不同牧草来源日粮对奶牛瘤胃发酵和微生物蛋白合成的影响

侯玉洁， 徐 俊， 郭小泽， 邹新建， 曾柳根， 姚 毅， 侯小辉， 许亮清*

（1.南昌市农业科学院，江西南昌330008；2.江西省农业科学院农产品质量安全与标准研究所，江西南昌330200；3.江西省农业科学院畜牧兽医研究所，江西南昌330200；4.新疆阿勒泰市畜牧兽医站，新疆阿勒泰836500）

不同牧草来源日粮对奶牛瘤胃发酵和微生物蛋白合成的影响

侯玉洁1， 徐 俊2*， 郭小泽3， 邹新建1， 曾柳根1， 姚 毅1， 侯小辉4， 许亮清1*

（1.南昌市农业科学院，江西南昌330008；2.江西省农业科学院农产品质量安全与标准研究所，江西南昌330200；3.江西省农业科学院畜牧兽医研究所，江西南昌330200；4.新疆阿勒泰市畜牧兽医站，新疆阿勒泰836500）

试验旨在研究不同牧草来源日粮对奶牛瘤胃发酵和微生物蛋白合成的影响。选用8头体重为（632±12）kg泌乳中期奶牛（135±16 DIM），随机分为4组，采用4×4重复拉丁方设计，共4期，每期21 d，其中14 d适应期，7 d采样期。四组日粮均以玉米青贮为基础，粗饲料分别由苜蓿草、燕麦草、羊草和稻草组成，日粮等能等氮且中性洗涤纤维（NDF）和非纤维性碳水化合物（NFC）含量相同。结果显示：（1）四组日粮中奶牛干物质采食量（DMI）差异不显著（P>0.05），瘤胃液pH、NH3-N、总挥发性脂肪酸（TVFA）和支链挥发性脂肪酸浓度均无显著差异（P>0.05），稻草组乙酸含量偏低，丙酸含量偏高，但与其他三组并无显著差异（P>0.05）。（2）稻草组奶牛每日尿排泄量有增加的趋势（P=0.08），牧草来源对每日尿酸排泄量无显著影响（P=0.87），但稻草组中尿囊素显著低于苜蓿草、燕麦草和羊草组（P=0.01），造成总嘌呤衍生物（PD）含量显著降低（P=0.01），稻草组微生物蛋白（MCP）产量比苜蓿草组降低124 g/d。综上可知，在日粮NDF和NFC含量相同的条件下，不同牧草来源日粮对奶牛瘤胃发酵无显著影响，且苜蓿草、燕麦草和稻草组微生物蛋白合成无显著差异。

粗饲料；瘤胃发酵；微生物蛋白合成；奶牛

日粮纤维对于维持奶牛瘤胃健康和微生物氮利用效率至关重要，牧草是奶牛纤维的主要来源，尤其是青贮玉米，豆科牧草和禾本科干草（Eastridge等，2009），纤维在瘤胃微生物作用下降解为挥发性脂肪酸供能，促进瘤胃微生物对日粮中氮的利用，可减少氮排放对环境造成的污染。

不同牧草蛋白、纤维和非纤维性碳水化合物（NFC）含量及消化率各不相同，它们会影响奶牛瘤胃发酵和微生物蛋白（MCP）合成（Lascano等，2010；Ramos等，2009），因此，通过改变日粮组成提高瘤胃微生物对饲料降解率和生产性能的研究具有重要意义（Jones等，2009）。日粮中不同牧草来源和纤维水平对瘤胃发酵和微生物氮代谢至关重要（Weiss等，2009；Nousiainen等，2009），前人研究了日粮精粗比 （Lechartier和Peyraud，2010；Santra和Karim，2009），NDF水平 （Qiu等，2003）和牧草间替代 （Zhu等，2013；Official Methods of Analysis，1980）对奶牛瘤胃发酵、营养物质消化和泌乳性能的影响，但很少有研究不同牧草来源日粮中蛋白质、能量和纤维等营养组分对奶牛瘤胃发酵和MCP合成的影响。

因此，本研究选用我国牧场常用的四种牧草（苜蓿草、燕麦草、羊草和稻草）为粗饲料来源，以玉米青贮为基础配制了四组等能等氮且NDF和NFC含量相同的日粮，研究不同牧草来源日粮对泌乳奶牛瘤胃发酵和MCP合成的影响。

