馬 威 任麗萍 王黎文 丁 健 趙金維 孟慶翔*
(1.中國農(nóng)業(yè)大學(xué)動物營養(yǎng)學(xué)重點實驗室,北京 100193;2.中國飼料工業(yè)協(xié)會,北京 100026;3.北京金維福仁清真食品有限公司,北京 102611)
淀粉糊化尿素對生長育肥牛生長性能和血漿生化指標(biāo)的影響
馬 威1任麗萍1王黎文2丁 健2趙金維3孟慶翔1*
(1.中國農(nóng)業(yè)大學(xué)動物營養(yǎng)學(xué)重點實驗室,北京 100193;2.中國飼料工業(yè)協(xié)會,北京 100026;3.北京金維福仁清真食品有限公司,北京 102611)
利用60頭生長期利木贊雜交牛[(393.7±15.6)kg]進行飼養(yǎng)試驗,以研究淀粉糊化尿素添加水平對肉牛生長性能以及血漿生化指標(biāo)的影響,為生產(chǎn)中安全利用淀粉糊化尿素(gelatinized starch-urea,GSU)提供科學(xué)依據(jù)。動物隨機分為6組,每組1個重復(fù),每個重復(fù)10頭牛。對照組飼糧中不添加GSU,處理飼糧以GSU來源氮分別占飼糧總氮的8%、16%、24%、32%和40%。試驗期14周,其中預(yù)試期1周,正試期13周。結(jié)果表明,各處理間干物質(zhì)采食量(7.93 ~8.34 kg/d)、平均日增重(1.13 ~1.27 kg/d)及飼料轉(zhuǎn)化效率(0.140 ~0.157)均無顯著差異(P>0.10)。隨飼糧GSU添加水平的提高,血漿尿素氮線性升高(L;P<0.01),而血氨和血漿總蛋白含量呈二次曲線規(guī)律升高(Q;P<0.001)。添加GSU對血漿谷丙轉(zhuǎn)氨酶活性未見顯著影響(P>0.05),但導(dǎo)致谷草轉(zhuǎn)氨酶活性線性升高(L;P<0.01)。本試驗結(jié)論:生長育肥牛飼糧中GSU占飼糧總氮25%,或來源于GSU的尿素占飼糧干物質(zhì)比例在1.27%以內(nèi),可以認為是安全的添加水平。
淀粉糊化尿素;肉牛;生長性能;血漿生化指標(biāo)
尿素等非蛋白氮(NPN)飼料的開發(fā),對于利用廉價的NPN飼料資源發(fā)展反芻動物生產(chǎn),具有重要的實際意義。其中,研究尿素等NPN飼料在反芻動物飼養(yǎng)中的應(yīng)用效果以及安全添加水平問題,一直是人們關(guān)注的重點。早在1891年,Zum ts發(fā)現(xiàn)尿素可以部分替代飼糧中的天然蛋白質(zhì),隨后Armsby于1911年揭示了飼用NPN的利用機理,即尿素進入瘤胃后在微生物分泌的脲酶的作用下水解為氨,氨再被微生物利用合成菌體蛋白作為宿主動物的蛋白質(zhì)來源[1-2]。由于尿素進入瘤胃后很快被水解,這導(dǎo)致尿素進食后瘤胃很快出現(xiàn)一個氨的峰值[3-4]。如果氨沒有及時利用而累積在瘤胃中,就會被吸收入血造成動物的氨中毒。瘤胃中碳水化合物分解供能的速度較尿素分解產(chǎn)氨而后被微生物利用的速度慢。如果這2個過程同步化,就可以提高NPN轉(zhuǎn)化為微生物蛋白質(zhì)的效率。為了實現(xiàn)瘤胃尿素水解產(chǎn)氨速度與微生物利用氨速度的同步化,人們嘗試了脲酶抑制劑、包被尿素緩釋技術(shù)以及淀粉糊化尿素等多種技術(shù)。但一些研究者發(fā)現(xiàn),脲酶抑制劑抑制尿素分解的作用在瘤胃中只能持續(xù)很短時間[5-7],這促使人們將重點轉(zhuǎn)向減緩尿素在瘤胃內(nèi)釋放速度的研究。淀粉糊化尿素(GSU)產(chǎn)品最早由美國堪薩斯州立大學(xué)于20世紀70年代研究成功[8],它是將淀粉或谷物與尿素均勻混合后經(jīng)擠壓膨化處理,使淀粉的糖醛基與尿素的氨基發(fā)生反應(yīng)形成復(fù)合物,從而達到減慢尿素中氨釋放速度的目的。有關(guān)肉牛飼喂GSU對瘤胃氨氮釋放及生長性能影響的結(jié)果前人已有報道[9-13]。但關(guān)于 GSU在飼糧中不同添加水平對肉牛生長性能、血漿生化指標(biāo)的影響結(jié)果尚不清楚。本試驗以利木贊雜交牛為對象,研究相同蛋白質(zhì)水平下不同GSU添加水平對肉牛生長性能以及血漿生化指標(biāo)的影響,從而確定GSU在肉牛飼糧中的安全添加水平。
