不同蛋白質(zhì)水平飼糧對3～4月齡中國荷斯坦?fàn)倥ＩL性能及消化率的影響

劉清鋒，鄭開之，姜俊芳，鄭會超，吳建良，黃新，蔣永清*

(1.浙江師范大學(xué)化學(xué)與生命科學(xué)學(xué)院，浙江 金華 321004；(2.浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧獸醫(yī)研究所，浙江 杭州 310021)

我國雖然已經(jīng)成為奶牛養(yǎng)殖大國，但平均產(chǎn)奶量仍低于奶牛養(yǎng)殖業(yè)發(fā)達(dá)國家。奶牛的生產(chǎn)性能受多方面因素的影響，如奶牛品種、后備牛培育、營養(yǎng)供給、瘤胃發(fā)育水平、科學(xué)管理和環(huán)境因素等[1]。后備牛營養(yǎng)需要的研究對奶牛后續(xù)生產(chǎn)性能至關(guān)重要，因此制定符合本國國情的飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)，使后備牛的飼養(yǎng)逐漸向科學(xué)化、標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展，這有利于完善我國的奶牛飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)，更好地發(fā)揮犢牛的生長潛力，為培育高產(chǎn)奶牛提供可靠依據(jù)[2]。犢牛是指從出生到6月齡的小牛，是奶牛生產(chǎn)的第一步，也是生長速度最快的時(shí)期[3]。提高犢牛的成活率，培育健康的犢牛群，不僅能為育成牛的生長性能打下良好的基礎(chǔ)，而且直接關(guān)系到成年母牛的體型結(jié)構(gòu)和產(chǎn)奶性能[4]。因此，犢牛培育是提高牛群質(zhì)量、創(chuàng)建高產(chǎn)牛群的重要環(huán)節(jié)。過去，奶牛營養(yǎng)研究主要集中在泌乳牛，近20年來，越來越多的人認(rèn)識到后備牛培育的重要性，幼齡反芻動物的營養(yǎng)需要成為新的研究熱點(diǎn)[5]。

蛋白質(zhì)是影響犢牛生長性能的重要影響因素，蛋白營養(yǎng)一直是動物營養(yǎng)研究中最重要的內(nèi)容之一?？紤]到動物福利及過量飼喂蛋白質(zhì)對環(huán)境污染帶來的諸多問題，研究飼糧蛋白水平對犢牛生長性能及血液指標(biāo)的影響，將為確定犢牛的營養(yǎng)需要量提供依據(jù)，對生產(chǎn)實(shí)踐有重要的現(xiàn)實(shí)意義[6-7]。黃利強(qiáng)等[8]認(rèn)為,蛋白質(zhì)水平為19.29%的開食料，對60～120日齡犢牛的日均采食量、日均體增重、重要體尺指標(biāo)增長量、復(fù)胃發(fā)育等指標(biāo)的作用效果，較蛋白質(zhì)水平為 21.16%與17.22%的開食料好。云強(qiáng)等[9]設(shè)計(jì)粗蛋白水平為16.22%、20.21%和 24.30%的開食料，對于8～16周齡犢牛，開食料中粗蛋白質(zhì)水平20.21%最佳，日增重可達(dá)514 g。然而，前者設(shè)計(jì)的飼糧蛋白水平跨度太大。為進(jìn)一步探索最佳的飼糧蛋白水平，本試驗(yàn)在前人研究基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)飼糧蛋白水平，探索其對犢牛生長性能和消化代謝的影響。以3～4月齡中國荷斯坦?fàn)倥樵囼?yàn)對象，通過飼喂蛋白質(zhì)水平為19%、21%和23%的飼糧，研究3～4月齡犢牛的蛋白推薦量和不同蛋白水平飼糧對3～4月齡犢牛血清指標(biāo)、生長性能、以及營養(yǎng)物質(zhì)消化代謝的影響。試驗(yàn)旨在完善我國奶牛的飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)，為更好地發(fā)揮犢牛的生長潛力，培育高產(chǎn)奶牛提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)動物分組及管理

