不同日粮类型对杜泊羊瘤胃pH、氨态氮和挥发性脂肪酸浓度的影响

李洪涛，杨在宾，杨维仁，姜淑贞，张桂国，张 庆，张崇玉

（山东农业大学动物科技学院，山东泰安 271018）

不同日粮类型对杜泊羊瘤胃pH、氨态氮和挥发性脂肪酸浓度的影响

李洪涛，杨在宾，杨维仁，姜淑贞，张桂国，张 庆，张崇玉*

（山东农业大学动物科技学院，山东泰安 271018）

本试验旨在研究玉米-羊草型（MLC）、小麦-羊草型（WLC）、玉米-地瓜秧型（MSP）和小麦-地瓜秧型（WSP）4种类型日粮对杜泊羊瘤胃发酵的影响。选用4头体重相近（55．10±1．24）kg、安装有永久性瘤胃瘘管的健康杜泊羊为试验动物，采用2×2析因设计，4×4拉丁方饲喂方式，连续进行4期动物试验，每期试验18 d，预试期12 d，正试期6 d。结果表明：适应性试验表明，突然更换日粮后，玉米组pH在第6天恢复到日粮更换前水平，而小麦组在第7天恢复到日粮更换前水平；玉米羊草组氨态氮（NH3-N）浓度在第7天回升到日粮更换前水平，其余三组均在第8天回升到更换前水平。各处理间pH差异显著（P＜0．05），杜泊羊采食后8 h内，羊草组pH显著高于地瓜秧组（P＜0．05）；各处理间瘤胃液NH3-N浓度差异显著（P＜0．05），杜泊羊采食后6 h内，小麦组显著高于玉米组（P＜0．05）；各组间总挥发性脂肪酸（TVFA）浓度差异显著（P＜0．05），且有交互作用；小麦组的乙酸浓度显著高于玉米组（P＜0．05），4组的丙酸、丁酸、戊酸浓度存在显著差异，地瓜秧组显著高于羊草组（P＜0．05）；而玉米组的异戊酸浓度显著高于小麦组（P＜0．05）；羊草组乙酸/丙酸比值显著高于地瓜秧组（P＜0．05）。由此可见，小麦型日粮可获得较高的NH3-N浓度，而玉米型日粮可获得较高的乙酸和异戊酸浓度；羊草型日粮可获得较高的瘤胃pH和乙酸/丙酸比值，而地瓜秧型日粮可获得较高的丙酸、丁酸、戊酸的浓度，TVFA浓度受精料和粗饲料的共同影响。

日粮类型；杜泊羊；瘤胃；pH；氨态氮；挥发性脂肪酸

瘤胃的pH、氨态氮（NH3-N）和挥发性脂肪酸（VFA）浓度是目前研究瘤胃发酵主要的内环境指标，可以反映瘤胃内环境状况以及饲料在瘤胃内的发酵模式和程度[1]。而不同的饲料组合，会使进入到瘤胃的营养物质的种类或含量有所不同，进而引起瘤胃发酵类型产生改变。研究表明，日粮的非纤维性碳水化合物/中性洗涤纤维（NFC/NDF）比值越大，反刍动物的瘤胃pH越低，瘤胃中的乙酸产量出现降低，而丙酸和丁酸的产量出现增加趋势[2-3]。在不同饲料组合的全混合日粮（TMR）饲喂条件下，泌乳奶牛的体外瘤胃发酵试验发现，不同的饲料组合TMR瘤胃微生物的发酵乙酸、丙酸和丁酸生成动力学参数存在显著差异[4]。利用短期人工瘤胃发酵技术研究结果表明，瘤胃液pH间不存在日粮组合效应，而瘤胃液NH3-N含量和产气量间存在极显著地日粮组合效应[5]。目前，国内外关于不同日粮类型对反刍动物，尤其是杜泊羊瘤胃pH、NH3-N和VFA浓度影响的报道较少。而准确掌握不同类型日粮下杜泊羊瘤胃pH、NH3-N和VFA含量动态变化规律对监测杜泊羊体况，及时调整营养水平、提高机体免疫力、降低应激、减少代谢性疾病的发生具有重要的理论与实践指导意义。为此，本试验拟研究不同日粮类型对杜泊羊瘤胃液pH、NH3-N和VFA浓度的影响，并对其进行分析，以探讨不同日粮类型下杜泊羊瘤胃发酵变化规律，为科学饲养提供依据。

