doi:10.3969/j.issn.1006 ̄267x.2018.08.017
饲粮铜水平对奶牛生产性能、养分表观消化率及
血清生化指标的影响
付辑光1 高艳霞1 李 妍2 李秋凤1 曹玉凤1 张秀江3 李建国1∗
(1.河北农业大学动物科技学院ꎬ保定071001ꎻ2.河北农业大学动物医学院ꎬ保定071001ꎻ
3.保定市农业局ꎬ保定071000)
摘 要:本试验旨在研究饲粮铜水平对奶牛生产性能、养分表观消化率及血清生化指标的影响ꎮ选取60头产奶量、泌乳天数及胎次相近的中国荷斯坦奶牛ꎬ按随机分配原则分为4组ꎬ各组饲粮中铜添加量分别为0(对照ꎬⅠ组)、10(Ⅱ组)、15(Ⅲ组)和20mg/kg(Ⅳ组)ꎬ饲粮铜水平分别为8.09、18.09、23.09和28.09mg/kgDMꎬ每组15头ꎬ试验期共93dꎮ结果表明:1)与Ⅰ组相比ꎬⅡ、Ⅲ与Ⅳ组的产奶量分别提高了4.91%、6.27%及4.78%(P<0.05)ꎬ乳中体细胞数量极显著降低(P<0.01)ꎮ2)与Ⅰ组相比ꎬⅡ和Ⅲ组的中性洗涤纤维(NDF)表观消化率分别提高了6.21%和7.60%(P<0.05)ꎬ酸性洗涤纤维(ADF)表观消化率分别提高了6.78%和8.22%(P<0.05)ꎮ3)与Ⅰ组相比ꎬⅡ、Ⅲ和Ⅳ组血清铜、铜蓝蛋白含量及超氧化物歧化酶(SOD)、铜-锌超氧化物歧化酶(Cu ̄ZnSOD)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH ̄Px)活性极显著提高(P<0.01)ꎬ丙二醛(MDA)含量分别降低了50.00%、60.23%和47.08%(P<0.01)ꎬ免疫球蛋白G(IgG)含量分别提高了49.56%、165.56%和90.22%(P<0.01)ꎮ4)铜代谢指标分析说明ꎬ与Ⅰ组相比ꎬ饲粮中补充铜能极显著提高粪铜、尿铜含量(即粪和尿中铜的排出量)和铜沉积量(P<0.01)ꎬ但饲粮铜水平对铜表观消化率没有显著影响(P>0.05)ꎮ在本试验条件下ꎬ饲粮中补充铜可提高奶牛的生产性能ꎬ促进机体对养分的利用ꎬ提高机体免疫力和抗氧化能力ꎬ但粪铜含量随着饲粮铜水平的增加而增加ꎮ综合考虑ꎬ在本试验条件下ꎬ奶牛饲粮适宜铜水平为18.09~23.09mg/kgDM(铜采食量为403.59~514.21mg/d)ꎮ
关键词:奶牛ꎻ铜ꎻ生产性能ꎻ表观消化率ꎻ血清生化指标ꎻ铜代谢
中图分类号:S823 文献标识码:A 文章编号:1006 ̄267X(2018)08 ̄3005 ̄12 微量元素铜对奶牛泌乳与健康有重要作用ꎬ随着奶牛生产水平的不断提高ꎬ生产者为防止奶牛因缺铜而导致繁殖性能、生产性能和免疫功能的下降ꎬ往往在饲粮中超量添加铜[1-2]ꎮ早在20世纪初ꎬ科学家就证实铜是机体所必需的微量元素之一ꎬ它不仅参与酶的合成ꎬ还是一些酶的重要组成部分与一些酶的特殊激活剂[3-4]ꎮ于先宁等[5]研究表明ꎬ饲粮中添加10mg/kg铜能提高奶
收稿日期:2018-02-07
基金项目:国家现代农业(奶牛)产业技术体系建设专项资金(CARS ̄36)ꎻ河北省科技计划项目(16226604Dꎬ179676296H)ꎻ河北省奶牛创新团队
作者简介:付辑光(1991—)ꎬ男ꎬ河北石家庄人ꎬ硕士研究生ꎬ研究方向为动物营养与饲料科学ꎮE ̄mail:278070263@qq.com∗通信作者:李建国ꎬ教授ꎬ博士生导师ꎬE ̄mail:1181935094@qq.com
牛的乳脂率和产奶量ꎻ刘曦[6]报道ꎬ当奶牛饲粮中添加16mg/kg铜时ꎬ产奶量比对照组提高了20.79%ꎬ当饲粮中添加24mg/kg铜时ꎬ产奶量降低ꎻ饲粮中添加适量的铜能提高血清铜蓝蛋白含量和超氧化物歧化酶(SOD)的活性[6-7]ꎬ当饲粮中添加24或27mg/kg铜时ꎬ血清铜蓝蛋白含量和SOD活性降低[6-8]ꎻUnderwood等[9]提出饲粮中添加硫和钼会降低铜的利用率ꎻ对于1头体重
3006
动 物 营 养 学 报
续表1项目Items
玉米干酒糟及其可溶物CornDDGS膨化大豆Extrudedsoybean菜籽粕Rapeseedmeal啤酒糟Brewersdriedgrain预混料Premix小苏打NaHCO3氧化镁MgO1)
30卷
650kg、产奶40kg的奶牛ꎬ饲粮中铜的需要量已由10mg/kg(NRCꎬ1988)
[10]
(NRCꎬ2001)[11]ꎮ另据报道ꎬ奶牛对铜的需要量综上所述ꎬ前人对奶牛铜需要量及不同饲粮铜水平对奶牛的影响进行了研究ꎬ但试验结果不尽一致ꎬ对血清中铜蓝蛋白含量和SOD活性等指标研究较多ꎬ而对其他血液指标报道较少ꎬ不能全面揭示铜对奶牛生理状态的影响ꎮ另外ꎬ奶牛品种改提高到15.7mg/kg
含量Content
1.921.551.153.911.001.060.26应在NRC(2001)基础上再提高20%~50%[12]ꎮ
良及生产水平提高等因素也会影响奶牛对铜的需要量ꎮ本试验旨在通过研究不同饲粮铜水平对奶牛生产性能、养分表观消化率和血清生化指标的影响ꎬ为奶牛饲粮中适宜铜水平提出建议值ꎮ
1 1.1 材料与方法
试验设计与试验动物
试验在保定昊宇牧业公司奶牛场进行ꎮ选择60头健康无疾病且处于泌乳中期的荷斯坦奶牛ꎬ采用单因子随机试验设计ꎬ随机分为4组ꎬ每组15头牛ꎬ各组间平均胎次、产奶量和泌乳天数差异均不显著(P>0.05)ꎮ以饲料级五水硫酸铜为铜源ꎬ各试验组在基础饲粮基础上分别添加0(对照ꎬⅠ组)、10(Ⅱ组)、15(Ⅲ组)和20mg/kg铜(Ⅳ组)ꎬ饲粮铜水平分别为8.09、18.09、23.09及28.09mg/kgDMꎮ试验期93dꎬ包括90d饲养试验和3d消化代谢试验ꎮ基础饲粮组成及营养水平见表1ꎮ
