甘蔗渣作為粗飼料對奶牛生產性能、養分消化和采食行為的影響

韓志金，陳玉潔，田東海，鄧常勝

由于降雨不規則和高溫氣候變化導致干旱和半干旱地區頻繁和長期干旱，同時全球變暖這些極端天氣因素將在未來被放大，對全年食物供應產生負面影響。干旱的后果是作物產量和牧草生長下降，導致動物體重下降和死亡率增加。無刺仙人掌是反芻動物日糧中非常重要的粗飼料，特別是在干旱和半干旱地區的奶牛飼養系統中。仙人掌在旱季容易受昆蟲瘟疫影響。甘蔗主要在我國南方地區生產，其加工后的廢棄物主要是甘蔗渣，它是甘蔗在提取或直接轉化為酒精過程中被壓碎產生的。甘蔗渣是一種品質較差的粗飼料，具有40%的可消化纖維和較低的粗蛋白質含量，但與傳統粗飼料相比，甘蔗渣的一個優點是在飼料短缺時期具有較高的利用率和較低的成本（王允圃等，2010）。因此，在反芻動物飼料原料短缺情況下，甘蔗渣可能成為一種可行的替代原料。目前關于甘蔗渣的大部分應用研究都集中在肉牛身上，目的是使其生長性能最大化（Leme等，2003）。由于奶牛對營養的需求不同于肉牛，因此，本研究旨在評價甘蔗渣作為唯一粗飼料對泌乳奶牛采食量、消化率、攝食行為、產奶量、乳成分和微生物蛋白合成等方面的應用。

1 材料與方法

1.1 試驗動物與日糧 試驗選擇10頭初始體重為（450±25.6）kg，泌乳天數為（143.7±30.7）d的雜交奶牛為研究對象，試驗采用5×5拉丁方設計，飼喂周期為5個21 d（1～14 d為適應期，15～21 d為數據采集期）。試驗日糧分為對照日糧、45%、50%、55%和60%甘蔗渣日糧。試驗原料營養成分見表1，試驗日糧原料組成及營養成分見表2。

表1 試驗原料營養成分 g/kg

1.2 試驗程序 試驗期間早上4點和下午4點擠奶，每天分別在早上7點和下午4點飼喂全混合日糧1次。每天對提供的飼料量進行修正，使殘余飼料量控制在10%以下。在試驗期間每天收集新鮮和殘余飼料樣品，并將其保存在-20℃的密封塑料袋中。在每個試驗周期開始和結束時稱量每頭牛的體重。根據Martin和Bateson（2007）提出的掃描采樣方法從每周期第5天開始連續2 d（1次/10 min）評估所有奶牛采食行為（反芻、采食和空閑）。

1.3 化學分析 在每個周期的第10～19天收集牛奶樣本，對蛋白質、脂肪、乳糖、總固形物和尿素進行分析。在飼養后第15天，即飼養后4 h，通過尾椎靜脈穿刺取血，取兩管血液，一管含抗凝血劑，另一管含氟化鈉。采集后立即以3000×g離心20 min，血漿-18℃保存，用于測定尿素氮。每一個試驗期15～20 d，在飼喂后不同時間（6、8、10、12和14點）收集尿樣。尿液經紗布過濾，用硫酸稀釋后置于-20℃保存。參考Gonzalez-Ronquillo等（2003）的研究方法對微生物蛋白合成量和效率進行測定。

1.4 統計分析 采用SAS軟件MIX PROC程序對各變量進行分析，按統計模型進行方差和回歸分析。采用Dunnett檢驗比較各處理組均值（甘蔗渣添加水平）與對照組均值之間的差異性，用正交多項式，即線性和二次曲線效應比較飼糧中甘蔗渣水平對各指標的影響，P＜0.05表示組間差異顯著。

2 結果與分析

2.1 養分攝入及表觀消化率 由表3可知，與對照組相比，45%和50%甘蔗渣組對干物質、有機物和總可消化養分攝入量無顯著影響（P＞0.05），而55%和60%甘蔗渣組干物質和有機物表觀消化率最低（P＜0.05）。45%、50%和55%甘蔗渣組粗蛋白質攝入量和表觀消化率與對照組無顯著影響（P＞0.05），而45%甘蔗渣組非纖維碳水化合物攝入量和消化率與對照組無顯著影響（P＞0.05）。用熱穩定淀粉酶測定中性洗滌纖維發現，各組中性洗滌纖維和可消化中性洗滌纖維表觀消化率無顯著影響（P＞0.05）。養分攝入量隨日糧甘蔗渣添加水平的升高表現為顯著線性降低（P ＜ 0.05）。

