籽粒苋 (Amaranthus hypochondriacus L.) 属于苋科苋属，一年生草本植物，起源于中南美洲及东南亚地区，俗名蛋白草或千穗谷，具有高产、优质、抗逆性强和生长速度快等特性，是一种粮食和饲料兼用作物。在我国北方，成熟期收割的籽粒苋产量可达130 t/hm²，远高于玉米青贮的60 t/hm²。成熟期干草产量可达20 t/hm²，远高于苜蓿干草的7.5 t/hm²。籽粒苋在全国许多地方均表现出优良的性能，茎叶适时收割可达到蛋白质饲料的标准。籽粒苋鲜茎叶可制作青饲料、青贮饲料和叶粉饲料，用于饲喂猪、牛、兔和鸡等效果均好，其种子收获后，剩余的鲜绿老熟秸秆和穗轴也是畜禽的好饲料，可以青贮和制粉，是草食家畜和禽类的上等饲料，营养和口感优于玉米秸秆。

随着我国奶牛养殖规模化的持续推进和对原奶质量的严格把控，牧场对优质粗饲料的依赖程度越来越高，籽粒苋作为一种新型饲料作物，具有产量高和营养价值高等优势。在饲粮中添加籽粒苋作为一种新的饲喂模式，可以作为牧场节本增效的一种新的尝试。目前全株玉米青贮是我国奶牛最主要的青贮饲料来源，然而相对于籽粒苋等优质青贮，蛋白质含量相对较低。Rezaei等^[1]指出用不同比例的籽粒苋青贮替代玉米青贮不会影响奶牛的生产性能，并且可以作为一种优质饲料应用于奶牛饲粮。苜蓿干草是世界上最重要的豆科牧草，富含蛋白质、多种维生素和矿物质，是饲喂奶牛的最佳粗饲料之一。刘洋等^[2]用一定量的杞柳条生皮和熟皮替代苜蓿干草，发现对奶牛产奶量无显著影响，还降低了生产成本。目前国内关于籽粒苋作为粗饲料在奶牛上应用的研究报道很少。因此本试验旨在研究奶牛饲粮中添加籽粒苋青贮和干草对奶牛瘤胃发酵、营养物质表观消化率、血液指标和生产性能的影响，探索籽粒苋对牧场经济效益的影响，为籽粒苋在奶牛养殖中的利用和推广提供科学理论依据。

1 材料与方法 1.1 试验材料

籽粒苋青贮：收获成熟期的籽粒苋鲜草，整株切碎至3 cm左右，打捆封入青贮袋内，密封保存60 d。

籽粒苋干草：收获成熟期籽粒苋干草，整株切碎至3 cm左右，机器烘干。

全株玉米青贮：收获2/3乳线期的全株玉米，整株切碎至1.5 cm左右，在青贮窖制作青贮。

苜蓿干草：由试验牧场提供，购自河北省黄骅市。

1.2 试验设计与饲养管理

选取泌乳天数、产奶量、胎次和乳成分等相近的的荷斯坦奶牛45头，随机分为3组，每组15头。对照组饲喂不添加籽粒苋的基础饲粮，试验Ⅰ组使用籽粒苋青贮代替30%全株玉米青贮，试验Ⅱ组使用籽粒苋干草代替30%苜蓿干草。试验牛为散栏式饲养，以全混合日粮形式饲喂，自由采食和饮水，日挤奶2次 (06:00、18:00)。试验期间各组饲养方式、管理模式及环境条件一致。试验期70 d，其中预试期10 d，正试期60 d。

1.3 试验饲粮

试验饲粮按照等能等氮原则，根据添加青贮和干草的不同，配制3种饲粮。试验饲粮组成及营养水平见表 1。

1.4 样品采集及处理 1.4.1 干物质采食量 (DMI) 的测定及饲粮样品的采集与分析

在正试期每15 d连续3 d测定采食量，记录每头牛每天的投料量和剩料量，每天采集投喂饲粮和剩料，测定干物质 (DM) 含量，计算出每组牛的DMI。每15 d采集1次饲料样品，按4分法收集饲粮样、剩料样及各种饲料原料样，65 ℃烘箱中烘干制成风干样，粉碎后保存待测，参照张丽英^[3]所述方法进行常规营养成分分析。

1.4.2 瘤胃液的采集与分析

试验正试期的最后2 d，每组选取5头分别在晨饲前 (0 h) 和晨饲后2、4、6和8 h各采集瘤胃液100 mL，4层纱布过滤后，立即用pH计测定pH。3 000 r/min离心15 min后取上清液，用比色法^[4]在紫外分光度计上测定氨态氮 (NH₃-N) 含量。另取瘤胃滤液-20 ℃保存待测，用气相色谱法^[5]测定挥发性脂肪酸 (VFA) 含量。