表1 基础饲粮组成及营养水平(干物质基础)Table1 Compositionandnutrientlevelsof
thebasaldiet(DMbasis)
%
项目Items含量Content
原料Ingredients苜蓿干草Alfalfahay
15.35全株玉米青贮Wholecornsilage25.37羊草Leymuschinensis5.00玉米Corn
12.71蒸汽压片玉米Steamflakedcorn5.62全棉籽Wholecottonseed4.60甜菜颗粒Beetpellet3.70大豆皮Soybeanhulls1.93豆粕Soybeanmeal11.33棉籽粕Cottonseedmeal
1.92
石粉Limestone0.64磷酸氢钙CaHPO40.77食盐NaCl0.21合计Total
100.00营养水平Nutrient/(MJlevels2)产奶净能NEL/kg)6.46粗蛋白质CP16.52粗脂肪EE4.48中性洗涤纤维NDF34.77酸性洗涤纤维ADF21.87钙Ca0.80磷P0.63硫S
0.29钼Mo/(mg/kg)1.96铜Cu/(mg/kg)8.09
1)
预混料为每千克饲粮提供Thepremixprovidedthe
followingperkgofthediet:VA3169IUꎬVD3864IUꎬVE23IUꎬFe(asferroussulfate)15mgꎬI(aspotassiumiodide)0.5mgꎬSe(assodiumselenite)0.3mgꎬZn(aszincsulfate)48mgꎬMn(asmanganesesulfate)14mgꎬCo(ascobaltchloride)0.11mgꎮ
2)
产奶净能(NEL乘以各自在全混合日粮)为计算值(TMR)中所占的比例ꎬ为各原料的NEL[11]分别
ꎬ再相加求和ꎻ其余营养水平为实测值ꎮNetenergyforlactation(NEL)wasacalculatedvaluebyꎬtheirwhichpercentageswasthesuminoftheNEL[11]ofingredientsmultipliedtotalmixedration(TMR)ꎻwhiletheothernutrientlevelsweremeasuredvalues.
1.2 试验饲粮和饲养管理
试验牛采用散栏饲养ꎬ自由采食ꎬ自由饮水ꎬ每日上料2次ꎬ试验组将含有不同铜水平的预混料和精料混匀后再和粗饲料进行搅拌ꎬ混匀后分别饲喂ꎮ试验期间每天记录产奶量ꎮ试验用预混料定制于北京福维康生物科技有限公司ꎮ
1.3 样品采集
1.3.1 饲粮样品的采集
试验期间ꎬ每周连续3d称取各试验组饲粮的
8期付辑光等:饲粮铜水平对奶牛生产性能、养分表观消化率及血清生化指标的影响3007
供应量和剩余量ꎮ同时按照四分法ꎬ采集饲粮样品ꎬ并制成风干样品(65℃下烘干48h至恒重)ꎬ置于塑料封口袋内保存ꎮ1.3.2 乳样的采集
试验期间ꎬ每天记录日产奶量ꎬ每月采集1次奶样ꎬ早、中、晚各收集乳样60mLꎬ将1d中的乳样按4∶3∶3比例混合均匀ꎬ用于乳成分的测定ꎮ1.3.3 血样的采集
饲养试验结束前1天ꎬ于晨饲前颈静脉无菌 饲粮和粪样中粗脂肪(EE)、钙(Ca)和磷(P)
含量的测定按照国家标准[13-15]的测定方法进行ꎬ中性洗涤纤维(NDF)和酸性洗涤纤维(ADF)含量按照国家标准[16-17]的测定方法使用全自动纤维仪ANKOM ̄A2000i(美国)测定ꎮ饲粮、粪样和尿样中的含氮量按照国家标准[18]的测定方法使用全自动凯氏定氮仪(FOSS-8400ꎬ丹麦)测定ꎮ饲粮中硫和钼含量按照国家标准[19-20]的测定方法使用电感耦合等离子体质谱仪(ICP ̄MSꎬ美国)测定ꎮ采血(上层血清1240ꎬ每×组gꎬꎬ15采集分装于带盖的min3)头ꎬ分牛离ꎬ37血0.5清℃ꎮ水浴0.5h后离心mL用离心管中尖嘴吸管ꎬ吸做好取标记ꎬ-20℃冻存ꎬ用于血清生化指标的测定ꎮ1.3.4 粪样及尿样的采集
饲养试验结束当天ꎬ每组随机选择3头试验牛ꎬ继续饲喂试验饲粮ꎬ采用全收粪和收尿法进行消化代谢试验ꎬ连续收集3dꎮ收集粪便后称重ꎬ将每头牛每天的粪样混合均匀后取粪样的5%分成2份ꎬ1份加10%的稀硫酸(每100g粪样加20mL10%的稀硫酸)ꎬ1份不加酸ꎻ尿样收集前在集尿桶中加入200mL10%的稀硫酸防止尿样腐败分解ꎬ准确计量后取总尿量的1%ꎬ将每天的尿样混合均匀ꎮ粪样和尿样于-20℃保存以待分析ꎮ
1.4 指标的测定方法1.4.1 采食量的测定
(喂前收集剩料并称重TMR 试车停稳状态下电子显示的投料量验期内每周选择连续3d记录ꎬ根据投料量和剩料量计算)ꎬ投每次饲料量每组奶牛的总采食量ꎬ共测定39次ꎬ由每组每天总采食量除以每组牛头数计算得出每组每头奶牛的平均日采食量ꎮ利用39次的测定值ꎬ计算出各组整个试验期每头奶牛的平均日采食量ꎮ1.4.2 饲粮样品、粪样和尿样中养分含量的测定 将饲粮与粪样放入65℃鼓风烘箱中烘48hꎬ然后冷却24h至常温后称重ꎬ测得初水分含量ꎮ将2g风干饲粮与粪样放入105℃鼓风烘箱中烘3hꎬ取出ꎬ在干燥器中冷却30minꎬ再同样烘干1hꎬ冷却ꎬ称重ꎬ直到2次重量差小于0.0002gꎬ测得吸附水含量ꎮ从而计算得到饲粮与粪样的干物质含量ꎮ每日干物质采食量=平均每日采食量×干物质含量ꎮ 饲粮养分的表观消化率计算公式如下:某养分表观消化率(%)=100×(A 式中:A1-B1为粪中某
)/A1ꎮ1为饲粮中某养分含量ꎻB1养分含量ꎮ
1.4.3 乳成分的测定
