甜菜粕替代玉米对肉牛生长性能及瘤胃发酵成分的影响

倪海星，赵慧敏，王铁岗

（长治职业技术学院，山西长治 046000）

动物饲料原料短缺是全球畜牧业可持续发展面临的重大挑战。反刍动物饲料中谷物的使用被认为是家畜生产和人类营养系统之间的直接竞争冲突，尽管畜禽饲料价格的不稳定迫使牛肉生产商在不降低饲料质量或动物生长性能的前提下寻求替代玉米谷物的饲料资源。此外，由于全球对乙醇的需求，玉米谷物的供应可能减少，可能导致玉米价格上涨。同时，高谷物饲料喂养反刍动物会降低瘤胃pH，引起酸中毒的风险。甜菜粕是反刍动物饲料和纤维原料中很好的能量替代来源，其果胶成分属于快速降解纤维，产生的丙酸酯和乳酸比淀粉少，对纤维素和半纤维素消化率无不良影响（Nikkhah，2015）。此外，在反刍动物日粮中利用甜菜粕可以降低玉米由于淀粉消化率高而导致的瘤胃酸中毒风险（Omer等，2012）。Munnich等（2017）发现，在绵羊饲料中加入200 g/kg 甜菜粕后，对反刍动物pH有积极影响。目前关于甜菜粕替代全部谷物原料在肉牛上的应用研究还很有限。甜菜粕被认为是替代动物饲料中谷物的一种独特的营养和经济原料（杨或渊等，2017）。因此，本研究的目的是评价甜菜粕替代破碎玉米对肉牛干物质摄入量、日增重、养分消化率、瘤胃发酵的影响。

1 材料与方法

1.1 试验动物与分组 试验选择初始体重为（237.2±24.5）kg的肉牛36头，随机分为4组，每组9头牛，每头牛为1个重复，试验共进行20周。试验基础日粮以玉米和青贮高粱为主，处理组分别用33%、67%和100%甜菜粕等量替代玉米。各组试验日粮组成以及甜菜粕、青贮高粱、小麦秸秆和玉米营养成分见表1。试验期间按照肉牛常规饲养管理方法开展试验。

1.2 样品收集与分析 每天称量每头肉牛的饲料用量，试验结束后对每头牛进行称重（称重前禁食12 h）。试验结束后计算平均每天干物质摄入量、总增重、日增重和料肉比。

表1 日粮组成及营养水平

参考Khan等（2003）的研究方法对肉牛进行代谢试验，分析有机物、粗蛋白质、粗脂肪、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维、纤维素和半纤维素表观消化率。参考Ramos-Morales等（2014）的方法评估瘤胃发酵性能。试验结束后，每头肉牛尾骨静脉采血10 mL，3000 g离心15 min后分离血清，血清用试剂盒法测定总蛋白、白蛋白、尿素氮、肌酸酐、葡萄糖、胆固醇、甘油三酯、IGF-1、皮质醇、T3和 T4。

1.3 统计分析 试验数据采用SAS（9.1版）单因素方差分析，采用Duncan’s法进行多重比较，同时研究日粮甜菜粕添加水平对各指标的线性和二次曲线效应，P＜0.05表示组间差异显著。

2 结果与分析

2.1 甜菜粕替代豆粕对肉牛生长性能的影响由表2可知，日粮甜菜粕替代玉米对肉牛末重无显著影响（P＞0.05），但总增重和日增重随甜菜粕替代水平的升高表现为显著二次曲线效应（P＜0.05）。随着甜菜粕添加水平的升高，肉牛干物质摄入量具有线性升高趋势（P=0.06），而料肉比表现为显著二次曲线降低（P＜0.05）。

表2 甜菜粕替代玉米对肉牛生长性能的影响

2.2 甜菜粕替代豆粕对肉牛瘤胃发酵性能的影响 由表3可知，日粮添加甜菜粕显著提高了肉牛瘤胃pH（P＜0.05），33%甜菜粕替代玉米组瘤胃氨氮含量最高（P＜0.05）。随着日粮甜菜粕添加水平的升高，总脂肪酸、乙酸、丁酸含量及乙酸与丙酸比值表现为显著线性升高（P＜0.05），而丙酸和异丁酸含量表现为显著线性降低（P＜0.05），但对戊酸含量无显著影响（P＞0.05）。随着日粮甜菜粕水平的升高，瘤胃微生物含量表现为显著线性升高（P＜0.05）。

表3 甜菜粕替代玉米对肉牛瘤胃发酵性能的影响

2.3 甜菜粕替代豆粕对肉牛养分摄入量和表观消化率的影响 由表4可知，有机物、粗蛋白质、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维和纤维素摄入量随日粮甜菜粕水平的升高表现为显著二次曲线增加效应（P＜0.05），而粗脂肪摄入量表现为显著二次曲线降低效应（P＜0.05）。有机物、中性洗涤纤维、纤维素和半纤维素表观消化率随甜菜粕添加水平的升高表现为显著的线性升高（P＜0.05），但对粗蛋白质表观消化率无显著影响（P ＞ 0.05）。

