试验于2014年10月1日至2014年12月18日在河南省郑州市惠济区中荷奶业科技发展有限公司奶牛养殖场进行。预试期15 d, 正试期64 d。

试验选取胎次(2~3胎)、体重(580± 28 kg)、产奶量(28± 1.5 kg/d)相近且健康的泌乳中期中高产中国荷斯坦奶牛15头, 采用单因素完全随机区组设计, 分为3组, 每组5个重复, 每个重复1头牛。对照组饲喂基础日粮:苜蓿青干草4.0 kg, 全株玉米青贮料20.0 kg, 燕麦草1.0 kg, 啤酒渣7.0 kg, 全棉籽1.5 kg, 精料补充料9.0 kg。试验A、B组分别用4.4, 8.8 kg苜蓿青贮料替代2.0, 4.0 kg等干物质的苜蓿青干草。全株玉米青贮料由河南中荷奶业科技发展有限公司提供, 营养成分含量为:干物质(dry matter, DM)39.9%, 粗蛋白质(crude protein, CP)8.58%, 中性洗涤纤维(neutral detergent fiber, NDF)56.23%, Ca 0.45%, P 0.25%。试验用苜蓿为2014年4月初花期刈割的第1茬紫花苜蓿, 经田间干燥、打捆后贮存的青干草, 苜蓿青贮料为同茬次的裹包青贮苜蓿, 由安徽秋实草业有限公司提供。苜蓿青干草营养成分含量为:干物质88.5%, 粗蛋白质18.26%, 中性洗涤纤维39.59%, Ca 1.26%, P 0.55%; 苜蓿青贮料营养成分含量为:干物质40.0%, 粗蛋白质18.33%, 中性洗涤纤维39.61%, Ca 1.28%, P 0.56%。参考中国奶牛饲养标准^[18]和新版美国NRC奶牛饲养标准^[19]设计饲料配方, 试验日粮组成及营养水平见表1, 混合精料配方见表2。

表1

Table 1

表1(Table 1)

表1 试验日粮组成及营养水平(干物质基础) Table 1 Composition and nutrient levels of experimental diets (DM basis) 项目 Item 对照组 Control group A组 A group B组 B group 全株玉米青贮料Corn silage (%) 32.85 32.87 32.88 苜蓿青贮料Alfalfa silage (%) 0 7.25 14.50 苜蓿青干草Alfalfa hay (%) 14.57 7.29 0 燕麦草Oat hay (%) 3.67 3.67 3.67 全棉籽Cotton seed (%) 5.64 5.64 5.64 啤酒渣Beer residue (%) 8.59 8.59 8.59 混合精料Concentrate (%) 34.66 34.68 34.69 营养水平Nutrient levels 产奶净能Net energy (NEL, MJ/kg) 6.70 6.70 6.70 粗蛋白质 CP (%) 16.65 16.66 16.66 中性洗涤纤维 NDF (%) 40.84 40.85 40.85 钙 Ca (%) 0.83 0.83 0.83 磷 P (%) 0.49 0.49 0.49 Note: NEL was the estimated value. 注:产奶净能为估测值。

表1 试验日粮组成及营养水平(干物质基础) Table 1 Composition and nutrient levels of experimental diets (DM basis)

表2

Table 2

表2(Table 2)

表2 混合精料配方 Table 2 Concentrate ingredient 原料 Diet 比例 Proportion (%) 营养成分 Nutritive composition 营养浓度 Nutrient levels (%) 玉米Corn 52 NDF 23.50 次粉Wheat middling 6 CP 20.06 豆粕Soybean meal 13 Ca 1.09 棉粕Cottonseed meal 10 P 0.68 DDGS 10 预混料Premix 9 DDGS:玉米酒糟及其可溶物Distillers dried grains with solubles.

