尼龍袋法比較水牛與娟姍牛對(duì)象草消化能力的差異

張 勤，李麗莉，韋升菊，黃春花，梁 辛，鄒彩霞，唐慶鳳，彭開(kāi)屏，楊膺白，林 波，*

(1.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院廣西水牛研究所，農(nóng)業(yè)部(廣西)水牛遺傳繁育重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣西 南寧 530001；2.廣西大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，廣西 南寧 530005；3.廣西畜牧研究所，廣西 南寧 530002)

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尼龍袋法比較水牛與娟姍牛對(duì)象草消化能力的差異

張 勤2，李麗莉1，韋升菊1，黃春花3，梁 辛1，鄒彩霞1，唐慶鳳1，彭開(kāi)屏1，楊膺白2，林 波1，2*

(1.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院廣西水牛研究所，農(nóng)業(yè)部(廣西)水牛遺傳繁育重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣西 南寧 530001；2.廣西大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，廣西 南寧 530005；3.廣西畜牧研究所，廣西 南寧 530002)

[目的]水牛與娟姍牛是適宜于炎熱地區(qū)的兩種重要乳用牛品種，但二者瘤胃粗飼料的消化能力尚存在爭(zhēng)議。[方法]本試驗(yàn)采用安裝永久性瘤胃瘺管的水牛3頭和娟姍牛1頭，在飼喂相同量的精料，粗料自由采食的條件下，采用尼龍袋法比較研究了象草在水牛和娟姍牛瘤胃內(nèi)消化能力差異。于晨飼前將尼龍袋分別放入水牛和娟姍牛的瘤胃內(nèi)，在0，2，4，6，12，24，48，72 h取樣，測(cè)定不同消化時(shí)間點(diǎn)樣品的干物質(zhì)(DM)、中性洗滌纖維(NDF)、酸性洗滌纖維(NDF)和粗蛋白質(zhì)(CP)，并進(jìn)行瘤胃尼龍袋各營(yíng)養(yǎng)成分降解參數(shù)的擬合，娟姍牛試驗(yàn)分三期進(jìn)行。[結(jié)果]表明水牛對(duì)象草DM、NDF、CP和ADF降解參數(shù)中的快速降解部分和慢速降解部分均顯著高于娟姍牛(\%P\%<0.05)，水牛對(duì)象草DM、NDF和ADF的瘤胃有效降解率均高于娟姍牛，其中以ADF差異達(dá)到顯著(\%P\%<0.05)。[結(jié)論]本研究表明水牛對(duì)象草干物質(zhì)和粗纖維的瘤胃半體內(nèi)(In situ)消化能力高于娟姍牛，但這種差異是否與二者瘤胃自身生理機(jī)能有關(guān)尚有待研究。

水牛；娟姍牛；尼龍袋法；消化能力；降解率；比較

瘤胃尼龍袋法(In sute)廣泛應(yīng)用于反芻動(dòng)物瘤胃降解消化能力和飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的評(píng)定的測(cè)定，與體外產(chǎn)氣法(In vivo)相比更接近體內(nèi)法。娟姍牛和水牛是我國(guó)的兩種重要產(chǎn)奶動(dòng)物，由于奶水牛有耐熱、耐疾病和耐粗飼等特點(diǎn)，在我國(guó)南方地區(qū)取得了快速發(fā)展。娟姍牛是乳成分與奶水牛最為接近的奶牛品種，二者均具有較高的乳脂率，且二者均具有一定的抗熱應(yīng)激能力。目前較多的研究認(rèn)為水牛相比娟姍牛等乳用品種牛具有更強(qiáng)的耐粗飼能力[1,2]，但這種差異是否與瘤胃消化能力有關(guān)尚無(wú)明確結(jié)論。Katiyar和Bisth[3]研究發(fā)現(xiàn)，水牛對(duì)高纖維飼料的消化率高于奶牛，但也有較多的研究認(rèn)為水牛干物質(zhì)采食量低，且飼料利用率與其他品種牛無(wú)差異的報(bào)道[4]，可見(jiàn)現(xiàn)有的研究對(duì)水牛和奶牛粗飼料消化能力強(qiáng)弱方面尚存在爭(zhēng)議。本研究采用瘤胃瘺管-尼龍袋法比較水牛和娟姍牛分別飼喂相同日糧下兩者對(duì)粗飼料消化能力的差異，為水牛日糧配制提供參考和理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)所用的桂牧一號(hào)象草來(lái)自廣西水牛研究所，樣品風(fēng)干后粉碎過(guò)2.5mm篩，室溫保存于樣品袋中，實(shí)驗(yàn)所用尼龍袋、尼龍繩和塑料軟管均購(gòu)自武漢科立博科技有限公司。

