离子型饲料添加剂对南方热应激奶牛采食量、生产性能和血液生理生化指标的影响

贾先波，何洋，陈仕毅，王杰，胡深强，赖松家

(四川农业大学畜禽遗传资源发掘与创新利用四川省重点实验室，四川 成都 611130)

牛是大型家畜，单位体质量的体表面积相对较小，因此其具有耐寒不耐热的生物学特性.研究表明，当环境温度从10 ℃降到-15 ℃时，对牛体温无明显的影响；而当环境温度高于牛体温5 ℃时，其不能长期生存，且湿热环境将加剧牛的体感温度[1].奶牛适宜生活的体感温度为5～25 ℃，在此范围外奶牛就发生应激反应.生产中普遍使用温湿度指数(temperature-humidity index，THI)来综合描述奶牛所处环境的气候条件，当THI>72时奶牛即出现热应激反应.发生热应激的奶牛采食量下降、机体代谢紊乱、生产性能降低、繁殖机能障碍和免疫力下降，严重热应激甚至导致奶牛死亡[2-3].因此缓解夏季奶牛热应激症状一直是奶牛养殖业关注的重点问题[4].

奶牛热应激症状主要受环境温湿度、遗传和营养等因素的影响.参与调节奶牛热应激症状的生物学过程主要是：热应激源—受体器官—中枢神经系统—垂体前叶—促肾上腺皮质激素—肾上腺皮质部—肾上腺皮质激素分泌—靶组织—靶器官—热应激反应[5-6].在此过程中，体液阴阳离子失衡造成机体酸碱平衡降低是奶牛热应激调节的重要因素之一.巴尔吡尔采用美国专利技术(US 6,214,391 B1)研制，是一种含有离子状态的Na、K、Si、Ge、Ag、Ti、Au、Zn、Fe等元素的功能性液体饲料添加剂.它具有维持体液阴阳离子平衡、细胞离子泵正常功能，提高酶活性，清除自由基，降低应激危害等功能.相关研究报道，在奶牛日粮中添加50～80 mL/(头·d)的巴尔吡尔原液对奶牛热应激具有显著的缓解作用[7-8].我国南方夏季气候炎热且湿度较高，奶牛较北方更容易产生热应激[9].为了探寻缓解南方奶牛热应激的有效方法，本试验在热应激环境下的中国荷斯坦奶牛日粮中添加巴尔吡尔离子型添加剂，分析其对中国荷斯坦牛采食量、生产性能以及血液生理生化指标的影响.

1 材料和方法

1.1 试验设计

本试验于2018年8～9月(该地区全年气温最高的时段)在四川省资阳市某规模化奶牛场进行，以338头体况相近、健康、高产的泌乳中国荷斯坦奶牛为研究对象.其中试验组(test group，TG)117头奶牛圈养于一栏，日粮中添加60 mL/(头·d)巴尔吡尔原液，原液以6倍饮水稀释后均匀喷洒到全混合(total mixed rations，TMR)日粮中；对照组(control group，CG)121头圈养于对面牛栏，饲喂相同全混合(total mixed rations，TMR)日粮，两栏处于同一栋牛舍，环境条件一致.预饲期7 d，正式试验期30 d，记录每天日产奶量和牛舍温湿度.试验第28～30天，每天称量试验组和对照组日粮的剩余量.试验第30天，在试验组和对照组各选择年龄、胎次和泌乳阶段相近的中国荷斯坦牛30头，收集生产性能数据(DHI测定报告)，采集血液样本.

1.2 饲养管理与日粮组成

该牛场采用分群散栏式饲养，牛舍内设运动场，使用自动刮粪地板，接力送风机24 h开机，喷淋设施定时喷水(每次45 s)，每天早、中、晚各清理一次卧床.采用全混合日粮饲喂，每天饲喂3次(5∶30、12∶30和20∶00)，自由饮水，整个试验期间日粮营养成分保持一致.牛场全混合日粮组成和营养成分见表1.

1.3 血液样品采集

采用真空负压采血管(含乙二胺四乙酸二钾抗凝剂)上午采集奶牛尾根血液样本10 mL，用于血常规和微量元素检测；另取真空负压采血管(含促凝剂)采集尾根血液样本10 mL，待自然凝固后，1 500 r/min离心15 min，吸取血清，用于血液生化指标检测.

