玉米颗粒大小对饲喂全混合日粮荷斯坦牛瘤胃发酵及血液代谢产物的影响

钱泽斌，朱雁飞

（南阳市动物卫生监督所，河南南阳 473000）

玉米是生产商品精料和全混合日粮的主要原料，因此，提高玉米利用率是提高肉牛生产效率的根本因素之一。但玉米籽粒的粉碎程度在瘤胃发酵模式和血液代谢方面的信息有限。从理论上讲，玉米粉碎粒度增加了饲料表面积，提高了饲料的消化率，从而提高动物饲料利用率和生长性能。研磨法也常被饲料工业用于生产浓缩饲料和全混合日粮，同时可以防止饲料原料分离。但细粉获得的非常小的原料粒度会导致一定的缺点，如发生胃溃疡，大量粉尘，降低饲料采食量，从而影响动物健康和生长性能。对于反刍动物，为了提高饲料利用率，Koenig等（2003）研究了包括粉碎方法在内的几种谷物加工技术，发现与饲喂细粉玉米颗粒相比，饲喂全珠玉米的肉牛瘤胃能量利用率有所提高。此外，Reinhardt等（1998）报道，与细粉玉米饲料相比，肉牛使用粗粉玉米作为精料时，饲料效率提高了7%。但由于瘤胃微生物的消化、微生物合成及温度、湿度等环境因素对瘤胃发酵及生理机制的确定存在一定的困难，因此，对玉米颗粒大小影响瘤胃功能的变化仍需进一步研究。近年来，包括基于温度和湿度水平的无应激条件在内的试验资源已被用于体内研究（Choi，2015），因为高水平的温度或湿度会增加体温和维持能量的需求，产生不理想的代谢数据。因此，本研究是在温度和湿度控制条件下进行，以尽量减少由环境因素引起的误差，试验评估了不同玉米颗粒大小对饲喂全混合日粮为基础的荷斯坦肉牛瘤胃发酵和血液代谢产物的影响。

1 材料与方法

1.1 试验动物与日粮 试验选择将4只体重为（592±29.9）kg装有瘤胃瘘管的荷斯坦奶牛，以全混合日粮为基础饲料，分别置于自动温湿度可调节的房间（温度24℃，相对湿度60%，22 h/d）。采用4×4拉丁方试验设计，处理分别为全混合基础日粮组（对照组）、基础日粮+全珠玉米（处理1组）、基础日粮+粗粉玉米（处理2组）、基础日粮+细粉玉米（处理3组）。处理组中玉米替代全混合日粮的20%。试验日粮组成及营养水平见表1。在整个试验过程中，肉牛自由饮水和舔舐矿化盐块，每天在上午9点和下午17点各饲喂1次。在适应期，将全混合日粮作为基础日粮，将干物质摄入量控制在自由采食量的90%以内（平均体重的1.66%）。加工后的玉米籽粒样品制备方法如下：即粗粉玉米颗粒收集于1.3～6.0 mm网格筛之间。细粉玉米过3.5 mm筛孔。

表1 试验日粮营养成分 %

1.2 样品收集与分析 每周期持续21 d，每天记录采食量。在第15～21天收集有代表性的饲料样本，分析其水分、粗蛋白质、粗脂肪和灰分含量。分别在早晨饲喂前和第21天饲喂后1、2、3、4、5、6、7、8 h收集瘤胃样品，评价瘤胃发酵特性。采集后立即用八层纱布过滤，测定瘤胃pH。测定挥发性脂肪酸（VFA）时，在10.0 mL瘤胃液中分别加入1.0 mL饱和HgCl2溶液和4.0 mL 1m NaOH溶液。测定氨氮时，在15.0 mL瘤胃液中加入0.3 mL 50% H2SO4。样品在-20℃冷冻保存，待分析。根据Choi和Oh（2011）的方法测定氨氮和VFA。试验结束后，于下午喂食前从颈静脉穿刺取血10 mL到真空管中（无抗凝血剂）。4℃凝固24 h，离心（2000×g，4℃离心 15 min），-70℃保存血清，进一步分析总蛋白、葡萄糖、尿素氮、白蛋白、肌酸酐和甘油三酯。

1.3 统计分析 采用SAS软件的一般线性模型程序，以试验动物为随机效应，处理为固定效应，对各处理的数据进行分析。采用Duncan's法进行多重比较，P＜0.05表示组间差异有统计学意义。

2 结果与分析

2.1 采食量及动物体况 由表2可知，玉米粉碎粒度对全混合日粮干物质摄入量无显著影响（P＞0.05），同时对饲料总干物摄入量也无显著影响（P＞0.05）。其中，全混合日粮平均干物质摄入量为（8.7±1.61）kg，饲料总干物质摄入量为（10.3±1.87）kg。