表4 甜菜粕替代玉米对肉牛养分摄入量及表观 消化率的影响

2.4 甜菜粕替代豆粕对肉牛血液生化指标的影响 由表5可知，日粮甜菜粕添加水平对血清总蛋白、白蛋白、葡萄糖和T3含量均无显著影响（P＞0.05），但血清肌酸酐、胆固醇水平随着甜菜粕添加水平的升高表现为显著线性降低（P＜0.05），而血清尿素氮、甘油三酯、IGF-1、皮质醇和T4含量表现为显著二次曲线升高效应（P＜ 0.05）。

表5 甜菜粕替代玉米对肉牛血液生化指标的影响

3 讨论

3.1 甜菜粕替代豆粕对肉牛生长性能的影响关于用甜菜粕替代玉米对肉牛营养摄入量影响的信息是有限的。本研究结果表明，与玉米为基础的日粮相比，甜菜粕没有改变每日干物质摄入量，这可以归因于用甜菜粕代替玉米形成的日粮具有等能量特性，且影响适口性。然而，由于甜菜粕代替玉米增加了日粮中中性洗涤纤维的含量，会导致日粮物理特性改变而降低干物质摄入量（Campos等，2014）。此外，Forbes（1995）用纤维副产品代替谷物，由于日粮的物理填充效应而造成采食量降低。因此，干物质摄入量的变化可能与反刍动物瘤胃的填充、代谢能量有关，也可能是由于甜菜粕在反刍动物体内的吸水能力高于谷物所致。然而，在饲料中加入高水平粗纤维原料会增强反刍动物发酵的稳定性，减少采食量的变化（Allen等，2009）。尽管甜菜粕日粮对干物质摄入量的影响不明显，但与破碎玉米日粮相比，甜菜粕日粮对日增重的影响更大。日增重随甜菜粕添加水平的升高表现为显著线性和二次曲线，这与在试验期间反刍动物瘤胃发酵性能和营养物质消化率得到改善有关。

3.2 甜菜粕替代豆粕对肉牛养分消化率和瘤胃发酵性能的影响 虽然粗蛋白质的消化率在不同饲料中没有差异，但这并不影响动物蛋白的可用性，这可以用反刍动物氨氮浓度表现为二次曲线增加效应来解释。此外，中性洗涤纤维消化率越高，瘤胃乙酸含量及乙酸和丙酸比值呈线性增加，这可能是由于甜菜粕中木质素含量较低所致（Mahjoubi等，2009）。甜菜粕日粮使瘤胃pH从6.67增加到6.90。瘤胃pH在6.10～6.80反映了瘤胃正常的微生物生态系统和细胞溶解细菌活性。反刍动物pH越高，乙酸与丙酸比值越高，这可能是由于易于发酵的果胶含量越多，导致丙酸和乳酸形成较少。日粮中添加甜菜粕可能会刺激产丁酸盐细菌增殖，从而增加瘤胃丁酸的生成。在本研究中，随着日粮中甜菜粕水平的升高，瘤胃丁酸含量线性增加。Shingfield等（2002）认为，瘤胃异丁酸水平线性下降可能导致更多的微生物生长和增殖，本试验结果与Mahjoubi等（2009）在哺乳后期奶牛上的研究结果一致。

3.3 甜菜粕替代玉米对肉牛血液生化指标的影响 Coles（1986）认为，血清总蛋白与日粮蛋白水平相关。在本研究中，随着甜菜粕替代率的提高，血清总蛋白和白蛋白浓度无明显差异。血清总蛋白和白蛋白的平均值均在正常范围内（Kaneko，2008），说明甜菜粕水平升高未造成肝脏损害。尿素氮浓度的二次曲线增加是由于瘤胃壁对血流吸收的氨氮浓度的二次增加所致。此外，甲状腺产生的T3和T4作用于人体各器官，增加基础代谢率、产热和耗氧量；此外，这两种激素对碳水化合物的吸收、糖原分解、糖异生、脂质代谢和蛋白质合成都有很大影响（Fabry，1983）。因此，维持正常甲状腺激素水平对在育肥期达到成熟体重的动物非常重要。Ingole等（2012）报道称，高水平的T3和T4是促进蛋白合成和提高体增重的必要条件。本研究结果表明，添加甜菜粕代替玉米对正常健康的试验动物T3和T4的水平无显著影响，但T3和T4水平也与动物的年龄和体重有关。

4 结论

本研究将甜菜粕作为唯一的能量来源可有效提高营养物质的消化率，改善肉牛瘤胃的发酵能力，在不损害动物健康的前提下提高日增重，降低料肉比。综合考虑，肉牛日粮中甜菜粕替代玉米的适宜水平为67%。