动物营养学报    2020, Vol. 32 Issue (9): 4194-4204    PDF    
三江源区高寒草场泌乳牦牛冷季补饲精料对其产奶量及乳中矿物质元素含量的影响
周义秀 , 郝力壮 , 刘书杰     
青海大学畜牧兽医科学院, 青海省高原放牧家畜动物营养与饲料科学重点实验室, 省部共建三江源生态与高原农牧业国家重点实验室, 青海高原牦牛研究中心, 西宁 810016
摘要: 本试验旨在阐明三江源区高寒草场泌乳牦牛冷季补饲精料对其产奶量及乳中矿物质元素含量的影响。选取自然放牧状态下胎次和体况一致的50头健康泌乳牦牛,随机分为5组,即:A组(自然放牧)、B组(自然放牧+补饲0.25 kg/d精料)、C组(自然放牧+补饲0.50 kg/d精料)、D组(自然放牧+补饲1.00 kg/d精料)、E组(自然放牧+补饲1.50 kg/d精料),记录从2018年11月至2019年4月泌乳牦牛每月产奶量,采用火焰原子吸收法每月对5组牦牛乳及牧草中9种矿物质元素[钾(K)、钠(Na)、钙(Ca)、镁(Mg)、铁(Fe)、锰(Mn)、锌(Zn)、钴(Co)、铜(Cu)]含量进行了测定。结果表明:1)牧草中Mn含量在各月份之间无显著性差异(P>0.05),其余矿物质元素含量在各个月份之间均有显著性差异(P < 0.05),其中K、Ca、Fe、Zn和Cu含量随月份推移呈先降低后升高再降低后上升趋势,Mg和Co含量呈先降低后升高趋势,Na含量呈先降低后升高再降低趋势,而Mn含量则呈缓慢上升趋势。2)2018年11月各组之间产奶量无显著性差异(P>0.05),其余5个月不同精料补饲量对泌乳牦牛产奶量有显著性影响(P < 0.05),2018年12月D组产奶量最高,2019年1-4月E组产奶量最高,且显著高于A组(P < 0.05)。3)补饲精料对牦牛乳中矿物质元素含量的影响较大,K、Na、Mg和Co含量均为E组最高,且显著高于A组(P < 0.05);Ca含量在2018年11月、2019年2月、2019年3月表现为E组显著高于A组(P < 0.05);Fe含量除在2018年12月以D组最高外,其余月份均为E组显著高于A组(P < 0.05);Mn含量除2019年2月和4月B组最高外,其余月份均为E组显著高于A组(P < 0.05);Zn含量除2019年2月D组最高外,其余月份E组显著高于A组(P < 0.05);Cu含量除2019年2月C组最高外,其余月份E组显著高于A组(P < 0.05)。4)牦牛产奶量与精料补饲量呈线性相关关系,其拟合方程为Y=0.22X+0.508(r=0.749);乳中除Ca和Mg含量外,K、Na、Fe、Mn、Zn、Co和Cu含量均与精料补饲量呈线性相关关系,相关系数分别为0.548(P < 0.01)、0.682(P < 0.01)、0.711(P < 0.01)、0.435(P < 0.05)、0.594(P < 0.01)、0.461(P < 0.05)和0.392(P < 0.05)。综上所述,经过精料补饲后,三江源区高寒草场冷季泌乳牦牛产奶量显著提高,且乳中9种矿物质元素含量均有所增加,补饲1.50 kg/d精料的牦牛产奶量和乳中各矿物质元素含量最高。
关键词: 冷季    牦牛乳    饲粮    产奶量    矿物质    
Effects of Supplementary Concentrate in Cold Season on Milk Yield and Milk Mineral Element Contents in Lactating Yaks in Alpine Pastures in Sanjiangyuan Region
ZHOU Yixiu , HAO Lizhuang , LIU Shujie     
Qinghai Academy of Science and Veterinary Medicine of Qinghai University, Key Laboratory of Plateau Grazing Animal Nutrition and Feed Science of Qinghai Province, State Key Laboratory of Plateau Ecology and Agriculture, Qinghai Plateau Yak Research Center, Xining 810016, China
Abstract: The purpose of this study was to clarify the effects of supplementary concentrate in cold season on milk yield and mineral element contents in lactating yaks in alpine pastures in Sanjiangyuan region. The 50 healthy lactating yaks with the same parity and body condition under natural grazing were randomly divided into five groups, namely:group A (natural grazing), group B (natural grazing+supplementary 0.25 kg/d concentrate), group C(natural grazing+supplementary 0.50 kg/d concentrate), group D (natural grazing+supplementary 1.00 kg/d concentrate), group E (natural grazing+supplementary 1.50 kg concentrate), recording monthly milk yield of lactating yaks from November 2018 to April 2019. The contents of nine minerals (K, Na, Ca, Mg, Fe, Mn, Zn, Co and Cu) of yak milk and forage in five groups were determined by flame atomic absorption spectrometry monthly. The results showed as follows:1) there was no significant difference in Mn contents in forage among the months (P>0.05), and other mineral contents had significant differences among the months (P < 0.05), the contents of K, Ca, Fe, Zn, and Cu showed a trend of decreasing first, then increasing, then decreasing, and then increasing with the passage of months. The contents of Mg and Co showed a trend of decreasing first and then increasing. The Na content showed a trend of decreasing first, then increasing and then decreasing. The Mn content was increased slowly. 2)There was no significant difference in milk yield among the groups in November 2018 (P>0.05), and the different supplementary concentrate for the remaining five months had a significant effect on the milk yield of lactating yaks (P < 0.05). In December 2018, group D had the highest milk yield, and from January to April 2019, group E had the highest milk yield, which was significantly higher than group A (P < 0.05). 3) Supplementary concentrate has a great influence on the contents of mineral elements in yak milk. The contents of K, Na, Mg and Co were the highest in group E, which significantly higher than that in group A (P < 0.05). The Ca content in group E was significantly higher than that in group A in November 2018, February 2019, and March 2019 (P < 0.05). In the remaining months, the Fe content in group E was significantly higher than that in the group A except for the highest in group D in December 2018 (P < 0.05). The Mn content was significantly higher in group E than that in group A except for the highest in group B in February and April 2019 (P < 0.05). The Zn content in the other months was significantly higher than that in the group A except for the highest in group D in February 2019 (P < 0.05). The content of Cu in the other months was significantly higher than that in group A except for the highest in group C in 2019 (P < 0.05). 4) The milk yield of yaks was linearly related to the supplementary concentrate, and the fitting equation was Y=0.22X+0.508 (r=0.749); the mineral contents in milk except Ca and Mg contents, the K, Na, Fe, Mn, Zn, Co and Cu contents were linearly correlated with the supplementary concentrate, the correlation coefficients were 0.548 (P < 0.01), 0.682 (P < 0.01), 0.711 (P < 0.01), 0.435 (P < 0.05), 0.594 (P < 0.01), 0.461 (P < 0.05) and 0.392 (P < 0.05). In summary, after supplementary concentrate, the milk yield of lactating yaks in the cold season of the alpine pasture in the Sanjiangyuan region increase significantly, and the contents of nine mineral increase in the milk. When supplemented with 1.50 kg/d, the milk yield of yaks and the contents of each element in milk are the highest.
Key words: cold season    yak milk    feed    milk yield    minerals    

