近年来，随着我国奶牛养殖行业规模化、集约化的发展，对于奶牛的生产效率、产品质量以及环境保护的要求也愈发提高。在奶牛养殖业集约化与规模化的发展过程中，较为集中的粪、尿等排泄物对于周围环境造成了污染。除了加强对于粪、尿后期处理与利用外，还要从源头上降低粪、尿中的氮素排泄，提高饲粮中氮素在动物体内的利用率，在减轻排泄物对于环境污染的同时，使得更多的氮素流向动物产品，提高畜牧业生产效率。通过营养调控技术，在不影响奶牛生产性能的前提下，提高饲粮蛋白质的利用率，减少氮的排泄量，具有重要意义。

牛至油(oregano oil，Oo)又名牛至香酚、皮萨草、香芹酚等，是由天然植物牛至中提取的挥发油，亦可人工合成，主要成分是酚类化合物、百里香酚、香芹酚等，具有抑菌杀菌效果^[1-2]。徐方华^[3]研究发现，在人工瘤胃内添加Oo后降低了人工瘤胃内最终氨态氮浓度。姚喜喜等^[4]在奶牛全混合日粮(TMR)中添加牛至精油后发现，奶牛产奶量极显著提高。张善芝^[5]研究发现，在肉牛饲粮中添加Oo可以促进肉牛的生长，胸围显著增加。肉桂醛(cinnamic aldehyde，CA)又被称为桂皮醛、桂醛、三苯基丙烯醛等，可以从肉桂等植物中提取，也可以通过人工合成获得，具有广泛的抑菌杀菌效果^[6]。金恩望^[7]利用人工瘤胃研究发现，添加300和1 500 mg/L肉桂油可以显著降低瘤胃氨态氮浓度，在添加300和500 mg/L的肉桂油时支链脂肪酸浓度显著升高。吴萍萍等^[8]研究发现，CA对奶牛乳房炎的主要致病菌都具有较好的杀灭作用。本课题组前期分别对Oo^[9]和CA^[10]进行了研究，发现在奶牛饲粮中分别单独添加Oo和CA对奶牛的产奶量、乳品质及降低氮排泄方面均具有正向的促进作用。但目前尚无关于Oo和CA联合使用对奶牛产奶性能和氮排泄影响的研究报道。因此，本试验在前期试验的基础上，将Oo和CA分别设置3个添加水平，总计9个不同的添加组合，探讨不同添加水平组合的Oo和CA对奶牛产奶性能和氮排泄的影响，以期能够找出Oo和CA适宜的组合，同时也为Oo和CA在实际生产中联合使用提供理论依据。

1 材料与方法 1.1 试验设计

本试验选用烟台荷牧园牧业有限责任公司年龄(4~5岁)、体重[(640±25) kg]、胎次(2~3胎)、产奶量[(36.8±0.3) kg]、乳成分及泌乳期[(90±15) d]相近的荷斯坦奶牛40头，随机分为10个组，每组4头。对照(C)组饲喂基础饲粮，各试验组添加不同水平组合的Oo和CA。其中，Oo设3个添加水平，分别为11.5、13.0、14.5 g/(d·头)；CA设3个添加水平，分别为15.0、18.0、21.0 g/(d·头)，共组成9个组合，试验设计见表 1。每头奶牛每天预留0.5 kg精料，作为载体与Oo和CA混合，剩余精料与粗饲料混合均匀后制成TMR。Oo和CA与精料混合后再随TMR一起饲喂。整个试验期为75 d，其中预试期15 d，正试期60 d。试验所用的Oo和CA均购自青岛润博特生物科技有限公司，其中Oo为白色粉末状物质，其组成为Oo、二氧化硅和淀粉等，Oo含量≥10%，水分含量≤12%；CA为白色粉末状物质，其组成为CA、二氧化硅和淀粉等，CA含量≥5%，水分含量≤12%。

1.2 饲养管理

每天采用荷兰进口SAC全自动挤奶器挤奶3次(04:00、12:00、18:00)，每天饲喂TMR 3次(04:30、12:30、18:30)，试验牛自由采食，保证每天有20 h以上接触到TMR，自由饮水和运动，并按照常规对其进行驱虫、光照和管理。TMR组成及营养水平见表 2。

