稀土和過瘤胃賴氨酸不同組合對奶牛產(chǎn)奶性能與氮排泄的影響

張仔堃 滕樂幫 李美玉 董瑞蘭 孫國強*

（1.青島農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(xué)院，山東青島266109；2.平度市農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，山東青島266700）

奶牛養(yǎng)殖過程中，普遍存在著蛋白質(zhì)飼料利用率低的現(xiàn)象，這不僅造成蛋白質(zhì)浪費，還會因大量的氮排泄造成環(huán)境污染，因此通過添加飼料添加劑的方法來提高奶牛對蛋白質(zhì)的利用率、降低氮排泄意義重大。稀土（RE）一般指元素周期表中的鑭系元素（15 種）和與鑭系元素化學(xué)性質(zhì)相似的鈧、釔共17 種元素的總稱，是一種對奶牛消化道微環(huán)境和瘤胃微生物區(qū)系有顯著改善作用的飼料添加劑[1]。我國稀土資源豐富，因其用量少、效果明顯、低殘留等安全特性，在畜牧業(yè)中逐步得以應(yīng)用[2]。吳丹丹等[3]研究表明，RE 添加量為23 g/(d·頭)時對提高奶牛產(chǎn)奶量和降低氮排泄的效果最顯著。過瘤胃賴氨酸(RPLys)是將賴氨酸(Lys)通過特殊的材料經(jīng)過物理或化學(xué)方法處理，減少其在瘤胃內(nèi)的降解，更多的進入到小腸內(nèi)[4-5]。Lys能調(diào)控奶牛消化道功能，提高氮素利用率，降低氮排放，改善泌乳性能，促進蛋白質(zhì)合成[6]。張凱祥等[7]研究發(fā)現(xiàn)，RPLys添加量為30 g/（d·頭）時對奶牛產(chǎn)奶量和氮排泄的影響最顯著。本課題組前期試驗研究表明，RE和RPLys在奶牛飼糧中單一最適添加量分別為23 g（/d·頭）[3]和30 g（/d·頭）[7]，目前，未見RE和RPLys聯(lián)合應(yīng)用于奶牛生產(chǎn)的相關(guān)報道，聯(lián)合使用對奶牛生產(chǎn)能否取得更好的效果尚不清楚。本試驗在前期單獨添加的基礎(chǔ)上，研究RE和RPLys組合添加對奶牛產(chǎn)奶性能和氮排泄的影響，旨在探究最適添加水平組合，為RE和RPLys的聯(lián)合使用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

RE 的成分含量為有機稀土（ReC6O7H8·3H2O）≥36%，其中鉛（Pb）≤0.002%，砷（As）≤0.005%，購自江蘇某公司。RPLys的組成為L-賴氨酸鹽酸鹽、棕櫚油、二氧化硅，其中賴氨酸含量≥50%，過瘤胃率為80%，購自山東某公司。

1.2 試驗設(shè)計及日糧

選用煙臺荷牧園牧業(yè)有限責任公司（萊陽）提供的80頭體重（650±30）kg、胎次2～3胎、產(chǎn)奶量（34.31±2.70）kg、泌乳天數(shù)為（90±20）d及乳成分相近的荷斯坦奶牛，隨機分為10 組，每組8 頭。試驗設(shè)計見表1。每頭試驗牛每天預(yù)留0.5 kg 精料作為載體，與RE 和RPLys 混勻，均分為2 份，每天3:30、13:00 時分別隨TMR 一起飼喂，飼喂過程中將試驗牛用頸夾固定，待其將RE、RPLys 與精料的混合物全部采食后放開頸夾，預(yù)試期15 d，正式試驗期60 d。日糧配方及營養(yǎng)水平見表2。

1.3 飼養(yǎng)管理

每天在3:30、11:30、18:30 時使用全自動擠奶器（丹麥SAC）擠奶，每天在3:30、13:00 時使用牽引式TMR攪拌車加料，試驗過程中保證每天每頭奶牛接觸到TMR的時間在20 h以上，自由采食。

1.4 采食量測定

預(yù)試期的第1、5、9、13 d記錄采食量，每次連續(xù)記錄3 d TMR投料量及剩料量，投料量減去剩料量為每日每頭牛的采食量，據(jù)此計算出每頭試驗牛在預(yù)試期內(nèi)的平均采食量。正式試驗期的記錄時間為第1、10、20、30、40、50、58 d，記錄方法同預(yù)試期。

