尹召華 曹維維 王洪榮* 王 恒
(1.揚(yáng)州大學(xué)動(dòng)物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,揚(yáng)州 225009;2.揚(yáng)州大學(xué)實(shí)驗(yàn)農(nóng)牧場,揚(yáng)州 225009)
日糧陰陽離子平衡(dietary cation-anion balance,DCAB)是指日糧中每千克干物質(zhì)所含有的主要陽離子(Na+、K+、Ca2+和M g2+)毫摩爾數(shù)與主要陰離子(Cl-、S2-和PO43-)毫摩爾數(shù)之差。它們之間的比例失調(diào),就會(huì)使血液中的pH改變,嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響奶牛的消化代謝而引起各種疾病。目前,關(guān)于DCAB在奶牛泌乳性能上應(yīng)用的研究較多[1-5],但國內(nèi)外關(guān)于生產(chǎn)實(shí)際確定DCAB適宜添加量的報(bào)道不盡相同,韓坤等[6]認(rèn)為DCAB水平為350 mEq/kg DM時(shí)對泌乳中期奶牛最佳,而李秋鳳等[3]認(rèn)為DCAB為175m Eq/kg DM對泌乳中后期奶牛最佳。Roche等[2]指出奶牛DCAB水平不應(yīng)超過520 mEq/kg DM??梢娒谌橹衅谀膛5淖罴袲CAB水平未有統(tǒng)一定論。為了進(jìn)一步對奶牛生產(chǎn)過程進(jìn)行有效調(diào)控,提高其泌乳性能和健康水平。本試驗(yàn)通過對泌乳中期荷斯坦奶牛日糧中添加陽離子鹽的方式調(diào)整DCAB水平,探索飼喂不同DCAB水平日糧對泌乳中期奶牛的影響。以期找出適宜的DCAB范圍,為今后在生產(chǎn)實(shí)踐中進(jìn)一步發(fā)揮奶牛的最佳性能提供依據(jù)。
在揚(yáng)州大學(xué)實(shí)驗(yàn)農(nóng)牧場,選擇體重(575±25)kg,頭胎,產(chǎn)奶量(25±3)kg/d,泌乳天數(shù)(133±20)d,健康無病的荷斯坦奶牛12頭,采用完全隨機(jī)區(qū)組分成4組,每組3頭,平均胎次、產(chǎn)奶量差異不顯著(P>0.05)。試驗(yàn)共21 d,其中預(yù)試期7 d,正式試驗(yàn)期14 d。
本試驗(yàn)采用DCAB=(Na++K++0.15× Ca2++0.15×M g2+)-(Cl-+0.6×S2-+0.5× PO43-)[7]公式來計(jì)算DCAB,單位為mEq/kg DM。根據(jù)公式計(jì)算出基礎(chǔ)日糧的DCAB值計(jì)為200m Eq/kg DM。通過添加NaHCO3及CaCO3調(diào)整日糧DCAB值。A組(對照組)DCAB值為200 mEq/kg DM,B組DCAB值為250mEq/kg DM,C組DCAB值為300 m Eq/kg DM,D組DCAB為400m Eq/kg DM。基礎(chǔ)日糧為揚(yáng)州大學(xué)實(shí)驗(yàn)農(nóng)牧場TMR日糧。自由采食和飲水。陽離子鹽拌于部分TMR日糧中混合均勻后于每日08:00、15:00和22:00分3次飼喂,待該部分飼料被采食完全后再補(bǔ)齊剩余飼料以保證奶牛將陽離子鹽完全采食。定時(shí)在飼喂30m in后擠奶,每日3次。牛舍為南北側(cè)墻、寬幅窗與地窗對稱設(shè)置的牛舍,兩列臥床,散欄飼養(yǎng),舍外運(yùn)動(dòng)場,定時(shí)放牧。適時(shí)風(fēng)扇送風(fēng),采用集中并列式管道擠奶系統(tǒng)。飼料加工、調(diào)制、擠奶等均采用機(jī)械化工藝。人工喂料及清糞。基礎(chǔ)日糧組成及營養(yǎng)水平見表1。
