不同精粗比例TMR日糧對中產(chǎn)奶牛氮代謝的影響

孫亞波，邊 革，劉慶全，劉勝華，劉玉英，孫寶成，高 月

（遼寧省畜牧科學研究院，遼陽 111000）

優(yōu)質(zhì)牧草是草食動物主要飼料來源，反芻動物其特有的瘤網(wǎng)胃系統(tǒng)為消化利用牧草粗飼料提供了有利條件。為了合理利用精粗飼料資源，最大限度地轉(zhuǎn)化日糧的營養(yǎng)物質(zhì)，在奶牛生產(chǎn)中，經(jīng)常將精粗飼料進行一定的加工調(diào)制，制作成TMR日糧（total mixed rations），其特點是能夠保證精粗飼料混合均勻、日糧營養(yǎng)平衡，既能避免挑食，又能提高飼料采食量。本研究將優(yōu)質(zhì)的苜蓿干草、羊草和玉米青貯與精料配制成不同精粗比例的TMR日糧，研究其對中產(chǎn)奶牛蛋白質(zhì)消化代謝的影響，從而得出最大限度利用飼料蛋白質(zhì)的適宜日糧精粗比例，這對于增加奶牛生產(chǎn)的綜合經(jīng)濟效益，充分利用粗飼料資源具有非常重要的意義。

1 材料方法

1.1 試驗動物及飼養(yǎng)管理 40頭奶牛由遼寧順興奶牛場提供，平均年齡4.0歲，胎次4.7胎，體重754.5 kg，泌乳日期107.75 d，日均產(chǎn)奶量18.75 kg。試驗奶牛采用拴系式飼養(yǎng)，自由采食和飲水，每天4:00、11:30、21:00三次飼喂和擠奶。

1.2 試驗設計及日糧組成 將40頭奶牛隨機分成4組，其中Ⅰ組為對照組，Ⅱ組、Ⅲ組和Ⅳ組為試驗組。在營養(yǎng)水平相同的條件下，設置各組日糧的精粗比例依次為 50%∶50%、40%∶60%、35%∶65%、30%∶70%，并根據(jù)需要加水11.5%制作成TMR日糧。其中精料由玉米、麩皮、豆粕、棉籽餅、食鹽、磷酸氫鈣、石粉和預混劑組成；粗飼料由苜蓿干草、羊草和玉米青貯組成，苜蓿干草和羊草由遼寧省畜牧草業(yè)工程技術中心提供。預試期15 d，正試期20 d。試驗動物日糧組成和營養(yǎng)水平如表1。

1.3 樣品采集及試驗指標測定 在試驗正試期第1、7、13天采糞樣100 g于－20℃保存。第6、12、15天用裝500 mL硫酸（10%）的容器收集全部尿液用4層紗布過濾后稱重，并采尿樣100 mL于－20℃保存。第4、9、18天采尾靜脈血10～15 mL，用ANKETDL－60B型離心機以4 500 r/min的速度離心15 min，制備血清并于－20℃保存。飼料、糞樣和尿液中氮含量的測定采用常規(guī)凱氏定氮法［1］。血清尿素氮（BUN）采用兩點動力學法測定，由北京華英生物技術研究所協(xié)助完成。

1.4 數(shù)據(jù)處理 用SPSS 13.0統(tǒng)計軟件進行單因子方差分析（ANOVA），差異顯著則進行鄧肯氏（或LDS）多重比較，并進行相關關系的統(tǒng)計分析。

表1 各組試驗動物日糧組成及營養(yǎng)水平

2 結果與討論

2.1 蛋白質(zhì)消化代謝 如表2所示，從試驗Ⅰ組到Ⅳ組，隨著日糧粗飼料比例由50%增加到70%，粗飼料采食量呈極顯著增加趨勢（P＜0.01），各組總氮采食量、糞氮、尿氮均差異不顯著（P＞0.05）；試驗Ⅱ組奶氮顯著高于試驗Ⅲ組（P＜0.05），并極顯著高于Ⅳ組（P＜0.01）；氮沉積量試驗Ⅱ組最高，但各組間均差異不顯著（P＞0.05）；氮表觀消化率試驗Ⅱ組顯著高于Ⅰ組（P＜0.05），其它各組間差異不顯著（P＞0.05）。氮表觀代謝率以試驗Ⅱ組最高；氮轉(zhuǎn)化率試驗Ⅱ組顯著高于試驗Ⅰ組和Ⅲ組（P＜0.05），并極顯著高于試驗Ⅳ組（P＜0.01）；各組氮沉積率差異不顯著（P＞0.05），但仍以試驗Ⅱ組最高。