1.5 飼料樣和糞樣的采集與指標測定

預(yù)試期第1～3 d，正式試驗期第28～30 d及第58～60 d 采集試驗牛飼料樣和糞樣。飼料樣采用五點取樣法收集，收集的料樣放入65 ℃烘箱中烘干、粉碎待用。糞樣采集采用直腸采糞法，每日3 次，分別于5:00、13:00、21:00時進行，將采集的糞樣混勻后稱重，糞樣加硫酸進行固氮，硫酸濃度為10%，每100 g樣品中加25 ml硫酸，并于-20 ℃冷凍保存。通過4 N鹽酸不溶灰分法結(jié)合采食量測定奶牛的日排糞量[9]。樣品中干物質(zhì)（DM）、粗蛋白質(zhì)（CP）、中性洗滌纖維（NDF)參照《中華人民共和國國家標準》（GB/T 6435—2006[10]、GB/T 6432—2018[11]、GB/T 20806—2006[12]）測定。酸性洗滌纖維（ADF）參照《飼料中酸性洗滌纖維的測定》（NY/T 1459—2007）[13]測定。

1.6 產(chǎn)奶量記錄、乳樣的采集與乳成分測定

試驗期間，每5 d記錄1次產(chǎn)奶量，連續(xù)記錄3 d，于每次擠奶時記錄。在正式試驗期第15、30、45、60 d擠奶時采集3次乳樣，按4∶3∶3混合，共50 ml，加入30 mg K2Cr2O7防腐處理后4 ℃保存。乳樣在青島市畜牧獸醫(yī)研究所進行測定，使用CombiFoss FT+分析儀（丹麥FOSS）測定乳樣中乳脂率、乳蛋白率、乳糖率和乳體細胞數(shù)。

1.7 尿樣采集與指標測定

參照朱雯[14]點收尿法，并結(jié)合人工接尿和膀胱取尿收集尿液。尿樣采集時間為預(yù)試期前3 d、正式試驗期第28、29、30、58、59、60 d。尿樣中加入濃度為10%的硫酸調(diào)整pH值，使pH值＜3，-20 ℃保存。使用KjeltecTM8200凱氏定氮儀（丹麥FOSS）測定尿氮含量，使用苦味酸比色法、UV-1800 PC 分光光度計（上海MAPADA）測定尿肌酐含量，奶牛的排尿量[15]以每天每頭牛1 kg 體重大約排出29 mg 尿肌酐標記測定。試劑盒由南京建成生物工程研究所提供。

1.8 氮代謝指標的計算

糞氮（g/d）=日排糞量×糞中CP含量×0.16

尿氮（g/d）=每日排尿量×尿中氮含量

乳氮（g/d）=產(chǎn)奶量×乳蛋白率×0.16

氮總排泄量（g/d）=糞氮+尿氮

氮表觀消化率(%)=[(食入氮-糞氮)/食入氮]×100

1.9 數(shù)據(jù)處理

使用Excel 2010 軟件統(tǒng)計數(shù)據(jù)，IBM SPSS Statis?tics 22 軟件進行單因素方差分析，Duncan's 多重比較法比較組間差異性，結(jié)果表示為平均值±標準誤。

2 結(jié)果與分析

2.1 RE和RPLys不同添加量組合對奶牛主要養(yǎng)分采食量的影響(見表3)

由表3可知，HL、HH組DM、CP、NDF和ADF采食量顯著高于C 組（P＜0.05），但HL、HH 組與其他試驗組差異不顯著（P＞0.05）。

2.2 RE和RPLys不同添加量組合對奶牛產(chǎn)奶量的影響(見表4)

由表4 可知，各試驗組產(chǎn)奶量均極顯著高于C 組（P＜0.01）。HH 組極顯著高于LL、ML、MH、HM 組（P＜0.01），顯著高于HL組（P＜0.05），與其他試驗組差異不顯著（P＞0.05）。各試驗組產(chǎn)奶量較C組提高幅度分別為9.91%、15.20%、16.30%、12.08%、14.57%、11.60%、13.69%、11.53%、19.57%（P＜0.01）。