1.2 試驗(yàn)動(dòng)物與日糧

試驗(yàn)于廣西水牛研究所種牛場(chǎng)和廣西畜牧研究所奶牛場(chǎng)同時(shí)進(jìn)行；選取體重相近、健康狀況良好的帶瘤胃瘺管水牛3頭和瘺管娟姍牛1頭，3頭瘺管水牛的尼龍袋試驗(yàn)一期完成，娟姍牛試驗(yàn)分3期進(jìn)行。全部試驗(yàn)牛按相同管理方式飼養(yǎng)，每日兩次飼喂(08:00和15:00)等量日糧，控制精料采食量3 kg頭/天，預(yù)試期5 d，正試期15 d。精料組成比例如表1所示，粗料為玉米青貯，自由采食，試驗(yàn)期每隔5天測(cè)定一次粗料采食量。

表1 基礎(chǔ)日糧組成和營(yíng)養(yǎng)水平

1.3 試驗(yàn)步驟

于尼龍袋試驗(yàn)每期第1天晨飼前，采集瘤胃液500 mL，用四層紗布過(guò)濾后，取混合液5 mL，加等體積0.2 mmol/L鹽酸于-20℃保存，用于測(cè)定氨態(tài)氮(NH3-N)。取上清液1 mL加入等體積8.2%的偏磷酸后于-20℃保存，用于測(cè)定揮發(fā)性脂肪酸(VFA)。

尼龍袋試驗(yàn)操作參考McDonald[5]，稱(chēng)取3.0 g左右的象草裝入已知重量的尼龍袋中，用塑料封口機(jī)密封，標(biāo)號(hào)。用尼龍繩將尼龍袋拴在一根長(zhǎng)約15 cm的塑料軟管的一端，投放時(shí)另一端系繩并掛在瘤胃瘺管塞上。于晨飼后2小時(shí)將各個(gè)時(shí)間點(diǎn)的尼龍袋分別放入水牛和娟姍牛的瘤胃內(nèi)，在試驗(yàn)的第0，2，4，6，12，24，48，72 h時(shí)間點(diǎn)回收尼龍袋，每頭牛每個(gè)時(shí)間點(diǎn)設(shè)2個(gè)尼龍袋重復(fù)。取出的尼龍袋立即用水沖洗干凈，然后放入冰箱中冷藏，直至所有尼龍袋都取出，用洗衣機(jī)洗滌至水澄清。洗滌后在60℃～65℃烘干至恒重，稱(chēng)重，殘?jiān)耆D(zhuǎn)移到樣品袋中，4℃保存用于定測(cè)各個(gè)指標(biāo)。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目與方法

瘤胃液氨態(tài)氮(NH3-N)濃度按照馮宗慈等[6]改進(jìn)之后的比色法測(cè)定；VFA濃度采用氣相色譜法測(cè)定，具體方法參照胡偉蓮等[7]的方法，采用氣相色譜法測(cè)定，測(cè)定儀器為Agilent7890A型氣相色譜儀，以巴豆酸為測(cè)定內(nèi)標(biāo)物，毛細(xì)管柱為Agilent-HP-INNOWax毛細(xì)管柱(19091N-133)，氣相色譜條件為柱溫：180℃；氣化室溫度：200℃；檢測(cè)室溫度：220℃；載氣及流速：載氣使用高純氮?dú)猓倝毫?0 kpa ，總流量37.2 mL/min，柱流量0.67 mL/min，線速度23.4 cm/sec，分流比50：50，吹掃流量3 mL/min ，循環(huán)流量 8 mL/min ，氫氣流量40 mL/min，空氣流量400 mL/min，進(jìn)樣量2μL。尼龍袋試驗(yàn)樣品的干物質(zhì)(DM)；中性洗滌纖維(NDF)；酸性洗滌纖維(ADF)；粗蛋白質(zhì)(CP)參照張麗英[8]的常規(guī)方法測(cè)定。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

