自Leoschke等^[1]报道氯化铵(ammonium chloride,AC)可作为一种饲料酸化剂降低水貂尿液pH从而预防其尿结石的形成以来，氯化铵已逐渐应用于牛^{[2, 3]}、山羊^{[4, 5, 6]}、绵羊^[7]、狗^[8]、猫^[9]以及马^[10]等多种动物的实际生产中。此外，鉴于氯化铵较强的酸化作用，在基础研究领域已广泛应用于代谢性酸中毒模型的构建^{[11, 12]}。

组成氯化铵的2种离子均可通过肾脏快速代谢，不会在机体组织和动物性产品中聚集残留；在动物体内代谢之后，氯化铵会以尿素、铵离子和氯离子的形式排泄掉，这3种物质均为动物粪便的原有成分，不会造成环境污染，所以氯化铵又是一种绿色环保的饲料添加剂^[13]。然而，目前并没有相应的耐受性研究用以评价氯化铵对于特定物种的使用安全性。氯化铵能够有效降低尿液pH并预防尿结石的形成，但由于其适口性较差及潜在的毒性危险，氯化铵在实际生产中的使用受到限制^[14]。本试验通过探究饲粮中添加不同水平的氯化铵对泌乳奶牛生产性能及血尿代谢的影响，旨在确定氯化铵在泌乳奶牛饲粮中的适宜添加量，为其在实际生产中的应用提供理论依据。

试验采用完全随机设计，选用48头泌乳日龄(170±20) d、体重(550±50) kg、产奶量(25.0±1.5) kg的3胎健康中国荷斯坦奶牛，随机分为4组，各组氯化铵添加量分别为每头牛0(对照组)、150、300和450 g/d。试验牛使用自动饲喂系统(RIC systerm)饲喂，每天饲喂2次(07:00和14:00)，氯化铵(有效成分含量>99.0%)每天等量添加2次，每头牛单独添加后搅拌均匀，自由采食，自由饮水，每天挤奶3次(06:30、13:30和20:30)。预试期14 d，正试期56 d。基础饲粮组成及营养水平见表 1。以全混合日粮形式饲喂。

表1

Table 1

表1(Table 1)

表1 基础饲粮组成及营养水平(干物质基础) Table 1 Composition and nutrient levels of the basal diet (DM basis) % 项目 Items 含量 Content 原料 Ingredients 玉米青贮 Corn silage 21.59 苜蓿 Alfalfa hay 11.39 膨化大豆 Extruded soybean 1.68 豆粕 Soybean meal 10.15 压片玉米 Flaked corn 15.61 玉米粉 Corn powder 8.23 玉米干酒糟及其可溶物 Corn DDGS 8.57 全棉籽 Whole cotton seed 6.51 菜籽粕 Rapeseed meal 1.24 苹果粕 Apple pomace 1.72 甜菜粕 Beet pulp 4.79 食盐 NaCl 0.38 石粉 Limestone 1.05 碳酸氢钠 NaHCO3 1.39 氧化镁 MgO 0.24 碳酸氢钾 KHCO3 0.91 磷酸氢钙 CaHPO4 0.05 莫能菌素 Monensin 0.01 沸石 Zeolite 0.05 饱和游离脂肪 Saturated free fatty1) 1.77 酵母培养物 Yeast culture2) 0.62 糖蜜 Syrup3) 1.48 预混料 Premix4) 0.57 合计 Total 100.00 营养水平 Nutrient levels5) 干物质 DM 95.50 粗蛋白质 CP 16.27 粗脂肪 EE 5.24 产奶净能 NEL/(MJ/kg) 7.53 酸性洗涤纤维 ADF 23.33 中性洗涤纤维 NDF 34.39 淀粉 Starch 19.28 糖 Sugar 6.26 粗灰分 Ash 8.24 钙 Ca 0.75 磷 P 0.32 镁 Mg 0.44 钠 Na 0.54 钾 K 1.33 氯 Cl 0.61 1)购自德国百事美公司 Brought from Berg+Schmidt Co.,Germany。 2)购自美国达能威公司 Brought from Diamond V Co.,USA。 3)购自台湾味丹集团 Brought from VEDAN group。 4)每千克预混料含有 One kg of premix contained the following：Cu 1 230 mg,Zn 4 950 mg,Mn 1 760 mg,I 50 mg,Se 61 mg,Co 37 mg,VA 504 800 IU,VD3 88 800 IU,VE 2 100 IU,烟酸 nicotinic acid 700 mg。 5)产奶净能为计算值，其他为实测值。NEL was a calculated value，while the others were measured values.