1 材料与方法

1.1 试验动物、日粮及饲养管理 选用8头体重为（632±12）kg，泌乳天数为（135±16）d的泌乳中期荷斯坦奶牛。粗饲料以玉米青贮为基础，另一粗饲料分别来源于苜蓿草、燕麦草、羊草和稻草，牧草均由铡草机铡成3～5 cm，采用全混合日粮（TMR）方式进行饲喂。精料主要为玉米、豆粕、棉籽粕、玉米干酒糟和预混料等，配制四组等能等氮且NDF和NFC含量相同的日粮。奶牛日喂3次 （06∶00，14∶30，22∶30），日挤奶3次（07∶00，15∶00，23∶00），单栏栓系式饲养，采食后供以充足饮水，日粮组成及营养成分如表1所示。

1.2 试验设计 8头奶牛随机分为四组，采用4× 4重复拉丁方设计，进行4期动物试验，每期21 d，前14 d预饲期，后7 d采样期，准确记录每天干物质采食量（DMI）。

1.3 样品采集与测定

1.3.1 饲料及剩料样品采集与分析 每期试验第15～17天采集TMR饲料样和剩料样各1 kg于-20℃保存，3 d采样结束后，解冻并混合均匀，制备分析样品。将样品放入65℃烘箱中烘48 h，测定初水分，然后过40目筛，测定样品粗蛋白质（CP），粗脂肪（EE），有机物（OM），NDF和酸性洗涤纤维 （ADF）含量 （Van Soest等，1991），NFC= 100-（CP%+NDF%+EE%+Ash%）。饲料中钙（Ca）和磷（P）采用电感耦合合等离子体原子发射光谱法测定（Official Methods of Analysis，1980）。

表1 TMR日粮组成及营养成分

1.3.2 尿样采集和嘌呤衍生物的测定 每期试验第15～17天通过点尿法采集晨饲后6 h和12 h尿样100 mL，按1∶4的比例加入0.036 mol H2SO4，立即放入-20℃冷冻保存。每期采样结束后，将每头奶牛的尿液混合均匀，移取40 mL尿液并稀释至200 mL制成次级尿样，采用比色法测定尿中尿囊素和尿酸含量（Chen和Gomes，1995），肌酸苷含量利用试剂盒测定（BioVisione，K625-100）。

1.3.3 微生物蛋白产量的计算 本文根据尿中嘌呤衍生物（PD）排泄量估测MCP产量，其推算关系为：

式中：X为尿中PD数量，mmol/d；0.85表示牛肠道吸收的嘌呤转化为尿中 PD的回收率；0.385表示吸收的嘌呤经尿中排出的比率；BW0.75是奶牛代谢体重；70代表每mmol嘌呤中的氮含量，mg/mmol；0.83代表微生物嘌呤的小肠吸收率；0.116代表瘤胃微生物总氮中的嘌呤氮比例。

1.3.4 瘤胃液样品采集及分析 每期试验的第19～20天采集瘤胃液样品，通过口腔采集法采集晨饲后4 h瘤胃液150 mL（之前的唾液舍弃）。四层纱布过滤后立即测定pH；同时取过滤后的瘤胃液8 mL，加入2 mL新配制的25%偏磷酸，封盖、倒置摇匀，11000 g离心20 min，上清液通过高效液相色谱法测定挥发性脂肪酸（VFA）浓度（Samue等，1997）；另取2 mL滤液，加入0.5 moL HCl用于NH3-N含量的测定（Chaney和Marbach，1962）。

1.4 统计分析 数据采用Excel 2007进行整理，结果采用SAS统计软件的PDIFF模块进行方差分析和显著性检验，以P＜0.05作为差异显著性判断标准。

2 结果与分析

2.1 不同牧草来源日粮对瘤胃发酵的影响 由表2可知，四处理组中奶牛DMI分别为19.20、18.95、18.83和18.98 kg/d，各组间无显著差异（P＞0.05）。四组日粮中瘤胃液pH、NH3-N、TVFA和支链挥发性脂肪酸浓度也无显著差异（P＞0.05），虽然稻草组乙酸含量偏低，丙酸含量偏高，但与其他三组并无显著差异（P＞0.05），且从乙/丙比可知，四组日粮均为乙酸型发酵。

2.2 不同牧草来源日粮对微生物蛋白合成的影响 尿中PD和MCP估测量如表3所示，稻草组奶牛每日尿排泄量有增加的趋势（P=0.08），牧草来源对每日尿酸排泄量无显著影响（P=0.87），但稻草组中尿囊素显著低于苜蓿、燕麦草和羊草组（P=0.01），造成总PD含量显著降低（P=0.01），稻草组MCP产量比苜蓿组降低124 g/d。

