精料補飼對放牧肉牛生長性能、血液生化指標及瘤胃發酵的影響

曹家銘 ，王純潔 ，陳 浩 ，斯木吉德 ，徐 萍 ，武思同 ，劉飛鴻 ，張 晨 ，敖日格樂 ＊

（1.內蒙古農業大學 動物科學學院，內蒙古 呼和浩特 010018；2.內蒙古農業大學 獸醫學院，內蒙古 呼和浩特 010018）

牛肉是農牧業生產中的重要產品之一，對畜牧業以及社會經濟的發展具有重要作用[1]。牛肉作為一種優質肉類食品，具有氨基酸組成恰當、富含微量元素及易于消化吸收的特性[2]，可作為人體良好的蛋白來源，同時因其極具風味的口感而備受消費者的青睞。目前，我國肉牛生產總體呈上升趨勢，但仍供不應求。為了滿足市場需求，近年來牛肉進口呈上升趨勢[3]。同時，受各種因素的影響，我國肉牛的養殖成本上升，肉牛存欄量增速慢，與不斷擴大的消費市場尚有一定差距，供求關系緊張[4]。進口占比的提升體現出肉牛育肥產業發展的乏力。

全放牧育肥是一種依靠優質牧草資源達到目標的育肥方式。全放牧飼養符合牛的天性，也可降低飼養成本[5]，適合在廣大的農牧區推廣。但不同季節草場的牧草種類及其營養成分都會發生變化。研究表明，返青期的牧草粗蛋白含量占比多，營養水平較高，但其覆蓋面積尚未達到全盛，無法滿足牛的采食需求[6]。牧草旺盛期時，牧草干物質及粗灰分含量提高[7]，此階段是動物采食最多的時期。因此每年適合全放牧育肥的時間只集中在青草期內的幾個月。

內蒙古自治區的農牧資源豐富，內蒙古可利用的草原達6735萬公頃，其中適宜放牧牛的草原占比高達70%[8]。但是隨著人口的增長和農牧業的發展，越來越多的養殖戶開始擴大放牧肉牛的養殖規模。大規模的放牧會導致資源有限的草場牧草質量下降，進而導致肉牛采食量下降，育肥周期延長。合理地進行精料補飼會使肉牛的生長與生態環境達到平衡，同時，由于各地區氣候環境以及肉牛品種的影響，牧草的營養成分、礦物質含量與肉牛自身的需求量都存在著較大差異，因此放牧補飼的選料與措施也是因地制宜，因牛制宜。前人研究發現，一定范圍內增加精料補充量可顯著提高育成公牛的日增重[9]。本研究團隊的前期研究成果表明，補飼精料對不同生長階段的放牧母牛均具有積極影響。李琰琰（2016）等研究表明，內蒙古草原放牧條件下育肥西門塔爾雜交牛每日補充2.5 kg精料較為適宜，但需要避免精料補飼過量導致瘤胃內環境紊亂，致使育肥效果不明顯[10]。

目前，我國北方地區的優質草場面積呈逐年下降的狀態，在畜牧業可利用資源下降的前提下，需研究平衡環境與飼養成本的飼養方式。本試驗圍繞“放牧+補飼”的飼養方式，通過向全年放牧肉牛補飼精料的手段，研究補飼對放牧條件下肉牛生長性能、血液生化指標及瘤胃發酵的影響。為放牧肉牛的相關研究提供數據支持，為北方牧區肉牛產業提供進一步的效益支持。

1 材料與方法

1.1 試驗設計與日糧

本試驗于2019年7月至9月在內蒙古自治區阿魯科爾沁旗放牧草場進行，以隨機選取的18頭6～8月齡、體況與健康程度相近的斷奶雄性西門塔爾牛為試驗對象，隨機分為全放牧組與放牧+補飼組，每組各9頭。放牧組每日按照個體原先所適應的方式全天放牧。放牧+補飼組每日歸牧時趕至試驗圈舍補喂精料。試驗圈舍為圍擋一定空間的草場，確保補飼精料為試驗的單一變量。補飼試驗：預飼期8 d，正式期60 d。正式期內前30 d每頭試驗牛補飼量為1.2 kg/d，后30 d補飼量增加至1.6 kg/d。牧草和精料營養成分分別見表1和表2。