1 材料与方法

1．1 试验动物与饲养管理 本试验采用2×2析因设计，选用4头安装有永久性瘤胃瘘管的健康、体重（55．10±1．21）kg的杜泊公羊为试验动物。试验动物采用4×4拉丁方饲喂方式，即连续进行4期动物试验，每期试验每只羊饲喂一种日粮，每期试验18 d，预试期12 d，正试期6 d。试验羊单栏栓饲，定量饲喂，精粗比4∶6，先精后粗，每天07:00和19:00两次给料，自由饮水。

1．2 试验日粮 参照肉羊饲养标准（NY/T 816-2004），配制4种营养水平相同的日粮，分别是玉米-羊草型（MLC）、小麦-羊草型（WLC）、玉米-地瓜秧型（MSP）和小麦-地瓜秧型（WSP）饲粮。试验日粮组成及营养成分见表1。

1．3 样品采集与处理 预试期每天于晨饲前，采集瘤胃液200 mL，经4层纱布过滤后，立即测定pH；然后离心分装，立即取2 mL加入2 mL的0．2 mol/L HCl，-20℃冷冻保存，用于测定NH3-N浓度。正试期每天于晨饲后0 h（饲喂前）和2、4、6、8、10、12 h，采集瘤胃液200 mL，经4层纱布过滤后，立即测定pH；然后离心分装，立即取2 mL加入2 mL的0．2 mol/L HCl，-20℃冷冻保存，用于测定NH3-N浓度，另取5 mL瘤胃液按照4:1（瘤胃液：酸）加入25%偏磷酸，-20℃保存用于测定VFA浓度。

1．4 测定指标和方法 瘤胃液pH测定采用便携式p pHB-1型酸度计进行测定；NH3-N浓度参照冯宗慈改进的比色法测定[6]；TVFA浓度用岛津GC-9A型气相色谱仪测定。

表1 日粮组成及营养成分（干物质基础）

1．5 统计分析 试验数据采用SAS 9．3软件进行统计，瘤胃发酵数据用Mixed模型进行分析，处理间差异采用双因素方差（Two-Way ANOVA）分析进行。并用Duncan′s法对各测定数据进行多重比较，显著性水平为P＜0．05。

2 结果与分析

2．1 瘤胃pH对不同类型日粮的适应规律 由表2可以看出，试验起始时，各组瘤胃液pH在6．80～6．89，突然更换日粮后，各组的瘤胃液pH显著下降（P＜0．05），第4天达到最低，然后pH开始上升，玉米组第6天恢复到日粮更换前水平，而小麦组在第7天恢复到日粮更换前水平。

2．2 瘤胃NH3-N浓度对不同类型日粮的适应规律由表3可知，各组瘤胃液NH3-N浓度在突然更换日粮后均呈下降趋势，均在第5天达到最低值，然后随着取样时间的延长，玉米-羊草组在第7天回升到日粮更换前水平，其余三组均在第8天回升到更换前水平。

表2 瘤胃pH随取样时间的变化

表3 NH3-N浓度随取样时间的变化 mg/100 mL

表4 不同类型日粮对瘤胃pH的影响

2．3 不同类型日粮对瘤胃pH的影响 由表4可知，从均值看，玉米-羊草组瘤胃pH最高，小麦-地瓜秧组最低，差异不显著（P＞0．05）。0 h（晨饲前）各组瘤胃液pH差异不显著（P＞0．05），杜泊羊采食后8 h内，羊草组显著高于地瓜秧组（P＜0．05）；其余各点，各组的瘤胃液pH差异均不显著（P＞0．05）。各组瘤胃pH随时间呈周期性变化且趋势基本一致，均为饲喂前pH达到最大值，pH在饲喂后6 h达至最小值，后逐渐升高，至饲喂12 h后各处理组瘤胃液pH接近饲喂前水平。各时间点均未发现谷物类型和粗饲料类型的交互作用（P＞0．05）。

