奶牛能量負平衡與產后疾病高發相關性的研究

文/高 健 王劍飛

（上海美農生物科技股份有限公司）

隨著規?；蜆藴驶B殖趨勢的不斷推進，目前我國奶牛養殖模式已經從最初粗放型個體化奶牛養殖成功地過渡到規?；?、標準化養殖，截至2016年12月我國100 頭以上規模化奶牛場比例已經達到52%，預計2020年奶牛規?；B殖比例有望突破60%[1]?！梆B牛就要養瘤胃”“TMR全混合均衡日糧”“奶牛舒適度提升”“精細化營養及管理”以及“健康奶牛產優質高產奶”等養殖理念已經被我國奶牛養殖者所接受和執行。在此背景下，為保障牧場運營效益與規模同步提升，分析并解決影響目前國內奶牛養殖運營效益相關問題尤為重要。

1 國內奶牛養殖業存在問題

2017年8月依據隨機原則對江蘇、安徽、山東、河北及寧夏五省10 家不同規模奶牛場實施影響運營效益相關因素的電話調研。由調研結果可知，奶牛疾病因素對牧場運營效益具有重要影響，占35%（圖1）。對近年來國內奶牛養殖發病率較高的四類疾?。ㄈ榉垦?、繁殖疾病、蹄病及酮?。┑南嚓P報道進行匯總（表1），以上四類疾病的發病時間主要集中在圍產后期和泌乳高峰期，除繁殖疾病外，發病率均在20%以上。近年來因圍產期奶牛疾病高發因素導致70%～80%成母牛淘汰發生在此階段，給奶牛場造成了嚴重的經濟損失[2]。

圖1 影響牧場運營效益的相關因素

2 圍產后期和泌乳高峰期奶牛疾病高發的原因

圍產后期（產后0～15 天）和泌乳高峰期（產后16～100 天）是奶牛生產性能發揮的關鍵期。奶牛產前受妊娠性機械壓迫因素影響，產后瘤胃黏膜吸附能力需要4～5周才能恢復[14]，同時產后受到催乳素的刺激，奶牛產奶量不斷增加，導致產奶量高峰時間（產后4～6 周）早于采食量高峰時間（產后8～10周），引起產后能量攝入小于產奶需求，從而形成能量負平衡[15]。能量負平衡會直接引起氨基酸糖異生和不飽和脂肪動員增加，導致血漿中嘌呤產物和自由基含量增多，加劇了免疫器官的負擔，引起免疫力下降和細胞損傷，增加隱性乳房炎發生率（45%～62%）[16，17]。嚴重的能量負平衡會加劇奶牛產后干物質采食量下降，進而體重下降，誘發營養不良性產后乏情及酮病。因此，能量負平衡是引起奶牛產后疾病增多以及影響奶牛場運營效益的關鍵因素。我國50%以上奶牛產后出現能量負平衡，產奶量越高，能量負平衡發生率越高[18]。

表1 奶牛常見四類疾病的發病率及發病時間對比

3 能量負平衡對奶牛的危害

3.1 能量負平衡對奶牛健康危害

能量負平衡可以直接造成奶牛的低血糖和酮病。奶牛圍產后期低血糖發生率約為81.5%，產后低血糖增加了疾病危險系數，降低了奶牛的干物質采食量[2]。酮病主要發生在產后2～7 周，發病率16%～46%，造成損失約78 美元/頭[8]。對產后70 天內、產奶量25 kg的88 頭新產奶牛血液β-羥丁酸含量進行檢測，酮病發病率達35.23%[9]。對產后28 天內2 個不同規模奶牛場酮病發生率進行調查，分別為17.95%和64.15%[10]。

能量負平衡也能間接增加奶牛產后隱性乳房炎及蹄病發生率，降低產后發情率，導致配種延遲。據Lago等[4]發現，能量負平衡引起奶牛產后體質下降，隱性乳房炎發生率達到38%～59%。隨著奶牛產奶量的增加，能量負平衡使奶牛體能消耗加大，導致子宮復舊不全和產后90 天發情率降低[13]。受到能量負平衡影響的奶牛產后2 周內血液β-羥丁酸含量高于1.4 mmol/L，人工授精后奶牛受孕率下降20%[19]。

3.2 能量負平衡對奶牛生產性能的影響

能量負平衡不僅嚴重危害奶牛健康，同樣會影響奶牛的泌乳性能。Duffield等[16]發現能量負平衡的嚴重程度與奶牛泌乳量之間具有相關性，能量負平衡越嚴重，奶牛體脂動員越多，引起血液中β-羥丁酸含量越高，奶牛產后2 周血液中β-羥丁酸含量為1.4 mmol/L時，產奶量降低1.88 kg/天，當血液中β-羥丁酸含量達到2.0 mmol/L時，產奶量降低3.3 kg/天。奶牛能量負平衡會加劇血糖消耗，而血漿中的葡萄糖是乳腺唯一可利用的能量物質，乳腺通過吸收葡萄糖合成乳糖，是調控乳腺滲透壓控制產奶量的關鍵因素，血糖降低會干擾乳糖合成，從而影響產奶量。除此之外，能量負平衡繼發的隱性乳房炎，會影響乳腺細胞對乳脂肪和乳蛋白的合成，間接導致產奶量下降約17.5%[17]。

