日糧中添加離子型飼料添加劑緩解奶牛熱應激的效果研究

邵亞群，曾少玉，姜雅慧，王之盛，曾磊，鄧超，李慶林，劉建華，周革

（1.四川農(nóng)業(yè)大學動物營養(yǎng)研究所，成都 611130；2.北京金娜爾生物技術有限公司，北京 100085；3.四川普洲奶牛有限公司，資陽 642350）

日糧中添加離子型飼料添加劑緩解奶牛熱應激的效果研究

邵亞群1，曾少玉1，姜雅慧1，王之盛1，曾磊1，鄧超1，李慶林2，劉建華3，周革3

（1.四川農(nóng)業(yè)大學動物營養(yǎng)研究所，成都 611130；2.北京金娜爾生物技術有限公司，北京 100085；3.四川普洲奶牛有限公司，資陽 642350）

本研究旨在通過向日糧中添加一種離子型飼料添加劑（別名為巴爾吡爾）研究在熱應激條件下對奶牛生產(chǎn)性能的影響。試驗選擇健康泌乳中期荷斯坦牛200頭，采用隨機區(qū)組試驗設計分為對照組（飼喂常規(guī)TMR）和試驗組（TMR中添加50mL/頭·d巴爾吡爾），每組各100頭，試驗期為60d。試驗結果表明：試驗期牛舍THI值大于72，處于熱應激環(huán)境下；日糧中添加巴爾吡爾可降低奶牛直腸溫度，奶牛平均采食量提高6.46%；群體每日產(chǎn)奶量和單頭平均產(chǎn)奶量分別升高9.18%和8.19%；飼喂巴爾吡爾還可降低奶牛乳房炎發(fā)病率，但乳蛋白、乳脂、乳糖和非脂乳固體含量分別較對照組低1.75%、7.18%、1.94%和1.82%。綜上所述，日糧中添加巴爾吡爾可提高在奶牛熱應激環(huán)境下的采食量和產(chǎn)奶量，有助于緩解熱應激對奶牛生產(chǎn)性能的影響。

巴爾吡爾；熱應激；奶牛；生產(chǎn)性能

我國南方夏季高濕高熱且持續(xù)時間長，奶牛極易出現(xiàn)熱應激反應。熱應激是影響奶牛夏季產(chǎn)奶性能的重要因素之一。當環(huán)境溫度高于25℃（或者溫濕度指數(shù)大于72）時，奶牛則處于熱應激環(huán)境。遭受嚴重熱應激時，會導致奶牛生產(chǎn)性能降低[1]、機體代謝紊亂[2]和繁殖機能障礙[3]，嚴重者可導致死亡。處于熱應激狀態(tài)的奶牛，干物質采食量下降[4]，即使在防暑措施良好的奶牛場，產(chǎn)奶量也會下降[5]。熱應激限制奶牛營養(yǎng)的攝入，增加了能量的消耗，導致奶牛處于能量負平衡，進而限制牛奶生成[6]，致使乳糖合成量減少[7]，疾病發(fā)生率增加。熱應激條件下奶牛機體酸堿平衡能力易降低，而日糧中添加離子型飼料添加劑可以維持體內(nèi)的酸堿平衡，維持動物體正常的穩(wěn)態(tài)和生理機能[8]。巴爾吡爾是一種以磷酸氫二鉀和磷酸氫二鈉為主要成分的功能性液體飼料添加劑，采用美國專利技術（USA 214 391 B1）研制而成，具有維持體液酸堿平衡、維持細胞離子泵的正常功能及提高酶活性等功能。本試驗通過在夏季高溫環(huán)境下在奶牛日糧中添加巴爾吡爾原液，考察其對奶牛采食量、產(chǎn)奶量、乳品質以及生理指標的影響。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

巴爾吡爾原液。獸用體溫計10個，呼吸頻率計數(shù)器2個，干濕溫度計6個。

1.2 試驗設計

1.2.1 試驗動物和試驗處理

選擇體況良好、胎次相近、產(chǎn)奶性能穩(wěn)定、個體差異小，處于泌乳中期的荷斯坦牛200頭。奶牛平均體重530±50kg，平均日產(chǎn)奶量為31±1.9kg，胎次1 ～ 2胎，泌乳天數(shù)為176±20d。隨機分為試驗組和對照組2個處理組，每組100頭，組間產(chǎn)奶量差異不顯著（P＞0.05）。對照組飼喂TMR，試驗組每頭牛每天在常規(guī)TMR基礎上添加巴爾吡爾原液50mL（添加量據(jù)前期試驗研究確定）。將原液與飲用水按1：3比例稀釋得到巴爾吡爾溶液，使用噴霧設備將其均勻噴灑到TMR中。

