張成喜 孫友德 劉錫武 孫國(guó)強(qiáng)*
(1.青島農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院,青島266109;2.青島市畜牧獸醫(yī)研究所,青島266100)
過(guò)瘤胃蛋氨酸和肉桂醛組合添加對(duì)奶牛產(chǎn)奶性能及氮排泄的影響
張成喜1孫友德2劉錫武2孫國(guó)強(qiáng)1*
(1.青島農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院,青島266109;2.青島市畜牧獸醫(yī)研究所,青島266100)
本試驗(yàn)旨在研究過(guò)瘤胃蛋氨酸(RPMet)和肉桂醛(CA)組合添加對(duì)奶牛產(chǎn)奶性能及氮排泄的影響。選取年齡、體重、胎次、產(chǎn)奶量、乳成分及泌乳期[(90±15) d]相近的荷斯坦奶牛40頭分為10組,每組4頭。對(duì)照(C)組飼喂基礎(chǔ)飼糧,試驗(yàn)組補(bǔ)飼不同水平的RPMet和CA,其中RPMet設(shè)3個(gè)水平,分別為20(L)、25(M)、30(H) g/(d·頭);CA設(shè)3個(gè)水平,分別為15(L)、18(M)、21(H) g/(d·頭),共組成9個(gè)不同水平組合,分別為L(zhǎng)L、ML、HL、LM、MM、HM、LH、MH、HH(第1個(gè)字母為RPMet添加水平,第2個(gè)字母為CA添加水平)。預(yù)試期15 d,正試期60 d。結(jié)果表明:1)除LH組外,各試驗(yàn)組產(chǎn)奶量均顯著或極顯著高于C組(P<0.05或P<0.01),以HL組最高。2)各試驗(yàn)組乳脂率和乳蛋白率均高于C組,均以HL組最高,與C組均差異極顯著(P<0.01);各試驗(yàn)組乳體細(xì)胞數(shù)均低于C組,以HL組最低,與C組均差異極顯著(P<0.01)。3)除LH組外,各試驗(yàn)組氮表觀消化率和氮泌乳轉(zhuǎn)化效率均顯著或極顯著高于C組(P<0.05或P<0.01),以HL組最高;LL、ML、HL、LM、MM、HM、LH、MH、HH組總氮排泄量比C組分別降低了17.45%(P<0.01)、18.79%(P<0.01)、20.80%(P<0.01)、10.41%(P<0.01)、12.49%(P<0.01)、15.22%(P<0.01)、3.37%(P>0.05)、5.12%(P<0.05)、7.43%(P<0.05),以HL組最低。結(jié)果提示,在泌乳奶牛飼糧中聯(lián)合添加RPMet和CA可以提高奶牛產(chǎn)奶性能、降低奶牛氮排泄量;綜合考慮上述指標(biāo),最佳組合為RPMet 30 g/(d·頭)、CA 15 g/(d·頭)。
過(guò)瘤胃蛋氨酸;肉桂醛;產(chǎn)奶性能;氮排泄
近年來(lái),我國(guó)奶牛養(yǎng)殖業(yè)的蓬勃發(fā)展,特別是集約化、規(guī)模化程度的不斷提高,有效緩解了奶牛市場(chǎng)供求矛盾,但同時(shí)奶牛糞污也對(duì)周邊環(huán)境造成了嚴(yán)重污染,其中氮污染對(duì)環(huán)境的影響已經(jīng)被公認(rèn)為是造成環(huán)境污染的重要因素之一。反芻動(dòng)物瘤胃是一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的厭氧發(fā)酵系統(tǒng),其中宿主與微生物之間以及微生物與微生物之間存在著一種既協(xié)同又相互制約的動(dòng)態(tài)平衡關(guān)系[1]。由于瘤胃微生物對(duì)飼糧蛋白質(zhì)的降解以及對(duì)氨基酸的脫氨基作用,導(dǎo)致飼糧蛋白質(zhì)不能有效地為瘤胃微生物和宿主提供氨基酸,同時(shí)過(guò)量的氨態(tài)氮(NH3-N)也會(huì)超出微生物的利用能力,造成飼糧蛋白質(zhì)的浪費(fèi)。因此,通過(guò)營(yíng)養(yǎng)調(diào)控技術(shù),在不影響奶牛產(chǎn)奶性能的前提下,提高飼糧蛋白質(zhì)的利用率,減少氮排泄量,對(duì)于解決奶牛養(yǎng)殖過(guò)程中產(chǎn)生的氮污染問(wèn)題具有積極的意義。蛋氨酸作為反芻動(dòng)物的第一或第二限制性氨基酸,尤其對(duì)高產(chǎn)奶牛而言顯得更為重要,并有生命氨基酸之稱[2]。鄒阿玲等[3]給泌乳早期荷斯坦奶牛補(bǔ)飼過(guò)瘤胃蛋氨酸(rumen-protected methionine,RPMet)后,產(chǎn)奶量、乳蛋白率和牛奶比重均顯著提高,同時(shí)RPMet還能提高乳脂率和乳非脂固形物的含量。楊維仁[4]在肉牛瘤胃內(nèi)投飼動(dòng)物油包被的蛋氨酸后發(fā)現(xiàn),可以顯著提高可消化氮和沉積氮。