2016年7月, 试验在定西祥泰养殖有限公司进行, 位于定西市安定区。试验所用甜高粱青贮购自甘肃省机械研究院, 玉米青贮和苜蓿颗粒(Medicago sativa) 购自甘肃民祥牧草有限公司。其中, 玉米青贮为揉丝处理, 甜高粱青贮为横截式铡短处理。

试验选取8只体况一致的小尾寒羊[体重为(26.6± 1.1) kg, ♀], 随机分为两组, 即饲用甜高粱青贮饲喂组(HG)和玉米青贮饲喂组(HY), 每组4只; 试验羊进行单栏饲养, 自由饮水; 试羊分组及饲喂方案如表1所列。

表1

Table 1

表1(Table 1)

表1 试羊分组情况 Table 1 Test sheep group 分组 Group 第1阶段 First stage 第2阶段 Second stage 第1天(D1) The 1st day 第7天(D7) The 7th day 第30天(D30) The 30th day 甜高粱青贮组(HG) Sweet sorghum silage 基础饲粮 Basic diet 甜高粱青贮 Sweet sorghum silage 甜高粱青贮 Sweet sorghum silage 甜高粱青贮 Sweet sorghum silage 玉米青贮组(HY) Corn silage 基础饲粮 Basic diet 玉米青贮 Corn silage 玉米青贮 Corn silage 玉米青贮 Corn silage

表1 试羊分组情况 Table 1 Test sheep group

试验分为两个阶段:其中第1阶段为所有试羊统一饲喂管理期(15 d), 该阶段8只羊均饲喂基础饲粮(50%玉米青贮+50%小麦秸秆+400 g玉米颗粒)。第2阶段为换料采样阶段(30 d), 于换料的第1(D₁)、7(D₇)、30天(D₃₀)采集瘤胃液样品。该阶段两组羊饲喂同一精饲料及苜蓿颗粒, 二者投喂量按动物体重的1%及0.5%分两次饲喂; 青贮饲料按对应组别饲喂, 称重记录每只羊每天青贮料的投喂量和剩余量(保证每天都有剩余), 根据3种饲料的实际采食量合计计算日粮采食量。其中, 甜高粱青贮、玉米青贮、苜蓿颗粒养分含量, 以及精料补充料构成及营养水平数据见文献[17]。

在试验第2阶段的D₁、D₇、D₃₀期, 分别在晨饲前用瘤胃液采集器(科立博A1164K)经口腔采集瘤胃液约100 mL, 立即测其pH, 经4层无菌纱布过滤收集瘤胃液、滴加2滴饱和HgCl₂, 分装、于-20 ℃保存, 用于测定NH₃-N及VFA浓度。

瘤胃液pH测定用笔式pH计(SX620); 瘤胃液NH₃-N浓度按照冯宗慈和高民^[18]的方法测定; 瘤胃液VFA浓度按照Zhou等^[19]方法, 采用Aglient 689N气相色谱仪测定(HP-CHEM色谱工作站, 色谱柱FFAP 30 m× 0.32 mm× 0.5 μ m)。

各测试指标经Excel 2003初步整理后, 利用SPSS 20对采食量、瘤胃液pH、NH₃-N浓度及瘤胃液VFA进行一般线性模型分析, 分析模型为Y=β ₀+β ₁X₁+β ₂X₂+β ₃X₁X₂, 其中, Y代表因变量, X₁代表饲粮处理, X₂代表试验期, X₁X₂代表饲粮处理和试验期的交互作用, β ₀、β ₁、β ₂、β ₃为相关系数, 交互作用差异显著时, 采用独立样本T检验对同一饲喂阶段组间采食量及瘤胃代谢参数和不同阶段组内采食量进行分析, 不同阶段组内瘤胃代谢参数进行单因素ANOVA分析。

经1个月饲喂, 两组试羊对青贮饲粮的采食量在不同时期存在显著差异(P< 0.05), D₃₀期采食量高于D₇期, HY组采食量高于HG组, 但差异不显著(P> 0.05)。此外, 两组试羊对青贮饲粮、苜蓿颗粒、精料的采食量和总采食量均无显著差异(P> 0.05)(表2)。

