日粮阴阳离子平衡对奶牛生产的影响

严 鸣，施靓轩，王馨影，张广宁

（东北农业大学动物科学技术学院，哈尔滨 150030）

调控动物体内酸碱平衡对维持动物机体的正常代谢，调节家畜生产性能，预防繁殖疾病的发生有重要意义。在奶牛生产过程中，日粮阴阳离子平衡技术能够维持奶牛瘤胃酸碱平衡，为瘤胃微生物菌群的代谢活动提供适合的生理环境，进而保证奶牛各项生理、生化指标的正常。阴阳离子平衡技术还被广泛应用于预防奶牛产后疾病与降低热应激对奶牛生产性能的影响。因此，日粮阴阳离子平衡技术的应用对奶牛生产与健康十分重要。

1 日粮阴阳离子差方程式与作用机理

日粮阴阳离子平衡（DCAB）又称阴阳离子差（DCAD），指日粮矿物质离子的酸碱性大小。具体表达式为DCAB=（Na++K++Ca2++Mg2+）-（Cl-+SO42-+HPO42-+H2PO4-+PO43-）。实际应用时通常只考虑主要离子，故该式可简化为（K++Na+-Cl-）。根据DCAB等式的计算结果，若数值为正值，则称为阳离子日粮；若数值为负值，则称为阴离子日粮。

藏长江等研究表明，体液中的离子具有调节体液pH、渗透压、神经兴奋、肌肉收缩等作用。由于血液中酸碱离子缓冲对的缓冲作用及内脏器官的代偿性调节作用，体液pH得以始终保持在一个比较狭小的区间内，但这种调节能力只在一定范围内实现，一旦超过其最大耐受限度，机体代谢就会出现紊乱[1]。体液的pH与饲料中阴阳离子的摄入、体内酸性物质的生成和阴阳离子代谢等联系十分紧密，因此可以通过在日粮中添加阴阳离子盐，使体液pH维持在利于机体生命活动的水平，从而提升家畜生产性能、防止家畜患繁殖疾病。机体内的主要阴阳离子如Na+、K+、Cl-和S2-不仅可以维持动物体内适当的pH，还对反刍动物有着特殊的作用。反刍动物瘤胃内微生物的各项生理活动需要矿质元素的作用。Na+、K+、Cl-等阴阳离子可以通过中和饲料中的酸性物质以及瘤胃微生物代谢产生的有机酸，使瘤胃内酸碱度保持在适宜瘤胃微生物活动的范围内，从而保证奶牛正常的消化过程，促进奶牛生产性能的提升，维持机体繁殖活动和代谢的正常。

2 DCAB对奶牛生产的影响

2.1 对奶牛营养物质代谢的影响

自DCAB提出以来，关于日粮阴阳离子平衡对奶牛营养物质代谢影响的报道层出不穷，日粮阴阳离子平衡对奶牛氮代谢、水代谢以及矿物质代谢有着不同程度的影响。研究表明，在奶牛泌乳盛期和泌乳末期，日粮DCAD对氮摄入量的影响不明显，而在泌乳中期，阳离子日粮能增加氮的平衡与摄入、吸收、沉积[2]。Delaquis等研究表明，提升日粮的阴阳离子差，可提升奶牛的水吸收量、饮水量和排尿量，而对于肾小球的滤过量没有显著影响（P＜0.05）[3]。郭冬生等研究表明，不同DCAB水平对围产期奶牛血清Ca2+、P3-、K+、Na+、Cl-、Mg2+离子浓度有不同程度的影响，给围产期母牛饲喂阴阳离子差为-128.45 mmol·kg-1DM日粮时，血清Ca2+浓度显著提高（P＜0.05），血清P3-浓度显著提高（P＜0.05）；给围产期母牛饲喂DCAB为-213.44mmol·kg-1DM日粮时，血清Cl-浓度显著提高（P＜0.05）；但日粮DCAB水平为50.80 mmol· kg-1DM与-46.91 mmol·kg-1DM时，血清Cl-浓度变化不显著（P＞0.05），另外添加阴离子盐，血清K+、Na+、Mg2+浓度有上升的趋势，但差异不显著（P＞0.05）[4]。研究表明，在泌乳早期和后期，日粮DCAD水平对奶牛粪、尿、乳中的Na+浓度影响不显著（P＞0.05），而在泌乳中期，饲喂DCAD为+200 m Eq·kg-1DM日粮显著提升了K+的摄入量和吸收量（P＜0.05）[2]。

