2. 中国农业大学动物科技学院, 北京 100193;
3. 动物营养学国家重点实验室, 北京 100193;
4. 北京市生鲜乳质量安全工程技术研究中心, 北京 100193;
5. 爱茵贝(北京)农业科技有限公司, 北京 101100;
6. 北京科沃施农业技术有限公司, 北京 100101
2. College of Animal Science and Technology, China Agricultural University, Beijing 100193, China;
3. State Key Laboratory of Animal Nutrition, Beijing 100193, China;
4. Beijing Engineering Technology Research Center of Raw Milk Quality and Safety Control, Beijing 100193, China;
5. Beijing Aiyinbei Agri-Tech Co., Ltd., Beijing 101100, China;
6. Beijing KWS Agri-Tech Co., Ltd., Beijing 100101, China
随着我国奶牛养殖业规模化和集约化水平的提高,如何解决优质粗饲料的均衡供给是制约我国奶业发展的瓶颈问题。我国优质粗饲料资源短缺,2018年从美国、西班牙共进口优质苜蓿干草130万t,进口澳大利亚燕麦草30万t,随着7月份中美贸易战的开始,进口粗饲料成本大幅上涨,苜蓿干草价格上涨近700元,同时带动了国产苜蓿、燕麦干草、甚至玉米青贮价格的上涨。因此寻找新的优质粗饲料资源,开发可替代的当地粗饲料资源,缓解饲料资源不足在我国奶牛养殖业尤为重要。
饲用甜菜为藜科,甜菜属,是一种适口性良好、营养价值丰富、生物产量高的饲料作物。饲用甜菜的块根、叶片都可作为饲料,其纤维含量低,易于消化,干物质(DM)消化率一般在90%左右,是玉米秸秆的3倍;它既可与苜蓿、玉米等饲料作物混合制作青贮,还可加工成颗粒料[1]。20世纪,欧洲部分地区就开始使用饲用甜菜饲喂牲畜[2],特别是在丹麦、德国、荷兰,饲用甜菜更是得到了进一步的推广。另外,新西兰、乌克兰等国家一直将饲用甜菜作为主要的牧草作物,获得了显著的经济效益。Farsuni等[3]研究发现,新产牛饲粮中使用甜菜浆和玉米青贮替代部分谷物饲料,显著增加了采食量和泌乳量。我国在1906年就已经开始在东北、华北、西北等地区广泛种植饲用甜菜。刘福元等[4]将饲用甜菜根茎替代荷斯坦奶牛常规饲粮中的部分玉米青贮,发现奶牛产奶量增加了1.22 kg/d。柴长国[5]在正常饲粮的基础上添加饲用甜菜鲜茎叶或青贮叶,增加了奶牛的产奶量和经济效益。目前,国内外的对饲用甜菜的研究多集中在青绿副产品的使用方面,没有考虑把饲用甜菜整株切碎后青贮或者与玉米青贮混贮对奶牛饲喂效果的影响。因此,本试验旨在研究奶牛饲粮中添加饲用甜菜和饲用甜菜混贮对荷斯坦奶牛生产性能、血清生化指标、营养物质表观消化率以及经济效益的影响,为饲用甜菜的进一步推广、合理加工与利用提供技术支撑。
1 材料与方法 1.1 试验材料饲用甜菜由爱茵贝(北京)农业科技有限公司、北京科沃施农业技术有限公司提供。
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。
饲用甜菜+全株玉米混贮(以下简称甜菜玉米混贮):收获成熟期的饲用甜菜,根块切碎成3 cm左右小块,与全株玉米以1 : 3比例混合裹包,密封保存60 d。
