塔里木马鹿、卡拉库尔羊和新疆本地牛瘤胃内环境比较研究

古力皮叶木·阿布都克然木， 敖维平， 吐尔逊阿依·赛买提， 贾存辉， 钱文熙，2

(1.塔里木大学动物科学学院，新疆阿拉尔 843300； 2.新疆建设兵团塔里木畜牧科技重点实验室，新疆阿拉尔 843300)

塔里木马鹿是迄今为止新疆驯养和繁殖规模最大的一种野生动物，也是唯一栖息在荒漠生境中的亚种[1]。在干旱少雨的塔里木盆地，在长期生态逆境自然选择压力下，形成了抗病、耐粗饲等优良特性[2]。钱文熙等研究了几种反刍动物对相同荒漠饲草的消化率，结果表明，塔里木马鹿对饲料中粗蛋白、粗纤维的消化率均显著或极显著高于新疆卡拉库尔羊和新疆黄牛，而粪便中粗蛋白含量显著低于新疆卡拉库尔羊和新疆黄牛，这也许是因为塔里木马鹿为适应干旱少雨环境而形成了独特的蛋白和能量代谢规律，对饲草料利用效率一直较高[3]。反刍动物瘤胃是降解纤维物质能力最强的天然发酵罐，在整个消化过程中起着非常重要的作用，因此，研究塔里木马鹿消化生理，对其瘤胃内参数的测定研究极其重要。为了解塔里木马鹿饲料消化生理特点，本试验在饲粮组成和饲养方式一致的条件下，研究塔里木马鹿、卡拉库尔羊和新疆本地牛瘤胃内环境特点，以期为塔里木马鹿对高粗饲料的高效利用研究提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验设计

本试验采用单因素试验设计(动物品种)，在饲粮组成和试验动物饲喂方式一致的条件下，测定塔里木马鹿、卡拉库尔羊和新疆本地牛瘤胃内环境特点。试验分为预试期和正试期，预试期为14 d，正试期为5 d，在正试期每天09：00饲喂 2 h 后连续3 d采集瘤胃液，测定试验动物瘤胃内环境各指标。

1.2 试验动物饲养管理

试验于2015年7月在塔里木大学畜牧科技重点实验室内进行。选择健康状况良好、品种性别相同、品种内体质量相近的马鹿[(180±3.0) kg]、羊[(40±1.0) kg]和牛[(400±5.0) kg]各3头，试验动物均单圈饲养，每天08：00、19：00各饲喂1次，自由饮水。采样人员要多接触马鹿，以减少采样时的应激。

1.3 试验饲粮

试验饲粮营养浓度、饲粮组成一致，精粗比均为3 ∶7，平均粗纤维(crude fiber，简称CF)含量约为32%，塔里木马鹿、卡拉库尔羊和新疆本地牛饲粮风干样采食量分别为3.20、1.60、9.30 kg，自由采食。饲粮配方及营养水平见表1。

1.4 样品采集

试验动物饲喂后2 h，消化代谢笼内保定后，用无菌插管在瘤胃上、中、下层采集固形物和液体等量并混合均匀，经4层纱布过滤，测定pH值后，迅速转移入50 mL已灭菌的离心管(约40 g/管)，置于-20 ℃冰箱储存备用。

1.5 测定指标及方法

瘤胃pH值采用上海仪电科学仪器股份有限公司生产的精密酸度计(PHSJ-5)测定；用酚-次氯酸钠比色法测定瘤胃氨态氮(NH3-N)浓度[5]；用气相色谱法测定瘤胃内容物的总挥发性脂肪酸(VFA)及其组分浓度[6]。

菌体蛋白(MCP)分离采用差速离心法。培养液经40～60 μm尼龙布过滤后，于39 ℃、150g低速离心 15 min 去除原虫和饲料大颗粒。准确量取20 mL上清液，于 4 ℃、16 000 r/min 离心20 min以分离出细菌，弃去上清液后，用15 mL 0.85%生理盐水重复洗涤2次。沉淀即为细菌组分，然后采用凯氏定氮法测定MCP含量[7]。

表1 试验饲粮配方及营养水平

注：添加剂预混料中维生素含量：940 IU/kg维生素A，20 IU/kg维生素E。矿物元素含量：200 mg/kg硫(S)，24 mg/kg铁(Fe)，8 mg/kg 铜(Cu)，40 mg/kg锰(Mn)，40 mg/kg锌(Zn)，0.3 mg/kg碘(I)，0.2 mg/kg硒(Se)，0.1 mg/kg钴(Co)。饲料原料中马鹿的消化能数据缺失，马鹿、牛、羊饲料配方组成相同，自由采食，消化能均参照《动物营养参数与饲养标准》[4]中绵羊消化能值计算，其余为实测值。

