提高奶牛泌乳性能與降低糞尿氮、磷排放量的營養(yǎng)調(diào)控研究

楊正德 裴成江 涂家寬 宋大書 劉付祥

蛋白質(zhì)和磷是構(gòu)成奶牛飼料中單位成本最昂貴的兩種營養(yǎng)素。目前，奶牛業(yè)排放到環(huán)境中的氮和磷已成為越來越嚴(yán)重的污染問題[2,9]。美國、歐洲和我國的大量研究均表明，傳統(tǒng)的奶牛飼養(yǎng)實踐中，蛋白質(zhì)和磷的供應(yīng)通常遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過奶牛的實際需要量，在我國尤以磷超量為突出，導(dǎo)致大量的磷排放到環(huán)境中而引起環(huán)境和地表水源污染，土壤富營養(yǎng)化[3,9,11]。為此，于2009～2010年在貴陽市清鎮(zhèn)市奶牛場開展提高奶牛泌乳性能與降低氮、磷減排的營養(yǎng)調(diào)控研究，為促進(jìn)中國荷斯坦奶牛的科學(xué)飼養(yǎng)和為修訂《中國奶牛飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)》提供技術(shù)參數(shù)。

1 材料與方法

1.1 試驗動物及分組

選擇處于泌乳盛期[（41±16)泌乳日]、2～3胎，體重、產(chǎn)犢時間、產(chǎn)奶量相近，健康無病、體況評分3分的中國荷斯坦奶牛27頭。根據(jù)胎次、產(chǎn)犢時間、產(chǎn)奶量搭配分為9個組，每組3頭。

1.2 試驗設(shè)計

采用L9(34)正交試驗設(shè)計，以日糧中性洗滌纖維（NDF）、小腸可消化蛋白（IDCP）、磷含量及添加過瘤胃保護(hù)限制性氨基酸（RPLAA）為試驗因子，每個因子設(shè)3個水平（見表1）。NDF根據(jù)貴州喀斯特地區(qū)飼料資源特點設(shè)為37%、41%、45%（DM基礎(chǔ)）3個水平；IDCP以2004《中國奶牛飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)》推薦量為標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)為92%、100%、108%3個水平；磷以DM進(jìn)食量為依據(jù)，分別設(shè)為 3.4、4.3、5.3 g/kgDM 3個水平；RPLAA采用康奈爾凈碳水化合物蛋白質(zhì)體系（CNCPS）計算添加量，設(shè)為 Met 12 g、Met 8 g＋Lys 32 g、Lys 48 g 3個水平。能量及其它營養(yǎng)需要按《中國奶牛飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)》供給。

設(shè)預(yù)試期7 d，飼喂該場習(xí)用日糧，預(yù)試期后3 d逐漸過渡到試驗期日糧；設(shè)試驗期28 d，飼喂試驗日糧。試驗日糧采用統(tǒng)一的精料補充料，以青割乳熟后期帶穗玉米為基礎(chǔ)粗料，用苜蓿草粉、豆粕調(diào)節(jié)IDCP供應(yīng)量，用大麥殼調(diào)節(jié)NDF水平，用磷酸氫鈣調(diào)節(jié)日糧磷。

1.3 飼養(yǎng)管理與測定項目

采用連槽舍飼，自由飲水，每天飼喂2次，擠奶2次。專人記錄飼料投喂量與剩余量；采用自動擠奶平臺擠奶，專人記錄產(chǎn)奶量。正試期始末早飼前空腹稱量牛的體重。

試驗期第7、14、21、28 d每天早、晚按實際產(chǎn)奶量5 ml/l的比例取奶樣組成混合乳樣；用grab sampling法取鮮糞兩份，每份200 g，加10 ml的10%H2SO4固氮；每周采集1批次飼料樣品制備為風(fēng)干樣，試驗結(jié)束后分品種混合供實驗室分析測定用。

飼料及糞成分測定：干物質(zhì)采用GB/T 10648—1999法、粗蛋白質(zhì)采用GB/T 10648—1999法、磷用GB/T 10648—1999法、NDF用 GB/T 20806—2006法、AIA用GB/T 23742—2009法測定。

乳成分測定：乳蛋白采用GB 5009.5—85法、乳脂率采用GB 5009.6—85法、乳磷用GB/T 10648—1999法測定。

1.4 數(shù)據(jù)處理

根據(jù)實測乳氮、乳磷與泌乳量計算產(chǎn)品氮、磷排出量；每千克增重按含蛋白質(zhì)16%和需要10 g飼料磷[4]，以磷的吸收率60%[3]計算氮、磷沉積量；以沉積和產(chǎn)品氮、磷總和與攝入小腸可消化氮、飼料磷的比值表達(dá)奶牛對氮生物學(xué)價值和磷的凈利用效率；試牛泌乳性能根據(jù)實測產(chǎn)奶量和乳脂率，并每千克增重相當(dāng)于產(chǎn)8kg標(biāo)準(zhǔn)乳和每千克減重扣除6.56 kg標(biāo)準(zhǔn)乳校正為體重校正乳；根據(jù)內(nèi)源指示劑（AIA）法原理計算糞中氮、磷排泄量，尿中氮排泄量根據(jù)氮平衡原理推算。

