秸秆配合颗粒饲料peNDF水平对绵羊血液生化指标的影响

吴红岩，郭同军，张志军，张俊瑜，桑断疾，臧长江

(1.新疆畜牧科学院饲料研究所，乌鲁木齐 830011；2.新疆农业大学动物科学学院，乌鲁木齐 830052)

0 引 言

【研究意义】秸秆配合颗粒饲料制作过程中粗饲料粉碎或纤维变细，会致使饲粮中peNDF水平太低或饲料颗粒太小，会减少饲粮对瘤胃上皮乳头生长的刺激和维持作用[1-3]，会降低日粮的消化率、增加患瘤胃酸中毒的风险[4-5]。血液生化指标的测定是了解动物营养物质利用和代谢状态的重要方法。【前人研究进展】当前，关于反刍动物有效纤维需要量研究主要集中在奶牛和奶山羊的全混合日粮(TMR)的peNDF水平。Zebeli等[6]发现奶牛饲粮peNDF8.00在17.0%～18.5%时，可保证相关指标在正常生理范围。李飞[7]研究指出泌乳奶牛饲粮适宜的peNDF范围为peNDF1.1827.59%～35.62%，peNDF8.0012.83%～18.80%。赵向辉[8]研究发现饲粮peNDF8.00高于7.8%即可预防奶山羊发生SARA，Li等[9]发现降低饲粮peNDF1.18(24.3%vs.18.7%)和peNDF8.00(20.5%vs.8.4%)可降低奶山羊的瘤胃内pH，但并未降低瘤胃纤维分解菌的数量和乳脂率。【本研究切入点】保证反刍动物饲粮适宜的peNDF水平是维持动物健康及高产的重要营养因素[1、10-12]。秸秆配合颗粒饲料作为高效利用中低质农作物秸秆的手段之一，其粗饲料的粉碎程度远高于TMR日粮，因此，在利用秸秆配合颗粒饲料进行绵羊生产时，即使在采用化学分析方法检测到饲料中NDF水平正常，但由于粗饲料粉碎过细，致使饲料颗粒太小或peNDF水平太低，将无法有效的刺激动物咀嚼和维持正常的瘤胃环境，影响动物健康与生产性能的发挥。【拟解决的关键问题】研究采用宾州筛(PSPS)体系，分析秸秆配合颗粒饲料peNDF水平差异对绵羊血液生化指标的影响，为利用秸秆配合颗粒技术提高中低质农作物秸秆利用效率，促进肉羊产业的发展奠定数据基础。

1 材料与方法

1.1 材 料

1.1.1 试验动物

2017年4～6月，在新疆喀什地区岳普湖县金慧通实业有限公司种羊场选取5月龄体重为(35.88±4.90) kg的小尾寒羊42只，驱虫后依据体重进行单因素完全随机试验设计，随机分为2.5 mm组、6 mm组、12 mm组、16 mm组、20 mm组和25 mm组，每组7只。试验期为70 d，其中预试期10 d，正试期60 d。

1.1.2 日粮组成及饲养管理

参照肉羊饲养标准NY/T 816-2004[13]，按精粗比45∶55配置同一日粮配方，粗料为麦秸和苜蓿。相等量的麦秸和苜蓿经揉丝粉碎一体机(型号：ZQFS80，生产厂家：河南恒牧机械有限公司)2.5、6、12、16、20和25 mm筛片粉碎后，分别与等量的精料混合均匀后制成直径为8 mm的秸秆配合颗粒饲料。试验羊处于相同环境的饲养圈舍，分组自由采食各自的试验日粮，自由饮水；每日于09:00和19:30分两次饲喂，每天保持15%的剩料量。表1