肉桂醛(cinnamic aldehyde,CA)又被稱為桂醛、桂皮醛、三苯基丙烯醛等,為黃色液體,既可以從肉桂等植物中提取,也可以通過(guò)人工合成獲得[5]。Cardozo等[6]發(fā)現(xiàn)低水平肉桂油能夠降低乳尿素氮含量和乳體細(xì)胞數(shù)。曹愛(ài)青[7]在肉牛飼糧中添加300、600、900 mg/(d·頭)CA,飼料轉(zhuǎn)化效率呈顯著的線性增加趨勢(shì)。本課題組前期的試驗(yàn)分別研究了RPMet對(duì)奶牛產(chǎn)奶性能和氮排泄的影響、CA對(duì)奶牛產(chǎn)奶性能和氮排泄的影響,并確定了RPMet和CA的最適添加水平分別為25和18 g/(d·頭)[8-9]。目前,RPMet和CA聯(lián)合使用對(duì)奶牛產(chǎn)奶性能和氮排泄影響的研究鮮有報(bào)道,最適添加水平組合也尚不清楚。本試驗(yàn)擬在前期試驗(yàn)最適添加水平的基礎(chǔ)上,將RPMet[最適添加水平(25±5) g]和CA[最適添加水平(18±3) g]分別設(shè)置3個(gè)水平,共9個(gè)不同水平組合,探究RPMet和CA的最適添加水平組合,以期提高飼糧蛋白質(zhì)的利用率和奶牛的產(chǎn)奶性能,降低奶牛的氮排泄,同時(shí)也為RPMet和CA在奶牛生產(chǎn)上的聯(lián)合使用提供理論依據(jù)。
1.1試驗(yàn)設(shè)計(jì)
本試驗(yàn)選用青島奧特奶牛良種場(chǎng)年齡、體重、胎次、產(chǎn)奶量、乳成分及泌乳期[(90±15) d]相近的荷斯坦奶牛40頭,隨機(jī)分為10組,每組4頭。對(duì)照(C)組飼喂基礎(chǔ)飼糧,試驗(yàn)組補(bǔ)飼不同水平的RPMet和CA,其中RPMet設(shè)3個(gè)水平,分別為20、25、30 g/(d·頭);CA設(shè)3個(gè)水平,分別為15、18、21 g/(d·頭),共組成9個(gè)不同水平組合,設(shè)計(jì)方案見(jiàn)表1。每頭奶牛每天預(yù)留0.5 kg精料,將其作為載體與RPMet和CA混合,剩余的精料與粗飼料混勻后制成全混合日糧(TMR)。RPMet和CA與精料混勻后再隨TMR一起飼喂,整個(gè)試驗(yàn)期為75 d,其中預(yù)試期15 d,正試期60 d。試驗(yàn)所用的RPMet(過(guò)瘤胃率為85%)和CA均購(gòu)自青島潤(rùn)博特生物科技有限公司,其中RPMet為白色顆粒狀物質(zhì),其組成為DL-蛋氨酸、二氧化硅等,DL-蛋氨酸≥60%,水分≤12%;CA為白色粉末狀物質(zhì),其組成為CA、二氧化硅和淀粉等,CA≥5%,水分≤12%。
表1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)
1.2飼養(yǎng)管理
每天采用利拉伐擠奶機(jī)擠奶2次(04:00、16:00),每天飼喂TMR 2次(04:30、16:30),并且確保奶牛每天有20 h以上能夠接觸到TMR。試驗(yàn)牛采食后可以在運(yùn)動(dòng)場(chǎng)自由飲水和運(yùn)動(dòng),按照常規(guī)對(duì)其進(jìn)行驅(qū)蟲、光照和管理。TMR組成及營(yíng)養(yǎng)水平見(jiàn)表2。
表2 TMR組成及營(yíng)養(yǎng)水平(干物質(zhì)基礎(chǔ))
續(xù)表2項(xiàng)目Items含量Content合計(jì)Total100.00營(yíng)養(yǎng)水平Nutrientlevels2)粗蛋白質(zhì)CP15.94產(chǎn)奶凈能NEL/(MJ/kg)6.88中性洗滌纖維NDF45.60酸性洗滌纖維ADF21.68鈣Ca0.80磷P0.38
1)每千克預(yù)混料含 One kg of premix contained the following:VA 800 000 IU,VD3400 000 IU,VE 3 000 IU,Fe 2 000 mg,Cu 1 500 mg,Zn 1 200 mg,Mn 3 500 mg,I 100 mg,Se 50 mg,Co 50 mg。
2)產(chǎn)奶凈能為計(jì)算值,將配方中原料的產(chǎn)奶凈能[10]分別與其所占的百分比相乘,然后相加;其余營(yíng)養(yǎng)水平為實(shí)測(cè)值。NELwas a calculated value, which was the sum of NEL[10]of different ingredients multiplied by their percentages in diet; while the other nutrient levels were measured values.
