不同蛋白质水平饲粮对3～4月龄中国荷斯坦犊牛生长性能及消化率的影响

刘清锋，郑开之，姜俊芳，郑会超，吴建良，黄新，蒋永清*

(1.浙江师范大学化学与生命科学学院，浙江 金华 321004；(2.浙江省农业科学院畜牧兽医研究所，浙江 杭州 310021)

我国虽然已经成为奶牛养殖大国，但平均产奶量仍低于奶牛养殖业发达国家。奶牛的生产性能受多方面因素的影响，如奶牛品种、后备牛培育、营养供给、瘤胃发育水平、科学管理和环境因素等[1]。后备牛营养需要的研究对奶牛后续生产性能至关重要，因此制定符合本国国情的饲养标准，使后备牛的饲养逐渐向科学化、标准化方向发展，这有利于完善我国的奶牛饲养标准，更好地发挥犊牛的生长潜力，为培育高产奶牛提供可靠依据[2]。犊牛是指从出生到6月龄的小牛，是奶牛生产的第一步，也是生长速度最快的时期[3]。提高犊牛的成活率，培育健康的犊牛群，不仅能为育成牛的生长性能打下良好的基础，而且直接关系到成年母牛的体型结构和产奶性能[4]。因此，犊牛培育是提高牛群质量、创建高产牛群的重要环节。过去，奶牛营养研究主要集中在泌乳牛，近20年来，越来越多的人认识到后备牛培育的重要性，幼龄反刍动物的营养需要成为新的研究热点[5]。

蛋白质是影响犊牛生长性能的重要影响因素，蛋白营养一直是动物营养研究中最重要的内容之一。考虑到动物福利及过量饲喂蛋白质对环境污染带来的诸多问题，研究饲粮蛋白水平对犊牛生长性能及血液指标的影响，将为确定犊牛的营养需要量提供依据，对生产实践有重要的现实意义[6-7]。黄利强等[8]认为,蛋白质水平为19.29%的开食料，对60～120日龄犊牛的日均采食量、日均体增重、重要体尺指标增长量、复胃发育等指标的作用效果，较蛋白质水平为 21.16%与17.22%的开食料好。云强等[9]设计粗蛋白水平为16.22%、20.21%和 24.30%的开食料，对于8～16周龄犊牛，开食料中粗蛋白质水平20.21%最佳，日增重可达514 g。然而，前者设计的饲粮蛋白水平跨度太大。为进一步探索最佳的饲粮蛋白水平，本试验在前人研究基础上设计饲粮蛋白水平，探索其对犊牛生长性能和消化代谢的影响。以3～4月龄中国荷斯坦犊牛为试验对象，通过饲喂蛋白质水平为19%、21%和23%的饲粮，研究3～4月龄犊牛的蛋白推荐量和不同蛋白水平饲粮对3～4月龄犊牛血清指标、生长性能、以及营养物质消化代谢的影响。试验旨在完善我国奶牛的饲养标准，为更好地发挥犊牛的生长潜力，培育高产奶牛提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验动物分组及管理

试验于2018年11至12月在光明荷斯坦牧业金华牧场进行。选取65日龄健康中国荷斯坦断奶母犊牛24头，采用单因素随机设计试验，按体重相近原则随机分为试验Ⅰ组、试验Ⅱ组和试验Ⅲ组，各组犊牛体重分别为(84.71±3.1)kg、(84.66±2.9)kg和(84.93±3.0)kg，组间差异不显著(P>0.05)。犊牛进行分组群养，每日饲喂3次，每头犊牛占地面积平均为2～3 m2左右，每日饲喂3次，时间分别为6:00、13:00、19:00，自由饮水，详细记录每天每头犊牛的饲喂量和剩料量，以计算其采食量。犊牛的日粮饲喂量根据其剩料量平均每10 d调整1次。试验期70 d，其中预饲期10 d，正试期60 d。日粮以粗蛋白含量分别为20%、22.5%和25%的颗粒料(表1、表2)与粗蛋白7.12%的燕麦草按照10∶1的比例混合成为19%、21%和23% 3种蛋白水平的日粮，能量(NE)水平均为6.82 MJ/kg。颗粒料由金华荷斯坦牧业饲料厂统一生产。

表1 颗粒料构成 %

表2 不同试验组颗粒料营养成分(干物质基础为实测值) %

另选择18头80日龄左右、初始体重相近的健康中国荷斯坦犊牛，利用代谢笼进行消化代谢试验。每头犊牛预饲期10 d后，接着正试期前3 d，连续使用全收粪尿法收集粪尿，分析主要营养成分的消化率。

