青贮红花苜蓿替代豆粕对奶牛营养价值的评估

刘玉莲

（青海省海北州祁连县畜牧兽医站，青海海北 810499）

红花苜蓿草是一种豆科植物，粗蛋白质含量高，对奶牛具有很高的营养价值。但由于青贮苜蓿饲料中可溶性粗蛋白质的比例较高，在青贮和瘤胃消化过程中粗蛋白质被广泛降解，因此，青贮苜蓿饲料的瘤胃降解性较青贮牧草低，可以为肠道提供更多的瘤胃未降解蛋白质（李改英等，2011）。因此，添加青贮苜蓿有可能减少豆粕或菜粕等蛋白原料的添加。除了微生物蛋白合成外，瘤胃未降解蛋白是一个重要的变量，被用于反刍动物的许多蛋白质评价；而另一个关键变量是瘤胃未降解蛋白的肠道消化率，它影响奶牛蛋白质供 应（Westreicher-Kristen等，2012）。Schulz等（2018）发现，随着日粮青贮苜蓿+小麦水平增加，牛奶蛋白浓度和尿嘌呤衍生物水平线性降低，表明进入十二指肠的微生物蛋白量减少。但其无法区分乳蛋白浓度的降低是否与微生物蛋白合成的减少有关，或者部分原因是由于进入十二指肠的瘤胃未降解蛋白量或消化率降低。因此，本研究的目的是评估用青贮红花苜蓿替代豆粕对瘤胃非降解蛋白和肠道可消化蛋白的影响。

1 材料与方法

1.1 日粮设计与动物分组 试验日粮用不同水平的青贮苜蓿代替豆粕中的粗蛋白质，全混合日粮的粗饲料和浓缩料按照3∶1组成，在干物质基础上，全混合日粮中的青贮苜蓿比例为15%、30%、45%和60%，日粮主要基于青贮玉米、豆粕、小麦和羽扇豆，日粮原料组成见表1。日粮原料和4种全混合日粮营养水平见表2。羽扇豆在全混合日粮中的比例平均为87.8 g/kg，小麦随着青贮苜蓿比例的增加逐渐取代豆粕以获得等氮日粮。因此，15%青贮苜蓿组日粮中含有159 g/kg豆粕而不含小麦，60%苜蓿草组含有168 g/kg小麦而不含豆粕。

表1 各试验日粮原料组成      g/kg

1.2 瘤胃降解 采用尼龙袋法对4只小母牛进行瘤胃插管试验。每天饲喂两次，每次3 kg草料和 3 kg。在干物质基础上，将（1.54±0.02）g的样本放入尼龙带，在每头牛的瘤胃中孵育2、8、16、24、32和 72 h。放入瘤胃前，将填充好的尼龙袋浸泡在39℃热水中5 min。参考Schulz等（2018）的方法进行后续操作。

1.3 小肠消化 将瘤胃孵育16 h后的饲料残基进行汇总，利用小肠移动尼龙法测定瘤胃未降解蛋白和其在小肠的消化率，详细操作方法见Loveday等（2006）的报道结果。日粮和瘤胃液中的干物质、有机物、粗蛋白质、粗脂肪、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维、中性或酸性洗涤不溶氮等采用常规养分分析方法测定。参考Sniffen等（1992）报道的康奈尔净能和蛋白系统对蛋白组分进行划分（A、B1、B2、B3、C）。

1.4 数据分析 使用SAS软件（9.2版）进行统计分析，利用GLM程序对数据进行方差分析，以检查日粮的饲喂效果。采用Tukey’s检验最小二乘法比较均值之间的差异。利用对比结果检验青贮苜蓿水平对变量影响的线性和二次曲线效应，P＜0.05表示差异有统计学意义。

2 结果与分析

2.1 化学分析 由表2可知，4种全混合日粮的化学成分相似，以干物质为基础，其成分有机物为（923±1.4）g/kg，粗蛋白质为（174±1.3）g/kg，粗脂肪为（21±0.6）g，中性洗涤纤维为（339±4.6）g/kg。但随着青贮苜蓿添加水平的升高，豆粕水平降低，木质素含量为28～41 g/kg，中性洗涤不溶氮含量为12.1～24.7 g/kg，酸性洗涤不溶氮为4.3～6.7 g/kg，同时蛋白组成中的A和B3分别由262 g/kg升高至374 g/kg、45 g/kg升高至102 g/kg，B2由530 g/kg降至379 g/kg。蛋白组成中的C有一定升高（从25 g/kg升高至28 g/kg）。

2.2 瘤胃降解 由表3可知，随着青贮苜蓿添加水平的升高，豆粕水平减少，瘤胃快速降解蛋白水平表现为线性升高（P＜0.05），从26.2 g/kg～212 g/kg，但对蛋白降解速率（c）无显著影响（33.1%/h，P＞0.05）。同时，非可溶性但潜在可降解蛋白（b）从810 g/kg线性下降至676 g/kg（P＜0.05），而总的可降解蛋白（a+b）从836 g/kg线 性 升 高 至 887 g/kg（P ＜ 0.05）。 各 时间段的瘤胃蛋白降解速率随着青贮苜蓿水平的升高和豆粕水平的减少表现为显著线性升高（P＜ 0.05），RUP2、RUP5和 RUP8分别从 208、266和315 g/kg蛋白下降至155、208和253 g/kg蛋白。各通过率下CP的电导率随RCS的增加和SBM比例的降低呈线性增加。结果RUP2、RUP5和RUP8的CP值分别从208 g/kg降至155 g/kg，从266 g/kg降至208 g/kg，从315 g/kg降至 253 g/kg（P＜ 0.05）。