表2

Table 2

表2(Table 2)

表2 小尾寒羊对日粮的采食量 Table 2 Feed intakes of small-tail han sheep fed different silage diets 日粮 Diet 分组 Group 采食量Feed intake/(kg· d-1) P D7 D30 SEM 饲粮处理 Feed treatment 时期 Period 饲粮处理× 时期 Feed treatment× Period 青贮 Sliage HG 0.20b 0.34a 0.13 0.05 0.01 0.62 HY 0.29 0.48 苜蓿颗粒 Alfalfa pellet HG 0.07 0.05 0.03 0.54 0.22 0.98 HY 0.09 0.06 精料 Concentrate HG 0.22 0.26 0.07 0.50 0.83 0.49 HY 0.28 0.26 总采食量 Total feed intake HG 0.49 0.66 0.16 0.08 0.08 0.94 HY 0.65 0.80 HG, 甜高粱青贮组; HY, 玉米青贮组; D7、D30分别表示青贮型饲粮饲喂第7、30天; 同行不同小写字母表示同一指标间差异显著(P< 0.05), 同列不同大写字母表示同一指标差异显著(P< 0.05)。下同。 HG, Sweet sorghum silage group; HY, Corn sliage group; D7, D30 indicate silage was fed 7 and 30 d, respectively. Different lower case letters within the same row indicate significant difference at the 0.05 level, and different capital letters within the column indicate significant difference at the 0.05 level; similarly for the following tables.

表2 小尾寒羊对日粮的采食量 Table 2 Feed intakes of small-tail han sheep fed different silage diets

在试验第2阶段, 饲粮处理、饲喂时期及其互作对两组试羊瘤胃液pH无显著影响(P> 0.05)(表3), 但HG组瘤胃液pH高于HY组, 且HG组瘤胃液pH随着试验期延长有增加的趋势, 但HY组瘤胃液pH呈先增加后降低。

表3

Table 3

表3(Table 3)

表3 不同青贮型饲粮对小尾寒羊瘤胃液pH及NH3-N浓度的影响 Table 3 Effects of different silage diets on pH and NH3-N concentration of rumen fluid in small-tail han sheep 日粮 Diet 分组 Group 采食量Feed intake/(kg· d-1) P D1 D7 D30 SEM 饲粮处理 Feed treatment 时期 Period 饲粮处理× 时期 Feed treatment× Period pH HG 7.10 7.46 7.47 0.08 0.09 0.12 0.97 HY 6.84 7.23 7.16 NH3-N/ (mg· L-1) HG 28.7a 81.5c 56.3Ab 5.8 0.02 < 0.001 0.01 HY 25.6a 82.6c 44.8Bb

表3 不同青贮型饲粮对小尾寒羊瘤胃液pH及NH3-N浓度的影响 Table 3 Effects of different silage diets on pH and NH3-N concentration of rumen fluid in small-tail han sheep

在试验第2阶段, 饲粮处理、饲喂时期及其互作对两组试羊瘤胃液NH₃-N浓度有显著影响(P< 0.05)(表3); 在试验第2阶段, D₇期瘤胃液NH₃-N浓度最高, D₁期最低, 且在D₃₀期, HG组瘤胃液NH₃-N浓度显著高于HY组。

在试验第2阶段, 饲粮处理对瘤胃液支链脂肪酸(异丁酸和异戊酸)有显著影响(P< 0.05)(表4), 在D₇、D₃₀期, HG组支链脂肪酸显著高于HY组; 饲粮处理和饲喂时期的交互作用对乙酸∶ 丙酸(A∶ P)有显著影响(P< 0.05), HG组乙酸百分含量呈下降趋势, 而HY组的乙酸百分含量则呈上升趋势, 但丙酸有相反的趋势, 导致在饲喂两种不同的青贮型饲粮后, 乙酸∶ 丙酸有较大的变化; 饲粮处理、饲喂时期及其交互作用对总挥发性脂肪酸(Total volatile fatty acids, TVFA)以及其余挥发性脂肪酸均无显著影响(P> 0.05); 在试验第2阶段, 瘤胃液总的挥发性脂肪酸浓度介于48.4954.21 mmol· L^-1, 其中乙酸66.97%70.63%, 丙酸15.58%21.43%, 丁酸8.34%10.65%; 戊酸0.81%1.06%, 异丁酸0.78%1.58%, 异戊酸1.49%2.72%。

