日粮阴阳离子差在反刍动物生产中的研究进展

刘英春，罗佳捷，莫 逊,2

（1.湖南农业大学动物科学技术学院，长沙 410128；2.浏阳乐佰有机营养有限公司，长沙 410323）

矿物质元素对动物营养十分重要，随着单个矿物质元素研究的不断深入，矿物质元素之间的平衡也备受重视[1]。阴阳离子差（DCAD）是指日粮中每千克或每百克干物质所含的主要阳离子（Na+、K+、Ca2+、Mg2+）毫摩尔数与主要阴离子（Cl-、S2-、PO43-）毫摩尔数之差[2]。DCAD由Beede等于20世纪90年代初总结前人的研究提出，表达了饲粮中各种离子的含量及这些离子之间的比例关系，是综合考虑饲粮中的离子、探讨其共同效应的概念[3]。DCAD可以直接影响动物的生理活动和生产性能，因此，深入研究DCAD对于有效调节动物机体酸碱平衡、改善动物生产性能及维护动物健康等方面均具有重要意义。

1 DCAD对反刍动物生产性能的影响

关于日粮DCAD对反刍动物生产性能影响的报道较多，姚勤等给对照组和试验组奶牛饲喂DCAD分别为38.1和42.6 mEq·100 g-1干物质水平的日粮，结果表明，试验组奶牛在第7、14和21天分别比对照组奶牛多产奶0.20、0.70和1.96 kg，但DCAD对乳质参数未产生显著影响（P＞0.05）[4]。李秋凤等研究发现，DCAD为175 mEq·kg-1干物质水平的日粮能使奶牛的产奶量和标准乳产量分别提高6.6%和8.3%[5]。Harrison等通过添加结晶碳酸钾的方式来增加奶牛日粮的DCAD，并提高了乳脂率、乳产量及单位干物质的产奶效率[6]。Wildman等给奶牛饲喂DCAD分别为25和50 mEq·100kg-1干物质水平的饲粮，结果高DCAD饲粮提高了奶产量、乳脂率和乳蛋白率[7]。此外，也可见低DCAD日粮能改善动物生产性能及DCAD对动物生产性能影响不显著的报道，梁贤威等给围产期泌乳水牛饲喂DCAD分别为139.89、54.22、-29.11和-110.21mmol·kg-1的日粮，结果随着日粮DCAD水平的降低，乳中体细胞数极显著降低（P＜0.01），乳蛋白率、乳脂率和乳糖率均显著提高（P＜0.05）[8]。臧长江给热应激奶牛分别饲喂 DCAD 195.76、186.68、177.77、166.94 和239.12 mEq·kg-1干物质水平的日粮，结果产奶量和乳品质未发生显著变化（P＞0.05）[9]。

2 DCAD对反刍动物采食量和饲料消化率的影响

较高DCAD的日粮能影响反刍动物的代谢过程，稳定和提高瘤胃pH，使其更适合纤维分解微生物的生长和繁殖，保持消化道内消化酶系统的活性，从而提高采食量的饲料消化率。陈波等用Meta分析法分析了奶牛日粮DCAD对采食量的影响，发现奶牛的干物质采食量在DCAD为298.3 mmol·kg-1干物质时达到最高值[10]。Sharif等研究发现，给公水牛饲喂中等和高DCAD水平的日粮能增加其摄食量，并能改善瘤胃及消化动力学特性[11]。Wildman等研究发现，高DCAD日粮能使奶牛血清总氨基酸和必需氨基酸的浓度以及必需氨基酸占总氨基酸的比率提高，进而改善奶牛对氨基酸的利用率[12]。Hersom等发现，肉牛的干物质采食量在一定范围内随日粮DCAD值的升高而显著增加（P＜0.05）[13]。此外，王虎成等给绵羊饲喂DCAD分别为25、35、45和55 mEq·100 g-1干物质水平的日粮，发现DCAD为35 mEq·100 g-1干物质水平的日粮较有利于绵羊瘤胃发酵，干物质、有机质、酸性洗涤纤维（ADF）和中性洗涤纤维（NDF）的表观消化率均显著高于其他组（P＜0.05），氮和钾的表观存留率及钙和钠的表观吸收率也要高于其他组[14-15]。苗志国等研究表明，育肥羊的蛋白质、ADF和NDF消化率均随日粮DCAD水平的增加而呈现上升的趋势，且最适DCAD水平为500 mEq·kg-1干物质[16]。杨亮等研究发现，当麦秸-苜蓿型全混合日粮的DCAD为15 mEq·100g-1干物质水平时，绵羊的氮存留率最高，有利于对蛋白质的利用[17]。