試驗(yàn)于2018年11至12月在光明荷斯坦牧業(yè)金華牧場進(jìn)行。選取65日齡健康中國荷斯坦斷奶母犢牛24頭，采用單因素隨機(jī)設(shè)計(jì)試驗(yàn)，按體重相近原則隨機(jī)分為試驗(yàn)Ⅰ組、試驗(yàn)Ⅱ組和試驗(yàn)Ⅲ組，各組犢牛體重分別為(84.71±3.1)kg、(84.66±2.9)kg和(84.93±3.0)kg，組間差異不顯著(P>0.05)。犢牛進(jìn)行分組群養(yǎng)，每日飼喂3次，每頭犢牛占地面積平均為2～3 m2左右，每日飼喂3次，時(shí)間分別為6:00、13:00、19:00，自由飲水，詳細(xì)記錄每天每頭犢牛的飼喂量和剩料量，以計(jì)算其采食量。犢牛的日糧飼喂量根據(jù)其剩料量平均每10 d調(diào)整1次。試驗(yàn)期70 d，其中預(yù)飼期10 d，正試期60 d。日糧以粗蛋白含量分別為20%、22.5%和25%的顆粒料(表1、表2)與粗蛋白7.12%的燕麥草按照10∶1的比例混合成為19%、21%和23% 3種蛋白水平的日糧，能量(NE)水平均為6.82 MJ/kg。顆粒料由金華荷斯坦牧業(yè)飼料廠統(tǒng)一生產(chǎn)。

表1 顆粒料構(gòu)成 %

表2 不同試驗(yàn)組顆粒料營養(yǎng)成分(干物質(zhì)基礎(chǔ)為實(shí)測值) %

另選擇18頭80日齡左右、初始體重相近的健康中國荷斯坦?fàn)倥＃么x籠進(jìn)行消化代謝試驗(yàn)。每頭犢牛預(yù)飼期10 d后，接著正試期前3 d，連續(xù)使用全收糞尿法收集糞尿，分析主要營養(yǎng)成分的消化率。

1.2 樣品采集及處理

在試驗(yàn)開始和試驗(yàn)結(jié)束當(dāng)天晨飼前測定每頭犢牛的體重。試驗(yàn)結(jié)束時(shí)測定體高、胸圍、體斜長和胸寬。試驗(yàn)期結(jié)束當(dāng)天晨飼前于左側(cè)頸靜脈穿刺采血，靜置后，以3 000 r/min離心20 min，分離血清，-20 ℃保存。樣品送南京建成生物科技有限公司，分析血清中總蛋白(TP)、白蛋白(ALB)、游離脂肪酸(NEFA)、葡萄糖(GLU)、尿素氮(BUN)、甘油三酯(TG)、總膽固醇(T-CHO)、乳酸脫氫酶(LDH)、堿性磷酸酶(AKP)、谷丙轉(zhuǎn)氨酶(ALT)、谷草轉(zhuǎn)氨酶(AST)、高密度脂蛋白膽固醇(HDL-c)、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-c)水平。

在消化代謝試驗(yàn)的正試期，連續(xù)3 d每天8:00和20:00，用全收糞尿法收集每頭犢牛糞尿，測量犢牛糞便和尿液排泄量。取部分糞尿按10∶1的比例分別加入10%硫酸固氮，置于-20 ℃凍存，用于測定糞便和尿液中的氮含量。另取部分糞便于-20 ℃凍存，用于測定糞中干物質(zhì)、粗脂肪、NDF和ADF的含量。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)用SPSS 23.0進(jìn)行one-way ANOVA分析，多重比較采用Duncan’s檢驗(yàn)，P<0.05為差異顯著。各指標(biāo)之間用SPSS進(jìn)行一元線性回歸分析和非線性回歸分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 飼糧蛋白水平對犢牛體重指標(biāo)的影響

飼喂不同蛋白水平飼糧的各試驗(yàn)組體重、日增重、干物質(zhì)采食量和飼料利用率變化如表3所示。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，試驗(yàn)期間，試驗(yàn)I組、試驗(yàn)II組和試驗(yàn)III組平均日增重分別為(1.19±0.16)kg/d、(1.23±0.16)kg/d和(1.24±0.13)kg/d，試驗(yàn)牛平均日增重組間差異不顯著。飼糧蛋白水平對飼料利用率影響不大，各試驗(yàn)組飼料轉(zhuǎn)化率分別為36.84%、38.80%和37.02%。

表3 不同飼糧蛋白水平對對3～4月齡中國荷斯坦?fàn)倥ＩL性能影響

2.2 飼糧蛋白水平對犢牛體尺指標(biāo)的影響

由表4可知，不同蛋白水平飼糧對3～4月齡犢牛體高、胸圍和胸寬影響差異不顯著，試驗(yàn)Ⅲ組體斜長顯著高于試驗(yàn)I組(P<0.05)，體斜長隨著飼糧中蛋白水平的提高而增長，呈一元線性相關(guān)(P<0.05)。

