;瘤胃微生物;犊牛
犈犳犳犲犮狋狊狅犳犱犻犲狋狆犲犾犲狋狊狑犻狋犺犱犻犳犳犲狉犲狀狋犮狅狀犮犲狀狋狉犪狋犲狉狅狌犵犺犪犵犲狉犪狋犻狅狊狅狀狉狌犿犲狀犳犲狉犿犲狀狋犪
狋犻狅狀狆犪狉犪犿犲狋犲狉狊犪狀犱犿犻犮狉狅狅狉犵犪狀犻狊犿犪犫狌狀犱犪狀犮犲犻狀狑犲犪狀犲犱犫狌犾犮犪犾狏犲狊
YANGHongBo,LIUHong,ZHANJinShun,LINMiao,ZHAOGuoQi
犆狅犾犾犲犵犲狅犳犃狀犻犿犪犾犛犮犻犲狀犮犲犪狀犱犜犲犮犺狀狅犾狅犵狔,犢犪狀犵狕犺狅狌犝狀犻狏犲狉狊犻狋狔,犢犪狀犵狕犺狅狌225009,犆犺犻狀犪
犃犫狊狋狉犪犮狋:Thisstudywasconductedtoinvestigatetheeffectsofdietpeletswithdifferentconcentrateroughage
ratiosonrumenmicrobialproteinsynthesis,fermentationandmicroorganismabundanceinweanedbulcalves.
Atotalof12healthy,weanedHolsteinbulcalves(age=103.92±1.5d;weight=121.25±4.12kg)wereran
domlyassignedto4groups(Ⅰ,Ⅱ,ⅢandⅣ),with3calvesineachgroup.Thetreatmentdietswerecom
pletedietpeletswithfourconcentrateroughageratios(75∶25,Ⅰ;70∶30,Ⅱ;65∶35,Ⅲ;60∶40,Ⅳ).
Theexperimentranfor70daysintotal,including14dforadaptationand56dforthetrialitself.Rumenmi
crobialproteinsynthesis,fermentationandmicrobialabundanceweremeasured.Theresultsshowedthattotal
volatilefattyacids(VFA)andacetateconcentrationingroupⅣ werethelowest,andweresignificantlylower
thanthoseingroupⅠ(犘<0.05).ThebutyratelevelofgroupⅣ wassignificantlyhigherthangroupsⅠandⅢ
(犘<0.05).GroupⅢhadthehighestA∶P,whichwassignificantlygreaterthangroupⅣ(犘<0.05).The
relativeabundanceof犚狌犿犻狀狅犮狅犮犮狌狊犪犾犫狌狊,犅狌狋狔狉犻狏犻犫狉犻狅犳犻犫狉犻狊狅犾狏犲狀狊andgeneralfungiingroupⅣ wassignifi
第24卷 第12期
Vol.24,No.12
草 业 学 报
ACTAPRATACULTURAESINICA
2015年12月
Dec,2015
收稿日期:20150113;改回日期:20150330
基金项目:江苏省科技支撑项目(BE2013387)和江苏省高校优势学科建设工程项目资助。
作者简介:杨宏波(1988),男,内蒙古包头人,硕士。Email:yanghongbo333@outlook.com
通信作者Correspondingauthor.Email:jszhaoguoqi@sohu.com
cantlyhigherthantheotherthreegroups(犘<0.05).犚狌犿犻狀狅犮狅犮犮狌狊犳犾犪狏犲犳犪犮犻犲狀狊abundancewasthehighestin
groupⅢwhencomparedwiththeothergroups(犘<0.05).TheresultsindicatethatrumentotalVFAandace
tateconcentrationcanbeincreasedinhighconcentrategroups,whileitwilinhibitgrowthofthefibreadherent
rumenbacteriaandanaerobicfungi.