本試驗在北京市大興區(qū)中國農(nóng)業(yè)大學(xué)肉牛教學(xué)和試驗示范基地(北京金維畜牧有限公司)飼養(yǎng)場內(nèi)完成。選擇20月齡利木贊雜交公牛60頭,平均初始體重(393.7 ±15.6)kg,隨機分為 6 組,每組1個重復(fù),每個重復(fù)10頭,隨機接受1種飼糧處理。
本試驗所用的GSU產(chǎn)品為河北某飼料企業(yè)利用膨化法生產(chǎn),原料包括粉碎玉米、尿素、膨潤土,膨化溫度135~145 ℃,壓力2.5~3.5 MPa。產(chǎn)品中尿素含量為30%,粗蛋白質(zhì)含量為92%。
采用單因子完全隨機化試驗設(shè)計,飼糧處理為GSU來源氮(GSU-N)分別替代原有飼糧總氮水平的0、8%、16%、24%、32%和40%,折合飼糧中GSU占飼糧干物質(zhì)比例分別為 0、1.3%、2.6%、4.0%、5.3% 和6.6%;或尿素添加比例分別為 0、0.4% 、0.8%、1.2%、1.6%、2.0% 。根據(jù)美國NRC(1996)肉牛營養(yǎng)需要[14]制訂滿足肉牛育肥期日增重1.2 kg所需營養(yǎng)需要的飼糧配方。飼糧中粗蛋白質(zhì)含量為14%左右。飼糧組成及營養(yǎng)水平見表1。
表1 飼糧組成及營養(yǎng)水平(干物質(zhì)基礎(chǔ))Table 1 Composition and nutrient levels of diets(DM basis) %
試驗期14周,其中預(yù)試期1周,正試期13周。在預(yù)試期內(nèi),給試驗牛進行驅(qū)蟲、打耳標(biāo)、熟悉槽位等處理,并且逐步增加飼糧中GSU的量以使其適應(yīng)。正試期進行體重和采食量等數(shù)據(jù)的采集。
將各種飼料原料按干物質(zhì)基礎(chǔ)折成鮮樣比例后進行全混合日糧配制。按照不同處理飼糧給量的不同,每日晨飼前配制好全天所用的飼糧量,裝袋備用。采用單欄拴系方式飼喂,將混合飼糧添加到特制的單個塑料食槽中,日喂2次(06:00和18:00),每次持續(xù)3 h,飼糧給量以剩余5% ~10%為度。某些不足需要的牛只則單獨補加飼糧,以保證動物自由采食。動物全天供水。
在正試期開始和結(jié)束時,連續(xù)2 d晨飼前稱量試驗牛體重,取其平均值作為初始和結(jié)束體重的度量值。采用階段記錄方法測定飼糧采食量,即正試期每周一、二、三、四連續(xù)4 d稱量每天的給料量和剩料量,每4周1次取飼糧和剩料測定水分、粗蛋白質(zhì)、鈣、磷、中性洗滌纖維(NDF)、酸性洗滌纖維(ADF)等指標(biāo)。在試驗結(jié)束當(dāng)日晨飼后2 h,對試驗牛進行頸靜脈采血10 m L,置含有肝素鈉的真空采血管中,3 000 r/min離心10 m in后取上清液-20℃下保存,用于測定血漿尿素氮(PUN)、血漿總蛋白、血氨以及血漿谷丙轉(zhuǎn)氨酶(ALT)、谷草轉(zhuǎn)氨酶(AST)等指標(biāo)。
飼料樣本水分含量采用105℃烘箱法測定[15];粗蛋白質(zhì)采用杜馬斯燃燒法[16]測定;NDF和ADF參照Van Soest等[17]的方法測定。采用全自動生化分析儀測定PUN(脲酶連續(xù)檢測法)、血漿總蛋白(雙縮脲法)、血氨(酶動力學(xué)法)以及血漿ALT和AST(連續(xù)檢測法)含量。
采用GLM模型對試驗結(jié)果進行統(tǒng)計學(xué)分析(SAS,V 9.0),差異顯著性采用 Duncan氏法多重比較。當(dāng)飼糧GSU添加水平導(dǎo)致肉牛生長性能、血漿生化指標(biāo)出現(xiàn)顯著差異時,進行直線反應(yīng)(L)和二次曲線(Q)反應(yīng)的趨勢分析。
