稀土和过瘤胃赖氨酸不同组合对奶牛产奶性能与氮排泄的影响

张仔堃 滕乐帮 李美玉 董瑞兰 孙国强*

（1.青岛农业大学动物科技学院，山东青岛266109；2.平度市农业农村局，山东青岛266700）

奶牛养殖过程中，普遍存在着蛋白质饲料利用率低的现象，这不仅造成蛋白质浪费，还会因大量的氮排泄造成环境污染，因此通过添加饲料添加剂的方法来提高奶牛对蛋白质的利用率、降低氮排泄意义重大。稀土（RE）一般指元素周期表中的镧系元素（15 种）和与镧系元素化学性质相似的钪、钇共17 种元素的总称，是一种对奶牛消化道微环境和瘤胃微生物区系有显著改善作用的饲料添加剂[1]。我国稀土资源丰富，因其用量少、效果明显、低残留等安全特性，在畜牧业中逐步得以应用[2]。吴丹丹等[3]研究表明，RE 添加量为23 g/(d·头)时对提高奶牛产奶量和降低氮排泄的效果最显著。过瘤胃赖氨酸(RPLys)是将赖氨酸(Lys)通过特殊的材料经过物理或化学方法处理，减少其在瘤胃内的降解，更多的进入到小肠内[4-5]。Lys能调控奶牛消化道功能，提高氮素利用率，降低氮排放，改善泌乳性能，促进蛋白质合成[6]。张凯祥等[7]研究发现，RPLys添加量为30 g/（d·头）时对奶牛产奶量和氮排泄的影响最显著。本课题组前期试验研究表明，RE和RPLys在奶牛饲粮中单一最适添加量分别为23 g（/d·头）[3]和30 g（/d·头）[7]，目前，未见RE和RPLys联合应用于奶牛生产的相关报道，联合使用对奶牛生产能否取得更好的效果尚不清楚。本试验在前期单独添加的基础上，研究RE和RPLys组合添加对奶牛产奶性能和氮排泄的影响，旨在探究最适添加水平组合，为RE和RPLys的联合使用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

RE 的成分含量为有机稀土（ReC6O7H8·3H2O）≥36%，其中铅（Pb）≤0.002%，砷（As）≤0.005%，购自江苏某公司。RPLys的组成为L-赖氨酸盐酸盐、棕榈油、二氧化硅，其中赖氨酸含量≥50%，过瘤胃率为80%，购自山东某公司。

1.2 试验设计及日粮

选用烟台荷牧园牧业有限责任公司（莱阳）提供的80头体重（650±30）kg、胎次2～3胎、产奶量（34.31±2.70）kg、泌乳天数为（90±20）d及乳成分相近的荷斯坦奶牛，随机分为10 组，每组8 头。试验设计见表1。每头试验牛每天预留0.5 kg 精料作为载体，与RE 和RPLys 混匀，均分为2 份，每天3:30、13:00 时分别随TMR 一起饲喂，饲喂过程中将试验牛用颈夹固定，待其将RE、RPLys 与精料的混合物全部采食后放开颈夹，预试期15 d，正式试验期60 d。日粮配方及营养水平见表2。

1.3 饲养管理

每天在3:30、11:30、18:30 时使用全自动挤奶器（丹麦SAC）挤奶，每天在3:30、13:00 时使用牵引式TMR搅拌车加料，试验过程中保证每天每头奶牛接触到TMR的时间在20 h以上，自由采食。

1.4 采食量测定

预试期的第1、5、9、13 d记录采食量，每次连续记录3 d TMR投料量及剩料量，投料量减去剩料量为每日每头牛的采食量，据此计算出每头试验牛在预试期内的平均采食量。正式试验期的记录时间为第1、10、20、30、40、50、58 d，记录方法同预试期。

1.5 饲料样和粪样的采集与指标测定

预试期第1～3 d，正式试验期第28～30 d及第58～60 d 采集试验牛饲料样和粪样。饲料样采用五点取样法收集，收集的料样放入65 ℃烘箱中烘干、粉碎待用。粪样采集采用直肠采粪法，每日3 次，分别于5:00、13:00、21:00时进行，将采集的粪样混匀后称重，粪样加硫酸进行固氮，硫酸浓度为10%，每100 g样品中加25 ml硫酸，并于-20 ℃冷冻保存。通过4 N盐酸不溶灰分法结合采食量测定奶牛的日排粪量[9]。样品中干物质（DM）、粗蛋白质（CP）、中性洗涤纤维（NDF)参照《中华人民共和国国家标准》（GB/T 6435—2006[10]、GB/T 6432—2018[11]、GB/T 20806—2006[12]）测定。酸性洗涤纤维（ADF）参照《饲料中酸性洗涤纤维的测定》（NY/T 1459—2007）[13]测定。