牦牛是中国的特色资源,是青藏高原以及毗邻高山、亚高山高寒地区的珍稀牛种之一[1]。牦牛乳与一般牛乳相比,其干物质、脂肪、粗蛋白质、乳糖等营养成分含量均较高,被称为“奶中极品”[2]。目前,已有的研究均是补饲对牦牛繁殖性能和生长性能的影响,而冷季补饲对泌乳母牦牛产奶量和乳中矿物质元素含量的影响尚未有报道[3-5]。青藏高原终年寒冷,年平均气温在0 ℃左右,冷季长达6个月之久,该地区牧草生长期短,牧草低矮,产量低,粗蛋白质含量只有牧草旺盛期的30%左右[6]。冷季作为母牦牛全年生长期最重要的阶段,其产乳状况和乳成分不仅反映母牦牛的生产状况,还会影响犊牛的生长,特别是处在妊娠期和围产期的母牦牛,其本身所需营养补给就较大,加上环境气温降低,大雪封冻现象频繁,草原上的饲草殆尽,牦牛只放牧不补饲,这种情况严重影响了母牛分娩,延迟了产后母牛体能的恢复及对犊牛的正常哺乳。对于犊牛来说,由于其受到人畜争食的影响,导致其在幼年成长期就一直处在饥饿状态,矿物质营养供给严重不足[7]。因此,本试验旨在研究不同的精料补饲量对冷季泌乳牦牛产奶量和乳中矿物质元素含量的影响,旨在筛选出适宜的精料补饲量,从而为实现全年牦牛乳生产和母牦牛安全越冬提供基本参数。

