亞臨床型低血鈣癥奶牛生產(chǎn)性能及糞污排放特性

張子揚(yáng)，沈泰鈺，于洪江，高三思，朱奎玲，黃寶銀，徐 闖，楊 威

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亞臨床型低血鈣癥奶牛生產(chǎn)性能及糞污排放特性

張子揚(yáng)，沈泰鈺，于洪江，高三思，朱奎玲，黃寶銀，徐 闖，楊 威

（黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院，黑龍江大慶163319）

【目的】探討亞臨床低血鈣癥奶牛飼料采食量、泌乳量、糞尿排放量及糞污所產(chǎn)生污染氣體排放特征的關(guān)系?！痉椒ā亢邶埥臣s化奶牛養(yǎng)殖場(chǎng)選取產(chǎn)后7—14 d年齡、體況、胎次相近的奶牛12頭，根據(jù)血鈣指標(biāo)分為亞臨床低血鈣癥組和健康組奶牛各6頭，每頭奶牛分別單獨(dú)飼養(yǎng)，連續(xù)飼養(yǎng)4 d。每天采血檢測(cè)血液中Ca、BHBA、NEFA、CLU、P、Mg指標(biāo)含量；記錄每頭牛每天泌乳量、采食量、糞、尿排放量；通過簡(jiǎn)易動(dòng)態(tài)箱法對(duì)試驗(yàn)?zāi)膛＜S尿進(jìn)行混合，檢測(cè)混合物產(chǎn)生的NH3、CO2、CH4氣體排放量并進(jìn)行分析?！窘Y(jié)果】亞臨床低血鈣癥組奶牛血清Ca、P、Mg濃度極顯著低于健康組奶牛（＜0.01），CLU顯著低于健康組（＜0.05），BHBA濃度顯著高于健康組（＜0.05），NEFA濃度極顯著高于健康組奶牛（＜0.01）；亞臨床低血鈣癥組奶牛產(chǎn)奶量和4%能量校正乳（ECM）極顯著高于健康組（＜0.01），排糞量顯著高于健康組（＜0.05）；干物質(zhì)消化率和尿量的差異雖然不顯著但都有升高趨勢(shì)。亞臨床低血鈣組奶牛采食1 kg干物質(zhì)的產(chǎn)奶量極顯著升高(＜0.01)，采食1 kg干物質(zhì)的排糞量顯著升高(＜0.05)；健康組和亞臨床低血鈣癥組奶牛CH4的排放曲線無明顯差異，兩組的產(chǎn)氣趨勢(shì)基本相同，于試驗(yàn)的52 h左右出現(xiàn)峰值，之后下降；總體上看CO2的排放沒有明顯變化趨勢(shì)，無明顯規(guī)律，健康組和亞臨床低血鈣癥組分別在48和36 h處出現(xiàn)排放高峰，亞臨床低血鈣癥組出現(xiàn)峰值的時(shí)間要早于健康組，之后下降隨即無規(guī)律起伏。亞臨床低血鈣癥組的CO2累計(jì)排放量隨時(shí)間的推移低于健康組；健康組奶牛NH3排放濃度在24 h處出現(xiàn)高峰，隨后降低，45 h再次出現(xiàn)峰值，之后排放濃度逐漸降低。亞臨床低血鈣癥組奶牛NH3排放濃度在21 h處出現(xiàn)峰值，之后排放濃度降低，兩組試驗(yàn)的折線趨勢(shì)基本一致，都是出現(xiàn)峰值后濃度降低但都是有起伏的波動(dòng)。亞臨床低血鈣癥組NH3的累計(jì)排放量低于健康組?！窘Y(jié)論】亞臨床低血鈣癥奶?；疾∑陂g由于采食攝取營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)不能滿足泌乳需求而處于能量及鈣負(fù)平衡狀態(tài)。同時(shí)腸道消化吸收率增加，用于滿足泌乳對(duì)能量的需求；在相同質(zhì)量的糞尿混合物檢測(cè)情況下亞臨床低血鈣癥不會(huì)影響CH4的排放量，但亞臨床低血鈣奶牛糞尿中NH3和CO2排放量低于健康牛，然而降低的溫室氣體排放是否與腸道消化吸收率的增加促進(jìn)了飼料能量的吸收有關(guān)利用仍需進(jìn)一步研究。

