畜牧兽医学报  2020, Vol. 51 Issue (6): 1295-1305. DOI: 10.11843/j.issn.0366-6964.2020.013    PDF    
饲粮能量水平对13~18月龄荷斯坦阉牛生产性能和屠宰指标的影响
张美琦1, 李妍2, 李树静3, 高艳霞1, 李建国1, 曹玉凤1, 李秋凤1     
1. 河北农业大学动物科技学院, 保定 071001;
2. 河北农业大学动物医学院, 保定 071001;
3. 河北天和肉牛养殖有限公司, 石家庄 050200
摘要:旨在研究饲粮能量水平对13~18月龄荷斯坦阉牛生产性能和屠宰指标的影响。选择健康13月龄荷斯坦阉牛60头,平均体重为(501.47±40.09)kg,随机分为3组,每组20个重复,每个重复1头牛。根据饲粮能量水平,3组分别为低能量组(LE)、中能量组(ME)、高能量组(HE)。试验期为154 d,预试期10 d,正试期144 d。试验前期(97 d)饲粮的综合净能(NEmf)分别为5.90、6.10、6.30 MJ·kg-1,试验后期(47 d)饲粮的NEmf分别为6.10、6.30、6.50 MJ·kg-1,全试验期饲粮粗蛋白质水平各组均为11.50%。饲养试验结束时进行生产性能等指标测定,每组随机选择5头牛采集血液测定血液生化指标并屠宰,测定屠宰性能和肉品质等。研究结果表明:在整个试验期,提高饲粮能量水平对荷斯坦阉牛的平均日增重(ADG)无显著影响(P>0.05),与LE组相比,HE组料重比显著降低(P < 0.05),但HE组与ME组差异不显著(P>0.05);随着饲粮能量水平的增加,HE组血清中的葡萄糖含量最低,与LE组和ME组相比分别降低了16.04%(P < 0.05)和8.99%(P < 0.05)。ME组血清中尿素氮含量最低,较LE组降低了8.52%(P < 0.05),与HE组相比差异不显著(P>0.05)。β-羟丁酸和生长激素含量随着饲粮能量的增加显著下降(P < 0.05),血清脂蛋白酯酶活性随着能量浓度的增加而提高(P < 0.05);随着能量水平的提高,显著降低了荷斯坦阉牛体高(P < 0.05),对体斜长和胸围无显著影响(P>0.05);提高能量水平对荷斯坦阉牛的屠宰率、净肉率和肉骨比无显著差异(P>0.05),但显著增加了眼肌面积(P < 0.05);与LE组相比,HE组背最长肌中粗脂肪含量显著提高(P < 0.05),水分含量显著降低(P < 0.05);养殖收益以ME组最高 ,较LE组和HE组每头阉牛分别多收入0.97、1.02元·d-1。综上所述,在本试验条件下,13~18月龄荷斯坦阉牛饲粮CP在11.50%时,前期适宜NEmf水平为6.10 MJ·kg-1,后期适宜NEmf水平为6.30 MJ·kg-1
关键词能量    荷斯坦阉牛    生产性能    屠宰指标    
Effects of Dietary Energy Level on Production Performance and Slaughter Indicators of 13-18 Months Old Holstein Steers
ZHANG Meiqi1, LI Yan2, LI Shujing3, GAO Yanxia1, LI Jianguo1, CAO Yufeng1, LI Qiufeng1     
1. College of Animal Science and Technology, Hebei Agricultural University, Baoding 071001, China;
2. College of Veterinary Medicine, Hebei Agricultural University, Baoding 071001, China;
3. Hebei Tianhe Beef Cattle Farming Ltd., Shijiazhuang 050200, China
Abstract: The effects of different dietary energy levels on production performance and slaughter indicators of 13-18 months old Holstein steers were investigated in this study. Sixty 13-month-old healthy Holstein steers with average body weight of (501.47±40.09) kg were selected and randomly divided into 3 groups with 20 replicates in each group and 1 steer in each replicate. According to the energy level of the diets, 3 groups were low energy group (LE), medium energy group (ME) and high energy group (HE), respectively. The whole experiment lasted for 154 days with a 10-day pretest period and a 144-day formal test period. The comprehensive net energy(NEmf) of the diets in the early stage of the experiment (97 d) were 5.90, 6.10 and 6.30 MJ·kg-1, respectively. The NEmf of the diets in the later stage of the experiment (47 d) were 6.10, 6.30 and 6.50 MJ·kg-1, respectively. The crude protein level of the diets in the whole experiment was 11.50%. At the end of the feeding experiment, the production performance and other indicators were measured. Five steers were randomly selected from each group to collect blood sample for determination of blood biochemical indicators and slaughtered for determination of slaughtering performance and meat quality. The results showed that the different dietary energy levels had no significant effect on the average daily gain (ADG) of the Holstein steers during the whole experimental period (P>0.05). Compared with LE group, the feed to gain ratio of HE group was significantly lower (P < 0.05), but there was no significant difference between HE group and ME group (P>0.05); With the increase of dietary dietary energy level, the serum glucose content in the HE group was the lowest, which was 16.04% (P < 0.05) and 8.99% (P < 0.05) lower than those of LE group and ME group, respectively. The content of serum urea nitrogen of ME group was the lowest, which was 8.52% lower than that of LE group (P < 0.05), and there was no significant difference between ME group and HE group (P>0.05). The content of β-hydroxybutyric acid and growth hormone decreased significantly with the increase of dietary energy (P < 0.05), and the activity of serum lipoprotein lipase increased with the increase of dietary energy level (P < 0.05); With the increase of dietary energy level, body height decreased significantly (P < 0.05), but there was no significant effect on body length and heart girth (P>0.05); The loin eye area of Holstein steers increased significantly with the increase of dietary energy level (P < 0.05), but the dietary energy level had no effect on dressing percentage, net meat rate and meat to bone ratio (P>0.05); The content of crude fat in longissimus dorsi muscle in HE group was significantly increased (P < 0.05) and the content of water was significantly reduced (P < 0.05) compared to LE group; The income of ME group was the highest,which was 0.97 yuan·(day·head)-1 and 1.02 yuan·(day·head)-1 higher than those of LE group and HE group, respectively. In summary, under the conditions of this experiment, when the dietary CP level of 13-18 months old Holstein steers was 11.50%, the suitable NEmf level in the early period was 6.10 MJ·kg-1, and the suitable NEmf level in the later period is 6.30 MJ·kg-1.
Key words: energy    Holstein steers    growth performance    slaughter indicators    

