饲粮中添加不同脂肪来源对围产后期奶牛生产性能和瘤胃发酵的影响

2023-10-17张海博申跃宇李建国户林其王姗姗曹玉凤沈宜钊高艳霞徐宏建

中国饲料 2023年19期

张海博，郭刚，申跃宇，李建国，户林其，杨蒙，王姗姗，曹玉凤，沈宜钊，高艳霞，徐宏建

（1.河北农业大学动物科技学院，河北保定 071001；2.首农畜牧发展有限公司，北京 100076；3.河北省牛羊胚胎工程技术研究中心，河北保定 071001）

随着奶牛饲养管理和育种水平的进步，奶牛单产越来越高，而产后奶牛能量负平衡发病率逐年上升，随之而来的是奶牛产后酮病和真胃变位等围产期代谢疾病的发病率也逐年上升。从机理上来讲，通过提高饲料能量水平和采食量能够有效的缓解奶牛能量负平衡，但是受产后激素水平等因素的影响，产后奶牛采食量很难在短时间提升，因此提高日粮的能量浓度是当前解决奶牛能量负平衡的重要手段之一。目前提高日粮能量浓度主要依赖提高玉米等高淀粉谷物类的添加量，但是高淀粉日粮往往会导致奶牛瘤胃酸中毒风险提高，造成蹄叶炎和乳脂下降等问题。因此，找到一种玉米替代物来提高日粮的能量浓度成为解决围产奶牛能量负平衡问题的关键。脂肪类产品因其能值高添加量少的特性，可作为谷物类能量饲料的替代物，常见的脂肪类产品包括脂肪酸钙、脂肪粉，添加脂肪类产品是解决围产后期奶牛能量负平衡问题的有效方法。张平等（2020）研究表明，在泌乳高峰期荷斯坦奶牛日粮中添加2% ～3%含C16 的棕榈酸粉可显著提升产奶量及乳脂率。王金合等（2020）研究表明，在日粮中添加20 g/kg的棕榈酸油有助于提高生产性能。 Western 等（2020）研究发现，给高产奶牛添加棕榈酸油从生产性能的方面分析要优于添加含有不饱和脂肪酸的产品；Ghasemi 等（2021）和Souza 等（2020）研究结果证明，添加棕榈酸对泌乳早期奶牛的采食量，消化率和乳脂率有明显的提升作用。此外，张磊等（2001）、Caldari-Torres 等（2011）以及刘艳琴等（2001）研究结果表明，日粮中添加脂肪酸钙能够有效的提高奶牛的产奶量和乳脂率并通过减少酮体生成来降低酮病的发生率。目前研究主要集中在泌乳高峰及后期阶段，对于围产后期研究较少，且比较棕榈酸与脂肪酸钙添加效果研究也较少。因此，本研究主要针对产后0 ～21 d 的产后奶牛进行试验，旨在为围产后期奶牛选择能量添加剂产品提供理论依据、技术支持并确定适宜添加量。

1 材料和方法

1.1 试验设计与饲养管理试验选取胎次[（2.95±0.1）胎]、体况、上胎次产奶量[（31.4±0.4）kg]和预产期接近的健康中国荷斯坦奶牛60 头，采用完全随机试验设计，分为三组，每组20 个重复，每个重复1 头奶牛，即基础饲粮组（A 组）、脂肪酸钙组（B 组）、脂肪粉组（C 组），分别于产后当天开始至产后21 d 饲喂3 种等能等氮（NEL 7.24 MJ/kg；CP 18.1%，脂肪（酸）来源存在差异）的日粮，基础日粮组成及营养水平见表1。饲养试验时间为21 d。试验奶牛饲养管理条件一致。每天于6:00、14:00、21:00 饲喂3 次，自由采食，自由饮水，每天清洗水槽一次，以保证水质清洁和充足。每天巡视牛圈，观察记录牛的采食与健康状态。

表1 基础日粮组成及营养水平（干物质基础）

1.2 试验材料本试验选用的脂肪添加剂产品购于天津益海嘉里公司生产美加力（脂肪酸钙C16=48%，C18:0=5%，C18:1=30%，C18:2=9%，生产批号：20191013z195；脂肪粉C16≥70%，C18:0=5%，C18:1≤20%，生产批号： 191010F134），其他原料均由牧场提供。