1.3試樣采集與指標(biāo)測(cè)定
1.3.1 采食量測(cè)定
試驗(yàn)牛分欄飼喂,單獨(dú)記錄每頭牛的采食量。預(yù)試期第1~3天、第5~7天、第9~11天、第13~15天記錄每頭試驗(yàn)牛的投料量和剩料量,根據(jù)每次的投料量和剩料量計(jì)算每頭牛的采食量。預(yù)試期結(jié)束后,計(jì)算出預(yù)試期內(nèi)平均采食量。正試期內(nèi)每10 d記錄1次采食量,共記錄6次,每次連續(xù)記錄3 d,根據(jù)3 d的采食量計(jì)算平均采食量,按照每次平均采食量調(diào)整下一階段的TMR投料量。正試期結(jié)束后,根據(jù)6次采食量計(jì)算出正試期內(nèi)平均采食量,用于計(jì)算主要養(yǎng)分采食量。
1.3.2 TMR樣和糞樣的采集與測(cè)定
按四分法收集TMR樣,并在烘箱中65 ℃烘干制成風(fēng)干樣,粉碎后備用[11]。分別在預(yù)試期第1~3天、正試期第28~30天、正試期第58~60天采集3次糞樣,采用全收糞法進(jìn)行,每組收集4頭試驗(yàn)牛糞樣。采集糞樣前應(yīng)先將牛床沖洗干凈,每天及時(shí)收集糞樣,將全部糞樣混勻后稱重,并按四分法收集當(dāng)天的糞樣,按每100 g糞樣添加25 mL 10%的硫酸固氮處理后放入冰箱-20 ℃冷凍保存,采樣結(jié)束后將3 d內(nèi)所留的糞樣按樣重比例均勻混合,放入烘箱中65 ℃烘至恒重后保存。TMR樣:采用GB/T 6435—2006測(cè)定水分含量,計(jì)算干物質(zhì)(DM)含量;采用凱氏定氮法(GB/T 6432—1994)測(cè)定粗蛋白質(zhì)(CP)含量;采用NY/T 1459—2007測(cè)定酸性洗滌纖維(ADF)含量;采用GB/T 20806—2006測(cè)定中性洗滌纖維(NDF)含量;采用高錳酸鉀法(GB/T 6436—2002)測(cè)定鈣(Ca)含量;采用分光光度法(GB/T 6437—2002)測(cè)定磷(P)含量。糞樣粗蛋白質(zhì)含量測(cè)定同TMR樣。
1.3.3 尿樣的采集與測(cè)定
預(yù)試期第1~3天、正試期第28~30天、正試期第58~60天采集3次尿樣,參考朱雯[12]報(bào)道的點(diǎn)收尿法采樣,每次采樣時(shí)使用人工接尿結(jié)合膀胱取尿的方式進(jìn)行采樣,即先使用頸夾將牛固定,再把導(dǎo)尿管插到膀胱中依次采集每頭牛的尿樣,如果采集過(guò)程中試驗(yàn)牛出現(xiàn)自主排尿的姿勢(shì),則由專人負(fù)責(zé)接尿[11],每天收集2次尿樣,每隔12 h收集1次,連續(xù)收集3 d,每天收集尿樣的時(shí)間在前1天的基礎(chǔ)上延后4 h,收集的尿液按一定比例添加98%的濃硫酸,調(diào)整pH(pH<3),-20 ℃保存。
1.3.4 乳樣的采集與測(cè)定
使用利拉伐魚骨式擠奶機(jī)擠奶2次(04:00、16:00),自動(dòng)顯示產(chǎn)奶量。預(yù)試期和正試期每隔5 d記錄1次試驗(yàn)牛產(chǎn)奶量,每次連續(xù)記錄3 d,取平均值。
在正試期第15、30、45、60天,按早、晚產(chǎn)奶量的比例共收集65 mL乳樣,其中50 mL添加重鉻酸鉀防腐劑(0.6 mg/mL),混勻后放入冰箱4 ℃保存用于測(cè)定乳成分含量,剩余15 mL經(jīng)離心處理去除乳脂和乳蛋白后,取1.5 mL處理樣置于冰箱中-20 ℃冷凍保存,用于測(cè)定乳尿素氮的含量。使用山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院奶牛研究中心生產(chǎn)性能測(cè)定實(shí)驗(yàn)室的乳成分和體細(xì)胞自動(dòng)分析儀(CombiFoss FT+,丹麥Foss公司)測(cè)定乳脂率、乳蛋白率、乳糖率以及乳體細(xì)胞數(shù),并使用加權(quán)平均數(shù)法計(jì)算正試期各乳成分的含量。
1.3.5 氮代謝指標(biāo)的測(cè)定
采用福斯KjeltecTM8200凱氏定氮儀(丹麥Foss公司)測(cè)定尿氮含量,采用苦味酸比色法[13]測(cè)定尿肌酐含量,使用UV-1800PC分光光度計(jì)(上海美譜達(dá)儀器有限公司)進(jìn)行比色,測(cè)定所用試劑盒購(gòu)自南京建成生物工程研究所。參考Valadares等[13]的試驗(yàn)方法,用尿肌酐(每頭牛每天1 kg體重約排出29 mg尿肌酐)標(biāo)記來(lái)測(cè)定試驗(yàn)牛的排尿量。
氮代謝計(jì)算公式:
糞氮(g/d)=日排糞量×糞中粗蛋白質(zhì)含量×0.16; 總氮排泄量(g/d)=糞氮+尿氮; 氮表觀消化率(%)=[(飼糧食入氮-糞氮)/飼糧食入氮]×100; 氮泌乳轉(zhuǎn)化效率(%)=乳氮/飼糧食入氮×100。
1.4數(shù)據(jù)處理與分析
使用Excel 2016軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行初步處理。使用SPSS 20.0軟件進(jìn)行單因素方差分析,Duncan氏法多重比較檢驗(yàn)組間差異顯著性,以P<0.05和P<0.01分別表示差異顯著和極顯著,結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤表示。
2.1添加不同水平組合RPMet和CA對(duì)奶牛主要養(yǎng)分采食量的影響
由表3可以看出,飼糧中添加不同水平組合的RPMet和CA有利于提高奶牛的主要養(yǎng)分采食量,但試驗(yàn)組與C組之間均無(wú)顯著差異(P>0.05)。
表3 添加不同水平組合RPMet和CA對(duì)奶牛主要養(yǎng)分采食量的影響(干物質(zhì)基礎(chǔ))
同列數(shù)據(jù)肩標(biāo)不同的小寫字母表示差異顯著(P<0.05),不同的大寫字母表示差異極顯著(P<0.01),相同或無(wú)字母表示差異不顯著(P>0.05)。下表同。
In the same column, values with different small letter superscripts mean significant difference (P<0.05), and with differrent capital letter superscripts mean extremely significant difference (P<0.01), while with the same or no letter superscripts mean no significant difference (P>0.05). The same as below.
2.2添加不同水平組合RPMet和CA對(duì)奶牛產(chǎn)奶量的影響
由表4可以看出,LL、ML、HL、LM、MM、HM、LH、MH、HH組產(chǎn)奶量分別比C組提高了16.07%(P<0.01)、19.40%(P<0.01)、22.17%(P<0.01)、12.49%(P<0.01)、13.46%(P<0.01)、15.27%(P<0.01)、3.94%(P>0.05)、6.60%(P<0.05)、9.30%(P<0.01),其中以HL組最高。
2.3添加不同水平組合RPMet和CA對(duì)奶牛乳成分含量的影響
由表5可以看出,乳脂率以HL組最高,其極顯著高于C、LM、LH、MH、HH組(P<0.01),顯著高于MM組(P<0.05);在乳蛋白率方面,也以HL組最高,其極顯著高于C、LM、LH、MH、HH組(P<0.01),顯著高于MM、HM組(P<0.05);補(bǔ)飼RPMet和CA后乳體細(xì)胞數(shù)降低,以HL組最低,極顯著低于C組(P<0.01);補(bǔ)飼RPMet和CA后,各組間乳糖率差異不顯著(P>0.05)。
2.4添加不同水平組合RPMet和CA對(duì)奶牛氮表觀消化率及氮排泄的影響
由表6可以看出,補(bǔ)飼RPMet和CA后,奶牛糞氮和尿氮的排泄量均降低。LL、ML、HL、LM、MM、HM、LH、MH、HH組總氮排泄量比C組分別減少了17.45%(P<0.01)、18.79%(P<0.01)、20.80%(P<0.01)、10.41%(P<0.01)、12.49%(P<0.01)、15.22%(P<0.01)、3.37%(P>0.05)、5.12%(P<0.05)、7.43%(P<0.05),其中以HL組最低。添加RPMet和CA后,各試驗(yàn)組氮表觀消化率和氮泌乳轉(zhuǎn)化效率均提高,除LH組外均顯著或極顯著高于C組(P<0.05或P<0.01)。
3.1添加不同水平組合RPMet和CA對(duì)奶牛主要養(yǎng)分采食量的影響
干物質(zhì)采食量(DMI)作為影響奶牛生產(chǎn)性能的重要因素,提高奶牛DMI有助于為泌乳活動(dòng)提供更多的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和能量。本試驗(yàn)中,飼喂CA少的試驗(yàn)組DMI相對(duì)較高,因此,低水平的CA有提高DMI的趨勢(shì),RPMet對(duì)DMI影響較小。武安泉等[14]給綿羊飼喂N-乙酰-DL-蛋氨酸后,有提高綿羊DMI的趨勢(shì)。張勇等[15]給奶牛飼喂大蒜油和CA的復(fù)合物,也有助于提高DMI。飼喂RPMet和CA后奶牛DMI得到提高,可能是因?yàn)镽PMet和CA改善了瘤胃內(nèi)環(huán)境,促進(jìn)了瘤胃和腸道對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收;飼糧中補(bǔ)飼CA能夠增加唾液的分泌量[5],唾液呈堿性有助于維持瘤胃內(nèi)pH的穩(wěn)定,同時(shí)RPMet在瘤胃中游離出來(lái)的少量蛋氨酸,可以改善瘤胃內(nèi)的營(yíng)養(yǎng)環(huán)境,促進(jìn)瘤胃微生物的生長(zhǎng)與繁殖[16],加快了飼糧的分解速率。另外,CA可以促進(jìn)消化液的分泌,增強(qiáng)消化功能,解除胃、腸平滑肌痙攣以及痙攣性疼痛,也有利于提高DMI[5]。