低血鈣癥；生產(chǎn)性能；溫室氣體；糞便；尿液；奶牛

0 引言

【研究意義】隨著全球畜牧業(yè)的發(fā)展，奶牛業(yè)已成為支持畜牧業(yè)發(fā)展的重要產(chǎn)業(yè)。目前中國(guó)奶牛的總存欄數(shù)到達(dá)1 440萬頭[1]，位居世界第三，奶制品產(chǎn)量占世界總量的6%，乳制品總量排在世界領(lǐng)先水平[2]。高產(chǎn)品種的培育和引進(jìn)，生產(chǎn)性能的不斷提高和飼養(yǎng)管理不當(dāng)，使得奶牛圍產(chǎn)期疾病日趨突出，給畜牧業(yè)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。介于目前環(huán)境問題日益緊張，畜牧業(yè)溫室氣體排放量為全球排放量的18%[3]。奶牛低血鈣癥是奶牛圍產(chǎn)期常見的一種重要的營(yíng)養(yǎng)代謝疾病。臨床上以低血鈣、肌無力、四肢癱瘓，精神沉郁甚至昏迷等為主要癥狀。還會(huì)引起癱瘓、真胃變位、胎衣不下、子宮復(fù)舊緩慢及子宮內(nèi)膜炎等疾病[4]。本研究為明確亞臨床低血鈣癥奶牛生產(chǎn)性能、飼料轉(zhuǎn)化率、糞尿排放及評(píng)價(jià)糞尿產(chǎn)生的污染氣體的排放指數(shù)，為防治奶牛亞臨床低血鈣癥及減少有害氣體排放提供實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】數(shù)據(jù)顯示，國(guó)外分娩奶牛低血鈣癥的發(fā)病率為0.6%—50%[5]，亞臨床低血鈣癥的發(fā)生率為14%—50%[6]；國(guó)內(nèi)奶牛亞臨床低血鈣發(fā)病率可高達(dá)80%[7]。亞臨床低血鈣癥（sub clinical hypocalcemia）是奶牛一種鈣代謝負(fù)平衡的病理現(xiàn)象。當(dāng)奶牛血鈣濃度低于2.0 mmol·L-1時(shí)可被認(rèn)為患有亞臨床低血鈣癥。據(jù)報(bào)道，美國(guó)67%的經(jīng)產(chǎn)奶?；加衼喤R床低血鈣[8]。由于無明顯的臨床癥狀，該病極容易被忽視，加上易繼發(fā)圍產(chǎn)期其他疾病，從而給奶牛業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。目前環(huán)境污染問題嚴(yán)重，且奶牛業(yè)帶來的能量消耗、環(huán)境污染也成為了一個(gè)重要方面。畜牧業(yè)糞尿產(chǎn)生的溫室氣體給環(huán)境帶來了極大的壓力，尤其是二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）、氧化亞氮（N2O）、氨氣（NH3）等，對(duì)環(huán)境的污染嚴(yán)重[9]。IPCC的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表明家畜溫室氣體排放量大約相當(dāng)于全球人類活動(dòng)溫室氣體排放量的7%—18%，其中牛類每年GHG排放量在4.6千兆t二氧化碳當(dāng)量左右，占家畜總排放量的65%，其中肉牛的GHG排放量占44%，奶牛的溫室氣體排放量占21%[10]。2011年GERBER等研究發(fā)現(xiàn)奶牛在生產(chǎn)乳制品時(shí)就會(huì)排放溫室氣體，隨著奶制品產(chǎn)量的提高甲烷和氧化亞氮的排放量出現(xiàn)相對(duì)減少，而二氧化碳的排放量出現(xiàn)相對(duì)上升[11]。再加上中國(guó)飼料用糧逐年上漲，從1978年的4 575萬t上漲到2003年的16 538萬t，其年增長(zhǎng)率為5.3%，遠(yuǎn)高于商品糧的1.4%。不僅飼料量的比例逐年上漲，其安全問題也會(huì)越來越受到國(guó)家的重視，成為維護(hù)糧食安全和穩(wěn)定發(fā)展的重要組成部分[12]。飼料的轉(zhuǎn)化率低，對(duì)能源的浪費(fèi)加大，更不利于響應(yīng)低投入、低排放、低能耗、高效益的低碳畜牧業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】亞臨床低血鈣癥作為集約化養(yǎng)殖模式下重要的奶牛群發(fā)常見多發(fā)病，對(duì)奶牛養(yǎng)殖業(yè)造成嚴(yán)重的危害，但目前從疾病的角度來系統(tǒng)闡述亞臨床低血鈣癥奶牛生產(chǎn)性能、飼料利用、糞污及其氣體排放等方面特征的研究較少。【擬解決的關(guān)鍵問題】探索亞臨床低血鈣癥奶牛的生產(chǎn)性能，飼料轉(zhuǎn)化和糞尿污染及溫室氣體排放特征，為低碳畜牧業(yè)研究提供數(shù)據(jù)參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)動(dòng)物與飼養(yǎng)條件