1.1.3 颗粒饲料peNDF含量

正试验期，每天从称量饲喂的颗粒饲料中随机取样200 g，试验结束后充分混合。按四分法准确称取300 g于托盘中，按1∶1的比例加入300 mL超纯水，至颗粒饲料自然散开后，置于冷冻干燥机中48 h除去水分，室温静置12 h后，采用宾州粗料分级筛(PSPS)(武汉市科立博器材有限公司)按Heinrichs[14](2013)的方法，将冻干的饲料分别置于滨州筛的最上层，按每个方向水平振荡5次，四个方向水平振荡后，再重复一圈，共水平振荡40次；水平振荡1次，振荡距离要大于17 cm；振荡过程中不允许出现垂直振动[14]。然后分别称取各筛上饲料的重量，重复4次，取平均值，计算日粮peNDF水平[14]。列出不同粗饲料长度秸秆配合颗粒的peNDF水平。表2

表1 日粮组成与营养成分(干物质基础)
Table 1 Ingredient and nutritional components of experiment diets(dry matter basis)

项目Item比例Proportion(%)营养水平Nutrient levels2含量Content苜蓿Alfalfa36.98代谢能ME (MJ/kg)9.56麦秸Wheat straw18.01粗蛋白CP (%)14.52玉米Corn23.81粗纤维CF (%)24.13小麦麸Wheat bran3.40钙Ca (%)0.78棉籽粕Cotton seed meal14.97磷P (%)0.43食盐NaCl0.95碳酸氢钠NaHCO30.95预混料Premix1)0.93合计Total100.00

注：(1)预混料为每千克饲粮提供: VA≥1 000 000 IU, VD3≥65 000 IU, VE≥5 000 mg, Fe≥2 000 mg, Cu≥1 750 mg, Zn≥5 500 mg, Mn≥2 550 mg, Se≥75 mg, I≥70 mg, Co≥40 mg。(2)代谢能、粗蛋白、粗纤维、钙和磷为计算值

Note:(1)The premix provided the following per kg of diets: VA≥1 000 000 IU, VD3≥65 000 IU, VE≥5 000 mg, Fe≥2 000 mg, Cu≥1 750 mg, Zn≥5 500 mg, Mn≥2 550 mg, Se≥75 mg, I≥70 mg, Co≥40 mg.(2)ME, CP, CF, Ca and P were calculated values

1.2 方 法

1.2.1 样品的采集

于正试验期第30和60 d晨饲前，用一次性真空管(含肝素锂)在颈静脉处采集血样。于4℃ 3 000 r/min 离心15 min，取上清。分装于1.5 mL离心管，-20℃保存[15]。用于血清生化指标的检测。

1.2.2 样品分析

血清样品送至乌鲁木齐市烧伤医院采用日立7160全自动生化仪和各指标对应的检测试剂盒进行比色法检测，分析总蛋白、白蛋白、球蛋白、谷草转氨酶、谷丙转氨酶、尿素氮、葡萄糖、乳酸脱氢酶、肌酸激酶、碱性磷酸酶、胆固醇、甘油三酯、高密度脂蛋白和低密度脂蛋白的含量[16]。

表2 粗饲料不同粉碎长度的颗粒饲料分布(%，DM)
Table 2 The distribution of different cutting lengths of roughage in combined particles

PSPS1)分层2.5 mm组6 mm组12 mm组16 mm组20 mm组25 mm组>19.00 mm0.230.200.360.190.220.40(>8.00)～19.00 mm6.387.9527.2228.3539.3148.801.18～8.00 mm44.0747.6045.2139.1433.2927.47<1.18 mm49.3344.2627.2232.3227.1923.34Pef2)8.006.618.1427.5827.5439.5349.19pef1.1850.6755.7472.7967.6872.8176.66peNDF3)8.006.247.6925.9927.0337.7147.05peNDF1.1847.8852.6168.6064.0969.4673.32

注：(1) PSPS即宾州饲料颗粒分级筛(Penn State Particle Separator)；(2)pef即物理有效因子，pef8.00和pef1.18分别为2层筛上物[>19.00 mm和(>8.00)～l9.00 mm]和3层筛上物[>19.00 mm、(>8.00)～l9.00 mm和1.18～8.00 mm]的干物质占总干物质的百分比；(3) peNDF为日粮的物理有效中性洗涤纤维，peNDF=pef×日粮NDF%