表4 添加不同水平組合RPMet和CA對(duì)奶牛產(chǎn)奶量的影響
表5 添加不同水平組合RPMet和CA對(duì)奶牛乳成分含量的影響
3.2添加不同水平組合RPMet和CA對(duì)奶牛產(chǎn)奶量的影響
產(chǎn)奶量作為衡量奶牛產(chǎn)奶性能的重要指標(biāo)之一,在本試驗(yàn)條件下,CA添加水平低的試驗(yàn)組產(chǎn)奶量顯著提高,當(dāng)CA添加水平相同時(shí),RPMet添加水平多的組產(chǎn)奶量提高幅度較大,其中以HL組最好。韓兆玉等[17]和張勇等[15]分別用RPMet和大蒜油與CA的復(fù)合物飼喂奶牛后發(fā)現(xiàn),均能提高奶牛的產(chǎn)奶量。Rhoads等[18]研究發(fā)現(xiàn),奶牛的泌乳系統(tǒng)主要受到以生長(zhǎng)激素(GH)為核心的生長(zhǎng)激素軸的調(diào)控,Macrina等[19]對(duì)泌乳早期奶牛進(jìn)行GH處理后發(fā)現(xiàn),產(chǎn)奶量比對(duì)照組提高了36%。GH和胰島素(INS)之間相互作用,能夠加速乳腺代謝,促使?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)向乳腺轉(zhuǎn)運(yùn),為乳的合成提供更多的前體物質(zhì)[20]。飼糧中添加RPMet和CA后能提高血清GH和胰島素樣生長(zhǎng)因子Ⅰ(IGF-Ⅰ)的含量[21-22],其中IGF-Ⅰ能促進(jìn)乳腺的發(fā)育和乳腺細(xì)胞的增殖,間接促進(jìn)了奶牛泌乳[23];CA降低了飼糧蛋白質(zhì)的降解率,提高了到達(dá)小腸的氨基酸數(shù)量[24],對(duì)提高奶牛產(chǎn)奶量起到積極的作用;另外,RPMet和CA均能改善瘤胃內(nèi)環(huán)境,促進(jìn)瘤胃微生物的生長(zhǎng)與繁殖,提高了對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收,也有利于產(chǎn)奶量的提高。
表6 添加不同水平組合RPMet和CA對(duì)奶牛氮表觀消化率及氮排泄的影響
3.3添加不同水平組合RPMet和CA對(duì)奶牛乳成分含量的影響
乳脂率、乳蛋白率作為評(píng)價(jià)乳品質(zhì)的重要指標(biāo),在本試驗(yàn)中,補(bǔ)飼RPMet和CA后,試驗(yàn)牛乳脂率和乳蛋白率得均到提高。韓兆玉等[17]夏季在奶牛飼糧中補(bǔ)飼12 g/d RPMet,可以提高乳脂率和乳蛋白率,降低乳體細(xì)胞數(shù)。張勇等[15]給泌乳初期奶牛補(bǔ)飼大蒜油和CA的復(fù)合物后,顯著提高了試驗(yàn)組產(chǎn)奶量,顯著降低了乳體細(xì)胞數(shù)。當(dāng)奶牛處于泌乳高峰期時(shí)乳蛋白率普遍較低,主要是由于奶牛在泌乳初期DMI的增加幅度低于產(chǎn)奶量的提高幅度,導(dǎo)致奶牛處于營(yíng)養(yǎng)負(fù)平衡狀態(tài),因此需要在奶牛泌乳初期補(bǔ)充RPMet以保證乳品質(zhì)[25]。如果直接給奶牛補(bǔ)飼蛋氨酸,則大部分都會(huì)被瘤胃微生物所降解,能夠到達(dá)小腸被吸收利用的蛋氨酸較少,最終失去了添加的意義。本試驗(yàn)研究表明,當(dāng)飼喂相同水平的CA時(shí),高水平的RPMet更有助于提高乳脂率和乳蛋白率,其中以HL組最好。乳脂率和乳蛋白率提高的原因,可能是飼喂RPMet和CA后提高了機(jī)體GH和INS的含量,GH能促進(jìn)乙酰輔酶A羥化酶、脂肪酸合成酶和脂蛋白酶的合成(乙酰輔酶A羥化酶為脂肪酸合成的限速酶)[23],這3種酶的合成量增加有利于促進(jìn)脂肪酸等物質(zhì)的合成,為泌乳活動(dòng)提供更多的前體物質(zhì)和能量;INS則是乳腺發(fā)育和維持乳腺功能的必需激素,直接調(diào)節(jié)乳腺組織蛋白質(zhì)的合成[26];同時(shí),GH和INS的交互作用可以顯著提高泌乳早期奶牛產(chǎn)奶量和乳蛋白產(chǎn)量[27];另外,RPMet和CA可以改善瘤胃內(nèi)的營(yíng)養(yǎng)環(huán)境,促進(jìn)了瘤胃微生物蛋白的合成,進(jìn)而為乳蛋白的合成提供了更多的前體物質(zhì)。RPMet中含有的少量過(guò)瘤胃脂肪可以為乳脂的合成提供原料[28],CA具有降糖調(diào)脂的作用[5],都有助于提高乳脂率。
