不同蛋白質水平飼糧對3～4月齡中國荷斯坦犢牛生長性能及消化率的影響

劉清鋒，鄭開之，姜俊芳，鄭會超，吳建良，黃新，蔣永清*

(1.浙江師范大學化學與生命科學學院，浙江 金華 321004；(2.浙江省農(nóng)業(yè)科學院畜牧獸醫(yī)研究所，浙江 杭州 310021)

我國雖然已經(jīng)成為奶牛養(yǎng)殖大國，但平均產(chǎn)奶量仍低于奶牛養(yǎng)殖業(yè)發(fā)達國家。奶牛的生產(chǎn)性能受多方面因素的影響，如奶牛品種、后備牛培育、營養(yǎng)供給、瘤胃發(fā)育水平、科學管理和環(huán)境因素等[1]。后備牛營養(yǎng)需要的研究對奶牛后續(xù)生產(chǎn)性能至關重要，因此制定符合本國國情的飼養(yǎng)標準，使后備牛的飼養(yǎng)逐漸向科學化、標準化方向發(fā)展，這有利于完善我國的奶牛飼養(yǎng)標準，更好地發(fā)揮犢牛的生長潛力，為培育高產(chǎn)奶牛提供可靠依據(jù)[2]。犢牛是指從出生到6月齡的小牛，是奶牛生產(chǎn)的第一步，也是生長速度最快的時期[3]。提高犢牛的成活率，培育健康的犢牛群，不僅能為育成牛的生長性能打下良好的基礎，而且直接關系到成年母牛的體型結構和產(chǎn)奶性能[4]。因此，犢牛培育是提高牛群質量、創(chuàng)建高產(chǎn)牛群的重要環(huán)節(jié)。過去，奶牛營養(yǎng)研究主要集中在泌乳牛，近20年來，越來越多的人認識到后備牛培育的重要性，幼齡反芻動物的營養(yǎng)需要成為新的研究熱點[5]。

蛋白質是影響犢牛生長性能的重要影響因素，蛋白營養(yǎng)一直是動物營養(yǎng)研究中最重要的內容之一?？紤]到動物福利及過量飼喂蛋白質對環(huán)境污染帶來的諸多問題，研究飼糧蛋白水平對犢牛生長性能及血液指標的影響，將為確定犢牛的營養(yǎng)需要量提供依據(jù)，對生產(chǎn)實踐有重要的現(xiàn)實意義[6-7]。黃利強等[8]認為,蛋白質水平為19.29%的開食料，對60～120日齡犢牛的日均采食量、日均體增重、重要體尺指標增長量、復胃發(fā)育等指標的作用效果，較蛋白質水平為 21.16%與17.22%的開食料好。云強等[9]設計粗蛋白水平為16.22%、20.21%和 24.30%的開食料，對于8～16周齡犢牛，開食料中粗蛋白質水平20.21%最佳，日增重可達514 g。然而，前者設計的飼糧蛋白水平跨度太大。為進一步探索最佳的飼糧蛋白水平，本試驗在前人研究基礎上設計飼糧蛋白水平，探索其對犢牛生長性能和消化代謝的影響。以3～4月齡中國荷斯坦犢牛為試驗對象，通過飼喂蛋白質水平為19%、21%和23%的飼糧，研究3～4月齡犢牛的蛋白推薦量和不同蛋白水平飼糧對3～4月齡犢牛血清指標、生長性能、以及營養(yǎng)物質消化代謝的影響。試驗旨在完善我國奶牛的飼養(yǎng)標準，為更好地發(fā)揮犢牛的生長潛力，培育高產(chǎn)奶牛提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗動物分組及管理

