全 文 :书日粮组成对牦犊牛消化和能量代谢的影响
董全民1,赵新全2,施建军1,王彦龙1,盛丽1,杨时海1,
李世雄1,马玉寿1,王柳英1
(1.青海省畜牧兽医科学院,青海 西宁810016;2.中国科学院西北高原生物研究所,青海 西宁810001)
摘要:在海拔3980m的果洛州大武乡对3头牦犊牛分别饲喂100%的青贮披碱草(A)、40%精料+60%青贮披碱
草(B)、60%精料+40%青贮披碱草(C)3种不同日粮,按3×3拉丁方设计了消化代谢试验。结果表明,1)日粮干
物质、有机质、粗蛋白和能量消化率差异显著(犘<0.05),粗灰分消化率差异不显著(犘>0.05),且随日粮中精料比
例的增加,各营养成分的消化率逐渐降低;2)日粮C的能量代谢率显著低于日粮A和日粮B(犘<0.05),但消化能
转化为代谢能的效率差异不显著(犘>0.05),其平均转化效率为0.78;3)粪和尿中排出钙差异显著(犘<0.05),粪
中排出磷差异不显著(犘>0.05),而尿中排出磷差异显著(犘<0.05);钙存留量随日粮中精料比例的增加而减小,
磷存留量在A日粮下最大。以上结果说明牦犊牛对日粮的消化和能量代谢与其组成密切相关,而且表观消化率随
日粮水平的提高而降低,其能量转化率低于生长牦牛和成年牦牛。因此,该结果可为牦犊牛的补饲和快速育肥提
供科学依据。
关键词:牦犊牛;日粮组成;消化代谢;能量代谢
中图分类号:S823.8+3;S816.32 文献标识码:A 文章编号:10045759(2012)03028106
自1816年 Magendie提出含氮物质是动物日粮中的必需营养素以来,动物蛋白质营养代谢一直是研究的热
点问题,反刍动物营养调控的研究和应用已成为全球动物营养学发展的主旋律。能量是评价饲料的重要指标,饲
料能量浓度高低决定动物采食量。因此,蛋白质和能量水平是决定动物生产性能的重要因素,但两者之间并不是
孤立的,也不是水平越高,生产性能和健康状况越好[1]。牦牛(犅狅狊犵狌狀狀犲狀狊)作为青藏高原的特有放牧畜种,是
在高寒、缺氧、枯草期漫长等严酷自然条件下,经过长期的自然选择和自身适应形成的特殊牛种,其提供的畜产品
对当地牧民的衣食住行起着无可替代的作用,使其在高寒草甸生态系统中占有举足轻重的地位[24]。然而在牦牛
产区,长期以来由于掠夺式的经营方式和粗放的管理模式,使牦牛始终处于“夏饱、秋肥、冬瘦、春乏”恶性循环之
中,牦牛的生产处在低水平的发展阶段,牦牛营养代谢研究远远落后于其他家畜,营养缺乏一直是限制牦牛生产
能力提高的主要因素[5,6]。然而,牦牛的营养状况主要取决于草地牧草有效营养物质的供给量,但放牧牦牛采食
量和采食种类难以精确测定,也给牦牛饲料及营养的研究造成了很大不便。
目前,国内外学者对动物生长、育肥阶段的蛋白质和能量的研究居多,大多数结果表明,蛋白能量比对动物的
生长性能和饲料报酬有很大的影响;各种动物在不同的生长阶段所需要的蛋白质和能量不同,但都存在一个最佳
的蛋白能量比[1]。饲料蛋能比过高或过低都不能使动物的生产性能得到最好的发挥,因为蛋白能量比影响饲料
转化率和动物生长[7]。许多学者的研究表明,饲料消化和能量代谢与日粮的化学成分、饲养水平密切相关[26],不
同的饲喂日粮能导致瘤胃中日粮粗蛋白降解程度明显不同[810];同时,众多学者对舍饲饲喂条件下牦牛消化和能
量代谢作了大量的报道[2,3,5,1114],但这些报道多局限于生长牦牛和成年牦牛,且试验地大部分选在海拔2260m
的西宁市,在牦牛产区有关牦牛消化和能量代谢的研究几乎很少报道[15]。
针对这种情况,本试验设在海拔3980m的青海省果洛州玛沁县大武乡格多牧委会,选择3头健康、体重接
近的犊牦牛,采用3×3拉丁方设计依次饲喂3种不同日粮研究不同日粮下牦犊牛的消化和能量代谢,旨在找到
第21卷 第3期
Vol.21,No.3
草 业 学 报
ACTAPRATACULTURAESINICA
281-286
2012年6月
收稿日期:20110318;改回日期:20110427
