王夢琦，陳志遠，馬婷婷，林 淼

(揚州大學動物科學與技術學院，江蘇 揚州 225009)

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3種飼草組合對湖羊瘤胃還原硝酸鹽過程的影響

王夢琦，陳志遠，馬婷婷，林 淼

(揚州大學動物科學與技術學院，江蘇 揚州 225009)

摘要：采用3×3拉丁方試驗設計，研究以燕麥(Avena sativa)或苜蓿(Medicago sativa)干草等比例替代羊草(Leymus chinensis)后，對飼草中硝酸鹽動態(tài)消失率及湖羊瘤胃發(fā)酵參數(shù)的影響。晨飼后0、1、2、3、4、5和6 h通過瘤胃瘺管采集湖羊瘤胃液，測定瘤胃pH值以及硝酸鹽(NO3-)、亞硝酸鹽(NO2-)、氨態(tài)氮(NH3-N)的濃度；同時，晨飼后2 h經(jīng)頸靜脈采血測定血清高鐵血紅蛋白含量。結果表明, 1)3組瘤胃液NO3-和NO2-濃度分別在喂后1和2 h達到最大值，之后迅速降低；2)pH值、NO3-、NO2-濃度各組間均無顯著差異(P>0.05)；NH3-N僅在飼喂3 h后全羊草組(A組)顯著低于其它兩組(P=0.018)；3)高鐵血紅蛋白含量均較低，且無顯著差異(P>0.05)。本研究選用的牧草組合對湖羊瘤胃還原硝酸鹽過程沒有顯著影響。

關鍵詞：牧草；硝酸鹽；瘤胃發(fā)酵；動態(tài)變化；湖羊

硝酸鹽作為新鮮飼草中含有的非蛋白氮，在瘤胃中降解，一方面可以作為有效氮源，另一方面可以降低甲烷排放，提高微生物氮的合成量[1]。但亞硝酸鹽作為硝酸鹽還原的中間產(chǎn)物，大量積累可能會影響動物健康甚至危及生命[2]。如何降低亞硝酸鹽中毒的風險是硝酸鹽營養(yǎng)代謝研究中需要解決的重要問題。研究表明，影響硝酸鹽瘤胃還原的因素有：動物適應日糧硝酸鹽后，耐受性提高[3]；動物種類不同，其耐受力不同，羊的耐受力較強[4]；不同精粗比的飼料影響硝酸鹽還原的速率[5]；不同來源的植物細胞壁影響體外瘤胃還原硝酸鹽和亞硝酸鹽的程度存在差異[6]。目前，反芻動物飼糧中常用的飼草主要包括禾本科和豆科飼草，不同飼草的發(fā)酵特性不盡相同[7-8]，常見的飼草組合對硝酸鹽的瘤胃還原過程是否存在差異尚未明確。本研究選用羊草(Leymuschinensis)、燕麥(Avenasativa)和苜蓿(Medicagosativa)組合成3種不同的飼糧，研究瘤胃NO3-的動態(tài)變化規(guī)律及其對發(fā)酵參數(shù)、血液相關參數(shù)的影響，旨在為實踐中合理選擇飼草作為反芻動物日糧提供一定參考依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗動物及試驗設計

以同等比例的燕麥草或苜蓿干草替代羊草，設置A、B和C組(表1)，選取3頭體況良好、體重相近(36.2±3.5)kg、安裝永久性瘤胃瘺管的湖羊，采用3×3拉丁方試驗設計。每個試驗期14 d，包括預試期12 d，連續(xù)采樣期2 d。

1.2試驗飼糧及飼養(yǎng)管理

配制不同種類牧草組合(營養(yǎng)成分含量如表2所示)的3種飼糧，制成顆粒飼料，具體比例見表1(其中，3%硝酸鉀為飼喂時按具體采食量額外添加)，精料∶粗料=6∶4。試驗前檢測牧草中NO3-含量(羊草0.10%，燕麥0.13%，苜蓿0.12%)，則折算后3組飼糧中總NO3-含量分別為3.038%、3.041%、3.044%。每天飼喂兩次(08:00和16:00)，自由飲水。

