全株水稻青貯替代全株玉米青貯對泌乳奶牛生產性能、血清生化指標、抗氧化能力和免疫能力的影響

陳 東， 武偉成， 陳 坤， 鐘 港， 唐啟源*

（1.湖南農業大學動物科學技術學院，湖南 長沙 410128；2.湖南農業大學農學院，湖南 長沙 410128；3.湖南艾特農牧科技發展有限公司，湖南 長沙 410128）

隨著居民生活水平的提高，人均口糧消費量雖趨于平穩，但畜產品消費增長將引起飼糧需求大幅度增加（胡小平，2010）。當前畜禽結構和飼養習慣致使人畜爭糧矛盾越發突出，解決飼糧的供需問題已成為當今糧食安全最主要任務之一（王濟民，2013）。青貯飼料作為全年均衡供給粗飼料的保存方式越來越受到養殖戶的普及，青貯不但可以有效的保存養分，還是擴寬飼料資源的有效途徑。研究表明，在反芻動物養殖過程中已廣泛利用全株谷物青貯，如高粱、小麥、大麥、苜蓿和玉米（Xia，2018；Nazli，2018；Chen，2018；Niu，2017；Kim，2016；Shibata，2016）。隨著水稻產量的增加以及口糧的富余，奶牛和肉牛的養殖中應用全株水稻青貯作為粗飼料來源之一（Ki，2009）。研究表明，全株水稻青貯品質和體外瘤胃發酵特性隨著青貯時間的延長（青貯60d以上）效果更好，營養價值更佳（鄒詩雨，2020）。Chen等（2020、2019）研究發現，與全株玉米青貯和水稻秸稈相比，飼喂全株水稻青貯，能顯著提高肉牛干物質和粗蛋白的表觀消化率，同時，青貯玉米組和青貯水稻組的瘤胃微生物結構相似，顯著區分于水稻秸稈組，說明全株水稻青貯在肉牛生產中與全株玉米青貯的飼喂效果相似。在奶牛養殖過程，全株玉米青貯已作為 飼 糧 中 青 貯 飼 料 的 首 選（Nazli，2018；Chen，2018），而對于全株水稻青貯飼喂泌乳奶牛鮮見報道。本研究用全株水稻青貯替代全株玉米青貯，以泌乳后期奶牛為對象，研究全株水稻青貯對泌乳后期奶牛生產性能、血清生化指標、抗氧化能力和免疫能力的影響，為全株水稻青貯在奶牛生產中的應用提供科學依據，以助于解決我國南方地區飼草資源缺乏的困境，促進養殖業的發展。

1 材料與方法

1.1 試驗動物與飼糧 本試驗在湖南省畜牧獸醫研究所進行，選取45頭胎次（2~3胎）、平均產奶量（16.63±4.22）kg、泌乳天數和體重相近的荷斯坦奶牛，隨機分成對照組、試驗Ⅰ組和試驗Ⅱ組（n=15）。預試期10 d，正試期30 d。試驗牛為散欄式飼養，對照組每頭牛飼喂全混合飼糧，每日營養需要參考《奶牛飼養標準》（NY/T 34-2004）進行設計，精粗比為4：6。試驗采用單因素設計，試驗Ⅰ組和試驗Ⅱ組分別用全株水稻青貯替代對照組中35%、70%的全株玉米青貯（干物質基礎）。試驗飼糧組成及營養水平見表1。

本試驗全株玉米青貯由湖南德人牧業有限公司提供，在2/3乳線期離地5 cm左右進行收割，整株切碎至2 cm左右，裹包進行青貯。全株水稻青貯由大通湖區宏碩生態農業農機合作社提供，全株水稻在蠟熟后期離地10 cm左右進行收割，整株切碎至4 cm左右，裹包進行青貯。其他原料由湖南省畜牧獸醫研究所奶牛場提供。青貯原料營養成分見表1。