1.3 样品采集与处理

1.3.1 采食量每天准确记录投料量和剩料量，日平均采食量＝日投料量－日剩料量。统计每头奶牛每天的平均采食量。

1.3.2 产奶量通过利拉伐阿波罗系统（瑞典）记录每头牛每天产奶量并做好统计。

1.3.3 瘤胃液的采集试验牛只于分娩当天和试验结束晨饲前，采用口腔-瘤胃管采样法采集瘤胃液，每组随机选择10 头，经4 层纱布过滤后取得滤液。取10 mL 滤液，立即用pH 计测定瘤胃液pH；10 mL 滤液加0.1 mL 6 mol/L 盐酸固氮，置于-20 ℃的环境中保存，备测NH3-N；取10 mL 滤液装入离心管-20 ℃保存，备测MCP。取10 mL滤液装入离心管带回实验室进行VFA 的前处理（10000 g 离心10 min，取上清1.5 mL，加0.15 mL 25%偏磷酸，用涡流混合器摇匀，静置30 min，在10000 g 下离心15 min，取上清），-20 ℃保存。

1.3.4 血液样品的采集与处理血液样品于分娩当天及产后7、14、21 d 晨饲前经尾根静脉采血，每次每头牛采集10 mL 全血，室温静置4 h 后，用离心机3000 r/min 离心15 min，将上清液分装于0.5 mL 的离心管中，-20 ℃保存待测。

1.4 样品测定

1.4.1 饲料干物质测定测定周期根据饲养分群方案3 d 检测饲料水分，并根据日粮的干物质水平计算新产奶牛干物质采食量。

1.4.2 血液指标测定血液中生化指标：甘油三酯（TG，105-000449-00）、总胆固醇（TCHO，105-000448-00）、葡萄糖（GLU，105-000454-00）、谷丙转氨酶（ALT，105-000442-00）、谷草转氨酶（AST，105-000443-00）、尿素氮（BUN）、高密度脂蛋白（HDLC，105-000463-00）、低密度脂蛋白（LDLC，105-000464-00）采用深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司提供的试剂盒及全自动生化仪（BS402）进行检测。β 羟丁酸（BHBA；DPE98444）、非酯化脂肪酸（NEFA；DRE98327）；牛瘦素（Lep；DRE98028）；牛胰岛样生长因子-1 （IGF-1；DRE98016）由北京华悦昌生物科技有限公司提供的ELISA 试剂盒测定。

1.4.3 瘤胃液的测定 pH 在采样当天使用美国UB-7 型酸度计测定，NH3-N 浓度参照冯宗慈（2005）（通过比色测定瘤胃液氨态氮含量方法的改进）方法，使用UV-2102PCS 紫外光可见分光光度计进行测定。 MCP 浓度参照Makkar 等（1982）方法采用差速离心法和凯氏定氮法测定。VFA 含量参考Erwin 等（1961）的检测方法测定。

1.5 统计方法本试验数据采用SPSS 22.0 软件进行单因素方差分析（one-way ANOVA），差异显著用Duncan's 法进行多重比较检验，数据用“平均值±标准误” 的形式表示；P ≤0.05 表示差异显著，P ＜0.01 表示差异极显著，0.05 ＜P ≤0.1 表示存在变化的趋势。

2 试验结果及分析

2.1 不同能量来源日粮对采食量的影响由表2可知，除泌乳天数10 ～12 d 干物质采食量，B 组较其他两组有下降的趋势（P =0.06）外，其他各阶段B 组奶牛的干物质采食量显著低于A 组和C组（P ＜0.05），全期干物质采食量B 组较A 组和C 组下降18.78%和14.56%（P ＜0.01）。

表2 日粮中不同能量来源日粮对奶牛采食量的影响

2.2 不同能量来源日粮对产奶量的影响由表3可知，整个试验期，B 组产奶量均低于A 组和C组（P ＜0.05），但A 组和C 组差异不显著（P ＞0.05），全期产奶量B 组较A 组和C 组下降13.41%和12.48%（P ＜0.05）。