犓犲狔狑狅狉犱狊:peletfeed;microbialprotein;fermentation;microorganism;calves
断奶后3~6月龄是犊牛生长发育最强烈的时期,犊牛不仅体重逐渐增加,同时消化器官也在快速发育,各种
代谢特征发生变化。因此,这时期的犊牛日粮极为重要,不同精粗比和结构的日粮对犊牛的发育及瘤胃内环境都
会产生不同的影响。
瘤胃是反刍动物最主要的消化器官之一,成年动物主要靠瘤胃中纤毛虫、细菌和真菌等微生物作用,产生挥
发性脂肪酸并合成微生物蛋白,为机体提供能量和蛋白质。瘤胃微生物与动物形成了相互依赖又互相制约的关
系,微生物可以帮助动物降解粗饲料,从而为宿主的生长提供能量和营养物质,同时动物也为微生物的生存提供
了充足的养分和适宜的环境。
目前对颗粒饲料的研究主要集中在颗粒精料对肉牛[13]、奶牛[46]和家禽[79]的生产性能及饲料转化率上。然
而,研究利用苜蓿(犕犲犱犻犮犪犵狅狊犪狋犻狏犪)和小黑麦(犔狅犾犻狌犿犿狌犾狋犻犳犾狅狉狌犿)草粉作为原料制成颗粒饲料对断奶犊牛瘤
胃发酵参数和微生物影响的报道很少[1016]。因此,研究不同精粗比颗粒饲料对犊牛瘤胃内环境和微生物的影响,
对颗粒饲料的运用及推广是非常重要的。本试验旨在研究不同精粗比颗粒饲料对断奶犊牛瘤胃发酵参数和微生
物数量的影响,探求不同精粗比颗粒饲料影响断奶犊牛瘤胃微生物和瘤胃发酵的机理,并制定合理的断奶犊牛日
粮,为科学培育优良青年牛提供一定的参考依据。
1 材料与方法
1.1 试验日粮
根据NRC(2001)营养需要配制各试验组犊牛配
方。试验组Ⅰ、试验组Ⅱ、试验组Ⅲ和试验组Ⅳ分别饲
喂精料与粗料质量比为75∶25,70∶30,65∶35和
60∶40的颗粒饲料(以上各数值均按照风干样重量计
算)。4种试验日粮中粗蛋白、粗脂肪和常量元素等指
标一致,能量相近,粗料按照苜蓿和小黑麦3∶1组成。
所有原料经粉碎后在扬州大学农牧场采用20型颗粒
饲料机组制成。各试验组颗粒料的配方见表1[10],营
养成分见表2。
1.2 试验设计及饲养管理
试验于2014年3月至2014年5月在扬州大学实
验农牧场进行。选择日龄相近(103.92±1.5)d、平均
体重为 (121.25±4.12)kg的中国荷斯坦断奶公犊牛
12头,分为4组,每组3头,颗粒饲料每天于8:30,
14:30,20:30饲喂3次,预试期14d,正试期56d。根
据3~6月龄犊牛采食量确定各试验组的饲喂量,平均
每周调整1次饲喂量,并保证每组犊牛的干物质采食
量基本一致。试验期每组犊牛分栏饲养,自由饮水,保
证犊牛每天有6~7h户外活动时间,每日清晨犊牛饲
喂后打扫圈舍,并且每周至少对牛舍消毒2次。
表1 各试验组颗粒料配方组成(干物质基础)
犜犪犫犾犲1 犘犲犾犲狋犱犻犲狋犮狅犿狆狅狊犻狋犻狅狀狅犳犲犪犮犺
犵狉狅狌狆(犇犕犫犪狊犻狊) %
原料Ingredients Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
玉米Corn 35.42 34.50 32.39 30.95
豆粕Soybeanmeal 12.00 11.50 11.28 11.00
DDGS 3.40 5.02 4.80 5.00
麸皮 WheatMilBran 21.00 16.00 13.50 9.96
苜蓿Alfalfa 18.75 22.50 26.25 30.00
小黑麦Triticale 6.25 7.50 8.75 10.00
食盐 NaCl 0 0.07 0.09 0.24
磷酸氢钙CaHPO4 0 0.17 0.17 0.28
碳酸钙CaCO3 0.40 0.03 0.03 0
小苏打NaHCO3 0.25 0.19 0.22 0.05
蛋氨酸 Methionine 0.03 0.02 0.02 0.02
预混料Premixer 2.50 2.50 2.50 2.50
合计 Total 100 100 100 100
预混料为每kg日粮提供:铁90mg、铜12.5mg、锰60mg、锌100
mg、碘1.5mg、硒0.3mg、钴1.0mg、维生素 A15000IU、维生素D
5000IU、维生素E50mg。
Premixprovidedthefolowingperkilogramofthediet:Fe90mg,
Cu12.5mg,Mn60mg,Zn100mg,I1.5mg,Se0.3mg,Co1.0
mg,VA15000IU,VD5000IU,VE50mg.
231 草 业 学 报 第24卷
1.3 瘤胃液样品的采集与处理
正式实验后每2周最后1d,在晨饲后4h通过口
腔采液器(武汉科立博有限公司)从瘤胃不同位点采集
50mL瘤胃液样(之前的唾液舍弃),立即测定其pH,
经4层纱布过滤摇匀后,分装于10mL的离心管
中[11]。
1份加入0.5molHCl保存于-20℃冰箱中,待
测氨态氮(NH3N)含量;1份添加25%偏磷酸,于
-20℃冰箱中用于挥发性脂肪酸(volatilefattyacid,
VFA)浓度测定;1份混合12.5%三氯乙酸(trichloro
aceticacid,TCA)用于瘤胃微生物蛋白(microbial
crudeprotein,MCP)合成分析;另一部分于-80℃超
低温冰箱中保存,用于瘤胃液细菌定量分析,待测细菌
包括黄色瘤胃球菌(犚狌犿犻狀狅犮狅犮犮狌狊犳犾犪狏犲犳犪犮犻犲狀狊,RF)、
白色瘤胃球菌(犚狌犿犻狀狅犮狅犮犮狌狊犪犾犫狌狊,RA)、溶纤维丁
酸弧菌(犅狌狋狔狉犻狏犻犫狉犻狅犳犻犫狉犻狊狅犾狏犲狀狊,BF)、栖瘤胃普雷
沃氏菌(犘狉犲狏狅狋犲犾犾犪狉狌犿犻狀犻犮狅犾犪,PR)和真菌(general
fungi)。
1.3.1 瘤胃液发酵指标及瘤胃 MCP合成测定方法
氨态氮浓度测定采用苯酚-次氯酸钠比色法[12],
表2 各试验组日粮配方的营养水平
犜犪犫犾犲2 犖狌狋狉犻狋犻狅狀犾犲狏犲犾狅犳犲犪犮犺犵狉狅狌狆
营养水平Nutrientlevels Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
精粗质量比Concentrate
roughageratio
75∶25 70∶30 65∶35 60∶40
干物质 DM (%) 84.50 84.89 85.05 85.20
粗灰分 Ash(%) 4.22 4.22 4.31 4.35
粗蛋白质CP(%) 17.61 17.54 17.36 17.42
粗脂肪EE(%) 3.67 3.71 3.58 3.50
中性洗涤纤维 NDF(%) 28.94 31.54 34.72 37.68
酸性洗涤纤维 ADF(%) 13.38 14.31 15.41 16.62
钙Ca(%) 0.58 0.58 0.58 0.58
磷P(%) 0.40 0.40 0.40 0.40
赖氨酸Lys(%) 0.73 0.73 0.73 0.73
蛋氨酸 Met(%) 0.26 0.26 0.26 0.26
能量 NEL(MJ/kg) 6.49 6.36 6.36 6.32
营养水平除能量、钙、磷、赖氨酸和蛋氨酸外均为实测值。NEL、Ca、
P、LysandMetwasacalculatedvalue,whiletheothersweremeasured
values.DM:Drymatter;Ash:Crudeash;CP:Crudeprotein;EE:
Crudefat;NDF:Neutraldetergentfiber;ADF:Aciddetergentfiber.