用乳成分分析仪(MilkoScanTMMarsꎬ丹麦)检测乳(SNF脂)、率乳总固形物含量和乳体细胞数量、乳蛋白率、乳糖率、乳非脂ꎮ
固形物1.4.4 血清生化指标的测定
血清葡萄糖(Glu)含量采用葡萄糖氧化酶法ꎬ总蛋白(TP)含量采用双缩脲法ꎬ铜含量采用络合比色法ꎬ甘油三酯(TG)含量采用甘油三酯检测试剂盒(GPO ̄PAP)法ꎬ用半自动生化分析仪(Micro ̄lab300ꎬ荷兰)测定ꎬ操作过程按照中生北控生物科技股份有限公司试剂盒说明书进行ꎮ
血清中铜蓝蛋白、丙二醛(MDA)、三碘甲状腺原氨(酸(T3)、甲状腺素(T4)和免疫球蛋白GSODIgG))及谷胱甘肽过氧化物酶含量ꎬSOD、铜-锌超氧(化GSH ̄Px物歧化)酶活性及总(Cu ̄Zn抗氧(ELISA化力)中(T ̄AOC的双抗)体均夹采心用法酶ꎬ联用免酶疫标分仪析(Power
试验WaveXS2ꎬ美国)测定ꎬ操作过程按照中生北控生物科技股份有限公司试剂盒说明书进行ꎮ1.4.5 饲粮、粪样、尿样和乳中铜含量的测定 饲粮、粪样、尿样和乳中铜含量的测定参照国家标准[21](1.5 Zeenit的测定方法ꎬ采用火焰原子吸收光谱仪统计分析
-700Pꎬ德国)测定ꎮ
试验数据采用SPSS19.0统计软件中ANO ̄VA过程进行单因素方差分析(one ̄wayANO ̄VA)ꎬ差异显著时用Duncan氏法进行组间多重比较ꎮ试验结果用平均值±标准差表示ꎬ以P<0.05为差异显著ꎬ以P<0.01为差异极显著ꎮ
3008
动 物 营 养 学 报30卷
2 结 果
性能的影响
随着饲粮铜水平的增加ꎬ乳脂率和乳蛋白率呈先增高后降低的趋势ꎬⅢ组乳脂率和乳蛋白率分别比Ⅰ组提高了5.31%和5.26%ꎬ但各组之间差异不显著(P>0.05)ꎮ饲粮铜水平对乳糖率、乳SNF和乳总固形物含量无显著影响(P>0.05)ꎮ 乳体细胞数量随着饲粮铜水平的增加而降低ꎬⅡ、Ⅲ和Ⅳ组的乳体细胞数量分别比Ⅰ组降低了11.34%、15.18%和17.42%(P<0.01)ꎬ但Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ组之间差异不显著(P>0.05)ꎮ随着饲粮铜水平的增加ꎬ饲料转化率(FCR)呈上升趋势ꎬⅡ、Ⅲ和Ⅳ组的FCR分别比Ⅰ组提高了4.26%、5.67%和4.26%ꎬ但各组间差异不显著(P>0.05)ꎮ
表2 饲粮铜水平对奶牛干物质采食量和生产性能的影响
Table2 EffectsofdietarycopperlevelsonDMIandperformanceoflactatingdairycows
P值
Ⅲ
22.23±0.2833.95±1.88b32.78±1.813.83±0.443.11±0.254.44±0.218.21±0.3211.55±0.73
b
b
2.1 饲粮铜水平对奶牛干物质采食量和生产 由表2可知ꎬ不同试验组的干物质采食量差异不显著(P>0.05)ꎮ试验牛的产奶量随着饲粮铜水平的增加呈上升趋势ꎬⅢ组的产奶量最高ꎬ而铜水平最高的Ⅳ组产奶量略有下降ꎮⅡ、Ⅲ和Ⅳ组产奶量分别比Ⅰ组提高了4.91%、6.27%和4.78%(P>0.05)ꎮ
(P<0.05)ꎬ但Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ组之间产奶量差异不显著
项目Items
干物质采食量DMI/(kg/d)产奶量Milkyield/(kg/d)4%标准乳4%FCM/(kg/d)乳脂率Milkfatpercentage/%乳蛋白率Milkproteinpercentage/%乳糖率Lactosepercentage/%乳非脂固形物MilkSNF/%乳总固形物Totalmilksolid/%
乳体细胞数量Somaticcellcountinmilk/(×104mL-1)饲料转化率FCR
22.23±0.7032.40±1.84a31.28±1.773.77±0.553.04±0.214.60±0.208.47±0.2912.00±0.60
a
组别Groups
Ⅰ
Ⅱ
Ⅳ
P ̄value0.8790.0350.0350.6970.3490.0820.0730.270
22.31±0.3433.99±1.81b32.82±1.743.88±0.553.16±0.284.58±0.218.43±0.4112.01±0.80
b
22.27±0.4734.43±2.04b33.24±1.973.97±0.373.20±0.254.46±0.228.22±0.3211.83±0.75
16.93±1.14Bb15.01±1.28Aa14.36±1.01Aa13.98±1.12Aa<0.001
1.411.471.491.47
FCR=4%标准乳产量(kg)/干物质采食量(kg)FCR=4%FCM(kg)/DMI(kg)ꎮ
同行数据肩标无字母或相同字母表示差异不显著(P>0.05)ꎬ不同小写字母表示差异显著(P<0.05)ꎬ不同大写字母表示差异极显著(P<0.01)ꎮ下表同ꎮ
Inthesamerowꎬvalueswithnoletterorthesamelettersuperscriptsmeannosignificantdifference(P>0.05)ꎬwhilewithdifferentsmalllettersuperscriptsmeansignificantdifference(P<0.05)ꎬandwithdifferentcapitallettersuperscriptsmeansignifi ̄cantdifference(P<0.01).Thesameasbelow.