基金项目:国家“十一五”科技支撑计划项目(2009BAC61B02)和国家自然科学基金项目(30960074,41030105和30970519)资助。
作者简介:董全民(1972),男,甘肃天水人,研究员,博士。Email:dqm850@sina.com
通讯作者。Email:xqzhao@nwipb.cas.cn
适合牦犊牛的补饲策略和快速育肥方法,为加快牦
牛群周转、提高商品率和出栏率寻求新的途径。
1 材料与方法
1.1 试验时间、地点
本试验于2004年11月6日-2005年1月14
日在青海省果洛州玛沁县大武乡的格多牧委会进
行,该牧委会位于北纬34°21′22″,东经100°29′42″,
海拔3980m,年平均气温为-2.3℃,最高和最低
气温分别为25.2和-32.5℃,年平均降水量为560
mm,年蒸发量1392mm,无绝对无霜期。室内试
验在中国科学院西北高原生物研究所的测试中心进
行。
1.2 试验材料
1.2.1 试验动物 在牧户牛群内选取健康、生长发
育良好的3头6月龄犊牦牛,体重分别为54.5kg
(2004年5月6日出生)、56.0kg(2004年5月7日
出生)、51.5kg(2004年5月9日出生)。
1.2.2 试验日粮 试验时青贮草的青干比为3∶1
(3kg青贮草的烘干重为1kg),试验日粮组成及其
营养成分见表1,2。
1.3 试验方法
表1 饲喂日粮的组成
犜犪犫犾犲1 犆狅犿狆狅狊犻狋犻狅狀狅犳犱犻犲狋狊犳犲犱
日粮Dietary 精料Concentrate(%) 青贮披碱草Silage(%)
A 0 100
B 40 60
C 60 40
注:精料组成为50%麸皮+21%菜籽饼+25%青稞+2%磷酸氢钙+
1%盐+1%添加剂。
Note:Compositionsofconcentrateare50% bran+21%colzacake+
25% highlandbarley+2%calciumhydrophosphate+1%salt+1%addi
tive.
表2 饲喂日粮中精料和青贮草的营养成分
犜犪犫犾犲2 犖狌狋狉犻狋犻狅狀犮狅狀狋犲狀狋狊狅犳犮狅狀犮犲狀狋狉犪狋犲
犪狀犱狊犻犾犪犵犲犻狀犱犻犲狋狊犳犲犱
日粮成分
Dietary
composition
总能
Total
energy
(MJ/kg)
有机物质
Organic
matter
(g/kg)
粗蛋白
Crude
protein
(%)
粗脂肪
Crude
fat
(%)
粗纤维
Crude
fibre
(%)
钙
Ca
(%)
磷
P
(%)
精料Concentrate 21.87 917.00 11.29 4.62 30.121.550.30
青贮草Silage 21.42 907.50 6.66 4.21 16.401.140.16
1.3.1 试验设计与饲养管理 按3×3拉丁方设计安排消化代谢试验,按照不同日粮组成将试验分为3期,每期
试验分为预饲期15~16d,收集期7d。每天饲喂2次(早晨8:00,下午4:30),饮水1次(下午4:00)。试验时太
阳能暖棚内的平均温度为-16.2℃,相对湿度为54%,暖棚外平均温度为-26.5℃,相对湿度为50%。
1.3.2 样品采集和分析 采用全收粪尿法,将每只试验动物7d的饲料、粪、尿分别混匀制样后,测定样品的干
物质、有机质、粗蛋白、粗灰分、钙、磷。粗灰分含量的测定用SX512型箱式电阻炉在500℃高温炉中灼烧至除
掉所有碳后的所剩残渣;粗蛋白含量用凯氏法测出含氮量的基础上,通过计算得到;钙、磷用NPC02型钙磷测定
仪;能量用BOMBCalorimeterFARR1281/FARR1756仪器测定,甲烷能的估测按韩兴泰等[16]建议的公式:
(CH4/犌犈)×100%=16.87-4.15×犕犈/犕犈犿(犕犈犿=302犠0.52),式中,CH4 为甲烷,犌犈为总能,犕犈是代谢
能,犕犈犿为维持代谢能,犠 为牦牛体重。
1.4 数据统计与处理
用SPSS软件按3×3拉丁方程序对各项数据进行ANOVA分析,确定不同日粮组成对干物质、有机质、粗灰
分、粗蛋白和能量消化率及其代谢率和转化率的影响。差异显著时用新复极差法对各组间平均数进行多重比较,
