陰離子鹽對圍產期奶牛的作用機理及其應用

湖南文理學院生命科學院 郭冬生 夏維福＊湖南省畜牧獸醫研究所 彭小蘭

鈣的營養對奶牛至關重要。據測定，初乳中鈣含量為2.3 g/L，日產10 kg初乳的奶牛導致23 g鈣的流失，相當于血鈣貯備的9倍以上，對于圍產期奶牛尤其重要。圍產期的奶牛由于胎兒生長、分娩和泌乳，在短期內需要動用大量的血鈣，但機體內鈣的調節機制在短期內又無法迅速啟動，因此，生產實踐中的低血鈣發生率極高，而低血鈣又是產褥熱等代謝疾病的直接誘因。

1 圍產期奶牛的生理特點

奶牛一年中約有305 d在泌乳，280 d在懷孕，是一臺高負荷運轉的生物機器，產犢前21 d稱為干奶后期，產犢后14 d稱為泌乳前期，圍產期指奶牛懷孕的最后3周（干奶后期）到泌乳的前2周（泌乳前期）這一特殊階段。妊娠后期胎兒的生長（80%）、分娩生產活動的產道收縮、泌乳產奶（鈣1 g/L）都需要消耗大量鈣。據報道，美國大約有 7.2%的高產奶牛患有產褥熱（Jardon，1993），66%的經產奶牛產犢后患有亞急性低血鈣（Beede，1992），患有產褥熱的奶牛與正常的奶牛相比，產奶量下降14%，產奶周期縮短3～4年（Block，1984）。

2 圍產期奶牛鈣營養調控

奶牛通過鈣穩態調節機制使血鈣維持在9～10 mg/100 mL，但幾乎所有奶牛在產后幾天都會發生低血鈣病癥，子宮收縮無力，胎衣不下發病率高；瘤胃收縮乏力，真胃移位；食欲低下及誘發酮病等。針對圍產期奶牛鈣營養代謝障礙，對其營養調控至關重要。過去做法是通過提高日糧中鈣的添加量和注射鈣制劑大量補鈣，但作用效果不明顯，作用時間不持久。靜脈注射23%的葡萄糖酸鈣溶液仍然被廣泛用來治療奶牛產褥熱。根據鈣的調節機理，干奶后期飼喂低鈣日糧對預防產褥熱具有一定功效，要求在產前10 d內每頭奶牛每天鈣的攝入量少于15 g，使動物處于一種缺鈣狀態，導致動用骨骼中鈣儲備、小腸中鈣的吸收、調鈣激素等機體內鈣的反饋調節系統處于活躍狀態，動物一旦生產泌乳，鈣穩態調節機制能夠有效應對，防止血鈣嚴重下降及其產生負面影響。但在生產實踐上，奶牛常用飼料苜蓿等含鈣量較高，配制低鈣日糧很難實現，因此，低鈣日糧在實踐生產中很難被推廣運用。

Oetzel等（1988）研究表明，不論日糧中鈣濃度的高低，飼喂陰陽離子差值（cation-anion dif-ference，CAD）為負值的奶牛日糧比CAD為正值的日糧產褥熱的發病率明顯減少。Dishington（1975）飼喂CAD為負值的高鈣日糧時，可以防止92%的奶牛產后癱瘓的發生。Block（1984）飼喂CAD為+330.5 mEq/kg DM的日糧時，結果發現，產后癱瘓發病率高達47%，但當CAD為-128.5 mEq/kgDM時，產后癱瘓的發病率為零。Goff（1991）研究發現，飼喂CAD為負值的日糧時，奶牛血鈣濃度明顯提高，Block（1989）研究發現，飼喂CAD為負值的奶牛日糧時，羥基脯氨酸濃度增加，由此證明骨骼中鈣的動用增加。圍產期奶牛飼喂高陰陽離子差（DCAD）的日糧可明顯增強奶牛血液緩沖能力、有效緩解奶牛熱應激、提高奶牛生產性能，DCAD是防治低血鈣等代謝性紊亂的重要研究方向。