2.2 对奶牛体内酸碱度的影响

一般情况下，细胞外液pH为7.4±0.05，只有在此范围内机体的代谢活动才能正常进行，而血液pH可以衡量机体酸碱平衡状况。调节日粮阴阳离子差可以维持奶牛体液pH的恒定，进而保证代谢的正常进行。给处在不同生理时期的奶牛饲喂不同阴阳离子差的日粮，对奶牛体液与血液酸碱度的调节有着不同的影响。熊双丽研究表明，给产前28 d至产犊的母牛添加不同DCAB水平阴离子日粮，母牛的尿液pH与阴离子盐添加量呈负相关[5]。而常誉等研究表明，给产前21 d至产前3 d母牛日粮中添加DCAB为-85.7 mmol·kg-1DM阴离子盐时，试验组尿液pH显著低于对照组（P＜0.05）[6]。李秋风等研究表明，给泌乳后期的奶牛饲喂DCAB水平分别为77、175与325 mmol·kg-1DM日粮时，血液pH与日粮阴阳离子差呈正相关，与尹召华等研究结果一致[7-8]。而李大刚研究表明，给围产期母牛日粮中添加阴离子盐对血液pH有一定影响[9]。

2.3 对奶牛健康状况的影响

2.3.1 对热应激奶牛产奶性能的影响

奶牛的热应激是指外界环境温度超过奶牛自身的体温调节能力而导致机体发生一系列不良反应，包括干物质采食量（DMI）降低、体重下降、产奶量降低等。日粮阴阳离子平衡对不同生理阶段的奶牛热应激反应有着不同的影响。研究日粮不同阴阳离子差对奶牛生产的影响，对保证高产奶牛的经济价值意义重大。张福寿等研究表明，给处在热应激条件下泌乳早期母牛饲喂阴阳离子差分别为185、243、317、442 m Eq·kg-1DM的日粮，母牛的产奶量有一定程度上的提升，但差异不显著（P＞0.05）。其中，给奶牛饲喂阴阳离子差为243mEq·kg-1DM日粮时，奶牛产奶量较高，乳蛋白、乳密度显著高于其他组（P＜0.05）；给处在热应激条件下泌乳中后期奶牛分别饲喂DCAB为83、172、217、357 m Eq· kg-1DM日粮时，结果表明，提升日粮DCAB水平对泌乳中后期热应激奶牛的产奶量的增加有显著促进作用（P＜0.05），乳蛋白率随DCAB增加而呈二次函数关系，差异显著（P＜0.05），乳脂率与日粮阴阳离子差呈正相关。其中，给泌乳中后期奶牛饲喂DCAB为357 m Eq·kg-1DM日粮时，各项指标显著高于其他试验组（P＜0.05）[10]。胡晓菲研究表明，当DCAB水平在31.32～501.69mEq·kg-1DM时，对热应激条件下的泌乳中期奶牛的产奶量影响显著，此结果与张福寿等对热应激乳奶牛的研究结果一致[11]。杨艳玲研究表明，给处在热应激条件下泌乳前期的奶牛饲喂DCAB分别为243、317与442 m Eq·kg-1DM日粮时，乳蛋白率比对照组分别提高3.07%、1.62%、0.61%，DCAB对乳脂率无影响[12]。

