全株水稻青贮替代全株玉米青贮对泌乳奶牛生产性能、血清生化指标、抗氧化能力和免疫能力的影响

2022-11-17武伟成唐启源

中国饲料 2022年21期

陈东，武伟成，陈坤，钟港，唐启源*

（1.湖南农业大学动物科学技术学院，湖南长沙 410128；2.湖南农业大学农学院，湖南长沙 410128；3.湖南艾特农牧科技发展有限公司，湖南长沙 410128）

随着居民生活水平的提高，人均口粮消费量虽趋于平稳，但畜产品消费增长将引起饲粮需求大幅度增加（胡小平，2010）。当前畜禽结构和饲养习惯致使人畜争粮矛盾越发突出，解决饲粮的供需问题已成为当今粮食安全最主要任务之一（王济民，2013）。青贮饲料作为全年均衡供给粗饲料的保存方式越来越受到养殖户的普及，青贮不但可以有效的保存养分，还是扩宽饲料资源的有效途径。研究表明，在反刍动物养殖过程中已广泛利用全株谷物青贮，如高粱、小麦、大麦、苜蓿和玉米（Xia，2018；Nazli，2018；Chen，2018；Niu，2017；Kim，2016；Shibata，2016）。随着水稻产量的增加以及口粮的富余，奶牛和肉牛的养殖中应用全株水稻青贮作为粗饲料来源之一（Ki，2009）。研究表明，全株水稻青贮品质和体外瘤胃发酵特性随着青贮时间的延长（青贮60d以上）效果更好，营养价值更佳（邹诗雨，2020）。Chen等（2020、2019）研究发现，与全株玉米青贮和水稻秸秆相比，饲喂全株水稻青贮，能显著提高肉牛干物质和粗蛋白的表观消化率，同时，青贮玉米组和青贮水稻组的瘤胃微生物结构相似，显著区分于水稻秸秆组，说明全株水稻青贮在肉牛生产中与全株玉米青贮的饲喂效果相似。在奶牛养殖过程，全株玉米青贮已作为饲粮中青贮饲料的首选（Nazli，2018；Chen，2018），而对于全株水稻青贮饲喂泌乳奶牛鲜见报道。本研究用全株水稻青贮替代全株玉米青贮，以泌乳后期奶牛为对象，研究全株水稻青贮对泌乳后期奶牛生产性能、血清生化指标、抗氧化能力和免疫能力的影响，为全株水稻青贮在奶牛生产中的应用提供科学依据，以助于解决我国南方地区饲草资源缺乏的困境，促进养殖业的发展。

1 材料与方法

1.1 试验动物与饲粮本试验在湖南省畜牧兽医研究所进行，选取45头胎次（2~3胎）、平均产奶量（16.63±4.22）kg、泌乳天数和体重相近的荷斯坦奶牛，随机分成对照组、试验Ⅰ组和试验Ⅱ组（n=15）。预试期10 d，正试期30 d。试验牛为散栏式饲养，对照组每头牛饲喂全混合饲粮，每日营养需要参考《奶牛饲养标准》（NY/T 34-2004）进行设计，精粗比为4：6。试验采用单因素设计，试验Ⅰ组和试验Ⅱ组分别用全株水稻青贮替代对照组中35%、70%的全株玉米青贮（干物质基础）。试验饲粮组成及营养水平见表1。

本试验全株玉米青贮由湖南德人牧业有限公司提供，在2/3乳线期离地5 cm左右进行收割，整株切碎至2 cm左右，裹包进行青贮。全株水稻青贮由大通湖区宏硕生态农业农机合作社提供，全株水稻在蜡熟后期离地10 cm左右进行收割，整株切碎至4 cm左右，裹包进行青贮。其他原料由湖南省畜牧兽医研究所奶牛场提供。青贮原料营养成分见表1。

表1 试验饲粮组成及营养水平（风干基础）

1.2 饲养管理试验前对牛舍进行清扫和消毒。试验期每天饲喂2次，分别在07：00和16：00进行饲喂，每天07：00~22：00期间每隔1.5 h推料一次，每天晨饲前清理食槽1次，自由饮水。每天14：00~16：00清扫牛舍，每10 d对牛舍进行1次消毒。

1.3 指标测定

1.3.1 生产性能测定试验正式期，每天早上投料前记录投料量，第二天晨饲前清理剩料并称重，计算各试验组奶牛干物质采食量（DMI）。试验正式期每天在挤奶机计量器上记录每头牛当天产奶量，计算其平均产奶量，并按照公式计算4%标准乳（4%FCM）产量和饲料转化率。试验正式期第30天16：30采集每头牛的乳样50 mL，将采集的乳样混匀后，立即使用福斯公司MilkoScan FT+型乳成份分析仪和MaticTM FC型体细胞分析仪分别对乳成份和体细胞数进行测定。计算公式如下：

