日粮中添加离子型饲料添加剂缓解奶牛热应激的效果研究

邵亚群，曾少玉，姜雅慧，王之盛，曾磊，邓超，李庆林，刘建华，周革

（1.四川农业大学动物营养研究所，成都 611130；2.北京金娜尔生物技术有限公司，北京 100085；3.四川普洲奶牛有限公司，资阳 642350）

日粮中添加离子型饲料添加剂缓解奶牛热应激的效果研究

邵亚群1，曾少玉1，姜雅慧1，王之盛1，曾磊1，邓超1，李庆林2，刘建华3，周革3

（1.四川农业大学动物营养研究所，成都 611130；2.北京金娜尔生物技术有限公司，北京 100085；3.四川普洲奶牛有限公司，资阳 642350）

本研究旨在通过向日粮中添加一种离子型饲料添加剂（别名为巴尔吡尔）研究在热应激条件下对奶牛生产性能的影响。试验选择健康泌乳中期荷斯坦牛200头，采用随机区组试验设计分为对照组（饲喂常规TMR）和试验组（TMR中添加50mL/头·d巴尔吡尔），每组各100头，试验期为60d。试验结果表明：试验期牛舍THI值大于72，处于热应激环境下；日粮中添加巴尔吡尔可降低奶牛直肠温度，奶牛平均采食量提高6.46%；群体每日产奶量和单头平均产奶量分别升高9.18%和8.19%；饲喂巴尔吡尔还可降低奶牛乳房炎发病率，但乳蛋白、乳脂、乳糖和非脂乳固体含量分别较对照组低1.75%、7.18%、1.94%和1.82%。综上所述，日粮中添加巴尔吡尔可提高在奶牛热应激环境下的采食量和产奶量，有助于缓解热应激对奶牛生产性能的影响。

巴尔吡尔；热应激；奶牛；生产性能

我国南方夏季高湿高热且持续时间长，奶牛极易出现热应激反应。热应激是影响奶牛夏季产奶性能的重要因素之一。当环境温度高于25℃（或者温湿度指数大于72）时，奶牛则处于热应激环境。遭受严重热应激时，会导致奶牛生产性能降低[1]、机体代谢紊乱[2]和繁殖机能障碍[3]，严重者可导致死亡。处于热应激状态的奶牛，干物质采食量下降[4]，即使在防暑措施良好的奶牛场，产奶量也会下降[5]。热应激限制奶牛营养的摄入，增加了能量的消耗，导致奶牛处于能量负平衡，进而限制牛奶生成[6]，致使乳糖合成量减少[7]，疾病发生率增加。热应激条件下奶牛机体酸碱平衡能力易降低，而日粮中添加离子型饲料添加剂可以维持体内的酸碱平衡，维持动物体正常的稳态和生理机能[8]。巴尔吡尔是一种以磷酸氢二钾和磷酸氢二钠为主要成分的功能性液体饲料添加剂，采用美国专利技术（USA 214 391 B1）研制而成，具有维持体液酸碱平衡、维持细胞离子泵的正常功能及提高酶活性等功能。本试验通过在夏季高温环境下在奶牛日粮中添加巴尔吡尔原液，考察其对奶牛采食量、产奶量、乳品质以及生理指标的影响。

1 材料与方法

1.1 试验材料

巴尔吡尔原液。兽用体温计10个，呼吸频率计数器2个，干湿温度计6个。

1.2 试验设计

1.2.1 试验动物和试验处理

选择体况良好、胎次相近、产奶性能稳定、个体差异小，处于泌乳中期的荷斯坦牛200头。奶牛平均体重530±50kg，平均日产奶量为31±1.9kg，胎次1 ～ 2胎，泌乳天数为176±20d。随机分为试验组和对照组2个处理组，每组100头，组间产奶量差异不显著（P＞0.05）。对照组饲喂TMR，试验组每头牛每天在常规TMR基础上添加巴尔吡尔原液50mL（添加量据前期试验研究确定）。将原液与饮用水按1：3比例稀释得到巴尔吡尔溶液，使用喷雾设备将其均匀喷洒到TMR中。

