日糧添加碳酸氫鈉對荷斯坦奶牛生產性能的影響

劉立山，劉　婷，周　瑞，吳建平

(甘肅農業大學 動物科學技術學院，甘肅 蘭州　730070)

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日糧添加碳酸氫鈉對荷斯坦奶牛生產性能的影響

劉立山，劉婷，周瑞，吳建平

(甘肅農業大學 動物科學技術學院，甘肅 蘭州730070)

選擇體重、胎次、泌乳期、乳脂率和產奶量基本一致的健康無病的中國荷斯坦奶牛30頭，隨機分成3組，分別為試驗組Ⅰ，Ⅱ和對照組。試驗組Ⅰ，Ⅱ奶牛日糧每日每頭分別添加130、150 g碳酸氫鈉，對照組奶牛日糧每日每頭分別添加110 g碳酸氫鈉，試驗期28 d。結果表明，試驗組Ⅰ干物質采食量、糞便pH比對照組高1.41%、0.20(P<0.05)，非脂乳固體比對照組低0.4(P<0.05)；試驗組Ⅱ干物質采食量、產奶量、4%標準乳、糞便pH分別比對照組高2.04%、2.01%、2.68%、0.42(P<0.05)，乳脂率高0.13%(P<0.05)，乳蛋白、非乳脂固體分別低0.36%、0.51%(P<0.05)。另外，碳酸氫鈉的增加使得牛乳中體細胞數顯著降低，且與乳脂肪呈顯著負相關(P<0.05)，而與乳蛋白質呈顯著正相關(P<0.05)。由此可知，在每頭奶牛日糧中添加150 g碳酸氫鈉的范圍內，隨著日糧中碳酸氫鈉的增加，能顯著改善荷斯坦奶牛的生產性能，有效預防奶牛瘤胃酸中毒。

碳酸氫鈉；添加；奶牛；生產性能

碳酸氫鈉在反芻家畜瘤胃中具有緩沖作用，能中和精料發酵過程中所產生的有機酸，促使瘤胃內pH保持在中性附近，為正常消化提供一個良好的生長和繁殖環境，同時可加強胃腸收縮和蠕動，使幽門弛緩，促進胃內容物向十二指腸運送，有利于微生物的繁殖及纖維素與糖類的轉化，預防奶牛瘤胃酸中毒，使泌乳牛適應高精料日糧。精料主要以淀粉和糖的形式為動物提供能量，但是淀粉的快速發酵可能產生高濃度的乳酸，乳酸是產生丙酸的中間物，可使瘤胃的pH降低，這將使得對酸度非常敏感的瘤胃纖維素分解菌生長受到影響，淀粉分解菌相應增加，影響瘤胃正常消化。而消化纖維素的菌群消失還會導致纖維素消化量下降，瘤胃中乙酸的濃度降低，最終影響奶牛的產奶量和乳脂率，嚴重時還會造成瘤酸中毒。乙酸是對乳脂合成影響較大的揮發性脂肪酸，當奶牛飼喂不同精粗比組成的日糧時可以改變瘤胃內乙酸/丙酸的比值，進而可以影響乳脂肪含量[1-4]。在飼料中添加部分添加劑可改善飼料的營養品質[5]，碳酸氫鈉可改變瘤胃發酵，促使乙酸鹽的形成，抑制丙酸鹽的合成，可有效地防止乳脂率的下降和提高產奶量[6]。試驗以荷斯坦奶牛為研究對象，在基礎日糧中添加不同濃度的碳酸氫鈉，旨在揭示碳酸氫鈉對荷斯坦奶牛生產性能的影響，為改善奶牛生產性能以及奶牛產業化發展提供科學依據。