DMI=（投料量-剩料量）×DM%；

4%FCM产量=（0.4+15×乳脂率）×产奶量；

饲料转化率=产奶量/DMI；

经济效益/[元/（d·头）]=4%FCM产量[kg/（d·头）]×原料奶价格（元/kg）-饲料费用支出[元/（d·头）]。

1.3.2 血清生化指标测定试验开始第30天每组随机选择6头牛，于晨饲前尾根静脉采血10 mL，静置15 min，3000 r/min离心10 min，分离血清，于-20℃冰箱保存，待测血清生化指标及激素水平。血清生化指标包括总蛋白（TP）、甘油三酯（TG）、白蛋白（ALB）、总胆固醇（TC）、尿素氮（UN）、β-羟丁酸（BHHB）、游离脂肪酸（NEFA）、葡萄糖（GLU）、总氨基酸（TAA）。血清抗氧化指标包括超氧化物歧化酶（SOD）、硫氧还蛋白还原酶（TrxR）、过氧化氢酶（CAT）、丙二醛（MDA）、谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）。血清免疫指标包括免疫球蛋白A（IgA）、免疫球蛋白G（IgG）、免疫球蛋白M（IgM）。以上指标均按照相应试剂盒说明书测定，试剂盒由北京安迪华泰生物科技有限公司提供。

1.4 数据统计与分析数据经Excel 2010进行初步整理后，采用SAS 9.0软件进行统计分析，并采用ANOVA程序进行单因素方差分析，Duncan氏多重比较检验，试验数据用“平均值±标准差”表示，P<0.05作为差异显著的判断标准。

2 结果

2.1 全株水稻青贮替代全株玉米青贮对泌乳奶牛生产性能的影响由表2可知，试验Ⅰ组和试验Ⅱ组的DMI显著低于对照组，且试验Ⅱ组的DMI显著低于试验Ⅰ组（P＜0.05）。对照组、试验Ⅰ组和试验Ⅱ组的产奶量、4%标准乳产量、饲料转化率、体细胞数、乳脂率、乳蛋白率、乳糖率和乳尿素氮含量差异均不显著（P＞0.05）。

表2 全株水稻青贮替代全株玉米青贮对泌乳奶牛生产性能的影响

2.2 全株水稻青贮替代全株玉米青贮对泌乳奶牛血清生化指标的影响由表3可知，试验Ⅱ组血清TP含量显著低于试验Ⅰ组和对照组（P<0.01），且试验Ⅰ组与对照组差异不显著（P>0.05）；试验Ⅰ组和试验Ⅱ组血清中UN含量显著高于对照组（P<0.01），且试验Ⅰ组和试验Ⅱ组无显著差异（P>0.05）；其他血清生化指标（血清TG、ALB、TC、BHBA、NEFA、GLU和T-AA含量）各组间均无显著差异（P>0.05）。

表3 全株水稻青贮替代全株玉米青贮对泌乳奶牛血清生化指标的影响

2.3 全株水稻青贮替代全株玉米青贮对泌乳奶牛抗氧化能力的影响由表4可知，试验Ⅰ组血清中TrxR含量显著低于试验Ⅱ组和对照组（P<0.05），随着饲粮中全株水稻青贮含量的增加，血清中MDA含量有增加的趋势（P=0.08）；试验各组血清中SOD、CAT和GSH-Px含量差异不显著（P>0.05）。

表4 全株水稻青贮替代全株玉米青贮对泌乳奶牛血清抗氧化指标的影响

2.4 全株水稻青贮替代全株玉米青贮对泌乳奶牛免疫能力的影响由表5可知，试验Ⅰ组血清中IgA含量和IgM含量显著高于试验Ⅱ组和对照组（P<0.05），且试验Ⅱ组和对照组无显著差异（P>0.05）；试验各组血清中IgG含量差异不显著（P>0.05）。

表5 全株水稻青贮替代全株玉米青贮对泌乳奶牛血清免疫指标的影响 μg/mL

3 讨论

3.1 全株水稻青贮替代全株玉米青贮对泌乳奶牛生产性能的影响DMI是影响动物健康状况和保证生产的重要因素，其决定着动物活动所需要营养物质的数量，影响泌乳奶牛的生产性能。Ranathuga等（2010）研究表明，饲粮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。本试验对照组的DMI显著高于全株水稻青贮替代奶牛全混合饲粮中35%、70%全株玉米青贮的DMI，全株水稻青贮替代全混合饲粮中35%全株玉米青贮的DMI显著高于全株水稻青贮替代全混合饲粮中70%全株玉米青贮的DMI。主要原因可能是全株水稻青贮的NDF含量高于全株玉米青贮，导致适口性下降，这与范铤（2014）的研究结果相符。由此可见，全株水稻青贮替代全混合饲粮中70%全株玉米青贮可能会影响奶牛生产性能的发挥。