表3 日粮中不同能量来源日粮对奶牛产奶量的影响

2.3 不同能量来源日粮对血液理化指标的影响由表4 可知，血液β-羟丁酸浓度在产后7、14 d差异不显著（P ＞0.05），产后21 d C 组奶牛血液β-羟丁酸浓度较A 组和B 组下降16.44%和25.96%（P ＜0.05），A 组和B 组差异不显著（P ＞0.05）；血液NEEF 浓度在产后7 d 和14 d 差异不显著（P ＞0.05），而在产后21 d C 组较A 组和B组下降31.49%和31.06%（P ＜0.05）；总胆固醇、甘油三脂、葡萄糖、胰岛素生长因子、牛瘦素、尿素氮检测产后0、7、14、21 d 组间差异不显著（P ＞0.05）。

表4 日粮不同能量来源日粮对奶牛血清能量和蛋白变化代谢指标的影响

2.4 不同能量来源日粮对血清肝代谢指标的影响由表5 可知，在肝损代谢中谷丙转氨酶和谷草转氨酶虽然在产后0、7、21 d 差异不显著（P ＞0.05），但是产后14 d 谷丙转氨酶C 组较A 组和B 组下降28.98%和35.32%（P ＜0.05），谷草转氨酶下降28.66%和10.62%（P ＜0.05）。 A 组和B 组差异不显著。碱性磷酸酶、高密度脂蛋白胆固醇、低密度脂蛋白胆固醇产后0、7、14、21 d 差异不显著（P ＞0.05）。

表5 日粮不同能量来源日粮对奶牛血清中肝功能代谢指标的影响

3 讨论

3.1 不同能量来源日粮对荷斯坦奶牛干物质采食量的影响奶牛干物质采食量是体现生产性能的基础。目前关于日粮中添加过瘤胃脂肪类添加剂的应用效果不一。在添加脂肪酸钙方面，Harvatine 等（2006）研究发现，对脂肪酸钙奶牛的采食量有提升作用。本试验中B 组（脂肪酸钙组）相比与A 组（玉米压片）干物质采食量有所降低，与前人研究一致，造成下降的原因可能是：（1）脂肪酸钙略带皂味或与其他饲料风味物质产生交互作用，该物质会降低饲料适口性，从而影响采食；（2）脂肪酸钙增加胆囊收缩素的分泌从而增加奶牛的饱腹感并引起采食量下降（殷正燕等，2016）。但也有研究表明日粮中添加脂肪类物质具有积极效果（Elliott 等，1996）。在棕榈酸研究方面，张福寿等（2022）在日粮添加1.5%（日粮干物质）棕榈酸的采食量显著高于未添加组（P ＜0.05）。本试验中C组（脂肪粉组）干物质采食量显著高于B 组。这与Allen（2000）和Choi 等（1996）研究结果一致。而杨善军（2003）在日粮中添加1.5% ～4.5%的棕榈酸与采食量成负相关，与对照组相比，随着棕榈酸浓度的提升采食量有下降的趋势（0.05 ＜P ＜0.1）。试验结果的不同主要与日粮结构、营养浓度、牛群泌乳阶段、添加剂含量不同有关。

3.2 不同能量来源日粮对荷斯坦奶牛产奶量的影响目前，对于在日粮中添加不同脂肪来源的添加剂对奶牛产奶量的影响存在一定差异。在脂肪酸钙研究方面，袁雪等（2016）在泌乳前期奶牛基础日粮增加500 g/d·头脂肪酸钙添加剂，试验组产奶量有增加的趋势（0.05 ＜P ＜0.1）。而本试验中脂肪酸钙添加量为日粮0.64%，产奶量较压片玉米组下降4.36 kg（P ＜0.05）。主要原因是脂肪酸钙会严重影响泌乳早期干物质采食量，导致产奶量下降。在棕榈酸方面研究，Dohme 等（2000）研究表明，在日粮中添加脂肪类物质对产奶性能有积极效果。 Kirovski 等（2015）在奶牛饲料中添加脂肪粉产品可改善泌乳奶牛能量负平衡并提高其产奶量。刘培言等（2012）在泌乳中期奶牛中分三个阶段添加100 ～300 g 脂肪粉，结果发现试验组的平均产奶量极显著高于对照组，增加4 kg/d·头（P ＜0.01）。 Mosley 等（2007）也得出相似结果。本试验中，在奶牛早期日粮中添加脂肪粉连续饲喂21 d 后产奶量较压片玉米组增加3.34 kg。试验结果与前人一致。主要原因棕榈酸在脂肪粉中占比85%以上，乳脂中的需求量可以通过日粮直接供给，减少体脂动员，增加饲料转化率，提高产奶量。而蔡瑞琪（2016）发现，在对产后15 ～70 d的泌乳阶段的奶牛日粮中添加200 g 棕榈酸，产奶量较对照组增加1.55 kg/d·头（P ＞0.05）。但也有研究表明日粮中添加不同脂肪来源的添加剂对奶牛产奶量影响不显著（Isenberg 等，2018）。主要原因是：（1）脂肪酸钙和脂肪粉属过瘤胃类添加剂，而且在瘤胃内溶解度低，不会对瘤胃发酵及微生物多样性造成不良影响，同时其在真胃的吸收利用度高，可使奶牛能量利用更高效（刘亚轩，2005）。（2）脂肪粉中的棕榈酸对瘤胃pH、VFA 含量及瘤胃毛虫糖类降解力存在一定相关性，通过调整瘤胃发酵及毛虫糖类降解来提高能量利用效率，从而提高产奶量（杨善军，2003）。

