童 雄, 李大剛, 閔 力, 李 平, 胡 斌, 孟繁明, 王 剛
(廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院動物科學(xué)研究所,畜禽育種國家重點實驗室,廣東省畜禽育種與營養(yǎng)研究重點實驗室,廣東廣州510640)
廣東大部分地區(qū)屬于華南亞熱帶季風(fēng)海洋性氣候,以廣州為參照,全年有長達8 個月的高溫高濕天氣,年均溫濕度可達23 ℃和75% (童雄等,2018), 高溫高濕會對奶牛產(chǎn)生嚴重的熱應(yīng)激損傷, 進而降低奶牛的生產(chǎn)性能 (Vujanac 等,2012)。此外,奶牛在泌乳后期階段,其乳脂和乳蛋白率會隨著泌乳天數(shù)的延長而呈現(xiàn)增長的趨勢(童雄等,2018;Heck 等,2009), 機體對日糧氮及其他營養(yǎng)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化效率會降低, 導(dǎo)致飼料消化率降低,乳尿素氮含量升高(楊海昱,2019;李勝利,2017);同時,經(jīng)歷長期泌乳擠壓會對奶牛乳房造成機械性損傷,使其乳頭括約肌功能衰退,致使乳中體細胞數(shù)增加(Bielfeldt 等,2004)。內(nèi)源酶激活劑是一類增強內(nèi)源酶催化活性的小肽, 通過與動物內(nèi)源酶分子進行結(jié)合修飾, 可改變內(nèi)源酶的分子結(jié)構(gòu)和催化活性。研究表明,小肽蛋白具有提高奶產(chǎn)量、乳脂和乳蛋白含量,降低乳體細胞數(shù)和氮總排泄量等諸多功能(呂偉,2018;符磊,2017;吳 丹 丹 等,2016a; 吳 丹 丹 等,2016b; 姜 寧 等,2006); 但這些研究主要集中在蛋白供給型小肽,對于內(nèi)源酶激活劑類型的功能小肽的研究鮮有報道。因此,本研究通過在基礎(chǔ)日糧中添加內(nèi)源酶激活劑, 旨在研究該功能小肽對華南地區(qū)泌乳后期奶牛生產(chǎn)性能和飼料消化率的影響, 為該類小肽在奶牛生產(chǎn)中的應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。
1.1 試驗材料 試驗所用反芻動物內(nèi)源酶激活劑由上海納施達生物工程有限公司提供; 試驗動物為廣東某規(guī)模化牧場提供的荷斯坦泌乳牛。
1.2 飼養(yǎng)管理 試驗時間為2016 年4 至5 月,試驗牛群分組后采用散欄式飼養(yǎng)模式, 基礎(chǔ)日糧為TMR 全混合日糧, 分2 次飼喂 (每天6:30 和17:00,飼喂比例為6:4),日常牛群的健康維護按照牧場統(tǒng)一標準執(zhí)行。 試驗期間牧場根據(jù)實際的生產(chǎn)需要進行1 次基礎(chǔ)日糧的調(diào)整,因此,試驗期存在基礎(chǔ)日糧1 和2(表1)。
表1 試驗期日糧組成及營養(yǎng)水平(干物質(zhì)基礎(chǔ))
1.3 試驗設(shè)計 采用單因子隨機分組的試驗設(shè)計,選 取60 頭胎 次(2 胎)、泌 乳 天 數(shù)[(212.99±3.84)d]、日均產(chǎn)奶量[(23.18±0.67)kg]相近的荷斯坦奶牛,分為2 組(試驗組和對照組),每組30頭,組間產(chǎn)奶量和乳成分無顯著差異(表2)。 對照組飼喂TMR 全混合日糧, 試驗組通過在精補料中均勻混合的方式,在對照組基礎(chǔ)日糧中添加60 g/d·頭內(nèi)源酶激活劑,兩組日糧TMR 攪拌時間和飼喂時間保持一致?;谠囼炂谀翀龌A(chǔ)日糧調(diào)整,試驗時期設(shè)定為:(1) 添加內(nèi)源酶激活劑的預(yù)試期7 d;(2)基礎(chǔ)日糧1 + 內(nèi)源酶激活劑正試期14 d;(3)基礎(chǔ)日糧1 轉(zhuǎn)換為基礎(chǔ)日糧2 的過渡期5 d;(4)基礎(chǔ)日糧2 + 內(nèi)源酶激活劑正試期14 d。
1.4 牛群生產(chǎn)性能和飼料消化率指標測定
表2 試驗前分組牛群的基本資料