2014年12月，于黑龍江省某集約化奶牛養(yǎng)殖場(chǎng)，選取產(chǎn)后7—14 d年齡、體況、胎次相近的荷斯坦奶牛12頭作為試驗(yàn)動(dòng)物，根據(jù)其血鈣濃度，分亞臨床低血鈣癥組（1.4 mmol·L-1＜血鈣濃度＜2.0 mmol·L-1，無明顯臨床癥狀）和健康組（2.1 mmol·L-1＜血鈣濃度＜2.5 mmol·L-1，無其他任何癥狀），每組各6頭。奶牛飼喂圍產(chǎn)期全混合日糧（TMR）組成見表1。每頭奶牛均為單獨(dú)飼養(yǎng)，連續(xù)飼養(yǎng)4 d，記錄每天每頭牛的采食量、泌乳量、排糞量、排尿量。

1.2 樣品的采集與處理

試驗(yàn)?zāi)膛Ｇ宄匡曃骨拔察o脈采血10 mL，迅速離心（3 000 r/min，5 min）分離血清，置于-20℃冰箱冷凍保存待檢。于全自動(dòng)生化分析儀中（型號(hào)modull- arDPP，德國(guó)）檢測(cè)每頭試驗(yàn)?zāi)膛Ｃ刻煅逯械拟}（Ca），β-氫丁酸（BHBA），葡萄糖（GLU），磷（P），鎂（Mg），游離脂肪酸（NEFA）。

試驗(yàn)?zāi)膛Ｃ刻煺ト?次，記錄3次榨乳量相加為一天的泌乳量。

表1 奶牛TMR日糧組分表

陰道按摩法采集排尿中間部分的尿液50 mL，置于-20℃冰箱冷凍保存待檢。每天每8 h收集1次試驗(yàn)場(chǎng)地排尿溝內(nèi)的尿液，記錄每頭牛每天尿量。

每頭奶牛每天經(jīng)直腸采集糞便或采集剛排出的未被污染的糞便樣品0.5 kg，置于-20℃冰箱冷凍保存待檢。每天每8 h清理飼養(yǎng)場(chǎng)地的糞便并稱量，記錄當(dāng)天奶牛的排糞量。

1.3 檢測(cè)項(xiàng)目及方法

血液檢測(cè)方法：鈣（Ca，比色法）、磷（P，比色法）、鎂（MG，絡(luò)合指示劑和全自動(dòng)生化分析儀）、β-羥丁酸（BHBA，酶聯(lián)免疫法）、葡萄糖（GLU，葡萄糖氧化酶法），游離脂肪酸（NEFA，比色法）。

