无草育肥情况下对育肥牛瘤胃酸中毒的比较研究

I前言1.1吉林省肉牛产业发展现状近年来，吉林省肉牛产业由于资源丰富，国家和省里的政策创新，虽然全国的肉牛市场有较大的波动，但吉林省依旧形成了“小规模大群体”的特色格局与产业链协同发展的新态势。2024年吉林省的肉牛存栏量达到了431.1万头，同比增长了0.9％，牛肉产量53.9万吨，同比增长了9.8％，增速明显高于全国的平均水平[1]。尽管全国的肉牛市场正在低价运行，吉林省通过“秸秆变肉”工程与百万头肉牛[2]建设工程，实现了存栏量五年正增长，2024年饲养量超过八万头，屠宰量从2023年的全国第十一位升至第五位，全产业链产值突破2500亿元[3]。吉林省东部主要以延边黄牛为核心的饲养品种，打造高端肉牛的品牌；中部则是依托西门塔尔牛改良群体，形成了全国最大商品牛的生产基地；西部草原红牛群体则是推动了乳肉兼用型的产业发展[4],全省34个肉牛大县贡献了80％的产量。其中梨树县、磐石市建成了新的交易市场，推动“调牛”向“调肉”转型，2024年外销牛肉同比增长156%，减少外调的活牛约16万头。未来需要聚焦良种繁育、精深加工与品牌建设，同时也应对成本高企与进口冲击，力争2025年实现全产业链产值3000亿元，成为东北亚高端肉牛产业核心区[5]。1.2吉林省在肉牛饲养方面的问题吉林省肉牛饲养，现在正在高速发展中，既面临全国都共同面对的问题，也存在着一些区域性的痛点，吉林省虽然是玉米的主要生产区，但是饲料用玉米价格受到了国际市场和深加工的需求影响十分显著[6]。2024年全省玉米的价格同比上涨15%豆粕的价格波动幅度高达20%，导致精饲料成本占比超过60%。散户缺乏科学配方能力，普遍存在“精料浪费、粗料不足”的问题，比如伊通县部分养殖户精粗比竟高达8：2，远远超过了合理的范围7：3。而且，尽管全省的秸秆饲料化利用率已经高达65%，但是仍有1880万吨的秸秆还没有被有效的利用。一些地区的收储设施也存在着明显的不足，秸秆的霉变率超过10%[7]。散户的技术水平也是参差不齐，全省90%的养殖户饲养量不超过20头肉牛，而且大多数都是留守老人和妇女，他们缺乏疫病防控和精准饲喂等技术，足以说明肉牛“无草育肥颗粒饲料”研发的重要性。不仅如此，如果想要进行规模化养殖，运营的成本也非常高昂。在山东阳信县5G智慧牧场“10人养4000头牛”的模式也曾在吉林复制尝试，但是设备投入非常高，推广的进度非常缓慢[8]。更重要的一点，品种改良区域已经失衡了，东部延边黄牛、西部草原红牛等地方品种保护和开发也存在着严重不足的问题。而且种牛的繁育依旧主要依赖进口，尽管已经出台了《吉林省肉牛种业管理条例》，支持奥金斯等企业建设核心育种场。但是全省种公站年生产冻精500万例，仅仅能满足60%的需求，高端的种牛仍需要从澳大利亚、加拿大等地进口[9]。进一步来说，疫病防控体系也存在着很大的压力，2023年吉林大学分离出了吉林省首例阿卡斑病毒，导致新生犊牛畸形率上升到了12%；2018年双辽市炭疽疫情造成了四头牛的死亡，尽管已经详细建立了“动物防疫+保险+无公害处理”的协同机制，但是散户的防疫意识依旧非常薄弱，比如桦甸市的部分农户依旧在使用过期的疫苗。无公害处理的能力也不足，在发生重大疫病的时候，无公害处理的能力能差[10]1.3肉牛无草育肥颗粒饲料研究意义肉牛“无草育肥颗粒饲料”是以高能量、高蛋白的精料为主，通过科学的配比替代传统的粗饲料，同时要添加一些功能性的添加剂，实现肉牛在没有草作为粗饲料的情况下实现快速增重的肉牛专用饲料。肉牛“无草育肥颗粒饲料”可以降低成本或者适应资源匮乏的情况。给育肥牛直接饲喂肉牛无草育肥颗粒饲料，不用养牛场额外添加草，减少劳动力，提高精细化管理，对产业可持续发展以及提高经济效益具有重要意义。如何控制瘤胃酸度是需要攻克的主要技术难点。