半胱胺和稀土組合添加對奶牛產(chǎn)奶性能和氮排泄的影響

張仔堃，徐小強，李美玉，董瑞蘭，孫國強*

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

眾所周知，奶牛對蛋白質(zhì)飼料利用率低，這不僅造成蛋白質(zhì)浪費，還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來提高奶牛對蛋白質(zhì)的利用率、降低氮排泄具有重大意義。半胱胺（Cysteamine，CS）又稱β-巰基乙胺，是構成輔酶A 分子的成分，是存在于生物體內(nèi)的生理調(diào)節(jié)劑，在動物體內(nèi)代謝迅速，最終轉(zhuǎn)化為對動物體無害的胱胺、半胱胺酸、谷胱甘肽等[1]。侯嘉等[2]研究發(fā)現(xiàn)CS 能提高奶牛產(chǎn)奶性能。CS 能降低動物機體生長抑素（SS）水平、促進機體消化代謝、促進動物生長，且具有高效、低成本等優(yōu)點，在畜牧生產(chǎn)中有較好的應用前景[3]。稀土（Rare Earth，RE）作為飼料添加劑，能有效提高動物生產(chǎn)性能，提高飼料利用率[4]。在奶牛飼糧中添加不同水平的RE 可提高奶牛產(chǎn)奶量、乳脂率[5]。我國稀土資源豐富，如能充分開發(fā)利用這一資源，必將取得良好的社會和經(jīng)濟效益。目前，CS 和RE 單獨應用于奶牛生產(chǎn)的報道已不鮮見，但有關CS 和RE 聯(lián)合使用對奶牛產(chǎn)奶性能和氮排泄影響的研究尚未見報道。本試驗擬探究聯(lián)合添加CS 和RE 對奶牛產(chǎn)奶性能和氮排泄的影響，以期確定最佳添加組合，為CS 和RE 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 CS 的組成為半胱胺鹽酸鹽、棕桐油、淀粉等，購自青島潤博特生物科技有限公司；RE 的成分含量為有機稀土（ReC6O7H8·3H2O）≥36%，其中鉛（Pb）≤0.002%、砷（As）≤0.005%，購自徐州英美爾生物科技有限公司。

1.2 試驗設計及日糧 選用煙臺荷牧園牧業(yè)有限責任公司（萊陽）提供的年齡（4±1）歲、體重（650±30）kg、胎次為（2～3）胎、產(chǎn)奶量（24.27±0.81）kg、泌乳天數(shù)（90±20）d 及乳成分相近的荷斯坦奶牛80 頭，隨機分為10 組，每組8 頭。每頭試驗牛每天預留0.5 kg精料作為載體，與CS 和RE 混勻，均分為2 份，每天03:30、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CS、RE 與精料的混合物全部采食后放開頸夾，預試期15 d，正試期60 d。試驗設計見表1，日糧配方及營養(yǎng)成分見表2。

表1 試驗設計 g/d

表2 日糧配方及營養(yǎng)成分（干物質(zhì)基礎）

1.3 飼養(yǎng)管理 每天采用全自動擠奶器（丹麥SAC）在03:30、11:30、18:30 時擠奶，每天在03:30、13:00 時使用牽引式TMR 攪拌車加料，試驗過程中保證每頭奶牛每天接觸到TMR 的時間在20 h 以上，自由采食。

1.4 采食量測定 預試期第1、5、9、13 天記錄采食量，每次連續(xù)記錄3 d 的TMR 投料量及剩料量，據(jù)此計算出每頭試驗牛在預試期內(nèi)的平均采食量。正試期的記錄時間為第1、10、20、30、40、50、58 天，記錄方法同預試期。

1.5 飼料樣和糞樣的采集與指標測定 預試期第1～3 天、正試期第28～30 天及第58～60 天采集試驗牛飼料樣和糞樣。飼料樣采用五點取樣法采集，采集的飼料樣放入65℃烘箱中烘干、粉碎待用。采用直腸采糞法采集糞樣，每日3 次（05:00、13:00、21:00），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。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[7]、GB/T 6432—2018[8]、GB/T 20806—2006[9]）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）[10]。

1.6 產(chǎn)奶量記錄、乳樣采集與乳成分測定 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。在正試期第15、30、45、60 天擠奶時采集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[11]點收尿法，并結合人工接尿和膀胱取尿收集尿液。尿樣采集時間為預試期前3 d、正試期第28、29、30、58、59、60 天。尿樣中加入濃度為10%的硫酸調(diào)整pH，使pH＜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，以尿肌酐（每頭牛每天1 kg 體重排出約29 mg）標記測定奶牛的排尿量。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