表4 不同飼糧蛋白水平對3～4月齡中國荷斯坦?fàn)倥ｓw尺指標(biāo)的影響 cm

2.3 飼糧蛋白水平對犢牛血液生化指標(biāo)的影響

血液生化指標(biāo)測定結(jié)果如表5所示。試驗(yàn)Ⅰ組和試驗(yàn)Ⅱ組血清BUN的濃度差異不顯著，試驗(yàn)Ⅲ組和其他兩組差異極顯著(P<0.01)，血清BUN水平隨飼糧蛋白水平增加而升高，呈一元非線性相關(guān)(P<0.05)。試驗(yàn)Ⅰ組血清ALT含量和試驗(yàn)Ⅱ組差異顯著(P<0.05)，試驗(yàn)Ⅲ組和其余兩組差異不顯著。血清中NEFA含量試驗(yàn)Ⅲ組和其余兩組差異極顯著(P<0.01)，試驗(yàn)Ⅰ組和試驗(yàn)Ⅱ組差異不顯著。血清NEFA含量隨著飼糧蛋白水平的增加而升高，呈一元線性相關(guān)(P<0.05)。血清TG含量試驗(yàn)Ⅰ組和試驗(yàn)Ⅲ組差異極顯著(P<0.01)，試驗(yàn)Ⅱ組和其余兩組差異不顯著。血清TG含量隨著蛋白水平的增加而增大，呈一元線性相關(guān)(P<0.05)。血清中TP、ALB、HDL-c、LDL-c含量組間差異均不顯著。

表5 不同飼糧蛋白水平對3～4月齡中國荷斯坦?fàn)倥Ｑ荷笜?biāo)的影響 mol/L

2.4 飼糧蛋白水平對犢牛營養(yǎng)物質(zhì)消化代謝的影響

不同的飼糧蛋白水平對全消化道表觀消化率的影響如表6所示。干物質(zhì)、粗脂肪和中性洗滌纖維消化率隨飼糧蛋白質(zhì)提高而降低，且呈一元線非性相關(guān)(P<0.05)。試驗(yàn)Ⅰ組干物質(zhì)、粗脂肪和中性洗滌纖維消化率顯著高于試驗(yàn)Ⅲ組(P<0.05)，試驗(yàn)Ⅱ組和其余2個(gè)組差異不顯著。3個(gè)組間粗蛋白和酸性洗滌纖維消化率無顯著差異，但粗蛋白消化率隨著日糧蛋白水平的提高而略有下降。

表6 不同飼糧蛋白水平對3～4月齡中國荷斯坦?fàn)倥ｏ暳蠣I養(yǎng)物質(zhì)消化率的影響

不同飼糧蛋白水平對犢牛氮代謝的影響如圖7所示。進(jìn)食氮與糞氮隨飼糧蛋白質(zhì)提高而降低，呈一元線非性相關(guān)(P<0.05)。3個(gè)組間尿氮、消化氮、沉積氮與氮的沉積率無顯著差異。

表7 不同飼糧蛋白水平對3～4月齡中國荷斯坦?fàn)倥５x的影響

3 討論

3.1 飼糧蛋白水平與犢牛生長性能的關(guān)系

Gonzalez[10]和Sengar[11]認(rèn)為，日糧中蛋白水平對犢牛體重的增長無顯著影響。動物只有在能量滿足的情況下，滿足蛋白質(zhì)需要才有意義，只有飼喂能氮平衡的飼糧犢牛才能獲得最佳生長[12]。日糧中蛋白質(zhì)水平對犢牛生長性能的影響存在不同觀點(diǎn)。Blome等[6]指出，當(dāng)日糧蛋白水平分別為16.1%、18.5%、22.9%和25.8%時(shí)，犢牛日增重隨著蛋白水平的增加而升高。較高的飼糧蛋白水平提高了飼糧蛋白質(zhì)和能量的利用效率，飼喂?fàn)倥５鞍姿綖?4%、18%、22%和26%飼糧時(shí)，高蛋白組試驗(yàn)犢牛增重高于其他2個(gè)組[13]。本研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)飼糧蛋白水平從19%提高到23%時(shí)，對犢牛增重?zé)o顯著影響，該結(jié)果與Gonzalez[10]和Sengar[11]的報(bào)道相似。