3 讨论

3.1 不同牧草来源日粮对瘤胃发酵的影响 日粮中 NDF含量是限制奶牛 DMI的关键因素（Adin等，2009），当粗饲料为NDF主要来源时，DMI和NDF呈显著的负相关 （Ranathunga等，2010）。未铡短牧草会影响DMI，但铡短和粉碎过的牧草对奶牛的DMI无影响（Rode等，1985）。本研究中四组处理的DMI差异不显著，这可能是因为该试验牧草均已铡短为3～5 cm长且日粮中NDF含量相似。

表2 牧草来源对奶牛采食量和瘤胃发酵的影响

表3 牧草来源对尿排泄量、尿中嘌呤衍生物排泄量和微生物蛋白产量的影响

日粮纤维对瘤胃发酵至关重要，它们可以调控瘤胃 pH促进瘤胃内环境的稳态 （Haddad和Grant，2000），NRC建议日粮NDF中75%应由粗饲料提供。本试验中NDF和NFC含量相近是造成瘤胃pH和TVFA含量无差异的重要原因，该结果与Eastridge等（2009）结果一致，粗饲料来源并不影响瘤胃发酵，而NDF和淀粉含量相近是造成乙酸和丙酸无差异的重要原因（Owens等，2009）。日粮中蛋白的降解是支链脂肪酸的主要来源，该试验中各处理组蛋白水平相似，使得瘤胃中支链脂肪酸未出现显著差异（Berthiaume等，2010）。

3.2 不同牧草来源日粮对微生物蛋白合成的影响 MCP可为奶牛提供蛋白需要量的 40%～60%，MCP合成受日粮碳水化合物和蛋白含量的影响，日粮中能氮同步释放有利于促进瘤胃中MCP的合成（Moscardini等，1998）。稻草组小肠的MCP含量低于其他三组的原因可能是能量不够引起的，尽管稻草组中NFC含量与其他三组类似。本试验稻草组中尿排放量及尿素氮含量均高于其他三组，降低尿氮排放量和尿素氮水平可以减少氮损失，提高NH3-N利用率，进而促进瘤胃MCP的合成 （Zhu等，2013），因此造成稻草组MCP合成量显著低于其他牧草组。然而，大量研究发现，奶牛瘤胃的日平均MCP合成量为1656 g，故稻草组MCP合成量（1699 g/d）可以满足奶牛乳蛋白合成的需要（Clark等，1992）。尽管豆科牧草CP和NFC含量高于禾本科牧草，它们可以提供更多能量和可降解蛋白以合成MCP，但本试验各组日粮中蛋白、纤维和能量水平相同，这也许是造成MCP合成量差异不显著的主要原因。

4 小结

本研究结果表明，在日粮NDF和NFC含量相同的条件下，不同牧草来源日粮对奶牛瘤胃发酵无显著影响，且苜蓿草、燕麦草和稻草组微生物蛋白合成也无显著差异。

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A total of 8 Holstein dairy cows with average weight（632±12）kg and middle lactation[（135±16）DIM]were selected，and a replicated 4×4 latin square design was used to evaluate the effects of forage sources on rumen fermentation characteristics and microbial protein（MCP）synthesis.Alfalfa hay（AH），oat hay（OH），leymus chinensis（LC）and rice straw（RS）were primary sources of fiber，diets were isonitrogenous and isocaloric，and based on corn silages，total mixed rations with equivalent neutral detergent fiber （NDF）and nonfiber carbohydrate （NFC）.The results showed that：（1）The dry matter intake（DMI），the concentrations of pH，ammonia nitrogen，TVFA and branched volatile fatty acids were not affected by the source of dietary forages （P＞0.05）.The acetate content of rice straw was much lower，and the content of propionate was much higher than other groups.（2）The urine excretion of cows had the trend of increasing in rice straw group（P=0.08），the source of dietary forages had no effect on uric acid excretion，but allantoin output of rice straw was lower than alfalfa hay，oat hay and leymus chinensis（P=0.01），so the total purine derivatives（PD）excretion significantly decreased.Microbial protein of rice straw lower than alfalfa hay by 124 g/d.According to the results，the cows were fed with AH，OH，LC，and RS with equivalent NDF and NFC contents had no unfavourable effect on ruminal fermentation and MCP synthesis.

forage sources；rumen fermentation；microbial protein synthesis；dairy cows

10.15906/j.cnki.cn11-2975/s.20170806

S816.5

A

1004-3314（2017）08-0021-04

国家自然基金“SARA影响锦江黄牛胃肠道微生物和宿主代谢的关联研究”（31560647）

*通讯作者