試驗期間觀察發(fā)現(xiàn),各處理牛只采食行為正常,未見腹瀉、糞便黏稠度、氨中毒等異常情況發(fā)生。
肉牛平均日增重、干物質(zhì)采食量、飼料轉(zhuǎn)化效率結(jié)果見表2。13周飼養(yǎng)試驗結(jié)束后,飼糧GSUN占總氮比例不同的處理間平均日增重、干物質(zhì)采食量和飼料轉(zhuǎn)化效率均無顯著性差異(P>0.10),表明 GSU-N占飼糧總氮比例即使達到40%也不會影響肉牛生長性能。
表2 飼糧不同淀粉糊化尿素添加水平對生長育肥牛生長性能的影響Table 2 Effect of different GSU supplemental levels on growth performance of grow ing-finishing beef cattle
由表3可知,隨GSU添加水平的提高,PUN線性升高(L;P<0.01),而血氨和血漿總蛋白含量呈二次曲線規(guī)律升高(Q;P<0.001),其中血氨和血漿總蛋白的拐點范圍均在GSU-N占飼糧總氮比例24%~32%。經(jīng)數(shù)學(xué)計算,血氨和血漿總蛋白的二次曲線拐點分別為GSU-N占飼糧總氮比例28.9%(R2=0. 97;n=6)和 25.4%(R2=0. 69;n=6)。隨GSU添加比例的提高,血漿ALT活性未見顯著變化(P>0.05),但 AST活性呈線性升高(L;P<0.01)。
表3 飼糧不同淀粉糊化尿素添加水平對生長育肥牛血漿生化指標(biāo)的影響Table 3 Effect of different GSU supplemental levels on plasma biochem ical indices in grow ing-finishing beef cattle
由表2可以看出,生長育肥牛飼糧中添加GSU對于其生長性能沒有顯著影響,即使飼糧GSU-N占飼糧總氮40%,也未見對肉牛日增重、采食量以及飼料轉(zhuǎn)化效率產(chǎn)生不利影響,這與Thompson等[10]的研究結(jié)果相一致。Taylor-Edwards[18]的研究也表明,當(dāng)緩釋尿素添加量占肉牛飼糧0.8%和1.2%時,試驗牛日增重和飼料轉(zhuǎn)化效率均沒有顯著差異。Tedeschi等[19]在生長育肥肉牛飼糧中添加1.2%緩釋尿素,也未發(fā)現(xiàn)與對照組相比有顯著差異。melmer等[8]的體外試驗結(jié)果也表明,GSU處理的尿素較直接添加尿素可以明顯減慢氨氮釋放速度,提高氨氮轉(zhuǎn)化為微生物氨基酸的數(shù)量。而不同GSU添加水平對肉牛生長性能影響的結(jié)果報道很少。本試驗結(jié)果證明,飼糧GSU-N中尿素來源氮占飼糧總氮40%對肉牛日增重、采食量以及飼料轉(zhuǎn)化效率沒有不利影響。是否在更高添加水平上GSU作為一種NPN來源飼喂育肥牛仍然有效,目前還不清楚,仍需通過進一步的動物試驗來驗證。
血漿生化指標(biāo)可以反映飼喂GSU的試驗牛的代謝狀況。在正常狀態(tài)下,進入瘤胃的NPN分解為氨,大部分氨會被瘤胃微生物所利用,少部分氨通過瘤胃壁進入血液[20-21]。進入血液的游離氨可隨血流進入肝臟,通過鳥氨酸循環(huán)轉(zhuǎn)化成毒性比氨小40倍的尿素[22]。因此,血漿游離氨和PUN濃度可以作為動物體內(nèi)氮代謝狀況的表征。隨GSU添加水平的增加,PUN濃度線性上升(表3),但即使GSU-N占飼糧總氮40%的處理與對照組相比,其 PUN濃度也僅僅提高19.3%,說明GSU來源尿素可以被瘤胃微生物有效利用。提高飼糧GSU添加水平,血氨和血漿總蛋白含量呈二次曲線規(guī)律提高,其中GSU-N占總氮24%的處理血氨濃度顯著高于其他組,為60.74μmol/L。Bartley等[20]也發(fā)現(xiàn),成年牛瘤胃中投放尿素(0.5 g/kg體 重)2 h后,血 氨 濃 度 可 達 到541.18μmol/L。在本試驗中,牛的血氨濃度遠遠低于前人的觀察結(jié)果。