单宁酸对奶牛采食量、乳成分及氮代谢的影响

高 岩

（辽宁生态工程职业学院，辽宁沈阳 110122）

奶牛放牧的优质温带牧草含有高水平的可溶性氮，同时由于瘤胃对氨的吸收增加，尿中尿素氮的排泄增加，通常表现出较低的氮利用效率（史正明和石福岳，2020；Powell等，2010）。与粪便氮不同的是，尿氮的增加增加了氨氮和一氧化二氮在大气中的排放，甚至是硝酸盐淋滤到地下水中，从而导致环境恶化（阎天海，2015）。因此，将氮从尿液中转移到粪便中是牧场奶牛系统的一项任务。单宁是一种植物多酚化合物，能与蛋白质形成复合物，减少其瘤胃降解，而单宁酸是单宁提取物的一种有效功能性成分，已被测试为反刍动物的营养添加剂，旨在减少不稳定氮的排泄，改善代谢蛋白质的供应（杨凯，2017）。如Avila等（2015）和 Orlandi等（2015）报道，日粮中添加 15或18 g/kg单宁酸可分别改善饲喂玉米青贮或燕麦日粮加上精料的阉牛的十二指肠氨基酸供应，降低了尿氮排泄。但在黑麦草基础日粮的饲料中添加12～29 g/kg单宁酸对奶牛采食量和产奶量有负面影响（Griffiths等，2013）。此外，以低于12.0 g/kg的含量向奶牛提供单宁酸，无论是口服还是混合在精料中均未观察到对产奶量的影响（Alves等，2017）。尽管越来越多的环境问题与尿中氮的排泄量有关，但这个变量在这些研究中并没有被分析。因此，本研究旨在评估单宁酸对奶牛采食量、乳成分及氮代谢的影响。

1 材料与方法

1.1 试验设计 试验将产奶量一致的32头荷斯坦奶牛随机分为2组，每组4个重复，每个重复4头。对照组和处理组分别饲喂基础浓缩日粮及基础浓缩日粮+15 g/kg单宁酸，整个21 d的饲养试验期间奶牛自由采食水稻秸秆。

1.2 样品采集 每天8：00和17：00各挤奶1次，每周记录3 d产奶量。早上饲喂后5 h从尾静脉取血，注入肝素化管中，3000 × g离心20 min，收集血浆，-20℃保存。在试验结束的前3 d，在上午和晚上挤奶后收集所有奶牛的2份尿液样本。尿液收集于装有1.2 L硫酸溶液（3.6 mol/L）的桶中，3000×g离心，取10 mL新鲜尿液用1 mL硫酸（3.6 mol/L）酸化，用蒸馏水稀释至50 mL，-20℃保存。试验最后3 d，放牧时每天用手剪法采集牧草样本2次，这些样品在55℃烘箱中干燥72 h，称重，粉碎过1 mm的筛网。将0.5%的惰性指示剂氧化铬加入浓缩料中，试验结束前3 d，每天在早晚挤奶后从直肠直接采集2次粪便样本。粪便样本在55℃下烘干72 h，粉碎过1.0 mm筛网。

表1 浓缩料日粮组成及营养水平

1.3 化学分析 牧草和粪便样品采用常规化学方法进行分析，乳成分参考李征等（2020）的方法进行分析。氮代谢及嘌呤衍生物参考樊艳华等（2015）的方法测定。

1.4 数据统计 试验数据采用SAS软件单因素方差分析模型进行统计分析，采用T检验法进行多重比较，P＜0.05表示组间差异显著。

2 结果与分析

2.1 单宁酸对奶牛采食量及养分消化的影响 由表2可知，对照组与单宁酸组奶牛的体重、代谢体重及干物质、有机物、粗蛋白质、粗脂肪、中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维表观消化率无显著差异（P＞0.05）。与对照组相比，单宁酸组奶牛有机物和中性洗涤纤维摄入量分别显著提高17.54%和22.55%（P＜0.05）。单宁酸奶牛的饲料效率较对照组显著降低11.26%（P＜0.05）。

表2 单宁酸对奶牛采食量及养分消化的影响

2.2 单宁酸对奶牛乳成分的影响 由表3可知，对照组与处理组奶牛泌乳量、4%脂肪校正乳及乳脂肪、蛋白质、灰分、乳糖和非脂固形物占比均无显著差异（P＞0.05）。

表3 单宁酸对奶牛乳成分的影响

2.3 单宁酸对奶牛氮代谢的影响 由表4可知，对照组与单宁酸组奶牛的尿氮、乳氮，以及乳、血浆和尿中尿素氮浓度均无显著差异（P＞0.05），同时两组奶牛尿囊素排泄量及微生物蛋白合成效率也无显著差异（P＞0.05）。与对照组相比，单宁酸组奶牛的氮摄入量、粪氮和尿酸排泄量及微生物蛋白合成量分别显著提高13.70%、13.45%、27.02%和17.19%（P＜0.05），而对照组氮排泄与氮摄入量比值显著高于单宁酸组（P＜0.05）。

表4 单宁酸对奶牛氮代谢的影响

3 讨论

在本研究中，在浓缩料中添加15 g/kg单宁酸对奶牛体重、代谢体重及大部分养分的表观消化率无负面影响，这与Griffiths等（2013）报道的结果一致。对单宁酸提高有机物和中性洗涤纤维摄入量有积极影响，目前还没有明确解释，但Cajarville等（2006）报道，绵羊或奶牛饲喂消化率高的草料，其瘤胃液pH在一天的数小时内下降至6.0以下，低的瘤胃pH会影响瘤胃纤维的降解，从而影响采食量。因此，虽然看似矛盾，但对照组奶牛的养分摄入量的降低可能是由于瘤胃pH或高氨产量导致的瘤胃微生物活性降低而降低，而这可以通过添加单宁酸来克服。此外，根据肝脏氧化功能，瘤胃高氨吸收率可能产生与肝组织氨代谢相关的采食量降低（Allen等，2009）。

本研究中没有发现单宁酸对产奶量或乳成分的影响，这与Griffiths等（2013）的研究结果一致。作为一个正常的生理过程，奶牛从身体组织中调动能量，以支持泌乳早期的能量需求，并在轻度和晚期泌乳期间动员组织储备，以供后续泌乳。在本研究中，单宁酸处理组奶牛的营养摄入量较高，表明这些奶牛消耗的多余营养可能被用于组织沉积而不是牛奶合成。尽管没有测量试验期间的体况评分变化，但与对照组相比，单宁酸处理组奶牛的氮沉积增加。

根据对其他单宁酸来源的报道，本研究中添加单宁酸显示了将氮排泄从尿液转移到粪便中的潜力，在对羊和牛进行研究中也报告了这一点（Ávila等，2015）。但在本研究中，即使在低剂量下，单宁酸降低了摄入的氮在尿液中的排泄百分比，增加了粪便氮的排泄，从环境角度看这是积极的。尿液中的氮是挥发性的，极大促进了一氧化二氮在大气中的排放（Dijkstra等，2013）。此外，预计与单宁酸有关的粪便氮在土壤中的释放速度会更慢，从长期看，这有利于作物生长。据报道，Makkar（2003）研究发现，单宁酸对微生物蛋白合成效率有积极作用，但这在本研究中未发现。补充15 g/kg单宁酸仅提高了微生物蛋白合成量。

4 结论

浓缩料中添加15 g/kg单宁酸可在不影响放牧奶牛生产性能的前体下提高氮摄入量，降低氮排泄占氮摄入量的百分比。