試驗于2018年11至12月在光明荷斯坦牧業(yè)金華牧場進行。選取65日齡健康中國荷斯坦斷奶母犢牛24頭，采用單因素隨機設計試驗，按體重相近原則隨機分為試驗Ⅰ組、試驗Ⅱ組和試驗Ⅲ組，各組犢牛體重分別為(84.71±3.1)kg、(84.66±2.9)kg和(84.93±3.0)kg，組間差異不顯著(P>0.05)。犢牛進行分組群養(yǎng)，每日飼喂3次，每頭犢牛占地面積平均為2～3 m2左右，每日飼喂3次，時間分別為6:00、13:00、19:00，自由飲水，詳細記錄每天每頭犢牛的飼喂量和剩料量，以計算其采食量。犢牛的日糧飼喂量根據(jù)其剩料量平均每10 d調整1次。試驗期70 d，其中預飼期10 d，正試期60 d。日糧以粗蛋白含量分別為20%、22.5%和25%的顆粒料(表1、表2)與粗蛋白7.12%的燕麥草按照10∶1的比例混合成為19%、21%和23% 3種蛋白水平的日糧，能量(NE)水平均為6.82 MJ/kg。顆粒料由金華荷斯坦牧業(yè)飼料廠統(tǒng)一生產(chǎn)。

表1 顆粒料構成 %

表2 不同試驗組顆粒料營養(yǎng)成分(干物質基礎為實測值) %

另選擇18頭80日齡左右、初始體重相近的健康中國荷斯坦犢牛，利用代謝籠進行消化代謝試驗。每頭犢牛預飼期10 d后，接著正試期前3 d，連續(xù)使用全收糞尿法收集糞尿，分析主要營養(yǎng)成分的消化率。

1.2 樣品采集及處理

在試驗開始和試驗結束當天晨飼前測定每頭犢牛的體重。試驗結束時測定體高、胸圍、體斜長和胸寬。試驗期結束當天晨飼前于左側頸靜脈穿刺采血，靜置后，以3 000 r/min離心20 min，分離血清，-20 ℃保存。樣品送南京建成生物科技有限公司，分析血清中總蛋白(TP)、白蛋白(ALB)、游離脂肪酸(NEFA)、葡萄糖(GLU)、尿素氮(BUN)、甘油三酯(TG)、總膽固醇(T-CHO)、乳酸脫氫酶(LDH)、堿性磷酸酶(AKP)、谷丙轉氨酶(ALT)、谷草轉氨酶(AST)、高密度脂蛋白膽固醇(HDL-c)、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-c)水平。

在消化代謝試驗的正試期，連續(xù)3 d每天8:00和20:00，用全收糞尿法收集每頭犢牛糞尿，測量犢牛糞便和尿液排泄量。取部分糞尿按10∶1的比例分別加入10%硫酸固氮，置于-20 ℃凍存，用于測定糞便和尿液中的氮含量。另取部分糞便于-20 ℃凍存，用于測定糞中干物質、粗脂肪、NDF和ADF的含量。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

試驗數(shù)據(jù)用SPSS 23.0進行one-way ANOVA分析，多重比較采用Duncan’s檢驗，P<0.05為差異顯著。各指標之間用SPSS進行一元線性回歸分析和非線性回歸分析。

2 結果與分析

2.1 飼糧蛋白水平對犢牛體重指標的影響

飼喂不同蛋白水平飼糧的各試驗組體重、日增重、干物質采食量和飼料利用率變化如表3所示。結果發(fā)現(xiàn)，試驗期間，試驗I組、試驗II組和試驗III組平均日增重分別為(1.19±0.16)kg/d、(1.23±0.16)kg/d和(1.24±0.13)kg/d，試驗牛平均日增重組間差異不顯著。飼糧蛋白水平對飼料利用率影響不大，各試驗組飼料轉化率分別為36.84%、38.80%和37.02%。

表3 不同飼糧蛋白水平對對3～4月齡中國荷斯坦犢牛生長性能影響

2.2 飼糧蛋白水平對犢牛體尺指標的影響

由表4可知，不同蛋白水平飼糧對3～4月齡犢牛體高、胸圍和胸寬影響差異不顯著，試驗Ⅲ組體斜長顯著高于試驗I組(P<0.05)，體斜長隨著飼糧中蛋白水平的提高而增長，呈一元線性相關(P<0.05)。

