鄭宇慧，李勝利 編譯

（中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，北京100193）

日糧組成會(huì)影響奶牛營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化率、糞便量及成分、產(chǎn)奶量及乳成分。糞氮排放浪費(fèi)養(yǎng)分且危害環(huán)境和人類(lèi)健康[1]，牛的氮排放量與日糧粗蛋白質(zhì)濃度密切相關(guān)[2]，其排放途徑由日糧氮的質(zhì)量和代謝類(lèi)型決定[3]。玉米青貯和苜蓿青貯粗蛋白質(zhì)含量差異大，故日糧可代謝蛋白質(zhì)（MP）來(lái)源可通過(guò)改變青貯類(lèi)型控制。研究表明，用玉米青貯加豆粕替代苜蓿青貯會(huì)增加奶牛尿氮（MUN）排放、減少糞氮（FN）排放[4]；當(dāng)?shù)獢z入量一定時(shí)，用淀粉代替中性洗滌纖維（NDF）不僅能減少總氮排放、改變其排放途徑[5]，還能提高日糧消化能（DE）濃度，且在MP含量充足時(shí)可促進(jìn)乳蛋白合成、降低FN排放[6]。但單頭奶牛氮排放或糞氨產(chǎn)量減少未必能降低奶業(yè)對(duì)環(huán)境的影響，若單頭奶牛氮利用率的提高要以產(chǎn)奶量下降為代價(jià)，那么就得飼養(yǎng)更多奶牛以滿(mǎn)足需求，這樣反而會(huì)導(dǎo)致總氮排放增加[7-8]。因此綜合考慮氮排放、糞氨、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)利用、產(chǎn)奶量等因素，才能配制出使奶牛對(duì)環(huán)境影響最小的日糧。本文將對(duì)日糧粗飼料種類(lèi)、碳水化合物來(lái)源、MP濃度對(duì)奶牛主要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化率、干物質(zhì)（DM）和DE攝入量及生產(chǎn)性能的影響進(jìn)行討論。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)日糧 本試驗(yàn)以粗飼料種類(lèi)、碳水化合物來(lái)源和MP濃度為主要影響因素，其中苜蓿、淀粉、MP水平如表1所示。用不脫殼全株收割的玉米青貯和頭茬苜蓿青貯制作成15種日糧，具體見(jiàn)表2。試驗(yàn)日糧的營(yíng)養(yǎng)成分詳見(jiàn)表3、4。日糧中粗飼料含量均為50%，其中苜蓿青貯占25%～75%，其余用玉米青貯補(bǔ)充，淀粉占22%～30%，主要由粉碎玉米和玉米青貯提供，礦物質(zhì)和維生素按NRC規(guī)定配制[9]。研究表明，日糧淀粉和NDF濃度呈負(fù)相關(guān)[10]，因此不對(duì)二者的影響進(jìn)行區(qū)分。此外，蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)方面本文只討論與MP相關(guān)的部分，所有日糧瘤胃降解蛋白質(zhì)（RDP）濃度為10.7%，稍高于NRC模型預(yù)測(cè)值[9]，試驗(yàn)通過(guò)調(diào)整瘤胃未降解蛋白質(zhì)（RUP）濃度使日糧MP濃度達(dá)到平均產(chǎn)奶需要的8.8%～12%，即MP需要量的85%～115%[9]。

1.2 試驗(yàn)牛與試驗(yàn)設(shè)計(jì) 本試驗(yàn)選用36頭平均泌乳天數(shù)（128±22）d的經(jīng)產(chǎn)荷斯坦牛，分為6個(gè)連續(xù)區(qū)組，各組采用不完全拉丁方設(shè)計(jì)進(jìn)行3個(gè)為期21 d的試驗(yàn)，最終得到108個(gè)觀測(cè)值。共18個(gè)處理，試驗(yàn)采用3因子4重復(fù)的中心組合試驗(yàn)設(shè)計(jì)，中心日糧組（50%苜蓿青貯、26%淀粉、10.4%MP）設(shè)4個(gè)重復(fù)。

每期試驗(yàn)開(kāi)始前5～7 d試驗(yàn)牛在與試驗(yàn)欄位于同一牛舍的適應(yīng)欄喂中心日糧，之后用TMR喂試驗(yàn)日糧，每日飼喂1次、擠奶2次，實(shí)際平均剩料量分別為6.3%和3.2%。試驗(yàn)第3 、21天稱(chēng)重，第14～18天采樣后轉(zhuǎn)回適應(yīng)欄至試驗(yàn)結(jié)束。