2.2 饲粮铜水平对奶牛养分表观消化率的影响 由表3可知ꎬ试验各组间的CP、EE、Ca和P表观消化率差异不显著(P>0.05)ꎮⅡ和Ⅲ组的NDF的表观消化率分别比Ⅰ组提高了6.21%和7.60%(P<0.05)ꎻⅡ和Ⅲ组的ADF的表观消化率分别比Ⅰ组提高了6.78%和8.22%(P<0.05)ꎻⅠ和Ⅳ组的NDF和ADF表观消化率差异不显著2.3 饲粮铜水平对奶牛血清抗氧化指标的影响 由表4可知ꎬ随着饲粮铜水平的增加血清铜含量逐渐增加ꎮ与Ⅰ组相比ꎬⅡ、Ⅲ和Ⅳ组血清铜(P>0.05)ꎮ
含量分别提高了26.85%、24.92%和41.03%(P<0.01)ꎻⅣ组血清铜含量极显著高于其他各组(P<0.01)ꎬ但Ⅱ和Ⅲ组之间差异不显著(P>0.05)ꎮ随着饲粮铜水平的增加ꎬ血清铜蓝蛋白含量及SOD、Cu ̄ZnSOD和GSH ̄Px活性逐渐增加ꎮ与Ⅰ组相比ꎬⅡ、Ⅲ和Ⅳ组血清铜蓝蛋白含量分别提高了9.93%、20.71%和40.24%(P<0.01)ꎮⅡ、Ⅲ和Ⅳ组的血清SOD、Cu ̄ZnSOD和GSH ̄Px活性也均极显著高于Ⅰ组(P<0.01)ꎮ血清T ̄AOC随着饲粮铜水平的增加呈先增高后降低的趋势ꎬⅡ、Ⅲ和Ⅳ组血清T ̄AOC极显著或显著高于Ⅰ组(P<0.01
8期付辑光等:饲粮铜水平对奶牛生产性能、养分表观消化率及血清生化指标的影响3009
或P<0.05)ꎮ与Ⅰ组相比ꎬⅡ、Ⅲ和Ⅳ组血清MDA含量分别降低了50.00%、60.23%和
47.08%(P<0.01)ꎮ
表3 饲粮铜水平对奶牛养分表观消化率的影响
Table3 Effectsofdietarycopperlevelsonnutrientsapparentdigestibilityoflactatingdairycows
项目Items粗蛋白质CP粗脂肪EE中性洗涤纤维NDF酸性洗涤纤维ADF钙Ca磷P
78.93±2.3184.55±2.0356.97±1.87a51.44±1.76a41.30±2.3651.75±2.09
Ⅰ
Ⅱ
组别Groups
Ⅲ
Ⅳ
P值P ̄value0.1380.3830.0460.0400.7020.310
79.23±0.8085.35±1.8257.87±1.80ab52.48±1.90ab42.22±2.8852.26±1.55
%
81.22±2.0586.54±1.9060.51±1.59b54.93±1.68b43.70±2.3154.16±2.16
83.04±0.6687.47±2.4861.30±1.72b55.67±1.06b42.93±2.6154.62±2.31
表4 饲粮铜水平对奶牛血清抗氧化指标的影响
Table4 Effectsofdietarycopperlevelsonserumantioxidantindicesoflactatingdairycows
项目Items
铜Copper/(μmol/L)
铜蓝蛋白Ceruloplasmin/(pg/mL)超氧化物歧化酶SOD/(ng/mL)
9.87±0.60Aa473.26±25.34235.33±20.36
AaAaAa
组别Groups
Ⅰ
12.52±0.29Bb520.26±26.30272.77±20.21178.79±10.0066.53±5.25
BbBbBb
P值
Ⅲ
13.92±0.53Cc663.68±28.12320.99±19.08230.69±12.3977.91±5.53
DdCdDd
Ⅱ
12.33±0.19Bb571.29±26.32293.05±13.83213.16±9.6673.01±5.68
CcBc
Ⅳ
P ̄value<0.001<0.001<0.001<0.001<0.001<0.001<0.001
铜锌超氧化物歧化酶Cu ̄ZnSOD/(ng/mL)161.18±13.37谷胱甘肽过氧化物酶GSH ̄Px/(pg/mL)50.70±4.85Aa总抗氧化能力T ̄AOC/(U/mL)丙二醛MDA/(mmol/L)
4.16±0.48Aa3.42±0.12Cc
CcBCc
BbCc
5.13±0.39Bc1.71±0.20ABb
5.21±0.24Bc1.36±0.07Aa
4.58±0.40Ab1.81±0.13Bb
2.4 饲粮铜水平对奶牛血清生化指标的影响 由表5可知ꎬ随着饲粮铜水平的增加ꎬ血清TP含量逐渐增加ꎬ与Ⅰ组相比ꎬⅡ、Ⅲ和Ⅳ组TP含量分别提高了2.48%(P>0.05)、6.45%(P<0.01)和11.46%(P<0.01)ꎻ血清Glu含量随着饲粮铜水平的增加呈现出先增加后降低的趋势ꎬⅡ、Ⅲ和Ⅳ组Glu含量分别比Ⅰ组提高了10.25%(P>0.05)、25.09%(P<0.01)和15.55%(P<0.05)ꎻ血清TG含量各组之间差异不显著(P>0.05)ꎮ随着饲粮铜水平的增加ꎬ血清T3和T4含量逐渐增加ꎬ与Ⅰ组15.02%、19.48%和36.29%(P<0.01)ꎬ血清T4含量分别提高了15.03%、17.31%和33.98%(P<0.01)ꎮ血清IgG含量随着饲粮铜水平的增加呈先升高后降低的趋势ꎬ与Ⅰ组相比ꎬⅡ、Ⅲ和Ⅳ组血清IgG含量分别提高了49.56%、165.56%和90.22%(P<0.01)ꎬⅢ组极显著高于其他各组(P<相比ꎬⅡ、Ⅲ和Ⅳ组血清T3含量分别提高了
2.5 饲粮铜水平对奶牛铜代谢的影响
0.01)ꎬⅡ和Ⅳ组之间差异不显著(P>0.05)ꎮ
