日粮同步释放指数对羔羊生长性能和主要消化器官发育的影响

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(安徽科技学院 动物科学学院，安徽 凤阳 233100)

反刍动物本身不具有消化粗纤维的能力，而是依靠栖息在瘤胃内的微生物(原虫，细菌和真菌)分泌具有消化纤维碳水化合物的酶将纤维碳水化合物降解，该过程中产生宿主动物所需的两种主要营养素挥发性脂肪酸和微生物蛋白质，瘤胃微生物产生的挥发性脂肪酸85%由瘤胃上皮直接吸收并且可为宿主提供60%～80%的所需代谢能，瘤胃中合成的微生物蛋白提供反刍动物所需的大部分氨基酸[1]。因此，瘤胃作为反刍动物特殊的消化器官，在瘤胃微生物生存所需的营养物质、温度、湿度及厌氧等方面发挥着重要作用[2]。祁敏丽发现反刍动物瘤胃从非反刍到反刍发育的过程是瘤胃微生物、组织形态与瘤胃代谢共同发生发展的过程[3]。目前，对于瘤胃微生物与瘤胃发育之间相互影响的认识依然有限，但是它对反刍动物后期生长发育至关重要。

研究表明，当瘤胃内的可利用氮与碳水化合物能够实现同步释放时，能够有效促进瘤胃微生物蛋白的合成及其代谢[4-5]。Sinclair等根据饲料营养成分在瘤胃的降解特性，以动态模型化的形式提出了能氮同步释放指数，当瘤胃内的可利用氮与碳水化合物之间的比例达到32 g N/kg CHO时，将其定义为1.0，代表瘤胃内氮与碳水化合物供给量同步性最佳，同步释放指数越小，同步性愈差，需要优化日粮结构[6]。目前，关于瘤胃内可利用氮与碳水化合物之间实现同步释放促进瘤胃微生物生长代谢，进而影响瘤胃等消化器官发育的研究鲜有报道。本试验通过优化同步释放指数，研究对羔羊生长和主要消化器官发育的影响，为利用同步释放指数优化日粮结构提高动物生产性能提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 尼龙袋试验

选择10 只1 岁左右、体重均为(55±5) kg的小尾寒羊母羊为试验动物，试验前1 个月安装永久性瘤胃瘘管。每天早晚(06∶00和18∶00)饲喂，自由饮水。选用孔径42 μm尼龙布，制成12 cm×8 cm的尼龙袋，新制作的尼龙袋洗净后65 ℃烘至恒重。每天将装有饲料原料的尼龙袋固定于12 根半塑料软管，投放在肉羊瘤胃瘘管内，使其在瘤胃内降解。第1天在投样后的1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23 h将尼龙袋取出，第2天在投样后的2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24 h将尼龙袋取出，取出后的尼龙袋先用自来水冲洗干净后机洗15 min，65 ℃干燥至恒重，用于测定饲料样品中的氮与碳水化合物在瘤胃中每小时的释放量。

1.2 日粮氮与碳水化合物瘤胃同步释放指数的优化

根据玉米粉、小麦麸、豆粕、小麦秸秆和大豆秸秆等饲料原料中的氮与碳水化合物在瘤胃中每小时的释放量，参照Sinclair等提出的同步释放指数计算公式，优化日粮氮与碳水化合物瘤胃同步释放指数[6]。同步释放指数计算公式如(1)所示：

(1)

其中，SI表示日粮中氮与碳水化合物在瘤胃中的协同释放指数；32代表瘤胃内的可利用氮与碳水化合物之间能够有效促进瘤胃微生物蛋白合成的比例，32 g N/kg CHO；24代表一天内24 小时。在本次试验中，优化后的日粮中氮与碳水化合物在瘤胃中的协同释放指数分别为0.58、0.71、0.84。

1.3 试验设计

选择60 只体重相近且健康的小尾寒羊母羊(活体重20.0±2.1 kg)作为试验动物，将其分为3 组，分别饲喂氮与碳水化合物在瘤胃中的协同释放指数为0.58、0.71、0.84的日粮(表1)。每组2个重复，每个重复10 只羊，每天05∶00和17∶00分别饲喂，自由饮水。试验期为60 d，饲养结束后给每只羊称重，用以计算羔羊的生长性能。每组随机选择5 只进行屠宰用于屠宰性能测定，分析不同释放指数对羔羊瘤胃等消化器官发育的影响。

表1 总混合日粮的组成及营养成分

1.4 测定方法及指标

1.4.1 屠宰方法 宰前禁食12 h，所有羔羊宰前称活体重，颈静脉放血致死，用容器收集全部血液后称重，打开腹腔，结扎贲口瓣、直肠远端，取出胃肠道，在各胃肠段连接处进行结扎、剪断。去头、蹄、毛皮及内脏等组织器官，称胴体重，计算屠宰率。消化道清除内容物后，分别称取瘤胃、网胃、瓣胃、皱胃、小肠、大肠重量。

1.4.2 测定指标 通过测定产肉力指标来测定羔羊的生产性能，称胴体重，计算屠宰率。室温下迅速将胴体沿脊柱劈半，并剔骨测定净肉率、肉骨比等。统计并计算胃肠道质量占宰前活体质量比例。具体计算公式分别如下：

屠宰率=胴体重(kg)/活体重(kg)×100%

净肉率=净肉重(kg)/活体重(kg)×100%

净骨率=净骨重(kg)/活体重(kg)×100%

胃指数=胃重(kg)/活体重(kg)×100%

个体胃与前胃比=个体胃重(kg)/前胃重(kg)×100%

肠道指数=肠道重量(kg)/活体重(kg)×100%

1.5 数据处理

数据采用SAS 9.2混合模型分析，采用的计算模型如下：

Yij= +Ri+Tj+σij

(2)

