反刍动物瘤胃内源氮代谢研究进展

蛋白质需要量研究是反刍动物蛋白质营养的核心, 而准确测定进入瘤胃并被微生物利用的内源氮是测定饲料蛋白质真消化率和反刍动物蛋白质需要量的关键步骤.为此, 文章综述了近30年内关于反刍动物内源氮来源、内源氮代谢的研究方法、进入瘤胃的内源尿素氮、内源总氮以及各部分氮对合成微生物氮的贡献的研究进展.     

表面活性剂调控瘤胃营养功能研究进展

表面活性剂分为化学表面活性剂和生物表面活性剂两大类,非离子表面活性剂和生物表面活性剂作为新型反刍动物饲料添加剂,可通过改变瘤胃液乳化特性、瘤胃微生物种群数量、分泌酶活性、酶吸附能力和瘤胃发酵模式,来增强瘤胃微生物对粗饲料的降解能力,进而提高反刍动物生产性能。综述提出了表面活性剂在反刍动物瘤胃营养调控领域的研究重点。     

通过提高牛胃内氢的利用率降低甲烷排放量

牛、羊、骆驼等反刍动物所排放的甲烷 ,是极为重要的温室效应气体。为了抑制牛羊所排放的甲烷 ,牛羊体内甲烷生成机制的研究及减排措施的研究便成为学者们关注的热点。过去报道主张用舔砖抑制甲烷的排放 ,但近年这种趋势有所变化。反刍动物有 4个胃 ,其中瘤胃内有许多微生物栖息。在厌氧条件下 ,这些微生物把难于消化的草转换成乙酸、丙酸等低分子酸后供牛利用。此外 ,反刍动物也把在瘤胃内繁殖的微生物作为氨基酸的供给源予以利用。在反刍动物的瘤胃内还有甲烷菌 ,它以微生物的作用产生的氢和二氧化碳为基质合成甲烷 ,但甲烷不被机体利用而…     

蛋白质和过瘤胃脂肪对晋南牛瘤胃发酵和尿嘌呤衍生物的影响

为探究蛋白质和富含不饱和脂肪酸的过瘤胃脂肪对瘤胃发酵和尿嘌呤衍生物的影响,选用4头装有永久性瘤胃瘘管的晋南阉牛,按照蛋白质需要量的85%、100%和115%设计3个水平,并在此基础上添加0、2.5%、5.0%和7.5%的亚麻油制作的钙皂作为过瘤胃脂肪,采用3×4两因素设计,共形成12组饲粮组合,测定瘤胃pH、氨态氮浓度(NH_3-N)浓度、挥发性脂肪酸(VFA)含量以及尿嘌呤衍生物(PD)的排出量。结果表明,蛋白质和过瘤胃脂肪水平对瘤胃pH均无显著影响。蛋白质水平对NH_3-N浓度影响显著,9组NH_3-N显著高于1、2、3、4和8组,10组显著高于3和8组;对丙酸和乙酸、丁酸、乙酸/丙酸及总酸分别具有极显著和显著影响,5组的乙酸浓度较1、2、3和4组显著提高,9、10和11组瘤胃液中的丙酸浓度较1和2组显著提高,12组较2组显著提高,10组的丁酸浓度显著高于7和8组,1和2组的乙酸/丙酸比值显著高于9、10和11组;对精补料养分有效降解率影响极显著,对秸秆有机物(OM)和酸性洗涤纤维(ADF)分别具有极显著和显著影响,10组精补料粗蛋白质(CP)瘤胃有效降解率显著高于2、3、4、5、6、7和8组,1、9、11和12组显著高于4、5、6、7和8组;对玉米秸秆中ADF瘤胃有效降解率6、7和8组显著高于除5和12组之外的其余各组,5和12组显著高于除9和11组之外的其余各组;对尿囊素和尿嘌呤衍生物有显著影响,12组的尿囊素和尿嘌呤衍生物显著高于1和4组,11组尿酸显著高于其余组。综上,饲粮蛋白质水平对瘤胃发酵和尿嘌呤衍生物具有显著影响,饲粮蛋白质水平为饲养标准需要量前提下,过瘤胃脂肪适宜添加量为饲粮的5%。本研究结果为肉牛养殖中日粮过瘤胃脂肪添加量及蛋白质水平提供了一定的依据。     