饲用甜菜+苜蓿干草混贮(以下简称甜菜苜蓿混贮):收获成熟期的饲用甜菜,根块切碎至3 cm左右,与初铡苜蓿干草以4 : 1比例混合裹包,密封保存60 d。
1.2 试验设计试验选取60头泌乳天数在(150±19) d、产奶量(30.3±3.8) kg的健康荷斯坦奶牛,根据胎次、体况相近原则随机分为4组,每组15头牛。奶牛饲喂全混合日粮(TMR),符合NRC(2001)的营养需要量。试验饲粮根据添加原料的不同,按等能等氮原则,配制4种饲粮。对照组饲喂基础饲粮,试验Ⅰ组使用甜菜玉米混贮替代100%全株玉米青贮和部分精料,试验Ⅱ组使用甜菜苜蓿青贮替代30%全株玉米青贮和部分精料,试验Ⅲ组使用新鲜饲用甜菜替代50%全株玉米青贮和部分精料。试验饲粮组成及营养水平见表 1。
试验在河北省唐山市滦县军英牧场进行,试验牛散栏饲养,自由饮水,每天喂料3次(06:30、14:30、21:30),日剩料量控制在5%,每天挤奶3次(06:00、14:00、21:00)。试验期75 d,其中预试期15 d,正试期60 d。
1.4 样品采集与指标测定 1.4.1 青贮饲料品质检测指标和方法青贮成熟后,按照《青贮饲料质量评定标准》对甜菜玉米混贮、甜菜苜蓿混贮和全株玉米青贮进行感官评定,并取甜菜玉米混贮、甜菜苜蓿混贮和全株玉米青贮饲料样品20 g加蒸馏水180 mL,充分搅拌均匀,先用4层纱布过滤,再用定性滤纸过滤,取适量浸出液,测定该液体的pH。并用SHIMADZE-10A型液相色谱分析仪检测有机酸(乳酸、乙酸、丙酸和丁酸)含量。
1.4.2 饲料样品的采集与营养成分的测定青贮成熟后,分别取具有代表性的甜菜玉米混贮、甜菜苜蓿混贮和全株玉米青贮样品进行营养价值成分分析,并取饲用甜菜进行营养价值成分分析[6],试验期第1、15、30、45和60天采集投喂饲粮和剩料样品。样品用四分法进行收集,收集的样品于65 ℃烘箱烘干48 h,回潮48 h后制成风干样,粉碎保存待测。根据张丽英[7]所述方法对粗蛋白质(CP)、酸性洗涤纤维(ADF)、中性洗涤纤维(NDF)、钙(Ca)和磷(P)等常规营养成分含量进行分析。
1.4.3 干物质采食量(DMI)的测定正试期第1、15、30、45和60天,连续3 d测定采食量,记录每组牛每天的投料量和剩料量,每天采集投喂饲粮和剩料,测定干物质含量,计算出每组牛的DMI。
1.4.4 产奶量与乳成分的测定正试期每天记录每头奶牛的产奶量。于正试期的第1、15、30、45和60天按早、中、晚4 : 3 : 3比例共采集50 mL奶样,加入重铬酸钾防腐剂混合均匀,放置于4 ℃冷藏保存。24 h之内送至北京奶牛中心使用多功能乳成分分析仪(Milko Scan 605,Foss Electric Hillerod,丹麦)测定乳蛋白率、乳脂率、乳糖率和体细胞数等指标。
1.4.5 饲料转化率饲料转化率公式如下:
式中:FCM(4%)为4%乳脂校正乳的重量(kg);M为非标准奶的重量(kg);F为非标准奶的含脂量(kg)。
1.4.6 血液样品的采集和血清生化指标的测定正试期第1、15、30、45和60天,每组随机挑选5头牛,晨饲前用真空采血管进行尾根静脉采血。采集的血液于1 500×g离心力下离心20 min,将离心得到的血清分装在1.5 mL离心管中,-20 ℃保存待测。血清样品送至北京莱博泰瑞科技发展公司使用比色法测定血清中总蛋白(TP)、白蛋白(ALB)、甘油三酯(TG)、总胆固醇(TC)、尿素氮(UN)、β-羟基丁酸(BHBA)、非酯化脂肪酸(NEFA)、葡萄糖(GLU)、总氨基酸(T-AA)含量。放射免疫分析测定血清中胰岛素(INS)、生长激素(GH)、皮质醇(COR)含量。采用试剂盒法(南京建成生物工程研究所)检测血清中垂体泌乳素(PRL)含量。
