粗粉碎小麥替代玉米在泌乳奶牛中的應用

陳德珺

(承德市畜牧場,河北承德 067101)

玉米乙醇工業的迅速發展為奶牛提供了玉米谷物替代品。傳統上，小麥主要用于人類食品，因為它具有很高的營養價值，可作為奶牛的替代原料。數據顯示，小麥和玉米都含有大量淀粉，分別為77%和72%（左貫杰等，2017），但它們在瘤胃中消化的淀粉比例不同。在瘤胃中只有不到10%的小麥淀粉未降解，而40%的玉米淀粉未降解（徐寧寧，2018）。增加奶牛日糧中瘤胃可利用能量的含量，有可能提高瘤胃營養利用效率，增加微生物蛋白產量，進而通過增加可代謝的營養供應來提高牛奶產量（Gozho和Mutsvangwa，2008）。但高度可發酵日糧迅速在瘤胃內轉化為有機酸，這個過程增加了亞急性和急性酸中毒的風險，抑制纖維被細菌消化（Ametaj等，2009）。雖然Decampeneere等（2006）報道了許多小麥處理方法，如裂解、NaOH處理、蒸汽碾壓對奶牛生產性能影響的研究，但關于粗粉小麥作為泌乳奶牛日糧主要成分的研究較少。因此，本研究旨在探討日糧中不同水平的粗粉小麥替代玉米對奶牛生產性能、瘤胃發酵、養分消化和血漿代謝物的影響。

1 材料與方法

1.1 試驗日糧 試驗動物為平均體重（570±45）kg、泌乳天數（85±16）d的奶牛，試驗動物共16頭，將其分為4組，每組4個重復，每個重復1頭牛。各組日糧中分別用0、9.5%、19.0%和28.5%的3.5 mm粉碎的小麥替代玉米，試驗共進行3周。日糧組成及營養水平見表1。

1.2 數據記錄與樣品采集 每天記錄奶牛的飼料用量和泌乳量，試驗結束后計算平均日采食量。在試驗結束的前3 d，采集糞便和飼料樣品用于分析常規養分，結果用于計算養分表觀消化率。在飼喂前3 h采集瘤胃液100 mL，用于測定pH、氨氮和揮發性脂肪酸。試驗結束當天，每頭奶牛頸靜脈采集血液10 mL，1500 rpm/min離心分離血漿。

1.3 樣品分析 牛奶樣品用于測定脂肪、蛋白質、非脂固形物和乳糖含量。血漿樣品采用試劑盒法測定β-羥丁酸、膽固醇、非酯化脂肪酸、葡萄糖、胰島素、尿素氮和甘油三酯濃度。

1.4 統計分析 試驗數據采用SAS軟件單因素方差分析，組間差異用Tukey法進行多重比較，同時利用正交多項式考察粗粉小麥添加水平的線性和二次曲線效應。

表1 試驗日糧原料成分及營養水平

2 結果與分析

2.1 對養分表觀消化率的影響 由表2可知，日糧粗粉小麥添加水平對粗蛋白質與淀粉表觀消化率無顯著影響（P＞0.05）。隨著日糧粗粉小麥添加水平由0升高至28.5%，干物質、中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維表觀消化率呈顯著的線性降低（P＜0.05），淀粉表觀消化率呈顯著的二次曲線效應（P＜0.05），其中28.5%粗粉小麥組中性洗滌纖維表觀消化率較對照組和9.5%粗粉小麥組降低13.03%、12.77%（P＜0.05），酸性洗滌纖維表觀消化率顯著降低了5.11%、6.17%（P＜0.05）。

2.2 對瘤胃發酵性能的影響 由表3可知，隨著日糧粗粉小麥替代玉米水平的升高，瘤胃pH和乙酸與丙酸比值表現為顯著的線性降低（P＜0.05），丙酸含量表現為顯著的線性升高（P＜0.05），揮發性脂肪酸總量表現為顯著的二次曲線效應（P＜0.05），28.5%粗粉小麥組較對照偶組和9.5%粗粉小麥組丙酸含量提高13.34%和11.48%（P＜0.05）。