由表6可知ꎬ每天粪铜含量(即粪中铜的排出量)随着饲粮铜水平的增加而增加ꎬ与Ⅰ组相比ꎬ125.15%、187.79%和250.83%(P<0.01)ꎬ各组间差异极显著(P<0.01)ꎮ各试验组每千克粪铜含量和每天粪铜总量变化规律一致ꎮ与Ⅰ组相比ꎬⅡ、Ⅲ和Ⅳ组尿铜(即尿中铜的排出量)含量分别提高了6.32%(P>0.05)、40.27%(P<0.05)和65.61%(P<0.01)ꎮ饲粮铜水平对乳铜含量无显著影响0.05)ꎮ每日铜沉积量随着饲粮铜水平的增加而Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ组每天粪铜含量极显著提高了
(P>0.05)ꎮ各组的铜表观消化率差异不显著(P>增加ꎬⅡ、Ⅲ和Ⅳ组极显著高于Ⅰ组(P<0.01)ꎬⅢ组显著高于Ⅱ组(P<0.05)ꎬⅣ组极显著高于Ⅱ组(P<0.01)并显著高于Ⅲ组(P<0.05)ꎮⅡ、Ⅲ和Ⅳ组的铜沉积率差异不显著(P>0.05)ꎬ但分别比Ⅰ组提高了80.37%、78.76%和79.91%(P<0.01)ꎮ
3010
动 物 营 养 学 报
表5 饲粮铜水平对奶牛血清生化指标的影响
Table5 Effectsofdietarycopperlevelsonserumbiochemicalindicesoflactatingdairycows
30卷
项目Items
总蛋白TP/(g/L)葡萄糖Glu/(mmol/L)
甘油三酯TG/(mmol/L)
三碘甲状腺原氨酸T3/(ng/mL)甲状腺素T4/(μg/L)
免疫球球蛋白GIgG/(μg/mL)
85.25±1.19Aa2.83±0.22Aa0.14±0.0164.46±7.50Aa154.58±7.56Aa
4.50±0.64
Aa
组别Groups
Ⅰ
87.36±2.08ABa3.12±0.23ABab0.16±0.0574.14±7.11Bb177.81±8.41Bb
6.73±0.42
Bb
P值
Ⅲ
95.02±1.50Cc3.27±0.21ABb0.18±0.0587.85±6.68Cc207.11±8.21Cc
8.56±0.71
Bc
Ⅱ
90.75±1.08Bb3.54±0.22Bb0.17±0.0577.02±6.87Bb181.34±7.51Bb11.95±0.87
Cd
Ⅳ
P ̄value<0.0010.0230.684<0.001<0.001<0.001
表6 饲粮铜水平对奶牛铜代谢的影响
Table6 Effectsofdietarycopperlevelsoncoppermetabolismoflactatingdairycows
项目Items
铜采食量Copperintake/(mg/d)粪铜Fecalcopper/(mg/d)粪铜Fecalcopper/(mg/kg)尿铜Urinarycopper/(mg/d)乳铜Milkcopper/(mg/d)
铜沉积量Copperdeposition/(mg/d)铜表观消化率Copperapparentdigestibility/%铜沉积率Copperdepositionrate/%
179.84139.28±2.82
Aa
组别Groups
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
P值P ̄value<0.001<0.0010.0020.737<0.0010.9150.003
624.44
Cc
403.59313.59±6.87
Bb
514.21400.84±4.77
488.63±9.43Dd
31.62±0.38Aa18.03±1.55Aa6.74±0.6215.79±3.99Aa22.55±1.578.78±2.22Aa
73.40±1.86Bb19.17±3.09Aa7.12±0.4663.71±7.67Bb22.30±1.7015.78±1.90Bb
93.51±3.96Cc105.03±4.44Dd25.29±3.85ABb29.86±0.98Bb7.66±1.547.65±1.6080.42±9.09BCc22.05±0.9315.64±1.77Bb
98.31±8.21Cd21.75±1.5115.74±1.32Bb
3 讨 论
性能的影响
624.44mg/d)时ꎬ其产奶量较饲粮铜水平为23.09mg/kgDM(铜采食量为514.21mg/d)时反而有所下降ꎬ这与刘曦[6]研究结果一致ꎬ这可能是因为奶牛对铜的需要量受其自身条件和外部条件的影响[28]ꎬ采食过多的铜会对奶牛机体造成负影3.2 饲粮铜水平对奶牛养分表观消化率的影响 许多研究表明ꎬ饲粮中铜水平的增加可显著提高NDF和ADF的表观消化率[29-31]ꎬ本试验也DM(铜采食量为514.21mg/d)时可显著提高NDF和ADF的表观消化率ꎬ这可能是因为奶牛采食适量的铜能够抑制有害菌的繁殖ꎬ促进有益菌的生长所致[31]ꎻ还可能是因为铜能够促使肠黏膜细胞更替减缓ꎬ从而降低消化道对能量的需要ꎬ进而降低机体对能量的维持需要[32]ꎮ另据研究报道ꎬ当奶牛饲粮中添加24mg/kg铜时ꎬCP的表观28.09mg/kgDM(铜采食量为624.44mg/d)时ꎬ消化率最高[6]ꎬ而本研究中ꎬ当饲粮铜水平为证实了这一论点ꎬ当饲粮铜水平为18.09mg/kgDM(铜采食量为403.59mg/d)和23.09mg/kg响ꎬ影响奶牛的生产性能ꎮ
3.1 饲粮铜水平对奶牛干物质采食量和生产 干物质采食量受饲粮适口性、瘤胃充盈度、食糜外流速度和奶牛自身的新陈代谢等因素的影响[22-23]ꎮWard等[24]研究表明ꎬ补铜可提高牛的干物质采食量ꎬ而本研究中不同饲粮铜水平对奶牛干物质采食量无显著影响ꎬ这种差异可能和试验牛品种、饲粮组成及试验牛对铜的缺乏程度有关ꎮ