大量的试验表明,饲粮的能量水平与牛的生产性能和屠宰指标具有一定相关性。Marti等[1]研究发现,在荷斯坦牛饲粮中添加棕榈油时,代谢能值从13.51增加到14.35 MJ·kg-1,提高了牛对精饲料利用效率,但对其生长速度和胴体重无影响。杜玮[2]研究了不同能量水平(前期消化能:122.53、165.49、137.04 MJ·kg-1;后期消化能:139.92、153.90、154.71 MJ·kg-1)对8岁以上淘汰西门塔尔牛、荷斯坦奶牛育肥性能和肉品质的影响,发现高能量饲粮组西门塔尔牛的日增重最好,料重比显著降低,而对淘汰荷斯坦奶牛日增重无显著影响。岳康宁[3]研究了在饲粮粗蛋白质水平相同条件下,不同能量水平(前期NEmf:6.80、7.00、7.20 MJ·kg-1,CP均为12.5%;后期NEmf:6.90、7.10、7.30 MJ·kg-1,CP均为12.0%)对淘汰荷斯坦母牛生产性能的影响,发现中等饲粮能量水平组的日增重最高,料重比极显著降低,而高饲粮能量水平组的屠宰率和净肉率极显著提高;中、高组的背膘厚度极显著提高。另据报道,不同饲粮能量水平对370~640 kg体重的荷斯坦公牛的屠宰率、净肉率和胴体产肉率无显著影响,但显著提高了背最长肌中粗蛋白和粗脂肪含量,建议对370~640 kg的荷斯坦公牛进行育肥时,日粮的综合净能水平为6.59~6.88 MJ·kg-1,粗蛋白水平为11.11%~14.04%[4]。综上所述,能量水平对不同品种(类型)牛的生产性能和屠宰性能影响不尽相同,且仅在公牛和母牛上进行了部分研究,有关13~18月龄荷斯坦阉牛在低蛋白水平下,前后两阶段适宜能量水平的研究未见报道,鉴于此,本试验以该阶段荷斯坦阉牛为对象,设置饲粮粗蛋白水平为11.50%,研究前后两阶段不同能量水平的饲粮对其生产性能和屠宰指标的影响,旨在探讨该月龄阶段适宜的能量水平,为荷斯坦阉牛高效育肥提供理论依据。