1.4.1 奶產(chǎn)量與乳成分測定 試驗?zāi)翀霾捎脵C械化擠奶系統(tǒng),每天早晚各擠奶一次。在試驗前1 周(7 d)和正式期4 周(共28 d),在牧場正常擠奶流程的基礎(chǔ)上, 應(yīng)用流量計每天測定早晚班次的產(chǎn)奶量。在試驗前1 周和正式期結(jié)束的最后1 天,按照早晚6:4 的比例采集共40 mL 奶樣并混勻,添加DHI 專用防腐劑,應(yīng)用自動乳成分分析儀進行乳成分測定。
1.4.2 飼料消化率指標測定 在試驗前1 周和正式期4 周期間,選定每周最后1 天,采集約2 夸脫(1 夸脫=1.136 L)的牛群糞便,應(yīng)用Nasco 三層糞篩[第一層:3/16 英寸(4.76 mm);第二層:3/32 英寸(2.38 mm);第三層:1/16 英寸(1.59 mm)]進行篩檢,對各層糞樣進行稱重,計算糞重比例。 糞便采集的標準如下:(1)現(xiàn)采現(xiàn)用,無飼料污染,平衡各種類型糞便的比例;(2) 糞便樣本數(shù)代表至少10 頭牛(1/3 牛群)以上。
1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析 試驗數(shù)據(jù)采用R-3.5.1軟件進行單因素方差(one-way ANOVA)分析,當(dāng)方差統(tǒng)計達到顯著水平時, 采用Bonferroni 法進行組間多重比較。 結(jié)果以“平均值±標準誤”表示,以P ≤0.05 為差異顯著判斷標準。
2.1 內(nèi)源酶激活劑對泌乳后期奶牛產(chǎn)奶量的影響 由表3 可知,相比對照組,試驗組在添加內(nèi)源酶激活劑的4 周(包含基礎(chǔ)日糧1 和2)對泌乳后期奶牛的產(chǎn)奶量均無提升作用(P >0.05);相比試驗前1 周,在添加試驗期間,除基礎(chǔ)日糧1+激活劑第2 周外, 試驗組和對照組的日均產(chǎn)奶量均隨著奶牛泌乳期的延長而逐步降低, 基礎(chǔ)日糧2+激活劑第2 周的產(chǎn)奶量顯著下降(P <0.05)。
表3 內(nèi)源酶激活劑對奶牛日均產(chǎn)奶量的影響kg
2.2 內(nèi)源酶激活劑對泌乳后期奶牛乳成分的影響 與試驗前牛群的乳成分相比(表2),表4 中各項成分指標中除體細胞數(shù)外, 均有一定程度的增加,但未達到顯著水平(P >0.05);相比對照組,試驗組中乳脂率和乳蛋白率的均值增長幅度(0.10%和0.09%) 略 高 于 對 照 組 (0.07%和0.04%),而乳尿素氮的均值增幅(0.04 mg/100mL)低于對照組(0.93 mg/100 mL),試驗組體細胞數(shù)略有降低(0.23 萬個/mL),而對照組有一定增加(6.62 萬個/mL), 但兩組之間差異無顯著性 (P >0.05);因此,試驗組添加內(nèi)源酶激活劑對乳成分指標均無顯著影響。
表4 內(nèi)源酶激活劑對奶牛乳成分的影響
2.3 內(nèi)源酶激活劑對泌乳后期奶牛飼料消化率的影響 由表5 可知,試驗前1 周,兩組在糞篩各層所占比例基本一致?;A(chǔ)日糧1+激活劑的2 周內(nèi), 試驗組和對照組第3 層糞重所占比例均呈現(xiàn)上升趨勢;在基礎(chǔ)日糧1+激活劑第2 周,試驗組第3 層糞重比例明顯高于對照組。 基礎(chǔ)日糧1 轉(zhuǎn)換為基礎(chǔ)日糧2 之后,在基礎(chǔ)日糧2+激活劑第1周,試驗組第3 層糞重比例仍明顯高于對照組;但在第2 周,試驗組第3 層糞重比例趨近于對照組,而第2 層糞重比例高于對照組。
3.1 內(nèi)源酶激活劑對泌乳后期奶牛產(chǎn)奶量的影響 本研究自試驗前到試驗期奶牛產(chǎn)奶量呈現(xiàn)明顯的下降趨勢, 其中相比試驗前1 周, 基礎(chǔ)日糧2+激活劑第2 周的產(chǎn)奶量顯著下降 (P <0.05),這與童雄等(2018)和王建平等(2008)報道的南方4 ~5 月份氣溫逐漸升高以及泌乳后期泌乳天數(shù)的增加等因素導(dǎo)致產(chǎn)奶量降低密切相關(guān)。 反芻動物主要以小肽的形式吸收蛋白質(zhì)營養(yǎng)(Chen 等,1987),補充小肽蛋白可提高蛋白質(zhì)利用率,從而更好的發(fā)揮生產(chǎn)性能。吳丹丹等(2016)研究表明,在基礎(chǔ)日糧中添加小肽可顯著提高奶牛瘤胃微生物蛋白產(chǎn)量和產(chǎn)奶量。 