以犘<0.01(差异极显著),犘<0.05(差异显著)作为差异显著性判断标准。
2 结果与分析
2.1 不同日粮下牦犊牛对各营养成分的消化率
干物质、有机质、粗蛋白和能量消化率差异显著(犘<0.05),粗灰分消化率差异不显著(犘>0.05)(表3)。随
日粮中精料含量的增加,牦犊牛对各营养成分的消化率逐渐降低,精料比例为40%的日粮B的干物质、有机质和
能量消化率与精料比例为60%的日粮C和只有青贮披碱草的日粮A相应营养物质消化率之间的差异均不显著
(犘>0.05),但日粮A和C干物质、有机质和能量消化率之间的差异显著(犘<0.05);日粮A中粗蛋白的消化率
显著高于日粮B和C(犘<0.05),但B和C之间的差异不显著(犘>0.05)。可见牦犊牛对日粮的消化率与其组
成密切相关。
282 ACTAPRATACULTURAESINICA(2012) Vol.21,No.3
2.2 不同日粮下牦犊牛的能量代谢
随着日粮中精料比例的增加,消化能、代谢能、
代谢率以及消化能转化为代谢能的效率均呈下降趋
势,粪能和尿能C日粮最高,A日粮最小(表4)。不
同日粮组成下,牦犊牛对日粮C的能量代谢率显著
低于日粮A和B(犘<0.05),但A和B差异不显著
(犘>0.05);消化能转化为代谢能的效率差异不显
著(犘>0.05),其平均转化效率为0.78。
2.3 不同日粮下牦犊牛的钙、磷代谢
牦犊牛在不同日粮组成下对钙和磷食入量差异
不显著(犘>0.05),但粪和尿中排出钙各日粮组成
之间的差异显著(犘<0.05),而存留量差异不显著
(犘>0.05);粪中排出磷差异不显著(犘>0.05),而
尿中排出磷和存留量差异显著(犘<0.05)。钙存留
量随日粮中精料比例的增加而减小,磷存留量在A
日粮下最大,B日粮下最小,而在精料比例最大的日
粮C下最小(表5)。
3 讨论
3.1 不同日粮对牦牛消化率的影响
长期以来,牦牛每年都遭受周期性的营养缺乏,
迫使牦牛也相应地存在着周期性的补偿性生长,故
牦牛营养缺乏和补偿性生长的周期性交替出现是牦
牛营养的重要特点之一,也是长期的自然选择过程
中牦牛对牧草数量和质量上的季节不平衡和对恶劣
气候及饥饿形成的一种特殊适应机制,这种适应性
机制通过牦牛特殊的生理和营养代谢来调节[5]。另
外,牦牛产区自然环境极为恶劣,牦牛放牧管理粗放
及其本身遗传特点等因素给研究工作造成了很大困
难。谢敖云等[8,9]主要对不同日粮下牦牛瘤胃环境
变化和蛋白质的消化率进行了研究,其蛋白质饲料
的消化率比本试验的结果高;董世魁等[4,5]对舍饲
条件下泌乳牦牛、干奶空怀牦牛能量,蛋白质以及
钙、磷的消化代谢进行了研究,不同采食水平对消化
代谢有显著影响,当采食水平降低50%时,燕麦青
干草、有机质、粗灰分、总能的消化率均有不同程度
增加;同一日粮下泌乳牦牛和干奶牦牛各日粮营养
成分的消化率虽存在一定差异,但并不显著;Long
表3 不同日粮组成下牦犊牛的消化代谢结果
犜犪犫犾犲3 犚犲狊狌犾狋狅犳犱犻犵犲狊狋犻狏犲犿犲狋犪犫狅犾犻狊犿犳狅狉狔犪犽犮犪犾犳
狌狀犱犲狉犱犻犳犳犲狉犲狀狋犱犻犲狋犪狉狔犮狅犿狆狅狊犻狋犻狅狀
成分
Component
项目
Item
日粮组成 Dietarycomposition
A B C
干物质
Drymatter
食入量Intake(kg) 0.786 0.668 0.660
粪中排出量Feces(kg) 0.345 0.329 0.360
消化率Digestibility(%) 56.07a50.71ab45.48b
有机物质
Organicmatter
食入量Intake(kg) 0.778 0.661 0.654
粪中排出量Feces(kg) 0.314 0.297 0.324
消化率Digestibility(%) 59.62a55.14ab50.39a
粗灰分
Crudeash
食入量Intake(kg) 0.068 0.052 0.115
粪中排出量Feces(kg) 0.040 0.027 0.081
消化率Digestibility(%) 16.33a16.22a15.71a
