離子型飼料添加劑對(duì)南方熱應(yīng)激奶牛采食量、生產(chǎn)性能和血液生理生化指標(biāo)的影響

賈先波，何洋，陳仕毅，王杰，胡深強(qiáng)，賴松家

(四川農(nóng)業(yè)大學(xué)畜禽遺傳資源發(fā)掘與創(chuàng)新利用四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川 成都 611130)

牛是大型家畜，單位體質(zhì)量的體表面積相對(duì)較小，因此其具有耐寒不耐熱的生物學(xué)特性.研究表明，當(dāng)環(huán)境溫度從10 ℃降到-15 ℃時(shí)，對(duì)牛體溫?zé)o明顯的影響；而當(dāng)環(huán)境溫度高于牛體溫5 ℃時(shí)，其不能長期生存，且濕熱環(huán)境將加劇牛的體感溫度[1].奶牛適宜生活的體感溫度為5～25 ℃，在此范圍外奶牛就發(fā)生應(yīng)激反應(yīng).生產(chǎn)中普遍使用溫濕度指數(shù)(temperature-humidity index，THI)來綜合描述奶牛所處環(huán)境的氣候條件，當(dāng)THI>72時(shí)奶牛即出現(xiàn)熱應(yīng)激反應(yīng).發(fā)生熱應(yīng)激的奶牛采食量下降、機(jī)體代謝紊亂、生產(chǎn)性能降低、繁殖機(jī)能障礙和免疫力下降，嚴(yán)重?zé)釕?yīng)激甚至導(dǎo)致奶牛死亡[2-3].因此緩解夏季奶牛熱應(yīng)激癥狀一直是奶牛養(yǎng)殖業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)問題[4].

奶牛熱應(yīng)激癥狀主要受環(huán)境溫濕度、遺傳和營養(yǎng)等因素的影響.參與調(diào)節(jié)奶牛熱應(yīng)激癥狀的生物學(xué)過程主要是：熱應(yīng)激源—受體器官—中樞神經(jīng)系統(tǒng)—垂體前葉—促腎上腺皮質(zhì)激素—腎上腺皮質(zhì)部—腎上腺皮質(zhì)激素分泌—靶組織—靶器官—熱應(yīng)激反應(yīng)[5-6].在此過程中，體液陰陽離子失衡造成機(jī)體酸堿平衡降低是奶牛熱應(yīng)激調(diào)節(jié)的重要因素之一.巴爾吡爾采用美國專利技術(shù)(US 6,214,391 B1)研制，是一種含有離子狀態(tài)的Na、K、Si、Ge、Ag、Ti、Au、Zn、Fe等元素的功能性液體飼料添加劑.它具有維持體液陰陽離子平衡、細(xì)胞離子泵正常功能，提高酶活性，清除自由基，降低應(yīng)激危害等功能.相關(guān)研究報(bào)道，在奶牛日糧中添加50～80 mL/(頭·d)的巴爾吡爾原液對(duì)奶牛熱應(yīng)激具有顯著的緩解作用[7-8].我國南方夏季氣候炎熱且濕度較高，奶牛較北方更容易產(chǎn)生熱應(yīng)激[9].為了探尋緩解南方奶牛熱應(yīng)激的有效方法，本試驗(yàn)在熱應(yīng)激環(huán)境下的中國荷斯坦奶牛日糧中添加巴爾吡爾離子型添加劑，分析其對(duì)中國荷斯坦牛采食量、生產(chǎn)性能以及血液生理生化指標(biāo)的影響.

