全株玉米青贮、谷草和羊草组合全混合日粮饲喂干奶前期奶牛对其围产期生产性能和血液生化及免疫指标的影响

2019-12-20任伟忠高艳霞李秋凤曹玉凤李建国

草业学报 2019年12期

任伟忠，高艳霞，李秋凤，曹玉凤，李建国

(河北农业大学动物科技学院，河北保定071001)

提高农作物秸秆饲用化利用率是缓解饲草资源短缺的重要措施[1]，干奶牛饲养的目标是其获得适宜的体况，营养水平过高会导致肥胖，增加围产期患营养代谢病的风险，适宜的日粮饲料组合对于降低干奶牛饲养成本及围产奶牛发病率有重要意义。我国全株玉米(Zeamays)青贮饲料资源丰富，因其能量高、纤维含量低和单位面积干物质产量高等特性被广泛应用[2]。羊草(Leymuschinensis)的相对饲用价值较高，也是奶牛良好的粗饲料来源[3]。我国谷草(millet straw)产量颇丰，价格低廉，谷草粗蛋白含量适中，高于一般牧草和大多数农作物秸秆，是禾本科秸秆中品质最好的粗饲料[4]。谷草的合理应用可有利于解决优质饲草不足的问题，单独饲喂谷草可导致反刍动物采食量和营养物质的消化利用率降低[5]，但当与其他饲料或日粮一起饲喂时，可以改善动物采食量和新陈代谢。研究报道，饲喂农作物秸秆的家畜补饲优质牧草可以提高其利用率[6]。李妍等[7]在体外消化试验中，得出全株玉米秸秆、谷草、玉米秸秆青贮饲料之间的最优配比为12∶8∶80。刘丽英等[8]对玉米秸秆、苜蓿(Medicagosativa)、燕麦(Avenasativa)干草不同配比在绵羊的体外消化试验中研究证实，苜蓿的添加比例在30%以上时，组合效应显著增加，能明显地提高秸秆的消化率。研究证实，微生物发酵薯渣与玉米秸秆组合饲喂动物，可提高动物生产性能，降低动物饲养成本[9-11]。孙国强等[12]研究表明，复合处理麦秸、青贮玉米秸和精料组合比例是32∶48∶20时，奶牛体外瘤胃发酵效果最优。张薇薇等[13]研究显示，马铃薯(Solanumtuberosum)渣发酵产物与青贮玉米比例为1∶1时为最优组合，并能获得最佳经济效益。杨志林等[14]体外发酵试验中得出，全株玉米青贮与谷草的最佳配比是80∶20。赵鹤[15]研究表明，羊草与玉米青贮以50∶50时正组合效应程度最大。目前关于玉米秸秆青贮饲料组合效应的研究较多，主要集中在玉米秸秆青贮饲料与秸秆、牧草和薯渣等粗饲料的组合[12-13]。综上所述，前人就不同秸秆或薯渣搭配在体外进行了较多研究，而动物饲养试验较少。有关给干奶牛饲喂精料补充料、全株玉米青贮、谷草、羊草的组合日粮对其围产期生产性能及代谢的影响尚未见报道。本试验旨在研究干奶前期饲喂以全株玉米青贮为主型粗饲料，搭配不同比例的谷草、羊草和精料补充料对产后奶牛生产性能及血液指标的影响，筛选出在干奶前期日粮组分的适宜比例，为生产实践提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

谷草购于内蒙古赤峰市,羊草购于黑龙江大庆市。

1.2 试验设计

试验于2018 年3-6 月在保定市满城宏达奶牛场进行。选择健康、体况一致的干奶期荷斯坦奶牛45 头，根据体重、胎次及预产期接近的原则将奶牛随机分为试验A、B、C组，每组15 头。3 个试验组饲喂日粮各饲料组合比例分别为精饲料∶全株玉米青贮∶谷草∶羊草为16∶24∶30∶30(A组)、16∶24∶45∶15(B组)、16∶24∶60∶0(C组)。距预产期2 周将试验组全部牛只转入围产牛舍，全部试验牛只饲喂场内同一围产前期饲粮，产犊后转入新产牛舍并饲喂同一新产牛饲粮。试验期88 d,其中预试期7 d，正试期81 d (产前60 d至产后21 d)。

1.3 日粮配方与饲养管理

基础日粮参照NRC(2001)奶牛营养需要，其组成及营养水平见表1。试验牛散栏饲养，自由活动，生活环境一致，自由采食、自由饮水。全混合日粮(total mixed rations,TMR)饲喂。定期清理牛舍，保持牛舍环境卫生。

