日粮纤维的物理有效性对奶牛咀嚼活动、瘤胃发酵、产奶性能的影响

向承西，谢 珊

（1.恩施职业技术学院，湖北恩施 445000；2.咸丰县农村农业局动物疫病预防控制中心，湖北咸丰 445612）

木薯粉是木薯生产淀粉后的副产品，可以降低饲料成本。木薯粉含有19.4%干物质、2.2%粗蛋白质、59.3%非纤维碳水化合物和36.0%中性洗涤剂纤维。基于其非纤维碳水化合物含量，木薯粉含有丰富的可发酵碳水化合物，可能导致瘤胃酸中毒。奶牛日粮通常含有高浓度的精饲料和粗饲料，尤其是秸秆类。Pilachai等（2013）调查了80个小农奶牛场，有52个农场的日粮中含有木薯粉，水稻秸秆添加量较少。同时也发现，一些农场每天饲喂的木薯粉为20 kg以上湿基物质，导致牛奶脂肪价值下降。

Mertens（1997）将物理有效的中性洗涤剂纤维定义为中性洗涤纤维的一部分，他认为，中性洗涤纤维可以刺激反刍，有助于形成适当的反刍一致性。但在饲料中，物理有效中性洗涤纤维和易于降解的碳水化合物之间很难达到最佳平衡。此外，物理有效中性洗涤纤维需求取决于淀粉源的可降解性（Zebeli等，2012）。目前大多数关于物理有效中性洗涤纤维的研究都是在相对高产的奶牛上使用（每天泌乳量超过25 kg），低产奶量奶牛（泌乳量＜15 kg）产奶量与牛奶成分之间的关系研究较少。本研究旨在找出木薯粉和水稻秸秆的最佳组合，为低产奶量的奶牛提供足够的物理有效中性洗涤纤维饲料，同时研究其对奶牛咀嚼活动、瘤胃发酵、产奶性能和消化率的影响。

1 材料与方法

1.1 试验日粮及饲养试验 试验选择初始体重为（455±63）kg，泌乳期为（133±498）d的荷斯坦杂交奶牛8头，随机分为两组，在两个21 d内进行两种日粮处理的交叉设计。在每个试验期间，前14 d用于饲料适应，后7 d进行测量。试验开始前，对所有奶牛进行驱虫，并注射维生素A、维生素D3、维生素E。奶牛被安置在单独的牛栏里（2 m×3 m），每天早上6：30和下午15：00共挤奶2次。每天早上8：00和下午4：30各饲喂1次。在每个试验期的第15和21天测量所有奶牛的体重。T1组为27.7%木薯粉+25.2%水稻秸秆，物理有效中性洗涤纤维为15.5%（低水平），T2组为14%木薯粉+38.2%水稻秸秆，物理有效中性洗涤纤维为20.2%（高水平）。全混合日粮包括切碎的水稻、湿基木薯粉和浓缩饲料。用切割机将稻草秸秆切成5～15 cm的长度。全混合日粮组成及营养水平见表1。

表1 试验日粮配方及营养水平

1.2 咀嚼活动和样品收集 咀嚼活动由闭路网络摄像机在每个实验周期的第19～20天进行，记录24 h的采食行为，记录进食和反刍活动。在每个周期的最后7 d测量每天饲料投喂量，以计算采食量。全混合日粮样品21 d后采集1次，样品部分在4℃冰箱中保存，其余部分在60℃风箱中干燥72 h，然后粉碎过1 mm分析筛。记录每天早晚产奶量，并在每个时间段的最后7 d进行采样。采集的样品立即加入重铬酸钾，并保存样品进行牛奶成分测定。分别于21 d饲喂后0和4 h采集瘤胃液样本，样品立即用四层纱布过滤，使用pH计测定pH。添加1 M硫酸对瘤胃液进行酸化，并将其保存在- 20℃，用于氨氮和挥发性脂肪酸的分析。

1.3 样品分析 参考 Behgar等（2011）、Ferraretto等（2013）的研究方法分析瘤胃挥发性脂肪酸含量及养分消化率。

1.4 统计分析 所有数据使用SAS软件进行配对模型分析，根据模型：Yijk=μ+ Fi + Aj + Pk +eijk，Y是观测值，μ是总体平均值，F是饲料的影响（i=1-2），A是动物的影响（j=1-4），P是实验周期的影响（k=1-2），e是残差。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果与分析

