毛 江，焦浩鵬，梅銀財(cái)，龍海霞，何 翠，宋良榮，楊曉娟

（新希望乳業(yè)股份有限公司，四川成都 610000）

當(dāng)前，中國(guó)奶牛養(yǎng)殖逐漸走向規(guī)?；?、集約化、專業(yè)化，但同時(shí)以規(guī)模化牧場(chǎng)為主的集約型養(yǎng)殖模式引發(fā)的環(huán)境污染問(wèn)題也日漸凸顯。如何通過(guò)科學(xué)的技術(shù)措施對(duì)奶牛進(jìn)行高效地飼養(yǎng)管理，降低泌乳奶牛氮排放、提高氮利用率、減少奶牛養(yǎng)殖對(duì)環(huán)境的污染是奶牛養(yǎng)殖亟需解決的問(wèn)題之一。

泌乳奶牛對(duì)氮的利用受多種因素影響，如奶牛自身生物遺傳因素、泌乳階段、營(yíng)養(yǎng)因素、環(huán)境因素等。其中，營(yíng)養(yǎng)因素是影響泌乳奶牛氮利用的重要因素之一，可以通過(guò)優(yōu)化奶牛日糧配方和營(yíng)養(yǎng)調(diào)控來(lái)降低奶牛氮排放，提高奶牛對(duì)氮的利用率。本文主要綜述了影響泌乳奶牛氮利用的營(yíng)養(yǎng)因素，為提高飼糧中氮的利用及降低環(huán)境壓力等方面研究提供理論參考。

1 泌乳奶牛氮排放與利用

奶牛作為反芻動(dòng)物，消化系統(tǒng)復(fù)雜，采食量大，泌乳奶牛平均每天的干物質(zhì)采食量為20～30 kg，通過(guò)采食飼糧攝入大量的氮，經(jīng)機(jī)體代謝后，大部分氮經(jīng)尿液、糞便及乳液3 個(gè)途徑排出尿氮、糞氮及乳氮，乳氮中95%是真蛋白氮，5%是非蛋白氮，其余少部分氮被機(jī)體吸收沉積在機(jī)體中[1]。奶牛氮利用率是奶牛將氮轉(zhuǎn)化為蛋白質(zhì)的效率，蛋白質(zhì)包括牛奶中的蛋白質(zhì)、奶牛自身貯存和代謝的蛋白質(zhì)等。有研究報(bào)道，由于自身生物遺傳的限制，泌乳奶牛對(duì)氮的利用率僅為20%～35%[2]，這意味著65%～80%氮隨著糞和尿被排出體外。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2016 年中國(guó)奶?？偞鏅诹考s為1 413 萬(wàn)頭，奶牛每天的排糞量為30～50 kg，排尿量為15～25 kg[3]，每年將產(chǎn)生2.3×108～3.8×108t 糞尿，糞和尿中大量的氮成為污染空氣、水質(zhì)和土壤的主要因素。據(jù)李秋鳳等[4]研究報(bào)道，中國(guó)每年奶牛養(yǎng)殖污染總氮量為2.23×105t。喬巖瑞[5]認(rèn)為，泌乳奶牛糞氮和尿氮與其氮攝入量、日糧蛋白質(zhì)消化率以及飼料粗蛋白質(zhì)生物學(xué)價(jià)值有關(guān)，并提出糞氮與尿氮的計(jì)算公式，其中，飼料粗蛋白質(zhì)生物學(xué)價(jià)值與氨基酸平衡有關(guān)，氨基酸限制性越強(qiáng)，粗蛋白質(zhì)生物學(xué)價(jià)值越高。

其中，糞氮和尿氮是影響氮利用率的關(guān)鍵因素，而糞氮和尿氮與奶牛營(yíng)養(yǎng)代謝有很大的關(guān)系，因此營(yíng)養(yǎng)因素是影響奶牛氮利用率的重要因素。

