夏季补饲对放牧条件下泌乳牦牛生产性能及血液生理、生化、抗氧化指标的影响

曹旭亮 刘 虎 杨 果 何金峰 肖 玲 龙瑞军 周建伟*

(1.兰州大学草地农业科技学院，草地农业生态系统国家重点实验室，兰州 2730000；2.中国科学院西北生态环境资源研究院，兰州 2730000；3.武威市天祝藏族自治县安远镇畜牧兽医站，天祝 2733203；4.杭州康德权饲料有限公司，杭州 2310000)

牦牛被誉为“雪域之舟”，是青藏高原地区主要的大型反刍家畜之一，它们是藏民族最重要的生活物资、生产资料和经济来源[1]。研究显示，除糌粑以外，牦牛奶及其奶制品是藏区牧民日常饮食中最主要的食物来源之一，其占青藏高原牛奶消费量的90%以上，但相对全国奶业市场而言，牦牛奶消费量仅占15%[2]。牦牛奶营养价值较高，其富含蛋白质、脂肪、矿物质、微量元素和必需氨基酸等营养成分，且胆固醇含量很低，同时还具有较强的抗氧化能力[3-4]。因此，牦牛奶被誉为“奶中极品”[5]。然而，受青藏高原恶劣的地理环境和牧草季节性盈亏所限，自然放牧牦牛年平均泌乳期只有120 d，且产奶量也仅为0.74～1.15 kg/d[6]。牦牛泌乳期短和奶产量低的缺陷严重制约了牦牛奶产业的发展。因此，如何提高牦牛的产奶性能和延长泌乳期已成为当前牦牛产业转型与升级以及青藏高原草地畜牧业可持续发展研究的热点和难点。

除遗传基因影响外，营养水平特别是饲粮能量和氨基酸水平是决定牦牛生产性能和乳品质的关键要素。青藏高原夏季牧场饲草资源丰富且品质优良，然而经产牦牛在满足自身维持所需能量的同时，受传统放牧业观念的影响，还需要给犊牛进行哺乳，其机体长时间处于能量负平衡状态[7]。龙瑞军[8]研究结果显示，在传统的饲养管理模式下，带犊泌乳牦牛在夏季自然放牧时仍然会出现能量应激现象。据此推断，能量供应不足可能限制了放牧泌乳牦牛的产奶量和生产性能。赖氨酸和蛋氨酸被认为是奶牛最主要的2种限制性氨基酸，NRC(2001)[9]推荐的赖氨酸和蛋氨酸需要量分别占饲粮可代谢蛋白质的7.2%和2.4%。研究表明，泌乳奶牛补饲过瘤胃赖氨酸和蛋氨酸能提高生产性能、乳蛋白含量和氮利用率[10]。王虎成等[11]分析了青藏高原夏季天然牧草和牦牛乳中的必需氨基酸组成，经理想氨基酸模式评估后发现，天然牧草中赖氨酸和蛋氨酸的供应无法满足泌乳牦牛机体和乳蛋白合成的需要。因此，青藏高原夏季天然牧草中赖氨酸和蛋氨酸缺乏可能也是导致牦牛奶产量低的原因之一。

因此，本试验拟通过补饲能量型精料以增加放牧泌乳牦牛的能量摄入水平，以补饲过瘤胃赖氨酸+过瘤胃蛋氨酸方式来平衡夏季牧草的氨基酸营养，通过研究夏季补饲对放牧泌乳牦牛生产性能及血液生理、生化、抗氧化指标的影响，旨在为高寒地区畜牧业的提质增效和可持续发展提供一定的理论依据和技术指导。

1 材料与方法

1.1 时间与地点

试验于2018年7—8月在甘肃省天祝藏族自治县乌鞘岭牧区兰州大学牦牛试验站(102°48′ 34.32″E，37°14′20.54″N)进行。该地区平均海拔3 154 m，年平均气温-0.1 ℃，年降雨量为416 mm。试验放牧草地以矮生蒿草(K.mysouroides)为优势种，伴生有赖草[Leymussecalinus(Georgi) Tzvel.]、平车前(PlantagodepressaWilld.)、珠芽蓼(PolygonumviviparumL.)、唐松草(Thalictrumaquilegifolium)、垂穗披肩草(ElymusnutansGriseb.)、鹅绒委陵菜(PotentillaanserinaL.)等。放牧草地的混合牧草营养水平见表1。

