奶牛瘤胃發(fā)酵性能與產(chǎn)奶量的相關(guān)性分析

逄世龍，司海鋒，侯 杰，張文曄，逄國梁

1 西北農(nóng)林科技大學(xué)動物科技學(xué)院，陜西楊凌 712100

2 武功縣動物衛(wèi)生監(jiān)督所，陜西咸陽 712200

3 山西晉中市綜合檢驗檢測中心，山西晉中 0306065

4 陜西石羊農(nóng)業(yè)科技股份有限公司，陜西西安 710016

5 陜西省畜牧技術(shù)推廣總站，陜西西安 710016

0 引言

奶牛瘤胃是天然的發(fā)酵罐，它可將纖維性飼料、低品質(zhì)蛋白和非蛋白氮轉(zhuǎn)化成高營養(yǎng)價值的動物產(chǎn)品——奶，為人類提供能量和營養(yǎng)物質(zhì)，如蛋白質(zhì)、必需氨基酸、脂肪酸和維生素等[1]。瘤胃的發(fā)酵模式包括多種，不同的發(fā)酵模式會影響奶牛的產(chǎn)奶性能[2]。50.00%的乳脂是由乳腺利用瘤胃發(fā)酵產(chǎn)生的乙酸合成，并且瘤胃中乙酸和丙酸的比例與乳脂含量呈正相關(guān)[3]。目前也有較多的研究通過飼料中添加抗生素、胡麻油等來調(diào)控瘤胃發(fā)酵，以達(dá)到提高奶牛產(chǎn)奶量的目的。馬樂[4]指出，在飼料中添加包被葉酸可以促進(jìn)瘤胃菌群的活動并改善瘤胃發(fā)酵功能，提升奶牛的產(chǎn)奶量。因此，瘤胃發(fā)酵性能是影響奶牛產(chǎn)奶量的重要因素。鑒于此，本研究以189 頭荷斯坦泌乳奶牛為研究對象，通過奶牛瘤胃發(fā)酵指標(biāo)與產(chǎn)奶量的相關(guān)性分析，為合理調(diào)控瘤胃發(fā)酵性能提供理論支持。

1 材料與方法

1.1 試驗動物

試驗根據(jù)泌乳信息選擇189 頭荷斯坦泌乳牛，胎次為2胎（n=99）和3胎（n=90），記錄每頭奶牛的產(chǎn)奶量、胎次和健康信息。每天飼喂3 次，轉(zhuǎn)盤式擠奶3 次，自由飲水。

1.2 樣品采集和發(fā)酵指標(biāo)的檢測

晨飼后2 h內(nèi)使用瘤胃采集器經(jīng)口腔采集奶牛的瘤胃液，舍棄前100 mL，取50 mL于離心管中，液氮保存用于后續(xù)瘤胃發(fā)酵指標(biāo)的檢測。將凍存瘤胃液解凍，氨氮（NH3-N）含量采用苯酚-次氯酸鈉比色法測定[5]。揮發(fā)性脂肪酸（VFA）使用氣相色譜儀測定[6]。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計

數(shù)據(jù)先用Excel進(jìn)行初步整理，分別計算產(chǎn)奶量和發(fā)酵指標(biāo)的均值和標(biāo)準(zhǔn)差。利用GraphPad Prism 7.0進(jìn)行線性回歸分析，并利用spearman相關(guān)性分析奶牛產(chǎn)奶量與瘤胃發(fā)酵指標(biāo)的相關(guān)性，P>0.05表示差異不顯著，P<0.05表示差異顯著，P<0.01表示差異極顯著。

2 試驗結(jié)果

2.1 奶牛產(chǎn)奶量和瘤胃發(fā)酵指標(biāo)

189 頭荷斯坦牛產(chǎn)奶量和瘤胃液中NH3-N濃度、VFA含量及其百分比見表1。其中，2胎次奶牛的產(chǎn)奶量均值為35.40 kg/天，3胎次奶牛產(chǎn)奶量均值為37.79 kg/天。VFA中乙酸含量最高，2胎次和3胎次奶牛的瘤胃液中乙酸所占百分比分別為65.21%，65.19%。

表1 奶牛的產(chǎn)奶量和瘤胃發(fā)酵指標(biāo)

