阴离子盐对围产期奶牛的作用机理及其应用

湖南文理学院生命科学院 郭冬生 夏维福＊湖南省畜牧兽医研究所 彭小兰

钙的营养对奶牛至关重要。据测定，初乳中钙含量为2.3 g/L，日产10 kg初乳的奶牛导致23 g钙的流失，相当于血钙贮备的9倍以上，对于围产期奶牛尤其重要。围产期的奶牛由于胎儿生长、分娩和泌乳，在短期内需要动用大量的血钙，但机体内钙的调节机制在短期内又无法迅速启动，因此，生产实践中的低血钙发生率极高，而低血钙又是产褥热等代谢疾病的直接诱因。

1 围产期奶牛的生理特点

奶牛一年中约有305 d在泌乳，280 d在怀孕，是一台高负荷运转的生物机器，产犊前21 d称为干奶后期，产犊后14 d称为泌乳前期，围产期指奶牛怀孕的最后3周（干奶后期）到泌乳的前2周（泌乳前期）这一特殊阶段。妊娠后期胎儿的生长（80%）、分娩生产活动的产道收缩、泌乳产奶（钙1 g/L）都需要消耗大量钙。据报道，美国大约有 7.2%的高产奶牛患有产褥热（Jardon，1993），66%的经产奶牛产犊后患有亚急性低血钙（Beede，1992），患有产褥热的奶牛与正常的奶牛相比，产奶量下降14%，产奶周期缩短3～4年（Block，1984）。

2 围产期奶牛钙营养调控

奶牛通过钙稳态调节机制使血钙维持在9～10 mg/100 mL，但几乎所有奶牛在产后几天都会发生低血钙病症，子宫收缩无力，胎衣不下发病率高；瘤胃收缩乏力，真胃移位；食欲低下及诱发酮病等。针对围产期奶牛钙营养代谢障碍，对其营养调控至关重要。过去做法是通过提高日粮中钙的添加量和注射钙制剂大量补钙，但作用效果不明显，作用时间不持久。静脉注射23%的葡萄糖酸钙溶液仍然被广泛用来治疗奶牛产褥热。根据钙的调节机理，干奶后期饲喂低钙日粮对预防产褥热具有一定功效，要求在产前10 d内每头奶牛每天钙的摄入量少于15 g，使动物处于一种缺钙状态，导致动用骨骼中钙储备、小肠中钙的吸收、调钙激素等机体内钙的反馈调节系统处于活跃状态，动物一旦生产泌乳，钙稳态调节机制能够有效应对，防止血钙严重下降及其产生负面影响。但在生产实践上，奶牛常用饲料苜蓿等含钙量较高，配制低钙日粮很难实现，因此，低钙日粮在实践生产中很难被推广运用。

Oetzel等（1988）研究表明，不论日粮中钙浓度的高低，饲喂阴阳离子差值（cation-anion dif-ference，CAD）为负值的奶牛日粮比CAD为正值的日粮产褥热的发病率明显减少。Dishington（1975）饲喂CAD为负值的高钙日粮时，可以防止92%的奶牛产后瘫痪的发生。Block（1984）饲喂CAD为+330.5 mEq/kg DM的日粮时，结果发现，产后瘫痪发病率高达47%，但当CAD为-128.5 mEq/kgDM时，产后瘫痪的发病率为零。Goff（1991）研究发现，饲喂CAD为负值的日粮时，奶牛血钙浓度明显提高，Block（1989）研究发现，饲喂CAD为负值的奶牛日粮时，羟基脯氨酸浓度增加，由此证明骨骼中钙的动用增加。围产期奶牛饲喂高阴阳离子差（DCAD）的日粮可明显增强奶牛血液缓冲能力、有效缓解奶牛热应激、提高奶牛生产性能，DCAD是防治低血钙等代谢性紊乱的重要研究方向。