1.2 试验设计与试验动物

试验采用2×2双因子设计，选择4～6岁、体重[(218.0±19.5) kg]相近的健康带犊泌乳牦牛24头，随机分为4个组(每组6头)，即自然放牧组(NG组)、氨基酸补饲组(SA组)、精料补饲组(SC组)和氨基酸+精料补饲组(SAC组)。精料的补饲量为1.2 kg/(d·头)，由40%的玉米、20%的豆粕和40%的青稞组成，精料营养水平见表1。氨基酸的补饲量为15 g/(d·头)过瘤胃赖氨酸+5 g/(d·头)过瘤胃蛋氨酸，过瘤胃率≥80%，过瘤胃赖氨酸补饲量参考产品在奶牛中的推荐量，过瘤胃蛋氨酸补饲量按赖氨酸∶蛋氨酸=3∶1比例补饲。过瘤胃赖氨酸和过瘤胃蛋氨酸产品均由杭州康德权饲料有限公司提供。预试期9 d，正试期23 d。

表1 混合牧草及精料营养水平(干物质基础)

1.3 饲养管理

本试验的饲养管理方式主要根据当地牧民的放牧习俗进行。于每天08：00—19：00，犊牛跟随泌乳母牦牛一起放牧，自由采食、饮水和吮吸母乳。在傍晚(19：00)归牧后，将犊牛圈至舍内进行隔离，并根据试验设计对母牦牛分别进行补饲。待饲喂完后，母牦牛继续在草地上放牧至次日08：00，归牧后进行挤奶工作。

1.4 样品采集

在正试期的第1、12和23天，跟随放牧牦牛，观察其采食牧草种类，利用模拟采食法收集混合牧草样品各3份(每份约100 g DM)，装入自封袋，于-20 ℃冰箱保存。在正试期的第1、12和23天准备补饲料的同时，分别采集精料样品100 g和氨基酸样品20 g，装入自封袋保存。在正试期的第23天早晨，采用颈静脉针刺法采集泌乳牦牛血液10 mL，其中2 mL的全血置于肝素钠的真空采血管中，用于血液生理指标测定；其余血样置于普通真空采血管中，在4 ℃、800×g下离心15 min，取上清液分装于1.5 mL的离心管中，-20 ℃冰箱中保存，用于血清生化和抗氧化指标测定。

1.5 指标测定与方法

1.5.1 生产性能测定

在试验正式开始和结束当天，逐只对泌乳牦牛和犊牛进行空腹称重并记录，计算泌乳牦牛和犊牛的平均日增重(average daily gain，ADG)。在正试期每天对牦牛逐只挤奶，具体步骤为先利用犊牛吮吸以引起母牦牛的排乳反应，然后牧民通过传统手工方式进行挤奶工作，每头牦牛的挤奶时间约5 min。挤奶结束后，记录每头牦牛的日挤奶量，计算总产奶量和平均日产奶量。

1.5.2 混合牧草及精料营养水平测定

采集的混合牧草和精料样品在冷冻干燥机冷冻72 h后，粉碎过1 mm筛进行制样，并依次装入自封袋保存。测定样品中干物质(DM，GB/T 6435—2014)、粗蛋白质(CP，GB/T 6432—1994)、粗脂肪(EE，GB/T 6433—2006)、粗灰分(Ash，GB/T 6438—2007)含量，中性洗涤纤维(NDF)和酸性洗涤纤维(ADF)含量的测定参照Van Soest等[13]。

1.5.3 血液生理指标测定

白细胞(WBC)、中性粒细胞比率(NEUT)、淋巴细胞比率(LYMPH)、嗜酸性粒细胞比率(EO)、中性粒细胞数(NEUT#)、淋巴细胞数(LYMPH#)、嗜酸性粒细胞数(EO#)、红细胞(RBC)、血红蛋白(HGB)、红细胞压积(HCT)、红细胞平均体积(MCV)、平均红细胞蛋白量(MCH)、平均血红蛋白浓度(MCHC)、红细胞体积分布宽度(R-CV)、红细胞分布宽度(R-SD)、血小板(PLT)、平均血小板体积(MPV)、血小板分布宽度(PDW)、血小板压积(PCT)等血液生理指标在天祝藏族自治县华晟医院利用全自动生化分析仪(迈瑞 BS400)进行测定。

