半胱胺和稀土组合添加对奶牛产奶性能和氮排泄的影响

张仔堃，徐小强，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）

众所周知，奶牛对蛋白质饲料利用率低，这不仅造成蛋白质浪费，还因大量的氮排泄造成环境污染，因此通过添加饲料添加剂来提高奶牛对蛋白质的利用率、降低氮排泄具有重大意义。半胱胺（Cysteamine，CS）又称β-巯基乙胺，是构成辅酶A 分子的成分，是存在于生物体内的生理调节剂，在动物体内代谢迅速，最终转化为对动物体无害的胱胺、半胱胺酸、谷胱甘肽等[1]。侯嘉等[2]研究发现CS 能提高奶牛产奶性能。CS 能降低动物机体生长抑素（SS）水平、促进机体消化代谢、促进动物生长，且具有高效、低成本等优点，在畜牧生产中有较好的应用前景[3]。稀土（Rare Earth，RE）作为饲料添加剂，能有效提高动物生产性能，提高饲料利用率[4]。在奶牛饲粮中添加不同水平的RE 可提高奶牛产奶量、乳脂率[5]。我国稀土资源丰富，如能充分开发利用这一资源，必将取得良好的社会和经济效益。目前，CS 和RE 单独应用于奶牛生产的报道已不鲜见，但有关CS 和RE 联合使用对奶牛产奶性能和氮排泄影响的研究尚未见报道。本试验拟探究联合添加CS 和RE 对奶牛产奶性能和氮排泄的影响，以期确定最佳添加组合，为CS 和RE 的联合使用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料 CS 的组成为半胱胺盐酸盐、棕桐油、淀粉等，购自青岛润博特生物科技有限公司；RE 的成分含量为有机稀土（ReC6O7H8·3H2O）≥36%，其中铅（Pb）≤0.002%、砷（As）≤0.005%，购自徐州英美尔生物科技有限公司。

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）提供的年龄（4±1）岁、体重（650±30）kg、胎次为（2～3）胎、产奶量（24.27±0.81）kg、泌乳天数（90±20）d 及乳成分相近的荷斯坦奶牛80 头，随机分为10 组，每组8 头。每头试验牛每天预留0.5 kg精料作为载体，与CS 和RE 混匀，均分为2 份，每天03:30、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CS、RE 与精料的混合物全部采食后放开颈夹，预试期15 d，正试期60 d。试验设计见表1，日粮配方及营养成分见表2。

表1 试验设计 g/d

表2 日粮配方及营养成分（干物质基础）

1.3 饲养管理 每天采用全自动挤奶器（丹麦SAC）在03:30、11:30、18:30 时挤奶，每天在03:30、13:00 时使用牵引式TMR 搅拌车加料，试验过程中保证每头奶牛每天接触到TMR 的时间在20 h 以上，自由采食。

1.4 采食量测定 预试期第1、5、9、13 天记录采食量，每次连续记录3 d 的TMR 投料量及剩料量，据此计算出每头试验牛在预试期内的平均采食量。正试期的记录时间为第1、10、20、30、40、50、58 天，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 天、正试期第28～30 天及第58～60 天采集试验牛饲料样和粪样。饲料样采用五点取样法采集，采集的饲料样放入65℃烘箱中烘干、粉碎待用。采用直肠采粪法采集粪样，每日3 次（05:00、13:00、21:00），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。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[7]、GB/T 6432—2018[8]、GB/T 20806—2006[9]）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）[10]。

1.6 产奶量记录、乳样采集与乳成分测定 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。在正试期第15、30、45、60 天挤奶时采集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[11]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、正试期第28、29、30、58、59、60 天。尿样中加入浓度为10%的硫酸调整pH，使pH＜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，以尿肌酐（每头牛每天1 kg 体重排出约29 mg）标记测定奶牛的排尿量。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

氮泌乳转化效率（%）=乳氮/饲粮食入氮×100

1.9 统计分析 使用Excel 2010 软件整理数据，SPSS 20.0 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。差异显著标准为P＜0.05，差异极显著标准为P＜0.01，结果表示为平均值±标准误。

2 结果

2.1 CS 和RE 不同添加量组合对奶牛主要养分采食量的影响 由表3 可知，HM 组、LH 组奶牛DM、CP、NDF、ADF 采食量显著高于C 组。

表3 CS 和RE 不同添加量组合对奶牛主养分采食量的影响 kg/d

2.2 CS 和RE 不同添加量组合对奶牛产奶量的影响 由表4 可知，试验组奶牛产奶量均高于C 组（P＜0.01），HM 组高于ML 组（P＜0.01）及LL、MH、HH 组（P＜0.05），与其余试验组差异不显著。

2.3 CS 和RE 不同添加量组合对奶牛乳成分的影响 由表5 可知，ML、LM、MM、HM、LH、MH、HH 组乳脂率极显著高于C 组，HM 组乳脂率极显著高于C、LL、HL、HH 组，显著高于ML 组和LM 组，与其他试验组无显著差异。HM 组乳蛋白率极显著高于C 组，LL、LM、MM 组乳蛋白率显著高于C 组，HM 组乳蛋白率显著高于ML 组和MH 组，与其他试验组无显著差异。HM、MH 组乳体细胞数显著低于C 组，HM 和MH 组与其余试验组无显著差异，其余试验组与C 组无显著差异。