試驗數(shù)據(jù)用Excel整理后，再用SPSS 13.0進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 試牛泌乳性能與氮、磷利用效率

根據(jù)試牛體重變化、泌乳量與乳成分，將沉積與產(chǎn)品氮、磷列示于表2。日糧NDF、IDCP、磷、RPLAA對奶牛泌乳性能、小腸可消化氮生物學(xué)價值（N-BV）、磷凈利用效率的影響各不相同，其作用的大小可用極差法來衡量，極差（R）越大，表示該因子對奶牛泌乳性能、N-BV、磷凈利用效率的影響越大，反之越小。試牛泌乳性能及對氮、磷凈利用效率的極差分析見表3。

如表2、表3所示，4個因子對試牛泌乳性能影響的主次順序為RPLAA＞IDCP＞磷＞NDF，以RPLAA和IDCP影響為大，表明4個因子中以RPLAA和IDCP為影響奶牛泌乳性能的主效因子，磷和NDF的影響相對次之，但因子間差異不顯著（P＞0.05）。在設(shè)定的3個水平內(nèi)比較，優(yōu)化方案為D2B2C3A2，RPLAA按每頭每日添加8 g過瘤胃保護(hù)蛋氨酸＋32 g過瘤胃保護(hù)賴氨酸，比單一添加過瘤胃保護(hù)蛋氨酸或過瘤胃保護(hù)賴氨酸分別可提高體重校正乳 9.81%（P＜0.05）、7.83%（P＞0.05）；IDCP 92%（與《中國奶牛飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)》推薦量之比，下同）與ICDP 108%泌乳性能相近，分別比ICDP 100%提高體重校正乳 9.95%、9.84%（P＜0.05）；磷供應(yīng)水平4.31、5.32 g/kgDM泌乳性能相似，分別比3.44 g/kgDM 提高體重校正乳 7.55%、7.23%（P＞0.05）；日糧DM中NDF 37%與41%泌乳性能相近，分別比NDF 45%提高體重校正乳 6.28%、5.34%（P＞0.05）。

表2 試牛沉積與產(chǎn)品中氮、磷量

表3 各因子對泌乳量、N-BV與磷凈利用效率的影響分析

4個因子對攝入小腸可消化氮沉積與轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品氮凈效率（N-BV）影響的主次順序為IDCP＞NDF＞磷＞RPLAA，以IDCP和NDF為影響N-BV的主效因子，而磷和RPLAA則影響較小。IDCP 92%供應(yīng)水平的N-BV分別高于IDCP 100%、IDCP 108%供應(yīng)水平8.96、7.97個百分點（P＜0.05）。日糧 DM 中 NDF水平以41%為佳，但37%、45%水平間差異不顯著（P＞0.05）。

4個因子對磷凈利用效率影響的主次順序為磷＞RPLAA＞IDCP＞NDF，以磷為主效因子，其次為RPLAA和IDCP。日糧磷水平3.44 g/kgDM略優(yōu)于4.31 g/kgDM水平（P＞0.05），比5.32 g/kgDM水平提高磷凈利用效率12.16個百分點（P＜0.05）；RPLAA的影響以每頭每日添加8 g過瘤胃保護(hù)蛋氨酸+32 g過瘤胃保護(hù)賴氨酸比單一添加過瘤胃保護(hù)蛋氨酸或過瘤胃保護(hù)賴氨酸為佳（P＞0.05）；IDCP對磷凈利用效率的影響有隨著IDCP水平增加而提高的趨勢，NDF則相反，差異均不顯著（P＞0.05）。

2.2 試牛糞尿中氮、磷排泄

表4 各因子對的試牛糞尿中氮、磷排泄量影響分析

根據(jù)AIA法測定計算的試牛糞中氮、磷排泄量及按氮平衡原理推算尿氮排泄量見表4。

如表4所示，4個因子對試牛糞氮和尿氮排泄量影響的主效因子均為IDCP，其他因子的影響相對較小。IDCP 92%比IDCP 108%減少糞氮排泄量18.78 g/d，相對降低12.00%（P＜0.05），減少尿氮排泄量46.01 g/d，相對降低35.00%（P＜0.01）；比IDCP 100%減少糞氮排泄量 11.54 g/d（P＞0.05），減少尿氮排泄量 26.70 g/d，相對降低23.57%（P＜0.01）；日糧NDF對糞氮排泄量的影響有隨NDF水平增加而增加的趨勢（P＞0.05）。

4個因子對糞磷排泄量影響的主次順序為磷＞NDF＞IDCP＞RPLAA，以磷為主效因子,日糧磷水平3.44 g/kgDM 略優(yōu)于 4.31 g/kgDM 水平 (P＞0.05)，比5.32 g/kgDM水平減少糞磷排泄量10.40 g/d，相對降低 24.02%（P＜0.01）；4.31 g/kgDM 水平比 5.32 g/kgDM水平減少糞磷排泄量7.38g/d，相對降低17.03%（P＜0.01）。NDF、IDCP和RPLAA的影響相對較?。≒＞0.05）。