3 陰陽離子平衡及其陰離子鹽

奶牛日糧陰陽離子平衡是指陽離子和陰離子濃度之差，其中陽離子主要包括 Ca2+、K+、Na+、Mg2+等帶正電荷的離子，陰離子主要包括Cl-和S2-等帶負電荷的離子，但在計算CAD時主要包括K+、Na+、Cl-和 S2-四種強離子，以 100 g干物質重的毫克當量數（mEq）表示：CAD（mEq/100 g）=[（%Na/0.023）+（%K/0.039）]-[（%Cl/0.0355）+（%S/0.016）]。DCAD為正值時稱為陽離子型日糧或堿性日糧；DCAD為負值時稱為陰離子型日糧或酸性日糧。DCAD能夠影響體內酸堿平衡，從而影響鈣磷代謝。高陰離子水平的酸性日糧，對預防產后低血鈣病癥是有效的。但從部分飼料原料的離子平衡值可以看出，大部分奶牛飼料原料的DCAD值為正值，尤其以苜蓿最高，DCAD值達到了+431.1，因此，干奶后期（圍產前期）應盡量避免使用苜蓿。由于大多數飼料原料的離子平衡值為正值，利用常用飼料原料來降低DCAD是不實際的，或者是降低幅度很小，對預防圍產期奶牛的低血鈣和產褥熱作用很小。因此很難完全通過利用常見飼料原料來降低DCAD值，只有通過添加陰離子鹽來酸化日糧，但只有添加足量的陰離子鹽，使尿液pH值降至5.5～6.5時才對預防產褥熱有一定效果。

大量研究表明，干奶牛日糧CAD值通常為+50～+300，而理想的預防圍產期低血鈣的CAD應為-100～-150。因此，只有通過外源添加陰離子鹽來調節DCAD值。常用陰離子鹽主要有氯化銨、硫酸銨、硫酸鋁、硫酸鎂、氧化鎂、氯化鈣等，因其具有苦澀味，適口性差，通常以酒精糟、糖蜜或熱處理大豆粕等為載體與其混合使用。

陰離子鹽只飼喂干奶后期或產前21 d的經產奶牛，同時把日糧中鈣含量提高到1.5%～1.8%（DM），日糧中非蛋白氮含量不宜超過日糧總含氮量的25%；磷、鎂、硫控制在0.4%左右；日糧中氯含量不超過0.8%。飼喂方法是將粗飼料、精飼料和陰離子鹽制成全混合日糧（TMR），每天分早中晚3次飼喂。

4 陰離子鹽對奶牛生產性能的影響

4.1 對采食量的影響 陰離子鹽主要是一些無機化合物，少量添加陰離子鹽對采食量不顯著，過量添加會降低飼糧的適口性，并造成動物機體酸中毒。因此，陰離子鹽的飼喂方法很重要。陰離子鹽的適口性差，通過與適口性好的酒精糟、糖蜜或熱處理大豆粕等載體混合后制粒的方法，可以提高其適口性，并防止其分離。將陰離子鹽與精料攪拌均勻后飼喂，一般不會影響采食量，或經過一段時期適應，奶牛會很快適應。因為陰離子鹽適口性問題，要注意觀察牛群采食量變化和其他生理變化，及時調整飼喂方法和添加劑量。

4.2 對尿液pH值的影響 奶牛尿液pH值與血液pH值具有高度相關性，因此，可以通過測定尿液pH值反應奶牛血液的酸堿度變化情況。通常情況下，奶牛尿液pH值處于一個偏堿性狀態（7.8～8.3），但如果在干奶后期飼喂陰離子鹽添加劑能夠降低尿液pH值，當飼喂一周左右時，pH值降低至6.0左右，并在6.0左右波動，當尿液pH值為5.5～6.5時，血鈣水平正常，且采食量沒有明顯變化時陰離子鹽的用量為最適添加用量，由此可以，確定圍產期奶牛最佳DCAD值。如果尿液pH值在6.5以上，說明陰離子鹽還不足以預防產褥熱，應加大陰離子鹽飼喂量；如果尿液pH值在5.5以下，應減少陰離子鹽添加量。飼喂陰離子鹽后，日糧中的負離子增加會導致血液中的HCO3-濃度降低，使動物處于輕度酸中毒狀態，降低血液和尿液pH值，從而有助于鈣離子的吸收和提高血鈣的濃度。生產實踐中，可以根據監測尿液pH值和觀察采食量變化，來確定陰離子鹽添加劑量和最適DCAD值。同時，在添加使用陰離子鹽時，要盡量減少苜蓿干草和豆粕等高陽離子飼料的使用，以免降低其使用效果；增加日糧中磷酸氫鈣的添加比例，提高其使用效果。測定尿液pH值成為一種非常方便實用的監測奶牛體液酸堿平衡的手段。

4.3 對產奶量和乳成分的影響 賈磊等（2007）研究報道，用DCAD值為+138.40 mEq/kg DM的對照組和DCAD值為-240.79 mEq/kg DM的處理組通過對比試驗研究發現，處理組奶牛分娩后的泌乳量和4%標準乳較對照組平均高0.57 kg/d·頭和0.54 kg/d·頭，而且有提高乳脂率、乳蛋白率、乳糖率、總固形物等乳成分和降低體細胞數的趨勢。姜新生 （2005）通過添加陰離子鹽添加劑（8.75%），對照組和處理組DCAD值分別為133 mEq/kg DM和-451 mEq/kg DM，處理組產后第100天產奶量每頭每天較對照組平均提高了3.15 kg。李斌等（2003）通過添加陰離子鹽添加劑（8%DM），對照組和處理組DCAD值分別為10.97 mEq/kg DM和-37.56 mEq/kg DM，產后4個月的產奶量、4%標準乳產量和乳脂率均有所提高，但對乳蛋白率、乳糖和非脂固形物等乳成分無顯著影響。飼喂陰離子鹽可以提高奶牛泌乳性能，其原因可能是降低產后疾病，提高了奶牛的整體健康水平和采食量有關。但也有研究報道，陰離子鹽對奶牛產奶量和乳成分沒有顯著影響。