1.4.7 粪便样品的采集和营养物质表观消化率测定正试期的第58(03:00、08:00、13:00、18:00)、59(04:00、09:00、14:00、19:00)和60天(05:00、10:00、15:00、20:00)用直肠取粪法采粪,每次采集300 g左右,在最后1次采样完成后将每头牛所有的粪样混合均匀后取200 g置于托盘中,加入50 mL10%酒石酸用于固氮。粪便样品于65 ℃烘48 h,回潮48 h后制成风干样,粉碎后测定CP、ADF、NDF、Ca和P含量[7]。利用粪样和饲粮中的酸不溶灰分(AIA)做内源指示剂计算营养物质表观消化率,计算公式参照Zhong等[8]描述方法,公式如下:
式中:Ad和Af分别为饲粮和粪样中的AIA含量(g/kg);Nd和Nf分别为饲粮和粪样中对应的某种营养物质含量(g/kg)。
1.5 数据分析试验数据才采用SPSS 19.0统计软件进行单因素方差分析(one-way ANOVA)。采用Duncan氏多重比较法进行差异显著性检验,P<0.05表示差异显著,结果以平均值±标准差表示。
2 结果与分析 2.1 饲用甜菜和饲用甜菜混贮营养成分含量及发酵品质待青贮成熟后,对全株玉米青贮和饲用甜菜混贮进行感官评定发现,全株玉米青贮色泽黄绿,质地柔软,气味甘酸;甜菜玉米混贮色泽黄绿,有轻微酸味,湿润松散;甜菜苜蓿混贮色泽翠绿,有酒酸味,品质优良。由表 2可知,饲用甜菜干物质含量为21.70%,含糖量为16.85%,NDF含量为11.07%。甜菜玉米混贮、甜菜苜蓿混贮和全株玉米青贮干物质含量差异不大,但CP和NDF含量因为原材料不同而导致差异较大。
由表 3可知,甜菜玉米混贮、甜菜苜蓿混贮和全株玉米青贮pH分别为3.94、3.88、3.99,均小于4.00,甜菜苜蓿混贮乳酸含量显著高于甜菜玉米混贮和全株玉米青贮(P < 0.05),甜菜玉米混贮乳酸含量显著高于全株玉米青贮(P < 0.05);全株玉米青贮乙酸含量显著高于甜菜玉米混贮和甜菜苜蓿混贮(P < 0.05),甜菜玉米混贮乙酸含量显著高于甜菜苜蓿混贮(P < 0.05);甜菜苜蓿混贮损失率显著高于甜菜玉米混贮和全株玉米青贮(P < 0.05)。
由表 4可知,与对照组相比,试验Ⅰ组、试验Ⅱ组和试验Ⅲ组DMI显著增加(P < 0.05),试验Ⅰ组、试验Ⅱ组和试验Ⅲ组产奶量分别提高了1.23、0.72和0.21 kg(P>0.05)。试验Ⅰ组和试验Ⅲ组乳脂率显著高于对照组和试验Ⅱ组(P < 0.05)。各组之间乳蛋白率、乳糖率、体细胞数和饲料转化率均差异不显著(P>0.05)。
由表 5可知,试验Ⅰ组、试验Ⅱ组和试验Ⅲ组血清NEFA和BHBA含量显著低于对照组(P < 0.05),试验Ⅰ组、试验Ⅱ组和试验Ⅲ组血清GLU和ALB含量均高于对照组,但差异不显著(P>0.05),各组之间其他各项血清生化指标差异均不显著(P>0.05)。
由表 6可知,试验Ⅰ组、试验Ⅱ组和试验Ⅲ组干物质表观消化率显著高于对照组(P < 0.05)。各组之间CP表观消化率差异不显著(P>0.05)。试验Ⅰ组和试验Ⅲ组NDF表观消化率显著高于对照组(P < 0.05),试验Ⅱ组NDF表观消化率与对照组差异不显著(P>0.05)。试验Ⅰ组和试验Ⅲ组ADF表观消化率显著高于对照组(P < 0.05),试验Ⅱ组ADF表观消化率与对照组差异不显著(P>0.05)。