2．4 不同类型日粮对瘤胃NH3-N浓度的影响 由表5可知，从均值看，小麦组的瘤胃液NH3-N浓度显著高于玉米组（P＜0．05）。0 h（晨饲前）玉米羊草组瘤胃液NH3-N浓度显著低于其余3组（P＜0．05），杜泊羊采食后6 h内，小麦组显著高于玉米组（P＜0．05），其余各点，各组的瘤胃液pH差异均不显著（P＞ 0．05）。各处理NH3-N浓度的变化趋势相似，均在饲喂2 h后达到最大值，后逐渐下降，至4 h后接近初始水平，并随时间的延长进一步降低，8 h后达到最小值，后逐渐升高，12 h接近初始水平。各时间点均未发现谷物类型和粗饲料类型的交互作用（P＞0．05）。

2．5 不同类型日粮对瘤胃平均VFA浓度的影响由表6可知，4种类型日粮的乙酸浓度存在显著差异（P＜0．05），小麦组显著高于玉米组（P＜0．05）。从丙酸、丁酸和戊酸浓度看，地瓜秧组显著高于羊草组（P＜0．05）。而异戊酸浓度中，玉米组显著高于小麦组（P＜0．05）。从TVFA浓度看，各组间差异显著（P＜0．05），受精料和粗料的共同作用，且存在交互；而从乙酸/丙酸的比值看，羊草组显著高于地瓜秧组（P＜0．05），无交互作用。

3 讨 论

3．1 不同类型日粮对瘤胃pH的影响 本试验中，突然更换日粮后，各组瘤胃液pH均呈下降趋势，这可能是由于更换日粮对杜泊羊瘤胃内环境产生了应激；玉米组在第6天、小麦组在第7天恢复到日粮更换前水平，这说明杜泊羊对玉米的适应更快，玉米型日粮对内环境的应激更小。研究表明，各饲料发酵没有超过绵羊对瘤胃pH的调控能力，瘤胃可以依靠自身缓冲能力，使瘤胃pH维持在正常范围内。瘤胃的正常pH为5．5～7．5[7]，本试验瘤胃液pH范围为5．74～6．89，均处于瘤胃发酵的正常生理范围。本研究结果表明，各组杜泊羊的瘤胃液pH在其采食后迅速下降，6 h降至最低点，到下次饲喂前，又能基本恢复到饲喂前水平，这与胡红莲等[2]的研究结果相符合。而羊草型日粮pH高于地瓜秧型日粮，可能是由于羊草组NDF/NFE比值高于地瓜秧组导致的[8]；而玉米组略高于小麦组，可能是由于玉米的淀粉含量高于小麦，而小麦具有糊化等性质，导致小麦较玉米降解更快[9-10]，所以小麦日粮发酵产生有机酸的速度较快，因而其pH变化速率较快。

表5 不同类型日粮对瘤胃NH3-N浓度的影响 mg/100mL

表6 不同类型日粮对瘤胃VFA浓度的影响 mmol/L

3．2 不同类型日粮对瘤胃NH3-N浓度的影响 本研究得出，突然更换日粮后，瘤胃液NH3-N浓度均呈下降趋势，这与pH的研究结果一致，而玉米-羊草组较其余三组早一天恢复到更换前水平，说明玉米-羊草组对杜泊羊瘤胃内环境应激较小。Satter等[11]研究发现，瘤胃微生物蛋白质合成的最适NH3-N浓度应大于5 mg/100 mL，本试验中NH3-N平均浓度在7．69～9．53 mg/100 mL，均处于正常范围（0．35～29 mg/100 mL）[12]，可以保证瘤胃微生物的正常发酵。研究表明，瘤胃NH3-N浓度在采食后呈现先上升后下降的趋势[13]。而本试验瘤胃液NH3-N浓度在采食后先上升，2 h后又呈现下降趋势，8 h后又上升，到下次饲喂前接近初始值，这也与曹善勇[14]的研究结果一致。而综合看来，小麦日粮的瘤胃液NH3-N浓度显著高于玉米日粮组，这可能是因为小麦组可降解蛋白含量较高，同时小麦的蛋白质结构不紧密，在瘤胃内的降解速度较快导致的[15]。