表4 不同飼糧蛋白水平對3～4月齡中國荷斯坦犢牛體尺指標的影響 cm

2.3 飼糧蛋白水平對犢牛血液生化指標的影響

血液生化指標測定結果如表5所示。試驗Ⅰ組和試驗Ⅱ組血清BUN的濃度差異不顯著，試驗Ⅲ組和其他兩組差異極顯著(P<0.01)，血清BUN水平隨飼糧蛋白水平增加而升高，呈一元非線性相關(P<0.05)。試驗Ⅰ組血清ALT含量和試驗Ⅱ組差異顯著(P<0.05)，試驗Ⅲ組和其余兩組差異不顯著。血清中NEFA含量試驗Ⅲ組和其余兩組差異極顯著(P<0.01)，試驗Ⅰ組和試驗Ⅱ組差異不顯著。血清NEFA含量隨著飼糧蛋白水平的增加而升高，呈一元線性相關(P<0.05)。血清TG含量試驗Ⅰ組和試驗Ⅲ組差異極顯著(P<0.01)，試驗Ⅱ組和其余兩組差異不顯著。血清TG含量隨著蛋白水平的增加而增大，呈一元線性相關(P<0.05)。血清中TP、ALB、HDL-c、LDL-c含量組間差異均不顯著。

表5 不同飼糧蛋白水平對3～4月齡中國荷斯坦犢牛血液生化指標的影響 mol/L

2.4 飼糧蛋白水平對犢牛營養(yǎng)物質消化代謝的影響

不同的飼糧蛋白水平對全消化道表觀消化率的影響如表6所示。干物質、粗脂肪和中性洗滌纖維消化率隨飼糧蛋白質提高而降低，且呈一元線非性相關(P<0.05)。試驗Ⅰ組干物質、粗脂肪和中性洗滌纖維消化率顯著高于試驗Ⅲ組(P<0.05)，試驗Ⅱ組和其余2個組差異不顯著。3個組間粗蛋白和酸性洗滌纖維消化率無顯著差異，但粗蛋白消化率隨著日糧蛋白水平的提高而略有下降。

表6 不同飼糧蛋白水平對3～4月齡中國荷斯坦犢牛飼料營養(yǎng)物質消化率的影響

不同飼糧蛋白水平對犢牛氮代謝的影響如圖7所示。進食氮與糞氮隨飼糧蛋白質提高而降低，呈一元線非性相關(P<0.05)。3個組間尿氮、消化氮、沉積氮與氮的沉積率無顯著差異。

表7 不同飼糧蛋白水平對3～4月齡中國荷斯坦犢牛氮代謝的影響

3 討論

3.1 飼糧蛋白水平與犢牛生長性能的關系

Gonzalez[10]和Sengar[11]認為，日糧中蛋白水平對犢牛體重的增長無顯著影響。動物只有在能量滿足的情況下，滿足蛋白質需要才有意義，只有飼喂能氮平衡的飼糧犢牛才能獲得最佳生長[12]。日糧中蛋白質水平對犢牛生長性能的影響存在不同觀點。Blome等[6]指出，當日糧蛋白水平分別為16.1%、18.5%、22.9%和25.8%時，犢牛日增重隨著蛋白水平的增加而升高。較高的飼糧蛋白水平提高了飼糧蛋白質和能量的利用效率，飼喂犢牛蛋白水平為14%、18%、22%和26%飼糧時，高蛋白組試驗犢牛增重高于其他2個組[13]。本研究發(fā)現(xiàn)，當飼糧蛋白水平從19%提高到23%時，對犢牛增重無顯著影響，該結果與Gonzalez[10]和Sengar[11]的報道相似。