Chalmers等[23]證明,每100 g肝組織可以使150 mg氨解毒,相當(dāng)于門脈中血 氨 濃 度 達 到6~7 mg/dL(或 3.5~4.1 mmol/L)??磥?,本試驗各處理動物的血氨濃度遠遠低于牛的肝臟解毒能力。結(jié)合本試驗較低的PUN濃度,說明以GSU形式飼喂尿素,在合適范圍內(nèi)可以有效地減緩尿素釋放氨的速度并避免瘤胃氨中毒的發(fā)生。GSU-N占總氮24%的處理血氨濃度高于32%處理和40%處理,原因可能與后2個處理飼糧中玉米淀粉作為碳源較玉米更易被瘤胃微生物降解利用有關(guān)。ALT和AST是牛體內(nèi)重要的轉(zhuǎn)氨酶。本研究發(fā)現(xiàn),隨GSU添加水平的提高,ALT活性未見顯著變化,但AST活性線性升高,說明飼糧GSU添加影響牛體蛋白質(zhì)合成的轉(zhuǎn)氨基作用主要與AST有關(guān)。
生長育肥牛生長性能結(jié)果(表2)表明,在飼糧粗蛋白質(zhì)水平14%(干物質(zhì)基礎(chǔ))下,提高GSU添加水平對肉牛日增重、采食量以及飼料轉(zhuǎn)化效率等生長性能指標(biāo)無顯著影響??磥?,以生長性能指標(biāo)作為確定GSU安全添加量的指標(biāo)是不敏感的。但是,提高飼糧GSU添加水平導(dǎo)致PUN濃度線性升高,而血氨和血漿總蛋白含量呈二次曲線規(guī)律升高(表3),其中血氨和血漿總蛋白的拐點范圍均在GSU-N占總氮比例24%~32%之間。這說明,血氨和血漿總蛋白濃度變化可以作為確定飼糧GSU安全添加量的重要依據(jù)。前已述及,根據(jù)計算,血氨和血漿總蛋白的二次曲線拐點分別為GSU-N占總氮比例28.9%和25.4%。因此,綜合生長性能和血漿生化指標(biāo)的試驗結(jié)果,生長育肥牛飼糧GSU的安全添加水平為尿素氮占飼糧總氮25%,或來源于GSU的尿素占飼糧干物質(zhì)比例在1.27%以內(nèi),可以認為是安全的添加水平。本結(jié)果低于關(guān)于尿素氮占飼糧總氮比例1/3的經(jīng)驗推薦值[24]。我們認為,在我國粗飼料質(zhì)量差、以低能量高蛋白質(zhì)副產(chǎn)品為主的生長育肥牛飼糧結(jié)構(gòu)下,推薦GSU-N占飼糧總氮1/4的添加水平,對于安全和有效利用尿素這一NPN資源來提高肉牛飼養(yǎng)效率,是切合實際的。
①用GSU飼喂生長育肥牛,在尿素氮占飼糧總氮比例從0~40%范圍內(nèi),肉牛生長性能未見顯著差異。但隨GSU添加水平的提高,PUN線性升高,而血氨和血漿總蛋白含量呈二次曲線規(guī)律升高的變化。
②生長育肥牛飼糧中GSU-N占飼糧總氮25%,或來源于GSU中的尿素占飼糧干物質(zhì)比例在1.27%以內(nèi),可以認為是安全的添加水平。
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*Corresponding author,professor,E-mail:qxmeng@cau.edu.cn
(編輯 趙天章)
Effect of Supp lem ental Levels of Gelatinized Starch-urea on G row th Perform ance and Plasm a Biochem ical Indices of Grow ing-Finishing Beef Cattle
MA Wei1REN Liping1WANG Liwen2DING Jian2ZHAO Jinwei3MENG Qingxiang1*
(1.State Key Laboratory of Animal Nutrition,China Agricultural University,Beijing100193,China;2.China Feed Industry Association,Beijing100026,China;3.Beijing Jinweffuren Halal Food Co.Ltd.,Beijing102611,China)