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)于2018年8～9月(該地區(qū)全年氣溫最高的時(shí)段)在四川省資陽市某規(guī)?；膛鲞M(jìn)行，以338頭體況相近、健康、高產(chǎn)的泌乳中國荷斯坦奶牛為研究對(duì)象.其中試驗(yàn)組(test group，TG)117頭奶牛圈養(yǎng)于一欄，日糧中添加60 mL/(頭·d)巴爾吡爾原液，原液以6倍飲水稀釋后均勻噴灑到全混合(total mixed rations，TMR)日糧中；對(duì)照組(control group，CG)121頭圈養(yǎng)于對(duì)面牛欄，飼喂相同全混合(total mixed rations，TMR)日糧，兩欄處于同一棟牛舍，環(huán)境條件一致.預(yù)飼期7 d，正式試驗(yàn)期30 d，記錄每天日產(chǎn)奶量和牛舍溫濕度.試驗(yàn)第28～30天，每天稱量試驗(yàn)組和對(duì)照組日糧的剩余量.試驗(yàn)第30天，在試驗(yàn)組和對(duì)照組各選擇年齡、胎次和泌乳階段相近的中國荷斯坦牛30頭，收集生產(chǎn)性能數(shù)據(jù)(DHI測定報(bào)告)，采集血液樣本.

1.2 飼養(yǎng)管理與日糧組成

該牛場采用分群散欄式飼養(yǎng)，牛舍內(nèi)設(shè)運(yùn)動(dòng)場，使用自動(dòng)刮糞地板，接力送風(fēng)機(jī)24 h開機(jī)，噴淋設(shè)施定時(shí)噴水(每次45 s)，每天早、中、晚各清理一次臥床.采用全混合日糧飼喂，每天飼喂3次(5∶30、12∶30和20∶00)，自由飲水，整個(gè)試驗(yàn)期間日糧營養(yǎng)成分保持一致.牛場全混合日糧組成和營養(yǎng)成分見表1.

1.3 血液樣品采集

采用真空負(fù)壓采血管(含乙二胺四乙酸二鉀抗凝劑)上午采集奶牛尾根血液樣本10 mL，用于血常規(guī)和微量元素檢測；另取真空負(fù)壓采血管(含促凝劑)采集尾根血液樣本10 mL，待自然凝固后，1 500 r/min離心15 min，吸取血清，用于血液生化指標(biāo)檢測.

表1 奶牛日糧結(jié)構(gòu)和營養(yǎng)水平

1.4 測定指標(biāo)及方法

1.4.1 牛舍內(nèi)外溫濕度計(jì)算 根據(jù)牛場當(dāng)?shù)貧鉁睾蜐穸茸兓闆r，本試驗(yàn)選擇每天7∶00、10∶00、14∶00和 20∶00記錄牛舍內(nèi)的溫濕度，在牛舍中平均選取3點(diǎn)，在距地面1.5 m高處懸自動(dòng)溫濕度記錄儀，避免光照、雨淋及奶牛觸及，記錄溫度和相對(duì)濕度，計(jì)算牛舍的溫濕度指數(shù)(THI)：

THI=0.8×溫度+相對(duì)濕度×(溫度-14.4)+46.4

1.4.2 血常規(guī)檢測 按照ES-200全自動(dòng)血液細(xì)胞分析儀操作說明，測定和計(jì)算奶牛全血中白細(xì)胞計(jì)數(shù)(WBC)、紅細(xì)胞計(jì)數(shù)(RBC)、血紅蛋白(HGB)、平均紅細(xì)胞體積(MCV)、平均血紅蛋白含量(MCH)、平均血紅蛋白濃度(MCHC)、紅細(xì)胞分布寬度CV(RDW-CV)、紅細(xì)胞分布寬度SD(RDW-SD)、紅細(xì)胞壓積(HCT)、血小板計(jì)數(shù)(PLT)、平均血小板體積(MPV)、血小板分布寬度(PDW)、血小板壓積(PCT)13項(xiàng)指標(biāo).