乳汁檢測(cè)指標(biāo)：乳脂率、乳蛋白率、乳糖率用乳成分分析儀檢測(cè)（荷蘭DELTA LactoScope FTIR，表2）。

氣體試驗(yàn)方法：氣體試驗(yàn)是在黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院恒溫氣候室進(jìn)行，采用簡(jiǎn)易動(dòng)態(tài)箱法對(duì)試驗(yàn)?zāi)膛＜S尿氣體排放進(jìn)行測(cè)定，健康組糞尿混合比例為1.4﹕1，亞臨床低血鈣癥組糞尿混合比例為1.6﹕1，共計(jì)200 g。分別混合健康組所有奶牛每天的糞便和尿液，按同樣方法分別混合亞臨床低血鈣癥組奶牛糞便和尿液。分別置于底面積為78.5 cm2，高20 cm的廣口瓶子中，25℃下進(jìn)行，進(jìn)氣口位于瓶子頂端以2 L·min-1送空氣，出氣口位于離糞尿5 cm高度，試驗(yàn)持續(xù)120 h，每3 h采集一次氣體50 mL置于氣袋中，用INNOVA 1412光聲氣體檢測(cè)儀器（AirTech Instruments A/S，Ballerup，Denmark）檢測(cè)CO2、CH4、N2O濃度氣體，NH3濃度用納氏試劑分光度法測(cè)定。

1.4 數(shù)據(jù)處理

所有數(shù)據(jù)均采用SPSS19.0軟件進(jìn)行獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)分析，數(shù)據(jù)以“均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示。同行數(shù)據(jù)后所標(biāo)*表示差異顯著（＜0.05），**表示差異極顯著（＜0.01），未標(biāo)*表示差異不顯著（＞0.05）。

1.5 4%能量校正乳和干物質(zhì)消化率計(jì)算

4%能量校正乳（ECM）=（0.038×乳脂g+0.024×乳蛋白g+0.017×乳糖g）×產(chǎn)奶量kg÷3.14；

干物質(zhì)消化率=（干物質(zhì)采食量﹣干物質(zhì)糞量）/干物質(zhì)采食量。

公式參照文獻(xiàn)[13]、[14]。

表2 乳汁指標(biāo)檢測(cè)

同行數(shù)據(jù)后所標(biāo)*表示差異顯著（＜0.05），**表示差異極顯著（＜0.01），未標(biāo)*表示差異不顯著（＞0.05）。下同

* mark in the same row means significant difference between the treatments (＜0.05), ** mark means highly significant difference between the treatments (＜0.01), no mark in the same row means not significant difference between treatments (＞0.05). The same as below

2 結(jié)果

2.1 血液指標(biāo)

由表3可知，亞臨床低血鈣組奶牛Ca、P、Mg、極顯著低于健康組奶牛（＜0.01），GLU的含量顯著低于健康組（＜0.05），血清BHBA含量顯著高于健康組（＜0.05）。NEFA含量極顯著高于健康組（＜0.01）。

表3 試驗(yàn)?zāi)膛Ｑ迳笜?biāo)檢測(cè)結(jié)果

2.2 亞臨床低血鈣奶牛的產(chǎn)奶量，采食量，排糞量和排尿量

由表4可知，與健康奶牛相比，亞臨床低血鈣奶牛的產(chǎn)奶量極顯著升高（＜0.01），4%能量校正乳顯著升高（＜0.05），排糞量顯著增加（＜0.05），但采食量和排尿量差異不顯著。排尿量有增加趨勢(shì)。干物質(zhì)消化率差異不顯著但有升高趨勢(shì)。采食1 kg干物質(zhì)的產(chǎn)奶量差異極顯著（＜0.01），采食1 kg干物質(zhì)的排糞量差異顯著（＜0.05）。