氮泌乳轉(zhuǎn)化效率（%）=乳氮/飼糧食入氮×100

1.9 統(tǒng)計分析 使用Excel 2010 軟件整理數(shù)據(jù)，SPSS 20.0 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。差異顯著標準為P＜0.05，差異極顯著標準為P＜0.01，結果表示為平均值±標準誤。

2 結果

2.1 CS 和RE 不同添加量組合對奶牛主要養(yǎng)分采食量的影響 由表3 可知，HM 組、LH 組奶牛DM、CP、NDF、ADF 采食量顯著高于C 組。

表3 CS 和RE 不同添加量組合對奶牛主養(yǎng)分采食量的影響 kg/d

2.2 CS 和RE 不同添加量組合對奶牛產(chǎn)奶量的影響 由表4 可知，試驗組奶牛產(chǎn)奶量均高于C 組（P＜0.01），HM 組高于ML 組（P＜0.01）及LL、MH、HH 組（P＜0.05），與其余試驗組差異不顯著。

2.3 CS 和RE 不同添加量組合對奶牛乳成分的影響 由表5 可知，ML、LM、MM、HM、LH、MH、HH 組乳脂率極顯著高于C 組，HM 組乳脂率極顯著高于C、LL、HL、HH 組，顯著高于ML 組和LM 組，與其他試驗組無顯著差異。HM 組乳蛋白率極顯著高于C 組，LL、LM、MM 組乳蛋白率顯著高于C 組，HM 組乳蛋白率顯著高于ML 組和MH 組，與其他試驗組無顯著差異。HM、MH 組乳體細胞數(shù)顯著低于C 組，HM 和MH 組與其余試驗組無顯著差異，其余試驗組與C 組無顯著差異。

表4 CS 和RE 不同添加量組合對奶牛產(chǎn)奶量的影響

表5 CS 和RE 不同添加量組合對奶牛乳成分的影響

2.4 CS 和RE 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，HM、LH 組食入氮顯著高于C 組。HL、HM 組糞氮排放量顯著低于C 組。LM、MM、HM、LH、MH 組尿氮排放量極顯著低于C 組，ML、HH 組尿氮排放量顯著低于C 組。各試驗組乳氮產(chǎn)量均極顯著高于C 組。各試驗組氮總排泄量均極顯著低于C 組，HM 組極顯著低于LL、ML、HH 組，顯著低于HL、MH 組，與其他試驗組無顯著差異。HL、HM 組氮表觀消化率極顯著高于C 組，LL、ML、LM、MM、LH、MH 組氮表觀消化率顯著高于C 組，各試驗組間差異不顯著。LH 組日糧氮泌乳轉(zhuǎn)化效率顯著高于C 組，LH 組與LL、HL、LM、MM、HM 組差異不顯著。

3 討 論

3.1 CS 和RE 不同添加量組合對奶牛主要養(yǎng)分采食量的影響 提高奶牛干物質(zhì)采食量（DMI），有利于奶牛攝取更多的營養(yǎng)物質(zhì)，有利于奶牛產(chǎn)奶性能的提高。文露華等[12]給錦江牛飼糧中添加檸檬酸稀土顯著提高了NDF、有機物（OM）、ADF 的消化率及DMI，提高了飼糧在胃腸道內(nèi)的分解速度，胃腸道排空加快。Liu等[13]研究發(fā)現(xiàn)，隨著稀土元素鑭的添加，NDF、CP 的消化率呈線性升高，能改善瘤胃發(fā)酵，促進飼料消化。王玲等[14]試驗發(fā)現(xiàn)，飼喂CS 對奶牛DMI 無顯著影響。本試驗中，HM、LH 組奶牛的主要養(yǎng)分采食量較對照組顯著提高，這說明CS 和RE 聯(lián)合使用對奶牛采食量有一定的改善作用。