1.2 样品采集及处理

在试验开始和试验结束当天晨饲前测定每头犊牛的体重。试验结束时测定体高、胸围、体斜长和胸宽。试验期结束当天晨饲前于左侧颈静脉穿刺采血，静置后，以3 000 r/min离心20 min，分离血清，-20 ℃保存。样品送南京建成生物科技有限公司，分析血清中总蛋白(TP)、白蛋白(ALB)、游离脂肪酸(NEFA)、葡萄糖(GLU)、尿素氮(BUN)、甘油三酯(TG)、总胆固醇(T-CHO)、乳酸脱氢酶(LDH)、碱性磷酸酶(AKP)、谷丙转氨酶(ALT)、谷草转氨酶(AST)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-c)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-c)水平。

在消化代谢试验的正试期，连续3 d每天8:00和20:00，用全收粪尿法收集每头犊牛粪尿，测量犊牛粪便和尿液排泄量。取部分粪尿按10∶1的比例分别加入10%硫酸固氮，置于-20 ℃冻存，用于测定粪便和尿液中的氮含量。另取部分粪便于-20 ℃冻存，用于测定粪中干物质、粗脂肪、NDF和ADF的含量。

1.3 数据统计与分析

试验数据用SPSS 23.0进行one-way ANOVA分析，多重比较采用Duncan’s检验，P<0.05为差异显著。各指标之间用SPSS进行一元线性回归分析和非线性回归分析。

2 结果与分析

2.1 饲粮蛋白水平对犊牛体重指标的影响

饲喂不同蛋白水平饲粮的各试验组体重、日增重、干物质采食量和饲料利用率变化如表3所示。结果发现，试验期间，试验I组、试验II组和试验III组平均日增重分别为(1.19±0.16)kg/d、(1.23±0.16)kg/d和(1.24±0.13)kg/d，试验牛平均日增重组间差异不显著。饲粮蛋白水平对饲料利用率影响不大，各试验组饲料转化率分别为36.84%、38.80%和37.02%。

表3 不同饲粮蛋白水平对对3～4月龄中国荷斯坦犊牛生长性能影响

2.2 饲粮蛋白水平对犊牛体尺指标的影响

由表4可知，不同蛋白水平饲粮对3～4月龄犊牛体高、胸围和胸宽影响差异不显著，试验Ⅲ组体斜长显著高于试验I组(P<0.05)，体斜长随着饲粮中蛋白水平的提高而增长，呈一元线性相关(P<0.05)。

表4 不同饲粮蛋白水平对3～4月龄中国荷斯坦犊牛体尺指标的影响 cm

2.3 饲粮蛋白水平对犊牛血液生化指标的影响

血液生化指标测定结果如表5所示。试验Ⅰ组和试验Ⅱ组血清BUN的浓度差异不显著，试验Ⅲ组和其他两组差异极显著(P<0.01)，血清BUN水平随饲粮蛋白水平增加而升高，呈一元非线性相关(P<0.05)。试验Ⅰ组血清ALT含量和试验Ⅱ组差异显著(P<0.05)，试验Ⅲ组和其余两组差异不显著。血清中NEFA含量试验Ⅲ组和其余两组差异极显著(P<0.01)，试验Ⅰ组和试验Ⅱ组差异不显著。血清NEFA含量随着饲粮蛋白水平的增加而升高，呈一元线性相关(P<0.05)。血清TG含量试验Ⅰ组和试验Ⅲ组差异极显著(P<0.01)，试验Ⅱ组和其余两组差异不显著。血清TG含量随着蛋白水平的增加而增大，呈一元线性相关(P<0.05)。血清中TP、ALB、HDL-c、LDL-c含量组间差异均不显著。

表5 不同饲粮蛋白水平对3～4月龄中国荷斯坦犊牛血液生化指标的影响 mol/L

2.4 饲粮蛋白水平对犊牛营养物质消化代谢的影响

不同的饲粮蛋白水平对全消化道表观消化率的影响如表6所示。干物质、粗脂肪和中性洗涤纤维消化率随饲粮蛋白质提高而降低，且呈一元线非性相关(P<0.05)。试验Ⅰ组干物质、粗脂肪和中性洗涤纤维消化率显著高于试验Ⅲ组(P<0.05)，试验Ⅱ组和其余2个组差异不显著。3个组间粗蛋白和酸性洗涤纤维消化率无显著差异，但粗蛋白消化率随着日粮蛋白水平的提高而略有下降。