表4

Table 4

表4(Table 4)

表4 不同青贮型饲粮对小尾寒羊瘤胃液VFA构成的影响 Table 4 Effect of different silage diets on rumen fluid VFA profile in small-tail sheep 日粮 Diet 分组 Group 采食量Feed intake/(kg· d-1) P D1 D7 D30 SEM 饲粮处理 Feed treatment 时期 Period 饲粮处理× 时期 Feed treatment× Period 总挥发性脂肪 Total volatile fatty acids (TVFA)/(mmol· L-1) HG 48.49 44.18 48.90 2.02 0.21 0.90 0.72 HY 50.23 54.64 54.21 乙酸Acetate/% HG 70.63 66.58 67.73 0.71 0.82 0.42 0.26 HY 66.97 66.98 70.01 丙酸Propionate/% HG 15.58 19.66 18.87 0.65 0.05 0.21 0.06 HY 21.43 21.39 18.00 异丁酸Isobutyrate/% HG 0.81 1.58A 1.19A 0.10 0.03 0.13 0.22 HY 0.78 0.85B 0.81B 丁酸Butyrate/% HG 10.65 8.07 8.66 0.44 0.51 0.53 0.45 HY 8.34 8.37 8.79 异戊酸Isovalerate/% HG 1.49 3.04A 2.72A 0.21 0.04 0.24 0.19 HY 1.64 1.58B 1.58B 戊酸Valerate/% HG 0.84 1.06 0.83 0.03 0.22 0.25 0.36 HY 0.84 0.84 0.81 乙酸∶ 丙酸 Acetate∶ Propionate HG 4.64Aa 3.45b 3.59b 0.16 0.08 0.21 0.04 HY 3.13Bb 3.18b 3.91a

表4 不同青贮型饲粮对小尾寒羊瘤胃液VFA构成的影响 Table 4 Effect of different silage diets on rumen fluid VFA profile in small-tail sheep

瘤胃pH是反映动物瘤胃发酵状态最直观的一项指标, 可以综合反映瘤胃微生物区系以及瘤胃代谢产物的产生、吸收、排除及中和的状况, 对维持瘤胃内环境相对恒定具有主导作用。瘤胃pH受到饲粮构成、胃酸及唾液分泌量、采食速度、瘤胃内VFA和其他有机酸生成、瘤胃的吸收和排出速度等多种因素的影响^{[15, 20]}。研究发现, 绵羊瘤胃pH通常介于5.57.5^{[15, 21, 22, 23]}, 本研究中所有试羊瘤胃液pH保持在6.847.47, 在正常范围内, 说明饲喂甜高粱青贮和玉米青贮均未使瘤胃pH产生异常。此外, 饲粮构成和采食量的变化是导致反刍动物瘤胃pH发生波动的主要因素^{[15, 20, 21, 22]}。饲粮里粗纤维含量的增高以及动物采食量的增加, 均会导致反刍动物采食时间的增加, 这会导致动物唾液分泌量增多, 唾液(富含碳酸氢钠和各种磷酸盐)不断进入瘤胃, 与胃酸发生中和作用, 进而使得瘤胃内环境趋于碱性^[12]; 反之, 随着饲粮里粗纤维含量减少以及采食量的减少, 反刍动物瘤胃内环境则会趋于酸性。本研究中, 两组试羊瘤胃液pH均有不同程度的增加, 主要是由于在两种青贮型饲粮调控下饲粮构成中粗纤维含量增高; 此外, 随着对饲粮的适应, 绵羊对粗饲料的采食量也逐渐增加, 进而使得pH升高。研究发现, 饲粮高非纤维性碳水化合物(non-fibrous carbohydrate, NFC)与中性洗涤纤维(neutral detergent fiber, NDF)比值则可以提供更多的易发酵碳水化合物(淀粉), 使得瘤胃产生大量的有机酸, 饲粮中NDF减少, 使动物采食和反刍消化的时间减少, 从而造成了瘤胃pH下降, 形成较酸性环境^{[15, 23]}。本研究发现, 试验第2阶段HY组瘤胃pH低于HG组, 主要由于玉米青贮组淀粉含量高于甜高粱青贮组, 而NDF则低, 与前人研究的玉米青贮淀粉含量高于甜高粱青贮的结果是一致的^{[12, 13]}。