2.2 采食行為 由表4可知，對照組和甘蔗渣組奶牛采食時間無顯著差異（P＞0.05），而45%、50%和55%甘蔗渣組與對照組對奶牛反芻和空閑時間無顯著影響（P＞0.05）。60%甘蔗渣組較對照組顯著降低了奶牛反芻時間，顯著提高空閑時間（P＜0.05）。奶牛反芻時間、反芻和采食效率隨日糧甘蔗渣添加水平的升高表現為顯著線性降低（P＜0.05），而空閑時間隨飼糧中甘蔗渣含量的增加呈線性增加（P＜0.05）。

表2 試驗日糧組成及營養水平 g/kg

表3 日糧添加不同水平甘蔗渣對奶牛養分攝入及表觀消化率的影響

表4 日糧添加不同水平甘蔗渣對奶牛采食行為的影響

表5 日糧添加不同水平甘蔗渣對奶牛泌乳性能、乳成分、血液和乳中氮代謝的影響

2.3 泌乳性能、乳成分、血液和乳中氮代謝 由表5可知，與對照組相比，45%和50%甘蔗渣組奶牛日產奶量無顯著差異（P＞0.05），而55%和60%甘蔗渣組日產奶量顯著降低（P＜0.05）。甘蔗渣組和對照組對乳中脂肪、蛋白質、乳糖和總固形物含量的影響無顯著差異（P＞0.05）。與對照組相比，飼喂甘蔗渣的奶牛乳和血漿中的尿素氮含量顯著升高（P＜0.05）。45%和50%甘蔗渣組與對照組對乳中尿囊素濃度的影響無顯著差異（P＞0.05）。隨著日糧甘蔗渣添加水平的增加，日泌乳量、脂肪校正乳、乳中尿囊素、微生物蛋白合成量呈顯著線性降低（P＜0.05），而微生物蛋白合成隨飼糧甘蔗渣添加量的增加呈線性下降（P＜ 0.05）。

3 討論

對照組日糧中觀察到較高的營養成分與無刺仙人掌的添加量有關。無刺仙人掌具有較高的適口性和較高的營養物質消化率。對照組的能量和蛋白質充分平衡，提高了含氮化合物的使用效率。與甘蔗渣為基礎飼糧相比，對照組奶牛乳中尿素氮含量較低，且該值低于推薦的最大值（21.71 mg/dL）（Torrent，2000）。45%和50%甘蔗渣組干物質、有機物、總可消化養分攝入量無顯著差異，但泌乳量顯著高于其他甘蔗渣組，作者推測這與濃縮料添加水平高有關，飼料效率也有類似結果。

隨著甘蔗渣添加水平的增加，日糧中干物質和營養物質攝入量降低，這與甘蔗渣不可消化纖維含量的增加有關，導致瘤胃膨脹，使瘤胃充盈（Van Soest，1994），這一結果在奶牛采食行為上得到證實，如反芻時間和效率均有所下降。甘蔗渣添加水平升高，不可消化纖維水平增加，干物質和中性洗滌纖維消化率下降。甘蔗渣中性洗滌纖維消化率較低、木質素含量高，降低了養分通過胃腸道的消化率，增加了滯留時間。隨著飼養時間的增加，甘蔗渣組對干物質攝入量無顯著影響。

日糧中甘蔗渣含量分別為55%和60%的奶牛產奶量較低，其原因是日糧中干物質和總可消化養分的攝入量較低，低于該類別奶牛的能量需求和產奶量水平。當甘蔗渣濃度為45%和50%時，除總可消化養分攝入量增加外，微生物蛋白合成量增加也是產乳前體的重要來源，其氨基酸質量高，小腸吸收的大部分氨基酸來自微生物蛋白（Titgemeyer，2003）。能量攝入與微生物蛋白合成有關，因為瘤胃中氮和能量的可利用性是限制微生物生長的主要因素（Clark等，1992）。隨著甘蔗渣添加量的增加，微生物蛋白合成呈線性下降，45%甘蔗渣組微生物產量最高，為1127 g/d。因此，甘蔗渣是一種有價值的替代品，建議在濃縮料中添加水平為45%～50%，當其添加水平為55%和60%時可以用于于低產奶量的奶牛日糧中。

4 結論

雖然甘蔗渣在肉牛飼料中大量使用，但目前還沒有用于泌乳奶牛的甘蔗渣。甘蔗渣會降低奶牛日泌乳量，但在濃縮料中添加45%～50%時可以使雜交奶牛泌乳量達到12 kg/d。