表1 奶牛日粮结构和营养水平

1.4 测定指标及方法

1.4.1 牛舍内外温湿度计算 根据牛场当地气温和湿度变化情况，本试验选择每天7∶00、10∶00、14∶00和 20∶00记录牛舍内的温湿度，在牛舍中平均选取3点，在距地面1.5 m高处悬自动温湿度记录仪，避免光照、雨淋及奶牛触及，记录温度和相对湿度，计算牛舍的温湿度指数(THI)：

THI=0.8×温度+相对湿度×(温度-14.4)+46.4

1.4.2 血常规检测 按照ES-200全自动血液细胞分析仪操作说明，测定和计算奶牛全血中白细胞计数(WBC)、红细胞计数(RBC)、血红蛋白(HGB)、平均红细胞体积(MCV)、平均血红蛋白含量(MCH)、平均血红蛋白浓度(MCHC)、红细胞分布宽度CV(RDW-CV)、红细胞分布宽度SD(RDW-SD)、红细胞压积(HCT)、血小板计数(PLT)、平均血小板体积(MPV)、血小板分布宽度(PDW)、血小板压积(PCT)13项指标.

1.4.3 血液生化指标检测 奶牛血清生化指标总共14项，分别是：谷丙转氨酶(ALT，速率法)、谷草转氨酶(AST，速率法)、谷草/谷丙(ALT/AST，计算)、总蛋白(TP，双缩脲法)、总胆红素(TBIL，酶法)、直接胆红素(D-BIL，酶法)、间接胆红素(IB，计算)、葡萄糖(GLU，酶法)、尿素氮(BUN，酶法)、肌酐(CREA，酶法)、甘油三酯(TG，酶法)、钾(K，电极法)、钠(Na，电极法)、氯(Cl，电极法).

1.4.4 血液微量元素检测 按照IVY2000微量元素分析仪操作说明，测定奶牛全血中铜(Cu)、铁(Fe)、锌(Zn)、钙(Ca)、镁(Mg)5种微量元素.

1.5 数据处理

2 结果与分析

2.1 试验牛场热应激指数变化

本试验记录了试验期间牛舍每天7∶00、10∶00、14∶00和20∶00的温度和相对湿度，计算了相应的热应激指数，由图1可知，试验期牛舍内白天平均热应激指数为74.26，试验奶牛全程处于热应激环境下.其中14∶00点热应激指数最高，平均温度为27.81 ℃，平均相对湿度为77.95%，平均热应激指数79.05；其次是10∶00点，平均温度为26.09 ℃，平均相对湿度为67.79%，平均热应激指数75.17；再次是20∶00点，平均温度为25.09 ℃，平均相对湿

图1 试验期奶牛场牛舍内热应激指数的变化Figure 1 The change of the THI in the cowhouse during the experimental period

度为67.11%，平均热应激指数75.59；热应激指数最低是7∶00点，平均温度为23.25 ℃，平均相对湿度为60.72%，平均热应激指数70.39.由此可见，试验期间中国荷斯坦牛10∶00～20∶00处于热应激环境条件.

2.2 离子型添加剂对热应激状态下中国荷斯坦牛采食量的影响

本试验记录了试验组和对照组试验期最后3 d中国荷斯坦牛的饲料投喂量和剩余量，计算了中国荷斯坦牛每头每天的采食量，结果见表2.试验组中国荷斯坦牛每头每天的采食量比对照组增加4.95 kg，差异达到极显著水平(P<0.01).结果表明，日粮中添加巴尔吡尔离子添加剂可以显著提高处于热应激环境中中国荷斯坦牛的采食量.

2.3 离子型添加剂对热应激状态下中国荷斯坦牛生产性能的影响

本试验在试验组和对照组中分别选择30头泌乳阶段相近、产奶量较高且相近的中国荷斯坦牛，计算其试验期最后7 d的平均日产奶量，第30天的乳脂率、平均乳蛋白率、乳糖率、总固体率和体细胞评分，结果见表3.试验组中国荷斯坦牛与对照组相比，7 d平均产奶量低0.04 kg，乳糖率低0.03%，体细胞评分低1.02分，差异均未达到显著水平(P>0.05)；乳蛋白率高0.15%，总固体率高1.15%，差异均达到显著水平(P<0.05)；乳脂率高0.41%，差异达到极显著水平(P<0.01).结果表明，日粮中添加巴尔吡尔离子添加剂可以提高处于热应激状态下中国荷斯坦牛的乳蛋白率、总固体率和乳脂率.