2.3 RE和RPLys不同添加量組合對奶牛乳成分的影響(見表5)

由表5 可知，乳脂率方面，除LL 組外各試驗組均極顯著高于C組（P＜0.01），其中HH組極顯著高于LL、LM、LH、ML、MM、HL 組（P＜0.01），并顯著高于MH 組（P＜0.05），與HM 組差異不顯著（P＞0.05）。乳蛋白率方面，HH 組極顯著高于C 組（P＜0.01），MM、HL 組顯著高于C 組（P＜0.05）。乳體細胞數(shù)方面，HM、HH 組極顯著低于C 組（P＜0.01），LH、ML、HL 組顯著低于C組（P＜0.05）。

2.4 RE和RPLys不同添加量組合對奶牛氮排泄及氮表觀消化率的影響(見表6)

表3 RE和RPLys不同添加量組合對奶牛主要養(yǎng)分采食量的影響（干物質(zhì)基礎(chǔ)，kg/d）

表4 RE和RPLys不同添加量組合對奶牛產(chǎn)奶量的影響

表5 RE和RPLys不同添加量組合對奶牛乳成分含量的影響

表6 RE和RPLys不同添加量組合對奶牛氮排泄及氮表觀消化率的影響

由表6 可知，食入氮方面，LH、MH、HL、HH 組顯著高于C 組（P＜0.05）。糞氮排泄量方面，MM、HL、HM、HH 組顯著低于C 組（P＜0.05）。尿氮排泄量方面，ML、HM、HH 組極顯著低于C 組（P＜0.01），LL、MH組顯著低于C 組（P＜0.05）。乳氮產(chǎn)量方面，LM、LH、ML、MM、MH、HL、HM、HH 組極顯著高于C 組（P＜0.01），LL 組顯著高于C 組（P＜0.05）。氮總排泄量方面，LL、LM、ML、MM、MH、HL、HM、HH 組極顯著低于C組（P＜0.01），LH組顯著低于C組（P＜0.05），其中，HH組減少幅度最大，較C組減少21.37%（P＜0.01）。氮表觀消化率方面，HL、HM、HH 組極顯著高于C 組（P＜0.01），LM、LH、ML、MM、MH組顯著高于C組（P＜0.05）。

3 討論

3.1 RE和RPLys不同添加量組合對奶牛主要養(yǎng)分采食量的影響

干物質(zhì)采食量（DMI）能直觀反映出奶牛營養(yǎng)物質(zhì)攝入情況，是奶牛泌乳活動所需養(yǎng)分和能量的主要來源，是提高奶牛產(chǎn)奶性能的重要因素。吳丹丹等[3]在奶牛飼糧中添加不同濃度的RE，提高了奶牛DMI。戶如霞等[16]試驗發(fā)現(xiàn)，添加RE 能提高奶牛DMI。張凱祥等[7]在奶牛飼糧中添加RPLys，對奶牛DMI 無顯著影響。本試驗中，奶牛DMI 顯著提高，這可能是由于RE 促進了奶牛胃中消化液的分泌，小腸的滲透性增加，奶牛對營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收加快，DMI得到提高[17]。

3.2 RE 和RPLys 不同添加量組合對奶牛產(chǎn)奶量的影響

本試驗條件下，在奶牛飼糧中添加RE 和RPLys后，奶牛的產(chǎn)奶量均得到提高，其中最大提高幅度為19.57%，高于吳丹丹等[3]單獨添加RE 的提高幅度（14.73%），高于張凱祥等[7]單獨使用RPLys 的提高幅度（9.3%），這說明RE 和RPLys 聯(lián)合使用優(yōu)于單獨使用的效果。RE 能激活奶牛體內(nèi)酶活性，提高奶牛體內(nèi)生長激素（GH）含量，使得奶牛對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收加快，從而提高奶牛產(chǎn)奶量[18-19]。添喂RE能提高瘤胃微生物利用NH3-N 轉(zhuǎn)化為MCP 的速度，為奶牛提供了更多的可消化氮源，因此，有利于提高產(chǎn)奶量[20]。文露華等[1]在錦江牛飼糧中添喂RE 顯著提高了血清中GH含量，產(chǎn)奶量升高。Robinson 等[21]研究發(fā)現(xiàn)，奶牛飼糧中添加RPLys，有利于奶牛體內(nèi)氨基酸平衡，從而提高奶牛的產(chǎn)奶性能。Giallongo 等[22]研究表明，RPLys能提高奶牛產(chǎn)奶量。本試驗中，RE和RPLys聯(lián)合使用對奶牛產(chǎn)奶量的影響極顯著，這可能是由于RE和RPLys聯(lián)合使用不僅提高了奶牛體內(nèi)GH水平，還能增加MCP產(chǎn)量，MCP是優(yōu)質(zhì)蛋白，有利于小腸氨基酸的平衡，而且對奶牛瘤胃發(fā)酵也有積極影響，有利于奶牛對營養(yǎng)物質(zhì)的利用，因此，有利于產(chǎn)奶量的提高。

