|
郭 刚 刘 强 王 聪 杨效民 霍文婕
摘 要 选用4头体重500 kg、年龄3.5岁的中国西门塔尔牛阉牛，采用4×4拉丁方设计，以混合精料和玉米秸秆为基础日粮，研究丙酸钙（0、100、200和300 g/d）对日粮能量平衡和氮平衡的影响。结果表明：各处理组采食总能和尿能差异不显著（P>0.05）；日粮添加丙酸钙200 g/d和300 g/d组粪能和气体能有降低趋势（P>0.05），消化能、代谢能和沉积能较对照组均显著提高（P<0.05）。各处理组采食氮和尿氮差异不显著（P>0.05）；日粮添加丙酸钙组粪氮显著降低（P<0.05），可消化氮显著提高（P<0.05）；200 g/d组沉积氮显著高于对照组和100 g/d组(P<0.05),高于300 g/d组但差异不显著（P>0.05）。根据本试验结果推断日粮中丙酸钙的适宜添加水平为200 g/d。
关键词 丙酸钙；西门塔尔牛；能量平衡；氮平衡
中图分类号 S823
丙酸钙是近十几年来发展起来的一种新型饲料添加剂,在反刍动物中应用广泛,并且世界卫生组织(WHO)和联合国粮农组织(FAO)已经批准丙酸钙作为食品添加剂。丙酸钙在进入反刍动物机体后，能够水解为丙酸和钙离子。丙酸是反刍动物最主要的生糖物质，体内所需90%的葡萄糖来自糖异生作用[1]。钙是动物体内最丰富的矿物元素,以丙酸钙的形式添加通常比饲草和常用饲料中的钙易于利用[2]。丙酸钙是一种重要的饲料防腐剂,在饲料中对霉菌、好气性芽孢产生菌、革兰氏阴性菌、黄曲霉素等具有独特的防霉、防腐作用[3],而对酵母菌无害[4],可以降低饲料的损失,提高饲料的利用率,且有利于家畜健康。Fiorentin等[5]从家禽饲料中分离得到9种黄曲霉,发现它们对丙酸钙都敏感。丙酸钙还可以有效地预防乳热症和酮病,Goff等[6]发现丙酸钙有益于减少低血钙亚临床症状的发生,并在乳热症盛行的牛群中降低乳热症的发病率。Schultz[7]报道每天口服0.5磅的丙酸钙3~10 d,可以有效地预防酮病。此外,日粮添加丙酸钙还可以提高产奶量[4],但当丙酸钙添加量过高时产奶量下降[2]。目前对丙酸钙的研究集中在作为饲料防腐的应用及预防奶牛营养代谢疾病等方面[8-9],缺乏添加丙酸钙对日粮能量平衡和氮平衡影响的研究。本试验以劣质粗饲料玉米秸秆为日粮,研究丙酸钙对西门塔尔牛阉牛日粮能量平衡和氮平衡的影响,为目前仍以玉米秸为主的牛羊业生产实践和反刍动物葡萄糖营养调控提供参考。
1 材料与方法
1.1 试验动物和试验设计
选用4头，年龄3.5岁，体况良好，体重500 kg的中国西门塔尔牛阉牛。采用4×4拉丁方设计，处理一饲喂基础日粮;处理二饲喂基础日粮+丙酸钙100 g/d；处理三饲喂基础日粮+丙酸钙200 g/d；处理四饲喂基础日粮+丙酸钙300 g/d。试验分4阶段，每阶段预试期10 d，正试期5 d。
1.2 试验日粮及饲养管理
基础日粮按照肉牛营养需要和饲养标准[10]配制,由混合精料和玉米秸秆组成,其组成及营养水平见表1。饲粮的精粗比为40∶60，日喂饲料干物质量为9 kg。试验牛单槽饲养，每日07∶00和19∶00饲喂,自由饮水。本试验所用丙酸钙为姜堰市华通香料厂生产的食品防霉剂,纯度为99.0%,饲喂前混合于混合精料中。
1.3 样品采集与分析测定
1.3.1 采食量测定及饲料样品采集与分析
试验期间逐日详细记录采食量和剩草料量,每天按比例采集精料与玉米秸秆样品,每期试验结束后混合均匀测定样品总能(GE)、干物质(DM)、粗蛋白(CP)含量。
1.3.2 排泄粪量测定及粪样品采集与分析
试验期间逐日收集每头牛的粪，分别放置到带盖的塑料桶中，于每日早7：00称量并记录日排泄粪量，然后按2%比例采集粪样2份，其中1份鲜粪定氮，用于测定CP,另1份于65～70 ℃测定初水分后制成风干样品，每期试验结束后混合均匀测定GE、DM含量。
1.3.3 排泄尿量测定及尿样品采集与分析
试验期间逐日收集每头牛的尿，用量筒测量体积并记录排尿量。尿样按尿量2%比例采集，低温保存，每期试验结束后混合均匀测定GE和CP含量。
1.3.4 饲料样品
初水分、DM和CP含量采用实验室常规方法测定[11];GE采用XYR-1C微机氧弹式热量计测定[12]。
1.3.5 气体采集与分析
