甘蔗渣作为粗饲料对奶牛生产性能、养分消化和采食行为的影响

2020-03-06韩志金陈玉洁田东海邓常胜

中国饲料 2020年2期

韩志金，陈玉洁，田东海，邓常胜

由于降雨不规则和高温气候变化导致干旱和半干旱地区频繁和长期干旱，同时全球变暖这些极端天气因素将在未来被放大，对全年食物供应产生负面影响。干旱的后果是作物产量和牧草生长下降，导致动物体重下降和死亡率增加。无刺仙人掌是反刍动物日粮中非常重要的粗饲料，特别是在干旱和半干旱地区的奶牛饲养系统中。仙人掌在旱季容易受昆虫瘟疫影响。甘蔗主要在我国南方地区生产，其加工后的废弃物主要是甘蔗渣，它是甘蔗在提取或直接转化为酒精过程中被压碎产生的。甘蔗渣是一种品质较差的粗饲料，具有40%的可消化纤维和较低的粗蛋白质含量，但与传统粗饲料相比，甘蔗渣的一个优点是在饲料短缺时期具有较高的利用率和较低的成本（王允圃等，2010）。因此，在反刍动物饲料原料短缺情况下，甘蔗渣可能成为一种可行的替代原料。目前关于甘蔗渣的大部分应用研究都集中在肉牛身上，目的是使其生长性能最大化（Leme等，2003）。由于奶牛对营养的需求不同于肉牛，因此，本研究旨在评价甘蔗渣作为唯一粗饲料对泌乳奶牛采食量、消化率、摄食行为、产奶量、乳成分和微生物蛋白合成等方面的应用。

1 材料与方法

1.1 试验动物与日粮试验选择10头初始体重为（450±25.6）kg，泌乳天数为（143.7±30.7）d的杂交奶牛为研究对象，试验采用5×5拉丁方设计，饲喂周期为5个21 d（1～14 d为适应期，15～21 d为数据采集期）。试验日粮分为对照日粮、45%、50%、55%和60%甘蔗渣日粮。试验原料营养成分见表1，试验日粮原料组成及营养成分见表2。

表1 试验原料营养成分 g/kg

1.2 试验程序试验期间早上4点和下午4点挤奶，每天分别在早上7点和下午4点饲喂全混合日粮1次。每天对提供的饲料量进行修正，使残余饲料量控制在10%以下。在试验期间每天收集新鲜和残余饲料样品，并将其保存在-20℃的密封塑料袋中。在每个试验周期开始和结束时称量每头牛的体重。根据Martin和Bateson（2007）提出的扫描采样方法从每周期第5天开始连续2 d（1次/10 min）评估所有奶牛采食行为（反刍、采食和空闲）。

1.3 化学分析在每个周期的第10～19天收集牛奶样本，对蛋白质、脂肪、乳糖、总固形物和尿素进行分析。在饲养后第15天，即饲养后4 h，通过尾椎静脉穿刺取血，取两管血液，一管含抗凝血剂，另一管含氟化钠。采集后立即以3000×g离心20 min，血浆-18℃保存，用于测定尿素氮。每一个试验期15～20 d，在饲喂后不同时间（6、8、10、12和14点）收集尿样。尿液经纱布过滤，用硫酸稀释后置于-20℃保存。参考Gonzalez-Ronquillo等（2003）的研究方法对微生物蛋白合成量和效率进行测定。

1.4 统计分析采用SAS软件MIX PROC程序对各变量进行分析，按统计模型进行方差和回归分析。采用Dunnett检验比较各处理组均值（甘蔗渣添加水平）与对照组均值之间的差异性，用正交多项式，即线性和二次曲线效应比较饲粮中甘蔗渣水平对各指标的影响，P＜0.05表示组间差异显著。

2 结果与分析

2.1 养分摄入及表观消化率由表3可知，与对照组相比，45%和50%甘蔗渣组对干物质、有机物和总可消化养分摄入量无显著影响（P＞0.05），而55%和60%甘蔗渣组干物质和有机物表观消化率最低（P＜0.05）。45%、50%和55%甘蔗渣组粗蛋白质摄入量和表观消化率与对照组无显著影响（P＞0.05），而45%甘蔗渣组非纤维碳水化合物摄入量和消化率与对照组无显著影响（P＞0.05）。用热稳定淀粉酶测定中性洗涤纤维发现，各组中性洗涤纤维和可消化中性洗涤纤维表观消化率无显著影响（P＞0.05）。养分摄入量随日粮甘蔗渣添加水平的升高表现为显著线性降低（P ＜ 0.05）。