3 小結(jié)與討論

3.1 不同因子對泌乳性能和氮、磷利用效率的影響

3.1.1 4個因子對奶牛泌乳性能的影響

結(jié)果顯示，泌乳盛期按每頭每日添加8 g過瘤胃保護(hù)蛋氨酸+32 g過瘤胃保護(hù)賴氨酸、IDCP按《中國奶牛飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)》推薦量92%供應(yīng)，可比單一添加兩種過瘤胃保護(hù)氨基酸或增加IDCP供應(yīng)水平顯著提高奶牛泌乳性能。表明：①賴氨酸和蛋氨酸可能同為泌乳牛限制性氨基酸，但其最佳添加量有待進(jìn)一步研究；②以IDCP為基礎(chǔ)設(shè)計奶牛日糧配方，在其他營養(yǎng)指標(biāo)相對平衡的條件下，可酌情降低IDCP供應(yīng)水平，這可能由于《中國奶牛飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)》中，IDCP需要量實質(zhì)是按瘤胃降解蛋白轉(zhuǎn)化為微生物蛋白的效率（RDP/MP）為0.9，飼料非降解蛋白（UDP）小腸的平均消化率65%估計[4]，低估了泌乳盛期奶牛日糧類型RDP/MP與UDP小腸平均消化率所致，有待進(jìn)一步研究。另外，日糧DM中NDF 41%和磷供應(yīng)水平4.31 g/kg對泌乳性能亦有積極影響。

3.1.2 IDCP、NDF對奶牛氮利用效率的影響

如表3所示，IDCP 92%供應(yīng)水平可顯著提高攝入IDCP轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品蛋白的凈效率。表明，成年泌乳盛期奶牛的泌乳潛能發(fā)揮處于生物學(xué)高峰階段，增重（體重恢復(fù)）潛能較低，對于攝入的過量IDCP，主要不是用于增重而是分解用于泌乳的能量供應(yīng)，導(dǎo)致IDCP浪費。這與Peyraud等認(rèn)為[7]日糧中攝入超過動物需要量水平的蛋白質(zhì)幾乎都分解以尿氮排出的論點一致。奶牛泌乳盛期是否可提高IDCP轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品蛋白的效率，有待進(jìn)一步研究。日糧DM中NDF水平以41%對奶牛氮利用效率的影響為佳。

3.1.3 磷攝入水平對奶牛磷利用效率的影響

試驗中，試牛磷的凈利用效率與攝入量呈反比。本研究日糧磷水平3.44 g/kgDM處于等平衡狀態(tài)，即攝入磷與產(chǎn)品磷（增重+泌乳）和糞排泄磷總和基本相等，這與 NRC（2001）[8]飼糧磷含量 3.2～4.2 g/kgDM 可滿足奶牛整個泌乳期的需要，高于此水平對提高產(chǎn)奶量無益的報道一致。由于奶牛尿磷排泄量甚微[1]，成年健康奶牛超量攝入磷沒有實質(zhì)營養(yǎng)意義。

3.2 不同因子對奶牛氮、磷減排的效果

3.2.1 IDCP與NDF對奶牛氮減排效果的影響

試牛糞氮和尿氮的排泄量均以IDCP 92%為最低，合計可比按飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)（IDCP 100%）飼養(yǎng)減少氮排泄總量38.24 g/d（P＜0.01）。表明，氮的消化率和利用率均隨IDCP進(jìn)食水平提高而降低，這與Groff和Wu等[5]報道結(jié)果相同。日糧NDF對糞氮排泄量的影響有隨NDF水平增加而增加的趨勢，這可能是隨著日糧NDF水平的增加，消化道蠕動增強而食物在消化道停留時間縮短所致，有待進(jìn)一步研究。

3.2.2 磷攝入水平對奶牛磷減排效果的影響

試牛糞磷的排泄量與日糧磷攝入水平呈正比，以日糧磷水平3.44 g/kgDM為最低，可比5.32 g/kgDM水平（我國奶牛飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)下限）每頭奶牛每年減少糞磷排泄量約4 kg。荷蘭研究了長期飼喂低磷日糧對高產(chǎn)奶牛的影響，磷水平設(shè)為 2.4、2.8、3.3 g/kgDMI，未見顯著磷缺乏癥狀[12]，與Morse等[6,10]報道結(jié)果一致。

4 結(jié)論

綜合上述小結(jié)，并結(jié)合中國奶牛飼養(yǎng)現(xiàn)狀與飼料資源特點，優(yōu)化因子組合為：NDF 37%～41%、IDCP按《中國奶牛飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)》推薦量92%、磷3.4～4.3 g/kgDM、過瘤胃保護(hù)蛋氨酸8 g/d+過瘤胃保護(hù)賴氨酸32 g/d。

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