1　材料和方法

1.1試驗材料

乳成分快速測定儀(杭州浙大優創科技有限公司型號UL40AC)；HI98103型筆式酸度計(北京泰亞賽福有限公司)；AL104電子天平(梅特勒-托利多儀器上海有限公司)；CS101-A型電熱鼓風干燥箱(重慶實驗設備廠)；HH-S26S數顯恒溫水浴鍋(金壇市環保儀器廠)；BCD-539WF海爾電冰箱(青島海爾股份有限公司)；Scepter 2.0手持式體細胞計數器(美國Millipore公司)。

1.2試驗日糧

根據美國奶牛NCR營養標準配制基礎日糧，基礎日糧由玉米、麩皮、豆粕、1%預混料(鶴豐公司生產)、磷酸氫鈣、石粉、食鹽組成(表1)。

表1　日糧配比及營養水平

1.3檢測指標

1)使用自動擠奶機測定奶牛的產奶量并做記錄；

2)按照乳成分快速測定儀的操作要求進行測定；

3)干物質采食量記錄前一天飼喂的日糧總量，第二天清晨將剩余的日糧清除并稱重，計算出前一天的總采食量。然后每組試驗隨機采集新鮮日糧3份，每份200 g，放入65℃的烘箱中24 h，取出干燥后至恒重，計算干物質采食量；

4)采集鮮糞測定糞便，pH使用筆式酸度計直接測定；

5)奶牛體細胞數的測定采集奶樣50 mL，用移液槍吸取1 mL到1 mL的EP管中在4 000 r/min下離心5 min，棄上清液后加入0.5 mL的PBS磷酸緩沖液震蕩搖勻后繼續在4 000 r/min下離心5 min，重復3次后，使用體細胞儀吸取上清液測定體細胞數，并記錄數據。

1.4試驗設計

選擇體重、胎次、泌乳期、乳脂率和產奶量基本一致的健康無病荷斯坦奶牛30頭，隨機分成3組，每組10頭，即試驗組Ⅰ，Ⅱ和對照組。在試驗組Ⅰ、Ⅱ奶牛的混合精料中分別添加碳酸氫鈉130、150 g/頭，對照組奶牛的混合精料中添加碳酸氫鈉110 g/頭。精料按照NRC標準配制飼喂，每天飼喂2次，青貯飼料自由采食，保證充足飲水。每7 d為1個周期，試驗期28 d，每個周期前3 d連續測定產奶量、乳成分、干物質采食量、糞便pH以及奶牛體細胞數。試驗前對試驗牛進行7 d的預試飼養。

1.5數據統計分析

試驗數據用Excel 2010 建立數據庫，通過SPSS 19.0 軟件中的單因素方差分析對數據進行統計分析和顯著性檢驗，結果以平均值±標準差表示。

2　結果與分析

2.1奶牛干物質采食量，產奶量和糞便pH的變化

試驗組Ⅰ干物質采食量、產奶量、4%標準乳分別比對照組高1.41%，0.48%和1.28%(P>0.05)，糞便pH升高0.20(P<0.05)；試驗組Ⅱ干物質采食量、產奶量、4%標準乳分別比對照組高2.04%，2.01%和2.68%，糞便pH升高0.42(P<0.05)；試驗組Ⅱ干物質采食量、產奶量、4%標準乳分別比試驗組Ⅰ高0.63%，1.53%和1.39%、糞便pH升高0.22(P<0.05)，試驗組Ⅱ體細胞數比對照組顯著降低(P<0.05)。試驗數據表明隨著日糧中碳酸氫鈉的增加，采食量、產奶量、4%標準乳、糞便pH也逐漸升高，并且試驗組Ⅰ、Ⅱ干物質采食量和糞便pH均比對照組高(表2)。