2020年，MuhammadIMalik等在对日粮的物理形态(PF)（颗粒状与传统日粮）和麦秆(WS)的添加量(SL)（15%与25%）对育肥山羊的采食量、生长速度、全消化道消化率和血液代谢进行研究，最终发现，与饲喂传统TMR日粮相比，饲喂颗粒TMR和WS可以改善DMI和生长性能，并且15%WS的表现优于25%WS，且不会对血液代谢物、肝酶或血液学参数产生任何不利影响[11]。国内有过肉牛育肥饲料的尝试，但均因为肉牛出现腹胀或后期生长速度慢而失败。本研究采用全新的配方设计，大量研究表明，全新的生产工艺，研发出来肉牛全价颗粒饲料，市场应用效果良好。因此，肉牛无草育肥饲料有望成为替代传统饲料的新型饲料。1.4肉牛无草育肥颗粒饲料主要成分大量实验研究表明，玉米可作为替代草的主要饲料[12],其中全株玉米比无穗青杆在提高肉牛体重效率上更有优势。通常饲料比如牧草主要提供的是纤维和蛋白，促进瘤胃的健康，而玉米的作为高能量饲料，其主要成分是淀粉。用玉米代替草作为主要饲料，实际上是用高淀粉代替了纤维来源。全株玉米包括玉米和玉米秸秆，玉米秸秆中的高纤维弥补了玉米低纤维的缺陷，玉米的淀粉含量过高，如果单独使用很有可能会影响瘤胃的健康。研究发现豆粕可以作为蛋白质的主要来源，豆粕富含赖氨酸，赖氨酸是肉牛第一限制性氨基酸[13]。豆粕的适口性好而且成本较低。适当增加一些糖蜜可以改善适口性，实现快速充能[14]。甜菜粕和小苏打的加入可以中和瘤胃的PH。还需要添加一些关键的添加剂，酵母培养物及复合酶制剂，莫能菌素等。在肉牛生长发育的不同阶段可以使用不同的配比[15]。来提高肉牛生长的稳定性。与此同时不同区域可通过不同的能量组合替换全株玉米和豆粕，东北和华北地区可用玉米加甜菜粕；华南地区可用木薯干加甘蔗渣；西北地区用高粱加小麦；中原地区用小麦加玉米DDGS。通过优化饲料配方，减少育肥牛血液中乳酸、LPS和二氨氧化酶水平，提高肉牛的整体健康和生产效率。利用独特的饲料配方技术，降低饲料成本，提高经济效益[16]通过利用农业副产品作为饲料原料，促进肉牛产业的可持续发展。将各种粗饲料、精饲料以及饲料添加剂充分混合后制成的无草育肥颗粒粮，直接饲喂育肥牛，不需要肉牛全混合日粮（TMR）搅拌机，不要额外补充长草，减少用人成本，提高养殖效益，是本研究的创新之处。1.5肉牛瘤胃酸中毒的主要原因和主要影响及其防治首先，当肉牛摄入高碳水化合物过量的时候，突然增加了玉米、大麦等一些高淀粉饲料，导致了瘤胃内的产酸菌大量的繁殖，产生了过量的乳酸[17]。而且淀粉在瘤胃中快速降解为挥发性脂肪酸，如果超出了吸收能力，pH将会骤降，发生瘤胃酸中毒[18]。其次，当粗饲料明显不足的时候，会减少反刍和唾液的分泌，也会发生瘤胃酸中毒。饲料的突然改变，饮水不足还有一些应激的因素，都是瘤胃酸中毒的主要元凶。瘤胃酸中毒会导致消化系统的损伤，瘤胃会产生炎症，甚至引发瘤胃溃疡甚至坏死。生产性能会直线下降，饲料转化率也会降低很多。不仅如此，酸中毒也会引起代谢紊乱，会抑制肝脏功能，引发酮病或脂肪肝。还会导致渗透性腹泻。更严重的是，急性的瘤胃酸中毒甚至会导致急性死亡。瘤胃酸中毒的防治，主要是在于调整肉牛日粮的结构。适当增加一些缓冲剂和调节剂，进行科学的管理，保证健康饮水，避免肉牛空腹投喂大量的精饲料，分成多次进行投喂。要定期的检查粪便和瘤胃蠕动的频率，在必要的时候也要检查瘤胃液的pH。预防肉牛的瘤胃酸中毒，保障肉牛的健康与生产效益。1.6D-LA的含量对瘤胃的意义牛血清D-LA含量是反映瘤胃生理功能和健康状态的重要指标。牛血清D-LA主要是由瘤胃内的乳酸菌等微生物发酵产生的，在发酵过程中，纤维等一些碳水化合物会被微生物分解，其中一部分就会生成D-LA。瘤胃在发酵比较活跃的时候，微生物数量就会增加，产生的乳酸含量也会大量的增加，而且过量的乳酸也会导致瘤胃内发酵环境的改变，主要影响瘤胃内的pH。如果含量在正常范围内，可以说明瘤胃发酵正常，营养物质供应也比较充足有利于牛生长和发育，也非常能有助于生产性能的提高。如果含量异常，发酵就会受阻，会导致生产性能下降，严重的还会直接引起瘤胃酸中毒。