1.6 数据统计分析

数据处理及分析采用SPSS 17.0统计软件进行方差分析和多重比较；本试验中数据表示为平均数±标准差。

2 结果与分析

2.1 3种试验动物瘤胃pH值比较

瘤胃pH值是衡量反刍动物瘤胃发酵的一个重要指标，它受日粮性质、渗透压、瘤胃中缓冲物质和水分含量、阴阳离子平衡、唾液分泌及瘤胃内挥发性脂肪酸的产生、排出、吸收等许多因素的影响[8]。由表2可知，塔里木马鹿、卡拉库尔羊、新疆本地牛瘤胃pH值分别为5.94、6.10、6.09，塔里木马鹿显著低于卡拉库尔羊和新疆本地牛，虽然塔里木马鹿pH值测定值最低，但3种动物瘤胃pH值均在正常范围之内。

表2 塔里木马鹿、卡拉库尔羊及新疆本地牛瘤胃pH值比较

注：同列数字后不同小写字母表示在0.05水平上差异显著，表3同。

2.2 3种试验动物瘤胃氨态氮(NH3-N)含量比较

NH3-N是瘤胃内合成菌体蛋白的主要前体物质，瘤胃中NH3-N的浓度过高或过低都不利于微生物的生长繁殖。因此，保持瘤胃液中的最适NH3-N浓度是保证微生物蛋白合成的首要条件[9]。由表3可知，在相同饲粮喂养条件下，塔里木马鹿、卡拉库尔羊、新疆本地牛瘤胃氨态氮含量分别为13.41、13.82、14.20 mg/L，虽然组间差异不显著，但塔里木马鹿瘤胃内NH3-N含量最低，这也许与其氮循环效率高或者微生物活性较高，产生了较多微生物蛋白有关。

表3 塔里木马鹿、卡拉库尔羊及新疆本地牛瘤胃氨态氮含量

2.3 3种试验动物瘤胃菌体蛋白含量比较

MCP的产量受日粮能量水平、碳水化合物来源、日粮蛋白水平及氮源等因素影响。一般认为，饲料蛋白水平、饲粮能氮平衡状况等因素均会影响MCP的合成。由表4可知，塔里木马鹿、卡拉库尔羊、新疆本地牛瘤胃菌体蛋白含量分别为139.44、115.28、128.83 mg/L，塔里木马鹿瘤胃内MCP含量极显著高于卡拉库尔羊和新疆本地牛。蛋白含量与瘤胃MCP增加量呈正相关，在日粮蛋白供给的情况下，MCP含量越高，说明其对饲粮蛋白利用效率相对更高。

表4 塔里木马鹿、卡拉库尔羊及新疆本地牛瘤胃菌体蛋白含量

注：同列数字后不同大写字母表示在0.01水平上差异显著。

2.4 3种试验动物瘤胃挥发性脂肪酸含量比较

VFA浓度是瘤胃发酵的主要指标之一。乙酸、丙酸和丁酸是瘤胃内含量最高的脂肪酸，也是反刍动物体能量的主要来源，占总量的95%[10]。由表5可知，乙酸、丁酸、总VFA的含量在塔里木马鹿瘤胃内极显著或显著高于卡拉库尔羊和新疆本地牛。而丙酸、异戊酸、异丁酸的含量是新疆本地牛瘤胃内均极显著高于塔里木马鹿和卡拉库尔羊。一般情况下，随着日粮中的粗料比例逐渐增大，瘤胃液中分解纤维素的微生物数量增加，而发酵淀粉等易消化碳水化合物的微生物数量减少，从而使发酵类型更倾向于乙酸发酵型。

3 结论与讨论

3.1 3种试验动物瘤胃pH值比较

瘤胃内正常pH值一般为6.2～6.8，为中性或弱酸性，这个酸度是瘤胃微生物存活的最好条件，同时对促进中性或酸性洗涤纤维的消化降解以及VFA的形成有重要作用[11]。从瘤胃发酵类型来看，谷物型日粮乙酸、丙酸的摩尔比例较低，而粗料型日粮的摩尔比例较高，这说明低纤维日粮发酵产生的丙酸较多，而乙酸较少，高纤维日粮发酵产生的乙酸较多，而丙酸较少[12]。钱勇等研究发现，随着日粮精粗比例的增加，提高了育肥羔羊的采食量，原因可能是由于日粮精饲料比列的增加，日粮的适口性提高，因而动物采食量增加[13]。虽然塔里木马鹿瘤胃pH值最低，其原因可能是因为受野生生活习性的长期影响，瘤胃pH值较高，为了更有效获取饲粮中营养物质，其采食、反刍速度均较快，也可能因为瘤胃微生物活性较高，对粗饲料利用能加强，产生大量VFA。