1.2.2 試驗周期

試驗于2016年7月15日～9月12日進行，試驗期共計60d，其中預試期10d，正試期50d。

1.2.3 試驗牛的飼養(yǎng)管理

試驗牛散欄飼養(yǎng)，全混合日糧飼喂，每天飼喂3次（05：30、12：30和20：00），自由飲水，待每日采食完畢后收集余料并稱重，各組飼喂管理一致。

預試期期間觀察動物的生活習性，使奶牛充分適應混有巴爾吡爾溶液的試驗飼糧，確定出合適的日糧投喂量，并保證每次采食后略有剩余。試驗牛舍使用自動刮糞地板，接力送風機24h開機，噴淋設施定時噴水（每次45s），每天早、中、晚各清理一次臥床。

1.2.4 測定指標

1.2.4.1 牛舍溫濕度

試驗組和對照組牛只分別飼喂在不同圈舍中，在牛舍前、中、后部距地面1.5m高處各懸掛干濕溫度計。試驗期內(nèi)每天08：00、14：00、19：00記錄兩組試驗牛舍內(nèi)的干球溫度和濕球度數(shù)，并計算出相應THI值[THI=0.72（Td+Tw）+40.6]。

1.2.4.2 試驗牛直腸溫度和呼吸頻率

每組各選取10頭產(chǎn)奶量一致的奶牛，于正試期內(nèi)每隔4d在07：00、14：00、21：00測量直腸溫度（T）和呼吸頻率（R）。直腸溫度采用獸用體溫計測量，呼吸頻率根據(jù)胸腹部的起伏動作連續(xù)測定2min，取每分鐘的呼吸次數(shù)。

1.2.4.3 采食量

正試期內(nèi)每次飼喂都記錄投料量，在飼喂前收集上一次的剩料并稱重，計算兩組奶牛群體采食量和每天每頭的平均采食量。

1.2.4.4 乳成分

每天采用利拉伐擠奶機擠奶3次(05：30、12：30和20：00)，記錄兩組試驗奶牛早、中、晚產(chǎn)奶量。正試期每周第一天采集一次奶樣，于05：30、12：30和20：00采集選取的20頭牛（對照組和試驗組各10頭）的乳樣各50mL，按早、中、晚4：3：3的比例將奶樣混合均勻，利用乳成分分析儀測定乳脂率、乳蛋白率、乳糖含量、非脂乳固體含量和體細胞數(shù)。

1.2.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計

數(shù)據(jù)經(jīng)Excel 2007整理后，采用SAS9.4GLM模塊進行方差分析，并采用Duncan法進行多重比較，結果以平均數(shù)±標準差來表示。

2 結果與分析

2.1 試驗期間牛舍溫濕度指數(shù)

由圖1可知，整個試驗期內(nèi)對照組與試驗組牛舍的平均THI值為78.06和77.88，試驗牛均處于熱應激環(huán)境下。據(jù)Tanton等研究，THI小于72為非應激期，72～79為輕度熱應激期，79～88為中度熱應激期，大于89為嚴重熱應激期。本研究中，中度熱應激天數(shù)（THI＞79）為22d，主要集中在試驗中期。試驗組和對照組牛舍THI變化規(guī)律基本一致。

圖1 試驗期間牛舍THI變化情況

2.2 試驗牛直腸溫度和呼吸頻率

試驗期間測定所選取的20頭牛直腸溫度和呼吸頻率，結果見表1。在整個試驗期間，試驗組和對照組牛只直腸平均溫度分別為39.02±0.41℃和39.26±0.45℃，試驗組較對照組降低0.61%，差異顯著（P＜0.05）。本試驗中兩組奶牛呼吸頻率在試驗期內(nèi)差異不顯著。

表1 添加巴爾吡爾對熱應激奶牛呼吸頻率和直腸溫度的影響

2.3 試驗牛群體平均日采食量和單頭平均日采食量

如表2所示，試驗組與對照組群體平均日采食量分別為4 330kg和4 202kg，試驗組群體干物質采食量略大于對照組，但無顯著差異（P=0.056）。試驗組單頭奶牛平均日采食量比對照組多2.5kg（41.18 vs. 38.68），高出6.46%，差異顯著（P＜0.05）。

