棉花秸秆对绵羊采食量、瘤胃发酵及氮代谢的影响

时间：2024-05-23

孙秀青,杨玉红

(鹤壁职业技术学院,河南鹤壁 458000)

棉花是中国新疆的主要农作物之一，每年种植面积超过150万公顷，由于大量的土地用于棉花种植，限制了该地区饲料作物的生产。尽管如此，棉花种植提供了大量的饲料副产物，如棉粕、棉籽壳和棉花秸秆。其中棉花秸秆由22%叶、21%棉球、16%细茎和41%主茎组成，叶和棉球含有反刍动物所需要的主要营养物质，棉花秸秆粗蛋白质含量高于粮食作物秸秆，但中性洗涤纤维和酸性洗涤木质素含量也相对较高（魏敏等，2003）。此外，棉花秸秆也含有潜在的无毒棉酚，该成分对动物生长性能和健康有多种不良影响。反刍动物可解毒游离棉酚，但其机制尚不清楚。一些研究人员发现，游离棉酚可能与游离氨基酸位点结合，这些游离氨基酸位点结合的棉酚可能以游离棉酚的形式释放出来，但该反应阻碍了消化道对游离棉酚的吸收，进而影响肝功能、红细胞载氧/释氧能力、呼吸速率、采食量和繁殖性能（Jiao等，2015）。但被消化道吸收的游离棉酚会在肾脏和肌肉中沉积，或者通过粪便、尿液或牛奶排出体外。游离棉酚在动物体内的吸收、代谢和对动物健康作用的研究报道较少。因此，本研究旨在确定日粮添加不同水平的棉花秸秆对绵羊组织中游离棉酚代谢、游离棉酚沉积和生长性能的影响。

1 材料与方法

1.1 试验动物与日粮设计试验选择平均体重为（36.6±0.36）kg带有瘤胃瘘管的绵羊6只和不带瘤胃瘘管的绵羊15只，分别饲喂对照组日粮（无棉花秸秆）、20%和40%棉花秸秆日粮，试验1（瘤胃体外发酵）共为期3周（包括2周适应期和1周样品采集期），试验2（生长和屠宰试验）为期8周。日粮组成及营养水平见表1。

1.2 样品采集在取样期间的前4 d，每天记录饲料用量，收集每只羊的粪便样本，混合后制备成风干样品。十二指肠消化液采样持续2 d，从十二指肠插管中抽取样本，每6 h采集1次，样品在-20℃保存。将瘤胃液用4层纱布过滤，50%H2SO4酸化，-20℃保存至分析。试验结束时从颈静脉采集血样，并将血样保存在真空管中。不加抗凝血剂，分离血清，测定游离棉酚含量。

表1 日粮组成及营养水平

在第2个试验结束时，每组选择3只羊进行屠宰，取肌肉、肝脏和肾脏标本测定游离棉酚水平。

1.3 样品分析对饲料、十二指肠消化液和粪便样本进行常规养分分析。采用Mena等（2001）的方法测定瘤胃液、十二指肠消化液、粪便、血液和组织中游离棉酚的含量。采用高效液相色谱测定瘤胃液中挥发性脂肪酸组成。

1.4 数据计算与分析试验数据用EXCEL计算出均值后，采用SPSS软件单因素方差分析模型，采用Ducan’s法进行多重比较，P＜0.05表示差异显著。

2 结果与分析

2.1 对生长性能及干物质消化的影响由表2可知，40%棉花秸秆组体增重较其他两组分别降低了37.45%和34.72%（P＜0.05），而对照组日增重较20%和40%棉花秸秆组显著提高了26.67%和58.33%（P＜0.05）。干物质摄入量随棉花秸秆添加比例的增加而增加（P＜0.05）。各处理间干物质瘤胃消化率和过瘤胃消化率差异显著（P＜0.05）。随着棉花秸秆比例的增加，干物质的排泄量呈下降趋势，各处理间干物质总消化率无显著差异（P＞0.05）。