表1 試驗飼糧組成及營養水平（風干基礎）

1.2 飼養管理 試驗前對牛舍進行清掃和消毒。試驗期每天飼喂2次，分別在07：00和16：00進行飼喂，每天07：00~22：00期間每隔1.5 h推料一次，每天晨飼前清理食槽1次，自由飲水。每天14：00~16：00清掃牛舍，每10 d對牛舍進行1次消毒。

1.3 指標測定

1.3.1 生產性能測定 試驗正式期，每天早上投料前記錄投料量，第二天晨飼前清理剩料并稱重，計算各試驗組奶牛干物質采食量（DMI）。試驗正式期每天在擠奶機計量器上記錄每頭牛當天產奶量，計算其平均產奶量，并按照公式計算4%標準乳（4%FCM）產量和飼料轉化率。試驗正式期第30天16：30采集每頭牛的乳樣50 mL，將采集的乳樣混勻后，立即使用福斯公司MilkoScan FT+型乳成份分析儀和MaticTM FC型體細胞分析儀分別對乳成份和體細胞數進行測定。計算公式如下：

DMI=（投料量-剩料量）×DM%；

4%FCM產量=（0.4+15×乳脂率）×產奶量；

飼料轉化率=產奶量/DMI；

經濟效益/[元/（d·頭）]=4%FCM產量[kg/（d·頭）]×原料奶價格（元/kg）-飼料費用支出[元/（d·頭）]。

1.3.2 血清生化指標測定 試驗開始第30天每組隨機選擇6頭牛，于晨飼前尾根靜脈采血10 mL，靜置15 min，3000 r/min離心10 min，分離血清，于-20℃冰箱保存，待測血清生化指標及激素水平。血清生化指標包括總蛋白（TP）、甘油三酯（TG）、白蛋白（ALB）、總膽固醇（TC）、尿素氮（UN）、β-羥丁酸（BHHB）、游離脂肪酸（NEFA）、葡萄糖（GLU）、總氨基酸（TAA）。血清抗氧化指標包括超氧化物歧化酶（SOD）、硫氧還蛋白還原酶（TrxR）、過氧化氫酶（CAT）、丙二醛（MDA）、谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-Px）。血清免疫指標包括免疫球蛋白A（IgA）、免疫球蛋白G（IgG）、免疫球蛋白M（IgM）。以上指標均按照相應試劑盒說明書測定，試劑盒由北京安迪華泰生物科技有限公司提供。

1.4 數據統計與分析 數據經Excel 2010進行初步整理后，采用SAS 9.0軟件進行統計分析，并采用ANOVA程序進行單因素方差分析，Duncan氏多重比較檢驗，試驗數據用“平均值±標準差”表示，P<0.05作為差異顯著的判斷標準。

2 結果

2.1 全株水稻青貯替代全株玉米青貯對泌乳奶牛生產性能的影響 由表2可知，試驗Ⅰ組和試驗Ⅱ組的DMI顯著低于對照組，且試驗Ⅱ組的DMI顯著低于試驗Ⅰ組（P＜0.05）。對照組、試驗Ⅰ組和試驗Ⅱ組的產奶量、4%標準乳產量、飼料轉化率、體細胞數、乳脂率、乳蛋白率、乳糖率和乳尿素氮含量差異均不顯著（P＞0.05）。

表2 全株水稻青貯替代全株玉米青貯對泌乳奶牛生產性能的影響

2.2 全株水稻青貯替代全株玉米青貯對泌乳奶牛血清生化指標的影響 由表3可知，試驗Ⅱ組血清TP含量顯著低于試驗Ⅰ組和對照組（P<0.01），且試驗Ⅰ組與對照組差異不顯著（P>0.05）；試驗Ⅰ組和試驗Ⅱ組血清中UN含量顯著高于對照組（P<0.01），且試驗Ⅰ組和試驗Ⅱ組無顯著差異（P>0.05）；其他血清生化指標（血清TG、ALB、TC、BHBA、NEFA、GLU和T-AA含量）各組間均無顯著差異（P>0.05）。