呂偉(2018)在研究牛乳鐵蛋白活性肽時, 發(fā)現(xiàn)活性小肽對奶牛產(chǎn)奶量具有顯著提升作用。盡管這些研究均表明,小肽對奶牛產(chǎn)奶量具有促進作用, 但本研究中添加內(nèi)源酶激活劑小肽相比對照組并未檢測到產(chǎn)奶量的明顯提高。 導(dǎo)致產(chǎn)奶量異常變化的原因可能是小肽未經(jīng)過瘤胃保護處理影響消化吸收, 曹志軍等(2004)和姜寧等(2006)研究表明,添加保護性小肽比添加普通小肽對提高奶牛產(chǎn)奶量更為有效, 姜寧等(2006)發(fā)現(xiàn),添加普通小肽不能明顯提升奶牛產(chǎn)奶量;另外,小肽氨基酸組成會影響乳腺組織中乳蛋白合成,周苗苗等(2017)和Zhou 等(2015)發(fā)現(xiàn), 不同的小肽氨基酸組成會影響奶牛對小肽的攝取效率。
表5 內(nèi)源酶激活劑對奶牛飼料消化率的影響%
3.2 內(nèi)源酶激活劑對泌乳后期奶牛乳成分的影響 本研究結(jié)果顯示,試驗后乳脂率、乳蛋白率和乳尿素氮較試驗前有一定的增長但未達顯著水平(P >0.05),添加內(nèi)源酶激活劑組相比對照組具有更明顯提高乳脂率和乳蛋白率的作用, 而乳尿素氮則相反, 添加組增幅低于對照組。 常玲玲等(2010)和童雄等(2018)在研究南方集約化牧場不同泌乳月份奶牛乳成分的變化規(guī)律時發(fā)現(xiàn), 泌乳中后期(第3 個泌乳月之后)乳脂和乳蛋白率呈現(xiàn)逐漸上升的趨勢,而南方氣溫升高時,乳脂和乳蛋白率會隨之降低。此外,吳丹丹等(2016)和呂貞龍等(2008)在基礎(chǔ)精料日糧中添加小肽營養(yǎng)素后,牛奶中乳蛋白和乳脂率均有所提高, 其中吳丹丹等(2016)研究結(jié)果呈現(xiàn)顯著提高。因此,本研究中乳脂和乳蛋白率的變化是由試驗期氣候變化、泌乳時期延長和激活劑小肽的添加等因素綜合作用的結(jié)果。牛乳中尿素氮來源于血液尿素氮(BUN),該指標用于監(jiān)測日糧氮的平衡 (Godden 等,2001),其含量受泌乳天數(shù)、產(chǎn)犢季節(jié)、泌乳季節(jié)及月齡等多種非營養(yǎng)性因素影響(楊海昱,2019),并隨著泌乳天數(shù)的增加而增加, 這與本研究的結(jié)果一致。 吳丹丹等(2016)在研究小肽對奶牛氮排泄影響時發(fā)現(xiàn), 小肽能顯著提高日糧氮的泌乳轉(zhuǎn)化效率(P <0.05);這可能是本研究中添加激活劑小肽后乳尿素氮含量小幅降低的原因。
體細胞數(shù)是反映乳房健康的重要指標,Klaas等(2004)和魏琳琳等(2015)在研究泌乳時期對乳成分影響時, 均得出體細胞數(shù)隨泌乳期天數(shù)的增加而增加的結(jié)論, 這與本研究中對照組的體細胞數(shù)變化規(guī)律一致。相比對照組,添加組體細胞數(shù)略有降低,這與吳丹丹等(2016)和呂偉(2018)報道的結(jié)果一致, 說明小肽可能對奶牛隱性乳房炎具有一定的防治效用。
3.3 內(nèi)源酶激活劑對泌乳后期奶牛飼料消化率的影響 基礎(chǔ)日糧1+激活劑的2 周內(nèi),試驗組和對照組第3 層糞重比例均呈現(xiàn)上升趨勢, 這可能與試驗期TMR 攪拌時間嚴格控制保障飼料混合均勻有關(guān)。 在基礎(chǔ)日糧1+激活劑第2 周,試驗組第3 層糞重比例達到53%, 明顯高于對照組(40%); 基礎(chǔ)日糧1 轉(zhuǎn)換為基礎(chǔ)日糧2 之后的第1 周,試驗組第3 層糞重比例(40%)仍明顯高于對照組(30%);這說明內(nèi)源酶激活劑具有促進奶牛營養(yǎng)物質(zhì)消化吸收的功能。 符磊(2017)和姜寧等(2006)通過在日糧中添加小肽,發(fā)現(xiàn)干物質(zhì)、粗纖維和粗蛋白質(zhì)消化率得到顯著提高, 這與本研究的結(jié)論一致。 基礎(chǔ)日糧1 轉(zhuǎn)換為基礎(chǔ)日糧2 之后,試驗組和對照組第3 層糞重比例均下降,這說明日糧調(diào)整影響了飼料的消化率。
基礎(chǔ)日糧中添加60 g/d·頭內(nèi)源酶激活劑,一定程度上能提高泌乳后期奶牛的乳脂和乳蛋白率,提高日糧氮的泌乳轉(zhuǎn)化效率,降低乳中尿素氮含量和體細胞數(shù),提高奶牛飼料消化率,但對產(chǎn)奶量無明顯影響。