3 DCAD对反刍动物矿物质代谢的影响

动物机体内的矿物质代谢是由多种动态平衡共同维持的，每个环节的改变都会对这种平衡产生影响。Grünberg等给围产期奶牛饲喂DCAD分别为-9和11 mEq·100 g-1干物质水平的饲粮，发现低DCAD组奶牛尿液中钙和磷的排泄水平较高，且代谢性酸中毒条件下，奶牛尿液中钙的排泄量会升高600%[18]。吴文璇等给卡斯特地区围产奶牛饲喂DCAD水平分别为81、20和-32 mmol·kg-1干物质水平的日粮，结果第3组奶牛血浆Ca、Cl水平显著高于第1组（P＜0.05），第2、3组奶牛低血钙的发生率也有所下降[19]。王虎成等给绵羊饲喂DCAD值分别为25、35、45和55 mEq·100 g-1干物质水平的日粮，结果DCAD 35 mEq·100 g-1组绵羊的血浆TAA、钙和磷浓度最接近绵羊健康指数[20]。臧长江给热应激奶牛分别饲喂DCAD为195.76、186.68、177.77、166.94和239.12 mEq·kg-1干物质水平的日粮，结果尿液中氯离子浓度随DCAD值的降低而显著或极显著升高[9]。Heron等和Penner等研究发现，低DCAD的梯牧草日粮能影响奶牛机体的钙代谢，当DCAD降低到1 mEq·100 g-1干物质水平时会增强奶牛维持体内钙平衡的能力[21-22]。因此，适当调节泌乳奶牛饲粮中的DCAD能有效防止乳热症的发生[23]。

4 DCAD对反刍动物机体酸碱平衡的影响

反刍动物通过复杂的离子平衡调节机制来维持机体的酸碱平衡和渗透压平衡，维护酶系统适宜的微环境，从而表现各种正常的机体功能。吴文旋研究发现，饲粮DCAD与奶牛尿液和血液的pH存在极显著的相关性和回归性，尿液pH与血液pH及血液HCO3-之间、血液pH及血液HCO3-之间存在极显著的相关性（P＜0.01），并断定DCAD可影响奶牛体内酸碱平衡状态，且尿液pH可作为评价DCAD水平调节围产期奶牛体液酸碱平衡状况的有效指标[24]。Luebbe等给阉羊羊羔饲喂DCAD分别为-45、-24、-16、-8、0、8、16、24、32和40 mEq·100g-1干物质水平的饲粮，发现其尿液pH随着日粮DCAD值的升高显著增加（P＜0.05）[25]。Apper-Bossard等研究发现，增加奶牛日粮DCAD可以提高奶牛血液pH、HCO3-和尿液pH[26]。此外，Jones等给山羊饲喂DCAD值分别为-150、-75、0和75 mEq·kg-1干物质水平的日粮，结果DCAD-150 mEq·kg-1组山羊的尿液pH、尿比重和血液pH均要低于其他3组[27]。尹召华等给荷斯坦奶牛分别饲喂DCAD为200、250、300和400 mEq·kg-1干物质水平的日粮，发现奶牛血液的pH和实际碳酸氢盐含量随DCAD的增加而显著升高，第3组奶牛的血液CO2总量和碱贮量极显著高于第1组（P＜0.01）[28]。