4 能量負平衡的發生機理

目前普遍認為導致奶牛能量負平衡的因素主要包括產后干物質采食量不足和糖異生障礙。

4.1 干物質采食量不足

奶牛從干奶期過渡到泌乳期，會受到機械壓迫導致產后瘤胃黏膜吸附能力恢復時間長，產后泌乳應激能耗增加[21]，分娩應激和瘤胃菌群平衡紊亂[22]以及熱應激[23]。這些因素均會導致奶牛干物質采食量下降，攝入能量難以滿足需求，血糖消耗和機體體脂動員增加，最終加劇能量負平衡[2]（圖2）。

圖2 干物質采食量與能量負平衡的關系

圖3 奶牛能量代謝及能量負平衡[21]

4.2 瘤胃酵解及糖異生代謝障礙

奶牛攝入葡萄糖的途徑包括兩種：一是瘤胃酵解產生短鏈脂肪酸（乙酸、丙酸、丁酸）參與糖異生過程；二是小腸葡萄糖吸收[24]。糖異生是機體組織器官將非糖物質（部分短鏈脂肪酸、乳酸、甘油及生糖氨基酸等）轉化為葡萄糖的過程，奶牛圍產期通過瘤胃酵解短鏈脂肪酸（丙酸為主）供能占奶牛泌乳凈能需要量的50%～60%[25]。

由圖2和圖3所示，奶牛產后瘤胃菌群及瘤胃蠕動機能短期難以恢復正常，導致圍產后期干物質采食量下降，瘤胃酵解障礙，產生丙酸、乙酸和丁酸含量降低[21]，短鏈脂肪酸含量下降引起糖異生氧化供能障礙，形成能量負平衡。圍產期因乳糖合成及產奶凈能增加導致血糖大量消耗，此時機體開始動員生糖氨基酸轉化為葡萄糖，以及體脂動員氧化供能。當機體動用體脂產生的酮體和甘油三酯超過肝臟運輸能力，引起脂肪肝和酮病發生并抑制脂肪氧化供能。干物質采食量上升緩慢，引起外源氨基酸供應不充足，血液氨基酸的不斷消耗降低了生糖氨基酸糖異生過程，從而造成奶牛能量負平衡加重、血糖降低及乳蛋白合成障礙。因此快速提高小腸葡萄糖濃度和小腸吸收率成為解決圍產期奶牛能量負平衡的關鍵。

5 解決能量負平衡的措施

產后血糖快速消耗和外源補充不及時，是能量負平衡發生的直接原因。輕微能量負平衡，奶牛短期內可通過體脂動員及糖異生途徑自行解決，當發生嚴重能量負平衡或能量負平衡長期未得到解決時，會加劇對奶牛健康的危害。因此，如何建立預防和快速有效解決奶牛能量負平衡是全球奶業關注的焦點。目前國內外對奶牛能量負平衡的解決主要包括3 種途徑：優化牛群結構管理、調整TMR日糧以及補充飼料添加劑。

5.1 優化牛群結構管理

做好干奶期及圍產期牛群結構管理可有效改善奶牛體況，緩解能量負平衡。優化牛群管理主要包括牛群干奶期體況監控和新產牛產后輸液補能。體況監控是利用5 分評分法及分群管理將奶牛產前體況控制在3.0～3.5 分，以避免產后過肥或過瘦引起干物質采食量下降和體脂動員及酮病發生。

5.2 調整TMR日糧

受妊娠期間胎兒壓迫影響，干奶期前7周瘤胃吸收面積減少了50%，導致奶牛圍產期TMR日糧提供的能量僅占需求的80%[22]。產前7 天是胎兒生長快速期，此時因瘤胃吸收面積降低導致奶牛采食干物質獲取的營養難以滿足胎兒生長和自身機體代謝需要。因此，理論上提高臨產前奶牛TMR日糧中精料比例可解決圍產前期能量負平衡問題，但是此措施會降低瘤胃pH值，當pH值小于6時，纖維消化率降低，又進一步降低干物質的采食量，加重能量負平衡。

5.3 補充飼料添加劑

圍產后期瘤胃吸收面積處于恢復期，只有充分利用小腸吸收才可以有效改善產后能量負平衡。飼料添加劑添加量少，過瘤胃率高且小腸吸收率高，恢復供能效果顯著。不同飼料添加劑的作用原理不同，解決奶牛能量負平衡的效率存在很大差異。目前改善奶牛能量負平衡及其并發癥常用的飼料添加劑主要包括：丙酸鹽（丙二醇、丙三醇等）、過瘤胃膽堿、過瘤胃脂肪及葡萄糖等[23，24]。

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