2 影響泌乳奶牛氮利用的主要營(yíng)養(yǎng)因素

2.1 日糧精粗比 相比傳統(tǒng)精、粗料分開(kāi)飼喂模式，現(xiàn)代規(guī)?；膛?chǎng)大都采用全混合日糧（TMR）飼喂模式，保證奶牛攝入日糧的精粗比，從而更有利于奶牛瘤胃環(huán)境的穩(wěn)定與健康。不同精粗比的日糧不僅影響奶牛的瘤胃健康和生產(chǎn)性能，也會(huì)影響奶牛對(duì)蛋白質(zhì)的降解，進(jìn)而影響奶牛氮利用。王吉峰等[7]試驗(yàn)結(jié)果表明，日糧精粗比是影響泌乳奶牛飼料瘤胃降解率及生產(chǎn)性能的重要因素，且高精料日糧顯著抑制了纖維素分解菌的活性，導(dǎo)致蛋白質(zhì)的降解也受到限制，進(jìn)而影響奶牛對(duì)氮的利用。孫德成等[8]研究表明，精粗比為40∶60 和50∶50 的試驗(yàn)組奶牛，其氮利用率和生產(chǎn)性能均高于精粗比為20∶80、30∶70、60∶40 和70∶30 的試驗(yàn)組奶牛。孫亞波等[9]研究表明，與其他試驗(yàn)組相比，精粗比為40∶60 時(shí)最有利于奶牛對(duì)日糧中蛋白質(zhì)的消化和利用，即氮利用率最高。陳子寧等[10]試驗(yàn)表明，泌乳奶牛日糧精粗比例為1∶1 時(shí)，可降解氮的利用率最高，且泌乳奶牛精粗比不宜超過(guò)6∶4，7∶3 則是極限。綜合以上研究報(bào)道，在實(shí)際生產(chǎn)中，保證奶牛正常生產(chǎn)性能情況下，適當(dāng)降低精粗比（不低于4∶6），不僅能提高氮利用率，更有利于穩(wěn)定瘤胃環(huán)境，保持瘤胃健康。

2.2 日糧蛋白質(zhì) 奶牛日糧中粗蛋白質(zhì)的水平和組成是影響奶牛氮利用的最直接因素。

2.2.1 粗蛋白質(zhì)水平 日糧中粗蛋白質(zhì)水平過(guò)高，會(huì)造成飼料資源的浪費(fèi)，增加奶牛糞氮和尿氮的排放量，從而引發(fā)環(huán)境問(wèn)題；相反，如果日糧中蛋白質(zhì)水平過(guò)低，雖然能降低糞尿中氮的含量，提高奶牛氮利用率，但可能無(wú)法滿足奶牛正常生產(chǎn)代謝，影響奶牛產(chǎn)奶量和乳品質(zhì)。Castillo 等[11]試驗(yàn)表明，當(dāng)奶牛攝入氮超過(guò)400 g/d 時(shí)，多余的氮會(huì)隨尿液排出，且隨日糧中蛋白質(zhì)水平的增加，尿中氮含量也會(huì)增加。Danes 等[12]研究結(jié)果也表明，牛奶尿素氮隨日糧中蛋白質(zhì)水平的增加呈上升趨勢(shì)，氮利用率會(huì)隨日糧中蛋白質(zhì)水平上升而下降。Groff 等[13]研究指出，牛奶尿素氮、血漿尿素氮、糞氮和尿氮均隨奶牛日糧中蛋白質(zhì)含量的增加而增加，且當(dāng)日糧中蛋白水平達(dá)到17% 時(shí)，氮利用率最高。Sinclair 等[14]的結(jié)果顯示，當(dāng)奶牛日糧蛋白水平為14% 時(shí)，奶牛氮利用率最高。可能是二者試驗(yàn)期間日糧結(jié)構(gòu)、試驗(yàn)牛只、泌乳階段等因素不同，導(dǎo)致蛋白質(zhì)降解率和氮利用率差別較大。張峰等[15]研究表明，當(dāng)日糧中蛋白質(zhì)水平從20.7% 降到15.5%，糞氮含量逐漸降低，氮利用率有升高趨勢(shì)。王星凌等[16]試驗(yàn)表明，日糧蛋白質(zhì)水平為12.56%和13.96%組的氮利用率顯著高于15.53%和16.93% 組，且隨日糧蛋白質(zhì)水平的增加，尿中尿素氮和奶中尿素氮都呈增加趨勢(shì)，在蛋白質(zhì)水平為13.9%時(shí)，氮利用率達(dá)到最大值。

2.2.2 蛋白質(zhì)的組成 根據(jù)奶牛日糧蛋白質(zhì)在瘤胃中的消化情況可分為瘤胃可降解蛋白（Rumen Degradable Protein，RDP）和瘤胃非降解蛋白（Rumen Undegradable Protein，RUP），奶牛日糧蛋白質(zhì)中RDP 和RUP 必須合理搭配。當(dāng)RDP 進(jìn)入瘤胃被微生物降解后，為微生物蛋白合成提供氮源，但是奶牛微生物蛋白合成量有限，最大值約為1.59 kg/d[17]，如果RDP 比例過(guò)高就會(huì)導(dǎo)致瘤胃中過(guò)量的氨進(jìn)入血液參與再循環(huán)或隨尿液排出體外，降低了氮利用率。因此，奶牛蛋白質(zhì)需求一部分來(lái)自RDP，其余必須由RUP 提供，且泌乳奶牛產(chǎn)奶量越高，RUP的需要量也越多[18]。倪麗麗等[19]試驗(yàn)表明，當(dāng)日糧中粗蛋白質(zhì)水平從14.5% 降至12.5% 時(shí)，對(duì)產(chǎn)奶量無(wú)顯著影響；提高日糧的RUP 水平不僅對(duì)提高產(chǎn)奶量有一定促進(jìn)作用，還能降低氮排出量，提高氮利用率。孫燕勇等[20]報(bào)道，奶牛產(chǎn)奶量從25 kg/d 提高到40 kg/d 時(shí)，日糧干物質(zhì)中RUP 需求量從3% 增加到10%，表明提高RUP 使用量可以提高產(chǎn)奶量，減少飼料浪費(fèi)，提高氮利用率。