3.3 不同能量来源日粮对荷斯坦奶牛血液理化指标的影响血液指标是营养物质是机体代谢、转运、合成的重要指标。血清葡萄糖反映泌乳期奶牛的能量平衡状态，也是肝脏机能及生产性能的重要体现。 B 组（脂肪酸钙）和C 组（脂肪粉组）属过瘤胃脂肪，可为家畜提供能量，提高血糖利用率，缓解能量负平衡。蔡瑞琪等（2016）研究认为，奶牛日粮中添加过瘤胃脂肪可提高血糖浓度并提高其利用率，对缓解能量负平衡有积极影响。张克春等（2006）研究表明，饲喂产后30 d 和60 d 奶牛过瘤胃脂肪可提高血糖浓度，提高能量利用率并缓解能量负平衡。本试验中，0 ～14 d，试验组与对照组血液中BHBA、NEFA 和Glu 含量无显著差异（P ＞0.05）。在第21 天，试验组血糖浓度显著高于A 组（P ＜0.05），与前人结果一致。原因是：（1）脂肪含量与糖异生二者呈正相关，可提高奶牛能量利用抑制糖酵解（Baumgard 等，2002）。（2）过瘤胃脂肪对丙酮酸羧化酶mRNA 有促进作用，通过提高酶表达量来提高血糖浓度（Erickson等，1992）。尿素氮是反映氮代谢的重要指标，本试验中，各组血清尿素氮差异不显著，表明日粮中添加脂肪类添加剂对机体氮代谢没有影响。

β-羟丁酸是奶牛酮病的重要血液生化指标。血液β-羟丁酸含量越高，奶牛能量负平衡越严重。 Erickson 等（1992）研究认为，奶牛日粮中添加过瘤胃脂肪可缓解能量负平衡，降低酮病发病率。 Mcnamara 等（1995）研究认为，提高日粮脂肪添加水平可提高奶牛能量利用率，降低产后疾病发病率，促进机体健康，Schneider 等（1988）也得出相似结论。 NEFA 与脂肪代谢具有相关性，与脂肪分解、能量负平衡呈正相关。 Rodriguez-Jimenez （2017）、Selberg 等（2004）、Perkins 等（2001）研究认为，日粮添加过瘤胃脂肪可抑制体脂动员。鲍文龙等（2020）研究发现，奶牛临床酮病与高水平的NEFA 和β-羟丁酸呈正相关，Rodriguez-Jimenez 等（2017）也得出相似结论。本试验中，棕榈酸添加组的奶牛血液非酯化脂肪酸；β-羟丁酸降低，与前人试验结果一致。原因可能为：（1）奶牛能量摄入不足，动员体脂导致大量NEFA 进入血液并氢化为二氧化碳、水和酮体，同时肝脏利用酮体能力有限，NEFA 大量沉积与肝脏中形成酮体引发酮病。添加脂肪可降低NEFA 含量，减少能量负平衡及酮病发病率（Mo等，2013）。（2）GPR120 通过Ca2+离子信号通路及PLG-MAPK 信号通路对糖酵解与脂肪分化起作用，从而抑制体脂动员，提高能量及血糖利用率，从而缓解能量负平衡（Katsuma 等，2005）。