泌乳奶牛的产奶量主要受DMI和饲粮中蛋白质含量的影响（邵丽玮，2019）。本试验结果表明，全株水稻青贮替代全混合饲粮中35%、70%全株玉米青贮的产奶量和4%FCM产量与对照组之间均无显著差异，与Miyaji等（2013）研究结果一致，主要原因可能是饲粮中粗蛋白质含量较高。但从数值上看，70%替代组的产奶量和4%FCM产量低于对照组和35%替代组，主要原因可能是70%替代组全株水稻青贮比例较高，中性洗涤纤维含量升高，导致奶牛的DMI降低，对奶牛泌乳的营养物质需要造成了不利影响。本试验中，全株水稻青贮替代全混合饲粮中35%、70%全株玉米青贮的饲料转化率与对照组之间均无显著差异。因此，使用全株水稻青贮替代全混合饲粮中35%全株玉米青贮对饲喂奶牛是可行的。

本试验中各组的体细胞数在11.18×104~16.50×104个/mL，均低于欧盟（40×104个/mL）和美国现行标准（75×104个/mL），且从数值上看，用全株水稻青贮替代奶牛全混合饲粮中35%的全株玉米青贮的体细胞数低于对照组和70%替代组。乳脂肪、乳蛋白和乳糖是牛奶中重要的营养物质，乳成分中的乳脂率、乳蛋白率和乳糖率是常用于评价原料乳品质的重要指标。乳脂肪的主要成分是甘油三酯，约占乳脂肪总量的95%，其余5%主要由游离脂肪酸、脂溶性维生素、磷脂和少量的胆固醇等组成（Davis，1960）。乳蛋白的合成分泌主要受遗传、营养、环境等因素的影响，其合成效率主要受到饲粮营养水平的调控（耿亚楠，2021）。乳糖是乳中唯一的糖类，其合成原料（葡萄糖、半乳糖）均来自于乳动脉血中的葡萄糖（Bauman，2006）。本试验结果表明，全株水稻青贮替代全混合饲粮中35%、70%全株玉米青贮的乳脂率、乳蛋白率和乳糖率与对照组之间均无显著差异，与邵丽玮等（2019）研究结果一致。说明全株水稻青贮替代全混合饲粮中35%、70%全株玉米青贮对牛奶中乳脂肪、乳蛋白和乳糖的合成效率没有显著影响，主要原因可能与饲粮中粗蛋白质含量增加有关。乳尿素氮是奶牛对饲粮中蛋白质的利用率，其含量的高低可以反映饲粮蛋白质水平和能氮平衡。Hwang等（2000）研究认为，正常奶牛群的乳尿素氮含量应为12~19 mg/dL，且当乳蛋白率≥3%时饲粮中的蛋白质和能量较为平衡。本试验中各组的乳尿素氮含量没有显著差异且均在正常范围内，为16.72~18.48 mg/dL。乳蛋白率在3.52%~3.79%，说明饲喂的饲粮中蛋白质和能量平衡。因此，可以使用全株水稻青贮替代全混合饲粮中35%全株玉米青贮饲喂泌乳奶牛。

3.2 全株水稻青贮替代全株玉米青贮对泌乳奶牛血清生化指标的影响血清生化指标是判断机体生理功能的重要参数，其变化通常与机体营养水平或疾病密切相关（周东年，2018；Shakeri，2013）。血清GLU含量能反映机体的营养状况，其含量过高或过低均会对机体造成不利影响，低水平血清GLU含量是能量缺乏的重要标志。血清NEFA是衡量脂肪动员的重要指标，是自身能量供给不足时，动员储存在脂肪组织中TG时的产物（薛宵，2019）。血清BHBA也是能量平衡评价的重要指标，除了可由NEFA在肝脏中氧化合成外，还可以丁酸作为前体物质合成（周东年，2018）。血清TG可直接参与TC的合成，TG是体内能量的主要来源，其含量随脂肪利用效率的升高而降低（马晓宇，2019）。据冯兴龙等（2016）研究报道，血清总脂肪含量较高可能会导致体内脂类代谢出现障碍，进而对机体健康造成损伤。在本试验中，血清GLU、BHBA、NEFA、TG及TC含量在各组间均无显著差异，同时牛奶中乳脂率和乳糖率三组间也均无显著差异，说明用全株水稻青贮部分代替全株玉米青贮对泌乳奶牛机体正常的能量代谢、脂类代谢及饲喂效果均无显著影响。