1.3 样品采集与指标测定 1.3.1 干物质采食量测定

试验牛分栏饲喂，单独记录每头牛的采食量。预试期第1~3天、第5~7天、第9~11天、第13~15天记录每头试验牛的投料量和剩料量，根据每次的投料量和剩料量计算每头牛的采食量。预试期结束后，计算出预试期内平均采食量。正试期内每10 d记录1次采食量，共记录6次，每次连续记录3 d，根据3 d的采食量计算干物质采食量，按照每次平均采食量调整下一阶段的TMR投料量。正试期结束后，根据6次采食量计算出正试期内平均干物质采食量。

1.3.2 乳样的采集与测定

本试验采用荷兰进口SAC全自动挤奶器挤奶3次(04:00、12:00、18:00)，自动显示产奶量，整个试验期内每隔5 d记录1次试验牛的产奶量，连续记录3 d取平均值。在正试期的第15、27、45、57天(期间第2、4次采集时间提前，避免因采集其他样品产生应激影响结果)按早、中、晚4:3:3的比例共收集50 mL混合乳样，加入30 mg重铬酸钾防腐剂，混合均匀，4 ℃保存。乳样采用山东省农业科学院奶牛研究中心生产性能测定实验室的乳成分和体细胞自动分析仪(丹麦Foss公司生产，型号Combi Foss FT+)测定乳样中的乳脂率、乳蛋白率、乳糖率和乳体细胞数。

1.3.3 TMR样和粪样的采集与测定

TMR样的采集：分别在预试期第1~3天、正试期第28~30天和正试期第58~60天时，在牛采食通道中采用五点取样法采集TMR样，并将采集的TMR样按四分法进行缩样，在烘箱中65 ℃烘干制成风干样，粉碎备用。

粪样的采集：分别在预试期第1~3天、正试期第28~30天、正试期第58~60天时，采用全收粪法采集粪样3次，单独收集每组4头试验牛粪样，将收集的粪样混匀后称重，用四分法进行缩样，按每100 g粪样加10%硫酸25 mL进行固氮处理后放入冰箱-20 ℃冷冻保存。采样结束后，将3 d内所留的粪样按比例均匀混合，65 ℃烘干至恒重保存。

采集的TMR样和粪样采用GB/T 6435—2006^[12]中方法测定水分含量，计算干物质(DM)含量；粗蛋白质(CP)含量采用凯氏定氮法(GB/T 6432—1994^[13])进行测定；使用GB/T 20806—2006^[14]中方法测定中性洗涤纤维(NDF)含量；使用NY/T 1459—2007^[15]中方法测定酸性洗涤纤维(ADF)含量；钙(Ca)含量的测定采用高锰酸钾法(GB/T 6436—2002^[16])；磷(P)含量的测定采用分光光度法(GB/T 6437—2002^[17])。

1.3.4 尿样的采集

尿样的采集分别在预试期第1~3天、正试期第28~30天、正试期58~60天时，参考朱雯^[18]点收尿法，采样时使用人工接尿结合膀胱取尿的方式进行采样。使用颈夹将牛固定，把导尿管插到膀胱中依次采集每头牛的尿样，如果采集过程中试验牛出现自主排尿则直接接取尿液。连续收集3 d，每天收集2次尿样，2次采样间隔12 h，其中每天收集尿样的时间在前1天的基础上延后4 h，收集的尿样加入10%的H₂SO₄调整尿液的pH(pH＜3)，-20 ℃保存。

1.3.5 氮代谢指标的测定

采用福斯KjeltecTM 8200凯氏定氮仪(丹麦Foss公司)测定尿氮含量，采用苦味酸比色法测定尿肌酐含量^[19]，使用UV-1800 PC分光光度计(上海普达仪器有限公司)进行比色，测定所用试剂盒均购自南京建成生物工程研究所。同样参照Valadares等^[19]以尿肌酐(每头牛每天1 kg体重大约排出约29 mg尿肌酐)标记测定奶牛的排尿量。

氮代谢指标计算公式如下：

1.4 数据处理与分析

试验数据用Excel 2010软件进行数据初步处理，采用SPSS 17.0软件进行单因素方差分析，并采用Duncan氏法多重比较进行组间差异显著性检验，以P < 0.05和P < 0.01分别表示差异显著和差异极显著，结果以平均值±标准误表示。