粗蛋白
Crudeprotein
食入量Intake(g) 47.47 41.91 43.22
粪中排出量Feces(g) 26.58 30.05 32.66
消化率Digestibility(%) 44.00a28.30b24.43b
能量
Energy
总能Grossenergy(MJ) 17.34 14.85 14.35
粪能Fecesenergy(MJ) 7.64 7.28 8.00
消化率Digestibility(%) 55.94a50.98ab44.25b
注:除干物质外,所有数据均以风干样计;同行不同字母者为差异显著
(犘<0.05)。下同。
Note:Aldataarebasedontheairdrymatter(ADM),exceptdrymatter
(DM);thedifferentlettersinthesamerowaresignificantlydifferent(犘<
0.05).Thesamebelow.
表4 不同日粮组成下牦犊牛的能量代谢结果
犜犪犫犾犲4 犚犲狊狌犾狋狅犳犲狀犲狉犵狔犿犲狋犪犫狅犾犻狊犿犳狅狉狔犪犽犮犪犾犳
狌狀犱犲狉犱犻犳犳犲狉犲狀狋犱犻犲狋犪狉狔犮狅犿狆狅狊犻狋犻狅狀
能量Energy
日粮组成 Dietarycomposition
A B C
总能Grossenergy(MJ) 17.34 14.85 14.35
粪能Fecesenergy(MJ) 7.64 7.28 8.00
消化能 Digestibleenergy(MJ) 9.70 7.57 6.35
尿能 Urineenergy(MJ) 0.080 0.066 0.097
甲烷能 Methaneenergy(MJ) 1.791 1.503 1.402
代谢能 Metabolizableenergy(MJ) 7.70 5.94 4.75
代谢率 ME/GEmetabolizability(%) 44.41a 40.01a 33.07b
消化能转化为代谢能的效率
ME/DEefficiency(%)
79.38a 78.47a 74.80a
等[2,6]也分别对泌乳牦牛、干奶空怀牦牛在不同日粮水平和采食水平下的消化代谢进行了研究,不同日粮能导致
泌乳牦牛营养成分消化率和代谢率的不同,虽然干物质、钙和磷的消化率随日粮变化,但差异不显著;而且当干奶
牦牛的采食量从0.3倍的自由采食量增加到0.9倍时,日粮中的干物质、有机质和粗灰分的消化率降低。本试验
结果与生长牦牛表观消化率随日粮水平的提高而降低的结论一致[17],也与黄牛和水牛上的结论一致[1723],说明
382第21卷第3期 草业学报2012年
饲料的消化率与其组成密切相关。精料含量过高会
破坏瘤胃微生物的生存条件,影响瘤胃微生物的繁
殖和相互关系,进而影响牦牛的消化、发酵功能,甚
至导致瘤胃发病[14],最终影响动物的饲料降解率和
表观消化率[2426]。
3.2 不同日粮对牦牛能量代谢的影响
饲料总能减去粪能、甲烷能以及尿能后称为代
谢能,粪能主要和采食饲料的性质有关,尿能主要受
饲料结构、特别是饲料中蛋白质含量的影响,而家畜
的可消化能(饲料总能减去粪能)主要和饲料的性质
及采食水平有关。家畜的生产力除和遗传有关外,
饲料的能量水平也是影响其生产力的重要因素。能
量水平不能满足家畜的需要时,家畜生产力低下、健
康恶化、饲料能量用于生产的效率低;相反,过高的
表5 不同日粮组成下牦犊牛对钙和磷的代谢结果
犜犪犫犾犲5 犚犲狊狌犾狋狅犳犆犪犪狀犱犘犿犲狋犪犫狅犾犻狊犿犳狅狉狔犪犽犮犪犾犳
狌狀犱犲狉犱犻犳犳犲狉犲狀狋犱犻犲狋犪狉狔犮狅犿狆狅狊犻狋犻狅狀
成分
Component
项目Item
日粮组成 Dietarycomposition
A B C
钙Ca 食入量Intake(g) 9.15a 8.25a 8.44a
粪中排出量Feces(g) 3.49a 2.98a 5.22b
尿中排出量 Urine(g) 0.0124a 0.0649b 0.0267a
存留量 Retention(g) 5.65a 5.21a 3.19b
磷P 食入量Intake(g) 1.79a 1.56a 1.58a