1.2.2 试验周期

试验于2016年7月15日～9月12日进行，试验期共计60d，其中预试期10d，正试期50d。

1.2.3 试验牛的饲养管理

试验牛散栏饲养，全混合日粮饲喂，每天饲喂3次（05：30、12：30和20：00），自由饮水，待每日采食完毕后收集余料并称重，各组饲喂管理一致。

预试期期间观察动物的生活习性，使奶牛充分适应混有巴尔吡尔溶液的试验饲粮，确定出合适的日粮投喂量，并保证每次采食后略有剩余。试验牛舍使用自动刮粪地板，接力送风机24h开机，喷淋设施定时喷水（每次45s），每天早、中、晚各清理一次卧床。

1.2.4 测定指标

1.2.4.1 牛舍温湿度

试验组和对照组牛只分别饲喂在不同圈舍中，在牛舍前、中、后部距地面1.5m高处各悬挂干湿温度计。试验期内每天08：00、14：00、19：00记录两组试验牛舍内的干球温度和湿球度数，并计算出相应THI值[THI=0.72（Td+Tw）+40.6]。

1.2.4.2 试验牛直肠温度和呼吸频率

每组各选取10头产奶量一致的奶牛，于正试期内每隔4d在07：00、14：00、21：00测量直肠温度（T）和呼吸频率（R）。直肠温度采用兽用体温计测量，呼吸频率根据胸腹部的起伏动作连续测定2min，取每分钟的呼吸次数。

1.2.4.3 采食量

正试期内每次饲喂都记录投料量，在饲喂前收集上一次的剩料并称重，计算两组奶牛群体采食量和每天每头的平均采食量。

1.2.4.4 乳成分

每天采用利拉伐挤奶机挤奶3次(05：30、12：30和20：00)，记录两组试验奶牛早、中、晚产奶量。正试期每周第一天采集一次奶样，于05：30、12：30和20：00采集选取的20头牛（对照组和试验组各10头）的乳样各50mL，按早、中、晚4：3：3的比例将奶样混合均匀，利用乳成分分析仪测定乳脂率、乳蛋白率、乳糖含量、非脂乳固体含量和体细胞数。

1.2.5 数据统计

数据经Excel 2007整理后，采用SAS9.4GLM模块进行方差分析，并采用Duncan法进行多重比较，结果以平均数±标准差来表示。

2 结果与分析

2.1 试验期间牛舍温湿度指数

由图1可知，整个试验期内对照组与试验组牛舍的平均THI值为78.06和77.88，试验牛均处于热应激环境下。据Tanton等研究，THI小于72为非应激期，72～79为轻度热应激期，79～88为中度热应激期，大于89为严重热应激期。本研究中，中度热应激天数（THI＞79）为22d，主要集中在试验中期。试验组和对照组牛舍THI变化规律基本一致。

图1 试验期间牛舍THI变化情况

2.2 试验牛直肠温度和呼吸频率

试验期间测定所选取的20头牛直肠温度和呼吸频率，结果见表1。在整个试验期间，试验组和对照组牛只直肠平均温度分别为39.02±0.41℃和39.26±0.45℃，试验组较对照组降低0.61%，差异显著（P＜0.05）。本试验中两组奶牛呼吸频率在试验期内差异不显著。

表1 添加巴尔吡尔对热应激奶牛呼吸频率和直肠温度的影响

2.3 试验牛群体平均日采食量和单头平均日采食量

如表2所示，试验组与对照组群体平均日采食量分别为4 330kg和4 202kg，试验组群体干物质采食量略大于对照组，但无显著差异（P=0.056）。试验组单头奶牛平均日采食量比对照组多2.5kg（41.18 vs. 38.68），高出6.46%，差异显著（P＜0.05）。

