断奶是奶牛生命周期中的一个关键发育阶段,这一过程往往伴随着应激,表现为食欲下降和体重增长停滞。美国农业部联合多所科研单位的研究中指出,超过1/3(38.1%)的犊牛在出生至断奶期间至少发生过1次疾病,其中消化系统疾病,包括腹泻和腹胀,约占50%[1]。这些数据突显了犊牛免疫功能不足的潜在风险,并强调了开发低应激断奶策略的重要性。断奶过渡是一个复杂的多因素管理过程,对于促进犊牛瘤胃发育、优化生长性能至关重要,同时还需尽量减少动物饥饿和应激表现。犊牛开食料的采食量受到断奶策略和牛奶饲喂量的影响。采取一种应激小的断奶策略,不仅能够促进犊牛的开食料摄入和生长发育,还对提升其免疫功能至关重要。与突然断奶相比,渐进式断奶鼓励犊牛采食更多的开食料,并且犊牛生长性能更好[2-3]。在逐步断奶和连续断奶的渐进式断奶策略下,犊牛表现出相似的开食料采食量和平均日增重[4-5]。Parsons等[6]研究发现,在较低饲喂奶量(5.7 L/d)下,2步断奶和4步断奶犊牛的开食料采食量、生长和健康参数相似。然而,我国48.8%的规模化牧场的犊牛饲喂奶量在400~600 kg/头,即平均每日饲喂6.7~10 kg/头(60日龄断奶),35.7%牧场的犊牛饲喂奶量达到700~800 kg/头(90日龄断奶)[7]。目前,尚未有研究探讨在较高饲喂奶量条件下,不同断奶方案对犊牛生长性能的影响。在保持饲喂奶量不变的情况下,简化断奶方案或许可以通过增大饲喂奶量的降幅来促进犊牛对固体饲料的摄入,从而有助于犊牛的生长发育,同时不引起应激反应。因此,本试验旨在对比在相同断奶时间及相同牛奶饲喂量下,不同的逐步式断奶方案对犊牛生长性能、健康状况及血清生化指标的影响,为犊牛断奶方案和牧场管理提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验设计与饲粮
试验遵守动物保护原则、动物福利原则、伦理原则和综合性科学评估原则,由光明牧业有限公司牧场管理部审批通过。
试验选取36头出生日期相近、出生体重[(40.6±2.9) kg]相近、健康状况良好的荷斯坦哺乳母犊牛,分为3步断奶组和5步断奶组,每组18头。犊牛在铺设稻草垫料的笼中饲养,每笼1头犊牛。2组饲喂相同的代乳粉调和乳(由荷兰某公司提供,粗蛋白质含量≥21%,粗脂肪含量≥16%)和犊牛开食料。犊牛饲喂代乳粉调和乳,1~7日龄每日饲喂7 L,8~21日龄每日饲喂9 L,22~49日龄每日饲喂11 L,共饲喂奶量483 L,50日龄开始减少饲喂奶量。3步断奶组在50~57日龄每日饲喂7 L,58~62日龄每日饲喂4 L,63~65日龄每日饲喂2 L;5步断奶组在50~53日龄每日饲喂9 L,54~57日龄每日饲喂7 L,58~60日龄每日饲喂4 L,61~63日龄每日饲喂2 L,64~65日龄每日饲喂1 L。2组哺乳期总饲喂奶量基本一致,分别为565和567 L。断奶方案见图1。
表1 开食料组成及营养水平(干物质基础)Table 1 Composition and nutrient levels of the starter (DM basis) % |
| 项目Items | 开食料Starter |
|---|---|
| 原料Ingredients | |
| 玉米Corn | 45.00 |
| 豆粕Soybean meal | 26.00 |
| 发酵豆粕Fermented soybean meal | 9.00 |
| 干酒糟及其可溶物 Distillers dried grains with solubles | 5.00 |
| 麸皮Bran | 5.00 |
| 大豆皮Soyhulls | 5.00 |
| 预混料Premix1) | 5.00 |
| 合计Total | 100.00 |
| 营养水平Nutrient levels2) | |
| 泌乳净能NEL/(MJ/kg) | 8.00 |
| 粗蛋白质CP | 24.28 |
| 粗脂肪EE | 3.80 |
| 粗灰分Ash | 8.50 |
| 钙Ca | 1.17 |
| 磷P | 0.62 |
| 中性洗涤纤维NDF | 17.20 |
| 酸性洗涤纤维ADF | 8.80 |
