日糧陰陽離子平衡對泌乳中期奶牛血液生理指標和泌乳性能的影響

尹召華 曹維維 王洪榮* 王 恒

（1.揚州大學動物科學與技術學院,揚州 225009;2.揚州大學實驗農(nóng)牧場,揚州 225009）

日糧陰陽離子平衡（dietary cation-anion balance,DCAB）是指日糧中每千克干物質(zhì)所含有的主要陽離子（Na+、K+、Ca2+和M g2+）毫摩爾數(shù)與主要陰離子（Cl-、S2-和PO43-）毫摩爾數(shù)之差。它們之間的比例失調(diào),就會使血液中的pH改變,嚴重時會影響奶牛的消化代謝而引起各種疾病。目前,關于DCAB在奶牛泌乳性能上應用的研究較多[1-5],但國內(nèi)外關于生產(chǎn)實際確定DCAB適宜添加量的報道不盡相同,韓坤等[6]認為DCAB水平為350 mEq/kg DM時對泌乳中期奶牛最佳,而李秋鳳等[3]認為DCAB為175m Eq/kg DM對泌乳中后期奶牛最佳。Roche等[2]指出奶牛DCAB水平不應超過520 mEq/kg DM?？梢娒谌橹衅谀膛５淖罴袲CAB水平未有統(tǒng)一定論。為了進一步對奶牛生產(chǎn)過程進行有效調(diào)控,提高其泌乳性能和健康水平。本試驗通過對泌乳中期荷斯坦奶牛日糧中添加陽離子鹽的方式調(diào)整DCAB水平,探索飼喂不同DCAB水平日糧對泌乳中期奶牛的影響。以期找出適宜的DCAB范圍,為今后在生產(chǎn)實踐中進一步發(fā)揮奶牛的最佳性能提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗動物

在揚州大學實驗農(nóng)牧場,選擇體重（575±25）kg,頭胎,產(chǎn)奶量（25±3）kg/d,泌乳天數(shù)（133±20）d,健康無病的荷斯坦奶牛12頭,采用完全隨機區(qū)組分成4組,每組3頭,平均胎次、產(chǎn)奶量差異不顯著（P＞0.05）。試驗共21 d,其中預試期7 d,正式試驗期14 d。

1.2 試驗設計與飼養(yǎng)管理

本試驗采用DCAB=（Na++K++0.15× Ca2++0.15×M g2+）-（Cl-+0.6×S2-+0.5× PO43-）[7]公式來計算DCAB,單位為mEq/kg DM。根據(jù)公式計算出基礎日糧的DCAB值計為200m Eq/kg DM。通過添加NaHCO3及CaCO3調(diào)整日糧DCAB值。A組（對照組）DCAB值為200 mEq/kg DM,B組DCAB值為250mEq/kg DM,C組DCAB值為300 m Eq/kg DM,D組DCAB為400m Eq/kg DM?；A日糧為揚州大學實驗農(nóng)牧場TMR日糧。自由采食和飲水。陽離子鹽拌于部分TMR日糧中混合均勻后于每日08:00、15:00和22:00分3次飼喂,待該部分飼料被采食完全后再補齊剩余飼料以保證奶牛將陽離子鹽完全采食。定時在飼喂30m in后擠奶,每日3次。牛舍為南北側墻、寬幅窗與地窗對稱設置的牛舍,兩列臥床,散欄飼養(yǎng),舍外運動場,定時放牧。適時風扇送風,采用集中并列式管道擠奶系統(tǒng)。飼料加工、調(diào)制、擠奶等均采用機械化工藝。人工喂料及清糞?；A日糧組成及營養(yǎng)水平見表1。

表1 基礎日糧組成（風干基礎）及營養(yǎng)水平（干物質(zhì)基礎）Table 1 Composition（air-dry basis）and nutrient levels（DM basis）o f basal diet（%）

1.3 樣品的測定與分析

1.3.1 飼料樣品離子測定

試驗前對飼料樣品中各種離子及常規(guī)養(yǎng)分進行測定。采集樣品混勻,采用四分法縮樣,取約500 g粉碎過40目篩,參照國家標準[8]分析水分（GB/ T 6435—1986）、粗灰分（GB/T 6438—1992）、粗蛋白質(zhì)（GB/T 6432—1994;KDN-04B型凱氏定氮儀,上海新嘉公司）。Ca采用乙二胺四乙酸二鈉絡合滴定法（GB/T 6436—2002）,Na、K、M g含量采用原子吸收法測定（AA 6300型原子吸收分析儀,日本島津公司）,水溶性氯化物采用AgNO3滴定法（GB/T 6439—1992）測定,S采用硫酸鋇沉淀法（GB/T 17776—1999）測定,P采用釩鉬黃比色法（GB/T 6437—2002）測定。