1.5.4 血清生化和抗氧化指标测定

血清总蛋白(total protein， TP)含量采用Doumas法测定，白蛋白(albumin，ALB)含量采用白蛋白检测试剂(BCG法)测定，球蛋白(globulin，GLO)含量采用免疫浊度法测定，游离血红蛋白(free hemoglobin，FH)含量采用邻-甲联苯胺比色法测定，葡萄糖(glucose，GLU)含量采用氧化酶法测定，肌酐(creatinine，CRE)含量采用改良Jaffe法测定，尿素氮(urea nitrogen，UN)含量采用二乙酰一肟法测定，血氨(serum ammonia，SEA)含量采用酶法定量测定，β-羟基丁酸(β-hydroxybutyric acid，BHBA)含量采用偶联酶反应比色法测定，游离脂肪酸(free fatty acid，FFA)含量采用氯仿、正庚烷、甲醇抽提法测定，游离氨基酸(free amino acid，FAA)含量采用水合茚三酮反应法测定。

血清超氧化物歧化酶(superoxide dismutase，SOD)活性、丙二醛(malondialdehyde，MDA)含量、总抗氧化能力(total antioxidant capacity，T-AOC)和谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase，GSH-Px)活性利用酶联免疫吸附测定(enzyme linked immunosorbent assay，ELISA)试剂盒测定。

血清生化和抗氧化指标的试剂盒均由上海邦奕生物有限公司提供，按照说明书用酶标仪(Labsystem Multiskan MS 352型，芬兰)进行检测。

1.6 数据处理

所有数据用Excel 2010进行初步整理后，利用SAS 9.2进行双因素方差分析，模型的处理因素包括精料、氨基酸以及两者交互作用，并用Duncan氏法进行多重比较，P<0.05表示差异显著，0.050.10表示差异不显著。

2 结 果

2.1 夏季补饲对泌乳牦牛和犊牛生产性能的影响

由表2可知，夏季补饲氨基酸、精料及两者交互作用对泌乳牦牛的总产奶量和平均日产奶量无显著影响(P>0.10)。与NG组相比，夏季补饲精料显著提高了泌乳牦牛的平均日增重(P<0.05)，而夏季补饲氨基酸对泌乳牦牛的平均日增重无显著影响(P>0.10)。与NG组相比，夏季补饲氨基酸具有提高犊牛的平均日增重的趋势(P=0.098)，夏季补饲精料及氨基酸和精料交互作用显著提高了犊牛的平均日增重(P<0.05)。

表2 夏季补饲对泌乳牦牛和犊牛生产性能的影响

2.2 夏季补饲对泌乳牦牛血液生理指标的影响

由表3可知，夏季补饲氨基酸具有增加泌乳牦牛血液平均红细胞蛋白量(P=0.089)和降低平均血小板体积(P=0.084)的趋势。夏季补饲氨基酸、精料及两者交互作用对泌乳牦牛血液白细胞、中性粒细胞比率、淋巴细胞比率、嗜酸性粒细胞比率、中性粒细胞数、淋巴细胞数、嗜酸性粒细胞数、红细胞、血红蛋白、红细胞压积、红细胞平均体积、平均血红蛋白浓度、红细胞体积分布宽度、红细胞分布宽度、血小板、血小板分布宽度和血小板压积均无显著影响(P>0.10)。

表3 夏季补饲对泌乳牦牛血液生理指标的影响

续表3项目Items自然放牧组NG group氨基酸补饲组SA group精料补饲组SC group氨基酸+精料补饲组SAC group均值标准误SEMP值 P-value氨基酸Amino acid精料Concentrate氨基酸×精料Amino acid×concentrate红细胞平均体积 MCV/fL53.856.554.456.81.520.1280.7610.911平均红细胞蛋白量 MCH/pg19.020.119.320.20.520.0890.7420.863平均血红蛋白浓度 MCHC/(g/L)3543563553560.300.6620.8600.725红细胞体积分布宽度 R-CV/%21.321.421.521.10.390.8260.9190.452红细胞分布宽度 R-SD/fL49.351.749.951.01.720.3390.9610.720血小板 PLT/×109 L-136337836437821.300.5380.9500.983平均血小板体积 MPV/fl6.706.426.576.250.160.0840.3600.917血小板分布宽度 PDW/fL14.914.914.914.80.780.6070.6070.474血小板压积 PCT/%0.240.240.240.240.010.9980.7610.998