Note: (1) PSPS is Penn State Particle Separator. (2)The pef is the physical effective factor, the pef8.00and pef1.18were the proportions of DM of particles retained on 2 layers[>19.00 mm and (>8.00)-l9.00 mm] and 3 layers[>19.00 mm, (>8.00)-l9.00 mm and 1.18-8.00 mm]of sieves in total DM content, respectively. 3)The peNDF is physically effective neutral detergent fiber, peNDF=pef ×dietary NDF%

1.3 数据处理

数据采用Excel 2007进行初步整理，血液生化数据的统计分析采用SAS9.0统计软件中GLM模型进行单因素方差分析，多重比较采用tdiff法进行。差异显著性标准为P<0.01为差异极显著，P<0.05为差异显著。

2 结果与分析

2.1 秸秆配合颗粒饲料peNDF水平对育肥期绵羊血清蛋白代谢的影响

研究表明，血清总蛋白含量2.5 mm组分别比6 mm组、12 mm组和25 mm组低8.87%、9.52%和8.80%，差异显著(P<0.05)；其它各组间差异不显著。血清白蛋白含量随着秸秆颗粒饲料中peNDF水平的增加而逐步升高。2.5 mm组的血清白蛋白含量分别比20 mm组和25 mm组低7.89%和8.19%，差异显著(P<0.05)；其它各组间差异不显著。2.5 mm组和20 mm组的血清球蛋白含量显著低于6 mm组和12 mm组，其它各组间差异不显著。白蛋白和球蛋白的比值20 mm组分别比2.5 mm组、6 mm组、12 mm组、16 mm组和25 mm组高10.43%(P<0.05)、20.00%(P<0.01)、15.65%(P<0.01)、9.57%和11.30%(P<0.05)；16 mm组的白蛋白和球蛋白的比值分别比6 mm组和12 mm组高11.54%和6.73%，差异显著(P<0.05)；16 mm组和20 mm组的白蛋白和球蛋白的比值组间差异不显著(P>0.05)。血清尿素氮含量2.5 mm组分别比6 mm组、12 mm组、16 mm组、20 mm组和25 mm组高19.09%(P<0.01)、26.60%(P<0.01)、22.54%(P<0.01)、16.28%(P<0.05)和18.94%(P<0.01)，其它各组差异不显著(P>0.05)。25 mm组的血清谷丙转氨酶比2.5 mm组高34.41%，差异显著(P<0.05)；其它各组间差异不显著(P>0.05)。表3

2.2 秸秆配合颗粒饲料peNDF水平对育肥期绵羊血清能量代谢的影响

研究表明，血液葡萄糖的含量16 mm组、20 mm组和25 mm组均高于2.5 mm组、6 mm组和12 mm组，但组间差异均不显著(P>0.05)。血清乳酸脱氢酶含量随着秸秆颗粒饲料peNDF水平的增加而逐步升高。25 mm组的血清乳酸脱氢酶含量分别比2.5 mm组和6 mm组高15.67%和13.75%，差异显著(P<0.05)；其它各组间差异不显著。血清肌酸激酶含量2.5 mm组分别比6 mm组、12 mm组、16 mm组、20 mm组和25 mm组低34.90%(P<0.05)、39.37%(P<0.01)、30.50%(P<0.05)、31.56%(P<0.05)和14.10%，其它各组间差异不显著(P>0.05)。表4

表3 秸秆配合颗粒饲料中peNDF下育肥期绵羊血清蛋白代谢指标变化
Table 3 Effect of peNDF level of straw combined particles on serum protein metabolism of fattening sheep

2.5 mm组6 mm组12 mm组16 mm组20 mm组25 mm组SEMP值总蛋白TP (g/L)59.89b65.20a65.59a63.54ab62.00ab65.16a1.7760.18白蛋白ALB (g/L)30.40b31.11ab32.20ab32.23ab32.80a32.89a0.7730.18球蛋白GLB (g/L)29.49b34.09a33.39a31.31ab29.20b32.27ab1.2810.05白/球比 (A/G)1.03ABb0.92Bc0.97Bbc1.04ABab1.15Aa1.02ABbc0.039<0.01尿素氮 BUN (mmol/L)6.39Aa5.17Bb4.69Bb4.95Bb5.35ABb5.18Bb0.3120.01谷草转氨酶AST (U/L)115.61123.99123.19134.11128.56131.776.5630.41谷丙转氨酶ALT (U/L)18.36b21.38ab20.86ab24.14ab22.79ab27.99a2.8860.29AST/ALT比值6.375.959.186.206.215.331.4020.48