1 材料与方法 1.1 试验时间与地点

试验于2018年11月20日至2019年4月20日在青海省黄南藏族自治州泽库县高寒天然草场进行,共6个月。

1.2 试验设计

选取自然放牧状态下胎次、体况一致的50头健康泌乳牦牛,随机分为5个组,即A组(自然放牧)、B组(自然放牧+补饲0.25 kg/d精料)、C组(自然放牧+补饲0.50 kg/d精料)、D组(自然放牧+补饲1.00 kg/d精料)和E组(自然放牧+补饲1.50 kg/d精料),每组10头,A组为对照组,不补饲,其余4组白天放牧,晚上补饲精料。精料组成及营养水平见表 1

表 1 精料组成及营养水平(干物质基础) Table 1 Composition and nutrient levels of the concentrate (DM basis) 
1.3 样品采集

试验组牦牛先经过7 d的适应性预饲试验,随后进入正试期,每月从20号开始连续7 d对各组牦牛进行早、晚2次挤奶称重,记录日产奶量,取50 mL于离心管中,添加0.5%布罗波尔溶液带回实验室,保存在-20 ℃的冰箱中待测。同时,根据牦牛的放牧或采食路线,以25 m为间隔选不同的6点采集牧草,各点采集面积为1 m2,牧草齐地刈割,将连续7 d所采牧草样品混合均匀带回实验室,65 ℃烘干制样待测;并取补饲精料50 g带回实验室,用TAS-990 Super原子吸收分光光度计进行矿物质元素含量的测定。

1.4 指标测定

牦牛乳中矿物质元素含量的测定参照何立荣等[8]的方法进行,牧草中矿物质元素含量的测定参照袁庆华[9]的方法进行,仪器的工作条件及标准曲线的绘制参考周义秀等[10]的方法进行。精料中矿物质元素含量的测定参照GB/T 13885—2017的方法进行,结果如表 2所示。

表 2 精料中矿物质元素含量(干物质基础) Table 2 Contents of mineral elements in concentrate (DM basis) 
1.5 数据处理

试验数据采用Excel 2010进行整理,用SPSS 19.0统计分析软件对数据进行单因素方差分析,差异显著时用LSD法进行多重比较,并进行回归分析,结果均以“平均值±标准差”表示。P < 0.05为差异显著。

2 结果与分析 2.1 冷季牧草中矿物质元素的含量

表 3可知,不同月份牧草中矿物质元素含量差异较大,Mn含量在各月份之间无显著性差异(P>0.05),其余矿物质元素含量在各个月份之间均有显著性差异(P < 0.05),其中K、Ca、Fe、Zn和Cu含量随月份推移呈先降低后上升再降低后上升趋势,Mg和Co含量呈先下降后上升趋势,Na含量呈先降低后升高再降低趋势,而Mn含量则呈缓慢上升趋势。

表 3 冷季牧草中矿物质元素含量(干物质基础) Table 3 Contents of mineral elements in forage in cold season (DM basis) 
2.2 不同精料补饲量对牦牛产奶量的影响