2.3 夏季补饲对泌乳牦牛血清生化和抗氧化指标的影响

由表4可知，夏季补饲氨基酸、精料及两者交互作用对泌乳牦牛血清总蛋白、白蛋白、球蛋白、游离血红蛋白、葡萄糖、肌酐、尿素氮、血氨、β-羟基丁酸、游离脂肪酸和游离氨基酸含量均无显著影响(P>0.10)。

表4 夏季补饲对泌乳牦牛血清生化指标的影响

由表5可知，夏季补饲氨基酸、精料及两者交互作用对泌乳牦牛血清超氧化物歧化酶、谷胱甘肽过氧化物酶活性和丙二醛含量及总抗氧化能力均无显著影响(P>0.10)。

表5 夏季补饲对泌乳牦牛血清抗氧化指标的影响

3 讨 论

3.1 夏季补饲对泌乳牦牛和犊牛生产性能的影响

泌乳性能是反映牦牛生产力的指标之一。研究表明，青藏高原夏季的牧草营养水平不能满足自然放牧条件下泌乳牦牛能量维持需求[8]。因此，泌乳牦牛可以通过补饲以维持体况和满足泌乳需要，从而提高牦牛的生产力。补饲能量型精料可缓解青藏高原夏季牧场中泌乳牦牛能量摄入不足[14]和改善牛奶营养品质[15]。据报道，自然放牧条件下牦牛7～9月份平均日产奶量为0.74～1.15 kg/d[6]，这与本试验中泌乳牦牛平均日产奶量结果相近。本试验结果表明，夏季补饲氨基酸、精料及两者交互作用对泌乳牦牛的总产奶量和平均日产奶量无显著影响，这与补饲精料能提高自然放牧条件下荷斯坦-弗里西亚奶牛[16]、犏牛[17]和牦牛[18-19]的泌乳量结果不一致，其原因可能与补饲精料量、饲养管理方式等有关。补饲氨基酸对反刍动物产奶量的报道尚存在一定的争议。Lee等[20]研究表明，补饲氨基酸对奶牛产奶量无显著影响。韩兆玉[21]试验发现，补饲过瘤胃蛋氨酸有提高高产奶牛产奶量的趋势。邹阿玲等[22]给泌乳中期荷斯坦奶牛补饲40 g/(d·头)过瘤胃蛋氨酸，奶产量提高了17.1%。本试验条件下，与NG组相比，SAC组犊牛的平均日增重显著提高。

生产性能是动物机体对营养与能量摄入水平的直观体现。有研究表明，对泌乳期[23]及妊娠期[24]动物进行不同程度的补饲能够改善母畜及幼畜的生产性能。本研究中，与NG组相比，SC组和SAC组犊牛的平均日增重显著提高，说明在放牧条件下对泌乳牦牛补饲能量型精料后提高了泌乳牦牛营养与能量摄入水平，进而促进了犊牛生长潜力的发挥。牦牛的生产性能与性别、环境、生理阶段及饲粮营养水平与组成等因素密切相关，郝力壮[14]在夏季补饲750 g/(d·头)精料饲喂生长期公牦牛(2岁3个月)，其平均日增重达669 g/d(放牧组平均日增重355 g/d)。谢荣清等[25]报道，3岁龄牦牛(去势)在夏季补饲668 g/(d·头)精料后其平均日增重较放牧组提高了70%(560 g/d vs. 330 g/d)。在本试验条件下，SC组和SAC组泌乳牦牛的平均日增重分别为1 092和997 g/d，较NG组分别提高了36%和24%。

