粗粉碎小麦替代玉米在泌乳奶牛中的应用

陈德珺

(承德市畜牧场,河北承德 067101)

玉米乙醇工业的迅速发展为奶牛提供了玉米谷物替代品。传统上，小麦主要用于人类食品，因为它具有很高的营养价值，可作为奶牛的替代原料。数据显示，小麦和玉米都含有大量淀粉，分别为77%和72%（左贯杰等，2017），但它们在瘤胃中消化的淀粉比例不同。在瘤胃中只有不到10%的小麦淀粉未降解，而40%的玉米淀粉未降解（徐宁宁，2018）。增加奶牛日粮中瘤胃可利用能量的含量，有可能提高瘤胃营养利用效率，增加微生物蛋白产量，进而通过增加可代谢的营养供应来提高牛奶产量（Gozho和Mutsvangwa，2008）。但高度可发酵日粮迅速在瘤胃内转化为有机酸，这个过程增加了亚急性和急性酸中毒的风险，抑制纤维被细菌消化（Ametaj等，2009）。虽然Decampeneere等（2006）报道了许多小麦处理方法，如裂解、NaOH处理、蒸汽碾压对奶牛生产性能影响的研究，但关于粗粉小麦作为泌乳奶牛日粮主要成分的研究较少。因此，本研究旨在探讨日粮中不同水平的粗粉小麦替代玉米对奶牛生产性能、瘤胃发酵、养分消化和血浆代谢物的影响。

1 材料与方法

1.1 试验日粮 试验动物为平均体重（570±45）kg、泌乳天数（85±16）d的奶牛，试验动物共16头，将其分为4组，每组4个重复，每个重复1头牛。各组日粮中分别用0、9.5%、19.0%和28.5%的3.5 mm粉碎的小麦替代玉米，试验共进行3周。日粮组成及营养水平见表1。

1.2 数据记录与样品采集 每天记录奶牛的饲料用量和泌乳量，试验结束后计算平均日采食量。在试验结束的前3 d，采集粪便和饲料样品用于分析常规养分，结果用于计算养分表观消化率。在饲喂前3 h采集瘤胃液100 mL，用于测定pH、氨氮和挥发性脂肪酸。试验结束当天，每头奶牛颈静脉采集血液10 mL，1500 rpm/min离心分离血浆。

1.3 样品分析 牛奶样品用于测定脂肪、蛋白质、非脂固形物和乳糖含量。血浆样品采用试剂盒法测定β-羟丁酸、胆固醇、非酯化脂肪酸、葡萄糖、胰岛素、尿素氮和甘油三酯浓度。

1.4 统计分析 试验数据采用SAS软件单因素方差分析，组间差异用Tukey法进行多重比较，同时利用正交多项式考察粗粉小麦添加水平的线性和二次曲线效应。

表1 试验日粮原料成分及营养水平

2 结果与分析

2.1 对养分表观消化率的影响 由表2可知，日粮粗粉小麦添加水平对粗蛋白质与淀粉表观消化率无显著影响（P＞0.05）。随着日粮粗粉小麦添加水平由0升高至28.5%，干物质、中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维表观消化率呈显著的线性降低（P＜0.05），淀粉表观消化率呈显著的二次曲线效应（P＜0.05），其中28.5%粗粉小麦组中性洗涤纤维表观消化率较对照组和9.5%粗粉小麦组降低13.03%、12.77%（P＜0.05），酸性洗涤纤维表观消化率显著降低了5.11%、6.17%（P＜0.05）。

2.2 对瘤胃发酵性能的影响 由表3可知，随着日粮粗粉小麦替代玉米水平的升高，瘤胃pH和乙酸与丙酸比值表现为显著的线性降低（P＜0.05），丙酸含量表现为显著的线性升高（P＜0.05），挥发性脂肪酸总量表现为显著的二次曲线效应（P＜0.05），28.5%粗粉小麦组较对照偶组和9.5%粗粉小麦组丙酸含量提高13.34%和11.48%（P＜0.05）。