表6 CS 和RE 不同添加量組合對奶牛氮排泄及氮表觀消化率的影響

3.2 CS 和RE 不同添加量組合對奶牛產(chǎn)奶量的影響 產(chǎn)奶量的高低是衡量奶牛生產(chǎn)性能的重要指標之一，通過營養(yǎng)調(diào)控的方法，提高奶牛產(chǎn)奶水平意義重大。生長激素（GH）對反芻動物泌乳有重要影響，GH 含量升高，奶牛泌乳活動增強，產(chǎn)奶量增多[3]。CS 一方面通過抑制動物體內(nèi)SS 活性，提高GH 含量；另一方面通過提高血液內(nèi)β-內(nèi)啡肽水平，刺激下丘腦釋放生長激素釋放因子，提高GH 含量[15]；還能通過抑制多巴胺羥化酶途徑升高GH 含量[16]。RE 具有類似抗生素的作用，能影響腸道菌群活性。Yang 等[17]研究發(fā)現(xiàn)，RE能使瘤胃內(nèi)揮發(fā)性脂肪酸濃度線性增加，同時令瘤胃內(nèi)OM、CP 等的消化率呈線性上升，微生物蛋白（MCP）產(chǎn)量增加，有利于產(chǎn)奶量提高。本試驗發(fā)現(xiàn)，聯(lián)合添喂CS 和RE 奶牛的DMI 增加，奶牛能獲得更多的營養(yǎng)物質(zhì)，奶牛的產(chǎn)奶量均得到極顯著提高。

3.3 CS 和RE 不同添加量組合對奶牛乳成分的影響 乳脂率、乳蛋白率、乳糖率和乳體細胞數(shù)是衡量乳品質(zhì)的標準。劉江波等[18]研究發(fā)現(xiàn)，RE 能促進OM 降解，促進MCP 合成、提高乙酸和丙酸濃度，有利于乳脂的合成。添喂RE 能加快NH3-N 轉(zhuǎn)化為MCP 的速度，進入小腸中的可消化蛋白質(zhì)（IDCP）增多，有利于乳蛋白的合成并提高乳品質(zhì)[19]。楊宏波等[20]飼喂奶牛CS后發(fā)現(xiàn)，乳脂率、乳固形物含量升高。王玲等[14]飼喂奶牛CS 后乳蛋白率、乳脂率得到提高。本試驗結果與上述結果一致，說明CS 和RE 聯(lián)合使用對提高乳脂率和乳蛋白率有積極影響。CS 和RE 都能提高自然殺傷細胞和淋巴細胞活性，并能刺激免疫球蛋白產(chǎn)生，提高血清中IgG、IgM 含量，有利于增強奶牛的抵抗力，維持乳房健康[2,21]。這可能是本試驗中聯(lián)合添加CS 和RE后乳體細胞數(shù)顯著降低的原因。

3.4 CS 和RE 不同添加量組合對奶牛氮排泄及氮表觀消化率的影響 氮是維持動物正常生長所需的營養(yǎng)元素，提高氮的表觀消化率，降低氮排泄對奶牛養(yǎng)殖業(yè)健康發(fā)展意義重大。劉月琴等[22]在綿羊飼糧中添加CS，發(fā)現(xiàn)提高了氮的表觀消化率，促進了氮素的吸收利用。CS可以通過提高奶牛體內(nèi)胰島素樣生長因子（IGF-I）的水平提高氮素的利用率。IGF-I 通過增強肝臟及肌肉對外源性氨基酸的攝取，促進蛋白質(zhì)合成，從而提高氮表觀消化率[14]。林仕欣等[21]給肉牛補飼稀土元素鑭、鈰、鐠后發(fā)現(xiàn)，降低了試驗動物的氮排出量。文露華等[12]試驗發(fā)現(xiàn)，日糧添加檸檬酸稀土能提高錦江牛NDF、OM 和ADF 消化率，有利于改善瘤胃內(nèi)環(huán)境，加快瘤胃微生物利用NH3-N 合成MCP 的速度，提高氮的表觀消化率。本試驗中，飼喂CS 和RE 后能夠極顯著降低氮排泄，顯著或極顯著提高氮表觀消化率，這可能是由于聯(lián)合添加CS 和RE 有利于提高NH3-N 的利用速度，增加瘤胃內(nèi)MCP 產(chǎn)量，最終導致進入到小腸中的IDCP 和氨基酸的數(shù)量增加[19]；此外，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。因此，聯(lián)合添加CS 和RE 對減少氮排泄、提高氮的利用率有積極影響。

4 結 論

在本試驗條件下，奶牛飼糧中添加不同水平組合的CS 和RE 能提高奶牛主要養(yǎng)分采食量和產(chǎn)奶量，提高牛奶中乳脂率和乳蛋白率，降低乳體細胞數(shù)，減少氮排泄。綜合分析，以HM 組合，即CS 17 g/（d·頭）、RE 23 g/（d·頭）為最佳組合。