表2 日粮原料和试验饲料的营养成分                       g/kg

经16 h瘤胃孵育后确定瘤胃蛋白降解性和全混合日粮中原料的非降解蛋白见表4。结果显示，青贮玉米中RUP含量高于豆粕（354和239 g/kg蛋白），青贮苜蓿和羽扇豆次之，小麦最低，分别是173、73.4和58.5 g/kg蛋白。但当以干物质基础表示时（g/kg干物质），豆粕RUP显著高于青贮苜蓿（109和34 g/kg干物质）（P＜0.05）。

2.3 小肠消化率 由表5可知，随着青贮苜蓿添加水平的升高，豆粕水平的降低，以g/kg蛋白表示的RUP从760线性下降至574（P＜0.05），但15%和30%青贮苜蓿组对RUP的影响无显著差异（P＞0.05）。日粮青贮苜蓿添加水平对瘤胃可消化蛋白无显著线性或二次曲线效应（P＞0.05）但30%青贮苜蓿组瘤胃可消化蛋白（949 g/kg）显著高于15%、45%和60%青贮苜蓿组（平均为 941 g/kg，P ＜ 0.05）。

3 讨论

3.1 瘤胃降解 由于微生物蛋白合成主要受瘤胃可利用能量的限制，随着产奶量的增加，对瘤胃未降解蛋白的需求及其占总蛋白需求的比例增加，因此，饲料中粗蛋白质在瘤胃的降解程度是影响蛋白质供应水平和动物生产性能的重要因素（Henke等，2017）。根据 CNCPS，粗蛋白质组分A表示粗蛋白质中非蛋白氮完全溶解并瞬间降解（NRC，2001）。由于豆科牧草中非蛋白氮的含量较高，青贮饲料中非蛋白氮含量随豆科牧草萎蔫和发酵过程蛋白质分解增加，因此，全混合日粮中粗蛋白质组分A的增加主要是由于青贮苜蓿水平增加而豆粕水平降低。本研究中，全混合日粮中粗蛋白质组分A与瘤胃未降解蛋白含量呈高度负相关，当日粮青贮苜蓿比例提高时，瘤胃未降解蛋白含量减少。但日粮中豆粕比例从159 g/kg降低到0 g/kg，由于豆粕的瘤胃未降解蛋白含量高于青贮苜蓿，因此，青贮苜蓿中的粗蛋白质不能完全替代豆粕中的粗蛋白质。此外，虽然试验中4种日粮配方具有相同的粗蛋白质水平，但在不同日粮中粗蛋白质组分存在显著差异，导致瘤胃降解参数的差异，使不同日粮之间瘤胃未降解蛋白含量存在差异。

表3 全混合日粮瘤胃粗蛋白质特性

表4 全混合日粮中原料孵育16 h后对瘤胃降解和非降解粗蛋白质水平的影响

表5 全混合日粮孵育16 h后对瘤胃降解、非降解粗蛋白质水平及消化率的影响

3.2 小肠消化 较多的瘤胃未降解蛋白在十二指肠中的流动并不一定导致氨基酸代谢供应的改善（Waghorn，2008），因为瘤胃未降解蛋白在小肠的消化率变化较大（Castro-Montoya等，2018）。本研究中15%青贮苜蓿组孵育16 h后瘤胃粗蛋白质降解与Castro-Montoya等（2018）报道的结果一致。但本研究中十二指肠对瘤胃未降解蛋白消化率的影响要高于他的报道（432 g/kg粗蛋白质），与Erasmus等（1990）报道结果一致（649 g/kg粗蛋白质）。在4种全混合日粮类型中，瘤胃未降解蛋白在小肠的消化率随瘤胃未降解蛋白含量的降低而降低。但瘤胃中粗蛋白质降解率低并不一定意味着瘤胃未降解蛋白在十二指肠的消化率高。因此，瘤胃未降解蛋白的十二指肠消化率似乎主要依赖于饲料类型，如牧草粗蛋白质通常比谷物和蛋白质原料的小肠消化率低很多，但来自于牧草的瘤胃非降解蛋白在一定程度上与细胞壁有关，细胞壁在小肠中不能被消化，在大肠中只能部分消化（Erasmus等，1994）。

4 结论

本研究发现，随着奶牛全混合日粮中青贮苜蓿添加水平的升高（以替代豆粕）降低了十二指肠中瘤胃未降解蛋白水平，从而减少代谢蛋白和氨基酸的供应。在本研究条件下，日粮青贮苜蓿添加水平小于30%时对瘤胃未降解蛋白和可消化蛋白水平无显著影响。因此，青贮苜蓿具有部分替代豆粕的潜力，但在高产奶牛饲料中必须限制其替代水平，或者用其他蛋白质原料来补偿其较高的添加水平。