饲料环境和不同动物间的个体差异，都是导致乳酸含量异常的主要因素。1.7DAO的含量对瘤胃的意义牛血清的DAO含量可以反映出瘤胃黏膜的屏障功能的状态，当胃黏膜发生受损的时候，通透性会增加，二胺氧化酶可从黏膜组织释放进入血液，它会导致血清DAO的含量会升高，而二胺氧化酶的含量发生异常的时候，就会干扰瘤胃正常的发酵平衡，会导致发酵强度减弱。DAO含量在反映瘤胃健康状况方面具有重要作用。在瘤胃酸中毒发生初期，DAO的含量就会发生变化，可以作为早期诊断疾病的敏感指标。1.8LPS的含量对瘤胃的意义LPS含量直接显示的是机体是否发生了炎症反应，瘤胃黏膜是否发生了损伤，LPS能够影响微生物的生长环境，也能通过影响微生物的活性还有代谢途径，会扰乱瘤胃的发酵平衡。根据研究显示，LPS也与可能会侵害瘤胃上皮细胞的完整性，并且降低其对营养物质的吸收能力，导致牛的生长性能下降。研究过程想要比较草＋精料补充料的饲喂方式和完全饲喂无草育肥颗粒饲料对肉牛生长发育和瘤胃的影响，本实验主要对育肥肉牛外周血中的LPS、D-LA、二胺氧化酶含量进行检测，以此来评估肉牛瘤胃亚急性酸中毒情况。2.1材料与仪器设备2.1.1实验设计此次实验采用了单因素变量的方法，选取10只体重为300kg的肉牛，将其随机分为了两组，一组有五个重复。1组为实验组，完全饲喂无草育肥颗粒饲料XT881；2组为对照组，为正常饲喂草＋精饲料组。实验周期为110天，一开始选用无差别的10头肉牛。2.1.2饲喂方案1组每天早上六点、下午三点各饲喂一次饲料XT881，每次饲喂12kg。2组每天早上六点、下午三点各饲喂一顿饲料，精饲料每天15kg，草每天饲喂5kg。2.1.3实验材料与试剂二胺氧化酶（DAO）活性检测试剂盒（北京盒子生工科技有限公司，北京，中国）、D-乳酸（D-LA）含量检测试剂盒（北京盒子生工科技有限公司，北京，中国）、牛(Bovine)脂多糖/内毒素(LPS)ELISA检测试剂盒（上海纪宁科技有限公司，上海，中国）、1.5mL离心管、2mL离心管、吸水纸、96孔板。2.1.4实验使用主要仪器设备酶标仪（美国MolecularDevices公司，SpectraMax190）、电热恒温培养箱（上海博迅实业有限公司医疗设备厂）、高精度单道移液器、低温高速冷冻离心机（东旺仪器TG20KR）、高精度多道移液枪、低速离心机。2.2数据收集及血液样本采集2.2.1肉牛血液样本的采集实验开始后的第40天、第110天分别对两个组的肉牛在上午六点进行空腹的静脉采血，每只牛采血20mL，将采集好的血液分装到已标注组别、每只牛的编号、采样时间的10mL离心管内，使用低速离心机3500r/min，离心10分钟。取血清进行测试，将其保存在-20℃的冰箱里，在一星期内完成检验。2.3牛血清乳酸含量测定2.3.1乳酸含量测定操作步骤根据说明书的指示，首先将1mL的提取液A加入到100μL的牛血清中，然后在低温高速离心机中将其离心（4℃14400r/min离心10分钟），取其上清液，并将其置于冰盒上待测。紧接着要打开酶标仪，并将其预热3min以上，将波长调节到450nm，并将蒸馏水调零。然后，避光条件下，在96孔板中按照顺序依次加入下列试剂（μL）（表1）。将其充分混匀，并在恒温箱中37℃避光充分反应30分钟。最后在酶标仪中测定其吸光值。测定45nm处的吸光值，记为A测定、A对照、A标准和A空白。表1乳酸含量测试试剂添加顺序试剂测定组对照组标准组空白组待测样本2020--标准应用液--20-蒸馏水-20-20试剂一90909090检测工作液20-2020试剂三40404040试剂四303030302.3.2乳酸含量的计算首先计算ΔA测定＝A测定-A对照，ΔA标准=A标准-A空白。