不同粗蛋白水平饲粮对围产期奶水牛生产性能和生殖激素的影响

2022-02-26唐振华谢华德郭艳霞李孟伟彭丽娟彭开屏杨承剑

饲料工业 2022年1期

■唐振华谢华德郭艳霞李孟伟彭丽娟彭开屏梁辛杨承剑

（中国农业科学院广西水牛研究所，农业农村部（广西）水牛遗传繁育重点实验室，广西南宁 530001）

围产期奶牛营养水平对中后期产奶性能、繁殖性能提高起关键性作用，均衡以及充足的营养水平对提高产奶量、延长泌乳期、降低产后疾病（如乳房炎）、提高发情率、提高受胎率等作用显著。因此，围产期奶牛营养与繁殖相关研究逐渐成为国内外研究者研究重点。李梓妍[1]研究发现奶牛产后每天添加400 mg/头β-胡萝卜素可显著降低配种次数，缩短发情和首配时间，提高受胎率(P＜0.05)。Bruinje 等[2]研究发现产后1～7周饲喂高精料饲粮（85%）与低精料饲粮（75%）能有效提高发情前期子宫内膜厚度、卵泡直径，提高奶牛繁殖性能。奶牛泌乳、繁殖营养需要研究相对较多，而水牛围产期营养需要与繁殖性能相关研究非常缺乏。因此，为了获得围产期奶水牛营养需要及其对生产性能和繁殖性能的影响，试验以NRC（2001）奶牛饲养标准为基础进行配方调配饲喂围产期奶水牛，对其生产性能、表观消化率以及繁殖参数进行测定，研究不同饲粮CP水平对围产期奶水牛生产性能和繁殖性能的影响，以期在试验饲粮结构下获得最佳饲料配方。

1 材料与方法

1.1 试验时间与地点

试验于2019年11月18日～2020年1月3日进行，试验地点设在广西壮族自治区水牛研究所种畜场。

1.2 试验设计

选择年龄、胎次和产奶量相近的尼里-拉菲围产期奶水牛18头，采用单因素设计，随机分为3个组，每组6头。试验期共45 d，其中预试期7 d，正试期38 d。对照组根据NRC（2001）饲养标准设定粗蛋白（CP）水平为17.5%，Ⅰ组CP水平为16.5%，Ⅱ组CP水平为18.5%。调整方法为通过改变豆粕比例实现。试验饲粮组成及营养水平见表1。

表1 基础饲粮组成及营养水平（风干基础）

1.3 饲养管理

每日分别于05：00、14：30 饲喂2 次，剩料控制在5%以内，自由饮水，采用管道式挤奶设备挤奶。

1.4 测定指标和方法

1.4.1 产奶量测定

预试期和正试期每天记录每组每头奶水牛的产奶量，每日2 次，分别于05：00、14：30 测定，并计算3.5%标准乳产量[3]。

3.5% FCM（kg）=0.515×产奶量（kg）+13.86×乳脂量（kg）

1.4.2 乳成分的测定

预试期和正试期每周三取一次全天奶样，采样时间分别为08：00和16：00，每次采集200 mL，摇匀后利用FOSS 乳成分测定仪（FOSS FT2）测定乳脂率、乳蛋白、总固形物、非乳脂固形物、乳糖。

1.4.3 采食量测定

试验期间，分别在试验中期和后期进行2次采食量测定，每次持续3 d，分别对饲喂的象草、啤酒糟和精料进行称重并记录，确保饲喂结束料槽有少量剩余，并计算饲料转化率[3]。

饲料转化率（FE，%）=3.5%FCM（kg）/DMI（kg）

1.4.4 饲粮采集、测定分析

利用内源指示剂法，在断奶前3 d 和试验结束前3 d 收集试验动物粪便200 g，加入35%硫酸100 mL混合，置于65 ℃烘箱烘干后粉碎，测量粪便和饲料中CP、粗脂肪（EE）、DM、NDF和ADF含量，其中CP利用凯氏定氮仪（FOSS 8400）测定，NDF、ADF 利用Van Soest 法（Akom2000I）测定，酸不溶灰分采用4N 酸不溶灰分法。各营养物质利用内源指示剂法计算表观消化率。

饲粮营养物质表观消化率（%）=[1-（b/a）×（c/d）]×100[4]