表1 基礎(chǔ)日糧組成(風(fēng)干基礎(chǔ))及營養(yǎng)水平(干物質(zhì)基礎(chǔ))Table 1 Composition(air-dry basis)and nutrient levels(DM basis)o f basal diet(%)
1.3.1 飼料樣品離子測定
試驗(yàn)前對飼料樣品中各種離子及常規(guī)養(yǎng)分進(jìn)行測定。采集樣品混勻,采用四分法縮樣,取約500 g粉碎過40目篩,參照國家標(biāo)準(zhǔn)[8]分析水分(GB/ T 6435—1986)、粗灰分(GB/T 6438—1992)、粗蛋白質(zhì)(GB/T 6432—1994;KDN-04B型凱氏定氮儀,上海新嘉公司)。Ca采用乙二胺四乙酸二鈉絡(luò)合滴定法(GB/T 6436—2002),Na、K、M g含量采用原子吸收法測定(AA 6300型原子吸收分析儀,日本島津公司),水溶性氯化物采用AgNO3滴定法(GB/T 6439—1992)測定,S采用硫酸鋇沉淀法(GB/T 17776—1999)測定,P采用釩鉬黃比色法(GB/T 6437—2002)測定。
1.3.2 血液樣品的采集
在試驗(yàn)期第14天采集奶牛動(dòng)脈血液樣品。于11:00用肝素處理過的采血針采集奶牛尾根動(dòng)脈血液2m L后立即密封,置入冰盒并立即送往江蘇省蘇北人民醫(yī)院,在1 h內(nèi)使用Compact-3型全自動(dòng)血?dú)夥治鰞x分析血液pH、二氧化碳分壓、氧分壓、實(shí)際碳酸氫鹽含量、二氧化碳總量、全血堿貯、氧飽和度等血?dú)庵笜?biāo)。
1.3.3 平均日產(chǎn)奶量測定
每天定時(shí)測定產(chǎn)奶量,每日3次,合計(jì)每頭牛的日產(chǎn)奶量,計(jì)算平均日產(chǎn)奶量。
1.3.4 乳成分測定
于正式試驗(yàn)最后3 d進(jìn)行乳樣采集,按照早∶中∶晚=3∶3∶4的比例共采集50 m L,將全天的乳樣混合均勻,加入1滴重鉻酸鉀防腐劑,搖勻后置于冰箱冷藏,次日送上海光明公司,采用紅外分光光度法(M inor-78110型全自動(dòng)乳成分分析儀)測定乳脂率、乳蛋白率和總固形物含量。
數(shù)據(jù)處理采用Excel軟件,并結(jié)合SPSS 15.0軟件中的One-way ANOVA進(jìn)行方差分析和Duncan氏多重比較,試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。
DCAB對奶牛血液生理指標(biāo)的影響結(jié)果見表2。奶牛血液pH和實(shí)際碳酸氫鹽含量隨DCAB的升高而增加(P<0.05)。4個(gè)組的血液pH平均值依次為7.42、7.43、7.46和7.48,其中B、C、D組分別比A組升高了0.13%、0.54%、0.78%;B、C、 D組的實(shí)際碳酸氫鹽含量分別比A組升高了6.23%、13.72%、16.46%;A、B組之間沒有顯著差異(P>0.05),但都與C、D組之間差異顯著(P<0.05)。
動(dòng)脈血二氧化碳分壓隨DCAB的升高而提高, B、C、D組分別比A組升高了12.77%、34.04%和42.55%,A、B組與C、D組之間有顯著差異(P<0.05)。