5 DCAD对动物血液生化指标的影响

杨赵伟等给绵羊饲喂DCAD分别为239.16、104.37、-0.83和-127.59 mEq·kg-1干物质水平的日粮，发现DCAD对绵羊脂肪代谢相关的血液指标有一定的影响，第1、4组绵羊瘤胃挥发性脂肪酸浓度及血清甘油三酯的浓度较低[29]。贾磊等给泌乳前期热应激奶牛饲喂DCAD分别为130.49、251.54和383.87 mEq·kg-1干物质水平的日粮，发现奶牛血液的缓冲能力和运氧能力显著升高（P＜0.05），氧饱和度随DCAD的增加而逐渐上升，第2组奶牛血清总蛋白和白蛋白含量显著高于其他两组（P＜0.05），而血清尿素氮和肌酸磷酸激酶水平显著低于其他两组（P＜0.05）[30]。曹维维等给泌乳盛期奶牛分别饲喂DCAD值为20、25、30和40 mEq·100g-1干物质水平的日粮，发现奶牛血液的缓冲能力和运氧能力、血糖浓度和血液尿素氮含量在一定范围内随日粮DCAD值的增加而显著上升（P＜0.05）[31]。刘大森等给对照组和试验组奶牛饲喂DCAD值分别为75、300、400和500 mEq·kg-1干物质水平的日粮，结果表明，DCAD 400 mEq·100g-1组奶牛血液中的催乳素、雌二醇、尿素、乳酸脱氢酶、肌酸磷酸激酶和总蛋白水平显著升高，而尿液中的尿素含量显著升高，钾离子和氯离子浓度显著降低（P＜0.05）[32]。此外，杨艳玲等泌乳前期热应激奶牛饲喂DCAD值分别为185、243、317和442 mEq·kg-1干物质水平的日粮，结果随着DCAD值的升高，奶牛血液碱性磷酸酶、T3和HCO3-水平均呈现上升的趋势，而肌酸激酶、皮质醇和T4水平则出现下降的趋势，综合考虑，DCAD值为275 mEq·kg-1时的饲喂效果最好[33]。李秋凤在泌乳前期和泌乳中后期中国荷斯坦奶牛精料中添加碳酸氢钠和碳酸钾来调节日粮阴阳离子平衡（DCAB），泌乳前期：A组DCAB为83 meq·kg-1DM、B组DCAB为275 meq·kg-1DM、C组DCAB为425 meq·kg-1DM；泌乳中后期：A′组DCAB为77 meq·kg-1DM、B′组DCAB为175 meq·kg-1DM、C′组DCAB为325 meq·kg-1DM，结果表明，DCAB显著影响泌乳奶牛的血气指标，在泌乳前期，与对照组相比B组和C组血清中的pH显著增加（P＜0.05），并且B组达到极显著水平（P＜0.01）；但泌乳中后期DCAB对奶牛血液中的pH的影响未达到显著水平（P＞0.05）；血液中的HCO3-浓度和CO2总量（TCO2）随着DCAB的增加而增加，其中泌乳前期B组的HCO3-浓度和TCO2显著地高于对照组（P＜0.05），其他各组间差异不显著；血液中的CO2分压随着DCAB的增加而显著降低（P＜0.05）；DCAB对血清中促黄体素（LH）、三碘甲腺氨酸（T3）、甲状腺素（T4）、皮质醇（COR）等影响不显著；血清中雌激素（E2）浓度随着DCAB的增加而显著增加，与对照组相比泌乳前期B组和C组奶牛血清中的E2浓度分别提高了149%（P＜0.01）和214%倍（P＜0.01）；血清中的肌酸磷酸激酶（CK）随着DCAB的增加而降低，与对照组相比，泌乳前期B组和C组奶牛血清中的CK分别降低了29.1%（P＜0.01）和25.2%（P＜0.01），泌乳中后期B组和C组奶牛血清中的CK分别降低了13.14%（P＞0.05）和9.01%（P＞0.05）[34]。

6 小 结

调节日粮阴阳离子差可有效改善反刍动物的生产性能、采食量和饲料消化率、矿物元素代谢、机体酸碱平衡状况和血液生化指标。但日粮阴阳离子差对反刍动物影响方面的研究工作仍需要深入开展，使DCAD在畜牧生产中发挥更大的作用。

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