表2 不同玉米粒度对荷斯坦肉牛干物质摄入量的影响 kg/d

玉米的粉碎大小对体温无显著影响（P＞0.05），平均体温值为38.2℃（图1）。

2.2 瘤胃发酵性能 由表3可知，不同玉米粒度显著影响瘤胃pH和单一VFA浓度（P＞0.05），但对氨氮和总VFA浓度无显著影响（P＞0.05）。与对照组相比，不同玉米粉碎粒度日粮显著降低了瘤胃氨氮浓度（P＜0.05），处理1组较其他组显著提高了瘤胃乙酸浓度（P＜0.05），而处理3组较其他组显著提高了丁酸浓度（P＜0.05），对照组较不同玉米粒度日粮组显著提高了丙酸浓度（P＜ 0.05）。

表3 不同玉米粒度对荷斯坦肉牛瘤胃发酵性能的影响

由图2可知，与处理2组相比，其他组显著提高了瘤胃pH（P＜0.05），尤其是饲喂2 h后。处理4组在饲喂1 h后，瘤胃pH低于其他组，之后又高于其他组（P＞0.05）。

由表3和图3可知，不同玉米粉碎粒度日粮较对照组显著降低了瘤胃氨氮含量（P＜0.05），而处理组间对瘤胃氨氮浓度无显著影响（P＞ 0.05）。

由表3和图4结果可知，饲喂不同粒径的玉米颗粒对总VFA浓度没有影响（P＞0.05）。

2.3 血液代谢物 由表4可知，除了甘油三酯浓度外，不同粒度玉米日粮对血液代谢物无显著影响（P＞0.05），处理3组较对照组和其他处理组显著提高了血清甘油三酯浓度（P＜0.05）。虽然各组血清白蛋白浓度无显著差异（P＞0.05），但处理1和处理2组血清白蛋白浓度（3.80和3.85 g/dL）在数值上高于对照组和处理3组（3.68和3.73 g/dL）。

3 讨论

表4 不同玉米粒度对荷斯坦肉牛血液代谢物的影响

在本研究中，饲料干物质的摄入量是根据每个时期的体重限制饲喂。此外，我们还统计了动物在没有浪费的情况下所消耗的饲料量，以便准确评估瘤胃发酵和血液代谢物在内的代谢数据。本研究结果发现，不同粉碎粒度玉米替代TMR对体温无显著影响（P＞0.05），本研究试验条件基于温度和湿度指数（THI=71.5），属于无应激条件。Coppock（1978）报道，环境温度的升高导致反刍动物产生热应激，使体温和呼吸速率升高。此外，高温使体重下降，是研究繁殖、泌乳和生长的重要参数（Johnson，1980）。因此，应提供良好可控制的试验条件，包括至少基于温度和湿度的无应激条件，以便准确解释动物体内研究的营养和生理数据。

处理4组在饲喂1 h后，瘤胃pH低于其他组，之后又高于其他组，这与Lee等（2002）的研究结果一致，在体外瘤胃pH中，粉碎玉米组瘤胃pH低于全珠玉米组。但与本研究结果相比，它们也显示出不一致的结果，即粗粒和细粒玉米在孵育过程中pH发生了类似变化，因为粉碎粒度的减小一般与瘤胃pH降低有关。但两项研究的不同结果可能是由于之前研究中粗粒或细粒玉米的实际颗粒大小不同造成的。Lee等（2002）发现，从4 mm网孔过滤的“粗”玉米中，似乎含有相当数量的小于1 mm“粗”玉米颗粒。为了避免试验误差，我们使用的粉碎玉米颗粒大小从1.3～6.0 mm的粗粉颗粒和小于3.5 mm细粉颗粒。粗粉处理增加了微生物攻与玉米颗粒的接触表面积，导致瘤胃中淀粉高消化。淀粉很容易被瘤胃微生物降解，因此，细粉玉米组pH较高。在本研究中，对照组中氨氮含量高可能有两个原因，一是TMR进食时间较慢，二是TMR中可溶性氮含量较高。

玉米加工对瘤胃发酵的影响不受总VFA浓度的影响。处理1组的乙酸含量最低，丙酸含量最高，但乙酸与丙酸的比例低于处理2和3组。此外，VFA的比例可能对动物生长性能有好处，特别是饲料在瘤胃的消化率，因为粗粉玉米颗粒增加了淀粉和干物质的消化率。血清白蛋白是体内蛋白质合成的一个指标，即低白蛋白表示相对较高的蛋白质合成。但在本研究中，血清肌酸酐的平均浓度似乎与白蛋白浓度非常相似。全珠玉米组血糖浓度较高，这支持了丙酸浓度高的结果，因为血糖浓度与乙酸和丙酸比例密切相关（Campell和 Farrell，2003）。反刍动物脂肪酸的碳源通常是乙酸，而不是葡萄糖，但葡萄糖是一个重要因素，因为Vernon（1992）发现，甘油三酯的合成除了乙酸盐外，还需要甘油-3磷酸，而甘油-3磷酸完全来自葡萄糖。

4 结论

结果表明，荷斯坦肉牛饲喂粗粉碎玉米可提高瘤胃对饲料的消化能力，而饲喂细粉碎玉米瘤胃微生物养分降解时间明显不足。