每阶段采用呼吸面具采气装置[13]进行气体采集。每天采气4次,分别为：6:00(代表饲前1 h)、12:00(代表日间休息状态)、20:00(代表饲后1 h)和24:00(代表夜间休息)。每次采集10 min[14]。采气时记录牛舍温度,以便进行产热量计算。CH4浓度利用气相色谱仪(GC-2010,日本)进行分析,检测器为离子火焰化检测器(FID);色谱柱为3 mm×2 mm的5?魡(埃)分子筛色谱柱;工作柱温90 ℃,进样口温度100 ℃,检测器工作温度150 ℃,载气为高纯氮气,流速23 ml/min；氢气流速40 ml/min,空气流速400 ml/min；进样量1 ml。CO2浓度和O2浓度采用1906型工业气体分析仪进行测定。
1.4 数据处理
应用SPSS10.0统计分析软件的One-way-ANOVA进行方差分析和LSD多重比较。试验结果以平均数±标准误表示。
2 结果与分析
2.1 丙酸钙对日粮能量平衡的影响（见表2）
由表2可见，各处理组采食总能差异不显著（P>0.05）。日粮添加丙酸钙组粪能较对照组降低，其中200 g/d组最低，但各添加组间差异不显著（P>0.05）。添加丙酸钙组对尿能、气体能和产热量没有显著影响（P>0.05）。添加丙酸钙组消化能和代谢能均高于对照组，其中200 g/d和300 g/d组提高显著（P<0.05）。添加丙酸钙组沉积能显著高于对照组（P<0.05），200 g/d和300 g/d组沉积能显著高于100 g/d组（P<0.05）。添加丙酸钙组消化能/总能、代谢能/总能和沉积能/消化能均高于对照组，其中200 g/d和300 g/d组提高显著（P<0.05）。
2.2 丙酸钙对西门塔尔牛日粮氮平衡的影响(见表3)
由表3可见：各处理组间采食氮差异不显著（P>0.05）。日粮添加丙酸钙组粪氮显著降低(P<0.05)，其中200 g/d组最低，但各添加组间差异不显著(P>0.05)。各处理组间尿氮差异不显著（P>0.05）。日粮添加丙酸钙组可消化氮显著提高（P<0.05），200 g/d和300 g/d组沉积氮较对照组显著提高（P<0.05），而200 g/d组又略高于300 g/d组（P>0.05）。
3 讨论
反刍动物葡萄糖营养除少量过瘤胃可溶性多糖在小肠分解为葡萄糖外,其余体内所需90%的葡萄糖来自糖异生作用,丙酸是反刍动物最主要的生糖物质[1]。王中华等[15]研究证明粗饲料代谢能利用效率低于精饲料是由于体内葡萄糖供给不足。试验中,日粮添加丙酸钙后采食能量随着添加水平提高略有提高,而粪能和气体能呈降低趋势,消化能、代谢能和沉积能随着丙酸钙添加量的提高呈升高趋势，说明添加丙酸钙有助于降低能量的排出,提高饲料的能量利用率。这可能是由于反刍动物在采食劣质粗饲料(玉米秸秆)时,葡萄糖供应不足，产生的丙酸无法满足糖异生作用的正常进行[17]，而添加丙酸盐可以直接补充生糖前体物质。Fellner等[16]发现添加丙酸钙可以使甲烷产量轻微降低。而甲烷产量的高低与气体能的大小成正比。饲粮中粗饲料比例越高，瘤胃液中乙酸比例就越高，甲烷的产量也相应提高，饲料能量利用效率降低，而丙酸发酵时可利用H2，所以通过添加丙酸盐使丙酸比例升高时，饲料能量利用效率也相应提高。
目前我国反刍动物粗饲料仍以低质粗饲料为主，因葡萄糖营养供应不足，动用机体内的生糖氨基酸内源合成葡萄糖，造成氮的负平衡，血中生酮氨基酸浓度上升，整体蛋白质营养状况恶化[18]。因此，在秸秆型饲喂方案中，满足丙酸的供给对于氮平衡具有重要的意义。添加丙酸钙可以减少生糖氨基酸衍生为葡萄糖，增加氨基酸用于蛋白质沉积的比例。熊本海等[19]指出，随着灌注液中的丙酸比例的升高，粪氮的排出显著减少，从而提高饲料氮的沉积能力。本试验中日粮添加丙酸钙组粪氮降低，可消化氮和沉积氮提高，符合以上观点。Jenkins等[20]报道，随着丙酸盐在羊瘤胃VFA中百分含量的增大，空腹日增重线性提高，这也间接说明丙酸钙有助于日粮氮能的利用。因此，在大力提倡的秸秆型饲喂方案中，通过添加丙酸盐保持瘤胃发酵过程中乙酸与丙酸产量的匹配，对日粮能量平衡和氮平衡具有重要意义。
4 结论
在以玉米秸秆为主的日粮中添加200 g/d的丙酸钙，沉积能较对照组均显著提高，沉积氮显著高于对照组和100 g/d组，且高于300 g/d组。根据本试验结果日粮中丙酸钙的适宜添加量为200 g/d。
参考文献
[1] Bergman E N, Inriis P M. Dynamic biochemistry of animal production[A]//World Animal Science[C], A3, Amsterdam: Elsevier, 1983：173-196.