2.3.2 对奶牛繁殖疾病的影响

根据奶牛的生理特性，一般情况下将奶牛产犊前2～3周至产犊后2～3周这段时间划分为围产期。在奶牛的围产期，奶牛因胎儿生长、乳腺的恢复与泌乳的需要而使其营养成分增加，特别是钙的需要量增加，而分娩后其采食量又存在下降的趋势，导致奶牛机体存在能量负平衡的现象，从而影响奶牛机体组织代谢和营养物质的利用，使机体免疫机能下降，导致患各种疾病的概率大幅增加。同时，分娩后对钙的需要量迅速增加，如机体无法满足钙的需要量，则会导致血钙的降低，进而引发乳热症、乳房炎、皱胃变位、胎衣不下等繁殖疾病。常誉等研究表明，给奶牛饲喂DCAB为-85.7 mmoL·kg-1DM时，提高了产后血钙含量、血糖水平，减少了低血钙、皱胃变位、产后胎衣不下、乳热症和乳房炎等疾病的发生几率，其中胎衣不下发病率显著降低（P＜0.05）[6]。邓宇等研究表明，给围产期母牛饲喂DCAB为-100 m Eq·kg-1DM日粮，尿液与血液中钙的含量极显著增加（P＜0.01），粪便干物质中Ca2+含量显著降低（P＜0.05）[13]。因此，饲喂阴离子盐可以提高奶牛的生理健康，维持血钙平衡，提升产后奶牛对钙的利用，进而降低相关疾病的发生。

2.4 对奶牛干物质采食量与产奶性能的影响

有关日粮阴阳离子平衡对奶牛生产性能影响的研究较多，但不同生理阶段、不同日粮阴阳离子差对奶牛产奶性能与DMI影响的研究结果不完全相似。West等研究表明，在一定范围内奶牛干物质采食量随日粮阴阳离子差的增加而增加[14]。而李斌等研究表明，阴离子盐经与精料补充料充分混合后对奶牛DMI无显著影响。饲喂DCAB为负值的日粮可显著提升第1、2、3、4泌乳月矫正乳产量，但对乳蛋白、乳糖、非乳脂固形物（SNF）等成分的含量影响不显著（P＞0.05）[15]。研究表明，在泌乳早期和中期，奶牛的干物质采食量随日粮阴阳离子差的增加而增加，泌乳后期产奶量不受日粮DCAB水平影响；在泌乳早期的乳蛋白率与日粮阴阳离子平衡水平呈正相关，而在泌乳早期和中期，提高DCAB水平可提升乳糖含量；乳脂率始终保持稳定[2]。

3 使用阴离子时应注意的问题

3.1 监控阴离子盐的使用情况，并作出相应调整

陈碾管等研究表明，尿液pH与血液pH之间有着密切的联系，因此在阴离子盐使用过程中应每周定时测定尿液酸碱度，来确定阴离子盐的使用是否达到了预期的效果。尿液酸碱度的测定要求至少每周1次，且测定时应≥5头奶牛。在使用pH计或pH试纸测定尿液pH时要及时，平均尿液pH＞6.7，则表示所选用的阴离子盐未能很好提高产后奶牛的血钙水平，应该增加阴离子盐的添加比例；如果尿液pH为6.0～6.5，而且干物质采食量正常，则阴离子盐的添加达到其目的，应该维持该阴离子盐的饲喂。如果尿液pH平均值＜5.5，并且奶牛的干物质采食量也出现下降的趋势，则应当提升阴离子盐的阴阳离子平衡水平并限制使用量[16]。

3.2 将阴离子盐与其他饲料原料配制成全混合日粮

研究表明，在单独饲喂条件下，应该将阴离子盐与2.5～3.5 kg的大麦、高粱等谷物或浓缩饲料混合均匀后进行饲喂，并且每天阴离子盐的饲喂次数应≥ 2次[17]。

3.3 避免小苏打、食盐和苜蓿的使用

小苏打和苜蓿为弱碱性，阳离子含量较高。因此，饲用小苏打与苜蓿会提高阴离子盐的使用，造成用量过高而影响适口性。而阴离子盐中有较高Cl-，额外添加食盐同样会影响适口性，降低采食量。

3.4 根据原料离子水平配制阴离子日粮

奶牛日粮中，阴阳离子平衡水平一般较高，而日粮最佳DCAB水平应维持在-100～-150 m Eq·kg-1DM，因此应该了解日粮原料的K+、Na+、Cl-等离子的水平，计算出DCAB水平并根据计算结果配制适当的阴离子盐日粮。

4 小 结

根据奶牛不同生理时期调节日粮的DCAB，可使奶牛的瘤胃与体液pH维持在最佳的范围内，进而使奶牛消化机能保持稳定，机体代谢维持在较高的水平，以提升奶牛的干物质采食量、产奶量与乳品质，提高围产期奶牛对钙的利用，预防产后疾病的发生，为奶牛生产提供较好的经济价值。

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