表5 塔里木马鹿、卡拉库尔羊及新疆本地牛瘤胃挥发性脂肪酸(VFA)含量比较

注：同列数据后标有不同大写、小写字母分别表示差异极显著(P<0.01)、显著(P<0.05)。

3.2 3种试验动物瘤胃氨态氮含量比较

瘤胃中NH3-N浓度是瘤胃氮代谢中外源蛋白质和内源含氮物质降解的重要产物，它同时也是瘤胃微生物合成菌体蛋白的原料[14]。由于饲料NH3-N浓度的大小反映粗饲料蛋白的降解程度，当饲粮氮不平衡或瘤胃可降解蛋白含量较低时，或者蛋白品质较差时，NH3-N浓度减少。Satter等通过研究发现，NH3-N浓度小于2.50 mg/100 mL时，会显著引起微生物产量降低，生产效率下降，该值被广泛用作瘤胃最低NH3-N浓度标准[15]。本试验只对氨态氮进行了检测，研究表明，塔里木马鹿、卡拉库尔羊及新疆本地牛等3种动物之间瘤胃氨态氮浓度差异不显著，虽然塔里木马鹿氨态氮浓度相对很低，因为瘤胃能氮比平衡状态及能氮释放同步性，同时在特定饲粮组成条件下蛋白质降解与MCP合成的动态平衡有很大关系。

3.3 3种试验动物瘤胃菌体蛋白含量比较

反刍动物摄入饲料蛋白质的70%(40%～80%)被瘤胃微生物消化，转化为MCP，其他部分(30%)进入真胃和小肠消化[16]。MCP的产量受日粮能量水平、碳水化合物来源、日粮蛋白水平及氮源等因素影响。一般认为饲料蛋白含量越高，MCP含量越高。除蛋白含量对MCP有影响外，蛋白的结构和氨基酸组成对瘤胃MCP也可能有影响。近年来，人们对瘤胃原虫在降解粗饲料时所起的作用越来越重视。但由于原虫和细菌分离时原虫不易单独分离，本试验只对菌体蛋白进行检测，研究结果显示，塔里木马鹿瘤胃内含量极显著高于卡拉库尔羊和新疆本地牛。蛋白含量与瘤胃MCP增加量呈正相关，在日粮蛋白供给的情况下，MCP含量越高，说明塔里木马鹿对饲粮中蛋白质利用效率更高。其原因可能是因为塔里木马鹿对饲粮能氮要求不同，也可能与瘤胃能氮释放同步性有关，具体原因还需要对不同时间点瘤胃微生物种群变化及瘤胃内环境进行检测。

3.4 3种试验动物瘤胃挥发性脂肪酸含量比较

反刍动物瘤胃发酵所产生的挥发性脂肪酸约占进入机体代谢的碳流量的2/3，是反刍动物赖以生存、保持正常生长、泌乳、繁殖的主要能源，可提供反刍动物总能量需要量的 70%～80%[17]，瘤胃发酵类型即乙酸、丙酸比例也明显地影响着能量的利用率和能量储存部位。碳水化合物在瘤胃中不断被发酵，产生VFA。大量VFA不断通过瘤胃上皮被吸收，进入血液，同时，VFA还随着瘤胃内容物的外流到达后部消化道，这3个方面均对VFA浓度产生影响。本试验只对挥发性脂肪酸进行检测，研究表明，乙酸、丁酸及总挥发性脂肪酸含量极显著或显著高于卡拉库尔羊和新疆本地牛。这可能是因为增加粗饲料含量后瘤胃内以乙酸、丁酸发酵为主，VFA浓度应该升高[18]。

本试验在相同饲养条件下，对塔里木马鹿、卡拉库尔羊和新疆本地牛瘤胃内环境进行比较研究，结果显示：3种动物均在正常瘤胃pH值范围之内，塔里木马鹿pH值虽然比卡拉库尔羊和新疆本地牛低，是因为其瘤胃总VFA含量较高。塔里木马鹿、卡拉库尔羊及新疆本地牛瘤胃氨态氮浓度间差异不显著，但塔里木马鹿瘤胃内含量相对最低，这与其氮循环效率高或者微生物活性较高，产生了较多MCP有关。塔里木马鹿瘤胃MCP含量极显著高于卡拉库尔羊和新疆本地牛，表明其对饲粮蛋白有更有效的利用能力，其原因是其瘤胃微生物活性较高，瘤胃发酵能力强，产生了足够用于MCP合成的发酵底物。塔里木马鹿瘤胃乙酸、丁酸及总VFA含量极显著或显著高于卡拉库尔羊和新疆本地牛，这说明塔里木马鹿瘤胃微生物活性最高，发酵更剧烈；另外，塔里木马鹿瘤胃氨态氮检测结果显示其含量较低，是因为其瘤胃总VFA含量高，提供了充足的碳源用于合成MCP。综上所述，在相同饲养条件下，塔里木马鹿瘤胃微生物有更强的饲料发酵能力。