表4 產(chǎn)奶量，采食量，排糞量，排尿量

＜0.05；＜0.01

2.3 氣體排放

Adviento-borbe等人研究表明N2O在牛的糞便中排放濃度過低可以忽略不計(jì)，本試驗(yàn)所檢測(cè)到的N2O的濃度也較低故沒有說明其排放情況[15-16]。

2.3.1 CH4的排放 如圖1、2 所示，健康組和亞臨床低血鈣癥組奶牛CH4的排放曲線無明顯差異，兩組的產(chǎn)氣趨勢(shì)基本相同，于試驗(yàn)的52 h左右出現(xiàn)峰值，之后下降。由于實(shí)驗(yàn)室仿照自然環(huán)境下糞尿分解情況，氧氣量充足，在這種情況下不利于CH4的產(chǎn)生，故排放速率較低。累計(jì)排放量差異不顯著。

圖1 CH4的排放特征曲線

圖2 CH4的累計(jì)排放量

2.3.2 CO2的排放 CO2的排放濃度沒有明顯變化趨勢(shì)，也未見明顯規(guī)律性變化，健康組和亞臨床低血鈣癥組分別在48和36 h處出現(xiàn)高峰，亞臨床低血鈣癥組出現(xiàn)峰值的時(shí)間要早于健康組，之后下降隨即無規(guī)律起伏（圖3）。亞臨床低血鈣癥組的累計(jì)排放量隨時(shí)間的推移低于健康組（圖4）。

2.3.3 NH3的排放 健康組奶牛NH3排放濃度在24 h處出現(xiàn)高峰，隨后降低，45 h再次出現(xiàn)峰值，之后排放濃度逐漸降低。亞臨床低血鈣癥組奶牛NH3排放濃度在21 h處出現(xiàn)峰值，之后排放濃度降低。在圖5中可以看出兩組試驗(yàn)的折線趨勢(shì)基本一致，出現(xiàn)峰值后濃度降低但都是有起伏的波動(dòng)。亞臨床低血鈣癥組NH3的累計(jì)排放量低于健康組（圖6）。

3 討論

3.1血液指標(biāo)分析

奶牛低血鈣的產(chǎn)生主要是由于分娩和大量泌乳導(dǎo)致奶牛對(duì)鈣離子需求加劇，血液中大量的鈣離子進(jìn)入乳汁并隨著乳汁排出體外，造成血鈣濃度在短時(shí)間內(nèi)急劇下降。小腸是機(jī)體鈣吸收的主要場(chǎng)所[17]，骨骼是鈣的主要貯存場(chǎng)所，當(dāng)血鈣濃度低下時(shí)機(jī)體通過腸道的吸收和骨鈣的動(dòng)員來補(bǔ)充，然而由于妊娠分娩對(duì)奶牛的生理應(yīng)激狀態(tài)，此時(shí)鈣的穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)機(jī)制尚未充分發(fā)揮作用，而泌乳初期腸道和骨鈣不能完全滿足對(duì)機(jī)體鈣的大量需求，奶牛就會(huì)出現(xiàn)低血鈣癥[18]。低血鎂造成甲狀旁腺分泌（PTH）減少，影響鈣的代謝。低血鈣奶牛血液BHBA顯著高于對(duì)照組，血糖含量顯著低于對(duì)照組，表明低血鈣奶牛處于能量負(fù)平衡的狀態(tài)。能量負(fù)平衡狀態(tài)下由于奶牛攝食的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)不能滿足泌乳對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的需求也是低血鈣發(fā)生主要原因。