瘤胃 MCP浓度参照凯氏微量定氮法进行测定[13],VFA含量按照Kristensen[14]所述方法用气相色谱测定。
1.3.2 瘤胃液微生物总DNA的提取与检验 瘤胃液样品于冰上溶解后振摇30次以混合均匀,取200μL瘤
胃液样品,采用粪便基因组提取试剂盒提取瘤胃液微生物总DNA(Tiangen生物科技有限公司),提取方法参照
试剂盒说明书。用超微量分光光度计(NanoDrop1000,美国赛默飞世尔科技公司)检测总DNA的浓度和纯度
(OD260/280和OD260/230),用琼脂糖凝胶电泳法检测DNA的质量。然后将总DNA于-20℃冰箱中保存备用。
表3 荧光定量犘犆犚引物
犜犪犫犾犲3 犘狉犻犿犲狉狊狌狊犲犱犳狅狉狉犲犪犾狋犻犿犲犘犆犚狇狌犪狀狋犻犳犻犮犪狋犻狅狀
基因名称Genename 上、下游引物Forward/reverseprimer 序列Sequence(5′-3′) 大小Size(bp) 来源Source
总细菌 GenBacF CGGCAACGAGCGCAACCC 130 [15]
Generalbacteria GenBacR CCATTGTAGCACGTGTGTAGCC
黄色瘤胃球菌 RumFla1F CGAACGGAGATAATTTGAGTTTACTTAGG 132 [15]
犚狌犿犻狀狅犮狅犮犮狌狊犳犾犪狏犲犳犪犮犻犲狀狊 RumFla1R CGGTCTCTGTATGTTATGAGGTATTACC
白色瘤胃球菌 RumAlb1F CCCTAAAAGCAGTCTTAGTTCG 176 [17]
犚狌犿犻狀狅犮狅犮犮狌狊犪犾犫狌狊 RumAlb1R CCTCCTTGCGGTTAGAACA
溶纤维丁酸弧菌 ButFib2F ACCGCATAAGCGCACGGA 65 [18]
犅狌狋狔狉犻狏犻犫狉犻狅犳犻犫狉犻狊狅犾狏犲狀狊 ButFib2R CGGGTCCATCTTGTACCGATAAAT
栖瘤胃普雷沃氏菌 PreRum92862F GCGAAAGTCGGATTAATGCTCTATG 78 [19]
犘狉犲狏狅狋犲犾犾犪狉狌犿犻狀犻犮狅犾犪 PreRum92862R CCCATCCTATAGCGGTAAACCTTTG
真菌 GAGGAAGTAAAAGTCGTAACAAGGTTTC 120 [15]
Generalfungi CAAATTCACAAAGGGTAGGATGATT
引物设计是基于细菌的16SrRNA基因。Primerswerebasedon16SrRNAgenesforbacterialgroups.