[2] 冯仰廉. 反刍动物营养学[M]. 北京: 科学出版社, 2004: 424-426, 575-576.
[3] 徐亲民.丙酸及其盐类在饲料中的应用[J].饲料工业,1997,18（5）：32-35.
[4] Alexandria V T. Calcium Propionate[A]. Center for Food and Nutrition Policy（CFNP）TAP Review, 2002, 8: 1-19.
[5] Fiorentin L, Vieira N D, Barioni J, et al. Use of Lytic bacteriophages to reduce salmonella enteritidis in experimentally contaminated chicken cuts[J]. Brazillian Journal of Poulty Scienc, 2005(7): 255-260.
[6] Goff J P, Horst R L, Jardon P W, et al. Field trials of oral calcium propionate paste as an aid to prevent milk fever in periparyuient dairy cows[J]. Journal of Dairy Science, 1996, 79(3): 378－383.
[7] Schultz L H. Further Studies on the Use of Sodium Propionate in the Control of Ketosis in Dairy Cattle[J]. Journal of Dairy Science, 1953, 36: 597.
[8] 张华峰, 张晓宁, 陈天华, 等. 丙酸和丙酸盐在饲料中的应用及其生产工艺[J]. 中国饲料, 2005（7）：20-21.
[9] Pehrson B, Svensson C, Jonsson M. A comparative study of the effectiveness of calcium propionate and calcium chloride for the prevention of parturient paresis in dairy cows[J]. Journal of Dairy Science, 1998, 81(7): 2011-2016.
[10] 冯仰廉. 肉牛营养需要和营养标准[M]. 北京：中国农业大学出版社, 2000: 19-26.
[11] 杨胜.饲料分析及饲料质量检测技术[M]. 北京: 北京农业大学出版社, 1996: 171-172.
[12] 袁缨.动物营养学实验教程[M].北京:中国农业大学出版社, 2006: 66-78.
[13] 郭城.家畜能量代谢试验采气装置的研制[J]. 中国人民解放军兽医大学学报, 1982, 2(2): 192-198.
[14] 郭城.家畜气体能量代谢试验采气方法的研究[J]. 中国畜牧杂志, 1984, 20(3): 7-9.
[15] 王中华, 李福昌, 冯仰廉, 等. 不同瘤胃乙、丙酸比例对绵羊丙酸糖异生和葡萄糖周转速度的影响[J]. 动物营养学报, 2000（2）：32-34.
[16] Fellner V, Spears J W. Effect of calcium propionate on ruminal soluble calcium and microbial fermentation[A]. North Carolina State University Animal Science Departmental Report[C], 2004-2005.
[17] 王春林, 陈喜斌. 反刍动物的葡萄糖营养与调控[J]. 中国畜牧兽医, 2001, 28(5): 2.
[18] 卢德勋. 发展反刍动物绿色营养技术[J]. 动物营养学报, 1999, 11(增刊): 1-16.
[19] 熊本海,卢德勋,张子仪. 瘤胃乙酸与丙酸摩尔比例的改变对瘤胃发酵及血液指标的影响[J].畜牧兽医学报,2002,33（6）：537-543.
[20] Jenkins T C, Thonney M L. Effect of propionate level in a volatile fatty acid salt mixture fed to lambs on weight gain, body composition and plasma metabolites[J]. Journal of Animal Science, 1988, 66: 1028-1035.
（编辑：张学智，）
郭刚，山西农业大学动物科技学院，030801，山西省太谷县山西农业大学动物营养实验室。
刘强(通讯作者)、王聪、霍文婕，单位及通讯地址同第一作者。
杨效民，山西农科院畜牧兽医研究所。
收稿日期：2008-10-06
|
相关信息