表1 草場牧草概略養分含量

表2 精料組成及養分含量

1.2 牧草營養成分與生長性能的測定

在試驗初期與試驗后期采集草場的牧草進行營養水平分析，牧草與精料的概略養分測定分析參考《飼料分析和飼料質量檢測技術》。本試驗使用測量尺、地秤等設備分別于正式期開始時與試驗結束時檢測肉牛的體重、體高、體斜長和胸圍等生產性能指標并計算平均日增重。

1.3 血液采集與測定

本試驗預飼期結束后，正式期開始的第0天、第30天和正式期結束時分別采集兩組肉牛的頸靜脈血10 mL，4000 r/min離心并分離血清。血清裝入1.5 mL離心管中在液氮內保存并運送至實驗室進行分析。所測血液生化指標：葡萄糖 （GLU）、總蛋白（TP）、甘油三酯（TG）、總膽固醇（TC）、尿素氮（BUN）、高密度脂蛋白（HDL-C）、低密度脂蛋白（LDL-C）。 抗氧化指標包含谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-Px）、超氧化物歧化酶（SOD）、丙二醛（MDA）及總抗氧化能力（T-AOC）。所測指標ELISA試劑盒購于寶信生物科技有限公司，測定方法按照試劑盒說明書進行操作。

1.4 瘤胃液采集與測定

試驗開始第30天、第60天分別采集兩組肉牛瘤胃液，研究其瘤胃發酵水平，抽取的瘤胃液中棄掉含有較多唾液與黏液的部分，以保證其能夠真實反應瘤胃發酵水平。采集的瘤胃液用紗布過濾至離心管中，現場測pH值后置于液氮中移至-80℃冰箱中保存。VFA的測定采用內標法，以2-乙基丁酸作為內參，使用7890B GC色譜系統、5977B MSD質譜系統進行檢測。酸稀釋液為15 mL100mmol/L的2-乙基丁酸與配制的50 mL5mmol/L的鹽酸混合溶液，配制好的酸稀釋液置于錐形瓶中加封保存。以各揮發性脂肪酸的標準品配制不同梯度混酸標準液，為上機測試繪制標準曲線。2-乙基丁酸作為內標，取200 uL置于各濃度標準液中，混勻，并置于氣質聯用儀進行分析。吸取3 mL的瘤胃液置于10 mL離心管中，加入4 mL配制好的酸稀釋液，渦旋振蕩器震蕩3 min使離心管中的瘤胃液與酸稀釋液充分混勻，15000 r/min離心，取1 mL左右的上清液經0.22 um有機相過濾塞移至上樣瓶中待檢。測定瘤胃液銨態氮濃度使用堿性次氯酸鹽與氨反應的原理，試驗步驟參考馮宗慈等[11]方法進行測定。

1.5 數據統計與分析

測定指標的數據由Excel2010進行整理，由spss23.0軟件進行單因素方差分析。試驗結果由每組平均值±標準差呈現，P＜0.05為差異顯著。

2 結果與分析

2.1 精料補飼對放牧肉牛體尺和平均日增重的影響

通過對兩組試驗牛生長性能的測量比較，其結果如表3所示。試驗開始時，兩組試驗數據差異不明顯（P＞0.05），試驗后期補飼組體重、體高和體斜長均顯著高于放牧組（P＜0.05）。