331第12期 杨宏波 等:不同精粗比颗粒饲料对断奶公犊牛瘤胃发酵参数和微生物的影响
1.3.3 引物设计与合成 引物参照文献设计,由
Invitrogen公司合成,具体引物序列见表3。
1.3.4 瘤胃细菌定量方法 本试验采用相对定量
法[15]对瘤胃液中部分微生物进行定量。
荧光定量PCR分析采用罗氏LightCycler96和
序列检测软件(Version1.1)进行。每个样品3个重
复,PCR扩增采用20μL反应体系,体系组成如表4
所示。
PCR扩增反应程序为:1)95℃ 预变性30s;2)
95℃变性5s,60℃退火/延伸20s并采集荧光信号,
共40个循环;3)溶解曲线分析,以20℃/s的速度从
表4 荧光定量犘犆犚扩增体系
犜犪犫犾犲4 犚犲犪犾狋犻犿犲犘犆犚狉犲犪犮狋犻狅狀狊狔狊狋犲犿
试剂Composition 使用量Volume(μL)
SYBR?PremixExTaqⅡ(TliRNaseHPlus)
(2×)(TaKaRa,Shiga,Japan)
10.0
PCR正向引物ForwardPrimer(10μmol/L) 0.8
PCR反向引物ReversePrimer(10μmol/L) 0.8
DNA模板Template(<100ng)2 2.0
dH2O(灭菌蒸馏水Sterilizeddistiledwater) 6.4
总计Total 20.0
95℃降至65℃,再以20℃/s的速度缓慢加热至95℃,在95℃保持0s,在65℃保持15s,结束时4℃保存。
1.3.5 目的基因相对定量的计算 目的基因相对定量用2-ΔΔ犆狋法计算,以瘤胃液总细菌(generalbacteria,
GB)DNA作为内参基因,用对照组的基因进行校正[16]。荧光定量PCR基因相对表达量表示成目的基因相对于
GB的倍数。Δ犆狋值表示某样品目的基因临界循环数(犆狋)与内参基因犆狋值的差值,而ΔΔ犆狋值表示试验组样品
平均Δ犆狋与对照组平均Δ犆狋的差值。结果以平均倍数±标准误表示。
1.4 数据处理与统计分析
采用SPSS软件进行单因素方差分析,采用Duncan氏法进行差异显著者多重比较,以犘<0.05作为差异显
著的判断标准,试验结果以平均值±标准误表示。
2 结果与分析
2.1 不同精粗比颗粒饲料对断奶犊牛瘤胃 MCP浓度的影响
由表5可知,不同精粗比颗粒饲料对各处理组瘤胃 MCP浓度均无显著影响(犘>0.05)。
表5 不同精粗比颗粒饲料对断奶犊牛瘤胃微生物蛋白浓度的影响
犜犪犫犾犲5 犈犳犳犲犮狋狊狅犳犱犻犲狋狆犲犾犲狋狊狑犻狋犺犱犻犳犳犲狉犲狀狋犮狅狀犮犲狀狋狉犪狋犲狉狅狌犵犺犪犵犲狉犪狋犻狅狅狀狉狌犿犲狀犿犻犮狉狅犫犻犪犾狆狉狅狋犲犻狀狊(犕犆犘)狅犳狑犲犪狀犲犱犫狌犾犮犪犾狏犲狊
项目Items Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
微生物蛋白 MCP(mg/mL) 1.66±0.20 1.95±0.29 1.72±0.28 1.62±0.33
2.2 不同精粗比颗粒饲料对断奶犊牛瘤胃发酵参数的影响
由表6可知,处理组Ⅳ的总挥发性脂肪酸和乙酸浓度最低,且显著低于处理组Ⅰ(犘<0.05);处理组Ⅳ的丁
酸浓度最高,且显著高于处理组Ⅰ、Ⅲ(犘<0.05);处理组Ⅲ的乙酸与丙酸比值最大,且显著大于处理组Ⅳ(犘<
0.05)。此外,不同精粗比颗粒饲料对各处理组pH、氨态氮、丙酸、异丁酸、异戊酸和戊酸的浓度无显著影响(犘>
0.05)。
2.3 不同精粗比颗粒饲料对断奶犊牛瘤胃细菌的影响
由表7可知,处理组Ⅳ的白色瘤胃球菌、溶纤维丁酸弧菌和真菌的相对表达量最高,且显著高于其他各处理
组(犘<0.05);不同精粗比颗粒饲料对各处理组栖瘤胃普雷沃氏菌的数量无显著影响(犘>0.05);此外,处理组Ⅲ
的黄色瘤胃球菌的相对表达量最高,且显著高于其他各处理组(犘<0.05)。
3 讨论
3.1 不同精粗比颗粒饲料对断奶犊牛瘤胃 MCP浓度的影响
能量和蛋白质是维持瘤胃微生物代谢最主要的营养来源。其中瘤胃微生物是反刍动物最主要的氮源,它能
431 草 业 学 报 第24卷
够为反刍动物提供40%~80%的蛋白需要量[20]。然而,MCP的高产是以瘤胃内氮源和能量的有效同步为基础
的[21]。也有研究表明,瘤胃 MCP合成量与瘤胃稀释率呈正相关[2223]。鲁林等[24]采用单外流连续培养系统研究
不同精料水平(20%,80%)与稀释率对瘤胃 MCP合成效率的影响,研究发现提高精料水平和稀释率,均能明显
提高瘤胃微生物氮日产生量与微生物蛋白质的合成效率。本研究中,各处理组瘤胃细菌蛋白合成量无显著差异,
可能与各处理组日粮的能量和蛋白供应基本一致有关。
表6 不同精粗比颗粒饲料对断奶公犊牛瘤胃发酵参数的影响
犜犪犫犾犲6 犈犳犳犲犮狋狊狅犳犱犻犲狋狆犲犾犲狋狊狑犻狋犺犱犻犳犳犲狉犲狀狋犮狅狀犮犲狀狋狉犪狋犲狉狅狌犵犺犪犵犲狉犪狋犻狅狅狀狉狌犿犲狀
犳犲狉犿犲狀狋犪狋犻狅狀狆犪狉犪犿犲狋犲狉狅犳狑犲犪狀犲犱犫狌犾犮犪犾狏犲狊
项目Items Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
pH 6.17±0.15 6.19±0.16 6.20±0.23 6.21±0.12
氨态氮NH3N(mg/dL) 11.96±0.85 10.35±1.74 11.28±2.30 13.52±4.45
总挥发性脂肪酸TVFA(mmol/L) 77.84±5.14a 74.70±4.86ab 74.84±4.23ab 69.63±4.46b
乙酸Acetate(A,mmol/L) 54.23±3.13a 50.20±4.65ab 52.48±3.25a 43.25±2.44b
丙酸Propionate(P,mmol/L) 6.25±1.53 6.02±0.79 5.69±0.72 6.11±0.48
异丁酸Isobutyrate(mmol/L) 4.91±0.19 5.87±0.55 5.32±0.43 6.11±0.75
丁酸Butyrate(mmol/L) 4.87±2.80b 5.91±1.38ab 4.38±0.78b 7.86±1.10a
异戊酸Isovalerate(mmol/L) 4.60±0.55 4.06±0.58 4.23±0.65 4.01±0.61
戊酸Valerate(mmol/L) 2.98±0.51 2.64±0.21 3.04±0.38 2.30±0.25
乙酸∶丙酸A∶P 8.71±1.12ab 8.29±1.32ab 9.32±1.78a 7.16±1.03b
注:同行不同小写字母表示差异显著 (犘<0.05),下同。
Note:Inthesamerow,valueswithdifferentlowercasesmeansignificantdifferences(犘<0.05),thesamebelow.