表1　試驗飼糧組成(%)及營養(yǎng)水平(干物質(zhì)基礎)

注：①預混料為每千克飼糧提供VA 10 000 IU，VD33 500 IU，VE 15 IU， 鐵110 mg，銅17.5 mg，鋅75 mg，錳50 mg，碘1 mg，硒0.3 mg，鈷0.7 mg；②CP、EE、NDF、ADF和Ash為實測值，DE和NFC為計算值。

Note: ①The premix provided the following per kg of diets: VA 10 000 IU, VD33 500 IU, VE 15 IU, Fe 110 mg, Cu 17.5 mg, Zn 75 mg,Mn 50 mg, I 1 mg,Se 0.3 mg, Co 0.7 mg； ②CP, EE, NDF, ADF and Ash were measured value, DE and NFC was calculated value.

表2　不同牧草的營養(yǎng)成分含量(%DM)

1.3樣品的采集與分析

1.3.1樣品采集及測定指標在正式進入拉丁方試驗期前，為了防止湖羊出現(xiàn)亞硝酸鹽中毒，采用逐級遞增的添加方式，以1%、2%和3%的梯度，每隔5 d升高一個梯度，直至達到硝酸鉀的最終添加水平。采取連續(xù)兩天采樣測定的方式，采樣當天，晨喂前通過真空負壓裝置，從瘤胃上下左右不同位點采集約30 mL瘤胃液，經(jīng)4層紗布過濾，立即采用pHS-3C型 pH計測定其pH值，之后分裝于10 mL離心管中，-20 ℃冰箱中保存待測。采集喂前樣本后，將3%的硝酸鉀溶于水，通過在瘤胃上下左右不同點直接注入，同時喂料，并繼續(xù)采集喂后1、2、3、4、5、6 h的瘤胃液，樣品處理同前述，6 h內(nèi)靜止飲水。采樣期每日晨飼后2 h，頸靜脈采血，靜置獲得血清，待測高鐵血紅蛋白含量。

1.3.2指標測定方法硝酸鹽濃度采用紫外分光光度法測定[9]；亞硝酸鹽濃度采用比色法(南京建成生物工程研究所試劑盒)；NH3-N濃度采用采用酚-次氯酸鈉比色法[10]；高鐵血紅蛋白含量按照Benesch和Benesch[11]方法進行。

1.4數(shù)據(jù)分析

試驗數(shù)據(jù)采用Excel軟件整理，采用SAS 9.0軟件的PROC MIXED程序進行分析，并用Tukey法進行差異性比較，結果以“平均值”表示。

2結果與分析

2.1不同牧草組合對湖羊瘤胃硝酸鹽動態(tài)消失率的影響

3組的瘤胃NO3-濃度在喂后1 h最高，之后逐漸下降，至5 h時達到最低，之后略有回升，但3組間差異不顯著(P>0.05)(表3)。

2.2不同牧草組合對湖羊瘤胃亞硝酸鹽動態(tài)消失率的影響

3組的0 h瘤胃液中NO2-濃度均很低，后逐漸升高至2 h達到最大值后，逐漸消失，但3組間無顯著差異(P>0.05)(表4)。

2.3不同牧草組合對湖羊瘤胃液氨態(tài)氮動態(tài)消失率及高鐵血紅蛋白的影響

6 h內(nèi)氨態(tài)氮濃度在羊草組(A組)和燕麥草組(B組)均先上升至3 h后下降；而在苜蓿草組(C組)則呈現(xiàn)波動趨勢。喂后3 h，羊草組顯著低于其它兩組(P<0.05)(表5)。3組湖羊血液高鐵血紅蛋白含量分別為0.39%、0.31%和0.32%，無顯著性差異(P>0.05)。

表3　不同牧草組合對湖羊瘤胃液硝酸鹽含量(mg·L-1)的影響

表4　不同牧草組合對湖羊瘤胃液亞硝酸鹽含量(mg·L-1)的影響

表5　不同牧草組合對湖羊瘤胃液氨態(tài)氮含量(mg·L-1)的影響

注：不同小寫字母表示同行處理間差異顯著(P<0.05)。

Note: Different lower case letters within the same row show significant difference among different treatments at 0.05 level.