3．3 不同类型日粮对瘤胃VFA的影响 VFA是瘤胃发酵的主要产物之一。而瘤胃中的VFA主要包括乙酸、丙酸、丁酸、戊酸和异戊酸等，它们也是主要的能量来源以及合成体脂肪和乳脂肪的原料[16]。本试验结果表明，小麦组乙酸浓度显著高于玉米组，可能是因为小麦比玉米降解速度快引起的[17]。而地瓜秧组的丙酸、丁酸、戊酸的浓度，显著高于羊草组，可能是因为地瓜秧组NFC/NDF高于羊草组导致的[18-19]。而谷物类型显著影响异戊酸浓度，可能是因为异戊酸为支链脂肪酸，其来源于蛋白质降解后的氨基酸经氧化脱氨基或脱羧基后的产物，而玉米中含量相对较高，与其他VFA略有不同所导致。本试验中乙酸／丙酸比值在3．85～4．45，这符合Woodford等[20]得出的可维持正常的乳脂合成的乙酸／丙酸比值大于2．5的结果，有利于瘤胃发酵的进行；而地瓜秧组显著低于羊草组，表明其丙酸的比例提高，能量的利用率提高。

4 结 论

本试验条件下，玉米型日粮可使杜泊羊更快地适应日粮变化。小麦型日粮可获得较高的NH3-N浓度，而玉米型日粮可获得较高的乙酸和异戊酸浓度；羊草型日粮可获得较高的瘤胃pH和乙酸/丙酸比值，而地瓜秧型日粮可获得较高的丙酸、丁酸、戊酸的浓度，TVFA浓度受精料和粗饲料的共同影响。

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Ef f ects of Dif f erent Diet Types on Ruminal pH, NH3-N and VFA Concentration of Dorper Sheep

LⅠ Hong-tao, YANG Zai-bin, YANG Wei-ren, JⅠANG Shu-zhen, ZHANG Gui-guo, ZHANG Qing, ZHANG Chong-yu*
(College of Animal Science and Technology, Shandong Agricultural University, Shandong Tai'an 271018, China)

This experiment was conducted to study the ef f ects of four types of diets: MLC(Maize - Leymus chinensis), WLC (wheat - Leymus chinensis), MSP (maize -sweet potato vine) and WSP (wheat -sweet potato vine) in Dorper sheep rumen fermentation. 4 head similar weight ( 55.10 ± 1.24 kg ), installed permanent rumen fistula health Dorper rams weve selected as experimental animals, Continuous phase 4 animal experiments, each experiment lasted for 18 days, the pre phase 12 d, test period d 6, The results show that adaptability test showed that after a sudden change of diet, the pH of maize groups recovered to the prior diet level at d 6, and the wheat recovered to the prior diet level in the d 7; The NH3-N concentration of the MLC group recovered to prior dietary replacement level in the 7 d, and the remaining three groups recovered at d 8. within 8 hours after Dorper sheep feeding, the pH value of the LC( Leymus chinensis) groups was signif i cantly higher than that of the SP( sweet potato vine) groups(P＜0.05). From the rumen NH3-N concentration, the mean of the wheat groups was signif i cantly higher than that of the maize groups (P＜0.05), the wheat groups were signif i cantly higher than that of the maize groups within 6 hours after Dorper sheep feeding (P＜0.05). From the TVFA concentration, the difference between the groups was significant (P＜0.05), and there was interaction. The acetic acid concentrations of the wheat groups was significantly higher than that of the maize groups (P＜0.05), four groups of propionic acid, butyric acid and valeric acid concentrations, the SP groups were significantly higher than that of LC groups (P＜0.05); and isovaleric acid concentration of maize groups was signif i cantly higher than that of wheat (P＜0.05). And from the ratio of acetic acid / propionate(A/P), the LC groups were signif i cantly higher than that of the SP groups (P＜0.05). Ⅰt can be concluded that the wheat diets could obtain high concentration of NH3-N, but the maize diets could obtain higher acetic acid and isovaleric acid concentrations. The Leymus chinensis type diets could obtain higher ruminal pH and A/P ratios, but the SP diets could obtain higher propionic acid, butyric acid, valeric acid. The concentration of TVFA was inf l uenced by the grain types and coarse fodder types.

Diet types; Dorper sheep; Rumen; pH; NH3-N; VFA

S827.5

A

10.19556/j.0258-7033.2017-03-067

2015-10-02；

2016-09-17

山东省肉羊良种工程项目

李洪涛（1990-），男，汉族，山东潍坊人，硕士

研究生，从事动物营养与饲料科学研究，E-mail：18854889155 @163．com

* 通讯作者：张崇玉，副教授，硕士生导师，从事动物营养与饲料科学方面的研究，E-mail：17225122@163．com