硫酸钠对奶牛瘤胃发酵的影响

东北农业大学动物营养研究所 王 寅 孙满吉＊ 孙东峰朱继红 杨 琼 张永根

硫是反刍动物的必需营养素之一，但由于硫不能够被体内储存，必须由日粮供给，其主要的来源形式为硫酸盐和含硫氨基酸（May等，2009）。硫不足会抑制瘤胃微生物蛋白质的合成（Hristov等，2007）。已有研究表明，瘤胃微生物能利用有机硫和无机硫合成含硫的氨基酸产生菌体蛋白。瘤胃细菌对硫源具有选择性，通常硫酸盐 （如硫酸钠）是瘤胃细菌最主要的硫源（Kahlon等，1975；Bouchard和Conrad，1973）。日粮中适宜的硫水平可提高瘤胃内细菌蛋白质合成、改善氨基酸平衡、提高动物生产性能（Qi等，1993）。本试验旨为研究不同添加量的硫酸钠对奶牛瘤胃发酵的影响，为探讨其对瘤胃调控机理提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料 无水硫酸钠由哈尔滨富康饲料厂提供。

1.2 试验动物 选用4头体况良好，体重、日产奶量均相近，安装有永久性瘤胃瘘管的泌乳中期荷斯坦奶牛。

1.3 试验设计与日粮 试验采用4×4拉丁方设计，分4个处理组，各组分别按日粮的0%、0.4%、0.8%和1.2%添加硫酸钠 （各组N∶S分别为 16.7∶1、11.9∶1、9.6∶1、7.8∶1）。试验分为 4 期，每期18 d（预试期15 d，正试期3 d）。试验于东北农业大学香坊实习基地进行。奶牛饲粮营养需要参照2004版《奶牛饲养标准》，饲粮精粗比为50∶50，基础日粮组成及营养水平见表1。

表1 日粮组成及营养水平（干物质基础）

1.4 饲养管理 试验牛拴系饲养，每天7∶30和19∶30分2次饲喂，先粗后精，自由饮水。将硫酸钠均匀添加到饲料中，混匀饲喂。

1.5 样品采集与指标测定 分别为饲喂后0、2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24 h （7∶30、9∶30、11∶30、13∶30、15∶30、17∶30、19∶30、21∶30、23∶30、1∶30、3∶30、5∶30、7∶30）取瘤胃液 50 mL，4 层纱布过滤，用于测定pH、原虫数、NH3-N和菌体蛋白浓度。

1.5.1 瘤胃液pH测定 取出瘤胃液后，用酸度计（Mettle MP 120）立即测定 pH。

1.5.2 瘤胃内原虫数测定 参照刘大程（2007）的方法配制MFS染液，采用Dehority（1984）原虫计数法，计数工具采用血球计数板。

1.5.3 瘤胃液NH3-N浓度测定 靛酚比色法测定（姜艳美等，2008）。

1.5.4 瘤胃液菌体蛋白（BCP）浓度测定 参考姜艳美等（2008）测定方法，略有改动。具体操作如下：过滤后的瘤胃液，经4000 r/min离心15 min，收集上清液于20000 r/min离心20 min，小心无损失的收集沉淀后，用FOSS（型号：2300）全自动凯氏定氮仪测定。

1.6 统计分析 试验数据采用Excel 2003软件进行整理，运用SPSS 17.0进行统计分析，结果以“平均值±标准差”表示，均值的多重比较采用Duncan’s法进行，（P ＜ 0.05）为差异显著。

2 结果

2.1 硫酸钠对奶牛瘤胃液pH的影响 由表2可见，奶牛饲粮中添加不同水平的硫酸钠对奶牛瘤胃平均pH无显著影响（P＞0.05）。各组pH的变化趋势一致，饲喂后均迅速下降，在 4 h（11∶30）、16 h（23∶30）后降低到最低点，而后缓慢上升，到下一次饲喂前达到最高，整个试验期内，各组瘤胃平均pH值均维持在6.24～6.75。

表2 硫酸钠对奶牛瘤胃液pH的影响

2.2 硫酸钠对奶牛瘤胃内原虫数的影响 由表3可知，奶牛饲粮中添加不同水平的硫酸钠后，瘤胃内平均原虫数均有所增加。其中，试验2组、3组与对照组相比均显著提高（P＜0.05）。各组原虫数量饲喂前后的变化趋势基本相同，饲喂前较高，然后有所下降，为 6 h（13∶30）、18 h（1∶30）到达最高，而后又逐渐下降，到下一次饲喂前再次达到较高数量。

2.3 硫酸钠对奶牛瘤胃液NH3-N浓度的影响由表4可知，奶牛饲粮中添加不同水平的硫酸钠后，瘤胃液NH3-N平均浓度都有所降低，但与对照组相比无显著影响（P＞0.05）。整个试验期内，各试验组瘤胃液NH3-N浓度的动态变化规律基本一致，均为饲喂后浓度开始逐渐上升，2 h（9∶30）达到高峰，之后逐渐下降，为下次饲喂后2 h（21∶30）再次达到高峰。