犢牛的各項體尺指標直接反應了犢牛體格與該階段飼養(yǎng)管理水平。奶牛的體型在一定程度上可以反應出奶牛后續(xù)產(chǎn)奶性能[14]。在一般情況下，奶牛體軀愈大，采食量愈大，體軀指數(shù)愈好，產(chǎn)奶潛能愈大[15]。本研究發(fā)現(xiàn)，各組間飼料轉化率差異不顯著，各組間犢牛日增重差異并不顯著，這與Gonzalez[10]的研究結果相一致。犢牛的體高和體斜長隨飼糧蛋白水平的提高而增大，因而飼喂高蛋白飼糧可能對奶牛后續(xù)生產(chǎn)性能有積極的影響。然而21%和23%蛋白組平均日增重差異不大，表明在21%飼糧蛋白水平基礎上繼續(xù)提高飼糧蛋白水平雖然對犢牛體尺有積極的作用，但對犢牛的增重效果有限，還提高了飼養(yǎng)成本。因此，21%飼糧蛋白水平可以一定程度提高其生長速度。在不刻意追求犢牛體尺的情況下，無需將飼糧蛋白水平提高到23%。

3.2 飼糧蛋白水平與犢牛血液生化指標的關系

血清BUN水平反應機體的蛋白質代謝情況，當血清BUN含量較低時，機體蛋白合成率高，體內氨基酸平衡性較好[16]，飼糧中蛋白質利用情況相對較好。隨著飼糧中蛋白水平的增加，瘤胃內釋放氨的速度加快，但瘤胃微生物利用氨的速率有限，血清BUN的濃度也會隨之升高。有研究發(fā)現(xiàn)，犢牛血清BUN含量隨著飼糧蛋白水平的增加而上升[17]。本研究中犢牛血清BUN水平在3.97～5.53 mg/dL之間，這與Blome等[6]報道的2.9～6.0 mg/dL的接近，但是低于Terosky等[18]報道的7.0～8.03 mg/dL。郭凱等[19]研究發(fā)現(xiàn)，飼喂蛋白含量為22.00%的飼糧組，90日齡犢牛血清BUN含量顯著高于飼喂粗蛋白含量為19.10%飼糧組。李輝[20]研究發(fā)現(xiàn)，飼喂等能值粗蛋白質含量分別為18%、22%和26%的飼糧，高蛋白水平可導致犢牛血清BUN含量上升。本研究中血清BUN水平也隨著飼糧中蛋白水平的增加顯著升高，這與其結果相似。表明在19%的基礎上，提高飼糧蛋白水平可能會降低機體蛋白合成率和瘤胃微生物對氨的利用率，從而降低飼料報酬，增加飼養(yǎng)成本。

血清GLU含量是機體能量代謝的重要生理指標，可以反映機體的能量平衡情況。維持GLU穩(wěn)定對于機體內正常代謝及內環(huán)境穩(wěn)定來說至關重要。吳敏等[21]報道，不同蛋白水平對血清中GLU含量無顯著性差異。崔曉鵬等[22]同樣發(fā)現(xiàn)，飼喂不同蛋白水平飼糧，對斷奶的藏羊血清GLU含量沒有顯著差異。本研究中各試驗組血清中GLU含量沒有顯著差異，表明飼糧蛋白水平提高到21%和23%，對犢牛機體代謝和內環(huán)境穩(wěn)定沒有顯著影響。

游離脂肪酸(NEFA)由脂肪水解產(chǎn)生。當奶牛能量攝入不足，其血液中胰島素濃度降低，生長激素與胰島素的比例升高，這將促進脂肪分解，提高血清NEFA含量[22]。血清中NEFA含量和脂類代謝、糖代謝、內分泌功能有關，NEFA可以有效反應犢牛體內脂肪代謝情況[15]。血清NEFA處于較低水平說明多余血糖轉化為脂肪后沒有被分解，無需動用體內脂肪儲備，且不同蛋白水平飼糧與血液中NEFA值無必然聯(lián)系[24]。但代正陽等[25]、崔秋佳等[15]研究發(fā)現(xiàn)，血液中NEFA值隨著蛋白水平的增加而升高。本研究發(fā)現(xiàn)，NEFA和TG含量隨飼糧蛋白水平提高而上升，其原因是犢牛生長所需能量不足，不得不動用體內脂肪，導致血清中NEFA含量升高，與代正陽等[25]，崔秋佳等[15]研究結果一致。而對照組與其他2個組相比，血清GLU無差別，但NEFA和TG含量最低。表明在本研究設計的飼糧能量水平下，飼喂19%蛋白水平飼糧機體能量平衡影響最低需要。如需提高飼糧蛋白水平，最好能同時提高飼糧能量水平。我們在測量日增重時同樣發(fā)現(xiàn)，相比19%蛋白飼糧組，21%和23%飼糧蛋白組間日增重的差異極小。這些結果表明，飼糧蛋白質水平宜小于21%。