表7 不同精粗比颗粒饲料对断奶公犊牛瘤胃细菌相对表达量的影响
犜犪犫犾犲7 犈犳犳犲犮狋狊狅犳犱犻犲狋狆犲犾犲狋狊狑犻狋犺犱犻犳犳犲狉犲狀狋犮狅狀犮犲狀狋狉犪狋犲狉狅狌犵犺犪犵犲狉犪狋犻狅狅狀狋犺犲狀狅狉犿犪犾犻狕犲犱
狉犪狋犻狅狅犳狉狌犿犲狀犫犪犮狋犲狉犻犪狊狅犳狑犲犪狀犲犱犫狌犾犮犪犾狏犲狊
项目Items Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
黄色瘤胃球菌犚.犳犾犪狏犲犳犪犮犻犲狀狊 1.00±0.06c 0.76±0.03c 8.10±0.24a 2.37±0.10b
白色瘤胃球菌犚.犪犾犫狌狊 1.00±0.04c 1.08±0.04c 2.71±0.16b 5.74±0.18a
溶纤维丁酸弧菌犅.犳犻犫狉犻狊狅犾狏犲狀狊 1.00±0.05c 0.45±0.01c 5.05±1.48b 7.81±1.64a
栖瘤胃普雷沃氏菌犘.狉狌犿犻狀犻犮狅犾犪 1.00±0.05 0.89±0.03 0.93±0.05 0.91±0.08
真菌Generalfungi 1.00±0.06c 1.41±0.30c 5.82±0.32b 8.89±0.40a
3.2 不同精粗比颗粒饲料对断奶犊牛瘤胃发酵参数的影响
瘤胃pH是反映瘤胃微生物代谢平衡状况和瘤胃发酵状况的综合指标之一,影响其最主要的一个因素是与
反刍活动呈正相关的唾液缓冲液的分泌量[25]。本试验中,各处理组间的瘤胃pH无显著差异,虽然各处理组颗
粒饲料中粗饲料含量不同,但所有原料经过统一粉碎后制成颗粒,使各组犊牛反刍次数相近而导致进入瘤胃中的
唾液量相同,最终使瘤胃pH无显著差异。日粮中粗蛋白水平和微生物蛋白质的降解是瘤胃NH3N重要的两种
来源[26]。瘤胃微生物生长所需要的氮主要来源于NH3N,它为微生物提供18%~100%的氮源[27]。对微生物
的生长,瘤胃内NH3N浓度不宜过高或过低,所以保持最适浓度的 NH3N是保证瘤胃 MCP产量最重要的条
件。影响瘤胃NH3N浓度的主要原因是饲料中粗蛋白的水平以及蛋白质的降解速度。Michalski等[28]研究发
现,日粮中非纤维性碳水化合物是限制瘤胃微生物对NH3N利用的主要因素,适当提高日粮中非纤维性碳水化
合物的水平,能促进瘤胃微生物对NH3N的利用。Agle等[29]研究指出,奶牛采食高粗料日粮时会导致瘤胃中
531第12期 杨宏波 等:不同精粗比颗粒饲料对断奶公犊牛瘤胃发酵参数和微生物的影响
氨氮水平的降低,原因是结构性碳水化合物可以降低氨的产量,进而能提高瘤胃微生物对瘤胃中氨的利用率。本
实验各处理组间NH3N的浓度无显著差异,原因可能是各组瘤胃 MCP合成量相近,微生物对NH3N的利用率
相同引起的。此外,各组颗粒饲料中蛋白水平相近也可能是造成瘤胃NH3N浓度无显著差异的原因之一。
挥发性脂肪酸能为动物机体提供70%~80%的可消化能,是反刍动物赖以生存、保持正常活动的主要能源,
同时它参与各种机体代谢[30]。瘤胃液VFA主要由乙酸、丙酸、丁酸以及少量超过四碳的酸和支链脂肪酸组成。
通常根据乙、丙、丁酸相对比例的高低,将瘤胃发酵类型分为乙酸发酵、丙酸发酵、丁酸发酵3种,一般用乙酸/丙
酸来表示瘤胃发酵类型的变化。有研究表明,日粮精粗比对瘤胃总挥发性脂肪酸(totalvolatilefattyacid,TV
FA)的产生影响不大[3132],然而也有研究发现瘤胃TVFA的产量与日粮精粗比和组成有关[33]。本试验结果表
明,瘤胃TVFA和乙酸的产量随颗粒饲料中精料水平的降低而减少,原因可能是由于高精料组能为微生物提供
更多的可发酵底物而造成的。此外,处理组Ⅳ的乙酸/丙酸与其他处理组相比降低,且丙酸比例与其他处理组相
比有增加的趋势,这说明随着颗粒饲料中粗料水平的升高,犊牛瘤胃的发酵类型会由乙酸发酵型往丙酸发酵型转
变,这是因为增加日粮中精料水平会降低瘤胃中乙酸浓度,苜蓿的含量逐渐升高且动物采食苜蓿比采食其他干草
会产生更多的丙酸[31]。
3.3 不同精粗比颗粒饲料对断奶犊牛瘤胃细菌的影响