表2 棉花秸秆对绵羊生长性能及干物质消化的影响

2.2 对瘤胃发酵及氮消化的影响由表3可知，所有组瘤胃液pH均在5.93～6.13范围内。在日粮中添加不同比例的棉花秸秆后，瘤胃液中氨氮浓度发生不同程度的变化。20%棉花秸秆组瘤胃氨氮浓度显著低于对照组和40%棉花秸秆组（P＜0.05）。对照组瘤胃乙酸24.29%和31.95%（P＜0.05）。各组间挥发性脂肪酸总量和丙酸浓度无显著差异（P＞0.05）。随着日粮棉花秸秆添加水平的升高，乙酸与丙酸的比例显著降低（P＜0.05）。40%棉花秸秆组氮摄入量显著高于其他组（P＜0.05）。粪氮排泄在各处理间无显著差异（P＞0.05）。氮沉积量随日粮中棉花秸秆比例的增加而增加（P＜0.05）。

2.3 对游离棉酚摄入与消化的影响由表4可知，日粮中游离棉酚的摄入和消化（包括游离棉酚在瘤胃和瘤胃后中的降解和消化率）在各处理间无显著差异（P＞0.05）。粪便和尿液中游离棉酚的排泄量随棉花秸秆添加水平的升高而增加（P＜0.05）。随着棉花秸秆添加水平的升高，血浆棉酚浓度显著升高（P＜0.05）。40%棉花秸秆组肝脏、肾脏和肌肉中游离棉酚浓度显著高于对照组和20%棉花秸秆组（P＜0.05）。

表3 棉花秸秆对绵羊瘤胃发酵及氮消化的影响

表4 棉花秸秆对绵羊游离棉酚摄入、消化及沉积的影响

2.4 对血液指标的影响由表5可知，与对照组相比，20%和40%棉花秸秆组血小板计数、血红蛋白浓度和铁含量显著降低（P＜0.05），各组间其他血液成分无显著差异（P＞0.05）。40%棉花秸秆组谷草转氨酶活性显著高于其他组（P＜0.05）。

表5 花秸秆对绵羊血液指标的影响

3 讨论

在本研究中，将不同水平的棉花秸秆日粮饲喂绵羊，以确定其对不同组织中游离棉酚代谢、沉积和绵羊生长性能影响。反刍动物的采食量取决于原料细胞壁的含量，棉花秸秆中粗蛋白质含量高，但木质素含量是其他作物秸秆的2～3倍。由于棉花秸秆中纤维素和木质素含量较高，日粮干物质的摄入量与日粮中棉花秸秆消耗量成反比。一些研究发现，棉花秸秆限制了绵羊的采食量，如魏敏等（2003）报道，饲喂粉碎棉花秸秆的绵羊自由采食量为0.693 kg/d。

棉酚是一种天然毒素，由色素腺体产生，遍布整个棉花植株，以自由和结合的形式出现。饲料中游离棉酚对动物有毒害作用，游离棉酚的摄入量随饲粮中棉花秸秆采食量的变化表现为线性变化。本研究中，游离棉酚的摄入量分别达到322.20和480.31 mg。各处理间十二指肠游离棉酚、过瘤胃后游离棉酚降解无显著差异。粪便和尿液中的排泄分别占游离棉酚降解的5%和40%。Mena等（2001）研究发现，游离棉酚可能与游离氨基酸位点或铁离子结合蛋白结合，这些结合蛋白可能以游离棉酚的形式释放，然后在消化过程中被吸收。在本研究中，尽管游离棉酚摄入量不同，但游离棉酚流入十二指肠的量在各处理间无显著差异，大部分游离棉酚在瘤胃中消失。

Liu等（2016）用棉酚含量＞200 mg/kg的饲料饲喂绵羊发现，体重增加明显减少。在本研究中，40%棉花秸秆组游离棉酚含量＞200 mg/kg，其通过降低日增重而对生长性能产生不利影响。游离棉酚可能随时间延长在动物组织中积累，对生长性能有负面影响。游离棉酚毒性与血液参数的改变有关（Zeng等，2009）。在本研究中，谷草转氨酶和谷丙转氨酶活性血清随日粮棉花秸秆添加水平的升高而线性增加，血浆铁含量呈线性下降趋势。谷丙转氨酶和谷草转氨酶活性是评估肝脏代谢障碍的两个重要指标。血浆和肝脏中的游离棉酚浓度随日粮棉花秸秆摄入量的增加而升高。