2.1 生长性能及乳成分 由表2可知，T1和T2组对奶牛干物质、粗蛋白质和总能摄入量无显著影响（P＞0.05）。低纤维物理有效性组较高纤维物理有效性组显著提高了奶牛中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维摄入量（P＜0.05），相反，高纤维物理有效性组奶牛非纤维碳酸化合物摄入量较高（P＜0.05）。两组对泌乳量和脂肪校正乳无显著影响（P＞0.05），但T2组较T1组显著提高了乳中脂肪、蛋白质、非脂固形物和总固形物含量（P＜ 0.05）。

表2 日粮纤维物理有效性对奶牛生长性能及乳成分的影响

2.2 养分表观消化率 由表3可知，两种日粮对奶牛干物质、粗蛋白质、粗灰分、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维和非纤维碳水化合物消化率的影响无显著差异（P＞0.05），但高纤维有效性组较低纤维有效性组显著降低了粗脂肪消化率（P＜ 0.05）。

表3 日粮纤维物理有效性对奶牛养分表观消化率的影响 %

2.3 瘤胃发酵特性及奶牛咀嚼活动 由表4可知，尽管瘤胃pH、氨氮浓度和挥发性脂肪酸水平在奶牛采食后0和4 h无显著变化（P＞0.05），但高纤维有效性组较低纤维有效性组有提高奶牛采食后0 h乙酸与丙酸比例的趋势（P=0.08）。

表4 日粮纤维物理有效性对奶牛瘤胃发酵特性的影响

由表5可知，日粮纤维物理有效性对奶牛采食、反刍和总咀嚼时间均无显著影响（P＞0.05）。

表5 日粮纤维物理有效性对奶牛咀嚼活动的影响min/d

3 讨论

本研究两组奶牛的平均体重均为446 kg，平均日干物质摄入量为12.0 kg，这些数据远低于高产奶牛的体重和日采食量。Teimouri等（2004）报道了体重为618 kg的奶牛每天消耗22.9 kg的干物质，这些高产奶牛每天生产26.3 kg的4%脂肪校正乳，而本研究中的奶牛每天仅生产8.2 kg的4%脂肪校正乳。这些差异可能影响物理有效中性洗涤纤维摄入量与牛奶质量之间的关系，它们可能会影响瘤胃生理机能和饲料中物理有效中性洗涤纤维含量对牛奶质量的改善程度。高物理有效中性洗涤纤维组奶牛中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维摄入量显著降低，但乳蛋白、乳脂肪、非脂肪固形物和总固形物含量较高。乳脂浓度的差异与饲粮中草料量的差异高度相关。本研究结果表明，即使在产奶量低的奶牛中，当大部分中性洗涤新闻来自副产品如木薯粉中，乳脂含量也与物理有效中性洗涤纤维而非中性洗涤纤维有关。

高物理有效中性洗涤纤维日粮喂养的奶牛非纤维碳水化合物摄入量较高，导致牛奶蛋白含量较高。高物理有效中性洗涤纤维日粮中含有玉米，低物理有效中性洗涤纤维日粮中没有，这与Rius等（2010）的研究结果一致，其发现增加非结构性碳水化合物的摄入，特别是淀粉可以增加牛奶产量和牛奶蛋白含量。牛奶中脂肪和蛋白质含量的差异可能与瘤胃发酵的差异有关。我们发现处理间瘤胃发酵特性指标如pH、挥发性脂肪酸和氨氮含量没有显著差异。但在采食高物理有效性中性洗涤纤维日粮的奶牛在采食后0 h乙酸与丙酸比例有升高趋势，这可能是乳脂含量差异造成的。在本研究中，各处理之间的瘤胃pH相似，在6.32～6.67之间。Kononoff和Heinrichs（2003）报道了类似的结果，其中物理有效中性洗涤纤维摄入量的增加并不影响瘤胃pH，特别是当日粮中含有高度可发酵的碳水化合物来源时。

牛奶生产由采食量驱动，而干物质摄入量的降低会限制牛奶生产反应。虽然本研究各处理间的乳脂肪和蛋白质含量不同，但各处理间的总产奶量无显著差异。这是因为各处理之间的采食量相似，各处理的营养素消化率相似，Beauchemin和Yang（2005）报道了奶牛咀嚼活动与日粮中物理有效性中性洗涤纤维浓度密切相关。但本研究发现，当日粮物理有效性中性洗涤纤维水平为15.5%～20.2%时，咀嚼活动不受影响。

4 结论

日粮纤维高水平物理有效性在不影响瘤胃发酵的情况下可以改善奶牛乳成分，但如果因考虑饲料成本而大量使用木薯粉时，日粮配方需考虑中性洗涤纤维的物理有效性。