减少反刍动物甲烷排放的措施

本文论述了降低反刍动物甲烷排放的可能方法,其中包括:在日粮中添加天然物或化学品抑制瘤胃甲烷产生;补充营养元素提高瘤胃微生物生长效率;使用生长和性能促进剂;改变可在肠内消化的饲料成份避免在瘤胃中发酵消化;处理秸杆提高消化率以及改善管理水平提高动物生产率,减少动物总数。     

用绵羊尿中嘌呤衍生物估测瘤胃微生物氮的研究

研究了用绵羊尿中嘌呤衍生物估测瘤胃微生物氮。结果表明 :各处理间尿液中尿囊素、尿酸、黄嘌呤 +次黄嘌呤差异不显著 ,而硼砂组A的嘌呤衍生物总量显著高于其它各组 (p <0 0 5 )。以尿囊素含量计算 ,各处理间微生物氮合成量差异不显著 ,而以嘌呤衍生物总量计算 ,硼砂组A的微生物氮合成量显著高于其它各组 (p <0 0 5 )。用嘌呤衍生物总量计算的结果高于用尿囊素计算的结果。     

反刍动物瘤胃内甲烷的产生及营养调控

概述了反刍动物甲烷排放研究的意义、瘤胃内甲烷的产生机制和影响因素、及从营养控制方面减少甲烷排放量的几种方法。     

粘土矿物对蛋白质氮矿化的影响

本试验以粘粒(蒙脱)和蛋白质(明胶)为基本材料,较详细地研究了粘土矿物对蛋白质氮矿化的影响。指出:1.蛋白质与粘粒所处的状态不同,能导致蛋白质氮分解率的不同,其中复合物中的蛋白质氮分解率小于混合物,而后者又小于纯蛋白质氮;2.对于复合物或混合物来说,蛋白质在其中的比例越大其分解率就越大,而纯白质氮则相反,3.蛋白质-粘粒中的氮或纯蛋白质氮在土壤中的分解率小于在石英砂基质上的分解率,即土壤具有保护蛋白质氮免遭微生物分解的作用,不同土壤的这种保护作用不一样,主要是由于不同土壤粘土矿物的不同所致。     

菠菜叶片硝态氮还原对叶柄硝态氮含量的影响

选用3个菠菜品种,设置N.0.1和0.3.g/kg2个施氮水平进行盆栽试验。在不同时期采样测定叶片内、外源硝酸还原酶活性、硝态氮代谢/贮存库大小,以及加入外源硝态氮培养后叶片硝酸还原酶活性的变化,探讨菠菜叶片的硝态氮还原与叶柄硝态氮含量的关系。结果表明,叶片内源硝酸还原酶活性、内源/外源硝酸还原酶活性比值、叶片的硝态氮代谢库大小及代谢/贮存库比值与叶柄硝态氮含量呈相反趋势。加入外源硝态氮培养后叶片硝酸还原酶活性的增加程度与叶柄硝态氮含量相一致。叶片内源硝酸还原酶活性高低及其发挥程度,叶片硝态氮代谢库大小及硝态氮在代谢、贮存库中的分配是造成品种间叶柄硝态氮含量高低差异的重要原因。     

从生物化学角度降低牛的甲烷排放量

在牛的瘤胃内栖息的甲烷菌 ,在瘤胃内有原生动物存在的情况下其活动相当活跃。如果减少或除去了瘤胃内的原生动物 ,则甲烷的排放量也会随之降低。由于这些原生动物具有分解纤维素进而为牛所利用的功能 ,因此如果减少或除去了原生动物 ,则会出现纤维素的消化率也随之降低的问题。即在甲烷的排放得到抑制的同时 ,饲料的利用效率也下降了。为避免这种不利因素 ,必须寻找新的方式以尽量减少其不利影响。科学家首先想到了利用不饱和脂肪酸。由于脂肪含量高的饲料对瘤胃内的微生物有不良影响 ,因而反刍动物的饲料中一般不过多地使用高脂肪饲料。但…     