表2 混合精料配方 Table 2 Concentrate ingredient

试验奶牛采用对尾拴系式、单栏饲养。每组饲粮均配成全混日粮(total mixed ratio, TMR), 每天饲喂2次(8:00和20:00), 每天的剩料量控制在5%~10%, 自由饮水。用真空泵提桶式挤奶器日挤奶2次(4:30和16:30), 挤奶后, 赶牛到运动场自由活动。牛舍每天定时(7:00-8:00)清扫, 每周彻底消毒1次, 保证卫生清洁。兽医每天观察牛群健康状况, 发现问题及时处理。在试验期的第28~30天和第62~64天进行消化代谢试验(采用全收粪尿法)。

正试期每天早、晚两次记录产奶量。每头牛每隔10 d采混合乳样(早∶ 晚=3∶ 2)10 mL, 在河南省奶牛生产性能测定中心测定乳成分。乳成分指标包括:乳脂率、乳蛋白、乳糖、乳固形物含量、乳体细胞数(somatic cell count, SCC)和乳尿素氮(milk urea nitrogen, MUN)含量。其中, MUN含量采用酶解-水杨酸盐光度法测定, 其他乳成分指标由全自动乳成分分析仪(型号:CombiFoss FT+)测定。干物质采食量(dry matter intake, DMI)每10 d测定1次, 每组分别收集饲料和剩料样品, 在105℃烘箱中烘3 h, 测定干物质质量, 并记录采食量。

分别于正试期第28, 29, 30, 62, 63, 64天, 每头牛每d采混合乳样(早∶ 晚=3∶ 2)10 mL, 于-30℃冰箱保存, 依照NY/T1678-2008法测定奶样中的真蛋白, 火焰原子吸收分光光度法、磷钼酸比色法测定乳钙^{[20, 21]}和乳磷^[22]含量。

分别于正试期第30和第64天, 每头奶牛晨饲前30 min, 用一次性注射器颈静脉采血10 mL, 3000 r/min离心10 min, 分离血清, 分装于2 mL的离心管中, 置-20℃冰箱保存。用生化分析仪(Hitachi7170型)测定总蛋白(total protein, TP)、血糖(glucose, GLU)、二氧化碳结合力(carbon dioxide combining power, CO₂CP)、白蛋白(albumin, ALB)和血尿素氮(blood urea nitrogen, BUN)。

消化代谢试验采用粪尿袋(ZL 2008 2 0109628 5)、单独舍饲栏内连续3 d每天24 h全收粪法, 混合1 d所收集的全部粪样称重, 用五点采样法称取总粪量的4%, 加入1/4粪重的酒石酸(10%), 混合均匀, -20℃冷冻保存待分析用。饲料样品65℃鼓风干燥48 h后制成风干样测定其常规营养成分。样品中的粗蛋白质、中性洗涤纤维、钙、磷分别采用自动定氮仪(Foss, Kjeltec8400)、Van Soest洗涤纤维法、EDTA法、钒钼酸铵比色法测定^[23]。

用Excel 2010进行试验数据的初步整理后, 利用SPSS 17.0软件进行方差分析, LSD法进行各组间的多重比较, 以P< 0.05作为差异显著性判断标准, 试验结果用平均值± 标准差(mean± SD)表示。

由表3可以看出, 试验A组与对照组、试验B组之间的平均产奶量差异不显著(P> 0.05), 而试验B组的平均产奶量显著低于对照组(P< 0.05)。随着苜蓿青贮料替代苜蓿青干草比例的增加, 产奶量有逐渐下降的趋势。奶牛的干物质采食量各组之间差异均不显著(P> 0.05)。

表3

Table 3

表3(Table 3)