1.4.3 血液生化指標(biāo)檢測 奶牛血清生化指標(biāo)總共14項(xiàng)，分別是：谷丙轉(zhuǎn)氨酶(ALT，速率法)、谷草轉(zhuǎn)氨酶(AST，速率法)、谷草/谷丙(ALT/AST，計(jì)算)、總蛋白(TP，雙縮脲法)、總膽紅素(TBIL，酶法)、直接膽紅素(D-BIL，酶法)、間接膽紅素(IB，計(jì)算)、葡萄糖(GLU，酶法)、尿素氮(BUN，酶法)、肌酐(CREA，酶法)、甘油三酯(TG，酶法)、鉀(K，電極法)、鈉(Na，電極法)、氯(Cl，電極法).

1.4.4 血液微量元素檢測 按照IVY2000微量元素分析儀操作說明，測定奶牛全血中銅(Cu)、鐵(Fe)、鋅(Zn)、鈣(Ca)、鎂(Mg)5種微量元素.

1.5 數(shù)據(jù)處理

2 結(jié)果與分析

2.1 試驗(yàn)牛場熱應(yīng)激指數(shù)變化

本試驗(yàn)記錄了試驗(yàn)期間牛舍每天7∶00、10∶00、14∶00和20∶00的溫度和相對(duì)濕度，計(jì)算了相應(yīng)的熱應(yīng)激指數(shù)，由圖1可知，試驗(yàn)期牛舍內(nèi)白天平均熱應(yīng)激指數(shù)為74.26，試驗(yàn)?zāi)膛Ｈ烫幱跓釕?yīng)激環(huán)境下.其中14∶00點(diǎn)熱應(yīng)激指數(shù)最高，平均溫度為27.81 ℃，平均相對(duì)濕度為77.95%，平均熱應(yīng)激指數(shù)79.05；其次是10∶00點(diǎn)，平均溫度為26.09 ℃，平均相對(duì)濕度為67.79%，平均熱應(yīng)激指數(shù)75.17；再次是20∶00點(diǎn)，平均溫度為25.09 ℃，平均相對(duì)濕

圖1 試驗(yàn)期奶牛場牛舍內(nèi)熱應(yīng)激指數(shù)的變化Figure 1 The change of the THI in the cowhouse during the experimental period

度為67.11%，平均熱應(yīng)激指數(shù)75.59；熱應(yīng)激指數(shù)最低是7∶00點(diǎn)，平均溫度為23.25 ℃，平均相對(duì)濕度為60.72%，平均熱應(yīng)激指數(shù)70.39.由此可見，試驗(yàn)期間中國荷斯坦牛10∶00～20∶00處于熱應(yīng)激環(huán)境條件.

2.2 離子型添加劑對(duì)熱應(yīng)激狀態(tài)下中國荷斯坦牛采食量的影響

本試驗(yàn)記錄了試驗(yàn)組和對(duì)照組試驗(yàn)期最后3 d中國荷斯坦牛的飼料投喂量和剩余量，計(jì)算了中國荷斯坦牛每頭每天的采食量，結(jié)果見表2.試驗(yàn)組中國荷斯坦牛每頭每天的采食量比對(duì)照組增加4.95 kg，差異達(dá)到極顯著水平(P<0.01).結(jié)果表明，日糧中添加巴爾吡爾離子添加劑可以顯著提高處于熱應(yīng)激環(huán)境中中國荷斯坦牛的采食量.

2.3 離子型添加劑對(duì)熱應(yīng)激狀態(tài)下中國荷斯坦牛生產(chǎn)性能的影響

本試驗(yàn)在試驗(yàn)組和對(duì)照組中分別選擇30頭泌乳階段相近、產(chǎn)奶量較高且相近的中國荷斯坦牛，計(jì)算其試驗(yàn)期最后7 d的平均日產(chǎn)奶量，第30天的乳脂率、平均乳蛋白率、乳糖率、總固體率和體細(xì)胞評(píng)分，結(jié)果見表3.試驗(yàn)組中國荷斯坦牛與對(duì)照組相比，7 d平均產(chǎn)奶量低0.04 kg，乳糖率低0.03%，體細(xì)胞評(píng)分低1.02分，差異均未達(dá)到顯著水平(P>0.05)；乳蛋白率高0.15%，總固體率高1.15%，差異均達(dá)到顯著水平(P<0.05)；乳脂率高0.41%，差異達(dá)到極顯著水平(P<0.01).結(jié)果表明，日糧中添加巴爾吡爾離子添加劑可以提高處于熱應(yīng)激狀態(tài)下中國荷斯坦牛的乳蛋白率、總固體率和乳脂率.