動(dòng)脈血二氧化碳總量、堿貯、氧飽和度則隨DCAB的升高先增加后減少。其中C組的二氧化碳總量和堿貯高于對照組,均達(dá)到了顯著水平(P<0.05)。對于二氧化碳總量,B、C、D組分別比A組提高了11.78%、25.86%和25.86%;血液堿貯分別為2.10、2.70、3.75和3.40 mm ol/L,B、C、D組分別比A組升高了28.57%、78.57%和61.90%。
動(dòng)脈血氧分壓和氧飽和度各組分別是11.33、12.20、14.33、13.07 kPa和98.00%、98.00%、99.00%、99.00%,各組之間沒有顯著差異(P>0.05),但都呈現(xiàn)一定的變化規(guī)律。
表2 DCAB對泌乳中期奶牛血液生理指標(biāo)的影響Table 2 Ef fec ts of DCAB on blood physiological indices in the diary cows in m id-lactation
由表3可知,飼喂不同DCAB日糧對試驗(yàn)?zāi)膛5母晌镔|(zhì)采食量無顯著影響,但有增加趨勢(P>0.05);各試驗(yàn)組奶牛的平均日產(chǎn)奶量在一定范圍內(nèi)隨著DCAB提高均有所增加(P>0.05)。試驗(yàn)期內(nèi)B、C、D組的平均日產(chǎn)奶量與A組相比,分別提高了3.47%、6.90%、3.78%,各組之間無顯著差異(P>0.05),其中C組平均日產(chǎn)奶量最高,達(dá)到28.36 kg/d。同時(shí),飼喂不同DCAB日糧對各組乳脂率和總固形物均無顯著差異(P>0.05),對乳蛋白率也無顯著影響,但有增大趨勢(P>0.05)。乳脂率和乳中總固形物均為C組含量最高,分別達(dá)到3.73%和12.99%。
表3 DCAB對泌乳中期奶牛泌乳性能的影響Tab le 3 Ef fects of DCAB on performance in the diary cows in m id-lac tation
DCAB是影響機(jī)體酸堿平衡的最常見的因素,不同DCAB通過改變奶牛血液中HCO3-濃度和pH影響機(jī)體酸堿平衡。在正常情況下細(xì)胞外液的pH為7.40±0.05,本試驗(yàn)結(jié)果中各組pH在7.42~7.48,pH隨著DCAB的增加而增大,說明DCAB對血液中的酸堿平衡有直接影響。Tucker等[9]研究表明,DCAB通過改變血液中HCO3-的濃度來影響血液的pH,并隨著DCAB的增加而增大,保證體液具有較強(qiáng)的緩沖力。血液中實(shí)際碳酸氫鹽含量與血液pH變化相一致,也正反映出血液pH的大小由血液實(shí)際碳酸氫鹽含量決定。
動(dòng)脈血二氧化碳分壓在一定程度上反映著奶牛受應(yīng)激的情況。李秋鳳等[10]報(bào)道在高溫條件下奶牛受熱應(yīng)激時(shí),由于呼吸頻率增加,導(dǎo)致二氧化碳呼出體外速度超過體內(nèi)形成的速度,致使血液中的二氧化碳分壓下降,血液中的碳酸分解引起堿中毒,使血中HCO3-的濃度下降,血液酸堿平衡失調(diào)。適當(dāng)增加DCAB能提高血液pH,減輕堿中毒造成的危害。本試驗(yàn)中動(dòng)脈血二氧化碳分壓A、B組之間沒有顯著差異,但與C、D組之間差異顯著,說明適當(dāng)提高DCAB水平可以緩解奶牛熱應(yīng)激。
血液中氧分壓和氧飽和度均反映了血液運(yùn)輸氧氣能力。本試驗(yàn)表明,隨著DCAB的升高,奶牛血液的氧分壓和氧飽和度均呈現(xiàn)先升高后降低的變化趨勢,雖然變化并未達(dá)到顯著水平,可仍能反映出適當(dāng)提高DCAD水平可以起到增強(qiáng)奶牛血液運(yùn)輸氧氣的能力,當(dāng)DCAB水平為300 mEq/kg DM時(shí),奶牛的氧分壓和氧飽和度均達(dá)到最佳狀態(tài)。