2.2 采食行为由表4可知，对照组和甘蔗渣组奶牛采食时间无显著差异（P＞0.05），而45%、50%和55%甘蔗渣组与对照组对奶牛反刍和空闲时间无显著影响（P＞0.05）。60%甘蔗渣组较对照组显著降低了奶牛反刍时间，显著提高空闲时间（P＜0.05）。奶牛反刍时间、反刍和采食效率随日粮甘蔗渣添加水平的升高表现为显著线性降低（P＜0.05），而空闲时间随饲粮中甘蔗渣含量的增加呈线性增加（P＜0.05）。

表2 试验日粮组成及营养水平 g/kg

表3 日粮添加不同水平甘蔗渣对奶牛养分摄入及表观消化率的影响

表4 日粮添加不同水平甘蔗渣对奶牛采食行为的影响

表5 日粮添加不同水平甘蔗渣对奶牛泌乳性能、乳成分、血液和乳中氮代谢的影响

2.3 泌乳性能、乳成分、血液和乳中氮代谢由表5可知，与对照组相比，45%和50%甘蔗渣组奶牛日产奶量无显著差异（P＞0.05），而55%和60%甘蔗渣组日产奶量显著降低（P＜0.05）。甘蔗渣组和对照组对乳中脂肪、蛋白质、乳糖和总固形物含量的影响无显著差异（P＞0.05）。与对照组相比，饲喂甘蔗渣的奶牛乳和血浆中的尿素氮含量显著升高（P＜0.05）。45%和50%甘蔗渣组与对照组对乳中尿囊素浓度的影响无显著差异（P＞0.05）。随着日粮甘蔗渣添加水平的增加，日泌乳量、脂肪校正乳、乳中尿囊素、微生物蛋白合成量呈显著线性降低（P＜0.05），而微生物蛋白合成随饲粮甘蔗渣添加量的增加呈线性下降（P＜ 0.05）。

3 讨论

对照组日粮中观察到较高的营养成分与无刺仙人掌的添加量有关。无刺仙人掌具有较高的适口性和较高的营养物质消化率。对照组的能量和蛋白质充分平衡，提高了含氮化合物的使用效率。与甘蔗渣为基础饲粮相比，对照组奶牛乳中尿素氮含量较低，且该值低于推荐的最大值（21.71 mg/dL）（Torrent，2000）。45%和50%甘蔗渣组干物质、有机物、总可消化养分摄入量无显著差异，但泌乳量显著高于其他甘蔗渣组，作者推测这与浓缩料添加水平高有关，饲料效率也有类似结果。

随着甘蔗渣添加水平的增加，日粮中干物质和营养物质摄入量降低，这与甘蔗渣不可消化纤维含量的增加有关，导致瘤胃膨胀，使瘤胃充盈（Van Soest，1994），这一结果在奶牛采食行为上得到证实，如反刍时间和效率均有所下降。甘蔗渣添加水平升高，不可消化纤维水平增加，干物质和中性洗涤纤维消化率下降。甘蔗渣中性洗涤纤维消化率较低、木质素含量高，降低了养分通过胃肠道的消化率，增加了滞留时间。随着饲养时间的增加，甘蔗渣组对干物质摄入量无显著影响。

日粮中甘蔗渣含量分别为55%和60%的奶牛产奶量较低，其原因是日粮中干物质和总可消化养分的摄入量较低，低于该类别奶牛的能量需求和产奶量水平。当甘蔗渣浓度为45%和50%时，除总可消化养分摄入量增加外，微生物蛋白合成量增加也是产乳前体的重要来源，其氨基酸质量高，小肠吸收的大部分氨基酸来自微生物蛋白（Titgemeyer，2003）。能量摄入与微生物蛋白合成有关，因为瘤胃中氮和能量的可利用性是限制微生物生长的主要因素（Clark等，1992）。随着甘蔗渣添加量的增加，微生物蛋白合成呈线性下降，45%甘蔗渣组微生物产量最高，为1127 g/d。因此，甘蔗渣是一种有价值的替代品，建议在浓缩料中添加水平为45%～50%，当其添加水平为55%和60%时可以用于于低产奶量的奶牛日粮中。