菠菜硝态氮累积和还原与植株生长的关系

通过盆栽试验,以两个硝态氮含量差异显著的菠菜品种为供试材料,在不同生长时期,测定了叶柄、叶片干重、水分含量、硝态氮含量及叶片内源和外源硝酸还原酶活性,研究菠菜硝态氮累积和硝酸还原酶活性的动态变化及其与植株生长变化的关系。结果表明,随生长期后移,叶柄、叶片及地上部干重和水分含量先增加而后降低,硝态氮含量则持续降低,低硝态氮累积品种S9的下降更为明显,出苗后52d和62d地上部分别降低了100%和89.7%;叶片内源和外源酶活性则随植株生长量增加而增加,高硝态氮累积品种S4增加（379%和199%）更明显,之后该品种酶活性随植株生长量降低而显著下降,品种S9却显著增加,分别为121%和288%。生长前期,品种S4硝态氮含量、干重增长速率及内源、外源酶活性均显著高于品种S9,内源/外源酶活性比值却明显低于后者;生长后期,除外源酶活性和内源/外源酶活性比值外,品种间差异均不明显。因此,生长前期高累积品种硝态氮含量降低较少,主要原因可能是其内源/外源酶活性比值（70.7%）较低,生长后期该品种的内源/外源酶活性比值（98.2%）显著增加后,硝态氮含量迅速下降进一步证明了这一推测。综合上述结果可知,内源/外源酶活性比值更能揭示植株生长变化引起的品种间硝态氮含量变化差异。     

过瘤胃脂肪对晋南牛养分表观消化率及氮沉积的影响

为探究富含不饱和脂肪酸的过瘤胃脂肪对肉牛营养物质消化代谢和氮沉积的影响,本研究选用4头体重476±60 kg、年龄4.5岁、装有永久性瘤胃瘘管的晋南阉牛,以精补料和玉米青贮为基础饲粮,饲粮蛋白质按照1.15倍的维持营养需要量的85%(低)、100%(中)和115%(高)设计3个水平,并在此基础上添加干物质采食量的0%、2.5%、5.0%和7.5%的过瘤胃脂肪,采用3×4两因素设计,共形成12组饲粮组合,测定养分消化率、氮沉积率和血液生化指标。结果表明,第8组饲粮粗蛋白质(CP)的表观消化率极显著高于第2组、显著高于第3和第4组,第7和第10组显著高于第2组;第4、第7、第8、第11和第12组粗脂肪(EE)的表观消化率极显著高于第1、第2、第5、第9组,第3、第6和第10组显著高于第1、第2、第5、第9组;第8和第10组无氮浸出物(NFE)的表观消化率显著高于第11组;第8组中性洗涤纤维(NDF)的表观消化率显著高于第11组。第1、第5、第6、第8和第11组的氮沉积率显著高于第12组。第10组三酰基甘油酯酶(ATGL)活性显著高于第6组;第3、第4、第5、第2和第7组的胰岛素(INS)浓度极显著高于第8组;第1和第2组的胰高血糖素(GC)浓度显著高于第9和第11组;第7组的生长激素(GH)浓度显著高于第2、第4、第5、第9、第10和第11组。综上,在以饲粮蛋白质水平为标准前提下,过瘤胃脂肪适宜添加量为饲粮的5.0%。本研究为肉牛养殖和高档肉牛生产提供了一定的理论依据。     