2 结果 2.1 不同添加水平Oo和CA组合对奶牛干物质采食量的影响

由表 3可以看出，饲粮中不同添加水平Oo和CA组合对奶牛的干物质采食量没有显著影响(P>0.05)。

2.2 不同添加水平Oo和CA组合对奶牛产奶量的影响

由表 4可以看出，各试验组的产奶量均有提高的趋势，其中LL、ML、HL、LM、MM、HM、LH、MH、HH组分别比C组提高了2.63%(P>0.05)、1.40%(P>0.05)、7.42%(P < 0.01)、11.96%(P < 0.01)、11.84%(P < 0.01)、2.79(P>0.05)、16.41%(P < 0.01)、10.92%(P < 0.01)、15.19%(P < 0.01)，其中以LH组产奶量提高幅度最大。

2.3 不同添加水平Oo和CA组合对奶牛乳成分的影响

由表 5可以看出，除乳糖率外，各试验组乳成分中各项指标相对于C组均有正向的提高，尤其在乳体细胞数方面，各试验组乳体细胞数均极显著低于C组(P < 0.01)。在乳脂率方面，LH、ML、LM、MM组极显著高于C组(P < 0.01)，LL、HH组显著高于C组(P < 0.05)。在乳蛋白率方面，LH、HM、HH、ML组极显著高于C组(P < 0.01)，MH、LM、MM组显著高于C组(P < 0.05)。

2.4 不同添加水平Oo和CA组合对奶牛氮表观消化率和氮排泄的影响

由表 6可以看出，各试验组的总氮排泄量均低于C组，其中LH、MH、HH、MM、LL、LM、HM组均极显著低于C组(P < 0.01)，ML组显著低于C组(P < 0.05)。在粪氮方面，各试验组相比于对C组均有降低的趋势，其中LH、HH组极显著低于C组(P < 0.01)，LL、LM、MH组显著低于C组(P < 0.05)。在尿氮方面，LH、MH、MM、HH组极显著低于C组(P < 0.01)，HM组显著低于C组(P < 0.05)。在氮沉积方面，各试验组相比于C组均有提高趋势，其中MH、HL组极显著高于C组(P < 0.01)，MM、LL、LH组显著高于C组(P < 0.05)。在氮表观消化率方面，各试验组均高于C组，其中LH、HH、LM组极显著高于C组(P < 0.01)，MH、LL组显著高于C组(P < 0.05)。

3 讨论 3.1 不同添加水平Oo和CA组合对奶牛干物质采食量的影响

奶牛干物质采食量是影响奶牛产奶性能的重要因素，干物质采食量间接反映能量及各种营养物质摄入是否充足。本试验中，在预试期各试验组采食量略低于C组，在整个正试期中各试验组与C组相比干物质采食量稍有增加的趋势，但并无显著差异。张善芝^[5]在育肥牛饲粮中添加Oo，发现Oo添加组在一定程度上可以减缓牛的热应激，增加牛的采食量，但较大添加量的Oo因有刺激气味会影响牛的适口性而降低采食量。Yang等^[20]在带有瘤胃及十二指肠瘘管的肉牛中研究发现，饲粮中添加低剂量的CA对试验牛采食量的影响较小，但可以提高营养物质利用率，饲粮中添加高剂量的CA会降低试验牛的采食量。本试验结果与上述试验结果较为一致，在一定添加水平内奶牛经过一段时间适应，添加Oo和CA组合对于干物质采食量并无负面影响。

3.2 不同添加水平Oo和CA组合对奶牛产奶量的影响

产奶量是衡量奶牛生产性能的重要指标。在本试验中，饲粮中添加Oo和CA增加了奶牛的产奶量，并且不同CA添加水平的促进作用呈现出高＞中＞低的趋势，Oo则呈现出相反的趋势。姚喜喜等^[4]在奶牛TMR中添加28 g/(d·头)牛至精油可以极显著提高奶牛产奶量，尤其在气温较高的月份。这与本试验结果一致，Oo和CA提高产奶量可能是因为二者具有抑菌杀菌效果，添加后抑制瘤胃内部分微生物的活性，降低了粗蛋白质的瘤胃降解率，增加了过瘤胃蛋白的数量^[21]，提高了蛋白质的利用效率。此外有试验发现，Oo和CA可以降低瘤胃内甲烷(CH₄)的产量^[22]，增加瘤胃内总挥发性脂肪酸的产量^{[3, 23]}，瘤胃内气体成分的变化使得能量的利用率提高，能量与营养物质利用率的提高有利于奶牛产奶量的提高。本试验中，LL、ML组没有显著影响奶牛的产奶量，可能是因为瘤胃内部微生物具有一定调节能力，较低的添加水平无法达到调控瘤胃内发酵的目的。