乳體細(xì)胞數(shù)作為衡量乳品質(zhì)和奶牛乳房健康狀況的重要指標(biāo),乳體細(xì)胞數(shù)越少,表明乳房的健康狀況越好,隱性乳房炎的發(fā)病率就越低。在本試驗(yàn)條件下,飼糧中同時(shí)添加RPMet和CA后,乳體細(xì)胞數(shù)得到降低,說(shuō)明乳房健康狀況得到改善。RPMet和CA均能提高機(jī)體的免疫力,其中RPMet可以清除體內(nèi)的自由基,降低淋巴細(xì)胞的凋亡率,提高奶牛機(jī)體的免疫力和抗氧化能力[17],CA可以顯著提高淋巴細(xì)胞的增殖能力,極顯著活化巨噬細(xì)胞的吞噬能力[29]。另外,CA還具有良好的抑菌殺菌作用,其結(jié)構(gòu)中的醛基為親水基,容易被真菌表面的親水基所吸附,從而破壞細(xì)胞壁的多糖結(jié)構(gòu)穿透細(xì)胞壁[30]。抑菌殺菌作用和提高機(jī)體免疫力的功能,都有助于降低乳體細(xì)胞數(shù),提高乳房的健康狀況。
3.4添加不同水平組合RPMet和CA對(duì)奶牛氮表觀消化率及氮排泄的影響
瘤胃內(nèi)NH3-N的損失是造成奶牛飼糧蛋白質(zhì)利用率較低的重要因素,因此通過(guò)營(yíng)養(yǎng)調(diào)控技術(shù)提高奶牛瘤胃內(nèi)NH3-N的利用率,對(duì)于提高氮利用率、減少氮排泄都有重要的意義。蛋氨酸作為反芻動(dòng)物第一或第二限制性氨基酸[2],其缺乏不僅會(huì)影響氨基酸平衡,還會(huì)限制其他氨基酸的利用,不能利用的氨基酸以氨的形式經(jīng)過(guò)鳥氨酸循環(huán)轉(zhuǎn)化為尿素隨尿液排出體外。本試驗(yàn)結(jié)果表明,CA添加水平低的試驗(yàn)組總氮排泄量極顯著降低,當(dāng)CA的添加水平相同時(shí),RPMet添加水平高的試驗(yàn)組氮排泄降低幅度最大,其中以HL組最好。CA可以降低蛋白質(zhì)在瘤胃中的降解率[24],降低了瘤胃內(nèi)因蛋白質(zhì)分解過(guò)快而導(dǎo)致的氮損失,RPMet在瘤胃內(nèi)游離出來(lái)的少量蛋氨酸可以改善瘤胃內(nèi)的營(yíng)養(yǎng)環(huán)境,促進(jìn)瘤胃微生物的生長(zhǎng)與繁殖[16],進(jìn)而加快了瘤胃微生物利用NH3-N的速度,減少了瘤胃內(nèi)NH3-N的損失,RPMet和CA對(duì)瘤胃內(nèi)NH3-N生成速度和利用速度的調(diào)控有利于改善兩者的平衡狀態(tài),提高氮利用率,減少氮排泄。RPMet在瘤胃后消化道中有效釋放的蛋氨酸有助于提高小腸蛋氨酸的數(shù)量,促使小腸內(nèi)的氨基酸組成趨向平衡,提高了小腸氨基酸的利用率[31],減少了氮排泄;CA能夠促進(jìn)腸道丁酸的分泌,而丁酸不僅能刺激消化道細(xì)胞的增殖分裂,還能刺激胰臟的腺體分泌大量的消化酶,進(jìn)而提高消化道對(duì)養(yǎng)分的吸收能力[32-33],也有助于減少氮排泄。
奶牛飼糧中同時(shí)添加RPMet和CA能夠提高奶牛產(chǎn)奶性能、減少氮排泄,綜合考慮上述指標(biāo),最佳組合為RPMet 30 g/(d·頭)、CA 15 g/(d·頭)。
[1] 郝正里,劉世民,孟憲政.反芻動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)[M].蘭州:甘肅民族出版社,2000.
[2] 董賢文.過(guò)瘤胃賴氨酸、過(guò)瘤胃蛋氨酸的研發(fā)[D].碩士學(xué)位論文.重慶:西南大學(xué),2013.
[3] 鄒阿玲,孫國(guó)軍,李明強(qiáng),等.過(guò)瘤胃蛋氨酸對(duì)泌乳早期奶牛生產(chǎn)性能的影響[J].中國(guó)奶牛,2005(2):27-29.
[4] 楊維仁.瘤胃保護(hù)性氨基酸對(duì)肉牛消化代謝影響及適宜供給量的研究[D].博士學(xué)位論文.北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué),2004.
[5] 周明,陳征義,申書婷.肉桂醛的制備方法和生物學(xué)功能[J].動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)報(bào),2014,26(8):2040-2045.