由表 7可知,与对照组相比,试验Ⅰ组、试验Ⅱ组和试验Ⅲ组干物质成本分别降低了0.07、0.03和0.02元/kg,试验Ⅰ组、试验Ⅱ组和试验Ⅲ组可分别多盈利4.75、0.21和1.77元/(d·头)。这说明奶牛饲粮中添加饲用甜菜可以提高牧场经济效益。
试验中,甜菜玉米混贮、甜菜苜蓿混贮和全株玉米青贮的感官评定结果显示,3种青贮的品质优良,pH在4.0以下,适合饲喂奶牛。本试验中甜菜玉米混贮、甜菜苜蓿混贮发酵品质优于全株玉米青贮,这是由于饲用甜菜含糖量高,弥补了全株玉米中可溶性碳水化合物的不足,为乳酸菌发酵提供了更多的底物,提高了乳酸的生成量,降低了丁酸和氨态氮的含量,这与王洋等[9]和薛春胜等[10]的研究结果一致。
3.2 饲用甜菜对泌乳奶牛生产性能的影响DMI和产奶量可直接反映出奶牛的生产性能状态。本试验结果表明,饲粮中添加饲用甜菜可增加奶牛DMI和产奶量,并且甜菜玉米混贮组和饲用甜菜组的乳脂率有所提高。陈雪梅[11]研究发现,饲粮中使用饲用甜菜替代部分全株玉米青贮饲喂奶牛可提高产奶量,且提高了奶牛乳脂率和乳蛋白率。本试验饲粮中添加饲用甜菜增加了产奶量和乳脂率,与陈雪梅[11]报道结果一致。刘福元等[12]研究发现,用饲用甜菜根块和芦苇草粉、棉籽壳、玉米面混贮替代饲粮中全株玉米青贮,奶牛产奶量、乳脂率和乳蛋白率均无显著变化。沈彦平等[13]用饲用甜菜代替饲粮中的全株玉米青贮,奶牛的产奶量增加了2 kg/d,对奶牛乳脂率和乳蛋白率等没有显著影响。本试验在饲粮中分别添加甜菜玉米混贮和饲用甜菜分代替全株玉米青贮,乳脂率显著升高。这是因为影响乳脂率及其产量的重要因素包括饲粮精粗比、纤维长短及饲粮的纤维水平等,奶牛的乳脂率主要与饲料的纤维消化有关,产生的乙酸含量影响着乳脂率含量的高低[14]。石蕊[15]研究发现,对奶牛而言,总挥发性脂肪酸含量随饲粮精料比例的增加而增加,高精料组比低精料组产奶量提高了5.56%,但乳脂率和乳蛋白率降低了14.89%和20.87%。本试验中,饲粮添加饲用甜菜并减少了精料的添加量,降低饲粮精粗比,奶牛可以进食更多粗纤维,可能会使挥发性脂肪酸含量降低,提升产奶量和乳脂率。饲粮添加甜菜玉米混贮、甜菜苜蓿混贮和饲用甜菜较对照组DMI分别提高了3.2%、2.3%和2.4%。DMI的增加是因为饲用甜菜纤维含量低,易于消化,含糖量高,能量高,适口性好奶牛喜食[16]。同时随着DIM的增加,奶牛产奶量也随之增加。
3.3 饲用甜菜对泌乳奶牛血清生化指标的影响血清生化指标是判断机体生理功能的重要参数,可反映机体的代谢和健康状态等[17]。血清中GLU含量反映了动物机体对糖的吸收、转运和代谢的平衡状态[18]。奶牛血清中TP、ALB和UN含量反映机体对蛋白质的吸收、合成以及分解状况[19]。奶牛血清中正常的TP含量为62~82 g/L,ALB含量为28~39 g/L;血清球蛋白具有免疫活性,能够反映机体的免疫情况;血液中的UN来源于机体组织蛋白的分解以及瘤胃壁吸收的氨氮化,由肾脏排出,能够反映蛋白质代谢的情况,是诊断疾病的重要指标之一[20]。本试验中,血清GLU、TP、ALB、UN等指标含量在各组之间均无显著差异,说明在饲粮中添加饲用甜菜对奶牛机体代谢和健康状态均无不良影响。
ALB可以与NEFA再次酯化为TG,在肝脏受损时,血液中TP和ALB含量下降,血液中NEFA要来自脂肪组织中TG的动员与脂解,其含量的高低通常可用作奶牛能量平衡状态的标志性指标[21]。熊桂林等[22]研究发现,脂肪动员是围产期奶牛能量负平衡的必然结果,随着脂肪组织和肝脏糖原消耗增加,血清中NEFA含量显著升高。饲用甜菜不仅含糖量高,而且含有丰富的甜菜碱,所以饲粮中添加饲用甜菜可减少脂肪组织和肝糖原的消耗,降低血清中NEFA和BHBA含量。