日糧中蛋白質(zhì)的含量和組成是影響奶牛氮利用率的重要因素，在實(shí)際生產(chǎn)中適當(dāng)降低日糧中的粗蛋白質(zhì)水平，同時(shí)提高RUP 用量，不僅能滿足奶牛對(duì)蛋白質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)需求，還能提高飼料利用率和產(chǎn)奶量、保證奶牛健康、減少氮排放，減少奶牛養(yǎng)殖對(duì)周圍環(huán)境的污染。

2.3 過(guò)瘤胃氨基酸 日糧中每一種蛋白質(zhì)都由不同種類和數(shù)量的氨基酸構(gòu)成，奶牛對(duì)日糧中蛋白質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)需求實(shí)質(zhì)在很大程度上是對(duì)不同種類氨基酸的營(yíng)養(yǎng)需求[21]。Apelo 等[22]研究顯示，奶牛日糧營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)為低蛋白質(zhì)、高過(guò)瘤胃蛋氨酸時(shí)，牛奶尿素氮和尿中尿素氮都較低，氮利用率提高。Broderivek 等[23]試驗(yàn)表明，在添加過(guò)瘤胃氨基酸的情況下，即使降低日糧中蛋白質(zhì)水平，牛奶產(chǎn)量和乳蛋白含量也不會(huì)降低，反而會(huì)增加。Dinne等[24]研究表明，奶牛日糧中添加過(guò)瘤胃氨基酸可以提高氮利用率，增加奶牛體內(nèi)氮沉積。Noftsger 等[25]試驗(yàn)得出相似的結(jié)果，即奶牛日糧中添加過(guò)瘤胃氨基酸時(shí)，氮利用率會(huì)顯著提高。Chen 等[26]研究發(fā)現(xiàn)，添加過(guò)瘤胃蛋氨酸不僅可提高奶牛氮利用率和能量校正乳，還能降低低蛋白日糧對(duì)奶牛生產(chǎn)性能的影響。Lee 等[27]指出，在日糧中補(bǔ)充過(guò)瘤胃賴氨酸和蛋氨酸后，可以在不影響奶牛生產(chǎn)性能的情況下，降低尿氮排泄和糞中NH3排放。這些研究都證明了奶牛對(duì)蛋白質(zhì)的需求很大程度上是對(duì)氨基酸的營(yíng)養(yǎng)需求，使用一定量過(guò)瘤胃氨基酸是提高奶牛氮利用率的重要措施；同時(shí)，日糧中單一蛋白質(zhì)的氨基酸種類有限，很難滿足奶牛生產(chǎn)代謝，如果在日糧中加入不同種類的過(guò)瘤胃氨基酸，不僅能直接滿足奶牛對(duì)氨基酸的營(yíng)養(yǎng)需求，還能避免氨基酸在瘤胃中就被分解為水、CO2和氨，提高氮利用率，但由于過(guò)瘤胃氨基酸成本較高，實(shí)際生產(chǎn)使用時(shí)，需綜合考慮投入和產(chǎn)出效益，適當(dāng)?shù)厥褂眠^(guò)瘤胃氨基酸。