圖3 CO2的排放濃度

圖4 CO2的累計(jì)排放量

圖5 NH3的排放濃度

圖6 NH3的累計(jì)排放量

3.2 亞臨床低血鈣癥奶牛采食量與泌乳量、排糞量的關(guān)系

奶牛低血鈣癥常發(fā)于高產(chǎn)奶牛，本試驗(yàn)中亞臨床低血鈣癥奶牛的產(chǎn)奶量極顯著高于健康組奶牛（＜0.01），亞臨床低血鈣癥奶牛所產(chǎn)能量校正乳也顯著高于健康組奶牛（＜0.05），這與HORST等研究結(jié)果一致，他們發(fā)現(xiàn)患低血鈣癥的奶牛在泌乳高峰期的3周內(nèi)產(chǎn)奶量明顯增加[19]。而本試驗(yàn)中亞臨床低血鈣組的排糞量出現(xiàn)顯著增加（＜0.05），排尿量出現(xiàn)上升趨勢(shì)，采食1 kg干物質(zhì)的產(chǎn)奶量極顯著增加（＜0.01），采食1 kg干物質(zhì)的產(chǎn)糞量也出現(xiàn)顯著增加（＜0.05），而采食量并無顯著變化，這可能是由于低血鈣奶牛中的鈣離子含量下降，引起奶牛出現(xiàn)能量負(fù)平衡現(xiàn)象，使得奶牛過多的動(dòng)員體內(nèi)的能量來滿足產(chǎn)奶需求，這種異常的產(chǎn)奶量上升，如果持續(xù)發(fā)展不予以治療，可能會(huì)引起更加嚴(yán)重的低血鈣癥狀，影響奶牛產(chǎn)奶的持續(xù)力。

3.3 氣體排放情況

溫室氣體排放目前已成為全球關(guān)注的焦點(diǎn)，數(shù)據(jù)顯示農(nóng)業(yè)排放的CO2、CH4、N2O等已成為溫室氣體的主要來源，其中畜牧業(yè)溫室氣體主要來源于畜禽呼吸代謝、反芻動(dòng)物瘤胃發(fā)酵、畜禽糞便處理過程中直接或間接的排放[20]。奶牛糞便的分解會(huì)產(chǎn)生大量的甲烷，奶牛糞便中含有大量的有機(jī)物，在厭氧的條件下糞尿中有機(jī)物被分解為有機(jī)酸、H2和CO2，然后在微生物有機(jī)體內(nèi)生成CH4，該過程受環(huán)境溫度、飼料特性、堆積高度覆蓋等因素的影響。動(dòng)物糞便分解 CH4可分為3個(gè)階段：水解，產(chǎn)酸，產(chǎn)甲烷；好氧分解是幾乎不產(chǎn)生CH4。本試驗(yàn)開始時(shí)氧氣充足，隨著試驗(yàn)時(shí)間的進(jìn)行，糞尿中氧氣的消耗，CH4產(chǎn)生量增加，在試驗(yàn)的第3天達(dá)到排放峰值，但隨著糞尿表面硬殼的產(chǎn)生阻止了氣體的溢出檢出量減少[21]。從圖1、2中可以看出兩組奶牛糞尿混合物所產(chǎn)生的甲烷排放趨勢(shì)和排放量基本相同，這說明在飼喂相同飼料的情況下甲烷的產(chǎn)生是無差異的。美國(guó)的研究表明，在飼喂相同飼料的情況下，不同品種、年齡和性別的動(dòng)物甲烷排放量相似[22]。PINARES-PATINO 等報(bào)道，給綿羊和羊駝同時(shí)飼喂紫花苜蓿時(shí)，甲烷產(chǎn)生量沒有顯著差異[23]。所以亞臨床低血鈣癥可能不引起甲烷排放量的變化。