A feeding trialwas conducted to investigate the effect of supplemental levels of gelatinized starch-urea(GSU)on growth performance and plasma biochem ical indices of grow ing-finishing beef cattle.Sixty Limousin crossbred bulls[(393.7 ±15.6)kg]were random ly allotted into six groups with 1 replicate each and 10 bulls in each replicate.The bulls in the six groups were fed diets with no supplemental GSU(control)or supplemented with nitrogen from GSU(GSU-N)at8%,16%,24%,32%or 40%of total dietary nitrogen,respectively.Results showed that dry matter intake(7.93 to 8.34 kg/d),average daily gain(1.13 to 1.27 kg/d)and feed conversion ratio(0.140 to 0.157)had no significant difference among all the treatments(P>0.10).Increasing supplemental level of GSU linearly increased plasma urea nitrogen concentration(L;P<0.01)and quadratically increased plasma total protein and plasma ammonia concentrations(Q;P<0.001).In addition,the plasma aspartate am inotransferase(AST)activity increased linearly with increasing GSU levels(L;P<0.01),whereas the GSU level had no significant effect on plasma alanine am inatransferaie(ALT)activity(P>0.05).In conclusion,it is considered that 25%GSU-N to diet total N ratio or less than 1.27%GSU-urea to diet dry matter ratio is a safe additive level for grow ing-finishing beef cattle.[Chinese Journal of Animal Nutrition,2011,23(10):1710-1715]
gelatinized starch-urea;beef cattle;growth performance;plasma biochemical indices
S 823;S816.15
A
1006-267X(2011)10-1710-06
10.3969/j.issn.1006-267x.2011.10.010
2011-04-29
中國飼料工業(yè)協(xié)會飼料添加劑有效性評價項目和國家肉牛牦牛產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系(CARS-38)資助項目
馬 威(1988—),女,天津人,碩士研究生,從事反芻動物營養(yǎng)研究。E-mail:congcong54143@126.com
*通訊作者:孟慶翔,教授,博士生導(dǎo)師,E-mail:qxmeng@cau.edu.cn