2.2 奶牛產(chǎn)奶量與瘤胃發(fā)酵指標(biāo)的相關(guān)性分析

奶牛產(chǎn)奶量與瘤胃發(fā)酵指標(biāo)的相關(guān)性如表2 所示。丙酸和異丁酸的含量與奶牛顯著相關(guān)（P<0.05），乙酸、丙酸和異丁酸的百分比與產(chǎn)奶量極顯著相關(guān)（P<0.01），但是NH3-N濃度與產(chǎn)奶量無顯著相關(guān)性（P>0.05）。另外，通過線性分析發(fā)現(xiàn)丙酸含量及其百分比均與產(chǎn)奶量顯著正相關(guān)（P<0.05），異丁酸含量及其百分比均與產(chǎn)奶量顯著負(fù)相關(guān)（P<0.05），乙酸的百分比與產(chǎn)奶量顯著負(fù)相關(guān)（P<0.05），但是乙酸含量與產(chǎn)奶量無顯著相關(guān)性（P>0.05），其散點分布見圖1。

圖1 丙酸、異丁酸含量及乙酸、丙酸和異丁酸百分比與奶牛產(chǎn)奶量的相關(guān)性

表2 奶牛產(chǎn)奶量與瘤胃發(fā)酵指標(biāo)的相關(guān)性

3 結(jié)論

瘤胃發(fā)酵指標(biāo)影響奶牛的產(chǎn)奶量。其中，丙酸與奶牛的產(chǎn)奶量正相關(guān)，乙酸和異丁酸與產(chǎn)奶量負(fù)相關(guān)，而瘤胃NH3-N與產(chǎn)奶量無顯著相關(guān)性。

4 討論

4.1 奶牛瘤胃NH3-N 對產(chǎn)奶量影響

瘤胃內(nèi)NH3-N的濃度反映了奶牛瘤胃內(nèi)蛋白質(zhì)的平衡狀況，其含量主要受營養(yǎng)消化率和營養(yǎng)攝入量的影響[7]。其次，瘤胃NH3-N含量與瘤胃微生物的利用速率和瘤胃壁吸收速率密切相關(guān)[8]。瘤胃微生物可以利用NH3-N合成微生物蛋白質(zhì)，為機體提供40.00%～80.00%的蛋白質(zhì)。研究表明，微生物蛋白質(zhì)合成所需NH3-N的最低濃度為5.00 mg/dL，一旦微生物蛋白質(zhì)合成達(dá)到飽和后，增加瘤胃內(nèi)NH3-N濃度也不能提高微生物蛋白質(zhì)產(chǎn)量[9，10]。本試驗中NH3-N與產(chǎn)奶量無顯著相關(guān)性，可能是由于本試驗?zāi)膛Ａ鑫钢械腘H3-N濃度大于機體所需的最低濃度，因此對產(chǎn)奶量無顯著貢獻(xiàn)。

4.2 奶牛瘤胃VFA 對產(chǎn)奶量影響

VFA由瘤胃微生物發(fā)酵飼料中的碳水化合物分解產(chǎn)生，經(jīng)過腸壁被宿主吸收利用，是奶牛能量的主要來源[11]。不同VFA的比例直接影響奶牛的乳品質(zhì)，如乳脂率、乳蛋白率等。VFA主要包括乙酸、丙酸和丁酸，其中，乙酸比例最高，它可進(jìn)入檸檬酸循環(huán)，產(chǎn)生的ATP用于機體生命活動[12]。只有充足能量的供應(yīng)，才能滿足奶牛高產(chǎn)奶量的生產(chǎn)需要。但本試驗發(fā)現(xiàn)乙酸與產(chǎn)奶量呈負(fù)相關(guān)，說明能量供應(yīng)過多，可能會造成奶牛機體內(nèi)能氮不能同步釋放，從而影響奶牛的生產(chǎn)性能。丙酸是唯一的生糖型VFA，也是糖異生的主要底物，它為牛奶生產(chǎn)提供葡萄糖[13]。本試驗中不管是丙酸含量還是丙酸百分比與產(chǎn)奶量均呈正相關(guān)，說明奶牛機體的能量供應(yīng)對產(chǎn)奶量存在影響。Xue等[14]研究發(fā)現(xiàn)，高產(chǎn)奶量和高乳蛋白含量的奶牛的支鏈氨基酸合成通路富集。目前，較多研究集中在異丁酸對犢牛生長發(fā)育的作用[15]。本試驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)異丁酸與產(chǎn)奶量呈負(fù)相關(guān)，具體作用機理還需進(jìn)一步探索。