表3 全株水稻青貯替代全株玉米青貯對泌乳奶牛血清生化指標的影響

2.3 全株水稻青貯替代全株玉米青貯對泌乳奶牛抗氧化能力的影響 由表4可知，試驗Ⅰ組血清中TrxR含量顯著低于試驗Ⅱ組和對照組（P<0.05），隨著飼糧中全株水稻青貯含量的增加，血清中MDA含量有增加的趨勢（P=0.08）；試驗各組血清中SOD、CAT和GSH-Px含量差異不顯著（P>0.05）。

表4 全株水稻青貯替代全株玉米青貯對泌乳奶牛血清抗氧化指標的影響

2.4 全株水稻青貯替代全株玉米青貯對泌乳奶牛免疫能力的影響 由表5可知，試驗Ⅰ組血清中IgA含量和IgM含量顯著高于試驗Ⅱ組和對照組（P<0.05），且試驗Ⅱ組和對照組無顯著差異（P>0.05）；試驗各組血清中IgG含量差異不顯著（P>0.05）。

表5 全株水稻青貯替代全株玉米青貯對泌乳奶牛血清免疫指標的影響 μg/mL

3 討論

3.1 全株水稻青貯替代全株玉米青貯對泌乳奶牛生產性能的影響DMI是影響動物健康狀況和保證生產的重要因素，其決定著動物活動所需要營養物質的數量，影響泌乳奶牛的生產性能。Ranathuga等（2010）研究表明，飼糧NDF含量是影響泌乳奶牛DMI的主要因素，NDF與DMI呈明顯的負相關。本試驗對照組的DMI顯著高于全株水稻青貯替代奶牛全混合飼糧中35%、70%全株玉米青貯的DMI，全株水稻青貯替代全混合飼糧中35%全株玉米青貯的DMI顯著高于全株水稻青貯替代全混合飼糧中70%全株玉米青貯的DMI。主要原因可能是全株水稻青貯的NDF含量高于全株玉米青貯，導致適口性下降，這與范鋌（2014）的研究結果相符。由此可見，全株水稻青貯替代全混合飼糧中70%全株玉米青貯可能會影響奶牛生產性能的發揮。

泌乳奶牛的產奶量主要受DMI和飼糧中蛋白質含量的影響（邵麗瑋，2019）。本試驗結果表明，全株水稻青貯替代全混合飼糧中35%、70%全株玉米青貯的產奶量和4%FCM產量與對照組之間均無顯著差異，與Miyaji等（2013）研究結果一致，主要原因可能是飼糧中粗蛋白質含量較高。但從數值上看，70%替代組的產奶量和4%FCM產量低于對照組和35%替代組，主要原因可能是70%替代組全株水稻青貯比例較高，中性洗滌纖維含量升高，導致奶牛的DMI降低，對奶牛泌乳的營養物質需要造成了不利影響。本試驗中，全株水稻青貯替代全混合飼糧中35%、70%全株玉米青貯的飼料轉化率與對照組之間均無顯著差異。因此，使用全株水稻青貯替代全混合飼糧中35%全株玉米青貯對飼喂奶牛是可行的。

本試驗中各組的體細胞數在11.18×104~16.50×104個/mL，均低于歐盟（40×104個/mL）和美國現行標準（75×104個/mL），且從數值上看，用全株水稻青貯替代奶牛全混合飼糧中35%的全株玉米青貯的體細胞數低于對照組和70%替代組。乳脂肪、乳蛋白和乳糖是牛奶中重要的營養物質，乳成分中的乳脂率、乳蛋白率和乳糖率是常用于評價原料乳品質的重要指標。乳脂肪的主要成分是甘油三酯，約占乳脂肪總量的95%，其余5%主要由游離脂肪酸、脂溶性維生素、磷脂和少量的膽固醇等組成（Davis，1960）。乳蛋白的合成分泌主要受遺傳、營養、環境等因素的影響，其合成效率主要受到飼糧營養水平的調控（耿亞楠，2021）。乳糖是乳中唯一的糖類，其合成原料（葡萄糖、半乳糖）均來自于乳動脈血中的葡萄糖（Bauman，2006）。本試驗結果表明，全株水稻青貯替代全混合飼糧中35%、70%全株玉米青貯的乳脂率、乳蛋白率和乳糖率與對照組之間均無顯著差異，與邵麗瑋等（2019）研究結果一致。說明全株水稻青貯替代全混合飼糧中35%、70%全株玉米青貯對牛奶中乳脂肪、乳蛋白和乳糖的合成效率沒有顯著影響，主要原因可能與飼糧中粗蛋白質含量增加有關。乳尿素氮是奶牛對飼糧中蛋白質的利用率，其含量的高低可以反映飼糧蛋白質水平和能氮平衡。Hwang等（2000）研究認為，正常奶牛群的乳尿素氮含量應為12~19 mg/dL，且當乳蛋白率≥3%時飼糧中的蛋白質和能量較為平衡。本試驗中各組的乳尿素氮含量沒有顯著差異且均在正常范圍內，為16.72~18.48 mg/dL。乳蛋白率在3.52%~3.79%，說明飼喂的飼糧中蛋白質和能量平衡。因此，可以使用全株水稻青貯替代全混合飼糧中35%全株玉米青貯飼喂泌乳奶牛。