1.4.3 粪样的采集与分析

试验期最后3 d，采用直肠取粪法连续采集粪样，每次采集300~500 g，混合每头牛3 d收集的粪样，混匀，称重，取粪重的1%，然后每100 g鲜粪加10%酒石酸，防止粪中氨氮损失，65 ℃烘干回潮，粉碎后保存用于营养常规成分测定^[3]。用粪和饲料中的酸不溶灰分 (AIA) 做指示剂计算表观消化率，计算公式参照Zhong等^[6]描述的方法，公式如下：

式中：Ad和Af分别为饲粮和粪中的AIA含量 (g/kg)；Nd和Nf分别为饲粮和粪中对应的某营养成分含量 (g/kg)。

1.4.4 血清的采集与分析

每组随机选5头牛，于试验正试期第0、15、30、45和60天，晨饲后用真空采血管进行尾静脉采血10 mL，将采集的血样静置60 min后，3 200 r/min离心15 min，分离血清，将血清用移液枪装到4个1.5 mL离心管中，-20 ℃保存待测。测定的血液指标如下：总胆固醇 (TCHO)、甘油三酯 (TG)、葡萄糖 (GLU)、尿素氮 (UN)、β-羟基丁酸 (BHBA)、总蛋白 (TP)、白蛋白 (ALB)、非酯化脂肪酸 (NEFA)、总氨基酸 (T-AA)、胰岛素 (INS)、胰岛素样生长因子1(IGF-1)、催乳素 (RPL)、生长激素 (GH) 和糖皮质激素 (COR) 含量。

1.4.5 奶样的采集与分析

正试期每天记录奶牛产奶量，每隔15 d采集1次奶样，按早、晚6:4混合奶样，取40 mL加重铬酸钾防腐剂混合均匀，用于乳成分分析，测定指标如下：乳蛋白率、乳脂率、乳糖率、乳体细胞数和乳尿素氮含量。

1.4.6 饲料转化率

饲料转化率计算公式如下：

1.5 统计分析

试验数据用Excel 2007进行数据整理，用SPSS 19.0统计软件进行单因素方差分析，多重比较采用Duncan氏法，以P < 0.05作为差异显著性判断标准，结果以平均值±标准差表示。

2 结果与分析 2.1 籽粒苋青贮和干草的营养成分

在饲喂前对不同粗饲料营养成分进行分析，结果见表 2。籽粒苋青贮的CP含量比全株玉米青贮提高了18.00%，中性洗涤不溶性蛋白质 (NDICP)、NDF和ADF含量高于全株玉米青贮，DM含量低于全株玉米青贮；籽粒苋干草NDICP含量高于苜蓿干草，CP含量低于苜蓿干草。

2.2 饲粮中添加籽粒苋对瘤胃发酵的影响

由表 3可知，奶牛瘤胃液pH各组间差异不显著 (P>0.05)。试验Ⅰ组瘤胃液NH₃-N含量显著高于对照组 (P < 0.05)，与试验Ⅱ组差异不显著 (P>0.05)。3组间总VFA、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、异丁酸和异戊酸含量无显著差异 (P>0.05)。

2.3 饲粮中添加籽粒苋对营养物质表观消化率的影响

由表 4可知，试验Ⅰ组CP表观消化率显著高于试验Ⅱ组和对照组 (P < 0.05)。各组间DM、NDF和ADF的表观消化率差异均不显著 (P>0.05)，从数值上看，试验Ⅰ组各项指标均高于其他2组。

2.4 饲粮中添加籽粒苋对血液指标的影响

由表 5可知，试验Ⅰ组和试验Ⅱ组的血液T-AA含量显著高于对照组 (P < 0.05)，其余各项血液指标并未受饲粮组成显著影响 (P>0.05)。试验Ⅱ组血液RPL和GH含量略高于另外2组，试验Ⅰ组血液UN和COR含量略高于另外2组，对照组血液TP和NEFA含量略高于试验组，但差异均不显著 (P>0.05)。

2.5 饲粮中添加籽粒苋对生产性能的影响

由表 6可知，3组间DMI、产奶量、乳尿素氮含量和饲料转化率差异不显著 (P>0.05)。试验Ⅰ组乳体细胞数低于其余2组，但差异不显著 (P>0.05)，其他乳成分含量各组间差异不显著 (P>0.05)。

2.6 饲粮中添加籽粒苋对牧场经济效益的影响

成熟期籽粒苋鲜草年产量可达130 t/hm²，干草产量在24 t/hm²，远高于玉米秸秆、苜蓿和羊草的产量。由表 7可知，试验Ⅰ组和试验Ⅱ组每头牛每天分别能多盈利2.70和2.31元，说明在奶牛粗饲料中添加籽粒苋可以提高牧场经济效益。