表1 基础饲粮组成及营养水平(干物质基础) Table 1 Composition and nutrient levels of the basal diet (DM basis)

自动饲喂系统每天记录饲粮采食量，每周采集1次饲粮样品及剩料，测定干物质含量用以计算每头牛每天的干物质采食量。

每天记录每头牛的产奶量，每2周采集1次奶样，按早、中、晚4∶3∶3的比例混合于加有重铬酸钾防腐剂的50 mL上机管中，4 ℃保存过夜，第2天送往农业部奶及奶制品质量监督检验测试中心用FOSS乳成分分析仪(MilkoScan^TM FT6000)测定乳成分。

正试期开始后，每2周于晨饲后3 h尾根静脉或动脉采集10 mL血液于真空采血管中。室温静止30 min后于4 ℃冷藏过夜，3 000×g 4 ℃离心15 min后分离血清。血清样品于-20 ℃冰箱冷冻保存，试验结束后血清样品送往北京中同蓝博临床检验所，使用全自动生化分析仪(日立7080)检测总蛋白、白蛋白、球蛋白浓度，谷丙转氨酶及谷草转氨酶活性等血清生化指标；使用电解质分析仪(奥迪康AC900)检测血清中的钾离子、钠离子、氯离子、钙离子、磷离子、镁离子的浓度。

试验最后连续采集3 d尿液，人工刺激奶牛外阴部收集中段尿液(11:00—11:45)^[3]，立即使用便携式pH计(梅特勒-托利多Seven Go^TM)检测尿液pH。当天样品取50 mL于4 ℃冷藏保存，3 d样品等比混合后取5 mL于-20 ℃冷冻保存，试验结束后送往北京中同蓝博临床检验所，使用电解质分析仪(奥迪康AC900)检测尿液中的钾离子、钠离子、氯离子、钙离子、磷离子、镁离子的浓度。

数据采用SAS 9.3软件MIXED模块进行统计学检验。统计模型中包含试验牛的随机因素及试验处理的固定因素。采用Tukey氏法进行多重比较，同时对试验处理用多项式矩阵检验了线性、二次曲线的显著性。变量的统计结果均以最小二乘平均值形式列表，显著水平为P<0.05，有变化趋势为0.05≤P<0.10。

饲粮添加不同水平的氯化铵对泌乳奶牛干物质采食量、产奶量及乳成分的影响见表 2。随饲粮氯化铵添加量的增加，干物质采食量线性降低(P=0.012)，且300 g/d组和450 g/d组显著低于对照组和150 g/d组(P<0.05)；产奶量同干物质采食量呈现相同的变化趋势，线性降低(P=0.008)，且与对照组相比，300 g/d组和450 g/d组显著降低(P<0.05)；4%乳脂校正乳产量(P=0.081)及能量校正乳产量(P=0.072)均随氯化铵添加量的增加呈现线性降低趋势；乳脂率、乳脂产量、乳糖率、总固形物含量及非脂固形物含量未受饲粮氯化铵添加的影响(P>0.05)；乳蛋白率呈线性升高趋势(P=0.094)，但乳蛋白产量具有线性降低的趋势(P=0.055)；乳糖产量随氯化铵添加量的增加线性降低(P=0.043)，且450 g/d组显著低于对照组(P<0.05)。

表2

Table 2

表2(Table 2)