3.4 饲用甜菜对泌乳奶牛营养物质表观消化率的影响奶牛全消化道营养物质消化率受饲粮类型、营养水平和纤维含量等因素的影响[23]。饲粮中添加饲用甜菜奶牛的营养物质的表观消化率随之增加。在本试验中,饲粮中添加饲用甜菜干物质表观消化率显著升高,CP表观消化率差异不显著;添加甜菜玉米混贮和添加饲用甜菜组NDF和ADF表观消化率显著高于对照组。这可能是因为饲粮中添加饲用甜菜提高了饲粮中纤维的消化率,饲用甜菜含糖量高,碳水化合物含量高,与纤维之间产生了正向组合效应,从而提高了饲粮的营养物质表观消化率[24]。林曦[25]研究发现,甜菜渣青贮由于蛋白质和碳水化合物含量和瘤胃降解率高,大量快速可发酵的碳水化合物,尤其是可溶性糖类,为微生物提供丰富的碳底物,其降解恰好能够产生某些粗纤维分解菌生长所需要的异丁酸、戊酸以及小肽和氨基酸,通过刺激粗纤维分解菌的活性,从而改善了瘤胃环境的生理参数(支链脂肪酸、氨态氮含量等),提高了奶牛对纤维的消化吸收。禾本科类饲草则由于纤维含量高,满足了瘤胃液中微生物持续生长增殖所需的碳素[26]。以此推测,由于有益物质的增加,提高了奶牛消化道对饲粮中营养物质的吸收利用率,从而为奶牛提高产奶量提供更多的能量。
4 结论饲粮中添加饲用甜菜及其混贮均可提高奶牛的DMI和营养物质表观消化率,有提高牛奶产量的趋势,可提高牧场经济效益,并且不会对奶牛健康造成不良影响。
[1] |
KHAEMBAH E N, NELSON W R. Transplanting as a means to enhance crop security of fodder beet[J]. bioRxiv, 2016. DOI:10.1101/056408 |
[2] |
ALBAYRAK S, YÜKSEL O. Effects of nitrogen fertilization and harvest time on root yield and quality of fodder beet (Beta vulgaris var. crassa Mansf.)[J]. Turkish Journal of Field Crops, 2010, 15(1): 59-64. |
[3] |
FARSUNI N E, AMANLOU H, SILVA-DEL-RÍO N, et al. Responses of fresh cows to three feeding strategies that reduce starch levels by feeding beet pulp[J]. Journal of Animal Science, 2017, 95(10): 4575-4586. DOI:10.2527/jas2017.1712 |
[4] |
刘福元, 张国民, 马建成, 等. 饲用甜菜根茎饲喂荷斯坦奶牛的试验[J]. 饲料研究, 2010(11): 60-61. |
[5] |
柴长国. 饲用甜菜茎叶饲喂奶牛的效果研究[J]. 甘肃农业科技, 2005(9): 53-54. DOI:10.3969/j.issn.1001-1463.2005.09.026 |
[6] |
曹志军, 杨军香. 青贮制作实用技术[M]. 北京: 中国农业科学技术出版社, 2014: 100-102.
|
[7] |
张丽英. 饲料分析及饲料质量检测技术[M]. 2版. 北京: 中国农业大学出版社, 2003.