[6] CARDOZO P W,CALSAMIGLIA S,FERRET A,et al.Effects of natural plant extracts on ruminal protein degradation and fermentation profiles in continuous culture[J].Journal of Animal Science,2004,82(11):3230-3236.
[7] 曹愛(ài)青.肉桂醛在肉牛生產(chǎn)上的應(yīng)用研究[J].飼料廣角,2012(16):37-38.
[8] 張成喜,孫友德,劉錫武,等.過(guò)瘤胃蛋氨酸對(duì)奶牛瘤胃微生物蛋白產(chǎn)量、產(chǎn)奶性能和氮排泄的影響[J].動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)報(bào),2017,29(5):1759-1766.
[9] 張成喜,劉開東,孫國(guó)強(qiáng).肉桂醛對(duì)奶牛尿中嘌呤衍生物排出量、產(chǎn)奶性能和氮排泄的影響[J].動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)報(bào),2017,29(6):2010-2017.
[10] 馮仰廉,陸治年.奶牛營(yíng)養(yǎng)需要和飼料成分[M].3版.北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社,2007:2.
[11] 王玲,孫友德,劉錫武,等.半胱胺對(duì)奶牛瘤胃微生物蛋白產(chǎn)量、產(chǎn)奶性能和氮排泄的影響[J].動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)報(bào),2015,27(4):1262-1269.
[12] 朱雯.粗料來(lái)源對(duì)奶牛乳蛋白前體物生成與生產(chǎn)性能的影響與機(jī)制研究[D].博士學(xué)位論文.杭州:浙江大學(xué),2013.
[13] VALADARES R F D,BRODERICK G A,FILHO S C V,et al.Effect of replacing alfalfa silage with high moisture corn on ruminal protein synthesis estimated from excretion of total purine derivatives[J].Journal of Dairy Science,1999,82(12):2686-2696.
[14] 武安泉,楊開倫,雒秋江,等.瘤胃投注N-乙酰-DL-蛋氨酸對(duì)綿羊瘤胃消化代謝的影響[J].草食家畜,2006(2):39-44.
[15] 張勇,高原,朱宇旌,等.大蒜油和肉桂酸復(fù)合物對(duì)奶牛生產(chǎn)性能及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化的影響[J].中國(guó)飼料,2012(5):17-20.
[16] 段紅偉.N-羥甲基蛋氨酸鈣的過(guò)瘤胃效果及其對(duì)瘤胃環(huán)境和飼料養(yǎng)分消化的影響[D].碩士學(xué)位論文.蘭州:甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué),2000.
[17] 韓兆玉,周國(guó)波,金志紅,等.過(guò)瘤胃蛋氨酸對(duì)熱應(yīng)激下奶牛生產(chǎn)性能、淋巴細(xì)胞凋亡以及相關(guān)基因的影響[J].動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)報(bào),2009,21(5):665-672.
[18] RHOADS M L,MEYER J P,KOLATH S J,et al.Growth hormone receptor insulin like growth factor (IGF)-Ⅰ,and IGF-binding protein-2 expression in the reproductive tissue of early postpartum dairy cows[J].Journal of Dairy Science,2008,91(5):1802-1813.
[19] MACRINA A L,KAUF A C W,KENSINGER R S.Effect of bovine somatotropin administration during induction of lactation in 15-month-old heifers on production and health[J].Journal of Dairy Science,2011,94(9):4566-4573.
[20] 潘龍,卜登攀,孫鵬,等.生長(zhǎng)激素軸的組成及其對(duì)奶牛泌乳的調(diào)控[J].中國(guó)畜牧獸醫(yī),2013,40(1):125-130.
[21] 耿忠誠(chéng),劉麗麗,張虎,等.過(guò)瘤胃蛋氨酸對(duì)絨山羊血液激素的影響[J].黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)學(xué)報(bào),2011,23(2):20-23.
[22] 張強(qiáng),樸香淑,張宏宇,等.低能量日糧中添加植物精油對(duì)仔豬生長(zhǎng)性能、抗氧化活性及其免疫性能的影響[C]//中國(guó)畜牧獸醫(yī)學(xué)會(huì)動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)分會(huì)第十一次全國(guó)動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集.長(zhǎng)沙:中國(guó)畜牧獸醫(yī)學(xué)會(huì)動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)分會(huì),2012.
[23] 吳丹丹,滕樂(lè)邦,欒正慶,等.小肽對(duì)奶牛瘤胃微生物蛋白產(chǎn)量、產(chǎn)奶性能和氮排泄的影響[J].動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)報(bào),2016,28(4):1090-1098.
[24] 徐曉明,CARDOZO P W,鄧瑩瑩,等.日糧中添加植物提取物對(duì)泌乳初期奶牛生產(chǎn)性能的影響[J].乳業(yè)科學(xué)與技術(shù),2010,33(3):139-141.
[25] 姜明鑫,楊連玉.過(guò)瘤胃膽堿和蛋氨酸對(duì)泌乳早期奶牛生產(chǎn)性能和健康狀況影響的研究現(xiàn)狀[J].經(jīng)濟(jì)動(dòng)物學(xué)報(bào),2013,17(4):228-231,235.