1)每千克预混料含有 One kg of the premix contained the following: VA 260 000 IU,VD 70 000 IU,VE 2 600 IU,Cu 270 mg,Fe 2 200 mg,Zn 2 100 mg,Mn 2 500 mg,I 24 mg,Se 9 mg,Co 20 mg。 2)泌乳净能为计算值,其余营养水平为实测值。NEL was a calculated value, while the other nutrient levels were measured values. |
1.2 样品采集
1.2.1 饲粮样品的采集
试验期间,采集犊牛开食料,于室温环境中保存,用于常规营养成分测定。
1.2.2 血清样品的采集
在断奶流程启动后的第1周(56日龄)和完全完成断奶时(66日龄),犊牛晨饲前采集血样,用一次性采血管颈静脉采血,在室温条件下2 100×g离心15 min,分离血清至2 mL无菌离心管中,于-20 ℃冰箱内保存,用于后续血清生化指标检测。
1.3 测定指标及方法
1.3.1 开食料营养成分
开食料中干物质含量测定方法参照GB/T 6435—2014,粗蛋白质含量测定方法参照GB/T 6432—2018,粗脂肪含量测定方法参照GB/T 6433—2006,粗灰分含量测定方法参照GB/T 6438—2007,钙(Ca)含量测定方法参照GB/T 6436—2018,磷(P)含量测定方法参照GB/T 6437—2018,中性洗涤纤维含量测定方法参照GB/T 20806—2022,酸性洗涤纤维含量测定方法参照NY/T 1459—2022。泌乳净能参照NRC(2001)[8]计算。
1.3.2 生长性能
分别于犊牛出生及66(断奶)和90日龄晨饲前测量犊牛体重,记录犊牛断奶流程启动前(47~49日龄)和断奶流程启动后(50~65日龄)每头犊牛每日的开食料饲喂量和剩料量,计算平均日增重和干物质采食量,计算公式如下:
$平均日增重 = （结末体重 - 初始体重 ) / 间隔天数；干物质采食量 =( 饲喂量 - 剩料量 ) \times 干物质含量。$
1.3.3 健康情况
试验期间,记录犊牛的腹泻和呼吸道疾病的发病时间、治疗天数及症状,计算呼吸道疾病发病率和平均治疗天数。
1.3.4 血清生化指标测定
采用BX-4000全自动血液生化分析仪(日本希森美康株式会社)及相应的试剂盒(宁波美康生物科技有限公司)通过比色法测定血清Ca、P、镁(Mg)、总蛋白(TP)、白蛋白(ALB)、尿素氮(UN)、β-羟基丁酸(BHBA)、非酯化脂肪酸(NEFA)、葡萄糖(GLU)含量和碱性磷酸酶(ALP)、谷丙转氨酶(ALT)、谷草转氨酶(AST)、超氧化物歧化酶(SOD)活性。
1.4 数据统计分析
试验数据采用Excel 2016进行初步整理,然后使用SPSS 16.0软件对生长性能和血清生化指标数据进行单因素方差分析(one-way ANOVA),对呼吸道疾病发病率数据进行卡方检验分析。结果以“平均值±标准差”形式表示,P<0.05表示差异显著,0.05≤P<0.10表示差异有显著趋势。
2 结果
2.1 不同断奶方案对犊牛生长性能的影响
由表2可知,2组之间犊牛的出生体重、66日龄体重、90日龄体重、断奶前(1~65日龄)平均日增重和断奶后(66~90日龄)平均日增重均无显著差异(P>0.05)。
表2 不同断奶方案对犊牛体重和平均日增重的影响Table 2 Effects of different weaning programs on body weight and average daily gain of calves |
| 项目 Items | 3步断奶组 3-step weaning group | 5步断奶组 5-step weaning group | P值 P-value |
|---|---|---|---|
| 出生体重Birth body weight/kg | 40.4±3.5 | 40.8±2.5 | 0.68 |
| 66日龄体重Body weight on 66 days of age/kg | 104.3±2.9 | 103.3±4.5 | 0.46 |
| 90日龄体重Body weight on 90 days of age/kg | 142.9±13.9 | 136.3±10.8 | 0.13 |