2.4不同牧草組合對湖羊瘤胃pH值動態(tài)消失率的影響

各處理組的湖羊瘤胃液pH值均先下降后升高，羊草組(A組)、燕麥組(B組)和苜蓿組(C組)分別在2、4和3 h達到最低值，并且3組間瘤胃液pH值無顯著差異(P>0.05)(表6)。

表6　不同牧草組合對湖羊瘤胃液pH值的影響

3討論

本研究中，瘤胃硝酸鹽、亞硝酸鹽的動態(tài)消失率與林淼[12]的研究結果相似，均在2 h內(nèi)達到最大值，然后下降。瘤胃還原硝酸鹽和亞硝酸鹽的過程必須要有氫源的參與，氫主要來自糖類的降解過程，飼料中的糖類分為纖維性和非纖維性兩類。其中林淼等[5]的研究表明，不同NDF/NFC的飼糧對湖羊瘤胃硝酸鹽含量無顯著影響，但飼糧NDF/NFC=0.71時有利于亞硝酸鹽的還原。采用半體內(nèi)法測定發(fā)現(xiàn)，以苜蓿為代表的豆科牧草DM和CP消化率高于禾本科牧草，同時燕麥的消化率高于羊草[13]；而體外研究表明，燕麥∶羊草為1∶1時有利于瘤胃的發(fā)酵以及纖維的降解[14]。此外，豆科牧草與秸稈類飼草有著協(xié)同作用，可以提高瘤胃消化率[15]。張吉鹍等[8]報道，山羊日糧以稻草為基礎同時補飼25%～50%苜蓿，瘤胃及后腸道的纖維物質(zhì)的消化率顯著提高。侯玉潔等[16]對體外結果表明，以玉米(Zeamays)青貯為基礎，NDF/NFC相同的情況下，燕麥、羊草、苜蓿和稻草的體外營養(yǎng)物質(zhì)消化率無顯著差異。本研究中，以燕麥或苜蓿等比例替代羊草后，瘤胃硝酸鹽、亞硝酸鹽動態(tài)消失率均沒有顯著差異(P>0.05)，可能是因為本研究條件下，3種飼糧的整體瘤胃發(fā)酵沒有顯著差異。

氨態(tài)氮是瘤胃中蛋白質(zhì)和尿素等非蛋白氮成分降解的終產(chǎn)物，其濃度受日糧組成、日糧精粗比、飼料氮含量、瘤胃菌體蛋白合成速度及含氮物溶解度等因素的影響。氨態(tài)氮為瘤胃微生物的生存提供氮源，直接影響瘤胃菌體蛋白的合成[17]。氨的產(chǎn)生與底物CP含量之間呈正相關關系，而與NDF和ADF含量呈負相關關系[18]，而3種牧草的蛋白質(zhì)的瘤胃降解率為苜蓿>燕麥>羊草[13]，因此推測，盡管本研究的3組日糧的CP含量相近，但苜蓿和燕麥的蛋白質(zhì)降解率高，導致發(fā)酵過程中氨態(tài)氮的含量較高。