表3 補飼精料對肉牛生長性能的影響

2.2 補飼精料對肉牛血液生化指標的影響

通過對兩種不同飼養方式下肉牛血液生化指標的比較，結果如表4所示。結果表明，與全放牧組血液生化指標相比，補飼組血液中總蛋白（TP）含量顯著升高（P＜0.01）。不同時段補飼組血糖（GLU）濃度均高于放牧組，但差異不顯著（P＞0.05）。隨著試驗逐步進行，放牧組與補飼組血液中甘油三酯 （TG）、總膽固醇（TC）含量都呈上升趨勢，但差異不顯著(P＞0.05)。兩組的低密度脂蛋白無明顯差異，但是試驗后期補飼組的高密度脂蛋白（HDL-C）含量極顯著高于放牧組（P＜0.01）。在試驗初期，補飼組血清中的尿素氮含量高于放牧組，但是試驗中后期補飼組血清尿素氮含量低于放牧組。

表4 補飼精料對肉牛血清生化指標的影響

2.3 補飼精料對肉牛血液抗氧化指標的影響

通過比較兩種不同飼養方式下肉牛血清中抗氧化指標的含量，結果由表5所示。結果表明，試驗組與放牧組相比，血清中超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-Px）及總抗氧化能力（T-AOC）含量均顯著高于放牧組（P＜0.01），丙二醛（MDA）含量在試驗后期顯著低于放牧組(P＜0.01)。

表5 補飼精料對肉牛抗氧化能力的影響

2.4 補飼精料對肉牛瘤胃發酵的影響

通過對兩種不同飼養方式下肉牛瘤胃中VFA的比較，結果如表6和表7所示。試驗組與放牧組相比，補飼組肉牛瘤胃發酵產物中，丙酸的含量顯著增加（P＜0.05），放牧組肉牛瘤胃內乙酸濃度顯著高于補飼組（P＜0.05），補飼組肉牛總揮發性脂肪酸的含量高于放牧組，其中補飼組肉牛瘤胃內乙酸與丙酸的比值顯著低于放牧組（P＜0.05）。兩組肉牛瘤胃銨態氮濃度變化不明顯，試驗中期補飼組肉牛瘤胃內銨態氮濃度略高于放牧組，但差異不顯著（P＞0.05）。試驗后期補飼組瘤胃內銨態氮濃度開始低于放牧組；試驗中期及后期補飼組瘤胃內容物pH值均低于放牧組；試驗后期補飼組瘤胃內容物pH值顯著低于放牧組。

表6 放牧補飼對肉牛瘤胃VFA的影響

2.5 討論

體重、日增重是反映家畜生長性能的重要指標。本試驗中，試驗期內補飼組肉牛生長性能顯著高于放牧組，在試驗后期補飼組肉牛體重明顯高于放牧組，這是由于補飼精料提高了肉牛營養物質的攝入率，使肉牛的代謝水平提高，生長速度加快。目前眾多研究表明，在不同的季節進行補飼可以提高肉牛的生長性能[12]。楊國榮等[13]的研究表明，增加精料的能量水平可使育肥牛的ADG顯著提高。這與本試驗中補飼組肉牛體重變化的情況相一致，說明補飼精料可以緩解放牧牛日增重效率不高等問題，彌補了全放牧肉牛在營養需求上的不足，使放牧牛擁有更大的育肥空間。