表2 熱應(yīng)激狀態(tài)下中國荷斯坦牛的日采食量

2.4 離子型添加劑對(duì)熱應(yīng)激狀態(tài)下中國荷斯坦奶牛血常規(guī)的影響

由表4可見，試驗(yàn)組中國荷斯坦牛與對(duì)照組相比，7項(xiàng)指標(biāo)不同程度的上升，6項(xiàng)指標(biāo)不同程度的下降，其中紅細(xì)胞計(jì)數(shù)和紅細(xì)胞分布寬度CV極顯著升高(P<0.01)，平均紅細(xì)胞體積和平均血紅蛋白含量顯著降低(P<0.05)，其余9項(xiàng)指標(biāo)差異均未達(dá)到顯著水平(P>0.05).結(jié)果表明，日糧中添加巴爾吡爾離子添加劑會(huì)引起熱應(yīng)激狀態(tài)下中國荷斯坦牛的血紅蛋白計(jì)數(shù)和紅細(xì)胞分布寬度CV升高，平均紅細(xì)胞體積和平均血紅蛋白含量降低，而對(duì)其余血常規(guī)指標(biāo)沒有顯著影響.

表3 熱應(yīng)激狀態(tài)下中國荷斯坦牛的生產(chǎn)性能

表4 熱應(yīng)激狀態(tài)下中國荷斯坦牛血常規(guī)指標(biāo)的變化

2.5 離子型添加劑對(duì)熱應(yīng)激狀態(tài)下中國荷斯坦奶牛血清生化指標(biāo)的影響

由表5可見，試驗(yàn)組中國荷斯坦牛與對(duì)照組相比，9項(xiàng)指標(biāo)不同程度的上升，5項(xiàng)指標(biāo)不同程度的下降，其中尿酸含量極顯著升高(P<0.01)，谷丙轉(zhuǎn)氨酶和鈉含量顯著升高(P<0.05)，葡萄糖含量極顯著降低(P<0.01)，甘油三酯含量顯著降低(P<0.05)，其余9項(xiàng)指標(biāo)差異均未達(dá)到顯著水平(P>0.05).結(jié)果表明，日糧中添加巴爾吡爾離子添加劑使中國荷斯坦牛血清中尿酸、谷丙轉(zhuǎn)氨酶和鈉含量升高，使葡萄糖和甘油三酯含量降低，而對(duì)其余血清指標(biāo)沒有顯著影響.

2.6 離子型添加劑對(duì)熱應(yīng)激狀態(tài)下中國荷斯坦奶牛血液中微量元素的影響

本試驗(yàn)測定了試驗(yàn)組和對(duì)照組全血中5項(xiàng)微量元素的含量，結(jié)果見表6.試驗(yàn)組中國荷斯坦牛與對(duì)照組相比，1項(xiàng)指標(biāo)上升，4項(xiàng)指標(biāo)不同程度的下降，5項(xiàng)指標(biāo)差異均未達(dá)到顯著水平(P>0.05).結(jié)果表明，日糧中添加巴爾吡爾離子添加劑對(duì)中國荷斯坦牛血液中微量元素含量沒有顯著影響.