下面开始计算乳酸含量（公式X-1）(X-1)2.4牛血清二胺氧化酶含量的测定2.4.1二胺氧化酶测定的操作步骤根据说明书的引导，先将牛血清进行解冻，解冻后可以直接进行检测，将酶标仪进行提前预热，将波长调节至505nm，将蒸馏水调零，在1.5mL离心管中依次加入试剂（μL）（表2）做好标记。将其充分混匀之后，37℃准确反应1小时，并使用高速离心机对其进行离心（4℃12000r离心1min）操作，反应后取上清液。然后对上清液进行吸光值测定，吸取200μL的上清液依次加入到96孔板中，测定505nm处的吸光值，分别记为A测定、A空白、A对照、A标准。表2DAO含量检测试剂添加顺序试剂测定管对照管标准管空白管粗酶液7575--标准应用液--75-试剂一30试剂二200200200200试剂三40404040蒸馏水-3030302.4.2二胺氧化酶含量的计算首先计算出ΔA测定＝A测定-A对照，ΔA标准=A标准-A空白。下面开始计算DAO的含量（X-2）(X-2)2.5牛血清LPS的测定2.5.1LPS测定的操作步骤根据说明书操作，首先将试剂盒从4℃冰箱内取出，在室温下平衡20min左右，取出所需的96孔板，提前设置好标准品孔还有样本孔。此时，两组肉牛均为样本，在标准品孔内依次添加试剂盒提供的不同浓度的标准品50μL。在各个样品孔里依次添加辣根过氧化氢物酶（HRP）标记的检测抗体100μL，用封板膜将反应孔封住，在恒温箱中恒温反应60分钟。反应结束之后，将孔板中的液体弃除，用吸水纸将每个孔洞都拍干，每个孔中都加满洗涤液，静待1分钟，倒出洗涤液，在吸水纸上拍干，这样的操作总共反复五次。第五次拍干了以后，在每个孔中加入底物A、B各50μL，37℃下在恒温箱中继续充分反应15分钟。最后，在每孔中都加入终止液50μL。要在15分钟之内对其进行测定。在酶标仪中测定波长在455nm处各孔的吸光值。2.5.2LPS标准曲线的绘制在Excel表格中，横坐标为标准品的浓度，对应的吸光值为纵坐标，生成标准品的线性回归曲线（图1），然后再依照着曲线方程计算出各种样本的浓度值。图1LPS标准回归曲线方程2.6实验数据的统计与分析所得出的所有实验数据经过Excel进行初步的整理之后，用IBMSPSSStatistics27进行单因素检验分析之后，P<0.05表示差异显著，P<0.01表示差异极显著，P＞0.5表示差异不显著。最后再使用Numbers进行柱状图的绘制与统计。研究结果与分析3.1完全饲喂颗粒饲料对肉牛血清乳酸含量的影响根据乳酸含量公式可以计算出乳酸含量（μg/mL)可以得到表5，并通过IBMSPSSStatistics27进行单因素检验分析之后（表6），无论是第40天还是第110天，两个组肉牛的乳酸含量并没有差异（P＞0.05）。可以绘制出图3，根据图3可以清晰的展示出，饲喂XT881和饲喂草＋精饲料组的乳酸含量没有任何差异。表5肉牛外周血清乳酸含量表编号饲喂XT881组饲喂草+精饲料组第40天第110天第40天第110天11.27881.28541.31001.341021.40521.37041.27351.331031.39021.32541.36651.420641.37401.38181.32871.251451.20281.26401.33131.3360表6肉牛乳酸含量差异表项目组别P值显著性饲喂XT881饲喂草+精饲料组第40天1.33201.33000.834NS第110天1.32541.33600.787NSPS：NS表示的是差异不显著（P>0.05）；*表示的是差异显著（P<0.05）；**表示的是差异极显著（P<0.01）。图3牛血清的乳酸含量结果3.3完全饲喂无草育肥颗粒饲料对肉牛血清二胺氧化酶含量的影响根据二胺氧化酶含量公式可以计算出二胺氧化酶含量（U/mL)可以得到表7，并通过IBMSPSSStatistics27进行单因素检验分析之后（表8），不管是第40天还是第110天，两组肉牛的二胺氧化酶含量均出现了明显的差异（P＜0.05），接着可以根据绘制出的图4明显的看到不管是第40天还是第110天，饲喂XT881组的二胺氧化酶含量要略低于饲喂草＋精饲料组的，但是两组肉牛的二胺氧化酶含量均在正常范围内。