體外研究發(fā)現(xiàn)，不同氮源和適應NO3-前后的瘤胃 pH 均沒有顯著差異(P>0.05)[19-20]。瘤胃液pH值綜合反映瘤胃微生物代謝產(chǎn)物有機酸的產(chǎn)生、吸收、排泄和中和的情況[21]。它受日糧的組成及處理方式、采食速度、瘤胃內(nèi)揮發(fā)性脂肪酸和其它有機酸的生成、瘤胃的吸收和排除等因素的影響[22]。瘤胃液pH值的正常范圍為5.8～7.2，低于或者超過此范圍都會影響瘤胃的正常發(fā)酵[23]。纖維分解菌對瘤胃pH十分敏感，當pH值為6.5時纖維分解菌活性最大，而且瘤胃對NDF、ADF的消化主要依賴于纖維分解菌[24]。本研究的3組pH值范圍是6.16～6.92，組別之間的pH值之間沒有顯著差異，這說明湖羊采食不同牧草組合的飼糧，瘤胃發(fā)酵均正常。但pH值達到最低值的時間不同，表現(xiàn)為A>C>B，A組最先達到最低值，這可能是由于本研究所配制的羊草組的顆粒料中NDF和ADF含量較低而NFC含量較高所致。ADF含量與飼料的消化率呈負相關關系，同時NFC主要包括有機酸、淀粉和可溶性糖等，降解速度快。徐俊[25]的研究表明，在36 h內(nèi)，苜蓿的NDF降解率較高，各牧草的降解率關系為苜蓿>燕麥>羊草。這種慢速降解成分較少導致羊草組的瘤胃發(fā)酵速率較其余兩組稍快；而C組卻比B組先達到最低值，可能原因是苜蓿含有豐富的果膠和礦物質(zhì)，礦物質(zhì)有很好的緩沖作用，而果膠在瘤胃中的降解速度很快，也具有很強的緩沖能力[26]，從而可以使C組的pH值先達到最低值然后恢復穩(wěn)定。

4結論

本研究選用燕麥和苜蓿等比例替代羊草進行活體試驗，比較結果表明，其對湖羊瘤胃硝酸鹽和亞硝酸鹽動態(tài)消失率沒有顯著影響，對瘤胃發(fā)酵參數(shù)也沒有顯著影響。

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(責任編輯武艷培)

DOI:10.11829/j.issn.1001-0629.2015-0212

*收稿日期：2015-04-14接受日期：2015-08-20

基金項目：江蘇高校優(yōu)勢學科建設工程資助項目；江蘇省博士后科研資助計劃(1402114C)

通信作者：林淼(1984-)，女，福建龍巖人，副教授，博士，主要從事反芻動物營養(yǎng)與飼料研究。E-mail：linmiao@yzu.edu.cn

中圖分類號：S826.4+3

文獻標識碼：A

文章編號：1001-0629(2016)3-0489-06* 1

Corresponding author:Lin MiaoE-mail：linmiao@yzu.edu.cn

Effect of three grass combinations on the nitrate reduction in rumen fluid of Hu sheep

Wang Meng-qi, Chen Zhi-yuan, Ma Ting-ting, Lin Miao

(College of Animal Sciences and Technology, Yangzhou University, Yangzhou 225009, China)

Abstract:A 3 × 3 Latin square design was used to investigate the effect of feeding Leymus chinensis or equal proportion of alfalfa hay (Medicago sativa) and oat grass (Avena sativa) on dynamic changes of nitrate nitrogen content and fermentation characteristics of Hu sheep. Rumen fluid was obtained at 0, 1, 2, 3, 4, 5 and 6 h after feeding to determine the concentration of nitrate and nitrite and fermentation parameters. Blood samples were collected at 2 h after feeding to determine the blood methemoglobin content. The results showed that, 1) the concentrations of nitrate and nitrite in rumen fluid increased to the maximum level at 1 and 2 h after feeding, respectively, and then decreased rapidly. 2) There was no significant difference in the pH value and percentage of nitrate and nitrite among groups (P>0.05); however, ammonia nitrogen (NH3-N) concentration in group A was significantly lower than that in the other groups (P=0.018). 3) All the groups had a low concentration of blood methemoglobin, and no significant difference was observed among them (P>0.05). In conclusion, different grass combination in this study had no effect on nitrate reduction process in the rumen of Hu sheep.

Key words:grass; nitrate; ruminal fermentation; dynamic change; Hu Sheep

王夢琦，陳志遠，馬婷婷，林淼.3種飼草組合對湖羊瘤胃還原硝酸鹽過程的影響.草業(yè)科學,2016,33(3)：489-494.

Wang M Q,Chen Z Y,Ma T T,Lin M.Effect of three grass combinations on the nitrate reduction in rumen fluid of Hu sheep.Pratacultural Science，2016,33(3)：489-494.

動物生產(chǎn)層

第一作者：王夢琦(1993-)，女，江蘇徐州人，在讀本科生，主要從事動物科學研究。E-mail：770406499@qq.com