表2 试验期间每组奶牛群体和单头平均日采食量（鲜重）

2.4 试验牛群体每日平均总产奶量和单头平均日产奶量

如表3所示，试验组群体每日产奶量为3 034kg，对照组为2 779kg，试验组群体产奶量比对照组高9.18%，差异显著（P＜0.05）。试验组每天单头产奶量（28.68kg）比对照组（26.51kg）高2.17kg，差异显著（P＜0.05）。

表3 试验期间每组奶牛群体和单头平均日产奶量比较

2.5 乳品质对比

表4显示，试验全期添加巴尔吡尔组所选取的10头奶牛，其乳蛋白率、乳脂率、乳糖含量和非乳脂固形物含量分别较对照组低1.75%、7.18%、1.94%和1.82%，差异显著（P＜0.05）。对照组体细胞数高于试验组，但两处理组间无显著差异。

2.6 乳房炎发生情况与治疗效果

数据由奶牛场兽医部提供，试验组每月乳房炎发病率较对照组低19.54%，而且治愈率高于对照组（表5）。

3 分析与讨论

3.1 添加巴尔吡尔对热应激奶牛呼吸频率和直肠温度的影响

在热应激下，奶牛产乳过程中产热量大，影响了机体的热平衡，最终导致体温升高[9]。姚焰础等[10]指出奶牛直肠温度随THI的升高而上升。轻度热应激时呼吸频率为50～60次/min；中度热应激时呼吸频率为80～120次/min；严重热应激下则可达120～160次/min[11,12]。本试验有48d试验期的THI值大于72，且在试验期间试验牛只直肠温度在38.61～40.53℃之间，呼吸频率大于65次/min，均表明牛只处于热应激状态。Nardone等[13]和李建国等[3]研究表明热应激期奶牛血清钙、钾、钠含量会显著降低。日粮中添加巴尔吡尔后会使奶牛直肠温度较对照组降低0.24℃，原因可能是巴尔吡尔在一定程度上补充了奶牛热应激下体液损失带走的钠、钾离子。奶牛可通过呼吸散热，当环境温度升高时，奶牛通过加大呼吸频率来增加散热。本试验中试验组呼吸频率较对照组高约2次/min，表明饲喂巴尔吡尔之所以能有效缓解奶牛热应激可能与提高了奶牛呼吸散热能力有关。

表5 试验牛每月乳房炎发生情况与治疗效果

3.2 添加巴尔吡尔对热应激奶牛生产性能的影响

热应激时奶牛内分泌调节改变，体内T4分泌量大幅度下降，影响胃肠蠕动，延长食糜过胃时间，反馈性地减少采食量[14]，使产乳量下降。有研究认为环境温度高于25℃时，荷斯坦牛的产奶量开始下降。Igono等[15]报道当环境THI高于72时奶牛产奶量开始下降。本研究在热应激奶牛日粮中添加巴尔吡尔可以有效提高奶牛的采食量和产奶量，且平均采食量和产奶量较对照组分别高6.46%和9.18%，这与巴尔吡尔中高含量的钾、钠离子浓度有关，因为夏季高温时奶牛采食量减少，钾和钠摄入量不足，而唾液大量分泌，皮肤蒸发量增加，导致血液中电解质丧失，而日粮中添加以钾和钠为主要成分的巴尔吡尔可缓解机体因热应激导致的离子不平衡情况，进而提高热应激奶牛的采食量和产奶量。