1.3.2 血液樣品的采集

在試驗期第14天采集奶牛動脈血液樣品。于11:00用肝素處理過的采血針采集奶牛尾根動脈血液2m L后立即密封,置入冰盒并立即送往江蘇省蘇北人民醫(yī)院,在1 h內(nèi)使用Compact-3型全自動血氣分析儀分析血液pH、二氧化碳分壓、氧分壓、實際碳酸氫鹽含量、二氧化碳總量、全血堿貯、氧飽和度等血氣指標。

1.3.3 平均日產(chǎn)奶量測定

每天定時測定產(chǎn)奶量,每日3次,合計每頭牛的日產(chǎn)奶量,計算平均日產(chǎn)奶量。

1.3.4 乳成分測定

于正式試驗最后3 d進行乳樣采集,按照早∶中∶晚=3∶3∶4的比例共采集50 m L,將全天的乳樣混合均勻,加入1滴重鉻酸鉀防腐劑,搖勻后置于冰箱冷藏,次日送上海光明公司,采用紅外分光光度法（M inor-78110型全自動乳成分分析儀）測定乳脂率、乳蛋白率和總固形物含量。

1.4 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計分析

數(shù)據(jù)處理采用Excel軟件,并結合SPSS 15.0軟件中的One-way ANOVA進行方差分析和Duncan氏多重比較,試驗數(shù)據(jù)采用平均值±標準差表示。

2 結 果

2.1 DCAB對泌乳中期奶牛血液生理指標的影響

DCAB對奶牛血液生理指標的影響結果見表2。奶牛血液pH和實際碳酸氫鹽含量隨DCAB的升高而增加（P＜0.05）。4個組的血液pH平均值依次為7.42、7.43、7.46和7.48,其中B、C、D組分別比A組升高了0.13%、0.54%、0.78%;B、C、 D組的實際碳酸氫鹽含量分別比A組升高了6.23%、13.72%、16.46%;A、B組之間沒有顯著差異（P＞0.05）,但都與C、D組之間差異顯著（P＜0.05）。

動脈血二氧化碳分壓隨DCAB的升高而提高, B、C、D組分別比A組升高了12.77%、34.04%和42.55%,A、B組與C、D組之間有顯著差異（P＜0.05）。

動脈血二氧化碳總量、堿貯、氧飽和度則隨DCAB的升高先增加后減少。其中C組的二氧化碳總量和堿貯高于對照組,均達到了顯著水平（P＜0.05）。對于二氧化碳總量,B、C、D組分別比A組提高了11.78%、25.86%和25.86%;血液堿貯分別為2.10、2.70、3.75和3.40 mm ol/L,B、C、D組分別比A組升高了28.57%、78.57%和61.90%。

動脈血氧分壓和氧飽和度各組分別是11.33、12.20、14.33、13.07 kPa和98.00%、98.00%、99.00%、99.00%,各組之間沒有顯著差異（P＞0.05）,但都呈現(xiàn)一定的變化規(guī)律。

表2 DCAB對泌乳中期奶牛血液生理指標的影響Table 2 Ef fec ts of DCAB on blood physiological indices in the diary cows in m id-lactation

2.2 DCAB對泌乳中期奶牛泌乳性能的影響

由表3可知,飼喂不同DCAB日糧對試驗奶牛的干物質(zhì)采食量無顯著影響,但有增加趨勢（P＞0.05）;各試驗組奶牛的平均日產(chǎn)奶量在一定范圍內(nèi)隨著DCAB提高均有所增加（P＞0.05）。試驗期內(nèi)B、C、D組的平均日產(chǎn)奶量與A組相比,分別提高了3.47%、6.90%、3.78%,各組之間無顯著差異（P＞0.05）,其中C組平均日產(chǎn)奶量最高,達到28.36 kg/d。同時,飼喂不同DCAB日糧對各組乳脂率和總固形物均無顯著差異（P＞0.05）,對乳蛋白率也無顯著影響,但有增大趨勢（P＞0.05）。乳脂率和乳中總固形物均為C組含量最高,分別達到3.73%和12.99%。

表3 DCAB對泌乳中期奶牛泌乳性能的影響Tab le 3 Ef fects of DCAB on performance in the diary cows in m id-lac tation

3 討 論

3.1 DCAB對泌乳中期奶牛血液生理指標的影響

DCAB是影響機體酸堿平衡的最常見的因素,不同DCAB通過改變奶牛血液中HCO3-濃度和pH影響機體酸堿平衡。在正常情況下細胞外液的pH為7.40±0.05,本試驗結果中各組pH在7.42～7.48,pH隨著DCAB的增加而增大,說明DCAB對血液中的酸堿平衡有直接影響。Tucker等[9]研究表明,DCAB通過改變血液中HCO3-的濃度來影響血液的pH,并隨著DCAB的增加而增大,保證體液具有較強的緩沖力。血液中實際碳酸氫鹽含量與血液pH變化相一致,也正反映出血液pH的大小由血液實際碳酸氫鹽含量決定。