1.4 样品采集

1.4.1乳样的采集母牛产后 2 h 内采集初乳，每头牛采集50 mL，用以测定初乳免疫球蛋白G (immunoglobulin G, IgG)含量。通过挤奶厅自动计量器记录试验奶牛每天3 次的产奶量，计算各组的平均日产奶量。采集产后21 d的乳样(按早、中、晚乳样4∶3∶3混合而成),置-4 ℃保存，用于乳成分的检测。

1.4.2血样的采集试验正式开始后，分别于产前7 d、分娩当天、产后21 d早饲前颈静脉采血，收集15 mL，血于促凝管中，37 ℃水浴 0.5 h 后3000 r·min-1离心15 min，制备血清，储存于-20 ℃ 冰箱中备用。

1.5 测定指标

1.5.1干物质采食量(dry matter intake, DMI)的测定及体况评分试验分别于产后1、2、3 周记录每天每组投料量和剩料量和奶牛的体况，统计每头奶牛的日采食量，结合实测干物质含量计算干物质采食量。

表1 饲粮组成及其营养水平(干物质基础)

1)每kg预混料含有One kg of premix contained the following: VA 800000IU; VD3180000 IU; VE 7000 mg; 生物素Biotin 45 mg;β-胡萝卜素 β-carotene 300 mg; Cu 600 mg, Fe 1000 mg; Zn 2200 mg; Mn 1800 mg; Co 20 mg; Se 30 mg; I 39 mg; Mg 45 g; Ca 72 g; P 29 g.2)产奶净能为计算值，其他为实测值。NELwas a calculated value, while the others were measured values.

1.5.2犊牛初生重、IgG的测定犊牛出生后立即称重，记录初生重，初乳采集后立即用产于日本的折光仪(PAL-1)测定IgG含量。

选择进行高压氧治疗时应注意：(1)要掌握高压氧治疗的适应征和禁忌征；(2)应用高压氧治疗应在术后次日，患者生命体征平稳的情况下进行，不可强行治疗；(3)使用高压氧治疗也无法保证较大的血肿上的皮片成活，因此彻底止血是手术成功的关键；(4)术区应妥善制动，足部植皮应担架抬入，防止创伤基底面再出血；(5)幼儿使用高压氧治疗前开始应单独开舱，最高压力升为0.16 MPa，待3～4次适应后，再采用成人压力进行治疗。

1.5.3乳成分的测定恒温水浴锅 40 ℃水浴 30 min 后，用乳成分分析仪(MilkoScanTMMars)检测乳成分。检测指标包括乳脂率、乳蛋白率、乳糖率、乳尿素氮(milk urea nitrogen，MUN)、乳非脂固形物(solids-not-fat，SNF)。

1.5.4血液生化指标的测定 β-羟丁酸(beta-hydroxybutyric acid, BHBA)、甘油三酯(triglyceride, TG)、血液尿素氮(blood urea nitrogen, BUN)、非酯化性脂肪酸(non-esterifying fatty acids, NEFA)、瘦素(leptin, LP)、胆固醇(cholesterol, CHO)、胰岛素(insulin, INS)、胰岛素样生长因子(insulin-like growth factor, IGF-I)、免疫球蛋白G、免疫球蛋白A(immunoglobulin A, IgA)、免疫球蛋白M(immunoglobulin M, IgM)含量的测定均用牛酶联免疫吸附法(ELISA)试剂盒(中生北控生物科技股份有限公司)，用酶标仪测定。血糖(blood sugar, GLU)、谷草转氨酶(glutamic oxaloacetic transaminase, AST)、谷丙转氨酶(alanine aminotransferase, ALT)、总蛋白(total protein, TP)、白蛋白(albumin, ALB)含量的测定采用南京建成生物科技有限公司试剂盒，用荷兰威图Microlab-300 半自动生化分析仪进行测定。

1.6 统计与分析

采用SPSS 17.0软件进行单因素方差分析，用Duncan 氏法进行多重比较。试验结果用“平均值±标准误”表示，P<0.05为差异显著，P<0.01为差异极显著。

2 结果与分析

2.1 不同比例全株玉米青贮、谷草和羊草组合日粮对围产期奶牛产后干物质采食量和体况的影响

产后第1、2、3周试验A、B组的奶牛干物质采食量均显著高于C组(P<0.05)，B组最高(表2)，A、B组差异不显著(P>0.05)。产后第1周B组比A、C组分别提高4.69%(P>0.05)和10.46%(P<0.05)；产后第2周B组比A、C组分别提高4.47%(P>0.05)和7.79%(P<0.05)；产后第3周B组比A、C组分别提高0.71%(P>0.05)和5.65%(P<0.05)。

产后第1、2、3 周A、B组的奶牛体况评分均高于C组，产后第2周B组的奶牛体况评分比A、C组分别提高0.66%(P>0.05)和6.60%(P<0.05)；产后第3 周B组比A、C组分别提高4.33%(P>0.05)和9.06%(P<0.05)。

表2 干奶前期奶牛饲喂不同组合饲粮对其围产后期干物质采食量和体况的影响

注：同行不同小写字母表示差异显著(P<0.05)，相同或无字母表示差异不显著(P>0.05)，下同。

Note: Different lowercase letters of the same row indicate significant difference (P<0.05), the same or no letters indicate that the difference is not significant (P>0.05), the same below.