3.3 添加巴尔吡尔对热应激奶牛乳成分的影响

热应激条件下，奶牛乳成分会受环境温度的影响。Shwartz等[16]发现热应激对降低乳脂率没有影响，而王建平等[17]研究表明乳脂、乳蛋白、乳糖及非脂固体含量均可因高温而下降。Regan等[18]报道气温达21.1℃时奶牛乳脂率有下降趋势。热应激导致乳脂率降低可能是因为奶牛处于热应激状态时喜食精料，而致精料采食量相对增多，纤维摄取量下降，以致瘤胃内短链脂肪酸如乙酸、丙酸等的比例降低，进而导致乳脂率降低。胡晓菲[19]报道，热应激条件下向奶牛日粮中添加小苏打、碳酸钾，发现乳中脂肪含量和乳脂肪产量低于对照组，与本试验研究结果一致，这可能与巴尔吡尔溶液中钠、钾离子含量有关，其具体影响机制还需进一步研究。

表4 试验期间对照组和试验组奶牛的乳成分和体细胞数对比

奶牛在热应激状态下采食量降低进而影响摄入的蛋白质量，而热应激时代谢率增加，加速了蛋白质的降解，同时皮肤蒸发使氮的排出增加，从而使机体内的蛋白质减少，引起乳蛋白率的下降[16,20]。Shwartz等[16]的研究结果表明，热应激会降低乳糖含量。此外，Wang等[21]研究发现，在围产前期的奶牛日粮中添加阴阳离子盐，可提高分娩后泌乳期的产奶量，其乳糖含量低于对照组，但无显著差异。本研究结果发现，在热应激状态下给奶牛饲喂巴尔吡尔会导致乳成分较对照组降低，这可能是因为在奶牛日粮中添加磷酸二氢钠和磷酸二氢钾会影响乳腺对葡萄糖分子的吸收，进而影响乳糖含量，引起该现象的具体机制还有待进一步研究。同时饲喂含巴尔吡尔日粮的奶牛乳中体细胞数少于对照组，且奶牛乳房炎发病率低于未饲喂巴尔吡尔的奶牛组，这可能与巴尔吡尔所含成分可通过激活免疫细胞来提高动物的免疫力有关。

4 结论

巴尔吡尔可以降低热应激奶牛直肠温度，提高奶牛的采食量和产奶量，并能有效降低奶牛的乳房炎发病率。

[1] 姚勤,黄章根,李凤刚,等. 季节对奶牛生产的影响[J]. 畜牧与兽医,2006,38(6)：25-26.

[2] 杜红芳,窦爱丽,杨威,等. 热应激对奶牛瘤胃液微生物数量的影响[J]. 动物营养学报, 2013, 25(2)：334-343.

[3] 李建国, 桑润滋, 张正珊,等. 热应激对奶牛血液生化指标及生产性能的影响[J]. 中国奶牛, 1998,6：19-21.

[4] Lough D S, Beede D L, Wilcox C J. Effects of feed intake and thermal stress on mammary blood flow and other physiological measurements in lactating dairy cows[J]. Journal of Dairy Science,1990,73(2)：325-332.

[5] Collier R J, Beede D K, Thatcher W W, et al. Influences of environment and its modification on dairy animal health and production[J]. Journal of Dairy Science,1982, 65：2213：2227.

[6] Wheelock J B, Rhoads R P, Vanbaale M J, et al. Effects of heat stress on energetic metabolism in lactating Holstein cows[J].Journal of Dairy Science, 2010,93(2)：644-655.

[7] Baumgard L H, Wheelock J B, Sanders S R, et al., Phostabsorptive carbohydrate adaptations to heat stress and monensin supplementation in lactating Holstein cows[J]. Journal of Dairy Science,2011, 94(11)：5620-5633.

[8] 臧长江. 热应激条件下日粮阴阳离子平衡对奶牛生产性能及血液生理生化指标的影响[D]. 乌鲁木齐：新疆农业大学, 2008.

[9] 魏学良,张家骅,王豪举,等. 高温环境对奶牛生理活动及生产性能的影响[J].中国农学通报,2005,21(5)：13-15.

[10] 姚焰础,江山,肖融,等. 热应激对荷斯坦奶牛体温和呼吸的影响[J]. 中国畜牧杂志, 2012,48(11)：59-62.