表2 氯化铵对泌乳奶牛干物质采食量、产奶量及乳成分的影响 Table 2 Effects of AC on DMI,yield and composition of milk of lactating cows 项目 Items 氯化铵添加量 AC supplemental level/(g/d) SEM P值 P-value 0 150 300 450 线性 Linear 二次 Quadratic 干物质采食量 DMI/(kg/d) 20.3a 21.0a 17.2b 17.1b 1.02 0.012 0.717 产奶量 Milk yield/(kg/d) 24.9a 21.5ab 19.5b 18.9b 1.35 0.008 0.422 4%乳脂校正产量 4% FCM yield/(kg/d)1) 22.3 18.6 18.4 18.0 0.10 0.081 0.336 能量校正乳产量 ECM yield /(kg/d)2) 25.0 21.0 20.5 20.3 1.11 0.072 0.320 乳脂率 Milk fat percentage/% 3.36 3.08 3.50 3.64 0.120 0.310 0.468 乳脂产量 Milk fat yield/(kg/d) 0.82 0.66 0.69 0.69 0.036 0.288 0.308 乳蛋白率 Milk protein percentage/% 3.28 3.28 3.30 3.52 0.059 0.094 0.296 乳蛋白产量 Milk protein yield/(kg/d) 0.81 0.70 0.66 0.66 0.035 0.055 0.320 乳糖率 Lactose percentage/% 4.29 4.25 4.30 4.22 0.018 0.777 0.887 乳糖产量 Lactose yield/(kg/d) 1.07a 0.92ab 0.86ab 0.81b 0.056 0.043 0.584 总固形物含量 Total solids content/% 11.39 10.99 11.58 11.84 0.179 0.297 0.449 非脂固形物含量 Solids-not fat content/% 8.35 8.21 8.35 8.46 0.051 0.620 0.600 1)4%乳脂校正乳产量(kg/d)=0.4×产奶量(kg/d)+15×乳脂产量(kg/d)[参考NRC(2001)]。4% FCM yield (kg/d)=0.4×milk yield(kg/d)+15×milk fat yield (kg/d) [referred to NRC (2001)]. 2)能量校正乳产量(kg/d)=0.327×产奶量(kg/d)+ 12.95×乳脂产量(kg/d) +7.65×乳蛋白产量(kg/d)。ECM yield (kg/d)=0.327×milk yield (kg/d) +12.95×milk fat yield (kg/d) +7.65×milk protein yield (kg/d). 同行数据肩标不同小写字母表示差异显著(P<0.05)，相同或无字母表示差异不显著(P>0.05)。下表同。 In the same row,values with different small letter superscripts mean significant difference (P<0.05),while with the same or no letter superscripts mean no significant difference (P>0.05). The same as below.

表2 氯化铵对泌乳奶牛干物质采食量、产奶量及乳成分的影响 Table 2 Effects of AC on DMI,yield and composition of milk of lactating cows

饲粮添加不同水平的氯化铵对泌乳奶牛血清、尿液离子浓度及尿液pH的影响见表 3。随饲粮氯化铵添加量的增加，血清氯离子的浓度线性升高(P=0.002)，且450 g/d组显著高于对照组和150 g/d组(P<0.05)；血清钙离子的浓度呈现二次曲线变化(P=0.003)；血清钾离子浓度呈线性升高趋势(P=0.081)，血清钠离子、磷离子及镁离子的浓度随氯化铵添加量的增加未呈现线性或二次变化(P>0.05)。尿液pH随饲粮氯化铵添加量的增加呈二次曲线降低(P=0.012)，且300 g/d组和 450 g/d组显著低于对照组(P<0.05)；尿液氯离子(P=0.004)、钙离子(P<0.0001)、磷离子(P=0.017)及镁离子(P=0.048)的浓度均随氯化铵添加量的增加线性升高，且300 g/d组和450 g/d组的尿液氯离子、钙离子及磷离子的浓度显著高于对照组(P<0.05)，而450 g/d组尿液镁离子浓度显著高于对照组(P<0.05)，300 g/d组尿液镁离子浓度与对照组差异不显著(P>0.05)；饲粮添加不同水平的氯化铵对尿液钠离子浓度未产生显著影响(P>0.05)。

表3

Table 3

表3(Table 3)

表3 氯化铵对泌乳奶牛血清、尿液离子浓度及尿液pH的影响 Table 3 Effects of AC on serum and urine ion concentrations and urine pH of lactating cows 项目 Items 氯化铵添加量 AC supplemental level/(g/d) SEM P值 P-value 0 150 300 450 线性 Linear 二次 Quadratic 血清 Serum/(mmol/L) 钾离子 K+ 4.27 4.24 4.30 4.44 0.044 0.081 0.289 钠离子 Na+ 135.0 133.4 135.2 135.0 0.42 0.435 0.197 氯离子 Cl- 93.1bc 92.2c 94.3ab 95.4a 0.70 0.002 0.130 钙离子 Ca2+ 2.17 2.11 2.12 2.22 0.025 0.184 0.003 磷离子 P5+ 1.91 1.80 1.83 1.77 0.030 0.175 0.703 镁离子 Mg2+ 1.02 1.02 1.00 1.02 0.005 0.980 0.781 尿液pH Urine pH 8.19a 7.91ab 7.67b 6.79c 0.303 <0.0001 0.012 尿液 Urine/(mmol/L) 钾离子 K+ 109.2a 64.2b 63.8b 63.7b 11.33 0.045 0.144 钠离子 Na+ 74.5 69.2 69.1 68.2 1.43 0.501 0.735 氯离子 Cl- 174.0b 211.7ab 276.3a 279.5a 25.74 0.004 0.541 钙离子 Ca2+ 0.79c 2.02b 2.12b 4.17a 0.700 <0.0001 0.290 磷离子 P5+ 0.09b 0.10ab 0.14a 0.14a 0.013 0.017 0.750 镁离子 Mg2+ 2.58b 2.79ab 2.73ab 3.35a 0.168 0.048 0.417