4.4 對奶牛疾病的防控作用 低血鈣癥的直接后果是引發產褥熱或產后癱瘓，從而繼發胎衣不下、真胃移位、酮病、子宮炎和乳房炎等。因為陰離子鹽能夠顯著改善血鈣水平，從而能夠有效防控以上病癥發生。熊雙麗等（2003）通過陰陽離子平衡試驗發現，對照組胎衣滯留率為20%，而添加陰離子鹽的處理組胎衣滯留率僅為7%，降低了65%。李斌等（2003）研究發現，飼喂陰離子鹽能夠顯著降低產奶牛第2、3、4個泌乳月中的體細胞數；胎衣不下發病率降低31.2%。蔣云雷等（2006）研究報道，飼喂陰離子鹽對奶牛產后疾病的預防起到了較好的效果，胎衣不下率降低20%～40%，產后癱瘓率降低40%～60%，乳房水腫降低20%。飼喂陰離子鹽可降低胎衣不下發病率，主要原因是高血鈣水平可以維持平滑肌正常的收縮力度，強化產道功能，有利于胎衣排出等；高血鈣有利于瘤胃和真胃收縮，減少真胃移位。干奶期飼喂陰離子鹽，產犢后患乳房水腫奶牛的乳房更易恢復健康，但其發病機理尚不清楚。產前飼喂陰離子鹽，能夠顯著改善奶牛產后的健康狀況，提高泌乳性能。

5 陰離子鹽對血液離子濃度和血液生化指標的影響

李斌等（2003）研究報道，飼喂陰離子鹽能夠顯著提高血液Cl-濃度（P＜0.05），但在產犢后隨著停止飼喂陰離子鹽，試驗組與對照組血液氯離子濃度差異也隨之縮小，但血漿中的 P3-、K+、Na+、Mg2+的濃度與對照組相比沒有顯著差異，Ca2+濃度有提高的趨勢，但差異不顯著。蔣云雷等（2006）研究報道，飼喂陰離子鹽能夠顯著提高血液鈣離子濃度 （P＜0.05），但血磷濃度差異不顯著 （P＞0.05）。桑松柏等（2009）研究了陰離子鹽對血漿血清鈣（Ca2+）、血清磷（P3-）、血清羥脯氨酸（HYP）、血清堿性磷酸酶（ALP）、血清骨鈣素（BGP）、血清甲狀旁腺素（PTH）和血清降鈣素（CT）等理化指標的影響，結果表明，試驗組血漿鈣濃度顯著高于對照組，血漿BGP、ALP、HYP均升高，表明試驗組奶牛血漿PTH發揮了促進骨鈣動員，升高血鈣的作用。血漿BGP、ALP、HYP是骨代謝的敏感生化指標和特殊標志物。血漿PTH濃度與血漿鈣離子濃度呈負相關，陰離子鹽提高了血鈣離子濃度，從而抑制PTH的分泌。楊蕾等（2009）報道，添加陰離子鹽試驗組奶牛在試驗期間血清Ca2+濃度均高于10 mg/100 mL。羥脯氨酸的濃度反映了血、尿中的鈣濃度變化與骨鈣動員的關系，也有研究報道，陰離子鹽不會影響尿中羥脯氨酸的濃度。Block（1984）和Goff等 （1991）研究報道，當日糧的DCAD為負值時，血液中維生素D3和PTH的濃度明顯提高，在分娩前幾天骨骼的動用明顯增加，但Goff等（1991）又研究報道，飼喂DCAD為負值的日糧時，PTH濃度沒有明顯的差異，但是維生素 D3的差異顯著。Gafrer等（1995）報道，負的DCAD日糧能夠刺激維生素D3的分泌與合成，從而促進鈣離子的主動轉運，增加鈣離子在腸道內的吸收量，使產褥熱的發病率減少。

6 小結

圍產期是奶牛營養代謝疾病的高發期，產褥熱就是以低血鈣為特征的一種常見圍產期的代謝疾病。研究表明，陰離子鹽添加劑能夠有效緩解產褥熱及其并發癥，提高泌乳性能，增強奶牛健康。根據圍產期奶牛生理特點，研究陰離子鹽添加劑的作用機理，研究開發新型陰離子鹽添加劑產品，探討有效的飼喂模式具有重要意義。

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