3.3 RE 和RPLys 不同添加量組合對奶牛乳成分的影響

在奶牛飼糧中補飼RE，能提高奶牛瘤胃內(nèi)纖維分解菌活性，使乙酸含量增多，乙酸作為乳脂合成的前體，為乳脂的合成提供了更多的原料[23]。吳丹丹等[3]試驗發(fā)現(xiàn)，添加RE 能提高牛奶中乳脂率和乳蛋白率。RE 有利于加快微生物攝取利用NH3-N 合成MCP，并能提高小腸可消化蛋白（IDCP）含量，為乳蛋白的合成提供更多的原料[24]。此外，RE 能很好地改善瘤胃微生物區(qū)系，平衡微生物比例，為微生物提供良好的生存環(huán)境，更高效的利用營養(yǎng)物質(zhì)，能有效改善奶牛乳品質(zhì)[25-26]。張凱祥等[7]在奶牛飼糧中補飼RPLys 后，牛奶中乳蛋白率顯著提高。RPLys 作為主要限制性氨基酸，對乳腺中蛋白質(zhì)合成有重要影響，不僅能提高血液和乳腺內(nèi)氨基酸的濃度，還能為乳腺中蛋白質(zhì)的從頭合成提供前體物質(zhì)，因此能有效提高牛奶中的乳蛋白和乳脂含量[21，27]。本試驗中聯(lián)合添加RE 和RPLys，提高了牛奶中的乳脂率和乳蛋白率，說明RE 和RPLys 聯(lián)合使用對調(diào)控乳品質(zhì)有積極影響。乳體細胞數(shù)是衡量乳品質(zhì)和奶牛乳房健康的重要指標。本試驗中，試驗組乳體細胞數(shù)極顯著或顯著低于對照組，聯(lián)合添加RE 和RPLys 能增強機體體液免疫能力，提高IgG、IgM 等免疫球蛋白水平，提高機體抗病能力，有利于改善奶牛乳房健康狀況，降低乳體細胞數(shù)[1，28-29]。

3.4 RE和RPLys不同添加量組合對奶牛氮排泄及氮表觀消化率的影響

氮代謝情況與蛋白質(zhì)資源利用效率和氨基酸平衡狀況有密切聯(lián)系。于靜等[20]給綿羊添喂RE，氮的消化率呈顯著性增高。文露華[1]研究發(fā)現(xiàn)，RE能提高瘤胃微生物利用NH3-N 的速率，減少NH3-N 的損失，從而降低了氮排泄，提高了氮的表觀消化率。張凱祥等[7]試驗發(fā)現(xiàn)，補飼RPLys，氮表觀消化率顯著提高。一方面，RPLys 作為奶牛限制性氨基酸，有利于小腸內(nèi)氨基酸的平衡并能提高IDCP 含量[21]，對提高氮的利用率有積極影響。另一方面，RPLys 能促進NH3-N向MCP的轉(zhuǎn)化，對降低氮排泄有積極影響[30]。本試驗條件下，聯(lián)合添加RE和RPLys，顯著或極顯著降低了氮排泄，提高了氮的表觀消化率，這可能是由于二者聯(lián)合使用促進了NH3-N 向MCP 的轉(zhuǎn)化，并有利于小腸內(nèi)氨基酸的平衡，此外，DMI的增加，為動物機體提供更多能量來源，也能改善氮代謝情況。

4 結(jié)論

奶牛飼糧中聯(lián)合添加RE和RPLys，能提高奶牛的產(chǎn)奶量、乳脂率、乳蛋白率，降低乳體細胞數(shù)，減少氮排泄。RE和RPLys組合添加對產(chǎn)奶量的影響優(yōu)于單獨使用的效果。綜合考慮上述指標，在本試驗設(shè)計條件下，以HH組，即RE25.5 g/（d·頭）、RPLys 32.5 g/（d·頭）為最佳添加組合。