3.2 全株水稻青貯替代全株玉米青貯對泌乳奶牛血清生化指標的影響 血清生化指標是判斷機體生理功能的重要參數，其變化通常與機體營養水平或疾病密切相關 （周東年，2018；Shakeri，2013）。血清GLU含量能反映機體的營養狀況，其含量過高或過低均會對機體造成不利影響，低水平血清GLU含量是能量缺乏的重要標志。血清NEFA是衡量脂肪動員的重要指標，是自身能量供給不足時，動員儲存在脂肪組織中TG時的產物（薛宵，2019）。血清BHBA也是能量平衡評價的重要指標，除了可由NEFA在肝臟中氧化合成外，還可以丁酸作為前體物質合成（周東年，2018）。血清TG可直接參與TC的合成，TG是體內能量的主要來源，其含量隨脂肪利用效率的升高而降低（馬曉宇，2019）。據馮興龍等（2016）研究報道，血清總脂肪含量較高可能會導致體內脂類代謝出現障礙，進而對機體健康造成損傷。在本試驗中，血清GLU、BHBA、NEFA、TG及TC含量在各組間均無顯著差異，同時牛奶中乳脂率和乳糖率三組間也均無顯著差異，說明用全株水稻青貯部分代替全株玉米青貯對泌乳奶牛機體正常的能量代謝、脂類代謝及飼喂效果均無顯著影響。

楊璐玲等（2014）研究表明，血清中TP、ALB及UN濃度是反映反芻動物蛋白質代謝程度和肝臟對氮素循環程度的重要指標。血清TP由ALB和GLO組成，是血清中含量最多的一類固體物質，具有維持血管內膠體正常滲透壓、酸堿度及運輸多種代謝物等功能（王建紅，2011）。Kwok等（1992）和Vernon等（1990）研究發現，血清TP能反映動物蛋白質合成代謝的情況，且高濃度的血清能促進動物生長及提高飼料轉化率。本試驗中，試驗I組和試驗Ⅱ組的TP含量均低于對照組，但均未超過奶牛血清TP的正常范圍（57.6~92.4 g/L）（李新萍，2012），且試驗I組與對照組TP含量及三組間血清ALB含量均無顯著差異，結合前文乳蛋白率無顯著變化，說明用全株水稻青貯部分代替全株玉米青貯雖然會影響泌乳奶牛血清蛋白的含量，但不會對泌乳奶牛的蛋白質合成代謝及肝臟功能產生不利影響。UN是蛋白質的代謝產物，血清中的UN含量主要受瘤胃中氨氮濃度和腸道內氨基酸平衡的影響，可以較為準確地反映動物體內蛋白質代謝和飼糧氨基酸平衡狀態（趙拴平，2012；嚴昌國，2005）。楊保奎等（2016）研究表明，用稻草青貯替代玉米青貯會引起肉牛血清UN含量升高。本試驗中，試驗I組和試驗Ⅱ組血清UN的含量均高于對照組，且試驗I組和試驗Ⅱ組間的差異不顯著，表明用全株水稻青貯部分代替全株玉米青貯會引起泌乳奶牛血清UN升高，這與前人研究結果一致。奶牛血清UN的正常水平為3.5~16 mmol/L，本試驗中三組泌乳奶牛血清UN水平均處于正常范圍內，說明飼喂全株水稻青貯可能會降低飼料氮利用率，但對奶牛的健康狀況無顯著影響。