NH₃-N是内外源含氮物质分解的终产物, 瘤胃NH₃-N浓度能够反映出瘤胃微生物对饲粮蛋白质的合成利用状况, NH₃-N浓度太高表明释放氨气(NH₃)的速率高于瘤胃微生物合成蛋白质的速率, 会造成氮素的损失, NH₃-N浓度太低则会导致瘤胃分解纤维素的效率降低^{[15, 21, 22, 24, 25, 26]}。饲料类型、饲喂方式、瘤胃壁吸收和食糜的排空速度等影响瘤胃内NH₃-N浓度^[27]。在本研究中, 两组试羊NH₃-N浓度保持在20.682.6 mg· mL^-1, 介于瘤胃微生物合成蛋白质所需的范围(3.5290 mg· mL^-1)^{[22, 28]}, 说明饲喂两种不同的青贮型饲粮后, 试羊瘤胃内NH₃-N浓度均有助于高效合成瘤胃微生物蛋白质。研究发现, 随着精饲料水平增加瘤胃NH₃-N浓度呈增加趋势^{[27, 29]}; 随着结构性碳水化合物(structural carbohydrate, SC)与非结构性碳水化合物(non-structural carbohydrate, NSC)比值的降低, 饲粮可发酵能增多, 易降解蛋白质增加, 微生物活力增强, 山羊瘤胃液、瘤胃NH₃-N浓度增高^{[30, 31]}。本研究中, 在D₇期, 瘤胃NH₃-N浓度大幅度升高, 主要是由于绵羊在适应饲粮的过程中, 对青贮饲粮的采食比例较少, 进而相对增加了精粗比, 使得氨氮浓度增加; 在D₃₀期, 瘤胃NH₃-N浓度又有所降低, 可能是由于随着对青贮饲粮的适应, 其采食量增加导致的。此外, 在D₃₀期, 由于HG组对青贮型饲粮的采食比例低于HY组, 进而导致瘤胃NH₃-N浓度高于HY组。

VFA是瘤胃微生物降解饲粮中的碳水化合物而产生的, 是反刍动物重要的能量来源, 张建勋等^[32]对南江黄羊研究发现, 随着精料比例的升高, 乙酸和丙酸的比值下降, 瘤胃的能量利用效率提高; 多项研究结果表明, 高精料水平能显著降低奶牛瘤胃液乙酸浓度和增加丙酸浓度, 但不影响TVFA的浓度^{[15, 33, 34, 35, 36, 37]}。本研究中, TVFA未受到不同青贮、适应期及其交互作用的影响, 与之前研究结果一致; 此外, HG组A∶ P值有明显的下降趋势, 但HY组A∶ P值有上升的趋势, 主要是由于在D₃₀期HG组采食较高比例的精料所致。瘤胃液中的支链脂肪酸(BCVFA)主要来源于日粮和瘤胃微生物的降解, BCVFA是瘤胃纤维降解菌生长的必需因子, 其缺乏将导致结构性碳水化合物分解菌微生物量的下降, 继而影响微生物区系^{[38, 39]}, 在本研究中, HG组BCVFA(异丁酸、异戊酸)在D₇期和D₃₀期显著高于HY组, 可能是由于甜高粱青贮中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量高于玉米青贮, 在适应过程中, 有较大比例的纤维降解菌导致, 相关机理需进一步研究验证。