3.3 不同添加水平Oo和CA组合对奶牛乳成分的影响

乳成分是反映牛奶质量的重要指标。本试验研究发现，饲粮中添加Oo和CA可以提高牛奶中的乳脂率和乳蛋白率，并降低乳体细胞数，对于乳糖率并无显著影响。在提高乳脂率和乳蛋白率方面，各组合之间并未呈显出明显规律。陈会良等^[24]研究发现，饲粮中添加Oo可以显著增加乳脂率。这与本试验结果一致。白乌日汗^[23]在体外发酵试验中发现，添加Oo后降低了乙酸浓度，但提高了丙酸、丁酸以及总挥发性脂肪酸浓度。徐方华^[3]利用人工瘤胃研究Oo对于瘤胃发酵特性时亦得到了相同结果。Busquet等^[25]在体外连续培养系统中加入CA后发现，CA可显著降低体外连续培养系统中乙酸比例，增加丙酸、丁酸比例。添加Oo和CA瘤胃内总挥发性脂肪酸浓度升高，丁酸比例增加，并且抑制了瘤胃内微生物对蛋白质的分解，增加了过瘤胃蛋白的数量^[21]，提高了小肠中可消化蛋白数量，提高了蛋白质利用率。能量及氨基酸等前提物质供应的增多均有利于促进乳脂和乳蛋白的合成。牛乳中体细胞数是反映奶牛乳房健康程度的重要指标。本试验中，乳体细胞数降低，说明通过添加Oo与CA保证了奶牛乳房的健康，Oo和CA能够较好地抑制或杀灭引发乳房炎的金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和链球菌等细菌^{[8, 26]}。韩庆功等^[27]研究发现，断奶仔猪饲喂Oo后可以提高仔猪机体免疫力。根据上述研究可以得出，Oo与CA除直接的抑菌杀菌作用外，还可以增强动物机体的免疫力。在本试验中，各试验组乳体细胞数均极显著降低，其中LL组降低幅度最小，可能是因为添加水平较低，而HH、MH组呈现出下降的趋势，可能是因为添加水平已超过最适添加水平而使得作用效果降低。

3.4 不同添加水平Oo和CA组合对奶牛氮表观消化率和氮排泄的影响

降低生产中氮排泄对减轻环境污染以及提高资源利用效率具有重要意义。在本试验中，各试验组的总氮排泄量均低于C组，除HL组外均显著或极显著低于C组；试验组的氮表观消化率也有提高趋势。林波^[21]在湖羊饲粮中添加复合植物精油后发现，瘤胃内氨态氮浓度显著降低，并且显著降低了粗蛋白质的瘤胃消化率。白乌日汗^[23]和徐方华^[3]分别利用人工瘤胃进行发酵试验时均发现添加Oo可以降低瘤胃内氨态氮浓度。Giannenas等^[28]利用泌乳母羊对植物精油进行研究发现，精油对瘤胃内总活菌以及原虫数量并无显著影响，但显著降低了瘤胃内超级产氨菌数量。氨态氮浓度的降低可能是因为瘤胃微生物的利用增加或者是瘤胃内氨化细菌对蛋白氮降解减少或者二者兼有，但是氨态氮浓度的降低均可使得进入小肠内的蛋白质增加，提高氮的利用效率，这可能是试验组总氮排泄量减少的部分原因。本试验中，试验组氮沉积相对于对照组也有提高趋势。在猪、鸡饲粮中添加Oo与CA后发现精油可以刺激动物的生长^{[27, 29-30]}。本试验奶牛正处于泌乳高峰期，处于氮负平衡状态，饲粮中添加Oo与CA后提高了奶牛氮表观消化率，降低氮排泄，提高了氮的利用率。

4 结论

饲粮中联合添加Oo和CA可以提高奶牛的产奶量，降低乳体细胞数，提高乳蛋白率和乳脂率，降低氮排泄量。综合考虑上述指标，在本试验条件下，最佳组合为Oo 11.5 g/(d·头)、CA 21.0 g/(d·头)。