表3 氯化铵对泌乳奶牛血清、尿液离子浓度及尿液pH的影响 Table 3 Effects of AC on serum and urine ion concentrations and urine pH of lactating cows

饲粮添加不同水平的氯化铵对泌乳奶牛血清生化指标的影响见表 4。随饲粮氯化铵添加量的增加，血清总蛋白浓度呈线性升高趋势(P=0.093)，450 g/d组的总蛋白浓度在数值上大于其他3组，但差异不显著(P>0.05)；血清尿素浓度随氯化铵添加量的增加线性升高(P=0.018)，且300 g/d组和450 g/d组显著高于对照组(P<0.05)；其他血清生化指标均未随氯化铵添加量的增加呈现线性或二次变化(P>0.05)。

表4

Table 4

表4(Table 4)

表4 氯化铵对泌乳奶牛血清生化指标的影响 Table 4 Effects of AC on serum biochemical indices of lactating cows 项目 Items 氯化铵添加量 AC supplemental level/(g/d) SEM P值 P-value 0 150 300 450 线性 Linear 二次 Quadratic 白蛋白 ALB/(g/L) 36.9 35.6 36.0 36.2 0.25 0.708 0.489 总蛋白 TP/(g/L) 71.6 71.9 70.8 76.2 1.21 0.093 0.156 球蛋白 GLB/(g/L) 34.7 36.4 34.8 40.0 1.24 0.219 0.536 碱性磷酸酶 ALP/(U/L) 45.2 47.0 43.2 38.4 1.85 0.223 0.485 谷丙转氨酶 ALT/(U/L) 26 25 24 23 0.6 0.300 0.853 谷草转氨酶 AST/(U/L) 79 71 73 76 1.8 0.768 0.514 葡萄糖 GLU/(mmol/L) 3.87 3.60 3.85 3.70 0.064 0.448 0.444 尿素 UREA/(mmol/L) 4.92b 5.33ab 5.63a 5.70a 0.178 0.018 0.499 尿酸 UA/(μmol/L) 37.6 37.6 32.4 40.6 1.70 0.776 0.182 总胆固醇 TC/(mmol/L) 7.06 6.94 6.40 6.62 0.150 0.362 0.714 谷酰转移酶 GGT/(mmol/L) 48.6 43.2 53.5 59.8 3.54 0.506 0.714 胆碱酯酶 CHE/(mmol/L) 131 128 149 127 5.2 0.830 0.380 直接胆红素 DBIL/(mmol/L) 2.54 2.59 2.28 2.42 0.069 0.510 0.846 总胆红素 TBIL/(μmol/L) 15.74 15.97 14.24 15.21 0.384 0.555 0.782 间接胆红素 IBIL/(μmol/L) 13.19 13.37 11.96 12.78 0.314 0.568 0.774 肌酐 CR/(μmol/L) 57 54 59 57 1.0 0.881 0.917 胆汁酸 TBA/(μmol/L) 26.5 31.4 28.5 24.8 1.42 0.659 0.338

表4 氯化铵对泌乳奶牛血清生化指标的影响 Table 4 Effects of AC on serum biochemical indices of lactating cows