产奶量是衡量经济效益的重要指标之一ꎬ在9.61%ꎬ但乳脂率没有显著变化[25-26]ꎮ对分娩100~120d的荷斯坦奶牛补铜ꎬ饲养120d后ꎬ补铜组的产奶量比对照组高3.3%ꎬ每千克4%标准8.6%[27]ꎮ本试验结果显示ꎬ随着饲粮铜水平的增但当饲粮铜水平为28.09mg/kgDM(铜采食量为乳(4%FCM)消耗的产奶净能(NEL)比对照组低加ꎬ产奶量、乳脂率、乳蛋白率和FCR均有所提高ꎬ饲粮中添加7.6mg/kg铜ꎬ产奶量提高了4.85%~
8期付辑光等:饲粮铜水平对奶牛生产性能、养分表观消化率及血清生化指标的影响3011
CP表观消化并没有达到最高ꎬ这种差异可能是因3.3 饲粮铜水平对奶牛血清抗氧化指标的影响 血清铜含量可反映铜在机体内代谢的状18.89μmol/L[36]ꎮSuttle[37]研究表明ꎬ当牛羊血浆铜含量不足9μmol/L时ꎬ就可断定其处于铜缺乏状态ꎮ本试验发现ꎬ血清铜含量随着饲粮铜水平的增加而升高ꎬ这与张圆[38]研究结果一致ꎮ虽然为试验饲粮组成不同所致[33]ꎮ
映自由基对组织细胞的攻击程度[49]ꎬ是机体自由基的指示物[50]ꎬ本试验证实ꎬ提高饲粮铜水平可以增加血清SOD、Cu ̄ZnSOD、GSH ̄Px活性和Lauridsen等[52]、武福平等[2]研究结果一致ꎮ雷金龙等[53]报道ꎬ血清MDA的含量一般为1.20~2.23mmol/Lꎬ本试验中ꎬⅠ组(饲粮铜水平为8.09mg/kgDMꎬ铜采食量为179.84mg/d)血清MDA含量为3.42mmol/Lꎬ高于血清MDA含量T ̄AOCꎬ降低MDA的含量ꎬ这与王聪等[51]、
态[34-35]ꎬ奶牛的血清铜含量一般为7.87~
各组的血清铜含量均处于正常范围ꎬ但Ⅰ组(饲粮铜水平为8.09mg/kgDMꎬ铜采食量为179.84mg/d)的血清铜含量在正常范围内属于较低水平ꎮ铜蓝蛋白是一种含铜的糖蛋白ꎬ具有调节铜在机体各个部位的分布、合成含铜的酶蛋白与作为机体抗氧化剂的作用ꎬ铜蓝蛋白还具有氧化酶活性ꎬ对多酚及多胺类底物有催化其氧化的能力[39-40]ꎮ本试验结果与程延彬[9]的研究结果均证实ꎬ血清铜蓝蛋白的含量随着饲粮铜水平的增加而升高ꎮ
铜是构成奶牛体内SOD与铜蓝蛋白等多种酶的重要组成成分与激活剂ꎬ缺铜会对机体血红蛋白的形成、骨骼的构成与被毛色素的沉着等产生不良影响[41]超氧阴离子(ꎮO机体在正常生命活动过程中会产生-2氢(H)、羟基自由基(OH)和过氧化2O2害[42]用ꎬ能将ꎮSOD)等活性氧O-在清除ꎬ活这些活性氧会对机体造成损性氧的过程中最先发挥作2歧化为H2O2和氧气(O2一可以特异性清除O-是机体抗氧化)ꎬ是机体唯2的抗氧化酶ꎬ系统的重要防线[43-44]性和含量ꎬ会影响机体的抗氧化功能ꎮ铜缺乏会降低ꎬ这可能是因SOD的活为铜含量会影响SODmRNA的转录率ꎻ也可能是因为铜含量会对依赖铜的转录因子因为奶牛缺铜后会导致机体内ꎮ铜缺乏会降低GSH ̄PxCu ̄Zn的活性(ACE1)产生调控[45][46]SOD活性下
ꎬ这是降ꎬ使O-2浓度升高ꎬ蓄积的O-47]2会降低GSH ̄Px的
活性[能反映机体抗氧化的总体能力ꎬ对机体造成严重的毒害ꎬꎮ抗氧化能力与机T ̄AOC的高低体的健康程度有着十分密切的联系ꎮ因为机体内具有抗氧化能力的物质很多ꎬ主要包括酚类物质和一些参与酶促反应的酶ꎬ例如GSH ̄Px和SOD等酶系ꎬ所以测定单个物质不能完全体现机体的抗氧化水平[48]产物之一ꎬ可反映细胞组织过氧化的程度ꎮMDA是膜脂质过氧化最重要的ꎬ也可反
的正常范围ꎮ而提高饲粮铜水平能够显著降低血清Ⅰ先组有不同程度的降低MDA含量ꎬⅡ、Ⅲ和Ⅳ宁等[54]研究表明ꎬꎬ组血清MDA含量均较当但仍均在正常范围饲粮中铜水平达ꎮ于到31.5mg/kg后再添加铜ꎬ血清铜、铜蓝蛋白含量和Cu ̄ZnSOD活性增加趋势不再显著ꎮ在本试验中ꎬⅣ组(饲粮铜水平为28.09mg/kgDM、铜采食量为624.44mg/d)的血清铜、铜蓝蛋白含量和Cu ̄ZnSOD活性最高ꎬ对于进一步提高铜采食量对奶牛血清抗氧化指标的影响尚需进一步研究ꎮ总之ꎬ增加饲粮铜水平可以提高奶牛机体的抗氧化能力ꎬ从而更好地清除机体内自由基和脂质过氧化物ꎬ增强机体的抗氧化能力ꎬ但并非饲粮铜水平越高抗氧化能力就越强ꎮ
3.4 饲粮铜水平对奶牛血清生化指标的影响 血清中TP、Glu和TG的含量可作为蛋白质、糖和脂肪代谢的指标[55-57]体营养代谢的状况ꎮ血清Gluꎬ在一定程度上反映机含量的范围一般为2.3~4.1mmol/L[58]的增加血清TP含量明显升高ꎮ本试验中ꎬⅡ、Ⅲꎬ随着饲粮铜水平和Ⅳ组血清Glu含量较Ⅰ组显著增加且均处于正常范围内ꎬ血清TG含量呈相同变化趋势ꎬ这与王聪等[51]的报道一致ꎬ说明增加饲粮铜水平可促进蛋白质、糖和脂肪的代谢ꎮT3和T4在机体代谢活动中起到提高基础代谢率的调节作用ꎬT3和T4能增强糖原、蛋白质和脂肪的分解ꎬ有利于机体能量的供给[59-60]活性降低ꎮꎬ铜缺乏会导致奶牛甲状腺内这会引起脂质过氧化物的增多Cu ̄Znꎬ从而抑SOD制T3和T4的合成ꎬ影响甲状腺的功能ꎬ铜缺乏还会影响甲状腺组织细胞内色素氧化酶的活性ꎬ使细胞内的ATP合成不足ꎬ当细胞通过其他的代射途径获得ATP时会导致细胞内pH降低ꎬ这会抑制脱碘酶的活性ꎬ使T3的合成受阻[61]下ꎬ甲状腺主要分泌Tꎮ通常情况4ꎬ其中有40%的T4经过脱