2.2 不同比例全株玉米青贮、谷草和羊草组合日粮对犊牛初生重和初乳IgG的影响

由表3可知，各试验组犊牛初生重差异不显著(P>0.05)，但与C组相比，A组B组均有增高趋势。试验A、B组初乳IgG含量极显著高于C组(P<0.01)，B组最高，比A、C组分别提高6.54%(P>0.05)和18.07%(P<0.01)。

2.3 不同比例全株玉米青贮、谷草和羊草组合日粮对产后21 d乳成分的影响

由表4可知，与C组相比，B组的产奶量提高9.00%(P<0.05)，乳非脂固形物率提高2.83%(P<0.05)，A组与B、C组产奶量和乳非脂固形物率差异不显著(P>0.05)。B组的乳蛋白率最高，比A、C组分别提高2.60%(P<0.05)和10.59%(P<0.05)。A组比C组的乳蛋白率提高7.79%(P<0.05)。与C组相比，A、B组乳糖率分别提高8.03%(P<0.01)和5.64%(P<0.01)，A、B组差异不显著(P>0.05)。各试验组间乳脂率和尿素氮无显著差异(P>0.05)，但B组尿素氮较A、C组有下降趋势。

2.4 不同比例全株玉米青贮、谷草和羊草组合日粮对围产后期奶牛血液生化指标的影响

表3 干奶前期奶牛饲喂不同组合饲粮对犊牛初生重和初乳IgG含量的影响

注：同列不同大写字母表示差异极显著(P<0.01)，下同。

Note: Different uppercase letters indicate that the difference is extremely significant (P<0.01), the same below.

分娩当天和产后21 d，B组的血清甘油三酯显著低于A、C组(P<0.05)，血尿素氮显著低于C组(P<0.05)(表5)。产前7 d和分娩当天，B组瘦素比C组分别提高9.37%(P<0.05)和8.70%(P<0.05)，B组NEFA比C组分别降低24.20%(P<0.05)和19.26%(P<0.05)。产后21 d各试验组间瘦素和NEFA均无显著差异(P>0.05)。产前7 d和分娩当天，B组胆固醇均显著低于A组(P<0.05)，A组均显著低于C组(P<0.05)。产后21 天，A、B组胆固醇显著低于C组(P<0.05)。分娩当天和产后21 d，A组血糖均显著高于C组(P<0.05)，B组血糖均显著高于A组(P<0.05)。分娩当天和产后21 d，A、B组胰岛素均显著低于C组(P<0.05)；A、B组IGF-I均显著高于C组(P<0.05)。产前7 d、分娩当天和产后21 d，A、B组白蛋白均显著高于C组(P<0.05)。分娩当天，B组总蛋白显著高于A、C组。产后21 d，B组总蛋白显著高于C组。产前7 d，B组AST和ALT均显著低于C组(P<0.05)。分娩当天，B组AST显著低于C组(P<0.05)，A组ALT显著低于C组(P<0.05)。产后21 d，B组AST和ALT均显著低于C组(P<0.05)。产前7 d、分娩当天和产后21 d，各试验组间β-羟丁酸均无显著差异(P>0.05)。

表4 干奶前期奶牛饲喂不同组合饲粮对产后21 d乳成分的影响

2.5 不同比例全株玉米青贮、谷草和羊草组合日粮对围产期奶牛血液免疫指标的影响

表5 干奶前期奶牛饲喂不同饲粮对其围产期奶牛血液生化代谢指标的影响

BHBA: Beta-hydroxybutyric acid; TG: Triglyceride; BUN: Blood urea nitrogen; LP: Leptin; NEFA: Non-esterifying fatty acids; CHO: Cholesterol; INS: Insulin; GLU: Blood sugar; IGF-I: Insulin-like growth factor; TP: Total protein; ALB: Albumin; AST: Glutamic oxaloacetic transaminase; ALT: Alanine aminotransferase.