1.3 取樣與分析 每周取青貯樣并根據(jù)所得DM含量調(diào)整TMR的DM含量；每期試驗(yàn)第8天、15天早晚分別取奶樣，測(cè)定其乳脂、真蛋白、乳糖、尿素氮含量；采樣期每日收集占濕重1%的糞樣、占總尿量5%的酸化尿樣（用尿杯收集后經(jīng)占總?cè)莘e50%的足量硫酸酸化[11]，pH＜5）及剩余未酸化尿樣、占濕重10%的剩余飼料樣、占總重0.2%的奶樣、飼料樣，所得樣品混勻后存于4冰箱。

每個(gè)采樣期最后要在24 h內(nèi)用凱氏定氮法測(cè)定濕糞樣、酸化尿樣、奶樣中的氮含量，每個(gè)樣品2個(gè)重復(fù)[12]。其余樣品如青貯樣、飼料樣、糞樣需-20 冷凍、粉碎過(guò)1 mm篩后對(duì)其中的氮[12]、DM、灰分、淀粉[13]、能量（氧彈量熱器，Model 1281）、NDF（用淀粉酶和亞硫酸鈉預(yù)處理）進(jìn)行測(cè)定[14]。粗飼料樣和糞樣干灰化、精料樣和剩料樣高氯酸消化[12]后用電感耦合等離子體發(fā)射光譜測(cè)定礦物質(zhì)含量。此外還要測(cè)定青貯料中的硫酸木質(zhì)素[14]、酸性洗滌不溶氮（ADⅠN）[12]和飼料粒度[15]以及將區(qū)組1和2、3和4、5和6的青貯飼料樣品分別混合后的體外30 h的 NDF消化率（ⅠVNDFD）。

表1 試驗(yàn)日糧的不同苜蓿、淀粉和MP水平

表2 試驗(yàn)日糧組成

表3 試驗(yàn)日糧營(yíng)養(yǎng)成分組成

表4 青貯飼料營(yíng)養(yǎng)成分(無(wú)特殊說(shuō)明均為DM基礎(chǔ))(n=18/青貯類(lèi)型)

1.4 統(tǒng)計(jì)分析 每期試驗(yàn)最后2周所得生產(chǎn)數(shù)據(jù)根據(jù)牛和試驗(yàn)周期取均值計(jì)算校正乳[16]，每日采食量、產(chǎn)奶量、糞尿產(chǎn)量也取均值，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析參照St-Pierre和Weiss提出的方法進(jìn)行[8]，即把線(xiàn)性、二次主效應(yīng)和所有雙因素互作作為固定效應(yīng)，把區(qū)組、區(qū)組內(nèi)的周期和牛作為隨機(jī)效應(yīng)，并剔除模型中次要的固定效應(yīng)（P＞0.10）。

2 結(jié)果與討論

反應(yīng)變量的均值和變化范圍見(jiàn)表5，各處理所測(cè)指標(biāo)最小二乘均值見(jiàn)表6、7，不同處理對(duì)奶牛營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化率、消化能攝入量、產(chǎn)奶性能的影響見(jiàn)表8、表9。為獲取響應(yīng)面方程，本文對(duì)其中的回歸方程而非均值進(jìn)行討論。

2.1 CP消化率 CP表觀消化率均值為63%，由表8可知其隨MP增加或苜蓿青貯減少呈線(xiàn)性增加，且MP的影響更大。日糧MP濃度變化范圍內(nèi)，CP消化率從61.7增至64.6%，而粗飼料苜蓿青貯比例變化范圍內(nèi)，CP消化率從59.9%增至66.4%。試驗(yàn)日糧中豆粕比例隨苜蓿青貯比例升高而降低，故MP濃度、苜蓿青貯比例對(duì)CP表觀消化率的影響可能分別與內(nèi)源FN減少[17]、豆粕CP更易消化[18-20]有關(guān)。

2.2 CHO消化率 如表5、6、8所示，主要碳水化合物NDF、淀粉及二者總和CHO的表觀消化率受苜蓿青貯比例和淀粉濃度影響。隨苜蓿青貯比例增加，淀粉消化率呈線(xiàn)性降低、NDF消化率呈線(xiàn)性升高、總CHO消化率先升高后持平；隨日糧淀粉濃度增加，NDF消化率呈線(xiàn)性降低、淀粉和總CHO消化率呈線(xiàn)性升高。