表2　干物質采食量，產奶量和糞便pH

注：同行不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)，下同

2.2奶牛乳成分的變化

試驗組Ⅰ乳脂率比對照組高0.02%(P>0.05)，非乳脂固體、乳蛋白分別比對照組低0.40%、0.11%(P>0.05)；試驗組Ⅱ乳脂率比對照組高0.13%(P<0.05)，非乳脂固體、乳蛋白分別低0.36%、0.51%；試驗組Ⅱ乳脂率比試驗組Ⅰ高0.11%(P<0.05)，非乳脂固體、乳蛋白分別低0.11%、0.25%。表明日糧中添加的碳酸氫鈉增加后，牛奶乳脂率逐漸升高，非乳脂固體、乳蛋白含量逐漸降低降低，乳糖、冰點、密度、灰分均無顯著性變化，試驗組Ⅰ、Ⅱ非乳脂固體比對照組均有顯著性影響(表3)。

表3　乳成分

2.3牛乳中體細胞數與產奶量、主要乳成分的相關性分析

對照組和試驗組Ⅰ的數據均顯示，體細胞數與產奶量呈顯著負相關，試驗組Ⅱ數據顯示體細胞數與產奶量呈顯著負相關(P<0.05)。對照組體細胞與脂肪呈顯著負相關(P<0.05)、與乳糖呈負相關，與蛋白質呈顯著正相關(P<0.05)，產奶量與脂肪呈顯著正相關(P<0.05)，與蛋白質呈顯著負相關(P<0.05)；試驗組Ⅰ體細胞數與產奶量、脂肪呈顯著負相關(P<0.05)，與蛋白質呈顯著正相關(P<0.05)，產奶量與脂肪呈顯著正相關(P<0.05)，與蛋白質呈顯著負相關(P<0.05)。試驗組Ⅱ體細胞數與產奶量呈極顯著負相關(P<0.01)，與脂肪呈顯著負相關(P<0.05)，與蛋白質呈顯著正相關(P<0.05)，產奶量與脂肪呈極顯著正相關(P<0.01)，與蛋白質呈極顯著負相關(P<0.01)(表4)。試驗研究顯示，隨著碳酸氫鈉的增加，體細胞與產奶量以及乳成分之間的相關性有著不同的變化。體細胞數是牛奶品質的重要指標。從對照組和試驗組Ⅱ可以看出，碳酸氫鈉的增加使牛奶體細胞數顯著降低，這也表明牛奶品質有所改善，相應的產奶量也顯著增加，并且這兩者之間存在著，因此，日糧中添加碳酸氫鈉不僅提高了產奶量，而且使牛奶體細胞數降低，這種極顯著負相關的關系對奶牛實際生產中有著重要的意義。然而乳成分中，脂肪和蛋白也是牛奶營養成分高的重要影響因子，碳酸氫鈉的增加使得牛乳中體細胞與脂肪呈顯著負相關，而與蛋白質呈顯著正相關。同時，試驗數據分析，乳脂肪和乳蛋白呈現負相關，但這種關系與添加碳酸氫鈉似乎無關，這可能與奶牛自生的身理機能有關。

表4　乳中體細胞數與產奶量和主要乳成分的相關系數

注：*表示顯著相關(P<0.05)，**表示極顯著相關(P<0.01)

3　討論與結論

3.1碳酸氫鈉對奶牛干物質采食量、產奶量、糞便pH的影響

奶牛基礎日糧中添加礦物質元素，能顯著影響奶牛干物質采食量和產奶量[7]。碳酸氫鈉是奶牛生產中常用的礦物質飼料添加劑，俗稱小蘇打，呈弱堿性，通過調節電解質平衡值，與瘤胃內的酸性物質發生酸堿中和反應，維持瘤胃pH穩定，從而增強奶牛食欲，提高采食量，提高飼料的轉化率[8-9]。當評定奶牛瘤胃和腸道內的狀況時，糞便檢查能提供很多飼料消化過程和消化部位的信息。糞便pH的變化，間接反映了瘤胃酸堿度的變化，因此，改進日糧結構，使奶牛的糞便更趨正常，將進一步提高飼料的利用率、提高產奶量，從而提高奶牛養殖的綜合效益。另外，日糧組成對瘤胃pH也有一定的影響，李勇等[10]在對6只裝有永久瘤胃瘺管羯羊的研究中表明，隨飼喂玉米比例增加，瘤胃N代謝的各參數均逐漸上升，pH呈下降趨勢。朱興龍[11]研究表明，每頭每日添加碳酸氫鈉180 g，可以使日平均產奶量增加1.65 kg。朱佰正等[12]研究報道，在日糧中加補0.8%碳酸氫鈉可使奶牛日采食量增加2.1 kg。郝俊璽等[13]研究表明，日糧添加碳酸氫鈉顯著提高了糞便pH。本研究與報道研究結果一致，日糧中添加碳酸氫鈉對改善牛瘤胃內pH是有益的，使其食欲增加，易于消化，增加營養物質吸收，相應地提高產奶量[14]。