表2 試驗期間每組奶牛群體和單頭平均日采食量（鮮重）

2.4 試驗牛群體每日平均總產(chǎn)奶量和單頭平均日產(chǎn)奶量

如表3所示，試驗組群體每日產(chǎn)奶量為3 034kg，對照組為2 779kg，試驗組群體產(chǎn)奶量比對照組高9.18%，差異顯著（P＜0.05）。試驗組每天單頭產(chǎn)奶量（28.68kg）比對照組（26.51kg）高2.17kg，差異顯著（P＜0.05）。

表3 試驗期間每組奶牛群體和單頭平均日產(chǎn)奶量比較

2.5 乳品質對比

表4顯示，試驗全期添加巴爾吡爾組所選取的10頭奶牛，其乳蛋白率、乳脂率、乳糖含量和非乳脂固形物含量分別較對照組低1.75%、7.18%、1.94%和1.82%，差異顯著（P＜0.05）。對照組體細胞數(shù)高于試驗組，但兩處理組間無顯著差異。

2.6 乳房炎發(fā)生情況與治療效果

數(shù)據(jù)由奶牛場獸醫(yī)部提供，試驗組每月乳房炎發(fā)病率較對照組低19.54%，而且治愈率高于對照組（表5）。

3 分析與討論

3.1 添加巴爾吡爾對熱應激奶牛呼吸頻率和直腸溫度的影響

在熱應激下，奶牛產(chǎn)乳過程中產(chǎn)熱量大，影響了機體的熱平衡，最終導致體溫升高[9]。姚焰礎等[10]指出奶牛直腸溫度隨THI的升高而上升。輕度熱應激時呼吸頻率為50～60次/min；中度熱應激時呼吸頻率為80～120次/min；嚴重熱應激下則可達120～160次/min[11,12]。本試驗有48d試驗期的THI值大于72，且在試驗期間試驗牛只直腸溫度在38.61～40.53℃之間，呼吸頻率大于65次/min，均表明牛只處于熱應激狀態(tài)。Nardone等[13]和李建國等[3]研究表明熱應激期奶牛血清鈣、鉀、鈉含量會顯著降低。日糧中添加巴爾吡爾后會使奶牛直腸溫度較對照組降低0.24℃，原因可能是巴爾吡爾在一定程度上補充了奶牛熱應激下體液損失帶走的鈉、鉀離子。奶?？赏ㄟ^呼吸散熱，當環(huán)境溫度升高時，奶牛通過加大呼吸頻率來增加散熱。本試驗中試驗組呼吸頻率較對照組高約2次/min，表明飼喂巴爾吡爾之所以能有效緩解奶牛熱應激可能與提高了奶牛呼吸散熱能力有關。

表5 試驗牛每月乳房炎發(fā)生情況與治療效果

3.2 添加巴爾吡爾對熱應激奶牛生產(chǎn)性能的影響

熱應激時奶牛內(nèi)分泌調節(jié)改變，體內(nèi)T4分泌量大幅度下降，影響胃腸蠕動，延長食糜過胃時間，反饋性地減少采食量[14]，使產(chǎn)乳量下降。有研究認為環(huán)境溫度高于25℃時，荷斯坦牛的產(chǎn)奶量開始下降。Igono等[15]報道當環(huán)境THI高于72時奶牛產(chǎn)奶量開始下降。本研究在熱應激奶牛日糧中添加巴爾吡爾可以有效提高奶牛的采食量和產(chǎn)奶量，且平均采食量和產(chǎn)奶量較對照組分別高6.46%和9.18%，這與巴爾吡爾中高含量的鉀、鈉離子濃度有關，因為夏季高溫時奶牛采食量減少，鉀和鈉攝入量不足，而唾液大量分泌，皮膚蒸發(fā)量增加，導致血液中電解質喪失，而日糧中添加以鉀和鈉為主要成分的巴爾吡爾可緩解機體因熱應激導致的離子不平衡情況，進而提高熱應激奶牛的采食量和產(chǎn)奶量。