表4 秸秆配合颗粒饲料中不同peNDF下育肥期绵羊血清能量代谢指标变化
Table 4 Effect of peNDF level of straw combined particles on serum energy metabolism of fattening sheep

2.5 mm组6 mm组12 mm组16 mm组20 mm组25 mm组SEMP值葡萄糖GLU (mmol/L)1.191.001.221.571.491.510.201 0.29 乳酸脱氢酶LDH (U/L)551.94b564.51b583.06ab610.55ab626.20ab654.53a29.054 0.14 肌酸激酶CK (U/L)342.41Bb461.91ABa477.20Aa446.84ABa450.47ABa390.69ABab34.582 0.08

2.3 秸秆配合颗粒饲料peNDF水平对育肥期绵羊血清脂类代谢的影响

研究表明，血清甘油三酯25 mm组分别比6 mm组和12 mm组低46.15%和50.00%，差异显著(P<0.05)；其它各组间差异不显著(P>0.05)。血液胆固醇的含量16 mm组、20 mm组和25 mm组均分别高于2.5 mm组、6 mm组和12 mm组；其中25 mm组的胆固醇含量分别比6 mm组和12 mm组高16.94%(P<0.05)和21.31%(P<0.01)，其它各组间差异不显著(P>0.05)。25 mm组的高密度脂蛋白含量比12 mm组高16.50%(P<0.05)，其它各组间差异不显著(P>0.05)。低密度脂蛋白25 mm组分别比6 mm组和12 mm组高21.67%和23.33%，差异显著(P<0.05)；其它各组间差异不显著(P>0.05)。血清碱性磷酸酶含量20 mm组分别比2.5 mm组、6 mm组、12 mm组、16 mm组和25 mm组高37.64%(P<0.01)、32.99%(P<0.01)、25.67%(P<0.05)、30.33%(P<0.01)和28.30%(P<0.01)，其它各组间差异不显著(P>0.05)。表5

表5 秸秆配合颗粒饲料中不同peNDF下育肥期绵羊血清脂类代谢指标变化
Table 5 Effect of peNDF level of straw combined particles on serum lipid metabolism of fattening sheep

2.5 mm组6 mm组12 mm组16 mm组20 mm组25 mm组SEMP值甘油三酯 TG (mmol/L)0.28ab0.38a0.39a0.31ab0.34ab0.26b0.040 0.15 胆固醇CHO (mmol/L)1.57ABab1.52ABb1.44Bb1.66ABab1.60Aab1.83Aa0.099 0.12 高密度脂蛋白 HDL (mmol/L)0.92ab0.89ab0.86b0.97ab0.95ab1.03a0.052 0.28 低密度脂蛋白 LDL (mmol/L)0.51ab0.47b0.46b0.53ab0.49ab0.60a0.040 0.19 碱性磷酸酶 ALP (U/L)222.14Bb238.70Bb264.80ABb248.20Bb356.23Aa255.41Bb25.778 0.01

3 讨 论

3.1 peNDF与育肥期绵羊血清蛋白代谢指标的关系

血清蛋白的含量受日粮蛋白质的摄取量和内源蛋白质分解代谢等众多因素的影响。血清白蛋白与球蛋白之和即为总蛋白[17]。白蛋白主要由肝脏合成，可作为脂肪酸等营养物质的载体[18]。研究中，2.5 mm组的血清总蛋白和白蛋白含量均最低，且总蛋白含量显著低于6 mm组、12 mm组和25 mm组，而白蛋白含量显著低于20 mm组和25 mm组；血清白蛋白含量随着秸秆颗粒饲料中peNDF水平的增加而逐步升高。在动物因素、环境条件和饲喂管理条件相同的情况下，基于同一配方比例而粗饲料粉碎长度不同的秸秆配合颗粒饲料，这一现象可能由于同一比例的粗饲料过2.5 mm孔径的筛网后制粒的秸秆配合颗粒中的peNDF水平含量相对较低，致使饲料在绵羊肠道中的停留时间较短，致使饲料的消化率降低[5]，而动物机体吸收的蛋白也降低了。