根據(jù)?rskov和McDonald[9]提出的公式計(jì)算象草的DM、CP、NDF、ADF有效降解率：

Y=a+b(1-e-ct)和ED=a+b×c/(c+k)

式中：Y-某時(shí)間點(diǎn)的降解率；a-快速降解組分；b-慢速降解組分；c-b的降解速率常數(shù)；k-稀釋率常數(shù)；ED-有效降解率。

本試驗(yàn)所采用的外流速率(k)為0.02 h-1，該外流速率是當(dāng)動(dòng)物的飼養(yǎng)水平在維持狀態(tài)下的外流速率(AFRC,1992)。數(shù)據(jù)基本處理用Excel軟件進(jìn)行，結(jié)果采用SAS(SAS 8.02)軟件包進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，以\%P<0.05\%為差異顯著性標(biāo)準(zhǔn) 。

2 結(jié)果

2.1 水牛和娟姍牛瘤胃發(fā)酵參數(shù)

水牛和娟姍牛瘤胃發(fā)酵參數(shù)見(jiàn)表2。從表2可見(jiàn)水牛的瘤胃液乙酸、丙酸和總揮發(fā)性脂肪酸含量均顯著高于娟姍牛(\%P<0.05)，但丁酸、乙酸/丙酸比例顯著低于娟姍牛(P<0.05)；\%水牛和娟姍牛瘤胃液NH3-N的含量無(wú)顯著差異(\%P>\%0.05)。

表2 水牛和娟姍牛瘤胃發(fā)酵參數(shù)

同行數(shù)據(jù)肩標(biāo)不同字母表示差異顯著(\%P<0.05)，無(wú)字母肩標(biāo)表示差異不顯著(P\%>0.05)。下表同。

2.2 水牛和娟姍牛DM、CP、NDF和ADF瘤胃尼龍袋降解率變化趨勢(shì)

水牛和娟姍牛DM、CP、NDF和ADF瘤胃尼龍袋降解率隨時(shí)間變化趨勢(shì)如圖1。在0～72 h期間，水牛和娟姍牛象草DM、CP、NDF、ADF降解率的變化趨勢(shì)相一致，即隨著培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)，降解率逐漸升高；在0～6 h干物質(zhì)降解率娟姍牛高于水牛，而24 h后水牛高于娟姍牛；粗蛋白質(zhì)的降解率在0～36 h娟姍牛高于水牛；在0～72 h象草的中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維的降解率水牛高于娟姍牛。

圖1 水牛和娟姍牛DM、CP、NDF、ADF瘤胃尼龍袋降解率隨時(shí)間變化趨勢(shì)( 水牛 娟姍牛)

2.3 水牛和娟姍牛瘤胃尼龍袋降解參數(shù)

水牛和娟姍牛對(duì)象草的尼龍袋降解參數(shù)如表3。水牛對(duì)象草DM、NDF和ADF降解參數(shù)中的慢速降解部分(B)和可降解部分(A+B)均顯著高于娟姍牛(\%P<0.05\%)；對(duì)象草CP的慢速降解部分(B)也顯著高與娟姍牛(\%P\%<0.05)；水牛對(duì)象草DM和NDF的瘤胃有效降解率(ED)均高于娟姍牛，但差異不顯著(\%P\%>0.05)，對(duì)象草ADF的有效降解率(ED)則顯著高于娟姍牛(\%P\%<0.05)；然而，水牛對(duì)象草CP的快速降解速率(A)和降解速率(C)均顯著低于娟姍牛(\%P\%<0.05)。

表3 水牛和娟姍牛的瘤胃尼龍袋降解參數(shù)