杨璐玲等（2014）研究表明，血清中TP、ALB及UN浓度是反映反刍动物蛋白质代谢程度和肝脏对氮素循环程度的重要指标。血清TP由ALB和GLO组成，是血清中含量最多的一类固体物质，具有维持血管内胶体正常渗透压、酸碱度及运输多种代谢物等功能（王建红，2011）。Kwok等（1992）和Vernon等（1990）研究发现，血清TP能反映动物蛋白质合成代谢的情况，且高浓度的血清能促进动物生长及提高饲料转化率。本试验中，试验I组和试验Ⅱ组的TP含量均低于对照组，但均未超过奶牛血清TP的正常范围（57.6~92.4 g/L）（李新萍，2012），且试验I组与对照组TP含量及三组间血清ALB含量均无显著差异，结合前文乳蛋白率无显著变化，说明用全株水稻青贮部分代替全株玉米青贮虽然会影响泌乳奶牛血清蛋白的含量，但不会对泌乳奶牛的蛋白质合成代谢及肝脏功能产生不利影响。UN是蛋白质的代谢产物，血清中的UN含量主要受瘤胃中氨氮浓度和肠道内氨基酸平衡的影响，可以较为准确地反映动物体内蛋白质代谢和饲粮氨基酸平衡状态（赵拴平，2012；严昌国，2005）。杨保奎等（2016）研究表明，用稻草青贮替代玉米青贮会引起肉牛血清UN含量升高。本试验中，试验I组和试验Ⅱ组血清UN的含量均高于对照组，且试验I组和试验Ⅱ组间的差异不显著，表明用全株水稻青贮部分代替全株玉米青贮会引起泌乳奶牛血清UN升高，这与前人研究结果一致。奶牛血清UN的正常水平为3.5~16 mmol/L，本试验中三组泌乳奶牛血清UN水平均处于正常范围内，说明饲喂全株水稻青贮可能会降低饲料氮利用率，但对奶牛的健康状况无显著影响。

3.3 全株水稻青贮替代全株玉米青贮对泌乳奶牛抗氧化能力的影响正常情况下，动物体内自由基的产生和清除处于动态平衡中，若机体内的自由基不能被及时清除，自由基过量积累时可能会诱使组织细胞脂质过氧化、DNA氧化损伤及细胞的结构和功能被破坏等，最终导致机体的抗氧化酶系统平衡被打破甚至产生疾病（Shustanova，2004）。MDA是脂质氧化反应的终产物，其含量可间接反映自由基产生的情况及组织细胞的损伤程度（Akhalaya，2006）。据研究报道（Ursini，1982），SOD、CAT和GSH-Px一起构成了生物体内活性氧防御系统，SOD是机体对活性氧的第一道防线，可催化超氧阴离子歧化为氧气和过氧化氢，对机体氧化与抗氧化平衡具有重要作用；而CAT和GSH-Px为第二道防线，其中CAT可清除过氧体系中的过氧化氢，GSH-Px可清除过氧化氢和氢过氧化物，从而有效地保护机体。本试验中，血清中MDA、SOD、CAT和GSH-Px含量在各组间均无显著差异，说明用全株水稻青贮部分代替全株玉米青贮不会影响泌乳奶牛机体的抗氧化能力。硫氧还蛋白还原酶系统（Trx）是除谷胱甘肽还原酶系统（GSH-Grx）外，哺乳动物体内主要的抗氧化系统之一（Cheng，2017）。据Barbosa等（2017）研究报道，TrxR是目前已知的，唯一能够还原Trx的酶。TrxR还原能力与氧化应激保持动态平衡，是保证机体正常的关键因素（陆金苗，2019）。本试验中，试验I组血清TrxR含量显著低于对照组和试验Ⅱ组，但试验Ⅱ组与对照组差异不显著，说明用全株水稻青贮部分替代全株玉米青贮饲喂奶牛是可行的。

3.4 全株水稻青贮替代全株玉米青贮对泌乳奶牛免疫能力的影响免疫球蛋白是由淋巴B细胞分化增殖产生的，具有抗体活性，是衡量机体免疫功能的重要指标（韩云胜，2017）。IgA、IgG和IgM这3类免疫球蛋白可代表血清中免疫球蛋白的含量，其中IgA构成了机体的黏膜防御系统，具有中和毒素、抗菌和抗病毒等作用（Racheli，2019）；IgM是机体初次体液免疫应答最早产生的免疫球蛋白，在机体早期免疫防护过程中发挥着不可替代的作用（范彦希，2020）；IgG是参与体液免疫的主要抗体，在体内发挥着吞噬、凝集、沉淀抗原、中和病毒及毒素等作用（刘娇，2020）。在本试验中，试验I组泌乳奶牛血清中IgA和IgM的含量显著高于其他两组，且试验Ⅱ组与对照组IgA和IgM含量无显著差异，各组间IgG含量无显著变化，说明泌乳奶牛饲粮中用全株水稻青贮替代35%全株玉米青贮可改善机体的免疫功能，提高机体的抗病能力，增强机体对环境的适应能力。