1 材料与方法 1.1 试验时间与地点

本试验于2018年8月—2019年1月在国家肉牛牦牛产业技术体系石家庄综合试验站(河北天和肉牛养殖有限公司)进行。

1.2 试验动物

选择60头13月龄、体重(501.47±40.09) kg的健康荷斯坦阉牛为试验动物。

1.3 试验设计及分组

本试验采用单因子完全随机区组试验设计,将试验牛随机分为3组,每组20个重复,每个重复1头牛,根据饲粮能量水平,3组分别为低能量组(LE)、中能量组(ME)、高能量组(HE),饲粮前期(90 d)NEmf分别为5.90、6.10、6.30 MJ·kg-1,后期(54 d)NEmf分别为6.10、6.30、6.50 MJ·kg-1,各组CP水平均为11.50%。试验期为154 d(预试期10 d、正试期144 d)。饲粮的组成及营养水平见表 1

表 1 饲粮组成及营养水平(干物质基础) Table 1 Composition and nutrient levels of basal diets (dry matter basis) 
1.4 饲养管理

3组荷斯坦阉牛的管理条件一致,试验动物采用全混合日粮(TMR)饲喂方式,自由采食和饮水,记录采食量,散栏饲养。每7 d对牛舍进行消毒,随时观察牛群健康状况。

1.5 样品采集与处理

1.5.1 饲料样品采集   各试验组均采集TMR样品,用“四分法”进行分装保存,用于测定样品中的常规成分。

1.5.2 血液样品采集   试验结束前,每个试验组随机选取5头牛于晨饲前空腹颈静脉采血,血样于37 ℃水浴30 min,然后3 000 r·min-1离心15 min,将上清液分装到0.5 mL小离心管中,置于-20 ℃保存备用。

1.6 测定指标及方法

1.6.1 生产性能的测定   测定试验初始体重和试验末重,计算平均日增重(ADG)。每隔15 d连续记录3 d各组TMR的投料量和剩料量,计算平均干物质采食量(ADMI)及干物质采食量与日增重比值(F/G),其中ADMI、平均综合净能摄入量计算公式如下:

$ {\rm{ADMI}}\left( {{\rm{kg}}} \right) = \frac{{\sum {\left[ {\frac{{\left( {a + b + c} \right)}}{3}} \right]} }}{n} $

式中:abc分别代表连续3 d TMR干物质采食量(kg),n:连续3 d测定的次数。

平均每日综合净能摄入量(MJ·d-1)=AVERAGE(∑a*A, b*A, c*A)

式中:abc分别代表连续3 d TMR干物质采食量(kg),A:饲粮中NEmf含量(MJ·kg-1)。

1.6.2 血液生化指标的测定   β-羟丁酸(β-HB)、脂蛋白酯酶(LPL)、生长激素(GH)及胰岛素生长因子(IGF-1)检测方法均为酶联免疫吸附法;甘油三酯(TG)使用GPO-PAP法测定,血清葡萄糖(GLU)用葡萄糖氧化酶法测定,尿素氮(BUN)用脲酶法测定,试验所用试剂盒均购自南京建成生物工程研究所。

1.6.3 体况评定   参考王根林[5]的方法, 分别在试验前和末期晨饲前测量试验牛的体高(鬐甲高)、体斜长和胸围。体长指数和体躯指数的计算如下:

体长指数(%)=体斜长(cm)/体高(cm)×100;

体躯指数(%)=胸围(cm)/体斜长(cm)×100。

1.6.4 屠宰指标的测定   试验结束后,每个试验组随机选取接近平均体重的5头牛进行屠宰(空腹24 h),并记录宰前活重、胴体重、净肉重、骨重,计算屠宰率、胴体产肉率和净肉率,并测定眼肌面积、背膘厚度及大理石花纹等级[6]

1.6.5 肉品质及背最长肌常规营养成分的测定   采集12~13肋间背最长肌,45 min后进行pH、蒸煮损失、剪切力、失水率和肉色的测定[7-8];剩余肉样放入-20 ℃保存,用于水分、粗蛋白和粗脂肪的测定[9]