表5 熱應(yīng)激狀態(tài)下中國荷斯坦牛血清指標(biāo)的變化

表6 熱應(yīng)激狀態(tài)下中國荷斯坦牛血液中微量元素的變化

3 討論

四川盆地夏季高溫?zé)崂祟l次、日數(shù)、強(qiáng)度均處于全國高值區(qū)[10]，且干燥度指數(shù)小于1.0，處于全國低值區(qū)和濕潤氣候區(qū)[11-12]，而中國荷斯坦奶牛適宜生長和生產(chǎn)的環(huán)境為低溫干燥[1]，因此四川盆地夏季THI值均高于臨界值，牛群處于熱應(yīng)激狀態(tài).本試驗(yàn)記錄了試驗(yàn)期間牛舍每天7∶00、10∶00、14∶00和20∶00的溫度和相對(duì)濕度，計(jì)算出平均熱應(yīng)激指數(shù)介于70.39～79.05，其中以14∶00時(shí)的THI值最高，表明試驗(yàn)?zāi)膛０滋烊烫幱跓釕?yīng)激環(huán)境下，這與前人的報(bào)道相一致.付茂忠等[13]報(bào)道四川盆地2個(gè)市縣奶牛熱應(yīng)激從4月份開始，直至9月底才結(jié)束，平均熱應(yīng)激指數(shù)在69.0～81.5，其中每日14∶30的THI值最高.王祖新等[14]報(bào)道四川夏季牛舍內(nèi)THI在72以上，最高值達(dá)到80.92，奶牛的直腸溫度和呼吸頻率極顯著高于其他季節(jié)(P<0.01),處于輕度熱應(yīng)激狀態(tài)，而其他季節(jié)奶牛處于非應(yīng)激狀態(tài)[14].鄧?yán)^軍等[15]報(bào)道四川盆地三縣5～9月THI大于72，奶牛熱應(yīng)激屬于溫和到中等程度，沒有嚴(yán)重和致死程度的熱應(yīng)激[15].由此可見，四川盆地夏季濕熱條件下，中國荷斯坦牛將處于溫和到中度的熱應(yīng)激狀態(tài).

在熱應(yīng)激狀態(tài)下，奶牛熱消耗減少，采食中樞的興奮受到抑制，消化道活動(dòng)減弱，從而抑制其采食量[16].奶牛采食量減少，呼吸頻率和排汗量增加，引起體內(nèi)水分消耗增加、瘤胃pH降低、乙酸含量降低，造成機(jī)體陰陽離子失衡，機(jī)體處于能量負(fù)平衡狀態(tài)，導(dǎo)致產(chǎn)奶量和乳品質(zhì)降低，免疫力下降[17-18].在奶?；A(chǔ)日糧中補(bǔ)充維生素和礦物質(zhì)可以明顯提高奶牛的繁殖性能、生產(chǎn)性能和免疫力[19].巴爾吡爾離子添加劑是一種以磷酸氫二鉀和磷酸氫二鈉為主要成分，含有多種游離態(tài)離子的功能性液體飼料添加劑，可有效緩解機(jī)體因熱應(yīng)激導(dǎo)致的陰陽離子失衡，從而提高熱應(yīng)激奶牛的采食量，改善機(jī)體能量負(fù)平衡狀態(tài)，進(jìn)而一定程度恢復(fù)奶牛的生產(chǎn)性能和免疫力.在本試驗(yàn)中，與對(duì)照組相比，試驗(yàn)組中國荷斯坦牛每頭每天的采食量增加4.95 kg(P<0.01)，乳脂率高0.41%(P<0.01)，乳蛋白率高0.15%(P<0.05)，總固體率高1.15%(P<0.05)，7 d平均產(chǎn)奶量高0.04 kg(P>0.05)，乳糖率低0.03%(P>0.05)，體細(xì)胞評(píng)分低1.02分(P>0.05)，這與前人報(bào)道相近.劉偉等[7]在日糧中添加50 mL/(頭·d)巴爾吡爾后，奶牛采食量受熱應(yīng)激影響減小，產(chǎn)奶量相對(duì)升高，乳脂率升高，牛奶中體細(xì)胞數(shù)減少，但差異均未達(dá)到顯著水平(P>0.05).邵亞群等[8]在熱應(yīng)激奶牛日糧中添加50 mL/(頭·d)巴爾吡爾后，采食量增加6.46%(P<0.05)，產(chǎn)奶量升高9.18%(P<0.05)，乳房炎發(fā)病率低19.54%，乳蛋白率、乳脂率、乳糖和非脂固體含量分別下降1.75%、7.18%、1.94%和1.82%(P<0.05).造成不同試驗(yàn)間結(jié)果差異的原因，可能是試驗(yàn)期中國荷斯坦牛所處的熱應(yīng)激程度以及巴爾吡爾添加量的不同.雖然不同試驗(yàn)結(jié)果存在一定的差異，但是都表明巴爾吡爾離子添加劑有助于緩解中國荷斯坦牛夏季熱應(yīng)激，提高其采食量、生產(chǎn)性能和免疫力.