苜蓿青貯比例對(duì)NDF消化率的影響通過(guò)改變其來(lái)源實(shí)現(xiàn)，其比例最高組和最低組分別有46%、15%、39%和13%、40%、47%的NDF分別來(lái)自苜蓿青貯、玉米青貯和精料。有研究表明苜蓿青貯ⅠVNDFD遠(yuǎn)高于玉米青貯，故隨苜蓿青貯比例增加，奶牛NDF消化率隨之增加[18,20]，本試驗(yàn)條件下共增加了5個(gè)百分點(diǎn)。

表5 試驗(yàn)反應(yīng)變量的簡(jiǎn)單統(tǒng)計(jì)

NDF消化率與淀粉濃度呈負(fù)相關(guān)可能與NDF來(lái)源或瘤胃環(huán)境如pH及其微生物群落改變有關(guān)，研究表明用纖維替代易于發(fā)酵的碳水化合物通常能提高纖維消化率[21-22]，如用各種副產(chǎn)品替代玉米會(huì)提高NDF消化率[22-24]。但本試驗(yàn)隨淀粉濃度升高NDF來(lái)源并未發(fā)生較大變化，故推測(cè)淀粉對(duì)NDF消化率的影響更可能是瘤胃環(huán)境及微生物群落改變的結(jié)果。

隨苜蓿青貯比例由最低升至最高分別有28%、82%的淀粉來(lái)源于玉米粒，隨日糧淀粉濃度從最小增至最大分別有45%、62%的淀粉來(lái)源于玉米。日糧處理對(duì)淀粉消化率影響不大，在上述淀粉來(lái)源變化范圍內(nèi)，相應(yīng)淀粉消化率僅升高1.5或降低1.7個(gè)百分點(diǎn)。研究表明，來(lái)自干玉米粒的淀粉比來(lái)自玉米青貯和小麥麩的淀粉消化率低，但隨內(nèi)源淀粉增加淀粉表觀消化率升高[25]，由于內(nèi)源淀粉對(duì)淀粉消化率的影響更大，故最終淀粉消化率增加。

日糧淀粉濃度從22%升至30%，平均CHO濃度均為57.9%，但CHO消化率升高了2.5個(gè)百分點(diǎn)，若CHO能值為17.58 MJ/kg[9]，日糧DE將增加DE均值的2.2%。據(jù)二次方程所得，當(dāng)苜蓿青貯比例從25%升至67%，CHO消化率升高了約4.2個(gè)百分點(diǎn)，這將使日糧DE濃度增加約DE均值的3.5%，且當(dāng)苜蓿青貯比例達(dá)到75%時(shí)，CHO消化率基本持平。

2.3 能量消化率 如表5、表8所示，DM和能量平均表觀消化率約為68%，它受淀粉、苜蓿青貯、蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)與淀粉互作效應(yīng)的影響，因二者處理效果相似，故僅對(duì)DE濃度進(jìn)行討論。DE濃度隨淀粉濃度增加而增加（P＜0.05），其原因可能是隨淀粉濃度增加NDF濃度降低，而淀粉平均消化率遠(yuǎn)高于NDF所致。盡管淀粉和NDF濃度在不同處理間變化很大，但DE濃度僅改變了2.5%，這表明淀粉對(duì)生產(chǎn)性能并無(wú)影響，即大量來(lái)自副產(chǎn)物的NDF能在不影響DE濃度的情況下代替淀粉。

DE濃度受苜蓿青貯和MP互作的影響，在平均淀粉濃度下，其作用方程為：DE=3.37+0.00841×淀粉 -0.0198× 苜蓿 -0.057×MP +0.00194× 苜蓿 ×MP。在低苜蓿青貯比例和低MP濃度下，用表8回歸方程計(jì)算所得DE比DE均值低8%。在所有其他苜蓿青貯比例和MP濃度最高或最低的極端日糧中，DE濃度的預(yù)測(cè)值都在DE均值的2%內(nèi)波動(dòng)。在MP濃度最低、苜蓿青貯比例最高和MP濃度最高、苜蓿青貯比例最低時(shí)CP消化率分別為58%和67%，CP消化率低會(huì)導(dǎo)致DE濃度降低。DE是總能和所有營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化率的綜合表達(dá)，因此苜蓿青貯比例與MP對(duì)DE而非CP消化率影響顯著，這與苜蓿青貯比例對(duì)CHO消化率影響結(jié)合會(huì)產(chǎn)生互作效應(yīng)，所以當(dāng)MP濃度低且蛋白質(zhì)主要來(lái)自苜蓿時(shí)，不僅是MP，能量也將成為生產(chǎn)性能的限制因素。