3.2 夏季补饲对泌乳牦牛血液生理指标的影响

血液是机体重要的内环境，其生理指标可反映机体新陈代谢和健康状况。白细胞是血液中无色有核血细胞的总称，在机体抵抗细菌感染的过程中发挥着重要的作用。中性粒细胞是白细胞中所占比例最大的一种血细胞，处于机体抵御致病微生物入侵的第一线。血液中红细胞、血红蛋白、红细胞压积可反映机体运输氧气和二氧化碳的能力。据韩正康[26]测定，正常牛血液中白细胞、红细胞、血红蛋白、红细胞压积浓度范围分别为(4～15)×109L-1、(5～10)×1012L-1、80～150 g/L和20%～40%。本试验结果显示，各组血液白细胞、红细胞、血红蛋白、红细胞压积无显著差异且均在正常范围内。但本试验中牦牛红细胞高于低海拔地区荷斯坦奶牛[27]，其原因可能是长期生活在氧气稀薄的高海拔地区，导致牦牛机体需要更多的红细胞来运输氧气[28]。

3.3 夏季补饲对泌乳牦牛血清生化和抗氧化指标的影响

血清葡萄糖含量是衡量动物机体能量平衡的重要指标，高产动物血清葡萄糖含量高于低产动物。本试验中，补饲氨基酸和精料组血清葡萄糖含量在数值上均高于自然放牧组，但未达到显著水平，这是因为补饲后动物机体糖代谢增强，促进了机体对营养物质的消化吸收，进而加快动物机体的生长速度。肌酐是肌酸和磷酸肌酸代谢的终产物，反刍动物血清肌酐的含量一般保持稳定水平，若肾髓质受损时血清肌酐含量升高。本试验中补饲精料和氨基酸后血清肌酐含量未发生显著变化。尿素氮是蛋白质、氨基酸通过鸟氨酸循环代谢后的产物，其含量的高低可反映饲粮氨基酸平衡和机体蛋白质代谢情况。许多研究表明，补饲过瘤胃氨基酸后奶牛血清中尿素氮含量下降[29]，这与本试验中牦牛血清尿素氮含量不受补饲过瘤胃氨基酸的影响结果不同，这种差异可能是氨基酸的不同处理方式、氨基酸的补饲量及其牦牛和奶牛对补饲氨基酸的响应不同所致。β-羟基丁酸是家畜血液中酮体的主要成分，可反映家畜体内能量平衡状态，当血清中β-羟基丁酸含量低于1 mmol/L时表明家畜通过采食所获得的能量能够满足机体的维持需要[8]。本试验中NG组、SA组、SC组和SAC组血清β-羟基丁含量分别为0.28、0.25、0.24和0.21 mmol/L，表明夏季自然放牧条件下牧草能够满足牦牛对能量的需求。这与龙瑞军[8]研究发现青藏高原泌乳牦牛夏季自然放牧条件下能量摄入不足的结果不一致，其原因可能是近年来乌鞘岭地区气候条件的改变[30]及载畜量的合理控制使乌鞘岭地区草场生态环境得到改善，使牦牛从牧草中获得更多的营养。本试验结果表明，补饲精料和氨基酸对泌乳牦牛血清肌酐、葡萄糖、游离脂肪酸含量无显著影响。这与Heublein等[31]报道补饲放牧泌乳奶牛对血清肌酐和游离脂肪酸含量无显著影响和李莉等[32]研究添加过瘤胃蛋氨酸后对奶山羊血清葡萄糖和游离脂肪酸含量无显著影响结果一致。

健康动物机体的氧化还原系统始终处于动态平衡状态。本试验中，补饲精料和过瘤胃蛋氨酸+过瘤胃赖氨酸对牦牛血清抗氧化指标无显著影响。这与王菲等[33]研究添加过瘤胃蛋氨酸对山羊血清抗氧化指标无影响的结果一致。然而，在本试验中牦牛血清抗氧化指标高于低海拔地区的奶牛[34]和肉牛[35]，这可能与牦牛所采食的青藏高原天然牧草有关，因为有研究指出高寒植物的抗氧化能力随海拔升高而增加[3]。

4 结 论

夏季补饲能量型精料[1.2 kg/(d·头)]和过瘤胃赖氨酸[15 g/(d·头)]+过瘤胃赖蛋氨酸[5 g/(d·头)]能够同时促进放牧条件下泌乳母牦牛和犊牛的平均日增重。