氯化铵作为一种强效酸度调节剂能有效调控动物机体的酸碱状态^[3]。然而，氯化铵适口性差且具有潜在的毒性作用，所以氯化铵在实际生产中的使用受到限制，否则会严重降低动物采食量并有可能引发毒性作用^[14]。本试验中，相比于对照组，150 g/d组的干物质采食量在数值上有所升高，但当添加量增加至300 g/d时，干物质采食量开始显著降低，说明奶牛出于自身保护的目的已拒绝食入更多量的氯化铵。与干物质采食量的变化一致，产奶量也随氯化铵添加量的增加线性降低，不同的是从150 g/d组开始产奶就从数值上降低，300 g/d组的产奶量相比于对照组已显著降低，450 g/d组的产奶量继续降低。从干物质采食量和产奶量的变化上看，尽管氯化铵适口性差，但饲喂氯化铵所导致的干物质采食量下降可能更多是由氯化铵的毒性作用引起的。乳蛋白率随氯化铵添加量的增加有线性升高的趋势，这可能是由于氯化铵进入瘤胃后提供更多的氨氮促进了瘤胃微生物蛋白的合成进而提高了乳蛋白产量，但是目前并没有相关研究证明氯化铵氮源能够提高微生物蛋白或者乳蛋白产量。相反，王梦芝等^[15]研究不同分子形式的氮源对瘤胃微生物发酵及蛋白质合成的影响发现，以氯化铵作为氮源时，微生物蛋白产量最低且与其他组差异显著。

饲粮添加不同水平的氯化铵对泌乳奶牛血清离子浓度的影响比较小，大部分离子的浓度并未受到显著影响，只有氯离子的浓度线性升高，且只有450 g/d组氯离子浓度显著高于对照组。血清钾离子的浓度有线性升高的趋势，可能是为了协助氢离子中和氯离子浓度升高所带来的负电荷，进而共同维持血液电中性。若仅氢离子中和负电荷维持血液电中性可能会引起血液pH的降低。曾有文献报道血浆氯离子浓度升高会伴随较低的血液pH^[16]。本试验中尿液pH随饲粮氯化铵添加量的增加呈二次曲线降低，关于增加饲粮阴离子浓度能够降低尿液pH的报道较多^{[17, 18, 19]}，监测尿液pH被认为是一种敏锐的评价动物机体酸碱状态的方法^[20]。与血清离子浓度变化相比，尿液离子受氯化铵的影响较大。尿液氯离子的变化与血清氯离子变化一致，随氯化铵添加量的增加线性升高，这可能是为了维持机体稳态肾脏将血清过多的氯离子排入尿中。通常认为酸性饲粮能够增强骨钙动员促进骨钙释放入血液^[21]，Block^[22]和Joyce等^[17]研究表明，饲喂阴离子饲粮能够提高血液钙离子浓度。然而，本研究中血清钙离子浓度变化不明显，尿液钙离子浓度随氯化铵添加量的增加线性升高。有文献报道，降低饲粮阴阳离子差可增加泌乳牛^[23]、干奶牛^[24]及围产期奶牛^{[25, 26]}尿液钙离子浓度。血清钙离子主要来源于骨羟磷酸钙，因此通常认为血清钙离子浓度的升高伴随着血清磷离子浓度的升高，Block^[22]研究发现围产期奶牛饲喂阴离子饲粮能够提高血清磷离子的浓度。然而，大多数研究表明，血清磷离子浓度不受饲粮阴阳离子差的影响^{[19, 27, 28]}。虽然血清离子受氯化铵影响较小，但从尿液离子浓度的变化看，饲粮中添加氯化铵确实影响到了奶牛机体的酸碱平衡，饲喂高剂量氯化铵后，大量氯离子进入血液可能会使奶牛处于一种代谢性酸中毒状态，促进了机体的钙代谢，从而使相关离子在尿液中的排泄量增加。

肝脏作为反刍动物主要的代谢器官，对其营养状态的改变较为敏感。代谢性疾病能够引起肝细胞死亡，从而使谷丙转氨酶、谷草转氨酶及碱性磷酸酶等细胞酶从细胞释放进入血清，因此这些细胞酶是反映肝细胞损伤的重要信号物质^{[29, 30]}。本试验中，这些细胞酶活性并没有发生明显改变，可能是试验使用的饲喂剂量尚未对肝脏造成明显损害。血液尿素、肌酐等是评价肾功能完整性的重要参数，其浓度的升高意味着肾功能的损伤^[31]。本试验中，血清尿素浓度随氯化铵添加量的增加线性升高且2个高剂量组(300 g/d组和450 g/d组)显著高于对照组，这表明氯化铵添加量达到300 g/d时已经造成了一定程度的肾功能损伤。

氯化铵能够有效降低尿液pH，但摄入过多会造成一定程度的代谢紊乱，导致奶牛干物质采食量下降进而影响产奶量，甚至会造成一定程度的肾功能损伤。本试验研究发现，泌乳奶牛饲粮中氯化铵添加量不能超过300 g/d，推荐剂量为150 g/d。