動脈血二氧化碳分壓在一定程度上反映著奶牛受應激的情況。李秋鳳等[10]報道在高溫條件下奶牛受熱應激時,由于呼吸頻率增加,導致二氧化碳呼出體外速度超過體內(nèi)形成的速度,致使血液中的二氧化碳分壓下降,血液中的碳酸分解引起堿中毒,使血中HCO3-的濃度下降,血液酸堿平衡失調(diào)。適當增加DCAB能提高血液pH,減輕堿中毒造成的危害。本試驗中動脈血二氧化碳分壓A、B組之間沒有顯著差異,但與C、D組之間差異顯著,說明適當提高DCAB水平可以緩解奶牛熱應激。

血液中氧分壓和氧飽和度均反映了血液運輸氧氣能力。本試驗表明,隨著DCAB的升高,奶牛血液的氧分壓和氧飽和度均呈現(xiàn)先升高后降低的變化趨勢,雖然變化并未達到顯著水平,可仍能反映出適當提高DCAD水平可以起到增強奶牛血液運輸氧氣的能力,當DCAB水平為300 mEq/kg DM時,奶牛的氧分壓和氧飽和度均達到最佳狀態(tài)。

堿貯則反映了血液偏酸或偏堿的程度,也是血液緩沖能力強弱的表現(xiàn)。當出現(xiàn)酸中毒時,血液堿貯下降、血液二氧化碳結合力降低,動物會表現(xiàn)出一系列不適癥狀。適當添加緩沖物質(zhì)如NaHCO3可以補充動物因熱喘息（呼出二氧化碳過多）造成血液中碳酸鹽的減少,也可以中和機體產(chǎn)生的酸性物質(zhì),從而降低了血液的酸性,增加堿貯含量,增強機體酸堿平衡能力。本研究堿貯C、D 2組顯著高于A、B 2組,表明高DCAB日糧提高了奶牛血液的堿貯水平,增加了奶牛機體平衡酸堿的能力,說明提高DCAB利于血液酸堿緩沖能力的增強,能有效緩解奶牛瘤胃酸中毒等癥狀的發(fā)生。這與孫永強等[11]的報道相一致。

3.2 DCAB對泌乳中期奶牛泌乳性能的影響

大多數(shù)研究認為DCAB能夠影響熱應激奶牛的產(chǎn)奶量[12]。李秋鳳等[3]研究結果表明高DCAB日糧顯著增加泌乳早期熱應激奶牛產(chǎn)奶量,而對乳蛋白率和乳脂率無顯著影響。Tucker等[9]報道,DCAB從-100mEq/kg DM增加到200mEq/kg DM時,荷斯坦牛的產(chǎn)奶量呈線性增加（從5.9%到8.6%）, DCAB從200 m Eq/kg DM增至370m Eq/kg DM時,奶牛的產(chǎn)奶量增加,但對乳脂率無顯著影響。West[4]報道,增加DCAB可增加熱應激奶牛產(chǎn)奶量和乳脂率。本試驗表明不同DCAB對各組奶牛的平均日產(chǎn)奶量無顯著影響,但在一定范圍內(nèi)隨著DCAB增加而增大,說明較高的DCAB能夠穩(wěn)定和相對提高瘤胃的pH使之保持中性狀態(tài),有利于微生物對纖維素、半纖維素和其他糖類的消化,從而提高奶牛對粗飼料的利用率。

乳蛋白和乳脂是牛奶中的重要營養(yǎng)成分,其含量的高低受遺傳背景、日糧組成以及飼養(yǎng)管理等因素的影響。前人對DCAB影響乳成分的研究結果不盡相同。段智勇等[12]報道在泌乳早期飼喂高DCAB日糧時,隨著產(chǎn)奶量的增加,乳蛋白率明顯提高;李秋鳳等[3]研究發(fā)現(xiàn),乳蛋白率隨DCAB增加而增大,但尚未達到顯著水平,這一結果和Delaquis等[13]的報道相一致。本試驗表明飼喂不同的DCAB日糧對各組乳蛋白率、乳脂率和乳中總固形物含量均無顯著影響,乳蛋白率B、C、D組偏低,這可能是添加了礦物質(zhì)離子而改變了瘤胃發(fā)酵模式,使瘤胃中丙酸鹽比例降低而導致的。

4 結 論

①提高DCAB可明顯增強奶牛血液的緩沖能力和運氧能力,奶牛血液pH和實際碳酸氫鹽含量隨DCAB的增加而增大。

②適度提高DCAB水平可提高泌乳中期奶牛平均日產(chǎn)奶量,對乳蛋白率有增大的趨勢,對其他乳成分影響不顯著。

③綜合考慮奶牛血液生理指標和泌乳性能,在奶牛泌乳中期飼喂DCAB為300 mEq/kg DM的日糧效果為佳。

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*Correspond ing au thor,p rofessor,E-m ail:h rw ang@yzu.edu.cn

（編輯 李一航）