2.3 对瘤胃发酵性能的影响 由表4可知，日粮处理对奶牛采食量、泌乳量、乳脂肪、乳糖、非脂固形物含量及产量的影响均无显著差异（P＞0.05）。但随日粮粗粉小麦添加水平的升高，乳蛋白含量表现为显著的线性降低（P＜0.05）。

2.4 对血浆代谢物的影响 由表5可知，随日粮粗粉小麦添加水平的升高，血浆胆固醇浓度表现为显著线性降低（P＜0.05），其中28.5%粗粉小麦组血浆胆固醇浓度较其他组分别降低了15.44%、14.71%和15.81%（P＜0.05），而 血浆胰岛素和尿素氮浓度表现为显著线性升高（P＜0.05）。

3 讨论

在本研究中，日粮采用粗粉小麦替代玉米对奶牛的干物质摄入量无负面影响。Gozho和Mutsvangwa（2008）研究表明，日粮中小麦含量的增加降低干物质摄入量。此外，干物质摄入量随日粮粗粉小麦添加水平的升高表现为二次曲线升高趋势，这说明粗粉小麦比玉米有更高的适口性。但当天粗粉小麦水平达到28.5%时，干物质、中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维消化率反而降低，这一结果可能反映了可发酵碳水化合物和纤维降解性在瘤胃中的负相关作用（Firkins，1997）。在奶牛中，谷物淀粉消化的主要部位是瘤胃，与玉米相比，小麦的瘤胃淀粉降解速度更快，范围更广。

表2 日粮添加不同水平粗粉小麦替代玉米对奶牛养分消化率的影响 %

表3 日粮添加不同水平粗粉小麦替代玉米对奶牛瘤胃发酵性能的影响

表4 日粮添加不同水平粗粉小麦替代玉米对奶牛泌乳性能和乳成分的影响

表5 日粮添加不同水平粗粉小麦替代玉米对奶牛血浆代谢物浓度的影响

瘤胃较低的pH可能增加亚急性瘤胃酸中毒的风险，亚急性瘤胃酸中毒是在pH不断降低的情况下发生（Lechartier和Peyraud，2011），其研究表明，日粮中小麦添加水平从14.6%升高至29.7%，增加了瘤胃pH范围，线性降低了瘤胃纤维分解活性。此外，随着日粮中粗粉小麦添加水平的增加，瘤胃氨氮浓度呈线性增加趋势。瘤胃氨氮浓度的增加可能是由于微生物捕获释放的氨降低，表明氮效率较低（Gozho和Mutsvangwa，2008）。丙酸以及乙酸与丙酸比例的变化表明，瘤胃发酵模式发生了变化，这与日粮淀粉发酵能力相一致，也与本研究中牛奶中脂肪百分比或产量下降趋势相一致。

日粮粗粉小麦添加水平对奶牛的泌乳量无显著影响，但28.5%粗粉小麦日粮组产奶量要低一些，这与Doepel等（2009）发现的日粮添加20%的小麦有降低泌乳量趋势的结果一致。此外，28.5%粗粉小麦日粮组乳脂肪百分比和产量下降，表明大量使用粗粉小麦会对奶牛乳脂肪浓度产生负面影响，这与Lechartier和Peyraud（2001）报道的结果一致，其推测这一结果可能是由于瘤胃丙酸浓度提高，限制了乳脂肪前体向乳腺的流动。血浆低胆固醇浓度与血浆氨基酸的变化、急性期反应的严重程度和代谢紊乱有关。日粮中粗粉小麦添加水平越高，血糖浓度越高，这一结果可能与从粗粉小麦中获得更多的淀粉有关。Van Knegsel等（2007）指出，含有大量可发酵碳水化合物的日粮与较高的血糖浓度相关。此外，在本研究中，由于中性洗涤纤维消化率降低，氨更有可能被纳入微生物蛋白，导致大部分氨通过瘤胃壁被肝脏吸收以合成尿素，并导致其随后在体循环中的浓度增加。

4 结论

泌乳奶牛日粮中粗粉小麦替代玉米的适宜水平为19.5%，当超过该水平时会对奶牛养分表观消化率、瘤胃pH、乳脂肪及血浆代谢物产生负面影响。