[26] 畢微微.蛋氨酸、賴氨酸二肽對(duì)奶牛乳腺上皮細(xì)胞泌乳機(jī)能的影響[D].碩士學(xué)位論文.哈爾濱:東北農(nóng)業(yè)大學(xué),2013.
[27] MOLENTO C F,BLOCK E,CUE R L,et al.Effects of insulin,recombinant bovine somatotropin,and their interaction on insulin-like growth factor-Ⅰ secretion and milk protein production in dairy cows[J].Journal of Dairy Science,2002,85(4):738-747.
[28] 畢曉華,張曉明.過(guò)瘤胃保護(hù)蛋氨酸對(duì)奶牛氨基酸代謝和血液生化指標(biāo)的影響[J].飼料研究,2014(21):48-53.
[29] LEE S H,LILLEHOJ H S,JANG S I,et al.Cinnamaldehyde enhancesinvitroparameters of immunity and reducesinvivoinfection against avian coccidiosis[J].British Journal of Nutrition,2011,106(6):862-869.
[30] 張文平,傅穎媛,謝小梅.檸檬醛、肉桂醛抗曲霉菌作用機(jī)制研究[J].江西醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào),2003,43(6):10-13.
[31] 燕磊.瘤胃保護(hù)性蛋氨酸對(duì)小尾寒羊氨基酸代謝影響的研究[D].碩士學(xué)位論文.泰安:山東農(nóng)業(yè)大學(xué),2005.
[32] MAZZONI M,LE GALL M,DE FILIPPI S,et al.Supplemental sodium butyrate stimulates different gastric cells in weaned pigs[J].The Journal of Nutrition,2008,138(8):1426-1431.
[33] TIIHONEN K,KETTUNEN H,BENTO M H L,et al.The effect of feeding essential oils on broiler performance and gut microbiota[J].British Poultry Science,2010,51(3):381-392.
*Corresponding author, professor, E-mail: qdnydxsgq@126.com
(責(zé)任編輯 王智航)
Effects of Combined Supplementation of Rumen-Protected Methionine and Cinnamic Aldehyde on Lactation Performance and Nitrogen Excretion of Dairy Cows
ZHANG Chengxi1SUN Youde2LIU Xiwu2SUN Guoqiang1*
(1. College of Animal Science and Technology, Qingdao Agricultural University, Qingdao 266109, China; 2. Institute of Animal Husbandry and Veterinary Medicine of Qingdao, Qingdao 266100, China)
This experiment was conducted to determine the effects of combinations of rumen-protected methionine (RPMet) and cinnamic aldehyde (CA) on lactation performance and nitrogen excretion of dairy cows. Forty Holstein lactating dairy cows with similar age, body weight, parity, milk yield, milk composition and lactation period [(90±15) days post-calving] were divided into 10 groups with 4 cows per group. Control (C) group was fed a basal diet, and experimental groups were supplemented with different levels of RPMet [20 (L), 25 (M) and 30 (H) g/(d·head)] and CA [15 (L), 18 (M) and 21 (H) g/(d·head)] to constitute 9 combinations, which were named as LL, ML, HL, LM, MM, HM, LH, MH and HH (first letter indicated RPMet supplemental level, and the second letter indicated CA supplemental level), respectively. The pre-experiment lasted for 15 days, and the experiment lasted for 60 days. The results showed as follows: 1) except LH group, milk yield in experimental groups was significantly higher than that in C group (P<0.05 orP<0.01), HL group was the highest. 2) Milk fat percentage and milk protein percentage in experimental groups were higher than those in C group, and HL was the highest, which was significantly higher than C group (P<0.01); milk somatic cell count in experimental groups was higher than those in C group, and HL was the highest, which was significantly higher than C group (P<0.01). 3) Except LH group, compared with C group, nitrogen apparent digestibility and nitrogen conversion efficiency were significantly increased (P<0.05 orP<0.01), and HL group was the highest; compared with C group, total nitrogen excretion in LL, ML, HL, LM, MM, HM, LH, MH and HH groups was decreased by 17.45% (P<0.01), 18.79% (P<0.01), 20.80% (P<0.01), 10.41% (P<0.01), 12.49% (P<0.01), 15.22% (P<0.01), 3.37% (P>0.05), 5.12%(P<0.05) and 7.43% (P<0.05), respectively. The results indicate that combined supplementations of RPMet and CA can improve lactation performance and reduce nitrogen excretion; considering all the above indexes, the optimal combination is 30 g/(d·head) RPMet and 15 g/(d·head) CA.[ChineseJournalofAnimalNutrition,2017,29(9):3202-3210]
rumen-protected methionine; cinnamic aldehyde; lactation performance; nitrogen excretion
10.3969/j.issn.1006-267x.2017.09.023
2017-03-01
山東省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系牛產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)(SDAIT-09-08)
張成喜(1988—),男,山東臨沂人,碩士研究生,研究方向?yàn)榉雌c動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)。E-mail: zcares@126.com
*通信作者:孫國(guó)強(qiáng),教授,碩士生導(dǎo)師,E-mail: qdnydxsgq@126.com
S823
:A
:1006-267X(2017)09-3202-09
動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)報(bào)2017年9期