Grubb和Dehority[34]研究表明,在干物质采食量相同的条件下,随着绵羊日粮中精粗比的增大,其中细菌的
数量会显著升高,而纤维降解菌的数量会降低。Leedle和Bryant[35]研究发现,给绵羊分别饲喂精粗比为68∶32
和23∶77的两种日粮,绵羊采食高粗料日粮时,在特异性菌群中纤维分解菌的数量较少,而分解木聚糖和胶质菌
的数量较多,两种日粮中总细菌的数量是没有差异性的。也有报道称[3637],随着日粮精粗比的改变,瘤胃纤维降
解菌的数量不会产生显著性的改变。然而本实验结果表明,瘤胃中黄色瘤胃球菌、白色瘤胃球菌和溶纤维丁酸弧
菌等纤维分解菌的数量随着颗粒饲料中粗饲料水平的升高而显著升高。这与Varel和Dehority[38]的研究结果一
致。溶纤维丁酸弧菌不仅有降解纤维物质产生VFA的功能,而且能吸收乙酸转化成丁酸的作用,因此也可以解
释处理组Ⅳ的乙酸浓度最低而丁酸浓度最高。黄色瘤胃球菌和白色瘤胃球菌是瘤胃中主要的纤维降解菌,能产
生大量的纤维素酶和半纤维素酶,其中主要为木聚糖酶,从而对纤维的降解起着重要的作用。黄色瘤胃球菌发酵
的产物主要为琥珀酸、乙酸和甲酸,还有少量的氢气、乙醇和乳酸,而白色瘤胃球菌几乎不产生琥珀酸,但可以产
生大量的氢气和乙醇。处理组Ⅲ的黄色瘤胃球菌的数量显著高于处理组Ⅳ,这是由于这两种纤维分解菌具有相
互抑制的作用,白色瘤胃球菌可产生细菌素,对黄色瘤胃球菌的生长产生抑制作用[39],本试验中处理组Ⅳ的白色
瘤胃球菌数量显著高于处理组Ⅲ,因此导致对处理组Ⅳ的黄色瘤胃球菌生长的抑制作用强于处理组Ⅲ,最终使处
理组Ⅳ的黄色瘤胃球菌的数量显著低于处理组Ⅲ。
栖瘤胃普雷沃氏菌是瘤胃中主要蛋白降解菌之一,本实验中各处理组间的栖瘤胃普雷沃氏菌的数量无显著
差异,这可能是由于各组颗粒饲料中粗蛋白水平一致造成的。此外,各处理组真菌的数量随着颗粒饲料中粗饲料
水平的增加而显著升高,这说明日粮精粗比过高会显著抑制瘤胃真菌的生长[40]。原因可能是瘤胃厌氧真菌一般
是附着于细胞壁厚、木质化程度较高的组织进行生长[41],然而木质化程度较高组织的含量会随着颗粒饲料中粗
饲料添加量的升高而增加,所以才会导致真菌数量的显著升高。
从本试验结果来看,当犊牛采食等能等蛋的不同精粗比颗粒饲料时,对瘤胃TVFA、乙酸、丁酸和乙酸/丙酸
均有显著影响,其中TVFA、乙酸和乙酸/丙酸基本上表现为随精料水平的降低而减少。此外,高精料的颗粒饲
料对犊牛瘤胃纤维降解菌和厌氧真菌的生长有显著的抑制作用。
犚犲犳犲狉犲狀犮犲狊:
[1] DiaoQY,YangZM,ChenJF,犲狋犪犾.Degradationinrumenandfeedingvalueofpeletizedforageandfodderforbeefcattles.
PrataculturalScience,2011,18(6):4347.
[2] GaoJ,DingLY,ChenLM.ComparisononthefatteningeffectsofTMRpeletfeedindifferentspeciesofgrowingcattle.
ActaEcologaeAnimalisDomastici,2013,34(5):7174.
[3] ChenL,ZhangLQ,HongL.Analysisofnutritionalcompositionforfeeding犆犪狉犪犵犪狀犪犻狀狋犲狉犿犲犱犻犪peletsandthetestforthe
631 草 业 学 报 第24卷
fatteningeffectonbeefcattle.HeilongjiangAnimalScienceandVeterinaryMedicine,2014,11:9598.
[4] HeinM,GringsE,RofflerR.Evaluationofapeletformulatedtoreplacewholecottonseedinthedietofdairycowsinearly
lactation.JournalofDairyScience,1990,3(9):24692472.