犢牛的各項(xiàng)體尺指標(biāo)直接反應(yīng)了犢牛體格與該階段飼養(yǎng)管理水平。奶牛的體型在一定程度上可以反應(yīng)出奶牛后續(xù)產(chǎn)奶性能[14]。在一般情況下，奶牛體軀愈大，采食量愈大，體軀指數(shù)愈好，產(chǎn)奶潛能愈大[15]。本研究發(fā)現(xiàn)，各組間飼料轉(zhuǎn)化率差異不顯著，各組間犢牛日增重差異并不顯著，這與Gonzalez[10]的研究結(jié)果相一致。犢牛的體高和體斜長隨飼糧蛋白水平的提高而增大，因而飼喂高蛋白飼糧可能對奶牛后續(xù)生產(chǎn)性能有積極的影響。然而21%和23%蛋白組平均日增重差異不大，表明在21%飼糧蛋白水平基礎(chǔ)上繼續(xù)提高飼糧蛋白水平雖然對犢牛體尺有積極的作用，但對犢牛的增重效果有限，還提高了飼養(yǎng)成本。因此，21%飼糧蛋白水平可以一定程度提高其生長速度。在不刻意追求犢牛體尺的情況下，無需將飼糧蛋白水平提高到23%。

3.2 飼糧蛋白水平與犢牛血液生化指標(biāo)的關(guān)系

血清BUN水平反應(yīng)機(jī)體的蛋白質(zhì)代謝情況，當(dāng)血清BUN含量較低時(shí)，機(jī)體蛋白合成率高，體內(nèi)氨基酸平衡性較好[16]，飼糧中蛋白質(zhì)利用情況相對較好。隨著飼糧中蛋白水平的增加，瘤胃內(nèi)釋放氨的速度加快，但瘤胃微生物利用氨的速率有限，血清BUN的濃度也會隨之升高。有研究發(fā)現(xiàn)，犢牛血清BUN含量隨著飼糧蛋白水平的增加而上升[17]。本研究中犢牛血清BUN水平在3.97～5.53 mg/dL之間，這與Blome等[6]報(bào)道的2.9～6.0 mg/dL的接近，但是低于Terosky等[18]報(bào)道的7.0～8.03 mg/dL。郭凱等[19]研究發(fā)現(xiàn)，飼喂蛋白含量為22.00%的飼糧組，90日齡犢牛血清BUN含量顯著高于飼喂粗蛋白含量為19.10%飼糧組。李輝[20]研究發(fā)現(xiàn)，飼喂等能值粗蛋白質(zhì)含量分別為18%、22%和26%的飼糧，高蛋白水平可導(dǎo)致犢牛血清BUN含量上升。本研究中血清BUN水平也隨著飼糧中蛋白水平的增加顯著升高，這與其結(jié)果相似。表明在19%的基礎(chǔ)上，提高飼糧蛋白水平可能會降低機(jī)體蛋白合成率和瘤胃微生物對氨的利用率，從而降低飼料報(bào)酬，增加飼養(yǎng)成本。

血清GLU含量是機(jī)體能量代謝的重要生理指標(biāo)，可以反映機(jī)體的能量平衡情況。維持GLU穩(wěn)定對于機(jī)體內(nèi)正常代謝及內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定來說至關(guān)重要。吳敏等[21]報(bào)道，不同蛋白水平對血清中GLU含量無顯著性差異。崔曉鵬等[22]同樣發(fā)現(xiàn)，飼喂不同蛋白水平飼糧，對斷奶的藏羊血清GLU含量沒有顯著差異。本研究中各試驗(yàn)組血清中GLU含量沒有顯著差異，表明飼糧蛋白水平提高到21%和23%，對犢牛機(jī)體代謝和內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定沒有顯著影響。

游離脂肪酸(NEFA)由脂肪水解產(chǎn)生。當(dāng)奶牛能量攝入不足，其血液中胰島素濃度降低，生長激素與胰島素的比例升高，這將促進(jìn)脂肪分解，提高血清NEFA含量[22]。血清中NEFA含量和脂類代謝、糖代謝、內(nèi)分泌功能有關(guān)，NEFA可以有效反應(yīng)犢牛體內(nèi)脂肪代謝情況[15]。血清NEFA處于較低水平說明多余血糖轉(zhuǎn)化為脂肪后沒有被分解，無需動用體內(nèi)脂肪儲備，且不同蛋白水平飼糧與血液中NEFA值無必然聯(lián)系[24]。但代正陽等[25]、崔秋佳等[15]研究發(fā)現(xiàn)，血液中NEFA值隨著蛋白水平的增加而升高。本研究發(fā)現(xiàn)，NEFA和TG含量隨飼糧蛋白水平提高而上升，其原因是犢牛生長所需能量不足，不得不動用體內(nèi)脂肪，導(dǎo)致血清中NEFA含量升高，與代正陽等[25]，崔秋佳等[15]研究結(jié)果一致。而對照組與其他2個(gè)組相比，血清GLU無差別，但NEFA和TG含量最低。表明在本研究設(shè)計(jì)的飼糧能量水平下，飼喂19%蛋白水平飼糧機(jī)體能量平衡影響最低需要。如需提高飼糧蛋白水平，最好能同時(shí)提高飼糧能量水平。我們在測量日增重時(shí)同樣發(fā)現(xiàn)，相比19%蛋白飼糧組，21%和23%飼糧蛋白組間日增重的差異極小。這些結(jié)果表明，飼糧蛋白質(zhì)水平宜小于21%。