表3 苜蓿青贮料替代不同比例苜蓿青干草对奶牛生产性能和乳品质的影响 Table 3 Effect of replacing alfalfa hay with different proportions of alfalfa silage on production performance and milk quality in dairy cows 项目Item 对照组Control group A组A group B组B group 产奶量Milk yield (kg/d) 29.94± 0.66a 29.69± 0.76ab 29.24± 1.26b 乳蛋白Milk protein content (%) 3.03± 0.04 3.05± 0.03 3.07± 0.04 乳真蛋白Milk true protein (g/100 g) 2.76± 0.03 2.78± 0.06 2.76± 0.01 乳糖 Milk lactose content (%) 4.62± 0.06 4.95± 0.06 4.95± 0.10 乳脂率Milk fat content (%) 4.13± 0.08b 4.19± 0.08ab 4.23± 0.07a 乳固形物含量Milk solid content (%) 12.68± 0.78 12.67± 0.65 12.23± 0.70 乳尿素氮MUN (mg/dL) 17.16± 1.68 16.96± 1.80 16.57± 2.20 乳体细胞数SCC (× 104/mL) 36.00± 9.52 40.93± 11.57 36.17± 6.27 乳钙Milk calcium (%) 0.1016± 0.0053 0.1021± 0.0065 0.1024± 0.0044 乳磷Milk phosphorus (%) 0.0869± 0.0034 0.0875± 0.0012 0.0089± 0.0008 干物质采食量DMI (kg/d) 22.88± 0.06 22.82± 0.10 22.78± 0.09 Note: In the same row, values with different small letters mean significant difference (P< 0.05); while no letter mean no significant difference (P> 0.05). The same below. 注:同行不同小写字母表示差异显著(P< 0.05); 无字母表示差异不显著(P> 0.05)。下同。

表3 苜蓿青贮料替代不同比例苜蓿青干草对奶牛生产性能和乳品质的影响 Table 3 Effect of replacing alfalfa hay with different proportions of alfalfa silage on production performance and milk quality in dairy cows

试验结果表明(表3), 与对照组相比, 试验组的乳蛋白、乳糖、乳脂率、乳磷、乳钙均随着苜蓿青贮料替代量的增加而增加, 乳尿素氮、乳固形物含量有下降的趋势。除了B组的乳脂率显著高于对照组外(P< 0.05), 其余指标对照组和试验组间差异不显著(P> 0.05)。乳中的体细胞数, 各组间差异不显著(P> 0.05)。

表4显示, 3个组的中性洗涤纤维表观消化率无显著性差异(P> 0.05), 其中A组的中性洗涤纤维表观消化率最高, A组和B组分别比对照组提高了8.23%和4.58%; 两试验组间的粗蛋白表观消化率无显著性差异(P> 0.05), 但是均显著低于对照组(P< 0.05); 3组间钙的表观消化率差异不显著(P> 0.05), 但试验组均高于对照组; 对照组磷的表观消化率显著低于两试验组(P< 0.05), 两试验组间差异不显著(P> 0.05)。随着苜蓿青贮料替代苜蓿干草比例的增加, 钙、磷表观消化率有增加趋势, 粗蛋白表观消化率有降低的趋势。

表4

Table 4

表4(Table 4)

表4 苜蓿青贮料替代不同比例苜蓿青干草对奶牛营养物质表观消化率的影响 Table 4 Effects of replacing alfalfa hay with different proportions of alfalfa silage on apparent nutrient digestibilityDM% 项目Item 对照组Control group A组A group B组B group 中性洗涤纤维表观消化率Apparent digestibility of neutral detergent fiber 49.81± 2.88 53.91± 4.48 52.09± 1.80 粗蛋白表观消化率Apparent digestibility of crude protein 75.33± 0.713a 74.33± 0.550b 73.58± 0.555b 钙表观消化率Apparent digestibility of calcium 28.81± 1.134 29.12± 1.156 29.41± 1.034 磷表观消化率Apparent digestibility of phosphorus 54.80± 0.374b 55.49± 0.347a 55.97± 0.360a

表4 苜蓿青贮料替代不同比例苜蓿青干草对奶牛营养物质表观消化率的影响 Table 4 Effects of replacing alfalfa hay with different proportions of alfalfa silage on apparent nutrient digestibilityDM%

从表5可以看出, 3个组奶牛血液中总蛋白、白蛋白、血尿素氮、血糖、二氧化碳结合力均差异不显著(P> 0.05)。

表5

Table 5

表5(Table 5)