2.4 DM及代謝能攝入量 如表5、表9所示，每期試驗(yàn)最后2周所得DMⅠ為24.4 kg，它隨苜蓿青貯比例增加呈線(xiàn)性增加，且未觀察到其他處理效應(yīng)或互作的影響。日糧苜蓿青貯比例從最低升至最高，日均DMⅠ升高約1.5 kg，有研究表明苜蓿青貯和玉米青貯NDF濃度相似時(shí)，用苜蓿青貯代替玉米青貯也有相似的線(xiàn)性變化[20,26]。影響反芻動(dòng)物DMⅠ的因素主要為瘤胃充盈度和能量供應(yīng)[27]，粗飼料NDF濃度增加可提高瘤胃充盈度、降低DMⅠ，但本研究中玉米青貯和苜蓿青貯NDF濃度、不同處理間粗飼料NDF濃度均相近。此外，粗飼料ⅠVNDFD越高則奶牛瘤胃充盈度越低、DMⅠ越高[28]，苜蓿青貯ⅠVNDFD較高且其比例升高會(huì)降低日糧DE濃度，這就表明NDF消化率增加會(huì)促進(jìn)奶牛消耗DM和DE，即用DE調(diào)節(jié)DMⅠ時(shí)隨苜蓿青貯比例升高奶牛DMⅠ會(huì)隨之升高。

表6 試驗(yàn)牛養(yǎng)分?jǐn)z入量及消化率系數(shù)的最小二乘均值

表7 各生產(chǎn)性能指標(biāo)的最小二乘均值

日糧CP濃度與DMⅠ呈正相關(guān)[29]，有模型預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)對(duì)DMⅠ的影響是通過(guò)增加RDP提高消化率實(shí)現(xiàn)的。本試驗(yàn)中如表8所示，DM和能量消化率隨MP增加而增加，但RDP保持恒定且與DMⅠ和MP并無(wú)關(guān)系（P=0.52）。有研究表明，增加淀粉濃度會(huì)降低DMⅠ[29]，但只有當(dāng)瘤胃消化淀粉濃度超過(guò)日糧DM的20%時(shí)才會(huì)有此不良影響，本試驗(yàn)中瘤胃可降解淀粉的最大濃度小于20%[24]，此外本試驗(yàn)淀粉濃度改變通過(guò)用大豆皮和小麥次粉中的非粗飼料纖維代替玉米淀粉實(shí)現(xiàn)，而大多數(shù)研究表明DMⅠ與非粗飼料纖維來(lái)源的濃度無(wú)關(guān)[29]，故本試驗(yàn)未見(jiàn)淀粉濃度對(duì)DMⅠ產(chǎn)生影響。

如表5、表9所示，DE攝入量均值為305.58 MJ/d，它隨苜蓿濃度或MP增加呈線(xiàn)性增加，在苜蓿青貯比例和MP濃度變化范圍內(nèi)，DE攝入量增加約16.74 MJ/d、整個(gè)處理范圍內(nèi)DE攝入量差異約為33.49 MJ/d，相當(dāng)于日均DE攝入量的11%。

表8 不同濃度蛋白質(zhì)、淀粉以及粗飼料種類(lèi)對(duì)泌乳牛營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化率及消化能的影響①

表9 不同濃度蛋白質(zhì)、淀粉及粗飼料種類(lèi)對(duì)泌乳牛生產(chǎn)性能的影響

2.5 產(chǎn)奶量及乳成分 乳脂、乳蛋白和乳糖濃度不受任何主要影響因素或互作的影響，但所有主要影響因素對(duì)MUN濃度均有線(xiàn)性影響，淀粉還有二次效應(yīng)。MUN濃度隨苜蓿青貯比例升高而降低，其可能與苜蓿青貯比例增加使可消化蛋白質(zhì)的攝入量、MP濃度、纖維濃度降低有關(guān)[30]。