3 讨论 3.1 饲粮中添加籽粒苋对瘤胃发酵的影响

瘤胃液pH是食糜中VFA与唾液中缓冲盐相互作用、瘤胃上皮对VFA吸收以及随食糜流出等因素综合作用的结果，瘤胃液pH的正常范围为6~7^[7]。在本试验3种不同饲粮环境下，奶牛瘤胃液pH均在正常范围内，差异不显著，这有利于维持瘤胃内纤维分解菌的活性。Mertens^[8]试验结果显示，饲粮的颗粒大小与瘤胃液pH呈负相关。本试验中试验Ⅱ组瘤胃液pH略高于对照组，可能与籽粒苋干草NDF含量高于苜蓿干草有关。

瘤胃液NH₃-N是饲料蛋白质、非蛋白氮降解和微生物蛋白合成的中间产物，其含量可反映蛋白质降解与合成的平衡状态，主要受饲料蛋白质降解、瘤胃壁的吸收、微生物的利用和瘤胃食糜外流速率的影响^[7]。试验Ⅰ组显著高组于对照组，这可能跟籽粒苋青贮NDF含量高于全株玉米青贮有关，采食进入瘤胃的饲料经过多次反刍，在瘤胃内滞留时间增加，消化更为充分，从而导致NH₃-N含量相对较高。另外随着饲粮颗粒的减小与瘤胃微生物结合作用增强，瘤胃内NH₃-N含量也相对降低，本试验中，籽粒苋青贮切割长度大于全株玉米青贮，这与邬彩霞等^[9]研究结果一致。

瘤胃中VFA是反刍动物能量利用过程中的中间代谢产物，也是乳脂肪和体脂肪合成的原料，乙酸、丙酸和丁酸大约占总VFA的95%^[7]。Beauchemin等^[10-11]研究发现VFA的生成量不受饲粮中NDF含量高低的影响，这与本试验结果一致。本试验中饲粮组成对乙酸、丙酸、丁酸、异丁酸、异戊酸含量影响不显著，国内外许多试验研究了饲粮组成对瘤胃中VFA与乙酸/丙酸的影响，但结果并不一致。李洋^[12]研究表明，饲喂湿玉米纤维占总纤维比例的15%时，瘤胃液丙酸含量显著升高，乙酸含量和乙酸/丙酸显著降低。杨宏波等^[13]研究表明，当精料比例达到饲粮的65%时，乙酸/丙酸显著高于其他处理。Beauchemin等^[10-11]研究表明，随着饲粮物理有效中性洗涤纤维 (peNDF) 含量的降低，瘤胃液丙酸含量增加，丁酸含量下降，乙酸/丙酸降低。本试验中，试验Ⅰ组和试验Ⅱ组瘤胃液乙酸/丙酸高于对照组，这可能是由于籽粒苋NDF含量较高，瘤胃纤维分解菌活动增强。

3.2 饲粮中添加籽粒苋对营养物质表观消化率的影响

Brunette等^[14]认为用狼尾草青贮替代一定比例的玉米青贮可以提高NDF和CP的表观消化率，并认为含量高且优质的CP有更高的消化率。本试验中，试验Ⅰ组CP表观消化率高于对照组和试验Ⅱ组，可能是因为籽粒苋青贮中含有更多的真蛋白质，更易被瘤胃所消化。周汉林等^[15]试验表明，饲粮NDF含量对饲粮NDF和ADF的表观消化率有所影响，其变化趋势与本试验中结果一致。夏科等^[16]研究指出，不同的粗饲料之间由于纤维和蛋白质含量的不同，会结合形成组合效应，从而提高表观消化率。本试验中，饲粮中加入籽粒苋，增加了粗饲料的利用率，提高了表观消化率。李亚奎等^[17]试验显示，随着饲粮中苜蓿干草添加比例的提高，NDF表观消化率升高，这与本试验结果相似。

3.3 饲粮中添加籽粒苋对血液指标的影响

血液中T-AA通常可以促进乳蛋白的合成，且受饲粮NDICP含量的影响^[18]。本试验中，试验组血液T-AA含量显著大于对照组，但乳蛋白率试验组仅在数值上略大于对照组，差异不显著，可能是因为受血液中GLU含量和乙酸盐含量的限制，增加了氨基酸转化为尿素所需的能量，从而降低了氨基酸的利用率。