表6 不同饲粮蛋白水平对3～4月龄中国荷斯坦犊牛饲料营养物质消化率的影响

不同饲粮蛋白水平对犊牛氮代谢的影响如图7所示。进食氮与粪氮随饲粮蛋白质提高而降低，呈一元线非性相关(P<0.05)。3个组间尿氮、消化氮、沉积氮与氮的沉积率无显著差异。

表7 不同饲粮蛋白水平对3～4月龄中国荷斯坦犊牛氮代谢的影响

3 讨论

3.1 饲粮蛋白水平与犊牛生长性能的关系

Gonzalez[10]和Sengar[11]认为，日粮中蛋白水平对犊牛体重的增长无显著影响。动物只有在能量满足的情况下，满足蛋白质需要才有意义，只有饲喂能氮平衡的饲粮犊牛才能获得最佳生长[12]。日粮中蛋白质水平对犊牛生长性能的影响存在不同观点。Blome等[6]指出，当日粮蛋白水平分别为16.1%、18.5%、22.9%和25.8%时，犊牛日增重随着蛋白水平的增加而升高。较高的饲粮蛋白水平提高了饲粮蛋白质和能量的利用效率，饲喂犊牛蛋白水平为14%、18%、22%和26%饲粮时，高蛋白组试验犊牛增重高于其他2个组[13]。本研究发现，当饲粮蛋白水平从19%提高到23%时，对犊牛增重无显著影响，该结果与Gonzalez[10]和Sengar[11]的报道相似。

犊牛的各项体尺指标直接反应了犊牛体格与该阶段饲养管理水平。奶牛的体型在一定程度上可以反应出奶牛后续产奶性能[14]。在一般情况下，奶牛体躯愈大，采食量愈大，体躯指数愈好，产奶潜能愈大[15]。本研究发现，各组间饲料转化率差异不显著，各组间犊牛日增重差异并不显著，这与Gonzalez[10]的研究结果相一致。犊牛的体高和体斜长随饲粮蛋白水平的提高而增大，因而饲喂高蛋白饲粮可能对奶牛后续生产性能有积极的影响。然而21%和23%蛋白组平均日增重差异不大，表明在21%饲粮蛋白水平基础上继续提高饲粮蛋白水平虽然对犊牛体尺有积极的作用，但对犊牛的增重效果有限，还提高了饲养成本。因此，21%饲粮蛋白水平可以一定程度提高其生长速度。在不刻意追求犊牛体尺的情况下，无需将饲粮蛋白水平提高到23%。

3.2 饲粮蛋白水平与犊牛血液生化指标的关系

血清BUN水平反应机体的蛋白质代谢情况，当血清BUN含量较低时，机体蛋白合成率高，体内氨基酸平衡性较好[16]，饲粮中蛋白质利用情况相对较好。随着饲粮中蛋白水平的增加，瘤胃内释放氨的速度加快，但瘤胃微生物利用氨的速率有限，血清BUN的浓度也会随之升高。有研究发现，犊牛血清BUN含量随着饲粮蛋白水平的增加而上升[17]。本研究中犊牛血清BUN水平在3.97～5.53 mg/dL之间，这与Blome等[6]报道的2.9～6.0 mg/dL的接近，但是低于Terosky等[18]报道的7.0～8.03 mg/dL。郭凯等[19]研究发现，饲喂蛋白含量为22.00%的饲粮组，90日龄犊牛血清BUN含量显著高于饲喂粗蛋白含量为19.10%饲粮组。李辉[20]研究发现，饲喂等能值粗蛋白质含量分别为18%、22%和26%的饲粮，高蛋白水平可导致犊牛血清BUN含量上升。本研究中血清BUN水平也随着饲粮中蛋白水平的增加显著升高，这与其结果相似。表明在19%的基础上，提高饲粮蛋白水平可能会降低机体蛋白合成率和瘤胃微生物对氨的利用率，从而降低饲料报酬，增加饲养成本。

血清GLU含量是机体能量代谢的重要生理指标，可以反映机体的能量平衡情况。维持GLU稳定对于机体内正常代谢及内环境稳定来说至关重要。吴敏等[21]报道，不同蛋白水平对血清中GLU含量无显著性差异。崔晓鹏等[22]同样发现，饲喂不同蛋白水平饲粮，对断奶的藏羊血清GLU含量没有显著差异。本研究中各试验组血清中GLU含量没有显著差异，表明饲粮蛋白水平提高到21%和23%，对犊牛机体代谢和内环境稳定没有显著影响。