1.6.6 经济效益   养殖收益以每天增重收入减去每天精料投入和粗饲料投入计算,未考虑除饲料成本外其他成本;阉牛售价以当时实际市场价格25元·kg-1计算,精饲料和粗饲料按照实际采购价格计算。计算公式如下:

每头牛日增重收入(元·d-1)=日增重(kg·d-1)×活牛价格(元·kg-1);

养殖收益(元·(d·头)-1)=日增重收入(元·(d·头)-1)-[精饲料投入(元·(d·头)-1)+粗饲料投入(元·(d·头)-1)]。

1.7 统计分析

试验数据采用SPSS19.0中的ANOVA程序进行单因素方差分析和Duncan’s多重比较,以P<0.05为差异显著性判断标准, 0.05≤P<0.1为有显著性趋势的判断标准。

2 结果 2.1 饲粮能量水平对13~18月龄荷斯坦阉牛生产性能的影响

表 2可知,各试验组间初始体重和试验末重无显著差异(P>0.05);ADG以ME组最高,较LE组和HE组分别提高了5.26%(P>0.05)和2.56%(P>0.05);各试验组ADMI和F/G高低依次均为LE组>ME组>HE组;其中HE组F/G与LE组、ME组相比分别降低了8.47%(P<0.05)和1.23%(P>0.05)。

表 2 不同饲粮能量水平对荷斯坦阉牛生产性能的影响 Table 2 Effects of different dietary energy levels on the performance of Holstein steers
2.2 饲粮能量水平对13~18月龄荷斯坦阉牛血清指标的影响

表 3可知,HE组血清中GLU含量最低,与LE组和ME组相比分别降低了16.04%(P<0.05)、8.99%(P<0.05);ME组血清中BUN含量最低,较LE组降低了8.52%(P<0.05),与HE组相比差异不显著(P>0.05);血清中β-HB和GH含量随着饲粮能量的增加显著下降(P<0.05);血清中LPL随着能量浓度的增加呈现线性增加(P<0.05);其它指标无显著差异(P>0.05)。

表 3 不同饲粮能量水平对荷斯坦阉牛血清指标的影响 Table 3 Effects of different dietary energy levels on serum indexes of Holstein steers
2.3 饲粮能量水平对13~18月龄荷斯坦阉牛体尺指标的影响

表 4可知,HE组体高最低,较LE组显著降低了2.65%(P<0.05),与ME组差异不显著(P>0.05);随着饲粮能量水平的提高,体斜长略微降低,胸围、体长指数和体躯指数略微增加,但未达显著水平(P>0.05)。

表 4 不同饲粮能量水平对荷斯坦阉牛体况的影响 Table 4 Effect of different dietary energy levels on the body condition of Holstein steers
2.4 饲粮能量水平对荷斯坦阉牛屠宰指标的影响

表 5可知,饲粮能量水平对屠宰率、肉骨比无显著影响。随着饲粮能量水平提高,眼肌面积呈线性增加的趋势,HE组眼肌面积较ME组和LE组分别提高了14.47%、20.76%(P<0.05)。ME组和HE组的背膘厚度和大理石花纹均高于LE组(P>0.05)。

表 5 不同饲粮能量水平对荷斯坦阉牛屠宰指标的影响 Table 5 Effect of different dietary energy levels on slaughter indicators of Holstein steers
2.5 饲粮能量水平对荷斯坦阉牛肉品质及背最长肌常规成分的影响

表 6可知,饲粮能量水平对pH45 min、蒸煮损失、剪切力、失水率以及色差无影响(P>0.05);提高饲粮能量水平显著降低背最长肌水分含量,HE组背最长肌水分含量最低,较LE组和ME组分别降低3.37%(P<0.05)、1.19%;HE组背最长肌粗脂肪含量最高,较LE组显著提高了25.80%(P<0.05),与ME组无显著(P>0.05)。

表 6 不同饲粮能量水平对荷斯坦阉牛肉品质及背最长肌肉常规养分的影响 Table 6 Effects of different dietary energy levels on meat quality and main nutritional components of longissimus dorsi of Holstein steers
2.6 饲粮能量水平对荷斯坦阉牛经济效益的影响