血清中的總蛋白含量反映了機體對蛋白的利用情況。總蛋白的升高可促進機體對蛋白質的沉積與利用，同時對機體的免疫性能產生積極作用[14-15]。與對照組相比，補飼組肉牛血清中總蛋白含量顯著升高，說明補飼精料加快了肉牛蛋白的代謝水平，有利于處于快速生長期內育肥牛蛋白的吸收，保證機體組織的發育與分泌蛋白的需要量。試驗后期草場牧草質量下降，牧草中蛋白含量與肉牛采食量較牧草全盛時期均下降，這可能是對照組血清總蛋白含量略低于試驗中期的原因，補飼精料維持了血清總蛋白的較高水平，在北方地區放牧牛冬季進行舍飼的過渡階段保證了育成肉牛的身體發育。血清BUN主要來源于動物體內蛋白與氨基酸代謝，同時反芻動物瘤胃中微生物合成氨也會影響血清BUN的濃度。BUN的含量反映了機體對蛋白的攝入情況，同時體現了機體對于蛋白的利用效率。BUN的升高可由日糧蛋白水平短期內升高或機體對蛋白的利用率下降所引起。補飼組肉牛血清尿素氮在試驗初期高于放牧組是由于機體攝入大量蛋白后機體分解過剩的蛋白所引起的，試驗后期補飼組肉牛與放牧組肉牛血清BUN含量減少，并且補飼組血清BUN含量略低，說明此階段肉牛機體沉積蛋白的能力增強，補飼精料可改善發育中肉牛沉積蛋白的能力，提高肉牛對氮的利用率[16]。動物血清中葡萄糖的含量是體現動物能量代謝水平的重要指標，反映了動物能量攝入與脂肪積累的能力[17]。本試驗表明，在試驗的任何階段補飼組的血糖濃度均高于放牧組，這使得補飼組肉牛的能量代謝增加，機體發育與增重加快。

血清中的甘油三酯與與總膽固醇是反映機體脂肪代謝的重要物質。甘油三酯主要由肝臟合成，是儲存于脂肪組織中的重要脂質構成物質，也是機體除葡萄糖以外的主要供能物質[18]。當機體血糖濃度升高時，肝臟會加速甘油三酯的生成并使其轉化為脂肪組織，因此血清中甘油三酯的濃度與血糖的濃度存在相關性[19]。膽固醇是機體脂質與生物膜的重要組成部分，其功能包括合成細胞膜、構成固醇類激素等。膽固醇作為脂肪代謝的載體，具有參與脂質運輸的作用[20]。試驗結果表明，在試驗期內，兩組肉牛血清中TC與TG的含量隨著試驗的進行逐漸增高，表明隨著肉牛的生長發育，體內脂肪開始沉積。放牧組與補飼組血清中TC、TG的含量變化并不顯著，這與類似的試驗結果一致[21],說明反芻動物的脂肪代謝能力相對穩定。若血液中的TC、TG含量急劇升高，則表示動物體內脂肪代謝發生紊亂。本試驗中補飼提供的脂肪未對肉牛正常的脂代謝造成負面影響。在膽固醇中對脂肪起轉運作用的是HDL-C與LDL-C。在試驗后期，補飼組肉牛血液中高密度脂蛋白與膽固醇的含量顯著高于放牧組，說明補飼能夠能促進肉牛體內脂肪向肝臟的轉運，有利于肉牛健康生長并降低血脂。

抗氧化能力與機體的健康水平同樣息息相關[22]，GSH-Px與SOD是機體內清除過氧化物、阻止自由基生成的重要物質。動物機體攝入的營養與微量元素對抗氧化酶活性均有影響[23]。MDA是機體中過氧化物破壞脂類生物膜的產物[24]，因此MDA的含量降低表明動物體的應激狀態減輕。補飼組血清中抗氧化物質含量顯著高于放牧組，MDA含量顯著降低，這說明補飼精料具有緩解肉牛應激與改善肉牛內環境的積極作用，更有利于肉牛在環境多變的自然放牧環境中穩定地生長育肥。