血常規(guī)和血液生化指標(biāo)是機(jī)體應(yīng)激反應(yīng)的內(nèi)在生理表現(xiàn)[20]，奶牛熱應(yīng)激將引起多項(xiàng)血液生化指標(biāo)的顯著變化.相關(guān)研究報(bào)道，奶牛熱應(yīng)激期，血液中鉀、磷、紅細(xì)胞總數(shù)、比色法測定血尿素氮、C反應(yīng)蛋白、乳酸脫氫酶、脂質(zhì)過氧化物和去甲腎上腺素顯著(P<0.05)或極顯著(P<0.01)低于非熱應(yīng)激期，而血小板總數(shù)、嗜堿性粒細(xì)胞、單核細(xì)胞生長激素、乳酸、催乳素和超氧化物歧化酶顯著(P<0.05)或極顯著(P<0.01)高于非熱應(yīng)激期[21-23].本試驗(yàn)檢測了試驗(yàn)組和對(duì)照組中國荷斯坦牛13項(xiàng)血常規(guī)指標(biāo)、14項(xiàng)血液生化指標(biāo)和5項(xiàng)血液微量元素，各項(xiàng)指標(biāo)均處于正常值范圍內(nèi)，其中試驗(yàn)組中國荷斯坦牛血紅細(xì)胞計(jì)數(shù)、紅細(xì)胞分布寬度、尿酸含量極顯著升高(P<0.01)，谷丙轉(zhuǎn)氨酶和鈉含量顯著升高(P<0.05)，葡萄糖含量極顯著降低(P<0.01)，平均紅細(xì)胞體積、平均血紅蛋白含量、甘油三酯含量顯著降低(P<0.05).血紅蛋白計(jì)數(shù)、紅細(xì)胞分布寬度CV、平均紅細(xì)胞體積和平均血紅蛋白含量等指標(biāo)反應(yīng)了血液運(yùn)載氧氣的能力，尿酸、谷丙轉(zhuǎn)氨酶和甘油三酯等指標(biāo)預(yù)示著肝臟是否受到損害，葡萄糖含量反應(yīng)了機(jī)體能量的攝入和吸收情況[24-26].以上血液生理生化指標(biāo)的差異說明中國荷斯坦牛日糧中添加巴爾吡爾離子劑可緩解熱應(yīng)激癥狀，使各項(xiàng)血液生理生化指標(biāo)恢復(fù)到正常值范圍.

4 結(jié)論

綜上所述，四川盆地夏季因溫度高和濕度大，造成該地區(qū)飼養(yǎng)的中國荷斯坦牛夏季長期處于熱應(yīng)激環(huán)境中.為此，在四川盆地飼養(yǎng)的中國荷斯坦牛TMR日糧中添加60 mL/(頭·d)巴爾吡爾原液，可以顯著促進(jìn)奶牛的采食量，改善乳品質(zhì)和免疫力，促進(jìn)各項(xiàng)血液生理生化指標(biāo)恢復(fù)到正常值范圍.巴爾吡爾離子劑能夠緩解中國荷斯坦牛熱應(yīng)激癥狀，幫助其適應(yīng)四川盆地夏季濕熱環(huán)境.