[5] MarstonSP,ClarkGW,AndersonGW,犲狋犪犾.MaximizingprofitonNewEnglandorganicdairyfarms:Aneconomiccom
parisonof4totalmixedrationsfororganicHolsteinsandJerseys.JournalofDairyScience,2011,94(6):31843201.
[6] LaiJT,LiN,MaSC,犲狋犪犾.Theeffectsofconcentrateandforagemixedpeletfeedontheapparentdigestibilityoffiberand
proteinofdairycows.ChineseJournalofanimalScience,2007,13(1):3536.
[7] FrikhaM,SafaaH M,JimenezmorenoE,犲狋犪犾.Influenceofenergyconcentrationandfeedformofthedietongrowthper
formanceanddigestivetraitsofbrownegglayingpuletsfrom1to120daysofage.AnimalFeedScienceandTechnology,
2009,153(3):292302.
[8] AbdolahiMR,RavindranV,SvihusB.Peletingofbroilerdiets:Anoverviewwithemphasisonpeletqualityandnutritional
value.AnimalFeedScienceandTechnology,2013,179(1):123.
[9] MarstonSP,ClarkGW,AndersonGW,犲狋犪犾.Effectofpeletingtemperatureandprobioticsupplementationongrowthper
formanceandimmunefunctionofbroilersfedmaize/soybaseddiets.AnimalFeedScienceandTechnology,2013,180(1):
5563.
[10] YuAB,ZhuangT,ZhangJG.TheeffectsofdifferentcNFC/cNDFratioonthedegradationrateandfermentationinrumen
ofweanedcalves.ChinaFeed,2012,(14):2226.
[11] XuJ,HouYJ,YangHB.Effectofforagesourcesonrumenfermentationcharacteristics,performance,andmicrobialpro
teinsynthesisinmidlactationcows.AsianAustralasianJournalofAnimalScience,2014,27(5):667673.
[12] WeatherburnM W.Phenolhypochrolitereactionfordeterminationofammonia.AnalyticalChemistry,1967,39:971974.
[13] Hal MB,HerejkC.Differencesinyieldsofmicrobialcrudeproteinfrom犻狀狏犻狋狉狅fermentationofcarbohydrates.Journalof
DairyScience,2001,84:24862493.
[14] KristensenNB.Quantificationofwholebloodshortchainfattyacidsbygaschromatographicdeterminationofplasma2chlo
roethylderivativesandcorrectionfordilutionspaceinerythrocytes.ActaAgricultureAcandinavicaSectionAAnimalSci
ence,2000,50:231236.
[15] DenmanSE,McSweeneyCS.DevelopmentofarealtimePCRassayformonitoringanaerobicfungalandcelulolyticbacteri
alpopulationswithintherumen.FemsMicrobiologyEcology,2006,58:572582.
[16] LivakKI,SchmittgenTD.AnalysisofrelativegeneexpressiondatausingrealtimePCRquantitativePCRandthe2meth
od.Methods,2001,25:402428.
[17] WangRF,CaoW W,CernigliaCE.PCRdetectionof犚狌犿犻狀狅犮狅犮犮狌狊spp.inhumanandanimalfaecalsamples.Molecular
andCelularProbes,1997,11:259265.
[18] StevensonDM,WeimerPJ.Dominanceof犘狉犲狏狅狋犲犾犾犪andlowabundanceofclassicalruminalbacterialspeciesinthebovine
rumenrevealedbyrelativequantificationrealtimePCR.AppliedMicrobiologyandBiotechnology,2007,75:165174.
[19] EhsanK,LiS,PlaizierJC,犲狋犪犾.Rumenmicrobiomecompositiondeterminedusingtwonutritionalmodelsofsubacuteru
minalacidosis.AppliedandEnvironmentalMicrobiology,2009,75:71157124.
[20] ChurchK.Astochasticpartsprogrammeandnounphaseparserforunrestricitedtext.Secondconference.AppliedNatural
LanguageProcessing,1988,23:214216.
[21] MoscardiniS,WrightTC,LuimesPH,犲狋犪犾.Effectsofrumenundegradableproteinandfeedintakeonpurinederivativeand
ureanitrogen:Comparisonwithpredictionsfromthecornelnetcarbohydrateandproteinsystem.JournalofDairyScience,
1998,81:24212429.
[22] MengQX,KerleyMS.Proteinfermentationbyruminalmicroorganismsandmicrobialgrowthefficiencyasaffectedbydilu
tionrateincontinuousculture.JournalofAgriculturalScience,1998,31:14.
[23] ThomsonDJ,BeeverDE,LathamMJ,犲狋犪犾.Theeffectofinclusionofmineralsaltsinthedietondilutionrate,thepattern
ofrumenfermentationandthecompositionofrumenmicroflora.JournalofAgriculturalScience,1978,91:17.
[24] LuL,XiaZG,MengQX.Effectsofconcentrateanddilutionrateonrumenmicrobialandfermentation.FeedResearch,
2007,4:5255.
[25] AnantasookN,WanapatM,CherdthongA,犲狋犪犾.Effectofplantscontainingsecondarycompoundswithpalmoilonfeedin
take,digestibility,microbialproteinsynthesisandmicrobialpopulationindairycows.JournalofAnimalScience,2013,
26(6):820826.
