田树清 范艳平 赵国琦
摘 要 安装永久性瘤胃瘘管的山羊4只，采用4×4拉丁方设计，选用不同比例稻草、苜蓿干草、羊草与配合精料组成4种日粮，研究对瘤胃内环境的影响。结果表明：瘤胃液pH值、氨氮浓度和尿素氮浓度在5.94～6.43、16.42～29.82、0.48～0.78 mg/100 ml内波动，各组间差异不显著；4组瘤胃液FAA浓度为25.58～26.86 mg/100 ml，组间差异不显著(P>0.05)；PAA中，A组(22.82 mg/100 ml)极显著低于B组(24.25 mg/100 ml)和D组(25.73 mg/100 ml)(P<0.01),B组和C组(23.53 mg/100 ml)显著低于D组(P<0.05)。
关键词 山羊；瘤胃内环境；氨基酸
中图分类号 S823
近年来，农业部发布《关于禁止在反刍动物饲料中添加和使用动物性饲料的通知》、《动物源性饲料产品安全卫生管理办法》以来，动物源性蛋白质在反刍动物的生产中已经严禁使用。面临如此严峻的蛋白质饲料形势，促使人们必须使用植物源性蛋白饲料。尽管植物性蛋白质饲料有种类多、来源广、价格便宜等优点，但是由于反刍动物瘤胃微生物对其降解程度可能高于动物源性蛋白质饲料，因此所造成的浪费损失很大。如何充分合理利用植物源性蛋白质饲料成为反刍动物营养研究的新热点。
本试验以羊草、苜蓿干草和稻草作为粗饲料，玉米和棉籽粕为精饲料原料，配制成比例不同但蛋白质水平接近的4种日粮，研究其在山羊体内的蛋白质代谢利用情况，以期得出不同组合的植物性蛋白质日粮的蛋白质利用规律，为合理利用植物性蛋白质饲料提供参考。
1 材料与方法
1.1 试验动物与设计
4只体重(30±5) kg安装永久性瘤胃瘘管的成年山羊，每日8:00和20:00饲喂，自由饮水。
采用4×4拉丁方设计,试验期15 d,预试期10 d,正试期5 d,最后一天采集瘤胃液,测定pH值后-20 ℃冷冻保存，以备分析。
1.2 试验日粮
试验日粮参照山羊饲养标准配制，为粗蛋白质14％的日粮（见表1）。
1.3 测定指标
测定瘤胃液pH值、氨氮、尿素氮、游离氨基酸和总氨基酸等。
样品肽氨基酸(PAA)含量＝样品总氨基酸(TAA)含量－样品游离氨基酸(FAA)含量。
1.4 数据处理
数据经Excel软件整理后利用SPSS软件统计分析，Duncan's法进行多重比较。
2 结果与分析
2.1 瘤胃液pH值（见图1）
由图1可知，采食4 h后pH值最低，后上升。采食前A组pH值最低，20：00最高。到20:00采食前,经过了一天的消化,各组日粮的瘤胃pH值间产生差异。
2.2 瘤胃液NH3-N浓度（见图2）
由图2可知，4组NH3-N的动态变化规律基本一致:采食后2 h达到最高,后逐渐下降,16:00点最低,之后又缓慢上升；4组波动范围分别为19.82~26.85、17.60~29.44、20.83~29.82、16.42~28.58 mg/100 ml;4组平均值差异不显著(P>0.05)。
2.3 瘤胃液尿素氮浓度（见图3）
由图3可知：A组与B组的变化趋势基本一致，采食2 h后达到尿素氮浓度的最高点，然后2 h内快速下降，12:00时尿素氮浓度达到最低谷，然后缓慢上升趋于平稳；C组与D组的趋势相似，采食后2 h达到浓度最低点，之后2 h则上升到最高浓度，随后缓慢下降并趋于平稳。
2.4 瘤胃液氨基酸（见表2、表3）
由表2可知，4组FAA总量分别为：25.58、26.64、26.03和26.86 mg/100 ml，组间差异不显著，D组FAA浓度为最高。A组Asp、Glu、Tyr的浓度较低，B组Asp、Glu、Ser、Gly和Pro的浓度较低，C组Asp和Glu的浓度较低，D组Asp、Glu、His、Arg和Tyr的浓度较低。Glu、Gly组间差异不显著，其余16种氨基酸在4组之间均存在着显著或极显著的差异。