瘤胃是反芻動物所擁有的特殊消化器官，通過發酵的方式分解粗飼料中的纖維素并合成菌體蛋白供反芻動物吸收利用。因此，瘤胃內環境與瘤胃內容物的發酵水平決定了反芻動物的能量供應情況與生長健康狀況。反芻動物吸收能量的主要方式是吸收瘤胃發酵產生的VFA，其中丙酸是參與糖異生最主要的物質。自然界的碳水化合物主要分為結構性碳水化合物與非結構性碳水化合物。二者在生物體內的主要區別是儲能以及構成細胞結構。牧草、粗飼等植物性飼料中大量的結構性碳水化合物，如纖維素、木質素等。這些物質在瘤胃內的分解速率較慢，且發酵產物以乙酸居多[25]。當瘤胃內非結構性碳水化合物，如淀粉、單糖等物質增加時，瘤胃內發酵水平加快，丙酸的產量增加[26]。研究表明，飼喂精料或提高日糧中的精粗比會導致瘤胃中丙酸的濃度增加，進而導致反芻動物的血糖濃度升高，代謝水平提高。本試驗中，補飼組肉牛瘤胃VFA中乙酸含量與乙酸比例均升高，表明進食精料會促進反芻動物瘤胃中丙酸的發酵，這與朱昊鵬等[27]的研究結果一致。丙酸經瘤胃壁吸收入血后在肝臟中進行糖異生，轉化成動物體可以直接利用的血糖。本試驗中補飼組肉牛瘤胃VFA中丙酸含量高于放牧組肉牛，丙酸含量的增加可導致血糖水平的升高，這與本試驗中補飼組肉牛血糖含量高于放牧組的結果相吻合，且補飼組肉牛瘤胃VFA中乙酸與丙酸的比值低，說明補飼組肉牛瘤胃中的丙酸發酵強于放牧組。

在一定程度下，瘤胃內丙酸的提高確實可以改善動物機體的發育水平，但日糧的精粗比以及精料的添加量需要達到不破壞瘤胃正常內環境的狀況。過量的精料所帶來的丙酸發酵會導致瘤胃內總VFA的含量快速升高，進而引發瘤胃酸中毒。反芻動物瘤胃適宜的pH值介于5.5～6.8[28]，當瘤胃內容物pH值低于這個限度并持續一定時間時，就會導致反芻動物出現慢性瘤胃酸中毒。本試驗中兩組肉牛的瘤胃pH值均處于正常水平，補飼組由于進食精料，導致瘤胃內丙酸發酵增加，瘤胃pH值下降。第二次測定瘤胃pH值時，放牧組與補飼組相較于第一次測定結果降低，這是由于牧草中干物質水平增加，加之進入秋季，牛群飲水減少，導致瘤胃內VFA濃度增高，pH值下降。瘤胃內容物中的銨態氮是瘤胃微生物合成菌體蛋白的重要氮源[29]。研究表明，增加日糧中的蛋白含量會使瘤胃中銨態氮的濃度升高。瘤胃內銨態氮的濃度取決于精料比例、粗料種類和動物進食咀嚼強度等多種因素。張振宇等[30]的研究表明，瘤胃內銨態氮的濃度隨著日糧能量的增高而降低，而增加飼糧中蛋白含量會導致氨態氮水平小范圍的升高。隨著動物生長速度加快及瘤胃加速發育，瘤胃內微生物利用銨態氮合成并沉積蛋白的能力增強，這會導致瘤胃內容物中銨態氮濃度的下降。本試驗表明，補飼組肉牛瘤胃氨態氮呈中期較高，后期較低的趨勢，這是由于經過補飼等營養調控后，瘤胃機能增強，瘤胃內容物能量水平增加導致菌體蛋白合成加速，這與補飼組肉牛血液氨基酸與血清蛋白含量增加的情況相吻合，補飼提高了肉牛對氮的利用。試驗中期放牧組肉牛瘤胃銨態氮的濃度較高，可能是由于草原正值高溫，放牧牛產生了熱應激，導致了瘤胃內銨態氮的水平增加且總VFA的含量降低，這與王哲奇等[31]綜述的結果相吻合。補飼可緩解肉牛的熱應激狀態，增加其瘤胃中能量與蛋白合成的前體物，對該地區夏季放牧肉牛的生長起到保護作用。

3 結論

補飼精料增加了肉牛瘤胃的發酵速率，使肉牛對能量與蛋白的吸收率增加。

放牧時補飼精料可顯著提高育成肉牛的體重及日增重，為后續育肥提供更優質的生長性能。

補飼精料可提高肉牛代謝水平，增加體內營養代謝物質的水平，提高肉牛對蛋白的利用率，增加其脂肪沉積的潛能。補飼對肌肉發育以及機體抗氧化能力有積極的作用。