2.2 粗飼料采食量與氮消化率的關系 在本研究中，當TMR日糧精粗比例為40%∶60%（即試驗Ⅱ組）時，氮表觀消化率明顯高于其它3組，如圖1所示，表明試驗Ⅱ組奶牛蛋白質(zhì)消化最徹底。蛋白質(zhì)在反芻動物消化道內(nèi)的消化過程包括物理、化學和微生物消化3部分。在瘤胃內(nèi)，降解蛋白（RDP）首先被蛋白分解菌分解成氨、氨基酸和小肽，然后利用淀粉等快速降解碳水化合物（多指非結構性碳水化合物NSC）分解產(chǎn)生的能量與之合成微生物蛋白（MCP）［2］，MCP 和過瘤胃蛋白（UDP）一同進入后段腸道繼續(xù)消化，而MCP是反芻動物最理想的蛋白質(zhì)來源，可被小腸最有效地消化吸收并轉(zhuǎn)化為奶蛋白。因此，奶牛能否充分消化吸收日糧粗蛋白，主要在于其RDP部分是否完全被合成MCP，當日糧中結構性碳水化合物（SC）與NSC比例適當，其中能量與氮達到有效合成MCP的比例時，日糧蛋白質(zhì)的消化率和利用率將最高。在本試驗中，粗飼料比例增加，氮表觀消化率總體呈增加趨勢，其中試驗Ⅱ組最高，表明此時粗飼料比例是最佳的。

2.3 總氮采食量與氮代謝的關系 當?shù)鞍踪|(zhì)在體內(nèi)吸收后，要經(jīng)血液運輸?shù)礁闻K，經(jīng)過分解代謝和合成代謝將飼料蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)化成動物生長、繁殖和泌乳所需的體蛋白。在這個代謝過程中將有一部分氮源生成尿素氮（BUN）進入血液，其中部分BUN進入尿素再循環(huán)，另外部分經(jīng)泌尿系統(tǒng)排出，經(jīng)尿排出的尿素氮是被浪費的氮。理論上氮表觀代謝率與BUN呈負相關，在本研究中試驗Ⅱ組的氮表觀代謝率最高，而此時BUN是最低的，即蛋白質(zhì)分解由尿排出損失的也最少，統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)，氮表觀代謝率（y，%）與 BUN（x，mmol/L）存在極顯著的相關關系：y=-5.28x+66.55，r2=0.65，P＜0.01，如圖 2 所示。

表2 氮消化代謝測定結果

圖1 各試驗組氮表觀消化率對比

日糧粗蛋白在消化吸收后通過尿素再循環(huán)重新進入瘤胃，一部分合成MCP，另一部分合成了乳蛋白隨乳汁排出，極少部分由體表損失掉，其它剩余部分沉積在動物體內(nèi)用于生長、增重或孕育胎兒。在泌乳奶牛日糧粗蛋白為5%時，瘤胃再循環(huán)氮高達瘤胃總氮量的70%，即使日糧粗蛋白達到20%時，瘤胃再循環(huán)氮仍然占瘤胃總氮的11%。本研究中各組日糧粗蛋白水平均在15%左右，其再循環(huán)氮量相當可觀，在研究氮沉積量時不應忽略。計入進入瘤胃的內(nèi)源尿素氮時，其氮食入量和沉積量均會有所增加，根據(jù) Whitelaw 等的研究，BUN（x，mg/100mL）與瘤胃氨氮濃度（y，mg/100 mL）存在線性相關［3-4］，可估算出瘤胃氨氮濃度。Kennedy研究得出內(nèi)源尿素氮進入瘤胃的量［y，mg/（h·W0.75）］與瘤胃氨氮（x1，mg/L）和日糧可消化有機物（x2，g/d）以及 BUN（x3，mg/L）存在顯著線性回歸關系［5］，可以推出再循環(huán)尿素氮數(shù)量。計入再循環(huán)尿素氮量后，本研究氮的食入量和沉積量情況如表3。