由表3可知，瘤胃液中PAA里Phe和Lys浓度较高，A组Asp、Tyr的浓度较低，B组Asp、Glu、Ser、Tyr的浓度较低，C组Asp、Met的浓度较低，D组Asp、Glu的浓度较低。4组PAA除了Arg和Ile两种氨基酸组间差异不显著，其余的各氨基酸均存在着显著或极显著差异。4组瘤胃液中PAA的浓度分别为：22.82、24.25、23.53和25.73 mg/100 ml，D组最高,A组最低；A组与C组之间差异不显著(P>0.05),A组极显著低于B组和D组(P<0.01),B和C组显著低于D组(P<0.05)。
3 讨论
3.1 不同蛋白质结构日粮对山羊瘤胃液pH值的影响
瘤胃pH值受日粮精粗比、饲料加工方式以及采食量等因素的影响[1]。C组日粮纤维含量较高，增加了山羊的反刍次数，日粮中结构性碳水化合在瘤胃中的发酵速度缓慢，而使微生物的VFA和其它有机酸的产生速度较为缓慢，导致C组瘤胃液pH值最高。
3.2 不同蛋白质结构日粮对山羊瘤胃液NH3-N浓度的影响
瘤胃液氨氮浓度不仅受氮采食量的影响，也受饲料蛋白降解度、微生物合成速度、瘤胃上皮对氨氮的吸收和内源含氮物质的周转以及能量水平等因素的影响。动物采食后微生物活性增强，饲料中蛋白氮被降解，氨氮浓度迅速升高，随微生物蛋白合成的进行以及瘤胃壁的吸收，内容物进入后段消化道，氨氮浓度又会逐渐下降。Satter等(1974)[2]试验证实，氨氮浓度小于2.50 mg/100 ml时，发酵的“解偶联”作用引起微生物产量低，生产效率下降，之后该值用作瘤胃最低氨氮浓度标准；有研究报道干物质消失的最佳氨氮浓度为11.74 mg/100 ml。Preston等(1987)提出的微生物生长对氨氮浓度的临界范围为6~30 mg/100 ml。Hsu等(1991)报道饲喂粗精比为65：35的粗蛋白为15%豆粕日粮，瘤胃液氨氮浓度为19~26 mg/100 ml。
本试验中氨氮浓度的平均值在23 mg/100 ml左右，符合Preston等(1987)[3]提出的微生物生长对氨氮浓度的临界范围为6~30 mg/100 ml。氨氮浓度大小顺序为C>B>A>D，试验日粮中粗饲料是由稻草、羊草、苜蓿草以不同比例组成混合而成，禾本科牧草与豆科牧草的混合比例对试验结果影响较大。各试验所得的结果差异较大，可能是因为微生物对不同发酵底物所要求的氨氮浓度不同。
3.3 不同蛋白质结构日粮对山羊瘤胃液尿素氮浓度的影响
反刍动物瘤胃微生物可通过脲酶将尿素水解为CO2和NH3，胺化酮酸而形成MCP，经小肠内蛋白酶的作用酶解成各种AA，起到间接补充蛋白质营养的作用。有研究[4-7]证明尿素可替代30%以下蛋白质。瘤胃MCP产量与日粮氮水平有关，当日粮缺乏氮时，向瘤胃内灌注尿素[8]或饲喂尿素[9]与羟甲基尿素[10]可增加MCP产量。通过同位素技术，人们发现了尿素氮能转变成动物体蛋白的直接证据。Watson等(1958)使用15N标记的尿素，Land等(1959)使用15N标记的铵盐研究发现，尿素氮和NH3-N可分别被用来合成体蛋白和乳蛋白[11]。