式中：a——饲粮中某营养物质的含量（%）；

b——粪便中某营养物质的含量（%）；

c——饲粮中盐酸不溶灰分的含量（%）；

d——粪便中盐酸不溶灰分的含量（%）。

1.4.5 繁殖性能测定

测定产后血液（产后第15、30 d）中PROG1、FSH、LH、E2 等，方法为酶联免疫（ELISA）试剂盒测定（江苏晶美生物工程有限公司）。

1.5 数据处理

试验数据先用Excel软件处理，再用SPSS 17.0软件中的ANOVA 过程进行单因子方差分析，差异显著性以P＜0.05 为判断标准，数据均采用“平均值±标准差”来表示。

2 结果与分析

2.1 不同CP水平饲粮对围产期奶水牛生产性能的影响（见表2）

由表2 可知，与对照组相比，Ⅰ组DMI 水平提高12.89%，Ⅱ组降低12.41%，差异显著（P＜0.05）。3.5%FCM 和FE，与对照组相比，Ⅰ组分别降低1.67%和14.81%，Ⅱ组分别降低29.97%和21.16%，差异不显著（P＞0.05）。乳蛋白含量Ⅱ组、Ⅰ组均较对照组高，差异不显著（P＞0.05），乳脂率Ⅰ组、Ⅱ组均较对照组低，差异不显著（P＞0.05）。乳糖含量对照组、Ⅰ组显著高于Ⅱ组（P＜0.05）。

表2 不同CP水平饲粮对围产期奶水牛生产性能的影响

2.2 不同CP水平饲粮对围产期奶水牛营养物质表观消化率的影响（见表3）

表3 不同CP水平饲粮对围产期奶水牛营养物质表观消化率的影响（%）

由表3可知，Ⅰ组CP、NDF、ADF表观消化率较对照组分别提高7.02%、19.85%和24.89%，差异不显著（P＞0.05），而Ⅱ组CP、NDF 表观消化率较照组低2.97%、1.43%，差异不显著（P＞0.05）。

2.3 不同CP水平对围产期奶水牛血液生殖激素的影响（见表4）

表4 不同CP水平饲粮对围产期奶水牛血液激素的影响（mIU/mL）

由表4 可知，奶水牛产后第15 dⅠ组血液中FSH、PROG1、LH 均较对照组高，E2 较对照组低，差异不显著（P＞0.05），而Ⅱ组血液中FSH、PROG1、LH和E2 含量均较对照组低，差异不显著（P＞0.05）。奶水牛产后第30 d Ⅰ组PROG1、E2 均较对照组高，FSH、LH 较对照组低，差异不显著（P＞0.05）；而Ⅱ组血液中FSH、PROG1、LH 和E2含量均较对照组低，差异不显著（P＞0.05）。