3 阴阳离子平衡及其阴离子盐

奶牛日粮阴阳离子平衡是指阳离子和阴离子浓度之差，其中阳离子主要包括 Ca2+、K+、Na+、Mg2+等带正电荷的离子，阴离子主要包括Cl-和S2-等带负电荷的离子，但在计算CAD时主要包括K+、Na+、Cl-和 S2-四种强离子，以 100 g干物质重的毫克当量数（mEq）表示：CAD（mEq/100 g）=[（%Na/0.023）+（%K/0.039）]-[（%Cl/0.0355）+（%S/0.016）]。DCAD为正值时称为阳离子型日粮或碱性日粮；DCAD为负值时称为阴离子型日粮或酸性日粮。DCAD能够影响体内酸碱平衡，从而影响钙磷代谢。高阴离子水平的酸性日粮，对预防产后低血钙病症是有效的。但从部分饲料原料的离子平衡值可以看出，大部分奶牛饲料原料的DCAD值为正值，尤其以苜蓿最高，DCAD值达到了+431.1，因此，干奶后期（围产前期）应尽量避免使用苜蓿。由于大多数饲料原料的离子平衡值为正值，利用常用饲料原料来降低DCAD是不实际的，或者是降低幅度很小，对预防围产期奶牛的低血钙和产褥热作用很小。因此很难完全通过利用常见饲料原料来降低DCAD值，只有通过添加阴离子盐来酸化日粮，但只有添加足量的阴离子盐，使尿液pH值降至5.5～6.5时才对预防产褥热有一定效果。

大量研究表明，干奶牛日粮CAD值通常为+50～+300，而理想的预防围产期低血钙的CAD应为-100～-150。因此，只有通过外源添加阴离子盐来调节DCAD值。常用阴离子盐主要有氯化铵、硫酸铵、硫酸铝、硫酸镁、氧化镁、氯化钙等，因其具有苦涩味，适口性差，通常以酒精糟、糖蜜或热处理大豆粕等为载体与其混合使用。

阴离子盐只饲喂干奶后期或产前21 d的经产奶牛，同时把日粮中钙含量提高到1.5%～1.8%（DM），日粮中非蛋白氮含量不宜超过日粮总含氮量的25%；磷、镁、硫控制在0.4%左右；日粮中氯含量不超过0.8%。饲喂方法是将粗饲料、精饲料和阴离子盐制成全混合日粮（TMR），每天分早中晚3次饲喂。

4 阴离子盐对奶牛生产性能的影响

4.1 对采食量的影响 阴离子盐主要是一些无机化合物，少量添加阴离子盐对采食量不显著，过量添加会降低饲粮的适口性，并造成动物机体酸中毒。因此，阴离子盐的饲喂方法很重要。阴离子盐的适口性差，通过与适口性好的酒精糟、糖蜜或热处理大豆粕等载体混合后制粒的方法，可以提高其适口性，并防止其分离。将阴离子盐与精料搅拌均匀后饲喂，一般不会影响采食量，或经过一段时期适应，奶牛会很快适应。因为阴离子盐适口性问题，要注意观察牛群采食量变化和其他生理变化，及时调整饲喂方法和添加剂量。

4.2 对尿液pH值的影响 奶牛尿液pH值与血液pH值具有高度相关性，因此，可以通过测定尿液pH值反应奶牛血液的酸碱度变化情况。通常情况下，奶牛尿液pH值处于一个偏碱性状态（7.8～8.3），但如果在干奶后期饲喂阴离子盐添加剂能够降低尿液pH值，当饲喂一周左右时，pH值降低至6.0左右，并在6.0左右波动，当尿液pH值为5.5～6.5时，血钙水平正常，且采食量没有明显变化时阴离子盐的用量为最适添加用量，由此可以，确定围产期奶牛最佳DCAD值。如果尿液pH值在6.5以上，说明阴离子盐还不足以预防产褥热，应加大阴离子盐饲喂量；如果尿液pH值在5.5以下，应减少阴离子盐添加量。饲喂阴离子盐后，日粮中的负离子增加会导致血液中的HCO3-浓度降低，使动物处于轻度酸中毒状态，降低血液和尿液pH值，从而有助于钙离子的吸收和提高血钙的浓度。生产实践中，可以根据监测尿液pH值和观察采食量变化，来确定阴离子盐添加剂量和最适DCAD值。同时，在添加使用阴离子盐时，要尽量减少苜蓿干草和豆粕等高阳离子饲料的使用，以免降低其使用效果；增加日粮中磷酸氢钙的添加比例，提高其使用效果。测定尿液pH值成为一种非常方便实用的监测奶牛体液酸碱平衡的手段。

4.3 对产奶量和乳成分的影响 贾磊等（2007）研究报道，用DCAD值为+138.40 mEq/kg DM的对照组和DCAD值为-240.79 mEq/kg DM的处理组通过对比试验研究发现，处理组奶牛分娩后的泌乳量和4%标准乳较对照组平均高0.57 kg/d·头和0.54 kg/d·头，而且有提高乳脂率、乳蛋白率、乳糖率、总固形物等乳成分和降低体细胞数的趋势。姜新生 （2005）通过添加阴离子盐添加剂（8.75%），对照组和处理组DCAD值分别为133 mEq/kg DM和-451 mEq/kg DM，处理组产后第100天产奶量每头每天较对照组平均提高了3.15 kg。李斌等（2003）通过添加阴离子盐添加剂（8%DM），对照组和处理组DCAD值分别为10.97 mEq/kg DM和-37.56 mEq/kg DM，产后4个月的产奶量、4%标准乳产量和乳脂率均有所提高，但对乳蛋白率、乳糖和非脂固形物等乳成分无显著影响。饲喂阴离子盐可以提高奶牛泌乳性能，其原因可能是降低产后疾病，提高了奶牛的整体健康水平和采食量有关。但也有研究报道，阴离子盐对奶牛产奶量和乳成分没有显著影响。