表 4可知,2018年11月补饲精料对牦牛产奶量的影响不大,各组之间无显著性差异(P>0.05),12月B、C、D、E组与A组之间有显著性差异(P < 0.05),D组产奶量最高,2019年1—4月E组产奶量最高,且显著高于A组(P < 0.05)。

表 4 不同精料补饲量对牦牛产奶量的影响 Table 4 Effects of different supplementary of concentrate on yak milk yield 
2.3 不同精料补饲量对牦牛乳中常量矿物质元素含量的影响

表 5可知,冷季补饲精料对牦牛乳中常量元素含量影响较大,每个月E组乳中K、Na、Mg含量最高;2018年11月和2019年2月E组乳中Ca含量显著高于其他(P < 0.05),而2018年12月、2019年1月和2019年4月乳中D组Ca含量显著高于A组(P < 0.05),2019年3月各组间Ca含量差异不显著(P>0.05)。

表 5 不同精料补饲量对牦牛乳中常量矿物质元素含量的影响 Table 5 Effects of different supplementary of concentrate on macro mineral element contents in yak milk 
2.4 不同精料补饲量对牦牛乳中微量矿物质元素含量的影响

表 6可知,乳中Fe含量除2018年12月以D组最高外,其余月份均为E组最高,且显著高于A组(P < 0.05);2019年2和4月以B组Mn含量最高,显著高于A组(P < 0.05),其余月份Mn含量均为E组最高;Zn含量除2019年2月以D组最高外,其余月份均为E组最高;Co含量在E组最高,Cu含量除2019年2月以C组最高外,其余月份均为E组最高。

表 6 不同精料补饲量对牦牛乳中微量矿物质元素含量的影响 Table 6 Effects of different supplementary of concentrate on trace mineral elements contents in yak milk 
2.5 冷季牧草与牦牛乳中矿物质元素含量的相关性分析

表 7可知,冷季牦牛乳中Mg和Cu含量与牧草中对应元素含量有显著相关性(P < 0.05),相关系数分别为0.857和0.856。

表 7 冷季牧草与牦牛乳中矿物质元素含量的相关性分析 Table 7 Correlation analysis of mineral element contents in forage and yak milk in cold season
2.6 冷季牦牛产奶量及乳中矿物质元素含量与精料补饲量的回归分析

表 8可知,牦牛产奶量与精料补饲量呈现极显著相关(P < 0.01),相关系数为0.749;乳中K、Na、Fe和Zn含量与精料补饲量呈现极显著相关(P < 0.01),相关系数分别为0.548、0.682、0.711和0.594;乳中Mn、Co和Cu含量与精料补饲量有显著相关性(P < 0.05);乳中Ca和Mg含量与精料补饲量无显著相关性(P>0.05)。

表 8 牦牛产奶量及乳中矿物质元素含量(Y)与精料补饲量(X)的回归分析 Table 8 Regression analysis of milk yield and mineral element contents (Y) and concentrate supplementary (X)
3 讨论 3.1 冷季补饲精料对泌乳牦牛产奶量的影响

研究发现,由于暖季草场牧草营养价值较为丰富,基本上可以满足母牦牛的营养需要,故牦牛产奶量和营养价值较高,而冷季随着牧草枯萎,生活在高海拔地区的牦牛产奶量和乳中营养成分会受到气候、季节等多因素的影响[11-12]。李亚茹等[13]报道,牦牛日产乳量在3.3 kg/d; 郭宪等[14]报道, 青海地区牦牛平均日产乳量为3.1 kg/d,本试验测得冷季该地区自然放牧状态下的牦牛日均产乳量为0.33~0.58 kg/d,对其进行补饲精料后,日产奶量有所增加,可达到1.22 kg/d,表明补饲精料能显著提高牦牛的产乳性能,其原因可能是补饲精料改善了牦牛瘤胃内环境,促使瘤胃微生物生长、繁殖,从而为机体提供了有利于泌乳的营养物质,如氨基酸、葡萄糖等[15-17]