與其他大多數(shù)研究一致，日糧淀粉濃度對(duì)生產(chǎn)性能影響不大[7,31-32]。乳脂產(chǎn)量受淀粉和苜蓿青貯互作的影響，其作用方程為：乳脂產(chǎn)量=3017-27.0×苜蓿-66.1×淀粉+1.20×苜?！恋矸邸．?dāng)日糧含有大量苜蓿青貯時(shí)，淀粉對(duì)乳脂產(chǎn)量影響不大，但當(dāng)日糧苜蓿濃度較低時(shí)，乳脂產(chǎn)量隨淀粉濃度增加而降低。在淀粉濃度較低時(shí)，增加苜蓿青貯比例對(duì)乳脂產(chǎn)量影響不大，但隨淀粉濃度增加，乳脂產(chǎn)量會(huì)隨苜蓿青貯比例升高而升高。苜蓿青貯比例升高會(huì)使ECM、乳蛋白和乳糖產(chǎn)量呈線(xiàn)性增加（P＜0.05），日糧苜蓿青貯比例從最小升至最大，日均ECM、乳蛋白和乳糖產(chǎn)量分別提高約3.6 kg、60 g和100 g，這與DMⅠ隨日糧中苜蓿青貯比例升高而增加有關(guān)。還有人用苜蓿青貯替代玉米青貯飼喂高產(chǎn)奶牛，結(jié)果表明用苜蓿青貯替代玉米青貯能使乳脂產(chǎn)量持續(xù)增加，但對(duì)產(chǎn)奶量和乳蛋白產(chǎn)量無(wú)固定影響[18-20,26]。

產(chǎn)奶量和ECM產(chǎn)量隨日糧MP濃度增加呈線(xiàn)性增加，且乳蛋白和乳糖產(chǎn)量與MP濃度間存在二次關(guān)系（P＜0.05）并在MP濃度約為11%時(shí)達(dá)到最大值。此外根據(jù)NRC模型，日糧約提供了MP需要量的85%～115%，故推測(cè)產(chǎn)奶量和乳成分將在MP濃度增至滿(mǎn)足要求后趨于穩(wěn)定。DE供應(yīng)和ECM產(chǎn)量隨MP濃度和苜蓿青貯比例升高呈線(xiàn)性增加，這表明MP供應(yīng)可通過(guò)增加能量供應(yīng)提高產(chǎn)奶量。當(dāng)日糧蛋白質(zhì)濃度和苜蓿青貯比例由最低升至最高時(shí)，DE攝入量增加約33.49 MJ/d、預(yù)計(jì)ECM產(chǎn)量將增加5.6 kg/d[33]，但本試驗(yàn)中僅增加3.1 kg/d，這可能與部分能量并未用于泌乳而被體組織消耗或高估了DE與凈能（NEL）的轉(zhuǎn)化效率所致。受DMⅠ影響，日糧苜蓿青貯比例從25%升至75%，MP供應(yīng)量增加約160 g/d，預(yù)計(jì)能使乳蛋白增加約100 g[9]，但實(shí)際只增加了60 g。此外，預(yù)計(jì)乳蛋白產(chǎn)量達(dá)到最大對(duì)應(yīng)的MP濃度、MP濃度從8.8%增至10.4%對(duì)應(yīng)的乳蛋白增量、前人研究所得MP濃度從9.1%增至10.9%對(duì)應(yīng)的乳蛋白增量應(yīng)為10.6%、250 g/d、300 g/d[34]，實(shí)際僅為11%、93 g/d、80 g/d。這些差異的形成可能與模型誤差如低估日糧MP供應(yīng)的差異、高估MP需要量、MP與乳蛋白轉(zhuǎn)化效率參數(shù)的不準(zhǔn)確、以及各種氨基酸吸收的差異、試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間不足所致的處理效果未充分體現(xiàn)有關(guān)。

3 結(jié) 論

不同粗飼料種類(lèi)、淀粉濃度和MP濃度會(huì)影響奶牛消化率和生產(chǎn)性能，但主要影響因素之間幾乎未見(jiàn)互作。日糧DM淀粉含量從22%增至30%對(duì)奶牛養(yǎng)分消化率、DMⅠ、產(chǎn)奶量和乳成分影響很小。隨苜蓿青貯比例升高，纖維消化率升高，干物質(zhì)攝入量隨之增加。DMⅠ增加會(huì)增加DE攝入量，這足以彌補(bǔ)苜蓿青貯比例升高對(duì)能量消化率的不良影響，從而提高產(chǎn)奶量、改善乳成分。MP濃度增加對(duì)ECM和乳成分的促進(jìn)主要與DE和MP攝入量的增加有關(guān)，因此當(dāng)日糧中苜蓿青貯比例和MP濃度最大時(shí)ECM產(chǎn)量將達(dá)到最大，苜蓿青貯比例最大、MP濃度約為11%時(shí)乳蛋白產(chǎn)量達(dá)到最大。

本文摘自 J Dairy Sci, 2009, 92(11):5595-5606, 原作者為Weiss W P,St-Pierre N R, Willett L B.