當(dāng)環(huán)境處于好氧條件下CO2的產(chǎn)生，通常要經(jīng)過升溫、高溫、降溫和腐熟微保溫4個(gè)階段，糞尿中的有機(jī)成分轉(zhuǎn)化為CO2、熱量、生物量和腐殖質(zhì)。好氧微生物將糞尿轉(zhuǎn)化和分解成為可降解有機(jī)物同時(shí)產(chǎn)生CO2、水及熱量的過程，糞尿堆置材料碳素物質(zhì)主要是為微生物活動(dòng)提供能源和碳源[24]。厭氧情況下甲烷產(chǎn)生量增加，不利于CO2的產(chǎn)生[25]。本試驗(yàn)前期氧氣相對(duì)充分，CO2排放濃度較高，但亞臨床低血鈣癥組CO2排放峰值出現(xiàn)早于健康組。這是可能是由于兩組試驗(yàn)?zāi)膛５募S尿混合比例不同造成的，當(dāng)糞便中水分含量高時(shí)趨于厭氧環(huán)境，不利于CO2的產(chǎn)生，而亞臨床低血鈣癥組奶牛糞便中水分含量較大，過早地消耗盡了氧氣，并且CH4和CO2的排放此消彼長(zhǎng)、相互制約，隨著氧氣消耗殆盡甲烷的產(chǎn)生抑制了CO2的生產(chǎn)，所以亞臨床低血鈣癥組奶牛的CO2排放量低于健康組。

N2O的生成機(jī)理在不同環(huán)境中有多種途徑，但硝化和反硝化作用被認(rèn)為是生成N2O的基本機(jī)理。在通氣條件下，氨和氨鹽通過硝化細(xì)菌的作用，被氧化成硝酸鹽和亞硝酸鹽的過程稱為硝化作用，此過程產(chǎn)生N2O[26]。一般說來，硝化作用包括兩個(gè)步驟，即氨氧化為亞硝酸和亞硝酸氧化為硝酸，分別由氨氧化菌和亞硝酸氧化菌完成。首先由氨氧化成亞硝酸，然后亞硝酸再氧化成硝酸，期間生成N2O。上述反應(yīng)中，有些過程不甚完全了解，但N2O作為中間產(chǎn)物則是肯定的，而且在某些條件下N2O釋放量很大[27]。反硝化作用是在通氣不好的條件下，在反硝化細(xì)菌或化學(xué)還原劑作用下 NO3、NO2、N2還原生成NO、N2O、N2的過程。Sommer等發(fā)現(xiàn)，當(dāng)沒有表面覆蓋時(shí)，N2O的排放凡乎為零，然而當(dāng)形成自然表面外殼時(shí)，N2O的排放增加[28]。表面覆蓋層為硝化反應(yīng)和反硝化反應(yīng)提供合適的地方，導(dǎo)致N2O的產(chǎn)生增加，但是在實(shí)際條件下（農(nóng)場(chǎng)糞坑覆蓋稻草后）N2O和CH4的排放也很低[29]，NH3的產(chǎn)生也會(huì)抑制N2O的排放，本試驗(yàn)檢測(cè)到的N2O的排放濃度也很低，這與前人研究結(jié)果相似。

錢承梁等[30]研究表明，牛糞氨的揮發(fā)過程快而猛，揮發(fā)高峰天數(shù)在1—2 d，本試驗(yàn)中健康組奶牛的NH3排放結(jié)果顯示，24 h內(nèi)NH3濃度迅速上升，隨后下降，45 h有上升，之后逐漸降低。這一結(jié)果與錢承梁等研究結(jié)果相符。而亞臨床低血鈣組奶牛NH3排放低于健康組，且趨勢(shì)相對(duì)平穩(wěn)，原因與CO2相似。

4 結(jié)論

奶牛亞臨床低血鈣初期，泌乳量增加明顯，生產(chǎn)性能的增加調(diào)動(dòng)了機(jī)體的能量動(dòng)員，機(jī)體能量負(fù)平衡的出現(xiàn)和腸道的消化吸收率增加共同用于滿足亞臨床低血鈣癥奶牛泌乳能量增加的需求。同時(shí)，亞臨床低血鈣癥奶牛糞尿混和物中CO2和NH3的排放量減少。但亞臨床低血鈣癥不會(huì)影響甲烷的排放。

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（責(zé)任編輯 林鑒非）

A Study on the Effect of Subclinical Hypocalcemia in Dairy Cows on Productivity and Manure Emission Characters

ZHANG Zi-yang, SHEN Tai-yu, YU Hong-jiang, GAO San-si, ZHU Kui-ling, HUANG Bao-yin, XU Chuang, YANG wei