血清TP含量可以在一定程度上反映飼糧中蛋白質(zhì)的營養(yǎng)供給水平及機(jī)體對蛋白質(zhì)的消化吸收程度。前人對血清蛋白的研究結(jié)果存在分歧，有報(bào)道認(rèn)為，血清TP和ALB水平均不受飼糧蛋白水平的影響[6,26]，但Sykes[27]報(bào)道，較高蛋白質(zhì)采食量可增加血清ALB含量。羅洪明等[28]報(bào)道，隨著蛋白質(zhì)水平的增加，血液中的TP、ALB以及白蛋白/球蛋白的比值先增加后下降，蛋白水平為23%時(shí)，血清中的TP、ALB達(dá)最高。本研究中飼糧蛋白水平并沒有顯著影響血清TP、ALB水平，與Sahoo等[26]的研究結(jié)果一致。此外，飼糧蛋白水平對犢牛血清LDH、AKP、ALP、AST、T-CHO、HDL-c、LDL-c和GLU都沒有顯著影響，這說明提高飼糧蛋白質(zhì)水平到23%，對機(jī)體能量代謝、蛋白質(zhì)代謝和內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定沒有太大影響。

3.3 飼糧蛋白水平對犢牛消化代謝的影響

飼糧營養(yǎng)物質(zhì)消化率可以作為飼糧是否合理、各種營養(yǎng)素是否均衡的一個(gè)參考標(biāo)準(zhǔn)。蛋白質(zhì)的代謝規(guī)律可以反映奶牛對蛋白質(zhì)的需求。開展相關(guān)研究能幫助發(fā)揮動物的生長性能，并降低氮排放對環(huán)境的污染。高艷霞等[29]報(bào)道，300～350 kg中國荷斯坦育成牛蛋白質(zhì)消化率在69.77%左右，這與本研究對照組結(jié)果接近。周漢林等[30]研究報(bào)道，分別飼喂9～10月齡奶牛蛋白質(zhì)水平為10.12%、12.19%和14.29%的飼糧時(shí)，其粗蛋白的消化率隨著飼糧蛋白水平的提高而升高。而對本研究設(shè)計(jì)的19%、21%和23% 3種蛋白質(zhì)水平飼糧，其蛋白質(zhì)消化率隨飼糧蛋白水平提高而降低。這可能是由于設(shè)計(jì)的飼糧蛋白水平不同所致。此外，本研究發(fā)現(xiàn)，飼糧蛋白水平的變化并不會對氮的沉積率產(chǎn)生顯著影響，且干物質(zhì)、粗脂肪和中性洗滌纖維的消化率都隨著飼糧蛋白質(zhì)水平的提高而降低。這些結(jié)果表明，在19%的基礎(chǔ)上再提高飼糧蛋白質(zhì)水平對蛋白質(zhì)的消化代謝無顯著影響，且不利于犢牛對其他營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收。

在日糧日糧能量(NE)水平為6.82 MJ/kg，飼糧蛋白質(zhì)水平宜低于21%，而19%飼糧蛋白水平已經(jīng)可以滿足3～4月齡犢牛機(jī)體能量代謝、蛋白質(zhì)代謝和內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定需要。相比更高蛋白水平的飼糧，19%蛋白水平飼糧減少了犢牛脂肪的分解，有利于提高生產(chǎn)效率，降低成本。綜上所述，19%飼糧蛋白水平已經(jīng)可以滿足3～4月齡犢牛生長所需，以及機(jī)體能量代謝、蛋白質(zhì)代謝和內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定需要，且營養(yǎng)物質(zhì)消化率最高。建議飼喂19%蛋白質(zhì)水平飼糧。