表6 干奶前期奶牛饲喂不同饲粮对其围产期奶牛血液免疫指标的影响

IgA: Immunoglobulin A; IgM: Immunoglobulin M; IgG: Immunoglobulin G.

3 讨论

3.1 不同比例全株玉米青贮、谷草和羊草组合日粮对围产后期奶牛DMI及体况的影响

不同饲料组合的适口性和纤维组成会影响瘤胃中纤维利用菌的数量，进而影响其在瘤胃中降解DMI[16-17]。陈跃鹏等[18]研究表明，饲喂全株玉米青贮较玉米秸秆青贮肉牛采食量增加，日增重明显，分析原因，玉米秸秆营养价值较低，中性洗涤纤维(neutral detergent fibers, NDF)含量较高，适口性差，很难满足动物的生长性能，影响了生产性能的发挥。通常情况下，日粮NDF含量是影响泌乳奶牛DMI的主要因素，NDF与DMI呈明显的负相关[19]。然而，卢德勋[20]认为 NDF水平和品质存在不一致性，具有相同NDF含量饲草或日粮不一定具有相同的采食量。NRC[21]同样指出，在某些情况下，NDF含量高的饲粮或日粮的净能含量和采食量可能高于NDF含量低的日粮。李明华等[22]在干奶前期饲喂燕麦草对其奶牛围产期生产性能影响的研究中发现，干奶前期饲喂燕麦草可显著提高奶牛的DMI，提高产后犊牛初生重，降低产后奶牛酮病的发病率。本试验结果与前人[20-22]研究结果相一致，本试验中B组DMI最高，其原因可能是全株玉米、谷草和羊草比例混合后实现了营养物质的互补，提高了日粮整体可发酵水平，从而提高了奶牛DMI。

DMI是影响奶牛产后体况的重要因素,其摄入减少会导致泌乳早期能量短缺。能量的供应不足会引起奶牛能量负平衡,致使泌乳早期奶牛的健康状况下降，能量负平衡奶牛首先动用体脂肪,其分解后产生NEFA，然后动用体蛋白。体蛋白和体脂的损失导致奶牛的体重下降，一般情况下,每天平均失重400～500 g[23]。体况评分(body condition scoring, BCS)是通过评定奶牛体脂肪沉积状况来判断饲养效果的重要手段[24-25]。本试验结果显示，B组的BCS最好,可能是由于B组增加了奶牛的采食量,缓解了奶牛能量负平衡,减少了奶牛机体能量储备的动用,从而改善了奶牛体况。

3.2 不同比例玉米青贮、谷草和羊草组合日粮对初乳IgG的影响

初乳是犊牛获得被动免疫的唯一途径[26]，犊牛能否获得被动免疫的关键是其摄入的免疫球蛋白的数量，IgG 是牛初乳中最主要的免疫球蛋白，具有活化补体、溶解有害菌以及向胎儿传导免疫力、增强胎儿抗感染能力等功效。本试验结果显示，B组极显著提高了初乳中 IgG 含量，这可能是由于B组日粮组合提高了牛血清中IgG水平，从而增加了初乳中IgG的浓度。

3.3 不同比例玉米青贮、谷草和羊草组合日粮对产后21 d奶牛生产水平的影响

产后DMI是影响产奶量的主要因素[27-28]。周小乔[29]研究发现，奶牛饲喂苜蓿和玉米青贮混合的饲粮比玉米秸秆为单一粗饲料来源的饲粮，其DMI 增加，乳产量和乳蛋白率显著提高。李娜[30]研究表明用小麦(Triticumaestivum)秸秆代替苜蓿对乳脂率、乳糖率乳尿素氮和乳非固形物无明显影响。本试验结果显示，A、B组生产性能显著高于C组，B组的DMI最高，产奶量最高。说明全株玉米青贮和羊草适宜比例混合有利于提高生产性能，可能是因为全株玉米青贮和羊草搭配后提高了组合后的粗饲料的粗蛋白(crude protein, CP)含量，降低了NDF含量，改善了养分消化率，从而提高了DMI、产奶量和乳蛋白率。本试验结果B组产奶量最高，乳脂率最低，乳糖率最高，其原因可能是该组合饲粮促进了瘤胃丙酸的合成，乙酸和丙酸的比例相应下降, 导致乳脂率的下降，血糖含量增加，满足围产奶牛需大量葡萄糖合成乳糖的需求，这与张慢等[31]和传蓉[32]的报道一致。