1.6 产奶量记录、乳样的采集与乳成分测定

试验期间，每5 d记录1次产奶量，连续记录3 d，于每次挤奶时记录。在正式试验期第15、30、45、60 d挤奶时采集3次乳样，按4∶3∶3混合，共50 ml，加入30 mg K2Cr2O7防腐处理后4 ℃保存。乳样在青岛市畜牧兽医研究所进行测定，使用CombiFoss FT+分析仪（丹麦FOSS）测定乳样中乳脂率、乳蛋白率、乳糖率和乳体细胞数。

1.7 尿样采集与指标测定

参照朱雯[14]点收尿法，并结合人工接尿和膀胱取尿收集尿液。尿样采集时间为预试期前3 d、正式试验期第28、29、30、58、59、60 d。尿样中加入浓度为10%的硫酸调整pH值，使pH值＜3，-20 ℃保存。使用KjeltecTM8200凯氏定氮仪（丹麦FOSS）测定尿氮含量，使用苦味酸比色法、UV-1800 PC 分光光度计（上海MAPADA）测定尿肌酐含量，奶牛的排尿量[15]以每天每头牛1 kg 体重大约排出29 mg 尿肌酐标记测定。试剂盒由南京建成生物工程研究所提供。

1.8 氮代谢指标的计算

粪氮（g/d）=日排粪量×粪中CP含量×0.16

尿氮（g/d）=每日排尿量×尿中氮含量

乳氮（g/d）=产奶量×乳蛋白率×0.16

氮总排泄量（g/d）=粪氮+尿氮

氮表观消化率(%)=[(食入氮-粪氮)/食入氮]×100

1.9 数据处理

使用Excel 2010 软件统计数据，IBM SPSS Statis⁃tics 22 软件进行单因素方差分析，Duncan's 多重比较法比较组间差异性，结果表示为平均值±标准误。

2 结果与分析

2.1 RE和RPLys不同添加量组合对奶牛主要养分采食量的影响(见表3)

由表3可知，HL、HH组DM、CP、NDF和ADF采食量显著高于C 组（P＜0.05），但HL、HH 组与其他试验组差异不显著（P＞0.05）。

2.2 RE和RPLys不同添加量组合对奶牛产奶量的影响(见表4)

由表4 可知，各试验组产奶量均极显著高于C 组（P＜0.01）。HH 组极显著高于LL、ML、MH、HM 组（P＜0.01），显著高于HL组（P＜0.05），与其他试验组差异不显著（P＞0.05）。各试验组产奶量较C组提高幅度分别为9.91%、15.20%、16.30%、12.08%、14.57%、11.60%、13.69%、11.53%、19.57%（P＜0.01）。

2.3 RE和RPLys不同添加量组合对奶牛乳成分的影响(见表5)

由表5 可知，乳脂率方面，除LL 组外各试验组均极显著高于C组（P＜0.01），其中HH组极显著高于LL、LM、LH、ML、MM、HL 组（P＜0.01），并显著高于MH 组（P＜0.05），与HM 组差异不显著（P＞0.05）。乳蛋白率方面，HH 组极显著高于C 组（P＜0.01），MM、HL 组显著高于C 组（P＜0.05）。乳体细胞数方面，HM、HH 组极显著低于C 组（P＜0.01），LH、ML、HL 组显著低于C组（P＜0.05）。

2.4 RE和RPLys不同添加量组合对奶牛氮排泄及氮表观消化率的影响(见表6)

表3 RE和RPLys不同添加量组合对奶牛主要养分采食量的影响（干物质基础，kg/d）

表4 RE和RPLys不同添加量组合对奶牛产奶量的影响

表5 RE和RPLys不同添加量组合对奶牛乳成分含量的影响

表6 RE和RPLys不同添加量组合对奶牛氮排泄及氮表观消化率的影响

由表6 可知，食入氮方面，LH、MH、HL、HH 组显著高于C 组（P＜0.05）。粪氮排泄量方面，MM、HL、HM、HH 组显著低于C 组（P＜0.05）。尿氮排泄量方面，ML、HM、HH 组极显著低于C 组（P＜0.01），LL、MH组显著低于C 组（P＜0.05）。乳氮产量方面，LM、LH、ML、MM、MH、HL、HM、HH 组极显著高于C 组（P＜0.01），LL 组显著高于C 组（P＜0.05）。氮总排泄量方面，LL、LM、ML、MM、MH、HL、HM、HH 组极显著低于C组（P＜0.01），LH组显著低于C组（P＜0.05），其中，HH组减少幅度最大，较C组减少21.37%（P＜0.01）。氮表观消化率方面，HL、HM、HH 组极显著高于C 组（P＜0.01），LM、LH、ML、MM、MH组显著高于C组（P＜0.05）。

3 讨论

3.1 RE和RPLys不同添加量组合对奶牛主要养分采食量的影响

干物质采食量（DMI）能直观反映出奶牛营养物质摄入情况，是奶牛泌乳活动所需养分和能量的主要来源，是提高奶牛产奶性能的重要因素。吴丹丹等[3]在奶牛饲粮中添加不同浓度的RE，提高了奶牛DMI。户如霞等[16]试验发现，添加RE 能提高奶牛DMI。张凯祥等[7]在奶牛饲粮中添加RPLys，对奶牛DMI 无显著影响。本试验中，奶牛DMI 显著提高，这可能是由于RE 促进了奶牛胃中消化液的分泌，小肠的渗透性增加，奶牛对营养物质的消化吸收加快，DMI得到提高[17]。