表3 硫酸钠对奶牛瘤胃内原虫数的影响105个/mL

表4 硫酸钠对奶牛瘤胃液NH3-N浓度的影响mg/100 mL

2.4 硫酸钠对奶牛瘤胃液BCP浓度的影响 由表5可见，与对照组相比，试验1组、2组奶牛瘤胃液平均BCP浓度均有所提高，且试验2组差异显著（P＜0.05）。试验3组与对照组比较有所降低，但差异不显著（P＞0.05）。BCP浓度变化趋势显示，瘤胃液BCP浓度从饲喂后开始下降，到每次喂后 8 h，即 15∶30和 3∶30开始回升，直至再次饲喂达到高峰。

表5 硫酸钠对奶牛瘤胃液BCP浓度的影响mg/100 mL

3 讨论

3.1 硫酸钠对奶牛瘤胃液pH的影响 瘤胃液pH是评价瘤胃发酵水平的综合指标。研究表明，瘤胃液pH受唾液、日粮（性质、加工状态、处理方法）以及其降解物碱化和缓冲的影响 （刘敏雄，1991）。一般认为瘤胃液pH＜6.2时，微生物蛋白质合成效率下降（王建平等，2010）。瘤胃液pH在一定范围内保持相对稳定，其变化范围为5.0～7.8（韩正康和陈杰，1988）。本试验中瘤胃液pH变化范围为6.24～6.75，且差异不显著（P＞0.05），这与Zinn等（1997）报道的添加硫不影响瘤胃液pH的结论一致。说明为日粮中添加一定量的硫酸钠，对奶牛瘤胃液pH无显著影响，且对瘤胃内微生物蛋白合成效率没有负面影响。

3.2 硫酸钠对奶牛瘤胃内原虫数的影响 反刍动物瘤胃内存为大量的微生物，其中，原虫约占总数量的40%。一头健康的反刍动物瘤胃中，每毫升瘤胃液内容物约含原虫105～106个。本试验中，试验组与对照组相比原虫数量均有所增加，且试验2组、3组变化显著 （P＜0.05）。Scholljegerdes等（2004）研究也表明，日粮中添加硫和尿素，结果不仅干物质和有机物的表观消化率提高，而且瘤胃内原虫的数量增加（P＜0.05）并且添加硫酸钠还可以防止瘤胃微生物生长的抑制。因此本试验表明，日粮中添加适量的硫酸钠能够促进瘤胃原虫的生长，提高奶牛瘤胃微生物的活力。

3.3 硫酸钠对奶牛瘤胃液NH3-N浓度的影响奶牛瘤胃液NH3-N是瘤胃内合成菌体蛋白的主要前体物质，其适宜浓度是保证瘤胃微生物蛋白合成的首要条件（姜旭明等，2009）。氨浓度对微生物生长的临界范围是6～30 mg/100 mL（姜旭明等，2009；冯仰廉，2004）。 本试验中NH3-N 浓度为6.09～16.33 mg/100 mL，基本满足了微生物生长的需要。各添加组瘤胃液平均NH3-N浓度都有所降低（P＞0.05）。各组饲喂后瘤胃NH3-N浓度均逐渐上升，而后逐渐下降，这是由于饲喂日粮后瘤胃内各种微生物迅速增加，降解日粮中的蛋白质，使NH3-N浓度快速上升，之后随着瘤胃微生物对NH3-N的利用和瘤胃壁对其的吸收，NH3-N浓度又开始逐渐下降。

3.4 硫酸钠对奶牛瘤胃液BCP浓度的影响 瘤胃微生物可以利用瘤胃发酵产生的氨基酸、氨态氮等合成微生物蛋白质，且占反刍动物蛋白质总需要量的 50% ～ 80%（Storm 和 Ørskov，1983），因此BCP的含量可以一定程度上反映瘤胃发酵的效果。本试验结果显示，试验1组和2组瘤胃液BCP浓度都有所提高，其中试验2组显著提高（P＜0.05），这与原虫数的试验结果相符。可能是由于，添加一定量的硫酸钠使瘤胃内原虫数和其他微生物种群数量增加、活力增强，从而提高了瘤胃液BCP浓度。说明添加一定量的硫酸钠能够促进微生物的生长，提高微生物蛋白的合成。这与硫化物是合成菌体蛋白硫的主要来源的有关报道相符。王根林（2006）报道，一般奶牛日粮结构中氮硫比应维持为（10～12）∶1。试验3组瘤胃液BCP浓度低于其他组，可能是添加过多的硫使试验3组氮硫比较低，从而影响了BCP合成的原因。

4 结论

4.1 添加一定量的硫酸钠对奶牛瘤胃液pH影响较小。

4.2 添加适量的硫酸钠能促进瘤胃原虫的生长，其中，中、高添加量组的硫酸钠能够显著增加奶牛瘤胃内原虫数量。

4.3 添加一定量的硫酸钠会降低奶牛瘤胃液NH3-N浓度，但不显著。

4.4 适宜添加量的硫酸钠可以显著提高奶牛瘤胃液BCP浓度，而过高添加量可能会降低奶牛瘤胃液BCP浓度。

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