冷藏和冻藏对牦牛瘤胃平滑肌氧化稳定性及加工品质的影响

为探明4℃冷藏和-18℃冻藏对牦牛瘤胃平滑肌脂肪和蛋白质氧化及其加工特性的影响,以PE薄膜和PE真空包装的牦牛瘤胃为研究对象,分别测定其在贮藏过程中的脂肪氧化(硫代巴比妥酸)、蛋白质氧化(羰基值、总巯基、表面疏水性)和加工品质(失水率、蒸煮损失率、剪切力、质构特性)的变化。结果表明,不同贮藏温度和包装方式下的瘤胃均发生了不同程度的脂肪和蛋白质氧化,与薄膜包装相比,真空包装可延缓牦牛瘤胃脂肪和蛋白质氧化的发生,且-18℃冻藏下更为显著。此外,冷(冻)藏条件下不同包装牦牛瘤胃的失水率和蒸煮损失率均显著增大(P<0.05),剪切力值显著降低(P<0.05),硬度先减小后增大,且薄膜包装在冷藏0~5 d和冻藏0~28 d时,其加工特性均优于真空包装。综上表明,2种包装下的牦牛瘤胃在冷(冻)藏过程中均发生了脂肪和蛋白质氧化,但真空包装可以有效地延缓氧化反应的发生。此外,在冷藏0~5 d和冻藏0~28 d时,薄膜包装更有利于改善瘤胃的加工特性,增加其嫩度和弹性,但长时间贮藏会导致瘤胃加工特性下降,冷藏条件下薄膜包装瘤胃的变化表现最为显著。本研究可为瘤胃贮藏过程中食用品质的控制提供参考。     

中性洗涤纤维在反刍动物生产中的应用综述

对中性洗涤纤维对反刍动物的采食、瘤胃发酵、营养物质的消化、生产性能的影响进行了综述。     

谷胱甘肽对小麦幼苗铜毒害的缓解作用及其与氮、硫、磷积累的相关性

采用水培法,对外源谷胱甘肽（GSH）缓解小麦幼苗铜毒害及其与氮、硫、磷等元素积累的相关性进行了研究。结果表明,Cu处理（T0组）显著抑制小麦幼苗的生长发育,导致根长、茎叶长、生物量、叶绿素和类胡萝卜素含量以及氮元素积累量下降,诱导了植株蛋白质、内源GSH含量以及硫、磷元素积累量上升。随施用外源GSH浓度的升高,GSH处理（T1、T2、T3组）的小麦幼苗茎叶长、根长、生物量,叶绿素a、b和类胡萝卜素含量、蛋白质含量先上升后下降,内源GSH含量以及氮、硫、磷等营养元素积累量持续上升;其中,T2组小麦幼苗的各项指标与T0组差异均达到显著水平（P〈0.05）,与对照组（CK）无显著差异。外源GSH促进了植株对铜离子的吸收、转运和积累,而外源和内源GSH均与铜胁迫下小麦幼苗氮、硫、磷等营养元素的积累呈极显著正相关（P〈0.01）,其中以T2处理组缓解小麦幼苗铜毒害的作用最显著。     

施氮量对土壤无机氮分布和微生物量氮含量及小麦产量的影响

在高肥力土壤条件下,研究了施氮量对土壤无机氮分布和微生物量氮含量及小麦产量的影响。结果表明,小麦生长期间,施氮处理0100.cm土层硝态氮积累量显著大于不施氮处理;当施氮量大于150.kg/hm2时,随施氮量增加,0100.cm土层硝态氮积累量显著增加;随小麦生育进程推进,施氮处理上层土壤硝态氮下移趋势明显,至小麦成熟时,施氮1952～85.kg/hm2处理60100.cm土层硝态氮含量显著大于其它处理。小麦生长期间,0100.cm土层铵态氮积累量较为稳定,施氮处理间亦无显著差异。与不施氮肥相比,施氮提高小麦生长期间040.cm土层土壤微生物量氮含量;当施氮量小于240.kg/hm2时,随施氮量增加,土壤微生物量氮含量增加。小麦的氮肥利用率随施氮量增加而降低;施氮1051～95.kg/hm2,收获时小麦植株吸氮量、生物产量、子粒产量和子粒蛋白质含量提高;而施氮量大于240.kg/hm2时,小麦生育后期的氮素积累量降低,收获时植株吸氮量、生物产量和子粒蛋白质含量降低。说明本试验条件下,施氮1051～50.kg/hm2可满足当季小麦氮素吸收利用,获得较高的子粒产量和蛋白质含量。继续增加施氮量,土壤微生物量氮含量增加,但土壤中残留大量硝态氮,易淋溶损失。     