表2 热应激状态下中国荷斯坦牛的日采食量

2.4 离子型添加剂对热应激状态下中国荷斯坦奶牛血常规的影响

由表4可见，试验组中国荷斯坦牛与对照组相比，7项指标不同程度的上升，6项指标不同程度的下降，其中红细胞计数和红细胞分布宽度CV极显著升高(P<0.01)，平均红细胞体积和平均血红蛋白含量显著降低(P<0.05)，其余9项指标差异均未达到显著水平(P>0.05).结果表明，日粮中添加巴尔吡尔离子添加剂会引起热应激状态下中国荷斯坦牛的血红蛋白计数和红细胞分布宽度CV升高，平均红细胞体积和平均血红蛋白含量降低，而对其余血常规指标没有显著影响.

表3 热应激状态下中国荷斯坦牛的生产性能

表4 热应激状态下中国荷斯坦牛血常规指标的变化

2.5 离子型添加剂对热应激状态下中国荷斯坦奶牛血清生化指标的影响

由表5可见，试验组中国荷斯坦牛与对照组相比，9项指标不同程度的上升，5项指标不同程度的下降，其中尿酸含量极显著升高(P<0.01)，谷丙转氨酶和钠含量显著升高(P<0.05)，葡萄糖含量极显著降低(P<0.01)，甘油三酯含量显著降低(P<0.05)，其余9项指标差异均未达到显著水平(P>0.05).结果表明，日粮中添加巴尔吡尔离子添加剂使中国荷斯坦牛血清中尿酸、谷丙转氨酶和钠含量升高，使葡萄糖和甘油三酯含量降低，而对其余血清指标没有显著影响.

2.6 离子型添加剂对热应激状态下中国荷斯坦奶牛血液中微量元素的影响

本试验测定了试验组和对照组全血中5项微量元素的含量，结果见表6.试验组中国荷斯坦牛与对照组相比，1项指标上升，4项指标不同程度的下降，5项指标差异均未达到显著水平(P>0.05).结果表明，日粮中添加巴尔吡尔离子添加剂对中国荷斯坦牛血液中微量元素含量没有显著影响.

表5 热应激状态下中国荷斯坦牛血清指标的变化

表6 热应激状态下中国荷斯坦牛血液中微量元素的变化

3 讨论

四川盆地夏季高温热浪频次、日数、强度均处于全国高值区[10]，且干燥度指数小于1.0，处于全国低值区和湿润气候区[11-12]，而中国荷斯坦奶牛适宜生长和生产的环境为低温干燥[1]，因此四川盆地夏季THI值均高于临界值，牛群处于热应激状态.本试验记录了试验期间牛舍每天7∶00、10∶00、14∶00和20∶00的温度和相对湿度，计算出平均热应激指数介于70.39～79.05，其中以14∶00时的THI值最高，表明试验奶牛白天全程处于热应激环境下，这与前人的报道相一致.付茂忠等[13]报道四川盆地2个市县奶牛热应激从4月份开始，直至9月底才结束，平均热应激指数在69.0～81.5，其中每日14∶30的THI值最高.王祖新等[14]报道四川夏季牛舍内THI在72以上，最高值达到80.92，奶牛的直肠温度和呼吸频率极显著高于其他季节(P<0.01),处于轻度热应激状态，而其他季节奶牛处于非应激状态[14].邓继军等[15]报道四川盆地三县5～9月THI大于72，奶牛热应激属于温和到中等程度，没有严重和致死程度的热应激[15].由此可见，四川盆地夏季湿热条件下，中国荷斯坦牛将处于温和到中度的热应激状态.