3 討論

瘤胃在反芻動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化吸收中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，飼料中的70%～80%的可消化干物質(zhì)和50%以上的纖維物質(zhì)都在瘤胃內(nèi)消化。現(xiàn)有較多研究表明，水牛對(duì)粗飼料纖維的消化率高于奶牛，而瘤胃消化可能在其中扮演著重要作用；Hussain等[1]報(bào)道水牛和荷斯坦小母牛在飼喂相同青貯玉米型日糧時(shí)，水牛DM、NDF和ADF的表觀消化率均高于荷斯坦；Chanthakhoun等[10]報(bào)道，沼澤型水牛比黃牛具有更高的粗飼料降解率。Jabbari等[2]體外研究表明水牛瘤胃液對(duì)麥秸的消化率顯著高于荷斯坦牛瘤胃液。Chanthakhoun等[11]研究表明在在自由采食稻草的情況下，水牛瘤胃液對(duì)5種粗料具有較高的產(chǎn)氣量，但發(fā)酵液中的氨態(tài)氮和總揮發(fā)性脂肪酸(TVFA)卻較低。以上這些研究多是通過(guò)體外試驗(yàn)或飼養(yǎng)試驗(yàn)得到的結(jié)果，本研究采用半體內(nèi)的尼龍袋法評(píng)價(jià)二者瘤胃纖維消化的差異，像比而言更能反映瘤胃真實(shí)消化情況。本研究結(jié)果表明，尼龍袋培養(yǎng)72 h后水牛對(duì)象草的DM和NDF的降解率雖然與娟姍牛無(wú)顯著差異，但慢速降解部分和可降解部分均顯著高于娟姍牛；此外，水牛對(duì)象草ADF的有效降解率及可降解部分均顯著高于娟姍牛，充分表明水牛瘤胃對(duì)象草纖維的消化能力強(qiáng)于娟姍牛。我們前期以相同飼喂條件下的瘤胃液為研究對(duì)象，采用體外產(chǎn)氣試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)水牛瘤胃液對(duì)象草的體外產(chǎn)氣量及揮發(fā)性脂肪酸產(chǎn)量均低于娟姍牛[12]，表明水牛瘤胃液并未比娟姍牛表現(xiàn)出較強(qiáng)的纖維發(fā)酵能力。因此，本研究中發(fā)現(xiàn)的水牛瘤胃纖維降解率高于娟姍?？赡芘c瘤胃液消化能力的差異并未直接相關(guān)，而與二者瘤胃消化生理等相關(guān)。本研究中，就水牛和娟姍牛的瘤胃內(nèi)環(huán)境而言，水牛瘤胃液揮發(fā)性脂肪酸高于娟姍牛，且乙酸/丙酸比例低于娟姍牛，瘤胃內(nèi)環(huán)境的差異表明瘤胃液微生物區(qū)系可能存在差異，進(jìn)而是引起體外產(chǎn)氣試驗(yàn)中水牛對(duì)象草的體外消化能力弱于娟姍牛的原因?？傮w而言，二者瘤胃液差異所引起的象草消化能力變化并不是導(dǎo)致二者對(duì)象草尼龍袋降解率差異的主要原因，有必要從二者瘤胃消化生理角度進(jìn)一步研究。

本研究中水牛對(duì)象草DM、NDF和ADF的慢速降解部分和可降解部分均高于娟姍牛，對(duì)DM和NDF的有效降解率與娟姍牛無(wú)差異，但對(duì)ADF的有效降解率卻高于娟姍牛，以上結(jié)果表明水牛瘤胃對(duì)象草的消化能力主要體現(xiàn)在對(duì)ADF這類(lèi)難消化纖維的發(fā)酵能力較強(qiáng)。在瘤胃內(nèi)，ADF這類(lèi)粗纖維的消化率主要與瘤胃真菌的作用有關(guān)，真菌菌絲能穿透植物角質(zhì)層屏障，深入至維管組織內(nèi)(如維管束)降低植物纖維組織的內(nèi)部張力，使得細(xì)菌和纖毛蟲(chóng)能深入降解的木質(zhì)化纖維物質(zhì)[13]。有研究表明，水牛瘤胃內(nèi)真菌孢子數(shù)量高于奶牛和肉牛，使得水牛對(duì)粗纖維的消化能力較強(qiáng)[14]。然而，本研究沒(méi)有直接證據(jù)表明瘤胃真菌是引起水牛ADF消化能力較強(qiáng)的原因，且前期體外試驗(yàn)也未表明水牛瘤胃液消化象草能力較強(qiáng)[12]。因此，在排除瘤胃液差異的影響后，水牛對(duì)象草ADF消化強(qiáng)于娟姍牛的原因可能與瘤體積、食糜流通率不同有關(guān)。有研究表明，水牛反芻時(shí)間比奶牛長(zhǎng)且瘤胃內(nèi)固相食糜的流通速率低于奶牛，使得粗飼料在水牛瘤胃內(nèi)具有較長(zhǎng)的發(fā)酵時(shí)間[15,16]。本研究中，我們計(jì)算有效降解率時(shí)對(duì)水牛和娟姍牛采用了相同的瘤胃外流速率，因此水牛對(duì)象草DM和NDF的有效降解率略高，但差異不顯著；根據(jù)現(xiàn)有報(bào)道，如果水牛瘤胃流通速率低于奶牛的情況下，水牛對(duì)DM和NDF的有效降解率應(yīng)顯著高于娟姍牛。

