奶牛瘤胃發酵性能與產奶量的相關性分析

逄世龍，司海鋒，侯 杰，張文曄，逄國梁

1 西北農林科技大學動物科技學院，陜西楊凌 712100

2 武功縣動物衛生監督所，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 陜西石羊農業科技股份有限公司，陜西西安 710016

5 陜西省畜牧技術推廣總站，陜西西安 710016

0 引言

奶牛瘤胃是天然的發酵罐，它可將纖維性飼料、低品質蛋白和非蛋白氮轉化成高營養價值的動物產品——奶，為人類提供能量和營養物質，如蛋白質、必需氨基酸、脂肪酸和維生素等[1]。瘤胃的發酵模式包括多種，不同的發酵模式會影響奶牛的產奶性能[2]。50.00%的乳脂是由乳腺利用瘤胃發酵產生的乙酸合成，并且瘤胃中乙酸和丙酸的比例與乳脂含量呈正相關[3]。目前也有較多的研究通過飼料中添加抗生素、胡麻油等來調控瘤胃發酵，以達到提高奶牛產奶量的目的。馬樂[4]指出，在飼料中添加包被葉酸可以促進瘤胃菌群的活動并改善瘤胃發酵功能，提升奶牛的產奶量。因此，瘤胃發酵性能是影響奶牛產奶量的重要因素。鑒于此，本研究以189 頭荷斯坦泌乳奶牛為研究對象，通過奶牛瘤胃發酵指標與產奶量的相關性分析，為合理調控瘤胃發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），記錄每頭奶牛的產奶量、胎次和健康信息。每天飼喂3 次，轉盤式擠奶3 次，自由飲水。

1.2 樣品采集和發酵指標的檢測

晨飼后2 h內使用瘤胃采集器經口腔采集奶牛的瘤胃液，舍棄前100 mL，取50 mL于離心管中，液氮保存用于后續瘤胃發酵指標的檢測。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]。揮發性脂肪酸（VFA）使用氣相色譜儀測定[6]。

1.3 數據統計

數據先用Excel進行初步整理，分別計算產奶量和發酵指標的均值和標準差。利用GraphPad Prism 7.0進行線性回歸分析，并利用spearman相關性分析奶牛產奶量與瘤胃發酵指標的相關性，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 試驗結果

2.1 奶牛產奶量和瘤胃發酵指標

189 頭荷斯坦牛產奶量和瘤胃液中NH3-N濃度、VFA含量及其百分比見表1。其中，2胎次奶牛的產奶量均值為35.40 kg/天，3胎次奶牛產奶量均值為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 奶牛的產奶量和瘤胃發酵指標

2.2 奶牛產奶量與瘤胃發酵指標的相關性分析

奶牛產奶量與瘤胃發酵指標的相關性如表2 所示。丙酸和異丁酸的含量與奶牛顯著相關（P<0.05），乙酸、丙酸和異丁酸的百分比與產奶量極顯著相關（P<0.01），但是NH3-N濃度與產奶量無顯著相關性（P>0.05）。另外，通過線性分析發現丙酸含量及其百分比均與產奶量顯著正相關（P<0.05），異丁酸含量及其百分比均與產奶量顯著負相關（P<0.05），乙酸的百分比與產奶量顯著負相關（P<0.05），但是乙酸含量與產奶量無顯著相關性（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奶量的相關性

表2 奶牛產奶量與瘤胃發酵指標的相關性

3 結論

瘤胃發酵指標影響奶牛的產奶量。其中，丙酸與奶牛的產奶量正相關，乙酸和異丁酸與產奶量負相關，而瘤胃NH3-N與產奶量無顯著相關性。

4 討論

4.1 奶牛瘤胃NH3-N 對產奶量影響

瘤胃內NH3-N的濃度反映了奶牛瘤胃內蛋白質的平衡狀況，其含量主要受營養消化率和營養攝入量的影響[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[8]。瘤胃微生物可以利用NH3-N合成微生物蛋白質，為機體提供40.00%～80.00%的蛋白質。研究表明，微生物蛋白質合成所需NH3-N的最低濃度為5.00 mg/dL，一旦微生物蛋白質合成達到飽和后，增加瘤胃內NH3-N濃度也不能提高微生物蛋白質產量[9，10]。本試驗中NH3-N與產奶量無顯著相關性，可能是由于本試驗奶牛瘤胃中的NH3-N濃度大于機體所需的最低濃度，因此對產奶量無顯著貢獻。

4.2 奶牛瘤胃VFA 對產奶量影響

VFA由瘤胃微生物發酵飼料中的碳水化合物分解產生，經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，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，它可進入檸檬酸循環，產生的ATP用于機體生命活動[12]。只有充足能量的供應，才能滿足奶牛高產奶量的生產需要。但本試驗發現乙酸與產奶量呈負相關，說明能量供應過多，可能會造成奶牛機體內能氮不能同步釋放，從而影響奶牛的生產性能。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奶量均呈正相關，說明奶牛機體的能量供應對產奶量存在影響。Xue等[14]研究發現，高產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育的作用[15]。本試驗結果發現異丁酸與產奶量呈負相關，具體作用機理還需進一步探索。