表5 苜蓿青贮料替代不同比例苜蓿青干草对奶牛血清生化指标的影响 Table 5 Effect of replacing alfalfa hay with different proportions of alfalfa silage on blood biochemical indexes in dairy cows 项目Item 对照组Control group A组A group B组B group 总蛋白TP (g/L) 73.16± 1.63 76.22± 1.73 75.96± 1.55 白蛋白ALB (g/L) 29.08± 0.85 29.09± 0.74 28.94± 0.40 血尿素氮BUN (mmol/L) 5.41± 0.20 5.38± 0.28 5.49± 0.27 血糖GLU (mmol/L) 3.77± 0.26 3.74± 0.23 3.60± 0.14 二氧化碳结合力CO2CP (mmol/L) 24.17± 0.27 24.21± 0.22 24.42± 0.24

表5 苜蓿青贮料替代不同比例苜蓿青干草对奶牛血清生化指标的影响 Table 5 Effect of replacing alfalfa hay with different proportions of alfalfa silage on blood biochemical indexes in dairy cows

试验用全株青贮玉米、苜蓿青干草、苜蓿青贮料、啤酒渣、燕麦草、全棉籽、精料的价格分别为0.48, 2.60, 0.80, 0.64, 2.80, 2.75和2.90元/kg。试验期间达标牛奶采用统一收购价4.30元/kg。由以上数据计算出的经济效益表明(表6), 使用苜蓿青贮料的A、B组日粮成本分别降低1.68和3.36元/(头· d), 经济效益均有所增加, 其中用4.4 kg苜蓿青贮替代2.0 kg苜蓿青干草组(A)的净增收益最高, 为0.61元/(头· d)。

表6

Table 6

表6(Table 6)

表6 苜蓿青贮料替代不同比例苜蓿青干草对奶牛经济效益的影响 Table 6 Effect of replacing alfalfa hay with different proportions of alfalfa silage on economic benefits in dairy cows 元Yuan/(头Head· d) 项目 Item 对照组 Control group A组 A group B组 B group 日粮成本Diet cost 57.51 55.83 54.15 牛奶收入Milk income 128.74 127.67 125.73 纯收入 Net income 71.23 71.84 71.58 净增收益Add profit 0.61 0.35

表6 苜蓿青贮料替代不同比例苜蓿青干草对奶牛经济效益的影响 Table 6 Effect of replacing alfalfa hay with different proportions of alfalfa silage on economic benefits in dairy cows 元Yuan/(头Head· d)

从本试验的产奶量结果可以看出, 试验B组用8.8 kg的苜蓿青贮料替代4.0 kg苜蓿青干草, 显著降低了奶产量(P< 0.05); 而用4.4 kg的苜蓿青贮料替代2.0 kg苜蓿青干草的试验奶产量与对照组差异不显著(P> 0.05)。Nocek和Russell^[24]提出, 奶牛日粮养分的有效性很大程度上取决于瘤胃通过率和消化程度。由于能氮释放的不同步, 奶牛瘤胃微生物对非蛋白氮(NPN)的利用率低于其对完整蛋白的降解氮利用^[25]。青贮苜蓿中含有较高的粗蛋白(CP)^[26], 但在发酵过程中有50%~60%, 甚至80%的总氮因青贮微生物作用转变成NPN形式, 降低了奶牛的粗蛋白利用率^[27]。因此, 用苜蓿青贮料代替苜蓿青干草饲喂奶牛, 瘤胃降解蛋白含量高, 过瘤胃蛋白含量低, 奶牛获得的可吸收蛋白不足^[28], 从而限制了奶牛的产奶量^{[3, 29]}。Dhiman和Satter^[3]通过对奶牛饲喂不同比例的青贮苜蓿和青贮玉米来确定潜在的影响产奶量的因素, 发现饲喂过多的苜蓿青贮料后产奶量下降, 但差异不显著, 本研究结果与此相似。牛奶体细胞数(SCC)是反映乳品质好坏的一项重要指标, 是乳房健康状况的表现。本试验中3组体细胞数无显著性差异(P> 0.05), 均在正常水平。