3.3 添加巴爾吡爾對熱應激奶牛乳成分的影響

熱應激條件下，奶牛乳成分會受環(huán)境溫度的影響。Shwartz等[16]發(fā)現(xiàn)熱應激對降低乳脂率沒有影響，而王建平等[17]研究表明乳脂、乳蛋白、乳糖及非脂固體含量均可因高溫而下降。Regan等[18]報道氣溫達21.1℃時奶牛乳脂率有下降趨勢。熱應激導致乳脂率降低可能是因為奶牛處于熱應激狀態(tài)時喜食精料，而致精料采食量相對增多，纖維攝取量下降，以致瘤胃內(nèi)短鏈脂肪酸如乙酸、丙酸等的比例降低，進而導致乳脂率降低。胡曉菲[19]報道，熱應激條件下向奶牛日糧中添加小蘇打、碳酸鉀，發(fā)現(xiàn)乳中脂肪含量和乳脂肪產(chǎn)量低于對照組，與本試驗研究結果一致，這可能與巴爾吡爾溶液中鈉、鉀離子含量有關，其具體影響機制還需進一步研究。

表4 試驗期間對照組和試驗組奶牛的乳成分和體細胞數(shù)對比

奶牛在熱應激狀態(tài)下采食量降低進而影響攝入的蛋白質量，而熱應激時代謝率增加，加速了蛋白質的降解，同時皮膚蒸發(fā)使氮的排出增加，從而使機體內(nèi)的蛋白質減少，引起乳蛋白率的下降[16,20]。Shwartz等[16]的研究結果表明，熱應激會降低乳糖含量。此外，Wang等[21]研究發(fā)現(xiàn)，在圍產(chǎn)前期的奶牛日糧中添加陰陽離子鹽，可提高分娩后泌乳期的產(chǎn)奶量，其乳糖含量低于對照組，但無顯著差異。本研究結果發(fā)現(xiàn)，在熱應激狀態(tài)下給奶牛飼喂巴爾吡爾會導致乳成分較對照組降低，這可能是因為在奶牛日糧中添加磷酸二氫鈉和磷酸二氫鉀會影響乳腺對葡萄糖分子的吸收，進而影響乳糖含量，引起該現(xiàn)象的具體機制還有待進一步研究。同時飼喂含巴爾吡爾日糧的奶牛乳中體細胞數(shù)少于對照組，且奶牛乳房炎發(fā)病率低于未飼喂巴爾吡爾的奶牛組，這可能與巴爾吡爾所含成分可通過激活免疫細胞來提高動物的免疫力有關。

4 結論

巴爾吡爾可以降低熱應激奶牛直腸溫度，提高奶牛的采食量和產(chǎn)奶量，并能有效降低奶牛的乳房炎發(fā)病率。

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Application of Barbil on Production Performance of Dairy Cows During Heat Stress

SHAO Ya-qun1, ZENG Shao-yu1, WANG Zhi-sheng1, ZENG Lei1, DENG Chao1, LI Qin-lin2, JIANG Ya-hui1,

LIU Jian-hua3, ZHOU Ge3
(1.Institute of Animal Nutrition, Sichuan Agricultural University, Chengdu 611130; 2.Beijing Gold Near Biological Technology Co., Ltd, Beijing 100085; 3.Sichuan Puzhou Cows Co., Ltd, Ziyang 642350)

In order to study the effect of liquid feed additives (called Barbil) on production of dairy cows during heat stress, 200 health Holstein cows were randomly assigned to 2 treatments according to a completely randomized block design. Treatments consisted of 0 (control), 50mL Barbil /(cow·day), the experiment period last 60 days. Results showed that, all cows were under heat stress because of THI ＞72, rectal temperatures decreased with adding Barbil, and the average dry matter intake was increased by 6.46%, the milk yeild of all cows and per cow were increased by 9.18% and 8.19%; supplementation of Barbil affected milk protein, milk fat, milk sugar and not-fat solid, and decreased in mastitis morbidity. These results indicate that Barbil supplementation to dairy cows can increase dry matter intake and milk production, and can alleviate the effect of heat stress on dairy cows production.

Barbil; Heat stress; Dairy cow; Production performance

S823.4

A

1004-4264（2017）08-0017-04

10.19305/j.cnki.11-3009/s.2017.08.004

2016-09-04

邵亞群（1991-），男，山東成武人，碩士，主要從事反芻動物營養(yǎng)研究工作。

王之盛（1967-），男，四川蓬溪人，教授，博士生導師，主要從事反芻動物營養(yǎng)研究工作。