游离脂肪酸(NEFA)由脂肪水解产生。当奶牛能量摄入不足，其血液中胰岛素浓度降低，生长激素与胰岛素的比例升高，这将促进脂肪分解，提高血清NEFA含量[22]。血清中NEFA含量和脂类代谢、糖代谢、内分泌功能有关，NEFA可以有效反应犊牛体内脂肪代谢情况[15]。血清NEFA处于较低水平说明多余血糖转化为脂肪后没有被分解，无需动用体内脂肪储备，且不同蛋白水平饲粮与血液中NEFA值无必然联系[24]。但代正阳等[25]、崔秋佳等[15]研究发现，血液中NEFA值随着蛋白水平的增加而升高。本研究发现，NEFA和TG含量随饲粮蛋白水平提高而上升，其原因是犊牛生长所需能量不足，不得不动用体内脂肪，导致血清中NEFA含量升高，与代正阳等[25]，崔秋佳等[15]研究结果一致。而对照组与其他2个组相比，血清GLU无差别，但NEFA和TG含量最低。表明在本研究设计的饲粮能量水平下，饲喂19%蛋白水平饲粮机体能量平衡影响最低需要。如需提高饲粮蛋白水平，最好能同时提高饲粮能量水平。我们在测量日增重时同样发现，相比19%蛋白饲粮组，21%和23%饲粮蛋白组间日增重的差异极小。这些结果表明，饲粮蛋白质水平宜小于21%。

血清TP含量可以在一定程度上反映饲粮中蛋白质的营养供给水平及机体对蛋白质的消化吸收程度。前人对血清蛋白的研究结果存在分歧，有报道认为，血清TP和ALB水平均不受饲粮蛋白水平的影响[6,26]，但Sykes[27]报道，较高蛋白质采食量可增加血清ALB含量。罗洪明等[28]报道，随着蛋白质水平的增加，血液中的TP、ALB以及白蛋白/球蛋白的比值先增加后下降，蛋白水平为23%时，血清中的TP、ALB达最高。本研究中饲粮蛋白水平并没有显著影响血清TP、ALB水平，与Sahoo等[26]的研究结果一致。此外，饲粮蛋白水平对犊牛血清LDH、AKP、ALP、AST、T-CHO、HDL-c、LDL-c和GLU都没有显著影响，这说明提高饲粮蛋白质水平到23%，对机体能量代谢、蛋白质代谢和内环境稳定没有太大影响。

3.3 饲粮蛋白水平对犊牛消化代谢的影响

饲粮营养物质消化率可以作为饲粮是否合理、各种营养素是否均衡的一个参考标准。蛋白质的代谢规律可以反映奶牛对蛋白质的需求。开展相关研究能帮助发挥动物的生长性能，并降低氮排放对环境的污染。高艳霞等[29]报道，300～350 kg中国荷斯坦育成牛蛋白质消化率在69.77%左右，这与本研究对照组结果接近。周汉林等[30]研究报道，分别饲喂9～10月龄奶牛蛋白质水平为10.12%、12.19%和14.29%的饲粮时，其粗蛋白的消化率随着饲粮蛋白水平的提高而升高。而对本研究设计的19%、21%和23% 3种蛋白质水平饲粮，其蛋白质消化率随饲粮蛋白水平提高而降低。这可能是由于设计的饲粮蛋白水平不同所致。此外，本研究发现，饲粮蛋白水平的变化并不会对氮的沉积率产生显著影响，且干物质、粗脂肪和中性洗涤纤维的消化率都随着饲粮蛋白质水平的提高而降低。这些结果表明，在19%的基础上再提高饲粮蛋白质水平对蛋白质的消化代谢无显著影响，且不利于犊牛对其他营养物质的消化吸收。

在日粮日粮能量(NE)水平为6.82 MJ/kg，饲粮蛋白质水平宜低于21%，而19%饲粮蛋白水平已经可以满足3～4月龄犊牛机体能量代谢、蛋白质代谢和内环境稳定需要。相比更高蛋白水平的饲粮，19%蛋白水平饲粮减少了犊牛脂肪的分解，有利于提高生产效率，降低成本。综上所述，19%饲粮蛋白水平已经可以满足3～4月龄犊牛生长所需，以及机体能量代谢、蛋白质代谢和内环境稳定需要，且营养物质消化率最高。建议饲喂19%蛋白质水平饲粮。