|
[8] |
ZHONG R Z, LI J G, GAO Y X, et al. Effects of substitution of different levels of steam-flaked corn for finely ground corn on lactation and digestion in early lactation dairy cows[J]. Journal of Dairy Science, 2008, 91(10): 3931-3937. DOI:10.3168/jds.2007-0957 |
[9] |
王洋, 姚权, 孙娟娟, 等. 乳酸菌添加剂对苜蓿青贮品质和黄酮含量的影响[J]. 中国草地学报, 2018, 40(2): 48-53. |
[10] |
薛春胜, 刘瑞生, 徐建峰, 等. 不同添加剂对陇东紫花苜蓿青贮品质的影响[J]. 草业科学, 2018, 35(2): 456-462. |
[11] |
陈雪梅.日粮用饲用甜菜和不同收割期苜蓿干草对奶牛产乳性能影响的研究[D].硕士学位论文.乌鲁木齐: 新疆农业大学, 2012. http://cdmd.cnki.com.cn/Article/CDMD-10758-1013131531.htm
|
[12] |
刘福元, 宋志强, 王文军, 等. 饲用甜菜块根混贮饲喂荷斯坦牛的试验研究[J]. 中国奶牛, 2011(2): 15-17. DOI:10.3969/j.issn.1004-4264.2011.02.005 |
[13] |
沈彦平, 王广山. 饲料甜菜饲养奶牛试验报告[J]. 黑龙江畜牧兽医, 2006(4): 43-44. DOI:10.3969/j.issn.1004-7034.2006.04.020 |
[14] |
岳增华, 高月林. 影响奶牛乳脂率的因素及调控措施[J]. 现代畜牧兽医, 2011(6): 25-27. DOI:10.3969/j.issn.1672-9692.2011.06.011 |
[15] |
石蕊.不同精粗比日粮对奶山羊养分消化及瘤胃、肝脏脂肪酸代谢的影响[D].硕士学位论文.南京: 南京农业大学, 2013. http://cdmd.cnki.com.cn/article/cdmd-10307-1014219770.htm
|
[16] |
丁广洲, 贾海伦, 张文彬, 等. 我国饲用甜菜产业发展的对策与建议[J]. 中国糖料, 2018, 40(2): 68-72. |
[17] |
周东年, 姚琨, 谢申猛, 等. 酿酒酵母培养物对泌乳奶牛生产性能、营养物质表观消化率及血清指标的影响[J]. 动物营养学报, 2018, 30(7): 2741-2748. DOI:10.3969/j.issn.1006-267x.2018.07.035 |
[18] |
闫碧川, 李振乾, 李胜利, 等. 不同酵母培养物对泌乳中后期奶牛生产性能、养分表观消化率以及血清指标的影响[J]. 动物营养学报, 2018, 30(7): 2732-2740. DOI:10.3969/j.issn.1006-267x.2018.07.034 |
[19] |
杨璐玲, 吕永艳, 孙国强. 啤酒糟对奶牛产奶性能及血液生化指标的影响[J]. 中国畜牧杂志, 2014, 50(13): 51-56. DOI:10.3969/j.issn.0258-7033.2014.13.011 |
[20] |
贾先波, 杨舒慧, 丁鹏, 等. 四川丘陵地区中国荷斯坦奶牛围产后期血液生理生化指标分析[J]. 浙江农业学报, 2018, 30(6): 953-960. DOI:10.3969/j.issn.1004-1524.2018.06.10 |
[21] |
冯仰廉. 反刍动物营养学[M]. 北京: 科学出版社, 2004.
|
[22] |
熊桂林, 付志新, 曹随忠, 等. 奶牛围产期血清脂肪代谢、肝脏功能和氧化指标的变化[J]. 畜牧兽医学报, 2010, 41(8): 1039-1045. |
[23] |
马健.禾王草的营养价值评定及其在奶牛生产中的应用[D].硕士学位论文.乌鲁木齐: 新疆农业大学, 2016. http://cdmd.cnki.com.cn/Article/CDMD-10758-1016236252.htm
|
[24] |
段智勇.反刍动物日粮中淀粉与纤维的组合效应及其机理的研究[D].博士学位论文.杭州: 浙江大学, 2006. http://cdmd.cnki.com.cn/article/cdmd-10335-2006043939.htm
|
[25] |
林曦.甜菜渣青贮营养价值的评定及其在奶牛生产中应用的研究[D].硕士学位论文.哈尔滨: 东北农业大学, 2010. http://cdmd.cnki.com.cn/Article/CDMD-10224-2010264166.htm
|
[26] |
陶春卫.反刍动物常用粗饲料营养价值评定及其有效能值预测模型的建立[D].硕士学位论文.哈尔滨: 黑龙江八一农垦大学, 2009. http://cdmd.cnki.com.cn/Article/CDMD-10223-2009204437.htm
|