3.2碳酸氫鈉對牛奶乳成分的影響

乳成分是牛奶品質的重要參考指標，對奶牛生產性能有著重要的意義。試驗表明，日糧中添加150 g/頭碳酸氫鈉，乳脂率提高0.13%，乳蛋白、非乳脂固體分別降低0.36%、0.51%，表明適當的增加碳酸氫鈉的飼喂量，可以提高乳脂率，降低乳蛋白。黃志秋等[15]研究表明，按混合精料量的1.5%添加碳酸氫鈉，產奶量提高3.31%，乳脂率增0.07%，這與本研究結果一致。吳自光等[16]報道，日糧中添加碳酸氫鈉可提高瘤胃的pH值，使瘤胃微生物區系正常，增加VFA的總量及其吸收率，提高乳脂率。大量研究表明，日糧中添加適量的碳酸氫鈉，有利于乳脂率的提高。碳酸氫鈉可以提高瘤胃內pH值，使瘤胃內微生物區系正常，增加揮發性脂肪酸總量及其吸收率，從而提高乳脂率[17]。Phipps 等[18]報道，提高日糧中淀粉的含量，則乳蛋白的含量提高，乳脂率有所下降。Castillo等[19]做了類似的試驗，結果發現淀粉型精料明顯具有提高乳蛋白含量的潛力。但是，人們為了獲得較高的產奶量，往往過度的加大奶牛日糧中精飼料的比例，飼精料主要以淀粉和糖的形式為動物提供能量，淀粉的快速發酵可能產生高濃度的乳酸，乳酸是產生丙酸的中間物，可使瘤胃的pH降低，這將使得對酸度非常敏感的瘤胃纖維素分解菌生長受到影響，淀粉分解菌相應增加，影響瘤胃正常消化，而消化纖維素的菌群消失還會導致纖維素消化率下降，瘤胃中乙酸的濃度降低，乙酸、丁酸有合成乳脂短鏈脂肪酸的功能[20]，最終影響奶牛的產奶量和乳脂率，嚴重的還會造成瘤胃酸中毒。Cumby等[21]試驗發現，奶牛為減輕瘤胃酸中毒更喜采食含碳酸氫鈉的飼料。安朋朋[22]研究表明，精粗比低的日糧食入氮向乳蛋白的轉化效率顯著高于精粗比高的日糧。日糧中的營養要合理搭配，有一定比例的蛋白質，促進菌體蛋白合成，才能獲得良好的生產效果[23]。在提高乳蛋白的同時，應控制好日糧中精、粗飼料的比列，并且要添加適量的碳酸氫鈉添加劑，維持奶牛瘤胃pH穩定，使瘤胃微生物區系正常，提高飼料轉化率，從而增加奶牛業的經濟效益。