| 断奶前(1~65日龄)平均日增重 Pre-weaning (1 to 65 days of age) average daily gain/(g/d) | 968±61 | 947±73 | 0.37 |
| 断奶后(66~90日龄)平均日增重 Post-weaning (66 to 90 days of age) average daily gain/(g/d) | 877±92 | 866±79 | 0.77 |
由表3可知,2组之间犊牛在减奶各阶段的干物质采食量均无显著差异(P>0.05)。
表3 不同断奶方案对犊牛干物质采食量的影响Table 3 Effects of different weaning programs on dry matter intake of calves g/d |
| 项目 Items | 3步断奶组 3-step weaning group | 5步断奶组 5-step weaning group | P值 P-value |
|---|---|---|---|
| 减奶前(47~49日龄) Before reduce milk intake (47 to 49 days of age) | 397±197 | 418±199 | 0.76 |
| 减奶前期(50~57日龄) Reduce milk intake early stage (50 to 57 days of age) | 861±304 | 829±347 | 0.78 |
| 减奶中期(58~62日龄) Reduce milk intake middle stage (58 to 62 days of age) | 1 678±492 | 1 892±338 | 0.14 |
| 减奶后期(63~65日龄) Reduce milk intake later stage (63 to 65 days of age) | 2 220±514 | 2 267±401 | 0.76 |
| 减奶全期(50~65日龄) Reduce milk intake whole stage (50 to 65 days of age) | 1 371±385 | 1 431±322 | 0.62 |
2.2 不同断奶方案对犊牛健康状况的影响
试验期间,无腹泻牛只。由表4可知,3步断奶组和5步断奶组的呼吸道发病率分别为29.4%和16.7%,2组之间的呼吸道疾病发病率和治疗天数均无显著差异(P>0.05)。
表4 不同断奶方案对犊牛疾病发病率和治疗天数的影响Table 4 Effects of different weaning programs on health status of calves |
| 项目 Items | 3步断奶组 3-step weaning group | 5步断奶组 5-step weaning group | P值 P-value |
|---|---|---|---|
| 呼吸道疾病发病率 Incidence rate of respiratory diseases/% | 29.4 | 16.7 | 0.62 |
| 呼吸道疾病平均治疗天数 Average treatment days of respiratory diseases/d | 13.2±4.6 | 17.3±11.0 | 0.47 |
2.3 不同断奶方案对犊牛血清指标的影响
本试验中,犊牛血清各项生化指标均在正常范围内。由表5可知,56日龄时,与5步断奶组相比,3步断奶组犊牛的血清Ca、TP、ALB和NEFA含量显著降低(P<0.05),血清BHBA有降低趋势(P=0.07)。2组之间犊牛的血清P、Mg、GLU、UN含量及AST、ALT、ALP、SOD活性均无显著差异(P>0.05)。
表5 不同断奶方案对56日龄犊牛血清生化指标的影响Table 5 Effects of different weaning programs on serum biochemical indices of calves on 56 days of age |