4.4 对奶牛疾病的防控作用 低血钙症的直接后果是引发产褥热或产后瘫痪，从而继发胎衣不下、真胃移位、酮病、子宫炎和乳房炎等。因为阴离子盐能够显著改善血钙水平，从而能够有效防控以上病症发生。熊双丽等（2003）通过阴阳离子平衡试验发现，对照组胎衣滞留率为20%，而添加阴离子盐的处理组胎衣滞留率仅为7%，降低了65%。李斌等（2003）研究发现，饲喂阴离子盐能够显著降低产奶牛第2、3、4个泌乳月中的体细胞数；胎衣不下发病率降低31.2%。蒋云雷等（2006）研究报道，饲喂阴离子盐对奶牛产后疾病的预防起到了较好的效果，胎衣不下率降低20%～40%，产后瘫痪率降低40%～60%，乳房水肿降低20%。饲喂阴离子盐可降低胎衣不下发病率，主要原因是高血钙水平可以维持平滑肌正常的收缩力度，强化产道功能，有利于胎衣排出等；高血钙有利于瘤胃和真胃收缩，减少真胃移位。干奶期饲喂阴离子盐，产犊后患乳房水肿奶牛的乳房更易恢复健康，但其发病机理尚不清楚。产前饲喂阴离子盐，能够显著改善奶牛产后的健康状况，提高泌乳性能。

5 阴离子盐对血液离子浓度和血液生化指标的影响

李斌等（2003）研究报道，饲喂阴离子盐能够显著提高血液Cl-浓度（P＜0.05），但在产犊后随着停止饲喂阴离子盐，试验组与对照组血液氯离子浓度差异也随之缩小，但血浆中的 P3-、K+、Na+、Mg2+的浓度与对照组相比没有显著差异，Ca2+浓度有提高的趋势，但差异不显著。蒋云雷等（2006）研究报道，饲喂阴离子盐能够显著提高血液钙离子浓度 （P＜0.05），但血磷浓度差异不显著 （P＞0.05）。桑松柏等（2009）研究了阴离子盐对血浆血清钙（Ca2+）、血清磷（P3-）、血清羟脯氨酸（HYP）、血清碱性磷酸酶（ALP）、血清骨钙素（BGP）、血清甲状旁腺素（PTH）和血清降钙素（CT）等理化指标的影响，结果表明，试验组血浆钙浓度显著高于对照组，血浆BGP、ALP、HYP均升高，表明试验组奶牛血浆PTH发挥了促进骨钙动员，升高血钙的作用。血浆BGP、ALP、HYP是骨代谢的敏感生化指标和特殊标志物。血浆PTH浓度与血浆钙离子浓度呈负相关，阴离子盐提高了血钙离子浓度，从而抑制PTH的分泌。杨蕾等（2009）报道，添加阴离子盐试验组奶牛在试验期间血清Ca2+浓度均高于10 mg/100 mL。羟脯氨酸的浓度反映了血、尿中的钙浓度变化与骨钙动员的关系，也有研究报道，阴离子盐不会影响尿中羟脯氨酸的浓度。Block（1984）和Goff等 （1991）研究报道，当日粮的DCAD为负值时，血液中维生素D3和PTH的浓度明显提高，在分娩前几天骨骼的动用明显增加，但Goff等（1991）又研究报道，饲喂DCAD为负值的日粮时，PTH浓度没有明显的差异，但是维生素 D3的差异显著。Gafrer等（1995）报道，负的DCAD日粮能够刺激维生素D3的分泌与合成，从而促进钙离子的主动转运，增加钙离子在肠道内的吸收量，使产褥热的发病率减少。

6 小结

围产期是奶牛营养代谢疾病的高发期，产褥热就是以低血钙为特征的一种常见围产期的代谢疾病。研究表明，阴离子盐添加剂能够有效缓解产褥热及其并发症，提高泌乳性能，增强奶牛健康。根据围产期奶牛生理特点，研究阴离子盐添加剂的作用机理，研究开发新型阴离子盐添加剂产品，探讨有效的饲喂模式具有重要意义。

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