3.4 不同比例玉米青贮、谷草和羊草组合日粮对围产期奶牛血液生化指标的影响

血液中尿素氮(BUN)是反映动物机体蛋白质代谢和日粮氨基酸平衡的指标。当日粮中含氮物质升高、组织遭受破坏或血液中尿素得不到及时清除时，会导致BUN含量升高[33]。BUN含量升高意味着机体蛋白质分解作用的增强或肝脏的尿素再循环程度的增加[34]。血液白蛋白和总蛋白升高是机体蛋白质代谢增强的必然反映[35]。研究发现，随着奶牛饲粮中稻草(Oryzasativa)和青贮玉米秸组合比例的提高,其BUN的含量有下降的趋势，葡萄糖、白蛋白含量有上升的趋势[36]。本试验结果显示，A、B组BUN显著低于C组，白蛋白和总蛋白均高于C组，可能原因是A、B组日粮随着羊草比例的增加，饲粮正组合效应显现，促进了奶牛体内蛋白质的合成，降低了BUN水平，这与彭点懿[36]研究结果基本一致。

正常状态下，机体血液脂肪含量较低，当体内脂类运输障碍时，血液脂肪含量会明显升高[37]。Busato等[38]指出，产前奶牛要满足胎儿的最后生长需要，产后DMI减少，消耗机体养分贮备等所致产后机体能量负平衡。血液中 NEFA 含量升高是奶牛能量负平衡和体脂动员的重要标志，动员机体的脂肪组织导致血液中 NEFA 含量明显升高是由于DMI逐渐减少，机体摄入能量不足以满足分娩和泌乳的需求[39]。本试验结果显示，B组显著降低了血TG和NEFA浓度，有效地缓解了能量负平衡，其原因可能是全株玉米青贮、谷草和羊草组合比全株玉米青贮和谷草组合更能满足奶牛的营养需要，减少体脂分解。这与武婷婷等[40]研究结果不一致，认为不同比例青贮玉米、黄贮玉米和象草组合饲喂对奶牛血液葡萄糖、TG和胆固醇无显著影响。

ALT是蛋白质代谢过程中的重要酶类，其活性的高低反映了蛋白质合成和分解代谢的状况[41]。韩敏等[42]通过对105头围产期奶牛血样进行分析研究得出，脂肪肝病牛ALT 和AST含量极显著高于正常值。李春芳等[43]研究发现，适宜能量蛋白水平可降低血液中ALT 和AST的含量，本试验结果中B组日粮能量蛋白中等水平且ALT和AST均最低，说明B组日粮组合能缓解肝脏损伤。

血糖反映机体碳水化合物代谢和葡萄糖平衡状况[44]。产前奶牛DMI下降，血糖含量降低[45]。本试验结果中B组的DMI最高，血糖增加，说明该组合饲粮结构有助于饲料的消化，改善了饲粮的适口性，因此DMI增加，与前人[44-45]研究结论一致。IGF-I能够促进脂肪的分解和蛋白质合成，刺激乳腺上皮细胞的增生[46]。本试验结果中B组IGF-I最高，意味着B组饲粮组合对乳腺分泌细胞的生长具有促进作用，为泌乳打好基础。但本试验与侯玉洁等[47]对泌乳中期奶牛的试验结果不尽一致，认为添加苜蓿、燕麦草、羊草和稻草，与玉米青贮组合对奶牛血液GLU、INS无显著影响。

瘦素是由脂肪组织合成和分泌的一种多功能激素,对机体的脂肪沉积、能量平衡、内分泌等具有广泛的调节作用[48]。多数研究表明瘦素与奶牛围产期、泌乳期的能量平衡、干物质摄入、血糖等呈正相关,与血浆NEFA、产后能量负平衡呈负相关[49-50]。本试验B组的血清瘦素含量增加，与前人[49-50]研究结果相似，这可能与B组饲料组合缓解了奶牛围产期能量负平衡有关，同时该组的具有较高的DMI和血糖水平也支持了此结论。

3.5 不同比例玉米青贮、谷草和羊草组合日粮对围产期奶牛血液免疫指标的影响

IgG是初级免疫应答中最重要的抗体, IgM是初次体液免疫反应最先产生的免疫球蛋白, IgA具有中和毒素、抗菌以及抗病毒的作用[51]。孙齐英[52]研究显示，将石膏(gypsum)、芦根(reed root)、夏枯草(Prunellavulgaris)和甘草(Leguminosae)按照一定比例混合作为中草药添加剂，可显著提高奶牛血清IgG 质量浓度，对IgM、IgA 质量浓度的影响不显著，但可明显提高奶牛免疫功能。本试验中B组的IgG、IgM和 IgA均增高，可能是因为B组日粮组合增强机体可溶性或颗粒性抗原产生的体液免疫功能，参与和促进抗体的合成，具体作用机理尚不清楚，有待进一步研究。