表4 CS 和RE 不同添加量组合对奶牛产奶量的影响

表5 CS 和RE 不同添加量组合对奶牛乳成分的影响

2.4 CS 和RE 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，HM、LH 组食入氮显著高于C 组。HL、HM 组粪氮排放量显著低于C 组。LM、MM、HM、LH、MH 组尿氮排放量极显著低于C 组，ML、HH 组尿氮排放量显著低于C 组。各试验组乳氮产量均极显著高于C 组。各试验组氮总排泄量均极显著低于C 组，HM 组极显著低于LL、ML、HH 组，显著低于HL、MH 组，与其他试验组无显著差异。HL、HM 组氮表观消化率极显著高于C 组，LL、ML、LM、MM、LH、MH 组氮表观消化率显著高于C 组，各试验组间差异不显著。LH 组日粮氮泌乳转化效率显著高于C 组，LH 组与LL、HL、LM、MM、HM 组差异不显著。

3 讨 论

3.1 CS 和RE 不同添加量组合对奶牛主要养分采食量的影响 提高奶牛干物质采食量（DMI），有利于奶牛摄取更多的营养物质，有利于奶牛产奶性能的提高。文露华等[12]给锦江牛饲粮中添加柠檬酸稀土显著提高了NDF、有机物（OM）、ADF 的消化率及DMI，提高了饲粮在胃肠道内的分解速度，胃肠道排空加快。Liu等[13]研究发现，随着稀土元素镧的添加，NDF、CP 的消化率呈线性升高，能改善瘤胃发酵，促进饲料消化。王玲等[14]试验发现，饲喂CS 对奶牛DMI 无显著影响。本试验中，HM、LH 组奶牛的主要养分采食量较对照组显著提高，这说明CS 和RE 联合使用对奶牛采食量有一定的改善作用。

表6 CS 和RE 不同添加量组合对奶牛氮排泄及氮表观消化率的影响

3.2 CS 和RE 不同添加量组合对奶牛产奶量的影响 产奶量的高低是衡量奶牛生产性能的重要指标之一，通过营养调控的方法，提高奶牛产奶水平意义重大。生长激素（GH）对反刍动物泌乳有重要影响，GH 含量升高，奶牛泌乳活动增强，产奶量增多[3]。CS 一方面通过抑制动物体内SS 活性，提高GH 含量；另一方面通过提高血液内β-内啡肽水平，刺激下丘脑释放生长激素释放因子，提高GH 含量[15]；还能通过抑制多巴胺羟化酶途径升高GH 含量[16]。RE 具有类似抗生素的作用，能影响肠道菌群活性。Yang 等[17]研究发现，RE能使瘤胃内挥发性脂肪酸浓度线性增加，同时令瘤胃内OM、CP 等的消化率呈线性上升，微生物蛋白（MCP）产量增加，有利于产奶量提高。本试验发现，联合添喂CS 和RE 奶牛的DMI 增加，奶牛能获得更多的营养物质，奶牛的产奶量均得到极显著提高。

3.3 CS 和RE 不同添加量组合对奶牛乳成分的影响 乳脂率、乳蛋白率、乳糖率和乳体细胞数是衡量乳品质的标准。刘江波等[18]研究发现，RE 能促进OM 降解，促进MCP 合成、提高乙酸和丙酸浓度，有利于乳脂的合成。添喂RE 能加快NH3-N 转化为MCP 的速度，进入小肠中的可消化蛋白质（IDCP）增多，有利于乳蛋白的合成并提高乳品质[19]。杨宏波等[20]饲喂奶牛CS后发现，乳脂率、乳固形物含量升高。王玲等[14]饲喂奶牛CS 后乳蛋白率、乳脂率得到提高。本试验结果与上述结果一致，说明CS 和RE 联合使用对提高乳脂率和乳蛋白率有积极影响。CS 和RE 都能提高自然杀伤细胞和淋巴细胞活性，并能刺激免疫球蛋白产生，提高血清中IgG、IgM 含量，有利于增强奶牛的抵抗力，维持乳房健康[2,21]。这可能是本试验中联合添加CS 和RE后乳体细胞数显著降低的原因。

3.4 CS 和RE 不同添加量组合对奶牛氮排泄及氮表观消化率的影响 氮是维持动物正常生长所需的营养元素，提高氮的表观消化率，降低氮排泄对奶牛养殖业健康发展意义重大。刘月琴等[22]在绵羊饲粮中添加CS，发现提高了氮的表观消化率，促进了氮素的吸收利用。CS可以通过提高奶牛体内胰岛素样生长因子（IGF-I）的水平提高氮素的利用率。IGF-I 通过增强肝脏及肌肉对外源性氨基酸的摄取，促进蛋白质合成，从而提高氮表观消化率[14]。林仕欣等[21]给肉牛补饲稀土元素镧、铈、镨后发现，降低了试验动物的氮排出量。文露华等[12]试验发现，日粮添加柠檬酸稀土能提高锦江牛NDF、OM 和ADF 消化率，有利于改善瘤胃内环境，加快瘤胃微生物利用NH3-N 合成MCP 的速度，提高氮的表观消化率。本试验中，饲喂CS 和RE 后能够极显著降低氮排泄，显著或极显著提高氮表观消化率，这可能是由于联合添加CS 和RE 有利于提高NH3-N 的利用速度，增加瘤胃内MCP 产量，最终导致进入到小肠中的IDCP 和氨基酸的数量增加[19]；此外，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。因此，联合添加CS 和RE 对减少氮排泄、提高氮的利用率有积极影响。

4 结 论

在本试验条件下，奶牛饲粮中添加不同水平组合的CS 和RE 能提高奶牛主要养分采食量和产奶量，提高牛奶中乳脂率和乳蛋白率，降低乳体细胞数，减少氮排泄。综合分析，以HM 组合，即CS 17 g/（d·头）、RE 23 g/（d·头）为最佳组合。