血清球蛋白含量能反映机体免疫能力和蛋白质代谢能力的强弱，球蛋白含量提高，说明蛋白质代谢能力加强，免疫力得到提高[17]。白蛋白与球蛋白的比值升高说明球蛋白数量下降而降低机体免疫机能，反之则提高免疫系统机能[19]。研究中，2.5 mm组和20 mm组的血清球蛋白含量显著低于6 mm组和12 mm组，而白蛋白和球蛋白的比值20 mm组显著或极显著高于2.5 mm组、6 mm组、12 mm组和25 mm组；16 mm组的白蛋白和球蛋白的比值显著高于6 mm组和12 mm组，而16 mm组和20 mm组的白蛋白和球蛋白的比值组间差异不显著。这种现象一方面与20 mm组和16 mm组的采食量极显著高于2.5 mm组、6 mm组、12 mm组有关，即采食的蛋白多；另一方面可能与秸秆配合颗粒饲料的peNDF水平的对育肥羊机体的免疫诱导有关。即饲粮中peNDF水平太低或饲料颗粒太小会增加患瘤胃酸中毒的风险[1-3]，而16 mm组、20 mm组和25 mm组由于peNDF水平相对适宜而对绵羊机体的免疫诱导较小。

血清尿素氮是评价饲粮氨基酸的平衡和机体蛋白质代谢的有效指标之一[20]，与动物生长速度成负相关。一般情况下尿素氮浓度低说明氨基酸平衡较好，机体蛋白质合成率较高。血清尿素氮浓度过高，则会使氮通过尿液排出体外，降低饲料中氮的利用效率[21]。研究中，2.5 mm组血清尿素氮含量极显著高于6 mm组、12 mm组、16 mm组和25 mm组，显著高于20 mm组。基于同一配方比例而粗饲料粉碎长度不同的秸秆配合颗粒饲料，这一现象说明同一比例的粗饲料过2.5 mm孔径的筛网后制粒的秸秆配合颗粒中的peNDF水平不利于绵羊机体蛋白合成。谷丙转氨酶和谷草转氨酶的活性高低也可以基本反映机体蛋白质合成和分解代谢的状况[22]。研究中，16 mm组、20 mm组和25 mm组的谷草转氨酶和谷丙转氨酶含量均高于2.5 mm组、6 mm组和12 mm组，25 mm组的血清谷丙转氨酶显著高于2.5 mm组。基于同一配方比例而粗饲料粉碎长度不同的秸秆配合颗粒饲料，说明peNDF水平较低时，不利于绵羊机体蛋白合成代谢。因为蛋白质合成时，血液中的谷丙转氨酶含量是上升的[23]。

3.2 peNDF与育肥期绵羊血清能量代谢指标的关系

血糖水平能反应机体的营养状况，是动物机体内能量平衡的主要标志[24-25]。研究中，血糖含量16 mm组、20 mm组和25 mm组均高于2.5 mm组、6 mm组和12 mm组。说明秸秆配合颗粒饲料peNDF1.18大于64.09%，peNDF8.00大于27.03%时，绵羊机体的营养状况较好。乳酸脱氢酶在体内可逆地催化丙酮酸和还原性辅酶I转变为乳酸和氧化性辅酶I，是机体能量代谢中参与糖酵解的一种重要酶，其含量的改变直接影响到机体的能量代谢[26]。研究中，乳酸脱氢酶含量随着秸秆颗粒饲料中peNDF水平的增加而逐步升高，25 mm组显著高于2.5 mm组和6 mm组。说明秸秆配合颗粒饲料中peNDF1.18为6.24%～7.69%，peNDF8.00为47.88%～52.61%时，不利于绵羊机体的能量代谢。肌酸激酶在体内可逆地催化肌酸与ATP之间的转磷酰基反应，与细胞内ATP再生、能量运转和肌肉收缩直接关系[26]。研究中，肌酸激酶含量2.5 mm组显著低于分别比6 mm组、16 mm组和20 mm组，极显著低于12 mm组，其它各组间差异不显著。说明过2.5 mm孔径的筛网后制粒的秸秆配合颗粒中的peNDF水平含量(peNDF1.18为6.24%，peNDF8.00为47.88%)相对较低，不利于绵羊机体的能量代谢。