表7肉牛外周血请二胺氧化酶含量表编号饲喂XT881组饲喂草+精饲料组第40天第110天第40天第110天10.20930.27130.36350.371920.22830.17360.28390.218330.21320.15230.21830.234740.20290.18370.40370.311750.20530.10510.30460.2644图4肉牛血清二胺氧化酶含量表8肉牛二胺氧化酶含量差异表项目组别P值显著性饲喂XT881饲喂草+精饲料组第40天0.211800.318400.021*第110天0.177200.280200.025*PS：NS表示的是差异不显著（P>0.05）；*表示的是差异显著（P<0.05）；**表示的是差异极显著（P<0.01）。3.4完全饲喂无草育肥颗粒饲料对肉牛LPS含量的影响根据LPS标准曲线，可以计算出肉牛LPS含量可以得出表9，并通过IBMSPSSStatistics27进行单因素检验分析之后（表10），可以发现无论是第40天还是第110天，两个组肉牛的LPS含量并没有差异（P＞0.05）。可以绘制出图5，根据图5可以清晰的展示出，饲喂XT881和饲喂草＋精饲料组的LPS含量没有任何差异。表9肉牛LPS含量记录表编号饲喂XT881组饲喂草+精饲料组第40天第110天第40天第110天12.027351.928321.754051.8233721.688781.827391.239731.7337131.455671.372191.273611.9283142.048471.837172.022182.0381251.663852.082121.837211.92382图5牛血清LPS含量表10肉牛LPS含量差异表项目组别P值显著性饲喂XT881饲喂草+精饲料组第40天1.77682401.62535600.732NS第110天1.80943801.88946600.634NSPS：NS表示的是差异不显著（P>0.05）；*表示的是差异显著（P<0.05）；**表示的是差异极显著（P<0.01）。3.5结果分析可以发现，饲喂无草育肥颗粒饲料只要是必要的营养价值和结构功能与正常饲喂草＋粗饲料的对瘤胃影响基本一样。乳酸差异不明显，瘤胃内pH稳定，微生物含量稳定。DAO含量也比较稳定，瘤胃没有发生异常。LPS含量也是比较稳定的，能够看出瘤胃内没有发生炎症反应。可以大概推测出，饲喂无草育肥颗粒饲料和草＋精饲料相比，瘤胃没有发生异常变化。第四章结论与展望通过此次实验研究，可以了解到，完全饲喂颗粒饲料对瘤胃的没有非常大的影响，没有造成乳酸的负担，尽管XT881组二胺氧化酶的含量和草＋精饲料组的二胺氧化酶含量有一些不同之处，但是均在正常范围内，还需后续的监测检验。总的来说，饲喂无草育肥饲料跟正常饲喂草＋粗饲料对瘤胃的影响差异不大，不过还需要后续的持续监测。参考文献赵楚琦,张宇霄,任清丹,等.吉林省肉牛产业概况及对策建议[J].吉林畜牧兽医,2024,45(11):7-9.王春植.吉林省：政策推动肉牛百万头增量[N].中国畜牧兽医报,2024,9:15.冯建伟,阎红玉,赵炜.“三个转变”稳住“肉盘子”[N].农民日报,2025,2:23.许文竞.不同遗传基础草原红牛消化代谢差异性研究[D].吉林农业大学,2007.童海燕,陈文华,王怡文.长春国家农高区：打造现代农业发展新高地[J].中国农村科技,2023,10:4-7.刘丹凝.玉米市场需求趋稳价格回归合理区间[N].粮油市场报,2025.吕智超,孙日丹,洪小丽,等.吉林省农作物秸秆资源现状及利用对策[J].东北农业科学,2024,49(04):62-65.本刊编辑部.打好“科技牌”唱响“新牧歌”——科技赋能吉林省肉牛产业发展纪事[J].农村科学实验,2024,8:1-2.吕楚源