牛奶中蛋白质和脂肪的含量是衡量牛奶质量的重要指标, 乳蛋白和乳脂率越高, 牛奶的品质越好。本试验中, 3个组的乳蛋白差异不显著(P> 0.05), A、B组的乳脂率均高于对照组, 且B组乳脂率显著高于对照组(P< 0.05), 有随着苜蓿青贮料代替苜蓿青干草的比例增加而升高的趋势, 与Plaizier^[8]和Calberry等^[12]分别在日粮粗蛋白和NDF等养分相同的情况下, 用苜蓿青贮料代替苜蓿干草饲喂泌乳牛后能有效提高乳脂率的研究结果一致。说明苜蓿青贮对乳品质尤其是乳脂率的提高有一定的作用^{[30, 31]}, 与苜蓿干草相比, 苜蓿青贮料可提高瘤胃有效NDF量^{[32, 33]}, 在奶牛瘤胃合成乳脂前体物质乙酸^{[34, 35]}, 乙酸产量的增加, 能有效提高奶中乳脂率的含量。乳中的粗蛋白主要包括蛋白态氮和非蛋白态氮, 非蛋白态氮主要包括乳尿素氮。因此, 乳尿素氮(MUN)作为奶牛饲养水平评价指标之一, 其浓度高低能准确反映动物机体的蛋白质代谢和利用情况。整个试验期内各组的MUN差异不显著(P> 0.05), 均在正常范围内, 说明日粮配比达到了较好的瘤胃能氮平衡, 青贮苜蓿的利用是可行的。矿物质是牛奶中的重要组分之一, 对新生幼畜的早期生长发育至关重要, 同时也是人类获取丰富的钙、磷等矿物元素的重要来源。本试验的乳钙和乳磷含量对照组与试验组差异不显著(P> 0.05), 试验组略高于对照组, 表明饲喂青贮苜蓿对提高牛奶的营养价值有积极的作用。

粪便排泄损失率是日粮粗蛋白可消化性的综合反映^[36]。从表4可以看出, 试验组粗蛋白的表观消化率显著低于对照组(P< 0.05), 与康艳梅等^[37]得到的苜蓿青贮组奶牛氮表观代谢率显著高于苜蓿干草组结果不一致, 可能是因为苜蓿在青贮过程中由于自身蛋白酶和微生物的作用使蛋白分解产生NPN, 而NPN不能被反刍家畜有效地利用, 造成饲喂苜蓿青干草的奶牛蛋白利用率优于饲喂苜蓿青贮料。Nicholson等^[38]在试验中得出, 不同时期的青贮苜蓿饲喂绵羊, 由于粗蛋白的增加与总降解氮的提高, 导致瘤胃内大量氨氮快速释放, 超过了瘤胃微生物固定的能力, 从而吸收入血, 经肝脏转化为尿素, 这些尿素仅有少部分循环至瘤胃, 大量经尿液排出, 出现摄入氮及粪氮无差异, 尿氮则随青贮而增加的效应, 造成氮损失。本研究中, 试验组粗蛋白表观消化率低的结果与其相似。本试验中3个组钙的表观消化率无显著性差别(P> 0.05), 磷的表观消化率B组显著高于对照组(P< 0.05)。有研究表明, 奶牛摄入的磷通过乳排出的约占30%, 剩下约70%通过排泄排出体外^[39]。钙的负相关可能是因为泌乳中期奶牛摄入的钙和分泌的钙处于动态平衡, 产奶量处于相对稳定期, 所以机体对钙的吸收有代偿性效应。

血液指标的检测是及时了解奶牛营养状况以制定合理日粮和监控检测疾病的有效手段。血液中的总蛋白(TP)和白蛋白(ALB)主要反映肝脏的功能及动物机体的能量代谢状况^{[40, 41]}。血尿素氮(BUN)是反映动物机体氮代谢和氮沉积的重要指标之一, 可以通过测定BUN浓度来间接获得奶牛对饲粮中蛋白的利用代谢状况。血糖(GLU)含量反映了肠道对饲粮营养物质吸收能力的强弱, 能量摄取不足时, GLU浓度下降。血清中二氧化碳结合力(CO₂CP)是反刍动物瘤胃酸中毒的检测指标之一。本试验中TP、ALB、BUN、GLU、CO₂CP的水平不受苜蓿青贮料替代量的影响(P> 0.05), 均在正常值范围, 进一步说明苜蓿青贮料替代苜蓿青干草是可行的。