4 結(jié)論

本研究通過(guò)尼龍袋試驗(yàn)，比較了相同日糧條件下水牛和娟姍牛對(duì)象草消化能力的差異，發(fā)現(xiàn)水牛和娟姍牛對(duì)象草各組分的消化動(dòng)力學(xué)參數(shù)存在差異，水牛對(duì)象草DM、NDF和ADF的慢速降解部分和可降解部分及ADF的有效降解率均高于娟姍牛，表明水牛瘤胃對(duì)象草纖維的消化能力強(qiáng)于娟姍牛；結(jié)合我們前期體外試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)水牛瘤胃液對(duì)象草消化能力并不強(qiáng)于娟姍牛的結(jié)論，我們認(rèn)為水牛瘤胃對(duì)象草纖維的消化能力高于娟姍?？赡芘c二者瘤胃生理差異有關(guān)。

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Compare of Digestibility Difference Between Buffalo and Jersey Cow for Elephant Grass by Nylon Bag Method (in situ)

ZHANG Qin2, WEI Sheng-ju1,HUANG Chun-hua3,LI Li-li1, LIANG Xin1, ZOU Cai-xia1, TANG Qing-feng1, PENG Kai-ping1, YANG Ying-bai2*, LIN Bo1,2*

(1.KeyLaboratoryofBuffaloGenetics,BreedingandReproduction,MinistryofAgricultureandGuangxi,BuffaloResearchInstitute,ChineseAcademyofAgriculturalSciences,GuangxiNanning530001,P.R.China; 2.CollegeofAnimalScienceandTechnology,GuangxiUniversity,GuangxiNangning530005,China; 3.Guangxiinstituteofanimalhusbandry,GuangxiNangning53002,China)

【Objective】Buffalo and Jersey cow are two kinds of species which were widely used as dairy production in hot regions, but their rumen forage digestibility difference still remains controversial.【Method】 This study used three rumen fistula buffaloes and one rumen fistula Jersey cow as experimental animal. Concentrate were given at same amount for each of them, but forage was given at Librium. Nylon bag with elephant grass were using to compare the rumen digestibility difference between buffalo and jersey cows. The nylon bags were put into the rumen of buffalo and jersey cow before morning feeding. The samples were taken at 0, 2, 4, 6, 12, 24, 48, 72 h after putting. The dry matter (DM), neutral detergent fiber (NDF), acid detergent fiber (ADF) and crude protein (CP) of samples were measured. The degradation parameters of each nutrient were calculated. And, the experiment was divided into three phases. 【Result】The results indicated that fast degradation portion and slow degradation portion of elephant grass about DM, NDF and ADF in buffalos were higher than that of jersey cows (\%P\%<0.05), and the rumen efficient digestibility of elephant grass about DM, NDF and ADF in buffalos were higher than that of jersey cows, among them ADF reached significant difference (\%P\%<0.05). 【Conclusion】Our study indicated that buffalos have higher digestibility of dry matter and crude fiber than jersey cows in situ, however, whether the difference is related to rumen physiological function remains to be studied.

buffalo; jersey cow; nylon bag method; digestion ability; degradation rate; compare

2016-02-10

2016-03-08

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(31160470)；廣西自然科學(xué)基金項(xiàng)(2013GXNSFBA019114)。

張勤(1989-)，女，河南人，碩士，研究方向：動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)與飼料科學(xué)。

S816

A

1001-9111(2016)02-0020-05

*通訊作者：林波( 1983- )，男，四川雅安人，博士，副研究員，研究方向：動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)與飼料科學(xué)。