尿素是反刍动物体内NH3和AA代谢的主要终产物。瘤胃壁上存在有尿素载体，它受日粮氮水平影响，但其对尿素转运的作用尚未确定(Marini,2003)[12]。有研究指出，向饲喂低蛋白补充碳水化合物日粮的成年绵羊静脉内注射尿素(5 mmol/kg BW),53%的注入尿素既没有从尿中回收到,也没有滞留在体液中，而是通过循环进入瘤胃,被瘤胃微生物利用合成蛋白质[13]。大量尿素可以经瘤胃壁扩散进行循环（Norton等，1982）[14]。内源尿素经过瘤胃壁扩散和随唾液进入瘤胃，不论何种转运途径，进入瘤胃后的尿素都将被脲酶分解，作为瘤胃微生物的氮源。Macrae等(1979)[15]报道，给采食低品质粗饲料的绵羊注射14C标记尿素，向瘤胃转运的尿素较低，为0.4～1.1 g N/d，唾液尿素占主要部分[13]。Nolan等（1984）的试验结果表明，绵羊唾液尿素占进入瘤胃尿素的绝大部分[16]。Kennedy等(1978)以15N标记尿素进行试验，试验羊的日粮为颗粒料，结果表明绵羊有高达7.3 g/d的氮是以尿素形式进入瘤胃的，其中仅有15%为唾液尿素氮[17]。
本试验中，瘤胃液含量很低，4组瘤胃液中日粮的尿素氮浓度波动范围分别为：0.54～0.78，0.60～0.73，0.53～0.61，0.48～0.57 mg/100 ml，表明瘤胃中大部分尿素氮经尿素载体转运，进入肠道中的尿素氮含量很少。
3.4 不同蛋白质结构日粮对山羊瘤胃液氨基酸浓度的影响
日粮蛋白质可以很快被微生物降解为肽、氨基酸,并最终成为氨和碳链,肽和氨基酸不仅是反刍动物的营养来源,也是瘤胃微生物生长的潜在营养来源,FAA作为短肽降解生成α－酮酸和氨的中间产物,是瘤胃蛋白质降解作用的必经环节。一般来说瘤胃微生物对蛋白的分解与合成处于一种动态平衡,使瘤胃液中FAA和氨氮浓度在一个相对恒定的范围内波动[18]。
本试验中,由于蛋白质来源不同、降解速度不同,日粮蛋白水平尽管相同,采食后其瘤胃液中AA浓度不相同。关于瘤胃中肽浓度的影响因素，不少学者曾对此进行过多方面研究。Chen等(1987)认为快速降解的蛋白质在瘤胃中分解时,会有肽沉积,原因是瘤胃细菌分泌的蛋白质水解酶达到了饱和,而慢速降解的蛋白质在瘤胃中的肽释放速度,远低于肽被瘤胃细菌摄取的速度。他们认为,肽被微生物的摄取是瘤胃蛋白降解的限速步骤,瘤胃肽产生的程度至少部分地与所采食的蛋白质相关。Broderick等(1988)[19]设计在15.6% CP压榨豆粕或鱼粉部分替换，或者用高压热处理豆粕全部替代，发现瘤胃液中肽氮的绵羊基础日粮，其中1/3的粗蛋白分别由尿素、酪蛋白或卵清白蛋白提供，在饲喂尿素和卵清白蛋白的日粮时，采食前后的瘤胃肽浓度无变化，而采食酪蛋白日粮时有短暂的增加。他们认为，瘤胃降解速度快的蛋白质可产出大量肽。本试验中则为降解速度较快的D组日粮为最高，降解速度较慢的A组为最低。
蛋白源对AA组成影响较大，少数AA在各组间的变化趋势相似。本试验中，FAA中，Ile、Leu、Phe、Lys的浓度相对较高，Asp、Glu、Ser、Gly的浓度相对较低；PAA中，Ala、Pro、Val、Cys、Ile、Leu、Phe、Lys的浓度相对较高，Asp、Gly、Tyr的浓度相对较低。其浓度绝对值与前人研究有差异，可能与试验动物、样品的分析方法以及日粮组成不同有关。
4 小结
本试验所设置的4组日粮对山羊的pH值、氨态氮浓度以及尿素氮浓度无显著性影响。试验所得结果表明,4组日粮之间的游离氨基酸组成对山羊瘤胃的影响不大,但肽氨基酸中,4组PAA浓度分别为22.82、24.25、23.53和25.73 mg/100 ml，A组极显著低于B组和D组(P<0.01)，B组和C组显著低于D组(P<0.05)。
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（编辑：张学智，）
田树清，扬州大学动物科学与技术学院，225009，江苏省扬州市扬州大学文汇路校区。
范艳平，浙江东立绿源饲料有限公司。
赵国琦（通讯作者），单位及通讯地址同第一作者。
收稿日期：2009-09-27 |
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