TG由甘油的3个羟基与3个脂肪酸缩合而成，在肝脏中以脂蛋白的形式输出，并且可以作为乳脂合成的前体以及被组织吸收利用。ALB可以与NEFA再次酯化为TG，在肝脏受损时，血液TP和ALP含量下降，血液中NEFA主要来自脂肪组织中TG的动员与脂解，其水平的高低通常可用作奶牛能量平衡状态的标志性指标^[19]。BHBA为NEFA酯化的中间代谢产物，可以作为酮病的早期诊断指标^[20]。史仁煌等^[21]试验表明，随着饲粮中非纤维性碳水化合物含量降低，血液BHBA含量呈线性增加。本试验中，试验Ⅱ组血液BHBA含量略高于其余2组，可能是因为饲粮中NDF含量略高。UN是蛋白质代谢的主要终末产物，是肾脏功能的主要指标之一。反刍动物体内GLU主要是通过瘤胃中丙酸吸收，进入肝脏后经糖异生途径合成^[22]，代表机体对糖的吸收、转运和能量代谢的动态平衡状态，与INS含量呈正相关。本试验中也得到相似结论，但是试验Ⅱ组瘤胃液丙酸含量略低于另外2组，可能是受采食时间的影响。本试验结果表明，3组血液中的TG、NEFA、BHBA和GLU含量差异均不显著，这是因为3组饲粮等能等氮，TP、ALB和UN含量差异也不显著，说明饲粮中添加籽粒苋没有对肝肾功能造成影响。

PRL和COR是刺激乳腺细胞分化的主要激素，引起并维持泌乳，IGF-1属于胰岛素的一类多肽，能够促进个体生长和细胞分化以及蛋白质合成和脂肪分解，与GH具有协同作用。文静等^[23]试验表明，血液GH含量受饲粮营养成分影响，饲粮中的精氨酸和亮氨酸含量可能会对GH分泌有促进作用。本试验中，3组血液GH含量差异不显著，试验Ⅱ组略高于另外2组，这可能跟籽粒苋干草中含有丰富的氨基酸有关，但需要进一步研究。COR属类固醇类激素，受饲粮组成和环境的影响。韩英东等^[24]试验表明，血液COR含量受泌乳阶段的影响且线性降低。Lepage等^[25]认为血液COR含量受饲粮中色氨酸含量的的影响。在本试验中，各试验组泌乳天数相近，试验Ⅱ组和试验Ⅰ组血液COR含量高于对照组，但差异不显著。

3.4 饲粮中添加籽粒苋对生产性能的影响

由于籽粒苋干草的NDF和ADF含量高于苜蓿干草，在奶牛饲粮中应用时通常会被认为会降低DMI^[26]，但本试验结果表明，试验组略高于对照组，马健等^[27]在其试验中也得出相似结论。这可能是由于籽粒苋中的酸性洗涤不溶性蛋白质 (ADICP) 部分参与并发生美拉德反应，使饲料产生一种特殊的香味，提高动物的食欲^[28]。本试验中籽粒苋干草和青贮的ADICP含量略高于苜蓿干草和全株玉米青贮，会对奶牛采食有一定的促进作用。Staples^[19]认为产奶量和饲料转化率之间高度相关。本试验中，试验组产奶量略高于对照组，与各组的DMI和饲料转化率之间呈线性相关。

乳蛋白主要是乳腺细胞利用氨基酸、葡萄糖和乙酸盐合成的，而血液中的氨基酸主要来源于小肠中分解瘤胃未降解蛋白质 (RUP) 生成的小肽^[18]。Wright等^[29]研究结果指出，增加RUP的供给可以提高血液中的氨基酸含量。NDICP在瘤胃中降解缓慢，但能够被肠道分解并以肽和氨基酸的形式被吸收，是RUP的主要组分之一^[30]。本试验中，试验组乳蛋白率略高于对照组，这可能与籽粒苋青贮和干草的NDICP含量高于全株玉米青贮和苜蓿干草有关。乳尿素氮含量的高低可以反映饲粮的蛋白质水平和能氮平衡，正常牛群的乳尿素氮含量在10~14 mg/dL^[31]。由于试验饲粮等能等氮，试验中各组乳尿素氮含量在10.50 mg/dL左右，均在正常范围内。本试验中各组乳体细胞数在7×10⁴~12×10⁴个/mL，均低欧盟 (40×10⁴个/mL) 和美国现行标准 (75×10⁴个/mL)。

4 结论

① 饲粮中添加籽粒苋青贮能显著提高瘤胃液NH₃-N和血液T-AA含量，并能显著提高CP表观消化率。

② 饲粮中添加籽粒苋干草能显著提高血液T-AA含量。

③ 综上所述，在奶牛饲粮中添加籽粒苋，可以提高牧场经济效益，并且不会对奶牛健康和生产性能造成不良影响。