3.2 冷季补饲精料对泌乳牦牛常量矿物质元素含量的影响

牦牛乳中常量矿物质元素K和Na可以提高人体免疫力、维持体内酸碱平衡;Ca能补充人体钙质;Mg能维持生理平衡[18]。马露等[19]报道,牦牛乳中K、Na、Ca、Mg含量分别为1 361.60、319.04、1 046.97、110.91 mg/L,本试验测得冷季自然放牧组乳中K、Na、Ca、Mg含量分别为686.67~1 257.73 mg/L、204.17~447.99 mg/L、78.19~272.00 mg/L、67.22~91.44 mg/L,对其进行补饲1.50 kg/d精料后发现,K、Na、Mg含量最高达到了1 851.23、785.42、143.30 mg/L,均高于马露等[19]报道的数值,可能是由于瘤胃是反刍动物吸收Mg的主要部位,而K和N主要的吸收部位是十二指肠,补充精料改善了瘤胃内环境和肠道菌群,促使动物对饲粮中K、Na和Mg进行了充分消化吸收,从而在排出的乳汁中有着较高的K、Na和Mg含量[20-22]。Ca含量在补饲1.00 kg/d精料时达到了最大值,为367.84 mg/L,但还是低于马露等[19]报道的数值,同时低于罗玉珠等[23]报道的果洛和天峻牦牛乳中的Ca含量,其原因可能是牦牛乳中Ca含量受地区差异影响较大[24],或牦牛骨骼、牙齿等部位进行了Ca的吸收利用[25]

3.3 冷季补饲精料对泌乳牦牛微量矿物质元素含量的影响

牦牛乳中微量矿物质元素Fe是动物机体血液中交换与运输氧气的必需成分;Cu是体内多种酶的组成成分;Mn能维持动物机体正常的糖代谢和脂肪代谢,具有抗衰老、抗氧化、预防癌症的功能;Zn能调节机体免疫功能[26-28]。本试验测得自然放牧状态下的牦牛乳中Fe、Zn和Cu含量分别为0.77~2.41 mg/L、2.86~3.86 mg/L和0.33~2.02 mg/L。经过补饲1.50/d kg精料后发现,Fe、Zn和Cu含量达到了最高,分别为4.58、5.09和3.51 mg/L,这一结果低于李亚茹等[13]报道的牦牛乳中Fe、Zn、Cu含量(分别为5.70、9.00、4.10 mg/L),但高于罗玉珠等[18]报道的数值,表明乳中Fe、Zn和Cu含量受地区差异影响较大。马露等[19]报道,牦牛乳中Mn、Co含量分别为0.46、0.01 mg/L,本试验测得自然放牧状态下的牦牛乳中Mn和Co含量分别为0.03~0.11 mg/L和0.06~0.24 mg/L。经过补饲1.50/d kg精料后发现,Mn和Co元素含量达到了最高,分别为0.31和0.34 mg/L,其原因可能是补饲精料显著提高了动物的消化率,促进了瘤胃微生物对饲粮的发酵,改善了动物体内的矿物质元素代谢,使之进入乳中的含量有所增加[29]