[26] SrinivasB,GuptaB.Rumenfermentation,bacterialandtotalvolatilefattyacid(TVFA)productionratesincattlefedonu
reamolassesmineralblocklickssupplemen.AnimalFeedScienceandTechnology,1997,65(1):275286.
[27] SalterDN,DaneshvarK,SmithRH.Theoriginofnitrogenincorporatedintocompoundsintherumenbacteriaofsteers
731第12期 杨宏波 等:不同精粗比颗粒饲料对断奶公犊牛瘤胃发酵参数和微生物的影响
givenproteinandureacontainingdiets.TheBritishJournalofNutrition,1979,41(1):197209.
[28] MichalskiJ,KowalczykJ,CzaudernaM,犲狋犪犾.Incorporationofendogenousureanitrogenintotheaminoacidsofbacterial
proteinintherumenofgoatsfeddietswithvariousproteinlevels.JournalofAnimalScience,2013,516:49.
[29] AgleM,HristovA,ZamanS,犲狋犪犾.Effectofdietaryconcentrateonrumenfermentation,digestibility,andnitrogenlosses
indairycows.JournalofDairyScience,2010,93(9):42114222.
[30] VanH M.ChalengingtheretinalforalteringVFAratiosingrowingruminates.FeedMix,1996,4(1):812.
[31] CantalapiedraHG,YanezRD,MartinGA,犲狋犪犾.Effectsofforage:concentrateratioandforagetypeonapparentdigesti
bility,ruminalfermentation,andmicrobialgrowthingoats.JournalofAnimalScience,2009,87(2):622631.
[32] CerriloM,RusselJ,CrumpM.Theeffectsofhaymaturityandforagetoconcentrateratioondigestionkineticsingoats.
SmalRuminantResearch,1999,32(1):5160.
[33] WangSP,WangWJ,WangJQ,犲狋犪犾.Effectsofdietaryconcentratetoforageratioonrumenfermentationandperform
anceofdairycows.JournalofNorthwestA&FUniversity,2007,35(6):4450.
[34] GrubbJA,DehorityBA.Effectsofanabruptchangeinrationfromalroughagetohighconcentrateuponrumenmicrobial
numbersinsheep.AppliedEnvironmentalMicrobiology,1975,30:404412.
[35] LeedleJAZ,BryantMP.Diurnalvariationsinbacterialnumbersandfluidparametersinruminalcontentsofanimalsfed
loworhighforagediets.AppliedandEnvironmentalMicrobiology,1982,44(2):402412.
[36] DehorityBA,TirabassoPA.Effectofruminalcelulolyticbacterialconcentrationson犻狀狊犻狋狌digestionofforagecelulose.
JournalofAnimalScience,1998,76:29052911.
[37] MackieRI,GilchristMC.Microbiologicalandchemicalchangesintherumenduringthestepwiseadaptationofsheepto
highconcentratediets.JournalofAgriculturalScience,1978,90:241254.
[38] VarelVH,DehorityBA.Ruminalcelulolyticbacteriaandprotozoafrombison,cattlebisonhybrids,andcattlefedthreeal
falfacorndiets.AppliedandEnvironmentalMicrobiology,1989,55:148153.
[39] SunYZ,MaoSY,YaoW,犲狋犪犾.Thedynamicsofmicroorganismpopulationsandfermentationcharactersofcoculturesof
rumenfungiandcelulolyticbacteriaondifferentsubstrates.ActaMicrobiologicaSinica,2006,46(3):422426.
[40] FengYL.RuminantNutrition[M].Beijing:SciencePress,2004:210.
[41] WiliamsAG,JoblinKN,FontyG.InteractionsbetweentheRumenChytridFungiandotherMicroorganisms[M].New
York:MarcelDekker,1995.
参考文献:
[1] 刁其玉,杨茁萌,陈荆芬,等.草颗粒饲料在牛瘤胃内的降解与饲养价值.草业科学,2001,18(6):4347.
[2] 高健,丁洛阳,陈连民.颗粒饲料对不同品种生长期牛育肥效果的比较研究.家畜生态学报,2013,34(5):7174.
[3] 陈亮,张凌青,洪龙.饲喂柠条颗粒饲料营养成分分析及对肉牛育肥效果试验.黑龙江畜牧兽医,2014,11:9598.
[6] 赖景涛,李宁,马松成,等.精粗配合颗粒饲料对奶牛纤维性物质和蛋白质表观消化率的影响.中国畜牧杂志,2007,
13(1):3536.
[10] 禹爱兵,庄涛,张建刚.不同cNFC/cNDF日粮在断奶犊牛瘤胃内的降解规律及对瘤胃发酵参数的影响.中国饲料,2012,
(14):2226.
[24] 鲁琳,夏兆刚,孟庆翔.精料与稀释率对瘤胃发酵与微生物蛋白的影响.饲料研究,2007,4:5255.
[33] 汪水平,王文娟,王加启,等.日粮精粗比对奶牛瘤胃发酵及泌乳性能的影响.西北农林科技大学学报,2007,35(6):44
50.
[39] 孙云章,毛胜勇,姚文,等.不同精粗比底物下瘤胃真菌和纤维降解细菌共培养发酵特性及菌群变化.微生物学报,2006,
46(3):422426.
[40] 冯仰廉.反刍动物营养学[M].北京:科学出版社,2004:210.
831 草 业 学 报 第24卷