3 讨论

3.1 不同CP水平对围产期奶水牛生产性能的影响

提高奶牛生产性能非常具有挑战性，在提高采食量、产奶量、消化率同时还需考虑包括经济、环境方面因素。而为了提高奶牛生产性能，许多研究者通过改变饲粮能量、CP水平，对奶牛生产性能和繁殖性能等进行研究，结合经济效益等获得饲粮最佳配方。而通过大量研究分析发现饲粮蛋白、能量对产奶量、乳成分等影响存在许多的差异。Brun-Lafleur 等[5]研究发现在适宜水平下，饲粮净能和瘤胃可代谢蛋白水平对产奶量、乳脂以及乳蛋白水平有显著影响（P＜0.05）。Colmenero 等[6]研究发现荷斯坦奶牛饲粮CP 水平为13.5%～16.5%时，产奶量、乳蛋白和乳脂与饲粮CP 水平呈线性正相关，当CP水平为17.9%～19.4%时，产奶量反而降低，而饲粮CP 水平对干物质采食量（DMI）没有影响。Broderick 等[7]也发现当饲粮CP 为15.1%～16.7%时乳蛋白、乳脂含量随着饲粮CP水平增长而增长。Leonardi 等[8]则发现饲粮CP 由16.5%提高到18.4%，乳蛋白不受影响，但乳脂率有所提升。有研究表明，饲粮营养水平对产奶量、乳成分以及DMI 的影响还与泌乳阶段、产奶量、品种、胎次有关。如Husnain等[9]通过对27个试验，125个处理和1 801头奶牛统计发现，饲粮CP和瘤胃可消化蛋白水平（RDP）对经产母牛乳脂和乳蛋白水平没有影响，而对初产母牛乳脂和乳蛋白有促进作用，但当日产奶量超过36 kg/d时，饲粮RDP 提高可显著增加经产母牛乳蛋白含量。Brun-Lafleur等[5]也发现饲粮CP水平对不同产奶量奶牛的产奶性能影响是不一样的，且对不同产奶阶段影响也不一样，特别是泌乳初期，采食量偏低，CP 需求得不到满足，提高瘤胃可消化蛋白往往能提高产奶量和乳蛋白含量，这与Junior 等[10]研究结果一致。在奶水牛营养需要研究中，Verna 等[11]认为奶水牛饲粮CP水平为12%时对乳产量和品质没有影响。Campanile等[12]则发现当泌乳天数为164 d、产奶量为7 kg/d时饲粮9%的CP水平可以满足奶水牛需要，但泌乳天数为132 d、产奶量为10 kg/d 时饲粮9%的CP 水平是不足的。而Tweatia 等[13]则认为奶水牛饲粮泌乳中期最适宜CP 水平为14%，过高或过低存在负效应。Santillo等[14]研究则发现，地中海水牛饲粮CP 水平为12%～15%对产奶量和乳成分没有影响。本试验中当饲粮CP 水平为16.5%和17.5%时，产奶量、乳脂率以及乳蛋白含量差异不显著（P＞0.05），与Verna等[11]、Campanile等[12]、Santillo等[14]研究结果相比有一定差异，原因可能与泌乳阶段、产奶量、品种不同有关。而当饲粮CP 达18.5%时，产奶量降低，乳蛋白含量上升，这与Colmenero等[6]、Leonardi等[8]、Verna等[11]、Campanile等[12]结果是一致的。究其原因，Omphalius 等[15]研究认为饲粮高蛋白则主要通过增加乳腺对非必需氨基酸吸收，不改变乳腺离子流来增加乳真蛋白含量。因此，Haque 等[16]、Cantalapiedra-Hijar 等[17]认为提高饲粮RDP水平能有效提高乳真蛋白含量，但粪氮和尿氮含量增高，蛋白质利用率降低。Lee 等[18]也发现降低饲粮RDP水平能降低尿氮和粪氮含量，且补充过瘤胃保护氨基酸时氨基酸消化率更高，乳中必需氨基酸回收率也更高。

早期Huhtanen 等[19]表明影响奶牛生产性能的因素很多且有不确定性，但DMI大部分情况下会对生产性能造成巨大影响，特别是产奶量。Vyas等[20]研究指出，乳蛋白分泌与饲粮RDP 供需模型相关，要考虑采食量、产奶量等因素。Daniel等[21]通过91个试验发现，RDP 含量与DMI、产奶量极显著正相关（P＜0.001）。Husnain 等[9]通过对27 个试验，125 个处理和1 801 头奶牛统计发现，饲粮CP 和RDP 水平对经产母牛乳脂和乳蛋白水平没有影响，但当日产奶量超过36 kg/d时，饲粮RDP 提高可显著增加经产母牛乳蛋白含量，究其原因，作者认为这与DMI 有关，在同样CP 条件下，初产奶牛DMI和RDP获取较低，当增加CP或RDP含量时，显著增加乳脂和乳蛋白含量（P＜0.05），这也解释了经产母牛在饲粮CP 或RDP 改变时，可通过提高DMI或降低DMI获取适宜的可消化蛋白，但当产奶量过高，而DMI达到最大化时，增加饲粮CP或RDP可显著增加乳蛋白和乳脂率。且有研究表明，适宜的瘤胃氨基酸水平能有效提高DMI，因为氨态氮水平对瘤胃生物酶的分泌影响显著，而采食的RDP水平对瘤胃氨基酸水平起决定作用[22]。这就很好地解释了本试验Ⅰ组随着饲粮CP 降低，乳真蛋白含量反而比对照组高，即饲粮在一定范围内可降低CP含量，可通过提高DMI 获取更多可代谢蛋白。试验中Ⅰ组虽然DMI显著高于对照组（P＜0.05），但3.5%FCM反而较对照组低，造成饲料转化率降低，原因可能与体重变化有关，还需要进一步研究。而Ⅱ组饲粮CP 水平为18.5%，远高于Verna等[11]、Campanile等[12]、Santillo等[14]推荐的奶水牛最适宜饲粮CP 水平，虽然乳蛋白含量更高，但DMI 显著低于其他两组（P＜0.05），产奶量也较其他两组低。Lee等[18]通过多次试验比较发现当试验期超过4 周时，当RDP 变动超过10%会显著影响DMI和产奶量（P＜0.05）。而Giallongo等[23]研究则发现RDP含量降低5%时，试验期超过10周，DMI和产奶量影响不显著（P＞0.05）。因此，当饲粮CP 水平在适宜范围变动，DMI 和产奶量不受影响，而本试验Ⅱ组饲粮CP水平为18.5%时，RDP可能与围产期奶水牛饲粮最适RDP含量相比超过了一定范围，造成DMI显著低于其他两组（P＜0.05），产奶量随着饲粮CP 水平提高而降低。