血清TP含量可以在一定程度上反映飼糧中蛋白質的營養(yǎng)供給水平及機體對蛋白質的消化吸收程度。前人對血清蛋白的研究結果存在分歧，有報道認為，血清TP和ALB水平均不受飼糧蛋白水平的影響[6,26]，但Sykes[27]報道，較高蛋白質采食量可增加血清ALB含量。羅洪明等[28]報道，隨著蛋白質水平的增加，血液中的TP、ALB以及白蛋白/球蛋白的比值先增加后下降，蛋白水平為23%時，血清中的TP、ALB達最高。本研究中飼糧蛋白水平并沒有顯著影響血清TP、ALB水平，與Sahoo等[26]的研究結果一致。此外，飼糧蛋白水平對犢牛血清LDH、AKP、ALP、AST、T-CHO、HDL-c、LDL-c和GLU都沒有顯著影響，這說明提高飼糧蛋白質水平到23%，對機體能量代謝、蛋白質代謝和內環(huán)境穩(wěn)定沒有太大影響。

3.3 飼糧蛋白水平對犢牛消化代謝的影響

飼糧營養(yǎng)物質消化率可以作為飼糧是否合理、各種營養(yǎng)素是否均衡的一個參考標準。蛋白質的代謝規(guī)律可以反映奶牛對蛋白質的需求。開展相關研究能幫助發(fā)揮動物的生長性能，并降低氮排放對環(huán)境的污染。高艷霞等[29]報道，300～350 kg中國荷斯坦育成牛蛋白質消化率在69.77%左右，這與本研究對照組結果接近。周漢林等[30]研究報道，分別飼喂9～10月齡奶牛蛋白質水平為10.12%、12.19%和14.29%的飼糧時，其粗蛋白的消化率隨著飼糧蛋白水平的提高而升高。而對本研究設計的19%、21%和23% 3種蛋白質水平飼糧，其蛋白質消化率隨飼糧蛋白水平提高而降低。這可能是由于設計的飼糧蛋白水平不同所致。此外，本研究發(fā)現(xiàn)，飼糧蛋白水平的變化并不會對氮的沉積率產(chǎn)生顯著影響，且干物質、粗脂肪和中性洗滌纖維的消化率都隨著飼糧蛋白質水平的提高而降低。這些結果表明，在19%的基礎上再提高飼糧蛋白質水平對蛋白質的消化代謝無顯著影響，且不利于犢牛對其他營養(yǎng)物質的消化吸收。

在日糧日糧能量(NE)水平為6.82 MJ/kg，飼糧蛋白質水平宜低于21%，而19%飼糧蛋白水平已經(jīng)可以滿足3～4月齡犢牛機體能量代謝、蛋白質代謝和內環(huán)境穩(wěn)定需要。相比更高蛋白水平的飼糧，19%蛋白水平飼糧減少了犢牛脂肪的分解，有利于提高生產(chǎn)效率，降低成本。綜上所述，19%飼糧蛋白水平已經(jīng)可以滿足3～4月齡犢牛生長所需，以及機體能量代謝、蛋白質代謝和內環(huán)境穩(wěn)定需要，且營養(yǎng)物質消化率最高。建議飼喂19%蛋白質水平飼糧。