2.4 碳水化合物 日糧中碳水化合物在奶牛瘤胃微生物作用下產(chǎn)生乙酸、丙酸、丁酸、異丁酸、異戊酸等揮發(fā)性脂肪酸，而這些揮發(fā)性脂肪酸是奶牛主要的能量來(lái)源，因此日糧中的碳水化合物在奶牛營(yíng)養(yǎng)中起著重要作用[28]。碳水化合物包括結(jié)構(gòu)性碳水化合物（Structual Carbohydrates，SC）和非結(jié)構(gòu)性碳水化合物（Non-Structual Carbohydrates，NSC），而NSC 較SC 更能促進(jìn)瘤胃微生物生長(zhǎng)和瘤胃發(fā)酵，并且提高氮利用率[29]。Hristov 等[30]研究結(jié)果表明，當(dāng)奶牛日糧中添加NSC 時(shí)，日糧中的氮利用效率提高，血漿尿素氮和尿中尿素氮的含量都會(huì)降低。Alddrich 等[31]研究表明，添加一定量淀粉能增加奶牛日糧氮利用率。Cantalapiedra-Hijar 等[32]試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，淀粉可以促進(jìn)奶牛乳蛋白質(zhì)的合成，提高氮利用率，彌補(bǔ)日糧中蛋白不足引起的乳品質(zhì)下降。王笑笑等[33]認(rèn)為，通過(guò)改變?nèi)占Z中碳水化合物的組成和比例可提高奶牛的乳蛋白合成和氮利用效率，減少環(huán)境污染。趙勐等[34]研究發(fā)現(xiàn)，奶牛對(duì)氮的利用率隨日糧中中性洗滌纖維與淀粉的比例（0.86、1.18、1.63 和2.34）升高呈二次曲線變化，當(dāng)比例達(dá)到1.63 時(shí)，奶牛氮利用率達(dá)到最大值。此外，譚支良等[35]研究報(bào)道，當(dāng)日糧中SC 和NSC 的比例為2.64 時(shí)，瘤胃發(fā)酵達(dá)到最佳，此時(shí)瘤胃中微生物蛋白的合成效率最高。適當(dāng)?shù)腟C 與NSC 比例能促進(jìn)反芻動(dòng)物瘤胃發(fā)酵，提高瘤胃氨和飼料氮利用率，因?yàn)槲⑸锏鞍资悄膛：铣扇榈鞍椎闹匾獊?lái)源，而SC 與NSC 的比例是影響奶牛瘤胃微生物生長(zhǎng)和瘤胃發(fā)酵的重要因素。因此，碳水化合物的結(jié)構(gòu)組成是影響氮利用的重要因素。

2.5 能氮平衡 奶牛日糧中能氮平衡是影響瘤胃合成微生物蛋白的關(guān)鍵因素。如果能氮不平衡，不僅會(huì)造成飼料資源的浪費(fèi)，而且會(huì)增加奶牛的代謝負(fù)擔(dān)，最終隨糞尿以氮的形式排放到環(huán)境中[36]。于錦皓等[37]研究報(bào)道，當(dāng)?shù)厝狈r(shí)，奶牛瘤胃微生物的生長(zhǎng)因偶聯(lián)作用而受到抑制，每單位能量合成的蛋白質(zhì)量相應(yīng)減少；相反，當(dāng)?shù)爻渥銜r(shí)，瘤胃微生物蛋白合成量以及合成效率隨能量的增加大幅提升。陳瑤等[38]試驗(yàn)表明，奶牛瘤胃能氮平衡為正值時(shí)的牛奶尿素氮顯著低于能氮平衡為負(fù)值時(shí)。倪傳武等[39]試驗(yàn)顯示，TMR 瘤胃能氮平衡接近0 時(shí)，微生物的氮轉(zhuǎn)化效率高于85%，而TMR瘤胃能氮平衡為負(fù)值時(shí)，微生物的氮轉(zhuǎn)化率僅為66%。Garg 等[40]研究表明，與處于能氮負(fù)平衡的中低產(chǎn)奶牛相比，能氮平衡為正值的中低產(chǎn)奶牛，氮沉積均升高，瘤胃微生物蛋白合成量從36% 上升至38%。因此，可以根據(jù)能氮平衡原理科學(xué)合理地配制奶牛日糧，促進(jìn)能氮平衡，提高瘤胃微生物的活性，增加微生物蛋白的合成量，提高氮利用率。

3 結(jié) 語(yǔ)

從以上研究來(lái)看，影響奶牛氮利用率的最主要營(yíng)養(yǎng)因素有日糧精粗比、蛋白質(zhì)、氨基酸、碳水化合物、能氮平衡等。其中，日糧蛋白質(zhì)水平對(duì)奶牛氮利用率的影響是眾多學(xué)者研究熱點(diǎn)，且研究結(jié)果一致表明奶牛日糧中蛋白質(zhì)水平過(guò)高會(huì)降低氮利用率，但在實(shí)際生產(chǎn)中，很多規(guī)?；膛?chǎng)為了追求奶牛高生產(chǎn)效率，采用高蛋白水平日糧，不僅造成大量飼料資源浪費(fèi)，而且還會(huì)影響奶牛瘤胃健康，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看并不可取。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，未來(lái)或可從營(yíng)養(yǎng)因素之外的其他因素探究對(duì)泌乳奶牛氮利用率的影響，如奶牛自身遺傳因素等，進(jìn)而尋找新方法提高奶牛氮利用效率。