3012
动 物 营 养 学 报30卷
碘转变为T3ꎮ因为T3的生物活性远大于T4ꎬ所以普遍认为T4是通过转化为T3来发挥生理作用的[62]ꎮ本试验中ꎬ随着饲粮铜水平的增加ꎬ血清等[64]研究结果一致ꎬ说明增加饲粮铜水平对甲状腺功能有促进作用ꎬ这对于Glu的吸收利用、脂肪的分解、维持泌乳和影响动物体温方面都有着重要作用[65]ꎮ
IgG在机体免疫中起到重要的免疫作用ꎬ动物作用较大ꎬ当饲粮钼水平达到4~5mg/kgDM时ꎬ钼对铜吸收的抑制作用趋于稳定ꎬ这时再提高饲粮中钼的水平对铜的吸收无显著影响[79]ꎮ饲粮中添加的高剂量微量元素大部分都会随粪便排出体外ꎬ如果用这种动物粪便作为有机肥并且长期使用ꎬ会导致微量元素在土壤中富集ꎬ造成农作物的减产[80]ꎮ若这种粪便随废水排放而污染水源ꎬ则会显著降低水体的自净能力ꎬ使水质发生恶化ꎬ当水体中铜含量达到0.5mg/kg时ꎬ可使大量的水生T3和T4的含量增加ꎬ这与乔栋等[63]、Lukaski
缺铜会导致血清IgG含量降低[66-67]为缺铜会导致抗体的数量减少或免疫球蛋白分泌ꎬ这可能是因水平降低ꎮLukasewycz等[68]研究表明ꎬ缺铜会降低刺激原脂多糖(LPS)的反应性ꎬ从而导致血清IgG含量降低ꎮ铜缺乏可致奶牛淋巴细胞内细胞色素氧化酶活性降低ꎬ使细胞内ATP生成减少ꎬ从而造成IgG合成受阻[69]高铜组血清IgG含量随饲粮中铜水平的增加而降ꎮ在雏鸡上的试验发现ꎬ
低[70]起血清ꎮ然而IgG含量的下降ꎬ儿童体内铜含量不足或过量均会引[71]粮铜水平为23.09mg/kgꎮ本试DMꎬ验铜中采ꎬⅢ食组量(饲为514.21mg/d)血清IgG含量最高ꎬ而Ⅳ组(饲粮铜水平为28.09mg/kgDMꎬ铜采食量为624.44mg/d)血清IgG含量却有所降低ꎬ这可能是因为高铜会对免疫器官造成负面影响ꎬ从而阻碍B淋巴细胞的增殖、分化和成熟ꎬ导致血清IgG含量的降低
[72-75]
3.5 饲粮铜水平对奶牛铜代谢的影响
ꎮ
机体内的铜主要依靠消化道排出ꎬ胆汁排出铜被认为是机体保持体内铜代谢平衡的主要途径之一ꎬ在调节铜平衡上ꎬ排泄要比肠道吸收更为重要[76]饲粮中的硫会在瘤胃中转化为硫化物ꎮ饲粮中硫和钼的存在会降低铜的吸收率ꎬ生成硫化ꎬ
铜沉淀ꎬ从而阻碍铜的吸收和利用
[77]
在瘤胃的固相食糜中形成四硫代钼酸盐ꎮ硫和钼会
ꎬ它会与铜结合生成高度不溶的复合物ꎮ硫和钼对铜的影响还与饲料原料相关ꎬ从而降低铜的吸收率
[78]
Underwood等
[8]
认为ꎬ青贮饲料中可利用铜受钼
ꎬ
水平影响较小ꎬ但若在饲粮中添加硫后ꎬ铜的利用率会明显下降ꎻ钼对干草饲料中铜的吸收存在抑制作用ꎬ但相对影响较小ꎻ硫和钼对于新鲜饲草中铜吸收率的影响远大于对干草和青贮饲料的影响ꎬ鲜草饲粮中添加硫和钼会显著降低铜的吸收率ꎮ在饲粮钼水平较低时添加钼对铜的吸收抑制
植物死亡[81]效减少粪便中ꎮ通过降低微量元素的添加水平可有微量元素的排泄量[82-83]中ꎬ随着饲粮铜水平的增加ꎬ粪铜、尿铜、ꎮ乳铜含量本试验和铜沉积量显著增加ꎬ但铜表观消化率却没有显著变化ꎻ增加饲粮铜水平后ꎬ虽然铜沉积率显著高于Ⅰ组(饲粮铜水平为8.09mg/kgDMꎬ铜采食量为179.84mg/d)ꎬ但Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ组之间没有显著差异ꎬ此试验结果与李宏等[84]研究结果一致ꎮ根据农业部2625号公告[85]和NRC(2001)[11]中饲粮铜水平低于我国规定的最ꎬ高本试验限量30mg/kgDMꎬ不会对奶牛造成中毒等危害ꎮⅡ和Ⅲ组每千克粪铜含量低于我国在2008年颁布的«土壤环境质量标准»[86]染ꎮ本试验结果说明ꎬ饲粮铜水平的增加不影响ꎬ不会对土壤造成污奶牛对铜的消化和铜在奶牛体内的沉积ꎮ这可能是因为本试验所用饲粮中硫含量为0.29%ꎬ属于低硫饲粮ꎬ与饲粮中铜的拮抗作用较小ꎻ又因为本试验中粗饲料以全株玉米青贮为主ꎬ饲粮中钼水平为1.96mg/kgDMꎬ属于低钼饲粮ꎬ所以饲粮中不同水平的铜对其消化率和沉积率的影响较小ꎮ
4 结 论
在本试验条件下ꎬ饲粮中补充铜可以有效地提高奶牛的生产性能、饲粮NDF的表观消化率和机体的抗氧化能力和免疫力ꎬ但粪铜和尿铜含量随饲粮铜水平的增加而增加ꎮ综合考虑ꎬ奶牛饲粮适宜铜水平为18.09~23.09mg/kgDM(铜的采食量为403.59~514.21mg/d)ꎮ参考文献:
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动 物 营 养 学 报30卷
EffectsofDietaryCopperLevelsonPerformanceꎬNutrientApparent
DigestibilityandSerumBiochemicalIndicesof
LactatingDairyCows
FUJiguang1 GAOYanxia1 LIYan2 LIQiufeng1 CAOYufeng1 ZHANGXiujiang3 LIJianguo1∗
(1.CollegeofAnimalScienceandTechnologyꎬHebeiAgricultureUniversityꎬBaoding071001ꎬChinaꎻ2.Collegeof
VeterinaryMedicineꎬHebeiAgriculturalUniversityꎬBaoding071001ꎬChinaꎻ3.BaodingMunicipal