表 7可知,随着饲粮能量水平的提高,精料投入逐渐增加,粗饲料投人随之减少,各试验组间的增重收入和养殖收益均以ME组最高,LE组次之,HE组最低,ME组养殖收益较LE组和HE组分别多收入0.97和1.02元·(d·头)-1

表 7 不同饲粮能量水平对荷斯坦阉牛育肥经济效益的影响 Table 7 Effect of different dietary energy levels on the economic benefits of fattening Holstein steers
3 讨论 3.1 饲粮能量水平对荷斯坦阉牛生产性能的影响

饲粮的能量水平能够通过调节荷斯坦阉牛的ADMI以及饲料转化效率来影响阉牛的生长[10]。有关饲粮能量水平对不同品种牛育肥期ADG、ADMI及F/G的研究报道较多,但试验所得出的结论却不尽一致。王鸿泽[11]报道,随着饲粮能量水平的提高,牦牛ADG显著提高,低能组、中能组和高能组全期ADG分别为286.92、446.75、770.42 g·d-1,而F/G显著降低,能量水平对ADMI无影响。李义书等[12]也发现,给和牛杂种牛饲喂不同能量水平的精料(NEmf为6.43、6.90和7.50 MJ·kg-1)时,中等能量水平组ADG显著高于低等能量水平组。本研究发现,提高饲粮能量水平虽未对荷斯坦阉牛ADG产生显著影响,但饲喂中等能量水平组的ADG最高,这与武婷婷等[13]用利木赞牛×安格斯牛×西门塔尔牛三元杂交公牛的研究发现相似,原因可能是阉牛的干物质采食量随着饲粮能量水平提高而减少,使得ME组的能量摄入量最高,进而促进了阉牛的生长。不同试验的差异可能与试验动物品种的不同有关,尚需做深入研究。

3.2 饲粮能量水平对荷斯坦阉牛血清生化指标的影响

饲粮能量水平的变化会引起血液代谢物含量的变化, 而这些物质含量变化可以作为机体生长发育的信号[14]。GH和IGF-1对血糖代谢、脂肪沉积等起着重要的调控作用。本研究发现,血清中GLU和GH含量随着能量水平提高而降低,这与崔祥等[15]研究结果一致;但IGF-1随能量水平提高无显著变化,原因可能是当胰岛素和GH发生拮抗作用时,会降低胰岛素的敏感性,机体对胰岛素的反应也随之下降[16]。Okuda等[17]报道,GH在糖代谢过程中具有抗胰岛素样的作用,降低胰岛素对血糖浓度有负影响,从而增加血糖浓度,减少肌肉内脂肪的沉积,这一结论在本试验中得到有效验证,LE组血清中GH和GLU含量最高,而背最长肌肉常规成分中脂肪含量最低;曾书秦[18]也研究证实,GH的浓度随着饲粮的能量水平升高逐步降低,原因可能是GH具有促进骨、软骨及肌肉等组织细胞分裂增殖的作用,从而减少了脂肪的沉积[19]

BUN含量与饲粮中能量水平有一定的关系。BUN含量可以较准确地反映动物体内蛋白质代谢和氨基酸之间的平衡状况,在正常范围内,BUN含量越低则表明氮的利用效率越高[20]。巩峰等[21]对育肥奶山羊公羊的研究发现,在同一粗蛋白质水平下,低能量组BUN含量显著高于中能量组和高能量组;李妍等[22]对荷斯坦奶公牛研究表明, BUN随着营养水平提高呈下降趋势;本试验与上述研究有相似的发现,ME组血清中BUN含量最低,说明ME组促进了试验牛对饲料氮的利用,这可能与ME组的高采食量和能量摄入量较高有关。

β-HB是酮体的主要组成成分,是脂肪酸随血液进入肝产生的,并通过血液送到肝外组织(骨骼肌、心肌、肾、脑等)进行氧化供能。本研究发现,血清中β-HB含量随着饲粮能量的增加显著下降,这与岳康宁等[23]研究结果一致,原因可能是育肥后期处于冬季,较高的能量水平可满足机体对能量产热需要,从而减少了脂肪的分解代谢。LPL是动物体内调节脂肪合成的关键酶,其活性的高低是脂肪蓄积程度的标志[24]。在血液脂质转运过程中占主导优势的是乳糜微粒(来自肠)和VLDL(来自肝)中的三酰基甘油,其通过在内皮细胞血管表面的“结合脂解部位”水解从而将这些脂蛋白传递至肌肉或脂肪组织中储存,脂解作用是通过LPL系统完成的[25-26]。本试验研究发现,血液中LPL的含量随着能量水平的提高而增加,说明较高的能量水平有利于脂肪沉积,从而增加牛肉中脂肪含量。