粪中排出量Feces(g) 1.05a 1.13a 0.91a
尿中排出量 Urine(g) 0.0056a 0.0026b 0.0016b
存留量 Retention(g) 0.7344a 0.4274b 0.6684a
Ca∶P 5.11∶1 5.29∶1 5.34∶1
饲料能量水平对家畜的生产力及健康同样不利[27]。胡令浩等[28]对生长期牦牛的能量代谢的研究表明,当日粮
精料含量从50%增加到90%时,代谢率从50%提高到70%,能量消化率从60%提高到77%,粪能损失从40%降
至23%,这与本研究的结果相反。另外,本试验消化能转化为代谢能的效率平均为0.78,这一结果低于韩兴泰
等[11]、董全民等[15]从生长牦牛得到的0.87和0.83的试验结果,也低于董世魁[5]从泌乳牦牛获得的0.81的试验
结果,但接近于董世魁[5]从干奶空怀牦牛和泌乳牦牛获得的0.76和0.81的试验结果。这是牦牛本身的代谢特
点,还是与犊牦牛瘤胃微生物区系尚未稳定,瘤胃微生物系统的动态平衡系统容易遭到破坏有关[14],尚需进一步
探讨。
3.3 不同日粮对牦牛钙、磷代谢的影响
钙和磷是家畜骨骼和牙齿的主要成分,钙占99%左右,其余是活细胞和组织液的必要成分;磷约占80%,其
余大部分构成软组织,小部分存在于体液中。钙和磷的缺乏在草食动物中比较常见,表现为幼畜佝偻病和骨骼病
变、家畜食欲不振甚至废食[29]。杨文正[29]报道,若其他条件相同,钙、磷的吸收量与日粮中的钙、磷含量成正比,
而且饲料含钙、磷越丰富,肠道对钙、磷的吸收量也越大;董世魁等[35]和Long等[2,6]对不同日粮和采食水平下泌
乳牦牛、干奶空怀牦牛钙、磷的消化代谢研究表明,在不同日粮组成和采食水平下,钙和磷的消化率随日粮变化,
但差异不显著。另外,本试验中牦犊牛对钙和磷的采食比例随精料比例的升高而增加,而且该比例远远高于干奶
空怀牦牛对钙和磷的采食比例(约为2∶1),这可能与牦犊牛的生长特性和瘤胃微生物不能适应新的日粮有
关[15,30]。
4 结论
牦犊牛对不同日粮组成干物质、有机质、粗蛋白和能量消化率的差异显著,粗灰分消化率差异不显著,且随日
粮中精料含量的增加,牦犊牛对各营养成分的消化率逐渐降低,说明饲料的消化率与其组成密切相关。这是因为
精料含量过高会破坏瘤胃微生物的生存条件,影响瘤胃微生物的繁殖和相互关系,进而影响动物的饲料降解率和
表观消化率。
不同日粮组成下,牦犊牛对日粮C的能量代谢率显著低于日粮A和B,但A和B之间的差异不显著;消化能
转化为代谢能的效率差异不显著,其平均转化效率为0.78,该结果低于生长牦牛,但接近于泌乳牦牛。这是牦牛
本身的代谢特点,还是与犊牦牛瘤胃微生物区系尚未稳定,瘤胃微生物系统的动态平衡系统容易遭到破坏有关,
尚需进一步探讨。
牦犊牛在不同日粮组成下对钙和磷食入量差异不显著,但粪和尿中排出钙差异显著;粪中排出磷差异不显
著,而尿中排出磷和存留量差异显著。牦犊牛对钙和磷的采食比例随精料比例的升高而增加,钙存留量随日粮中
精料比例的增加而减小,而且该比例远远高于干奶空怀牦牛对钙和磷的采食比例(约为2∶1),这可能与牦犊牛
482 ACTAPRATACULTURAESINICA(2012) Vol.21,No.3
的生长特性和瘤胃微生物不能适应新的日粮有关,尚需进一步探讨。
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犈犳犳犲犮狋狅犳犱犻犲狋犪狉狔犮狅犿狆狅狊犻狋犻狅狀狅狀狋犺犲犱犻犵犲狊狋犻狏犲犪狀犱犲狀犲狉犵狔犿犲狋犪犫狅犾犻狊犿狊狅犳狔犪犽犮犪犾狏犲狊
DONGQuanmin1,ZHAOXinquan2,SHIJianjun1,WANGYanlong1,SHENGLi1,
YANGShihai1,LIShixiong1,MAYushou1,WANGLiuying1
(1.QinghaiAcademyofAnimalandVeterinarySciences,Xining810016,China;2.Northwest