| 项目 Items | 3步断奶组 3-step weaning group | 5步断奶组 5-step weaning group | P值 P-value | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 钙Ca/(mmol/L) | 2.50±0.07 | 2.58±0.06 | <0.01 | ||||
| 磷P/(mmol/L) | 2.72±0.21 | 2.80±0.19 | 0.25 | ||||
| 镁Mg/(mmol/L) | 0.85±0.03 | 0.86±0.05 | 0.51 | ||||
| 葡萄糖GLU/(mmol/L) | 4.61±0.77 | 4.64±1.00 | 0.94 | ||||
| 总蛋白TP/(g/L) | 58.77±2.35 | 60.79±3.05 | 0.04 | ||||
| 白蛋白ALB/(g/L) | 25.45±1.00 | 26.31±0.99 | 0.02 | ||||
| 尿素氮UN/(mmol/L) | 3.39±0.54 | 3.57±0.61 | 0.35 | ||||
| β-羟基丁酸BHBA/(mmol/L) | 0.15±0.04 | 0.18±0.05 | 0.07 | ||||
| 非酯化脂肪酸NEFA/(mmol/L) | 0.21±0.04 | 0.32±0.12 | <0.01 | ||||
| 谷草转氨酶AST/(U/L) | 55.88±13.02 | 66.59±26.88 | 0.15 | ||||
| 谷丙转氨酶ALT/(U/L) | 10.63±3.27 | 13.28±6.39 | 0.13 | ||||
| 碱性磷酸酶ALP/(U/L) | 337.58±99.50 | 322.63±62.13 | 0.60 | ||||
| 超氧化物歧化酶SOD/(U/mL) | 101.72±7.42 | 102.69±9.07 | 0.73 |
由表6可知,66日龄时,与5步断奶组相比,3步断奶组的犊牛血清Mg含量有升高趋势(P=0.06),血清BHBA含量有降低趋势(P=0.08)。2组之间犊牛的血清Ca、P、GLU、TP、ALB、UN、NEFA含量及AST、ALT、ALP、SOD活性均无显著差异(P>0.05)。
表6 不同断奶方案对66日龄犊牛血清生化指标的影响Table 6 Effects of different weaning programs on serum biochemical indices of calves on 66 days of age |
| 项目 Items | 3步断奶组 3-step weaning group | 5步断奶组 5-step weaning group | P值 P-value |
|---|---|---|---|
| 钙Ca/(mmol/L) | 2.57±0.09 | 2.51±0.18 | 0.25 |
| 磷P/(mmol/L) | 2.66±0.29 | 2.72±0.17 | 0.51 |
| 镁Mg/(mmol/L) | 0.88±0.08 | 0.84±0.06 | 0.06 |
| 葡萄糖GLU/(mmol/L) | 6.05±0.41 | 6.03±0.31 | 0.84 |
| 总蛋白TP/(g/L) | 62.86±41.25 | 58.76±3.02 | 0.68 |
| 白蛋白ALB/(g/L) | 24.53±5.68 | 25.93±0.80 | 0.31 |
| 尿素氮UN/(mmol/L) | 4.16±0.93 | 4.47±0.56 | 0.23 |
| β-羟基丁酸BHBA/(mmol/L) | 0.17±0.05 | 0.20±0.05 | 0.08 |
| 非酯化脂肪酸NEFA/(mmol/L) | 0.18±0.07 | 0.20±0.10 | 0.63 |
| 谷草转氨酶AST/(U/L) | 65.31±17.87 | 63.06±9.43 | 0.64 |
| 谷丙转氨酶ALT/(U/L) | 12.56±2.88 | 11.90±3.80 | 0.57 |
| 碱性磷酸酶ALP/(U/L) | 293.20±99.90 | 292.82±78.70 | 0.99 |