3.2 RE 和RPLys 不同添加量组合对奶牛产奶量的影响

本试验条件下，在奶牛饲粮中添加RE 和RPLys后，奶牛的产奶量均得到提高，其中最大提高幅度为19.57%，高于吴丹丹等[3]单独添加RE 的提高幅度（14.73%），高于张凯祥等[7]单独使用RPLys 的提高幅度（9.3%），这说明RE 和RPLys 联合使用优于单独使用的效果。RE 能激活奶牛体内酶活性，提高奶牛体内生长激素（GH）含量，使得奶牛对营养物质的吸收加快，从而提高奶牛产奶量[18-19]。添喂RE能提高瘤胃微生物利用NH3-N 转化为MCP 的速度，为奶牛提供了更多的可消化氮源，因此，有利于提高产奶量[20]。文露华等[1]在锦江牛饲粮中添喂RE 显著提高了血清中GH含量，产奶量升高。Robinson 等[21]研究发现，奶牛饲粮中添加RPLys，有利于奶牛体内氨基酸平衡，从而提高奶牛的产奶性能。Giallongo 等[22]研究表明，RPLys能提高奶牛产奶量。本试验中，RE和RPLys联合使用对奶牛产奶量的影响极显著，这可能是由于RE和RPLys联合使用不仅提高了奶牛体内GH水平，还能增加MCP产量，MCP是优质蛋白，有利于小肠氨基酸的平衡，而且对奶牛瘤胃发酵也有积极影响，有利于奶牛对营养物质的利用，因此，有利于产奶量的提高。

3.3 RE 和RPLys 不同添加量组合对奶牛乳成分的影响

在奶牛饲粮中补饲RE，能提高奶牛瘤胃内纤维分解菌活性，使乙酸含量增多，乙酸作为乳脂合成的前体，为乳脂的合成提供了更多的原料[23]。吴丹丹等[3]试验发现，添加RE 能提高牛奶中乳脂率和乳蛋白率。RE 有利于加快微生物摄取利用NH3-N 合成MCP，并能提高小肠可消化蛋白（IDCP）含量，为乳蛋白的合成提供更多的原料[24]。此外，RE 能很好地改善瘤胃微生物区系，平衡微生物比例，为微生物提供良好的生存环境，更高效的利用营养物质，能有效改善奶牛乳品质[25-26]。张凯祥等[7]在奶牛饲粮中补饲RPLys 后，牛奶中乳蛋白率显著提高。RPLys 作为主要限制性氨基酸，对乳腺中蛋白质合成有重要影响，不仅能提高血液和乳腺内氨基酸的浓度，还能为乳腺中蛋白质的从头合成提供前体物质，因此能有效提高牛奶中的乳蛋白和乳脂含量[21，27]。本试验中联合添加RE 和RPLys，提高了牛奶中的乳脂率和乳蛋白率，说明RE 和RPLys 联合使用对调控乳品质有积极影响。乳体细胞数是衡量乳品质和奶牛乳房健康的重要指标。本试验中，试验组乳体细胞数极显著或显著低于对照组，联合添加RE 和RPLys 能增强机体体液免疫能力，提高IgG、IgM 等免疫球蛋白水平，提高机体抗病能力，有利于改善奶牛乳房健康状况，降低乳体细胞数[1，28-29]。

3.4 RE和RPLys不同添加量组合对奶牛氮排泄及氮表观消化率的影响

氮代谢情况与蛋白质资源利用效率和氨基酸平衡状况有密切联系。于静等[20]给绵羊添喂RE，氮的消化率呈显著性增高。文露华[1]研究发现，RE能提高瘤胃微生物利用NH3-N 的速率，减少NH3-N 的损失，从而降低了氮排泄，提高了氮的表观消化率。张凯祥等[7]试验发现，补饲RPLys，氮表观消化率显著提高。一方面，RPLys 作为奶牛限制性氨基酸，有利于小肠内氨基酸的平衡并能提高IDCP 含量[21]，对提高氮的利用率有积极影响。另一方面，RPLys 能促进NH3-N向MCP的转化，对降低氮排泄有积极影响[30]。本试验条件下，联合添加RE和RPLys，显著或极显著降低了氮排泄，提高了氮的表观消化率，这可能是由于二者联合使用促进了NH3-N 向MCP 的转化，并有利于小肠内氨基酸的平衡，此外，DMI的增加，为动物机体提供更多能量来源，也能改善氮代谢情况。

4 结论

奶牛饲粮中联合添加RE和RPLys，能提高奶牛的产奶量、乳脂率、乳蛋白率，降低乳体细胞数，减少氮排泄。RE和RPLys组合添加对产奶量的影响优于单独使用的效果。综合考虑上述指标，在本试验设计条件下，以HH组，即RE25.5 g/（d·头）、RPLys 32.5 g/（d·头）为最佳添加组合。