在热应激状态下，奶牛热消耗减少，采食中枢的兴奋受到抑制，消化道活动减弱，从而抑制其采食量[16].奶牛采食量减少，呼吸频率和排汗量增加，引起体内水分消耗增加、瘤胃pH降低、乙酸含量降低，造成机体阴阳离子失衡，机体处于能量负平衡状态，导致产奶量和乳品质降低，免疫力下降[17-18].在奶牛基础日粮中补充维生素和矿物质可以明显提高奶牛的繁殖性能、生产性能和免疫力[19].巴尔吡尔离子添加剂是一种以磷酸氢二钾和磷酸氢二钠为主要成分，含有多种游离态离子的功能性液体饲料添加剂，可有效缓解机体因热应激导致的阴阳离子失衡，从而提高热应激奶牛的采食量，改善机体能量负平衡状态，进而一定程度恢复奶牛的生产性能和免疫力.在本试验中，与对照组相比，试验组中国荷斯坦牛每头每天的采食量增加4.95 kg(P<0.01)，乳脂率高0.41%(P<0.01)，乳蛋白率高0.15%(P<0.05)，总固体率高1.15%(P<0.05)，7 d平均产奶量高0.04 kg(P>0.05)，乳糖率低0.03%(P>0.05)，体细胞评分低1.02分(P>0.05)，这与前人报道相近.刘伟等[7]在日粮中添加50 mL/(头·d)巴尔吡尔后，奶牛采食量受热应激影响减小，产奶量相对升高，乳脂率升高，牛奶中体细胞数减少，但差异均未达到显著水平(P>0.05).邵亚群等[8]在热应激奶牛日粮中添加50 mL/(头·d)巴尔吡尔后，采食量增加6.46%(P<0.05)，产奶量升高9.18%(P<0.05)，乳房炎发病率低19.54%，乳蛋白率、乳脂率、乳糖和非脂固体含量分别下降1.75%、7.18%、1.94%和1.82%(P<0.05).造成不同试验间结果差异的原因，可能是试验期中国荷斯坦牛所处的热应激程度以及巴尔吡尔添加量的不同.虽然不同试验结果存在一定的差异，但是都表明巴尔吡尔离子添加剂有助于缓解中国荷斯坦牛夏季热应激，提高其采食量、生产性能和免疫力.

血常规和血液生化指标是机体应激反应的内在生理表现[20]，奶牛热应激将引起多项血液生化指标的显著变化.相关研究报道，奶牛热应激期，血液中钾、磷、红细胞总数、比色法测定血尿素氮、C反应蛋白、乳酸脱氢酶、脂质过氧化物和去甲肾上腺素显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)低于非热应激期，而血小板总数、嗜碱性粒细胞、单核细胞生长激素、乳酸、催乳素和超氧化物歧化酶显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)高于非热应激期[21-23].本试验检测了试验组和对照组中国荷斯坦牛13项血常规指标、14项血液生化指标和5项血液微量元素，各项指标均处于正常值范围内，其中试验组中国荷斯坦牛血红细胞计数、红细胞分布宽度、尿酸含量极显著升高(P<0.01)，谷丙转氨酶和钠含量显著升高(P<0.05)，葡萄糖含量极显著降低(P<0.01)，平均红细胞体积、平均血红蛋白含量、甘油三酯含量显著降低(P<0.05).血红蛋白计数、红细胞分布宽度CV、平均红细胞体积和平均血红蛋白含量等指标反应了血液运载氧气的能力，尿酸、谷丙转氨酶和甘油三酯等指标预示着肝脏是否受到损害，葡萄糖含量反应了机体能量的摄入和吸收情况[24-26].以上血液生理生化指标的差异说明中国荷斯坦牛日粮中添加巴尔吡尔离子剂可缓解热应激症状，使各项血液生理生化指标恢复到正常值范围.

4 结论

综上所述，四川盆地夏季因温度高和湿度大，造成该地区饲养的中国荷斯坦牛夏季长期处于热应激环境中.为此，在四川盆地饲养的中国荷斯坦牛TMR日粮中添加60 mL/(头·d)巴尔吡尔原液，可以显著促进奶牛的采食量，改善乳品质和免疫力，促进各项血液生理生化指标恢复到正常值范围.巴尔吡尔离子剂能够缓解中国荷斯坦牛热应激症状，帮助其适应四川盆地夏季湿热环境.