3.3 全株水稻青貯替代全株玉米青貯對泌乳奶牛抗氧化能力的影響 正常情況下，動物體內自由基的產生和清除處于動態平衡中，若機體內的自由基不能被及時清除，自由基過量積累時可能會誘使組織細胞脂質過氧化、DNA氧化損傷及細胞的結構和功能被破壞等，最終導致機體的抗氧化酶系統平衡被打破甚至產生疾病（Shustanova，2004）。MDA是脂質氧化反應的終產物，其含量可間接反映自由基產生的情況及組織細胞的損傷程度（Akhalaya，2006）。據研究報道（Ursini，1982），SOD、CAT和GSH-Px一起構成了生物體內活性氧防御系統，SOD是機體對活性氧的第一道防線，可催化超氧陰離子歧化為氧氣和過氧化氫，對機體氧化與抗氧化平衡具有重要作用；而CAT和GSH-Px為第二道防線，其中CAT可清除過氧體系中的過氧化氫，GSH-Px可清除過氧化氫和氫過氧化物，從而有效地保護機體。本試驗中，血清中MDA、SOD、CAT和GSH-Px含量在各組間均無顯著差異，說明用全株水稻青貯部分代替全株玉米青貯不會影響泌乳奶牛機體的抗氧化能力。硫氧還蛋白還原酶系統（Trx）是除谷胱甘肽還原酶系統（GSH-Grx）外，哺乳動物體內主要的抗氧化系統之一（Cheng，2017）。據Barbosa等（2017）研究報道，TrxR是目前已知的，唯一能夠還原Trx的酶。TrxR還原能力與氧化應激保持動態平衡，是保證機體正常的關鍵因素（陸金苗，2019）。本試驗中，試驗I組血清TrxR含量顯著低于對照組和試驗Ⅱ組，但試驗Ⅱ組與對照組差異不顯著，說明用全株水稻青貯部分替代全株玉米青貯飼喂奶牛是可行的。

3.4 全株水稻青貯替代全株玉米青貯對泌乳奶牛免疫能力的影響 免疫球蛋白是由淋巴B細胞分化增殖產生的，具有抗體活性，是衡量機體免疫功能的重要指標（韓云勝，2017）。IgA、IgG和IgM這3類免疫球蛋白可代表血清中免疫球蛋白的含量，其中IgA構成了機體的黏膜防御系統，具有中和毒素、抗菌和抗病毒等作用（Racheli，2019）；IgM是機體初次體液免疫應答最早產生的免疫球蛋白，在機體早期免疫防護過程中發揮著不可替代的作用（范彥希，2020）；IgG是參與體液免疫的主要抗體，在體內發揮著吞噬、凝集、沉淀抗原、中和病毒及毒素等作用（劉嬌，2020）。在本試驗中，試驗I組泌乳奶牛血清中IgA和IgM的含量顯著高于其他兩組，且試驗Ⅱ組與對照組IgA和IgM含量無顯著差異，各組間IgG含量無顯著變化，說明泌乳奶牛飼糧中用全株水稻青貯替代35%全株玉米青貯可改善機體的免疫功能，提高機體的抗病能力，增強機體對環境的適應能力。

4 結論

全株水稻青貯替代飼糧中35%的全株玉米青貯降低了奶牛干物質采食量，但對奶牛產奶量、4%標準乳產量、飼料轉化率和乳成分等沒有影響，且能降低奶牛血清中的TP含量，提高奶牛血清UN含量和免疫能力，在改善奶牛健康狀況的基礎上有利于降低奶牛飼養成本，為提高全株水稻青貯在畜牧業中的應用提供數據支持。