3.2 不同CP水平饲粮对围产期奶水牛营养物质表观消化率的影响

影响奶牛对饲粮CP 利用的因素很多，包括瘤胃可消化蛋白水平是否充足、过瘤胃蛋白是否满足肠道吸收和必需氨基酸比例是否满足奶牛需要，而NDF和ADF 消化率与饲粮CP 含量相关[7]。RDP 是瘤胃微生物生长必需的营养物质，不但能提高瘤胃发酵，还能保证充足的微生物蛋白供应，为宿主提供70%～80%氨基酸需要[24]。较早时期，Misra等[25]研究表明采食更多RDP会增加瘤胃支链VFA，刺激纤维降解，而低CP饲粮如果能增加瘤胃支链VFA含量，同样能增加奶牛瘤胃有机物和纤维的降解，而饲粮非纤维碳水化合物提高则会降低瘤胃pH，抑制纤维降解，原因可能是纤维降解菌活动受到抑制。Javaid等[22]还认为适宜的饲粮CP 水平使瘤胃氨态氮水平更适宜瘤胃生物活动，提高采食量，增加瘤胃降解蛋白能力，提高瘤胃微生物数量，刺激微生物产生降解酶，良性循环。Zhang等[26]发现玉米秸秆等细胞壁降解与细菌、原虫和真菌协作有关。Hassanat等[27]也认为饲粮营养不平衡，增加饲粮淀粉，降低蛋白水平会降低瘤胃pH，造成原虫和甲烷菌含量降低，纤维等降解能力下降。试验中虽然各组CP、NDF和ADF表观消化率差异不显著，但Ⅰ组各营养物质表观消化率均最高，这可能与Ⅰ组CP水平为16.5%，瘤胃环境更适宜微生物活动，采食量显著高于其他组（P＜0.05），获得更多RDP，刺激NDF、ADF降解，结果与Javaid等[22]、Misra等[25]一致。

3.3 不同CP 水平饲粮对围产期奶水牛血液激素的影响

人们发现饲粮营养物质水平对繁殖性能起重要作用，他们的关系越来越受到人们重视。奶牛利用碳水化合物、蛋白质产生VFA，作为维持、产奶和繁殖的主要能量来源[28]。CP能在奶牛泌乳、繁殖过程中提供必需氨基酸，如果CP 供应不足会造成繁殖效率降低。研究表明，饲粮RDP水平过量也会影响奶牛繁殖性能。过量的RDP水平会造成血液尿素含量过高，而高水平的尿素会降低奶牛受胎率[29]。Dermauw等[30]研究发现血液尿素增高会降低子宫pH，对胚胎着床起副作用。FSH 是促进卵巢细胞生长的调节剂，与LH共同作用于卵巢，促进卵泡生长，发情前FSH 会短暂上升，而发情前后卵泡形态大小与LH 的含量有关。李梓妍等[1]研究发现产后14 d 奶牛FSH 增高，刺激卵泡发育。梁冠生[31]研究表明发情后2、11 d或2、9、16 d开始卵泡期，开始前2.5 d 左右FSH 会短暂上升。本试验产后15 d及30 d（第一次发情后9 d左右）FSH和LH 水平各组差异不显著（P＞0.05），说明在该饲粮CP范围内对排卵未造成影响。雌激素（E2）能促进子宫生长，孕酮（PROG1）能促进受精卵着床和维持妊娠，奶牛孕酮含量与卵泡颗粒细胞数量呈正比[1]。试验中产后15、30 d 血清孕酮含量随着饲粮CP 水平增加而降低，说明在试验饲粮CP 水平条件下，饲粮CP 增加有降低卵泡颗粒趋势，但差异不显著（P＞0.05）。因此可认为各组提供CP含量可满足水牛繁殖需要或对繁殖性能没有影响。