(College of Animal Science and Veterinary Medicine, Heilongjiang Bayi Agriculture University, Daqing 163319, Heilongjiang)

【Objective】The objective of this paper is to study the feed intake, lactation, manure emissions of subclinical hypocalcaemia cows and sewage generated gas pollution emission characteristics. 【Method】 This study was carried out in a Heilongjiang intensive dairy farm. Twelve dairy cows which were similar in postnatal 7-14 days of age, body conditions and parity were selected and divided into subclinical hypocalcaemia group and healthy group, each group had 6 cows, each cow was individually housed, and they were continuously fed for 4 days. Blood samples were taken for measurement of blood Ca, BHBA, NEFA, CLU, P, Mg content indicators every day. Daily milk yield, feed intake, feces and urine of each cow were recorded. Simple dynamic chamber method was used to mix cow manure in the laboratory and NH3, CO2and CH4emissions in the mixture were detected and analyzed. 【Result】Cows serum Ca, P and Mg contents in subclinical hypocalcemia symptom group were significantly lower than healthy group (＜0.01), CLU was significantly lower than that of healthy group (＜0.05) and BHBA concentration was significantly higher than that of healthy group (＜0.05) and NEFA concentration was significantly higher than that of healthy cows in healthy group (＜0.01); milk yield in subclinical hypocalcaemia group was significantly higher than that in healthy group (＜0.01), 4% energy corrected milk (ECM) was significantly higher than that of healthy cows (＜0.01) in healthy group, fecal excretion was significantly higher than that of healthy group (＜0.05); dry matter digestibility and urine volume had no significant difference but a rising trend. Milk yield of cows which were fed 1 kg dry matter was increased significantly (＜0.01), feces of cows which were fed 1 kg dry matter amount were significantly higher (＜0.05) in subclinical hypocalcemia calcium group. CH4emission curve in healthy group and subclinical hypocalcemia symptom group cows had no significant difference, two groups of gas production trend was basically the same, peak of gas production was on the 52 h, then falling. CO2emissions had no significant changes in the trend, no obvious rules, emission peak was appeared in the healthy group and subclinical hypocalcemia symptoms group, respectively, at 36 h and 48 h, the peak in subclinical hypocalcaemia group was appeared earlier than healthy group, and then decreased immediately without regularity and floated up and down. Subclinical hypocalcaemia group of CO2cumulative emissions with the passage of time was lower than that of the healthy group; The peak of cows NH3emission concentration in healthy group was at 24 hours, then decreased, peaked again at 45 h, emission concentration decreased gradually. The peak of cows NH3emission concentration in subclinical hypocalcemia group was appeared at 21 h, then the emission concentration decreased, two groups the test line trend of the two groups were basically the same, all trend were that the peak concentration decreased and floated up and down. The cumulative emissions of NH3in subclinical hypocalcemia group were lower than healthy group. 【Conclusion】 During the subclinical hypocalcemia in dairy cows with syndrome of disease due to the feed intake of nutrients can not satisfy the lactation demand in the state of energy and calcium negative balance. At the same time digestive tract absorption rate increased to satisfy the demand of energy lactation; under the same quality of mixed excrements of detection of subclinical hypocalcaemia would not impact on CH4emissions, but NH3and carbon CO2emissions in subclinical hypocalcemia cows manure were lower than that of healthy cows. However, whether reducing greenhouse gas emissions caused the increase of intestinal absorption rate promoted the feed energy uptake still needs to be further studied.

hypocalcemia; performance; greenhouse gases; faeces; urine; dairy cow

2015-12-01；接受日期：2016-09-02

國(guó)家科技支撐計(jì)劃（2013BAD21B01）

聯(lián)系方式：張子揚(yáng)，Tel：18553225756；E-mail：465717953@qq.com。通信作者徐闖，Tel：13936967175；E-mail：xuchuang7175@163.com。通信作者楊威，Tel：15164564227；E-mail：yangwei416@126.com