堿貯則反映了血液偏酸或偏堿的程度,也是血液緩沖能力強(qiáng)弱的表現(xiàn)。當(dāng)出現(xiàn)酸中毒時(shí),血液堿貯下降、血液二氧化碳結(jié)合力降低,動(dòng)物會(huì)表現(xiàn)出一系列不適癥狀。適當(dāng)添加緩沖物質(zhì)如NaHCO3可以補(bǔ)充動(dòng)物因熱喘息(呼出二氧化碳過多)造成血液中碳酸鹽的減少,也可以中和機(jī)體產(chǎn)生的酸性物質(zhì),從而降低了血液的酸性,增加堿貯含量,增強(qiáng)機(jī)體酸堿平衡能力。本研究堿貯C、D 2組顯著高于A、B 2組,表明高DCAB日糧提高了奶牛血液的堿貯水平,增加了奶牛機(jī)體平衡酸堿的能力,說明提高DCAB利于血液酸堿緩沖能力的增強(qiáng),能有效緩解奶牛瘤胃酸中毒等癥狀的發(fā)生。這與孫永強(qiáng)等[11]的報(bào)道相一致。
大多數(shù)研究認(rèn)為DCAB能夠影響熱應(yīng)激奶牛的產(chǎn)奶量[12]。李秋鳳等[3]研究結(jié)果表明高DCAB日糧顯著增加泌乳早期熱應(yīng)激奶牛產(chǎn)奶量,而對乳蛋白率和乳脂率無顯著影響。Tucker等[9]報(bào)道,DCAB從-100mEq/kg DM增加到200mEq/kg DM時(shí),荷斯坦牛的產(chǎn)奶量呈線性增加(從5.9%到8.6%), DCAB從200 m Eq/kg DM增至370m Eq/kg DM時(shí),奶牛的產(chǎn)奶量增加,但對乳脂率無顯著影響。West[4]報(bào)道,增加DCAB可增加熱應(yīng)激奶牛產(chǎn)奶量和乳脂率。本試驗(yàn)表明不同DCAB對各組奶牛的平均日產(chǎn)奶量無顯著影響,但在一定范圍內(nèi)隨著DCAB增加而增大,說明較高的DCAB能夠穩(wěn)定和相對提高瘤胃的pH使之保持中性狀態(tài),有利于微生物對纖維素、半纖維素和其他糖類的消化,從而提高奶牛對粗飼料的利用率。
乳蛋白和乳脂是牛奶中的重要營養(yǎng)成分,其含量的高低受遺傳背景、日糧組成以及飼養(yǎng)管理等因素的影響。前人對DCAB影響乳成分的研究結(jié)果不盡相同。段智勇等[12]報(bào)道在泌乳早期飼喂高DCAB日糧時(shí),隨著產(chǎn)奶量的增加,乳蛋白率明顯提高;李秋鳳等[3]研究發(fā)現(xiàn),乳蛋白率隨DCAB增加而增大,但尚未達(dá)到顯著水平,這一結(jié)果和Delaquis等[13]的報(bào)道相一致。本試驗(yàn)表明飼喂不同的DCAB日糧對各組乳蛋白率、乳脂率和乳中總固形物含量均無顯著影響,乳蛋白率B、C、D組偏低,這可能是添加了礦物質(zhì)離子而改變了瘤胃發(fā)酵模式,使瘤胃中丙酸鹽比例降低而導(dǎo)致的。
①提高DCAB可明顯增強(qiáng)奶牛血液的緩沖能力和運(yùn)氧能力,奶牛血液pH和實(shí)際碳酸氫鹽含量隨DCAB的增加而增大。
②適度提高DCAB水平可提高泌乳中期奶牛平均日產(chǎn)奶量,對乳蛋白率有增大的趨勢,對其他乳成分影響不顯著。
③綜合考慮奶牛血液生理指標(biāo)和泌乳性能,在奶牛泌乳中期飼喂DCAB為300 mEq/kg DM的日糧效果為佳。
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*Correspond ing au thor,p rofessor,E-m ail:h rw ang@yzu.edu.cn
(編輯 李一航)