| 超氧化物歧化酶SOD/(U/mL) | 112.59±9.29 | 106.39±19.23 | 0.24 |
3 讨论
3.1 不同断奶方案对犊牛生长性能的影响
增加逐步式断奶法的步骤数量以实现更渐进的断奶过渡,可能会增进犊牛的开食料采食量,促进生长,并降低断奶期间的饥饿风险。然而在本研究中,采用5步和3步断奶方案的犊牛,在减奶全期(50~65日龄)的干物质采食量以及断奶前后的平均日增重均无显著差异。Welboren等[4]的研究比较了线性减奶(36日龄减至6 L/d,截止63日龄为止,每日减少2.5%奶量)、固定减奶(36~48日龄减至6 L/d,49~56日龄减至4 L/d,57~63日龄减至2 L/d)和动态减奶(36~44日龄减至75%奶量,45~54日龄减至50%奶量,55~63日龄减至25%奶量),结果发现断奶前开食料采食量和平均日增重不受断奶方法的影响,动态减奶组的断奶后平均日增重显著高于固定减奶组,可能是由于在逐步式断奶的过程中,奶量的大幅下降影响了犊牛的生长性能。Parsons等[5-6]分别于2020年和2021年展开的2项研究比较了连续式断奶和逐步式断奶、2步与4步断奶法对犊牛断奶期和断奶后固体饲料摄入量以及瘤胃发育的影响,结果均未发现犊牛断奶前后开食料采食量的差异,并且不同处理间的犊牛血液BHBA含量相似,表明瘤胃发育相似。本研究结果也与之相符,5步断奶与3步断奶的犊牛在减奶全期(50~65日龄)的干物质采食量无显著差异。
本研究中,断奶前后犊牛的生长性能并未发现显著差异,这可能与试验期间提供的代乳粉和开食料营养均衡且饲喂量充足有关,2组犊牛所获得的代乳粉调和乳饲喂总量基本保持一致,开食料不限量供应,这确保了犊牛在断奶过程中能够获得足够的营养支持,从而维持了良好的生长性能。该发现与Daneshvar等[9]的研究结果一致,其研究表明在牛奶饲喂量保持一致的前提下,逐步式断奶的步数差异并不会影响犊牛的生长性能。
3.2 不同断奶方案对犊牛健康状况的影响
3.3 不同断奶方案对犊牛血清生化指标的影响
血清生化指标是反映犊牛健康状况和营养状态的重要指标。血清ALB担负着营养载体、维持血浆渗透压和提供机体必需蛋白质的角色,ALB与球蛋白的总和构成TP。蛋白质摄入不足或吸收不良可能导致血清ALB含量下降,且幼龄动物对此更为敏感[11]。瘤胃微生物发酵产生的丁酸在瘤胃上皮细胞中氧化生成BHBA,血清BHBA含量是瘤胃上皮细胞代谢活性的指标。血清BHBA含量与开食料摄入量密切相关[12]。血清NEFA含量通常被视为反映泌乳奶牛能量负平衡和体脂动员的指标。在犊牛中,这一机制同样适用。然而,犊牛血清NEFA含量的升高也可能与其摄入的高脂肪饮食有关[13]。3步断奶组犊牛在56日龄(减奶前期)的血清Ca、TP、ALB、BHBA和NEFA浓度低于5步断奶组犊牛,可能与断奶前期3步断奶犊牛的代乳粉调和乳摄入量较低有关,随着断奶的完成和固体饲料采食量的增加,这些指标在66日龄时趋于一致或差异不显著。Mg作为动物体内多种酶的辅助因子或激活剂,对神经肌肉功能和能量代谢至关重要。在反刍动物中,血清Mg含量由吸收与排泄的平衡决定,主要在瘤胃中吸收,受钾离子浓度、氨水平、瘤胃pH和挥发性脂肪酸含量等因素影响[14]。断奶完成前,3步断奶组犊牛血清Mg含量上升,可能反映了在断奶后期3步断奶能够促进犊牛对固体饲料中Mg吸收和转运效率的提高。ALP主要来源于肝脏和骨骼,其活性反映成骨细胞的活性及骨代谢状态,AST和ALT活性则用于评估肝脏功能的变化[15]。本研究中,2组之间血清ALP、AST和ALT活性均无显著差异,提示不同断奶方案对奶牛骨代谢和肝脏功能无影响。SOD是一种机体重要抗氧化酶,可促进阴离子超氧化物转化为过氧化氢(H2O2)[16],缓解犊牛氧化应激。本研究中,2组之间血清SOD活性无显著差异,提示不同断奶方案对犊牛抗氧化能力可能无影响。2组犊牛血清ALP、ALT、AST和SOD活性无显著差异且在正常范围内,提示3步断奶未对犊牛造成不利效应。
4 结论
本试验条件下,不同断奶方案对犊牛生长性能和健康状况无显著影响。2组哺乳犊牛血清各项生化指标均在正常范围内,3步断奶可能会提高犊牛断奶后期对Mg的吸收和利用。3步断奶因其简化流程和操作便利性,在牧场管理中更实用。