3.3體細胞數與乳成分的相關性

奶牛乳中的體細胞數與乳房健康有密切的關系。SCC即每毫升牛奶中含有的體細胞數，主要包括嗜中性白細胞、淋巴細胞、嗜曙紅細胞等、再加上各種脫落的上皮細胞。在正常情況下，少數白細胞可經乳腺而進入乳汁，但在病原菌入侵時，機體會向乳腺釋放大量白細胞，乳房炎的發生都會使奶牛的乳成分發生變化。影響乳成分的因素有許多，如品種、年齡、胎次、環境等。因此，分析乳成分的變化規律及其原因時，需考慮諸多因素。Vida Juozaitiene等[24]發現體細胞數與日產奶量之間存在顯著負相關。Oudah[25]研究發現體細胞與日產奶量之間存在極顯著負相關，諸多研究與試驗研究結果一致。張慧林等[26]采集了341個奶羊，研究了體細胞數與乳成分的關系，結果表明，體細胞數與產奶量有極顯著的負相關系(P<0.01)，與乳脂率無顯著相關關系(P<0.05)，與乳蛋白率無顯著相關關系(P<0.05)。Sawa等[27]測定了29 000頭奶牛奶樣后發現體細胞數與乳脂率之間存在極顯著正相關，體細胞數與乳蛋白率之間存在顯著正相關。Paura等[28]發現體細胞數與乳脂率之間存在極顯著正相關，與乳蛋白率之間存在極顯著正相關，這與本試驗研究結果相反，原因可能是在奶牛日糧中添加了不同比例的碳酸氫鈉，碳素氫鈉可能對體細胞和乳脂率、乳蛋白率這三者的變化存在一定的調控機制，但是碳素氫鈉的這種調控機制的具體原理還尚不清楚，有待我們更加深入的研究。

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Effects of sodium bicarbonate supplementation on the performance of Holstein dairy cows

LIU Li-shan，LIU Ting，ZHOU Rui，WU Jian-ping

(CollegeofAnimalScience&Technology,GansuAgriculturalUniversity,Lanzhou730070,China)

In order to investigate the effects of sodium bicarbonate supplementation on the performance of Holstein dairy cows，30 lactating Chinese Holstein dairy cows with similar body weight,parity,lactation period,milk fat and milk yield were selected and randomly divided into 2 treatment groups (group Ⅰ and Ⅱ) and 1 control group.130 g,150g and 110 g sodium bicarbonate was added respectively in the ration of group Ⅰ,group Ⅱ and control group per day each cow foe 28 days.The results showed that dry matter intake (DMI) and fecal pH value of group Ⅰ increased by 1.41% (P<0.05) and 0.20(P<0.05) than control group respectively.Non-fat solid matter percentage decreased by 0.40% (P<0.05).DMI,milk yield,4% fat corrected milk yield and fecal pH value of group Ⅱ increased by2.04% (P<0.05),2.01% (P<0.05),2.68% (P<0.05),0.42 (P<0.05) than control group.The milk fat percentage increased by 0.13% (P<0.05),the milk protein percentage and non-fat solid matter percentage decreased by 0.36% (P<0.05).In addition,the increase of the sodium bicarbonate caused significant reduction of somatic cell count in milk (P<0.05),and the milk fat percentage was significantly negative correlation (P<0.05),and the milk protein percentage was significantly positive correlation (P<0.05) respectively.Within the range of 150 g sodium bicarbonate in ration,the performance of Holstein dairy cows could be significantly improved.

sodium bicarbonate；additive；dairy cow；performance

2015-09-28；

2016-03-30

蘭州市科技局“蘭州市高產奶牛選育策略與高校養殖技術研究示范”(2011-1-110)；農業部“絨毛用羊產業技術體系放牧生態崗位科學家”(CARS-40-09B)；“甘肅省典型農區肉牛生產體系優化研究與應用”(GDT20146100035)；“甘肅肉牛生產體系要素優化匹配研究”(LW2015 6200007)；“北方作物秸稈飼用化利用技術研究與示范”(201503134-HY15038488)項目資助

劉立山(1987-)，男，甘肅定西人，碩士研究生。

E-mail：13919791920@163.com

S 821.5

A

1009-5500(2016)03-0067-06

吳建平為通訊作者。