PlateauInstituteofBiology,ChineseAcademyofSciences,Xining810001,China)
犃犫狊狋狉犪犮狋:Asupplementarystrategyandfeedlottingmethodforyakcalveswassoughtasanewapproachtoal
leviatethepressureonnaturalgrasslandsandalowrecoveryofnaturalvegetation.A3×3Latinsquaretestof
digestiveandmetabolictrialswasdesignedinDawutownshipofGuoluoPrefecture.Threeyakcalvespertreat
mentwerefedwith3differentdiets:(A)100%犈犾狔犿狌狊狀犪狀狋狌狊silage,(B)40%concentrate+60%犈.狀犪狀狋狌狊
silage,and(C)60%concentrate+40%犈.狀犪狀狋狌狊silage.1)Thereweresignificantdifferencesindigestibility
ofdrymatter,organicmatter,crudeproteinandenergywiththedifferentdiets,buttherewasnosignificant
differenceforcrudeash.Withanincreaseinpercentageofconcentrateinthediet,thedigestibilityofeverynu
trientingredientinthedifferentdietsgradualydecreased;2)ThemetabolizabilityofenergyfordietCwassig
nificantlylowerthanthatfordietsAandB,buttheefficienciesofdigestiveenergyconversionintometabolic
energy(ME/DE)werenotsignificantlydifferentbetweenthe3diets.Theaverageconversionefficiencywas
0.78;3)Calcium (Ca)extractedfromfaecesandurinewassignificantlydifferentbetweenthediets,while
phosphorus(P)differedsignificantlyfromurinefromthethreedietsbutnotfromfaeces.Casedimentde
creasedwiththeincreaseinpercentageofconcentrate,butPsedimentwasmaximumindietAandminimumin
dietB.Theseresultsshowedthatthedigestiveandenergymetabolismsofdietsforyakcalveswereclosely
boundupwithdietarycomposition.Apparentdigestibilitydecreasedwithanincreaseofdietarylevel.Thesere
sultprovideascientificbasisforsupplementaryfeedingandcelerityfattening,whichwouldbeaneffectiveap
proachtospeedupturnoverofdroveandtoincreasethemerchandiseratioofyaks.
犓犲狔狑狅狉犱狊:yakcalf;dietarycomposition;digestivemetabolism;energymetabolism
682 ACTAPRATACULTURAESINICA(2012) Vol.21,No.3