3.3 饲粮能量水平对荷斯坦阉牛体尺指标的影响

体尺测量可以作为评估荷斯坦阉牛营养状况和脂肪含量的重要数据,也间接反映了阉牛组织器官的发育情况[27]。霍路曼等[28]研究发现,随着饲粮能量水平提高,荷斯坦育成牛的胸围、体长指数和体躯指数随着能量水平的提高呈增加趋势,本研究结果与之相似;但在本试验中,荷斯坦阉牛的体高随着饲粮的能量水平的提高,而呈下降趋势,究其原因,一方面可能是饲粮能量水平较高时,增强了机体血脂代谢,阉牛胴体的脂肪沉积量增加;另一方面可能是低能组血液中GH含量显著高于高能组,GH具有促进骨、软骨、肌肉及其他组织细胞分裂增殖的作用[19],因此,LE组的体高显著高于其它两组。

3.4 饲粮能量水平对荷斯坦阉牛屠宰指标的影响

大量的研究发现,饲粮能量水平的高低对屠宰指标具有一定的影响,特别是屠宰率、净肉率等。田生花等[29]研究发现,高能量组的西门塔尔牛宰前活重、胴体重、屠宰率均显著高于低能量组;王星凌等[30]也证实,补充高能精料组的西门塔尔杂交牛的胴体质量、屠宰率和净肉率显著高于低能精料组;本试验荷斯坦阉牛的胴体重、屠宰率和净肉率随着饲粮能量水平提高也呈增加趋势。背膘厚度、眼肌面积和大理石花纹等级是胴体质量和牛肉品质的主要评价指标,大理石花纹越明显,牛肉的风味和嫩度就越好,三者之间存在显著的正相关关系[31]。本试验研究发现,随着饲粮能量水平提高,眼肌面积呈线性增加的趋势,ME组和HE组的背膘厚度和大理石花纹均高于LE组,说明适当提高饲粮能量水平有利于脂肪沉积,改善牛肉品质。

3.5 饲粮能量水平对荷斯坦阉牛肉品质及背最长肌常规营养成分的影响

pH可以反映机体糖原降解的速率,一般宰后45 min测得的背最长肌pH在5.8~6.4之间。本研究表明,提高日粮能量水平对背最长肌pH45 min无显著影响,与岳康宁[3]研究结果一致,且3组的背最长肌pH45 min均在正常范围之内;剪切力是评定肌肉嫩度的重要指标,剪切力值越小,肉的嫩度越好。在本试验中,背最长肌的剪切力随着饲粮能量水平提高而降低,说明提高了背最长肌的嫩度,这可能是因为较高的饲粮能量水平能够促进肉中脂肪含量增加,从而提高了牛肉的嫩度[32],本试验中HE组的背最长肌粗脂肪含量最高,进一步验证了肌肉脂肪含量增加能够降低肌肉剪切力的观点。祝贺[33]研究肉质等级对背最长肌组成成分影响时发现,牛肉的水分含量和脂肪含量呈显著负相关,在本试验中也证实了这一结论,随着饲粮能量水平提高,背最长肌水分含量显著降低。

4 结论

提高荷斯坦阉牛饲粮能量水平,可改善饲料转化效率,降低血清GLU、BUN、β-HB和GH的含量,提高血清LPL活性;随着能量水平的增加,降低了荷斯坦阉牛的体高,对ADG和屠宰指标无影响;眼肌面积和背最长肌中粗脂肪含量随着饲粮能量水平提高而增加。综合分析各项指标,在本试验条件下,对13月龄荷斯坦阉牛进行育肥时,推荐育肥前期饲粮营养水平值为:NEmf6.10 MJ· kg-1,CP 11.50%,育肥后期饲粮营养水平值为:NEmf6.30 MJ·kg-1,CP 11.50%。

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