圖2 氮表觀代謝率與血清尿素氮的相關關系

表3 計入尿素再循環(huán)氮后的氮沉積量

考慮再循環(huán)尿素氮后進行統(tǒng)計得出，氮沉積量（y，kg/d）與氮采食量（x，kg/d）之間存在極顯著的回歸關系：y＝0.40x－0.06，r2＝0.41，n＝33，P＜0.05，如圖 3 所示。由回歸公式分析，當沉積量為零時，氮采食量為150.0 g/d，即本試驗中參試奶牛氮維持需要量，這個數(shù)值高于奶牛飼養(yǎng)標準（NY/T34—2004）中的數(shù)值。在奶牛飼養(yǎng)標準中，泌乳奶牛維持可消化蛋白需要量［6］為3.0W0.75，如果飼料粗蛋白消化率按75.0%計算，則泌乳奶牛維持的粗蛋白需要量約為4W0.75，合92.13 g/d的氮。本試驗的奶牛是產(chǎn)后2～3個月的懷孕母牛，其蛋白質(zhì)沉積的相當一部分用于胚胎生長和胎盤組織增重，因此測定值相對偏高。在回歸公式中，當x為零時，氮沉積量為－0.06 kg/d，此數(shù)值理論上即為動物采食無氮日糧時的氮排泄量，即內(nèi)源氮62.2 g/d，它包括來自唾液中的粘蛋白、消化道脫落的上皮細胞以及消化酶［2］，這些氮源一部分可被瘤胃微生物利用，另一部分進入小腸。根據(jù)INRA（1989）的研究，進入小腸的內(nèi)源氮（g/d）＝5.3×非消化有機物（kg），NRC（2001）采用的公式是：內(nèi)源氮（g/d）＝1.9×DMI（kg/d），據(jù)NRC公式和本研究中TMR日糧采食量計算得到的內(nèi)源氮56.49 g/d，可見由本研究的回歸方程推算的結果與NRC（2001）推算的結果相近。

2.4 粗飼料采食量與氮轉(zhuǎn)化率的關系 在奶牛生產(chǎn)中，調(diào)整日糧精粗比例的目的是最大限度地利用飼料營養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)化成牛奶，飼料蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)化成奶蛋白的效率反映了氮的利用效率。本研究中各組氮轉(zhuǎn)化效率如圖4所示，由圖可知試驗Ⅱ組氮轉(zhuǎn)化效率最高，其次是試驗Ⅰ組。

對比研究發(fā)現(xiàn)，日糧粗飼料比例的增加在一定限度內(nèi)能提高氮轉(zhuǎn)化效率，當粗飼料比例超過65%時，氮轉(zhuǎn)化效率又出現(xiàn)下降。粗飼料碳水化合物在瘤胃中降解產(chǎn)生能量，瘤胃微生物利用這部分能量和飼料蛋白中快速降解氮合成MCP。本研究中當粗飼料比例進一步增加時氮轉(zhuǎn)化效率降低，可能是由于此時瘤胃能氮不平衡。

圖3 氮沉積量與氮采食量之間的回歸關系

圖4 各試驗組氮轉(zhuǎn)化率對比

對粗飼料采食量與氮轉(zhuǎn)化效率統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)，粗飼料采食量（x，kg/d）與氮轉(zhuǎn)化效率（y，%）呈二次曲線相關：y＝－0.063x2+1.76x+2.42，r2＝0.62，n＝40，P＜0.05，如圖 5 所示。這一結果與上面的分析相吻合，即粗飼料采食量達到19 kg/d（試驗Ⅲ組）以上時，氮轉(zhuǎn)化效率開始下降。因此在本試驗條件下，TMR日糧的精粗比例調(diào)整到40%∶60%時氮利用效率最高。

圖5 粗飼料采食量與氮轉(zhuǎn)化效率的相關關系

3 結論

在本研究中，對于年產(chǎn)奶量約5 t的中產(chǎn)奶牛而言，將日糧精粗比例調(diào)整為40%∶60%并制作成TMR日糧，可以使飼料蛋白質(zhì)表觀消化率和代謝率最高，氮沉積量最大，由日糧氮轉(zhuǎn)化為奶氮的效率最高。因此，在生產(chǎn)實踐中根據(jù)奶牛的實際生產(chǎn)能力調(diào)整奶牛日糧精粗比例并加工調(diào)制成TMR日糧將獲得較好的綜合經(jīng)濟效益。

［1］張麗英.飼料分析及飼料質(zhì)量檢測技術［M］.北京：中國農(nóng)業(yè)大學出版社，2007:53－56.

［2］馮仰廉.反芻動物營養(yǎng)學［M］.北京：科學出版社，2004：235－238.

［3］Whitelaw F G，Miline J S，Orskov E R，et al.Urea metabolism in sheep given by conventional feeds or nourished by intragastric infusion［J］.Exp Phys，1990，75:239－245.

［4］Whitelaw F G，Miline J S，Chen X B.The effect of rumen microbial fermentation on urea and nitrogen metabolism of sheep nourished byintragastric infusion［J］.Exp Phys，1991，76:91－101.

［5］Kennedy P M，Milligan L P.The effect of dietary soucrops and the concentration of plasma urea and rumen ammonia on the degradation of urea in the gastrointestinal tract of cattle［J］.Br J Nutr，1980，43:125－140.

［6］馮仰廉，方有生，莫放，等.中華人民共和國農(nóng)業(yè)行業(yè)標準：NY/T34－2004 奶牛飼養(yǎng)標準［S］.北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2004：3－4.

［7］楊紅建，馮仰廉.不同有機物進食量和外流速度對瘤胃發(fā)酵及微生物蛋白合成效率的影響［J］.飼料研究，1999，11:1－3.