BureauofAgricultureꎬBaoding071000ꎬChina)
Abstract:Theobjectiveofthisstudywastoinvestigatetheeffectsofdietarycopperlevelsontheperformanceꎬnutrientapparentdigestibilityandserumbiochemicalindicesoflactatingdairycows.Atotalof60ChinaHol ̄steinlactatingdairycowswithsimilarmilkyieldꎬlactationdaysandparitywereselectedꎬandrandomlydivid ̄edinto4groupswith15ineachgroup.Thecopperadditionindietswere0(controlꎬgroupⅠ)ꎬ10(group18.09ꎬ23.09and28.09mg/kgDMꎬrespectively.Thewholetriallastedfor93days.Theresultsshowedasfollows:1)comparedwithgroupⅠꎬthemilkyieldingroupsⅡꎬⅢandⅣwasincreasedby4.91%ꎬ6.27%and4.78%(P<0.05)ꎬrespectivelyꎬandthesomaticcellcountinmilkingroupsⅡꎬⅢandⅣwassignifi ̄cantlydecreased(P<0.01).2)ComparedwithgroupⅠꎬtheneutraldetergentfiber(NDF)apparentdigesti ̄bilityingroupsⅡandⅢwasincreasedby6.21%and7.60%(P<0.05)ꎬandtheaciddetergentfiber(ADF)apparentwasincreasedby6.78%and8.22%(P<0.05)ꎬrespectively.3)ComparedwithgroupⅠꎬthecon ̄tentsofserumcopperandceruloplasminꎬandtheactivitiesofsuperoxidedismutase(SOD)ꎬcopper ̄zincsu ̄peroxidedismutase(Cu ̄ZnSOD)andglutathionperoxidase(GSH ̄Px)ingroupsⅡꎬⅢandⅣweresignifi ̄cantlyincreased(P<0.01)ꎻthecontentofserummalonaldehyde(MDA)wasdecreasedby50.00%ꎬ60.23%and47.08%(P<0.01)ꎬrespectivelyꎻthecontentofimmunoglobulinG(IgG)wasincreasedby49.56%ꎬ165.56%and90.22%(P<0.01)ꎬrespectively.4)Analysisoftheindicatorsofcoppermetabolismshowedthatsupplementalcoppercouldsignificantlyincreasethefecalcopperandurinecoppercontents(excretion)andcopperdeposition(P<0.01)ꎬbutthedietarycopperlevelhadnosignificanteffectontheapparentdigestibilityoffecalcopper(P>0.05).Undertheconditionofthisexperimentꎬdietssupplementedwithcoppercanim ̄provetheperformanceoflactatingdairycowsꎬpromotetheutilizationofnutrientsandimprovethebody’sim ̄munityandantioxidantcapacityꎬbutincreasingcopperlevelleadstoanincreaseoffecalcopperexcretion.Inthisexperimentꎬthesuitabledietarycopperlevelinthedietoflactatingdairycowsis18.09to23.09mg/kgDM(copperintakeis403.59to514.21mg/d).[ChineseJournalofAnimalNutritionꎬ2018ꎬ30(8):3005 ̄3016]
Ⅱ)ꎬ15(groupⅢ)ꎬand20mg/kg(groupⅣ)ꎬrespectivelyꎬandthelevelsofdietarycopperwere8.09ꎬ
Keywords:lactatingdairycowsꎻcopperꎻperformanceꎻapparentdigestibilityꎻserumbiochemicalindicesꎻcoppermetabolism
∗CorrespondingauthorꎬprofessorꎬE ̄mail:1181935094@qq.com
(责任编辑 陈 鑫)
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