其中，Yij为因变量(挥发性脂肪酸)， 为均值，Ri为屠宰动物的随机效益(i=5)；Tj为日粮中氮与碳水化合物在瘤胃中的协同释放指数的固定效应(j=0.58、0.71、0.84)，σij为误差。在本次试验中，均值之间采用邓肯多重比较进行比较，差异显著定义为P<0.05。

2 结果与分析

2.1 同步指数对小尾寒羊生长性能的影响

表2 日粮中氮与碳水化合物在瘤胃中协同释放指数对小羔羊生长性能的影响

注：不同字母表示差异显著，下同。

根据表2可知，尽管提高瘤胃可利用氮和碳水化合物同步释放指数能够促进羔羊的日增重，但是各组之间的差异不显著。此外，瘤胃可利用氮和碳水化合物同步释放指数对羔羊屠宰率和净肉率均无显著影响。当瘤胃可利用氮和碳水化合物同步释放指数为0.71时，羔羊的净骨率有增加的趋势(P=0.055)，但肉骨比显著降低(P=0.038)。

2.2 同步指数对小尾寒羊前胃指数的影响

表3 日粮中氮与碳水化合物在瘤胃中协同释放指数对小尾寒羊前胃指数的影响

根据表3可知，随着瘤胃可利用氮和碳水化合物同步释放指数的增加，羔羊的网胃(P=0.081)和前胃总重量趋于提高(P=0.072)。尽管提高瘤胃可利用氮和碳水化合物同步释放指数能够促进羔羊瘤胃的净重，但是各组之间的差异不显著。提高随瘤胃可利用氮和碳水化合物同步释放指数，能够线性提高瓣胃(P=0.018)和皱胃(P=0.027)重量。

提高瘤胃可利用氮和碳水化合物同步释放指数，能够线性降低瘤胃指数(P=0.044)，但是对前胃指数、网胃指数、瓣胃指数和皱胃指数均无显著影响。提高瘤胃可利用氮和碳水化合物同步释放指数，能够线性降低瘤胃在前胃总重中的比重(P=0.001)，提高瓣胃(P=0.030)和皱胃(P=0.082)与前胃的比重，但对网胃无显著影响。

2.3 同步指数对小尾寒羊肠道发育的影响

表4 日粮中氮与碳水化合物在瘤胃中协同释放指数对小尾寒羊肠道发育的影响

根据表4可知，提高瘤胃可利用氮和碳水化合物同步释放指数，能够线性提高十二指肠(P<0.001)和回肠指数(P<0.001)，但是对空肠、盲肠，结肠和直肠指数均无显著影响。此外，提高瘤胃可利用氮和碳水化合物同步释放指数，能够线性提高十二指肠(P=0.003)和直肠长度(P=0.043)，但是对空肠、回肠、盲肠和结肠长度均无显著影响。

3 讨论与结论

尽管羔羊出生时已经具备4个胃室，但并不是每个胃室都具有相应的功能。成年反刍动物的瘤胃类似一个大的厌氧发酵罐，里面的瘤胃微生物能够对食糜进行发酵、降解，并将其转化为挥发性脂肪酸和微生物蛋白等营养物质，用于满足自身及其宿主生长和生产的需要。由于羔羊出生时胃肠道发育不成熟，不具备反刍功能，其从非反刍到反刍功能的转变则是以瘤胃发酵能力为中心的。因此，开展瘤胃可利用氮和碳水化合物同步释放指数对羔羊瘤胃发育的影响研究具有重要的意义。

在本试验中，提高瘤胃可利用氮和碳水化合物同步释放指数，能够促进瘤胃、十二指肠等消化器官的发育，这可能与瘤胃可利用氮和碳水化合物同步释放能够促进瘤胃微生物生长与代谢有关。Cabrita等指出，实现瘤胃可利用氮和碳水化合物协同释放，能够有效地促进瘤胃微生物的生长和代谢[7]。Onetti等研究发现，提高瘤胃可利用氮和碳水化合物协同释放指数，能够有效促进瘤胃内总挥发性脂肪酸的生成[8]。众所周知，挥发性脂肪酸，特别是丁酸，被认为是瘤胃及肠道等消化器官重要的能量底物，当其被瘤胃及肠道等消化器官吸收后，能够氧化生酮用于供能，促进瘤胃和肠道等细胞的分化和增殖[9-10]。因此，提高随瘤胃可利用氮和碳水化合物同步释放指数，有利于瘤胃挥发性脂肪酸的生成进而促进瘤胃和肠道等消化器官的发育。

提高瘤胃可利用氮和碳水化合物同步释放指数，能够促进瘤胃、十二指肠等消化器官的发育，有利于钙磷等矿物元素的吸收，这是因为瘤胃是反刍动物钙磷吸收的重要器官[11]。众所周知，钙和磷是羔羊骨骼发育所需的重要矿物元素，当钙磷吸收加强后，有利于骨骼生长。因此，这也可解释在本试验中净骨率随着瘤胃可利用氮和碳水化合物同步释放指有增加趋势的原因。Seo等研究发现，提高可利用氮和碳水化合物在瘤胃同步释放指数，能够促进瘤胃微生物蛋白的合成[5]。而瘤胃微生物，能够发酵碳水化合物并为提供其宿主70%～85%的能量和67%的蛋白需要[12-13]。因此，提高瘤胃可利用氮和碳水化合物同步释放指数，有利于促进羔羊瘤胃和小肠等消化器官的发育。