2.3 對瘤胃發酵性能的影響 由表4可知，日糧處理對奶牛采食量、泌乳量、乳脂肪、乳糖、非脂固形物含量及產量的影響均無顯著差異（P＞0.05）。但隨日糧粗粉小麥添加水平的升高，乳蛋白含量表現為顯著的線性降低（P＜0.05）。

2.4 對血漿代謝物的影響 由表5可知，隨日糧粗粉小麥添加水平的升高，血漿膽固醇濃度表現為顯著線性降低（P＜0.05），其中28.5%粗粉小麥組血漿膽固醇濃度較其他組分別降低了15.44%、14.71%和15.81%（P＜0.05），而 血漿胰島素和尿素氮濃度表現為顯著線性升高（P＜0.05）。

3 討論

在本研究中，日糧采用粗粉小麥替代玉米對奶牛的干物質攝入量無負面影響。Gozho和Mutsvangwa（2008）研究表明，日糧中小麥含量的增加降低干物質攝入量。此外，干物質攝入量隨日糧粗粉小麥添加水平的升高表現為二次曲線升高趨勢，這說明粗粉小麥比玉米有更高的適口性。但當天粗粉小麥水平達到28.5%時，干物質、中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維消化率反而降低，這一結果可能反映了可發酵碳水化合物和纖維降解性在瘤胃中的負相關作用（Firkins，1997）。在奶牛中，谷物淀粉消化的主要部位是瘤胃，與玉米相比，小麥的瘤胃淀粉降解速度更快，范圍更廣。

表2 日糧添加不同水平粗粉小麥替代玉米對奶牛養分消化率的影響 %

表3 日糧添加不同水平粗粉小麥替代玉米對奶牛瘤胃發酵性能的影響

表4 日糧添加不同水平粗粉小麥替代玉米對奶牛泌乳性能和乳成分的影響

表5 日糧添加不同水平粗粉小麥替代玉米對奶牛血漿代謝物濃度的影響

瘤胃較低的pH可能增加亞急性瘤胃酸中毒的風險，亞急性瘤胃酸中毒是在pH不斷降低的情況下發生（Lechartier和Peyraud，2011），其研究表明，日糧中小麥添加水平從14.6%升高至29.7%，增加了瘤胃pH范圍，線性降低了瘤胃纖維分解活性。此外，隨著日糧中粗粉小麥添加水平的增加，瘤胃氨氮濃度呈線性增加趨勢。瘤胃氨氮濃度的增加可能是由于微生物捕獲釋放的氨降低，表明氮效率較低（Gozho和Mutsvangwa，2008）。丙酸以及乙酸與丙酸比例的變化表明，瘤胃發酵模式發生了變化，這與日糧淀粉發酵能力相一致，也與本研究中牛奶中脂肪百分比或產量下降趨勢相一致。

日糧粗粉小麥添加水平對奶牛的泌乳量無顯著影響，但28.5%粗粉小麥日糧組產奶量要低一些，這與Doepel等（2009）發現的日糧添加20%的小麥有降低泌乳量趨勢的結果一致。此外，28.5%粗粉小麥日糧組乳脂肪百分比和產量下降，表明大量使用粗粉小麥會對奶牛乳脂肪濃度產生負面影響，這與Lechartier和Peyraud（2001）報道的結果一致，其推測這一結果可能是由于瘤胃丙酸濃度提高，限制了乳脂肪前體向乳腺的流動。血漿低膽固醇濃度與血漿氨基酸的變化、急性期反應的嚴重程度和代謝紊亂有關。日糧中粗粉小麥添加水平越高，血糖濃度越高，這一結果可能與從粗粉小麥中獲得更多的淀粉有關。Van Knegsel等（2007）指出，含有大量可發酵碳水化合物的日糧與較高的血糖濃度相關。此外，在本研究中，由于中性洗滌纖維消化率降低，氨更有可能被納入微生物蛋白，導致大部分氨通過瘤胃壁被肝臟吸收以合成尿素，并導致其隨后在體循環中的濃度增加。

4 結論

泌乳奶牛日糧中粗粉小麥替代玉米的適宜水平為19.5%，當超過該水平時會對奶牛養分表觀消化率、瘤胃pH、乳脂肪及血漿代謝物產生負面影響。