两种测定土壤微生物量氮方法的比较初探

用氯仿熏蒸-0.5mol/L的K2SO4直接浸提,280nm紫外比色法和熏蒸-淹水培养法测定了20种有机质、全氮和速效氮差异较大的土样的土壤微生物量N。研究结果表明,两种方法测得20种土样的土壤微生物量N数值呈极显著正相关;280nm紫外比色法操作步骤简单、产生误差的环节少、测定所需时间短、且测定数据比熏蒸-淹水培养法有更好的重现性。初步认为,280nm紫外比色法来反映土壤微生物量的大小。结果还表明,两种方法的测定结果都与土壤的全氮含量呈极显著正相关关系,与有机碳含量有一定的正相关关系,与速效氮无明显的相关关系;但在不同的土壤类型上,与全氮、有机碳和速效氮的相关性有所不同。用280nm紫外比色法测定两种土壤的新鲜和风干样的微生物生物量的结果说明,可用风干土经预培养后测定土壤微生物生物量。风干土样的预培养时间初步确定为10天。     

添加秸秆对土壤矿质氮量、微生物氮量和氮总矿化速率的影响

采用室内恒温培养法,研究了在乌沙土上添加15N标记秸秆后,秸秆15N在矿质氮、微生物氮和土壤不同组分中的分配情况,并应用氮同位素库稀释法测定了秸秆在乌沙土上的氮总矿化速率。结果表明:将秸秆添加到土壤后,微生物氮量显著增加,而土壤矿质氮量在14天时迅速下降。随着秸秆的分解,秸秆15N进入矿质氮库和微生物氮库,矿质15N在第7 d时最高,占到添加秸秆15N的6.7%,微生物15N在第14 d最高,占到添加秸秆15N的18.1%,随后矿质15N和微生物15N量都下降。56 d时,仍有50.8%的秸秆氮没有分解掉,5.4%的秸秆15N进入土壤53μm~2 mm组分,15.5%进入2~53μm组分,14.6%进入小于2μm组分,有13.6%的秸秆氮损失掉。在培养开始时,乌沙土的氮总矿化速率为2.81 mg kg-1d-1,秸秆在乌沙土上的氮总矿化速率分别为2.50 mg kg-1d-1。     

土壤氨基酸生物有效性及其环境调控研究进展

土壤中种类繁多的小分子和大分子有机氮,是土壤氮素的重要组成成分。大多数植物可以直接吸收氨基酸乃至多肽和蛋白质,不是完全需要经过传统理论认知的微生物分解为无机氮的过程。植物根系具有吸收、转运和代谢外源吸收的有机氮的能力。土壤微生物是植物根系有机氮的主要竞争者,不同土壤中,参与竞争的微生物组成存在较大差异。环境对植物根系吸收和后续代谢有机氮都具有重要的调控作用。未来应着重于精准定量化分析土壤有机氮组成及含量,确定土壤有机氮对植物生长的长期效应,探索环境变化尤其是复杂环境变化对植物吸收利用有机氮的影响及其关键步骤,进一步确定土壤有机氮对植物氮营养的贡献。     

紫色土区植物篱对坡面土壤微生物特性的影响

土壤微生物是土壤的重要组成部分,对土壤肥力的形成和植物营养的转化起着积极的作用,是土壤肥力和环境变化的重要指标。通过土壤微生物量测定,研究新银合欢植物篱对紫色土区坡地农耕地、经济林地2种土地利用方式及10°,15°坡度下0-20cm土层土壤微生物特性的影响。研究发现：新银合欢植物篱可以明显提高土壤中细菌、放线菌、真菌的数量及微生物量碳、氮含量;植物篱对经济林地小区土壤微生物数量,微生物量碳、氮的影响作用总体上大于对农耕地小区的,同时对10°农耕地的影响作用总体上大于对15°农耕地的;下坡的三大微生物数量,土壤微生物量碳,氮平均含量明显比上坡的多,下坡距离植物篱带最近采样点处三大微生物数量,土壤微生物量碳,氮含量明显比其他采样点的多。表明定植新银合欢植物篱有利于减少土壤肥力衰退,有利于土壤碳、氮素固持。