[11] Berman A Y, Folamn M, Kaim M, et al. Upper critical temperatures and forcd ventilation effects for high-yielding dairy ciws in a subtropical climate[J]. Journal of Dairy Science, 1985,68：1488-1495.

[12] 廖晓霞,叶均安.泌乳奶牛热应激研究进展[J].中国饲料, 2005,19：21-23.

[13] Nardone A, Lacetera N, Bernabucci U, et al. Composition of colostrums from dairy heifers exposed to high air temperatures during late pregnancy and the early postpartum period[J]. Journal of Dairy Science, 1997, 80：838-844.

[14] Dennis Armstrong.热应激对高产奶牛的影响极其预防措施[J].Siness Worldwide, 1990,11：21-22.

[15] Igono M O, Bjotvedt G, Sanford-Crane H T. Environmental profile and critical temperature effects on milk production of Holstein cows in desert climate[J]. International of Journal Biometeorology, 1992, 36：77-87.

[16] Shwartz G, Rhoads M L, VanBaale M J, et al. Effects of a supplemental yeast culture on heat-stressed lactating Holstein cows[J]. Journal of Dairy Science, 2009,92：935-942.

[17] 王建平,王加启,卜登攀,等. 高温条件下高产和中产奶牛产奶性能及瘤胃发酵的研究[J].动物营养学报,2010,22(11)：51-56.

[18] 胡晓菲.日粮阴阳离子平衡对热应激奶牛生产性能的影响[D].雅安：四川农业大学,2015.

[19] Morrison S R. Ruminant heat stress： effect on production and means of alleviation[J]. Journal of Animal Science, 1983, 57：1594-1600.

[20] Bernabucci U, Lacetera B, Ronchi B, et al. Effects of the hot season on milk protein fractions in Holstein cows[J]. Animal Reasearch, 2002,51：25-33.

[21] West J W, Haydon K D, Mullinix B G, et al. Dietary Cation-Anion Balance and Cation Source Effects on Production and Acid-Base Status of Heat-Stressed Cows[J]. Journal of Dairy Science, 1992, 75(10)：2776-2786.

Application of Barbil on Production Performance of Dairy Cows During Heat Stress

SHAO Ya-qun1, ZENG Shao-yu1, WANG Zhi-sheng1, ZENG Lei1, DENG Chao1, LI Qin-lin2, JIANG Ya-hui1,

LIU Jian-hua3, ZHOU Ge3
(1.Institute of Animal Nutrition, Sichuan Agricultural University, Chengdu 611130; 2.Beijing Gold Near Biological Technology Co., Ltd, Beijing 100085; 3.Sichuan Puzhou Cows Co., Ltd, Ziyang 642350)

In order to study the effect of liquid feed additives (called Barbil) on production of dairy cows during heat stress, 200 health Holstein cows were randomly assigned to 2 treatments according to a completely randomized block design. Treatments consisted of 0 (control), 50mL Barbil /(cow·day), the experiment period last 60 days. Results showed that, all cows were under heat stress because of THI ＞72, rectal temperatures decreased with adding Barbil, and the average dry matter intake was increased by 6.46%, the milk yeild of all cows and per cow were increased by 9.18% and 8.19%; supplementation of Barbil affected milk protein, milk fat, milk sugar and not-fat solid, and decreased in mastitis morbidity. These results indicate that Barbil supplementation to dairy cows can increase dry matter intake and milk production, and can alleviate the effect of heat stress on dairy cows production.

Barbil; Heat stress; Dairy cow; Production performance

S823.4

A

1004-4264（2017）08-0017-04

10.19305/j.cnki.11-3009/s.2017.08.004

2016-09-04

邵亚群（1991-），男，山东成武人，硕士，主要从事反刍动物营养研究工作。

王之盛（1967-），男，四川蓬溪人，教授，博士生导师，主要从事反刍动物营养研究工作。