3.3 peNDF与育肥期绵羊血清脂类代谢指标的关系

动物体内血清甘油三酯和总胆固醇含量的增减可作为脂肪代谢和肝功能的指标[27]。血清中甘油三酯是脂类代谢中一种重要的中间代谢产物，可以反映出脂类代谢状况，当脂类消化吸收不良时，甘油三酯明显下降[28]。研究中，2.5 mm组和25 mm组的甘油三酯含量均低于6 mm组、12 mm组、16 mm组和20 mm组，其中25 mm组显著低于6 mm组和12 mm组。这可能由于相较于过25 mm筛网的小麦秸和苜蓿，过6 mm组和12 mm筛网的小麦秸和苜蓿的与绵羊瘤胃液的接触面积更大，消化效率高；这也可能从另一角度说明基于同一配方比例而粗饲料粉碎长度不同的秸秆配合颗粒饲料，peNDF水平过高或过低均不利于动物机体的物质代谢。

胆固醇是脂质的重要部分，是细胞膜的主要成分，与肝内脂蛋白的合成密切相关，其含量直接影响动物的生长发育速度[28]。研究中，血液胆固醇的含量16 mm组、20 mm组和25 mm组均高于2.5 mm组、6 mm组和12 mm组，25 mm组的胆固醇含量显著高于6 mm组和12 mm组。说明秸秆配合颗粒饲料peNDF1.18大于64.09%，peNDF8.00大于27.03%时，绵羊的增重效果较好。

低密度脂蛋白和高密度脂蛋白是血清中的两种重要的载脂，低密度脂蛋白把胆固醇从肝脏运送到全身组织，高密度脂蛋白将各组织的胆固醇送回肝脏分解代谢[29]。研究中，血清高密度脂蛋白的含量16 mm组、20 mm组和25 mm组均高于2.5 mm组、6 mm组和12 mm组，25 mm组显著高于12 mm组；低密度脂蛋白25 mm组分别比6 mm组和12 mm组高21.67%和23.33%，差异显著(P<0.05)。参照人血液中总胆固的正常参考范围3.1～5.7 mmol/L[30]，研究中的胆固醇含量均低于人血液胆固醇正常范围的下限，因此，在研究条件下，高密度脂蛋白和低密度脂蛋白的含量越高说明越有利于绵羊机体脂肪沉积，即秸秆配合颗粒饲料peNDF1.18为64.09%～73.32%，peNDF8.00为27.03%～47.05%时，绵羊的体脂沉积较好。

碱性磷酸酶是体内代谢的关键酶，其参与体内的多种物质代谢途径，与糖类、脂肪和蛋白质的吸收及其运输有较密切的关系，血清碱性磷酸酶活性的提高能够加速动物机体生长[31]。研究中，20 mm组的碱性磷酸酶含量极显著高于2.5 mm组、6 mm组、16 mm组和25 mm组，显著高于12 mm组。说明秸秆配合颗粒饲料peNDF1.18为69.46%，peNDF8.00为37.71%时，绵羊的机体生长较好。

4 结 论

4.1 过2.5 mm孔径的筛网后制粒的秸秆配合颗粒的peNDF1.18为6.24%，peNDF8.00为47.88%时，不利于绵羊机体蛋白合成代谢。

4.2 过2.5 mm和6 mm孔径的筛网后制粒的秸秆配合颗粒的peNDF1.18为6.24%～7.69%，peNDF8.00为47.88%～52.61%时，不利于绵羊机体的能量代谢。

4.3 秸秆配合颗粒饲料peNDF1.18为64.09%～73.32%，peNDF8.00为27.03%～47.05%时，绵羊的体脂沉积较好。