3.4 冷季牧草与牦牛乳中矿物质元素含量的相关性分析

牧草对于反刍的生长具有极其重要的作用,尤其对于生长在高海拔地区的牦牛有着不可或缺的作用。目前有关饲粮对牦牛产奶量及乳中矿物质元素含量影响的报道较少,对于研究补饲量与牦牛乳中矿物质元素含量相关性的报道几乎没有[30-32]。NRC(2016)[33]报道, 肉牛K的维持需要量为0.5%~0.7% DM;本试验测得牧草K含量只在2018年11月在此范围内,表明该地区牧草其余月份不能满足牦牛对于K的需求。NRC(2016)[33]报道,用于泌乳的肉牛Ca需要量为1.23 g/kg牛奶,Mg需要量为0.12 g/kg牛奶;本试验测得放牧泌乳牦牛乳中Ca和Mg含量均低于上述值,经过补饲精料后发现,牦牛乳中Ca含量还是远低于1.23 g/kg牛奶,而Mg含量在2019年3月补饲精料1.00 kg/d时高于0.12 g/kg牛奶,在2019年4月补饲0.50 kg/d精料时已达到上述值。NRC(2016)[33]报道,肉牛饲粮中Co的需要量推荐值为0.15 mg/kg DM,本试验测得任何月份牧草中Co含量均高于此值,表明该地区牧草能满足牦牛对于Co的需求。Morris[34]报道, 泌乳肉用母牛Na的需要量为0.1%,本试验测得牧草中Na含量均低于此值,表明该地区牧草不能满足冷季牦牛对Na的需求。NRC(2016)[33]报道,肉牛饲粮中Zn的推荐需要量是30 mg/kg DM;李万栋[28]报道,生长期牦牛Zn的维持需要量为20~40 mg/kg。ARC(1980)[35]建议青年母牛和妊娠母牛Cu的需求量为10.7~15.4 mg/kg;薛艳峰[27]报道,生长期牦牛饲粮中Cu含量为10.0~20.0 mg/kg。本试验测得冷季牧草中Zn和Cu含量均低于上述值,表明牧草不能满足牦牛对于Zn和Cu的需求。NRC(2016)[33]报道,肉牛对Fe的需要量约为50 mg/kg饲粮;生长肥育牛饲粮中Mn的需要量大约为20 mg/kg饲粮,本试验测得2019年3月牧草中Fe含量偏低,而Mn含量从2018年11月至2019年2月均较低,不能满足泌乳牦牛的需求,其余月份均能满足牦牛的需求。

3.5 冷季牦牛产奶量及乳中矿物质元素含量与精料补饲量的相关性分析

由于冷季牧草中矿物质元素的缺乏必然会导致牦牛营养不良、生长受阻[36]。本试验测得饲粮中9种矿物质元素均较为丰富,均能满足牦牛对于矿物质元素的需求,对该地区牦牛进行补饲精料后发现,牦牛产奶量及乳中矿物质元素含量均有明显增加, 这与Yang等[37]报道的结果一致。经过相关性分析发现,牦牛产奶量与精料补饲量有极显著相关性,整体上产奶量会随着补饲量的增加而增加,乳中除Ca和Mg含量外,其余矿物质元素含量均与补饲量呈正相关关系。由于乳中Mg含量与牧草中Mg含量有显著性关系,而与补饲量有相对显著趋势,因此可推断牦牛乳中Mg含量的变化受牧草中Mg含量的影响较大,受补饲量的影响相对较小。Taylor等[38]报道,饲粮中Ca的处理水平不会影响牛奶中Ca的含量。董世魁等[39]]对不同饲粮和采食水平下泌乳牦牛、干奶空怀牦牛Ca和P的消化代谢研究表明,在不同饲粮组成和采食水平下,Ca和P的消化率随饲粮变化,但差异不显著,本试验结果表明,乳中Ca含量与补饲量无显著相关性,其原因可能是Ca以磷酸钙盐的形式存在于骨骼和牙齿中,其余以离子或其他形式存在于细胞外液中[40]

4 结论

① 三江源区高寒草场冷季牧草矿物质元素含量差异较大,Mn含量随月份逐渐呈上升趋势,Na含量则从2019年1月开始呈下降趋势,其余矿物质元素含量均呈现先降低后随暖季到来而升高的趋势。

② 随着精料补饲量的增加,牦牛产奶量有着较为明显的差异,不同水平补饲组的产奶量均高于自然放牧组的产奶量。随着返青期的到来,补饲1.50 kg/d精料后,产奶量最高。

③ 在补饲精料后,牦牛乳中K、Na、Mg、Mn和Co含量较为丰富,Ca、Fe、Zn和Cu含量受地区差异影响较大。

④ 自然放牧状态下牦牛乳中Mg和Cu与牧草中Mg和Cu含量有显著相关性,经补饲精料后,除Ca和Mg含量外,精料补饲量与牦牛产奶量及乳中其他矿物质元素含量有显著相关性。

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