翟云飞 王 健 夏海斌 汪长建 王根林 韩兆玉*

(1.南京农业大学动物科技学院，乳牛科学研究所，南京 210095；2.新疆伊犁州畜牧总站，伊宁 835000)

苜蓿干草营养丰富、适口性好，是家畜的优质粗饲料，有牧草之王的美誉。苜蓿干草粗蛋白质含量高，在12.3%～26.1%，一般在18.5%左右，接近蛋白质饲料要求，比禾本科牧草的可消化蛋白质高2.5倍，且降解率高[1]。在氨基酸组成方面，苜蓿干草蛋白质中含有20种以上的氨基酸，包括人和动物的全部必需氨基酸以及一些稀有氨基酸，奶牛所需的主要限制性氨基酸——赖氨酸的含量为1.06%～1.38%[2]。

我国是全世界最大的苜蓿干草进口国，美国为我国苜蓿干草进口第一大来源国[3]。近年，进口苜蓿干草的到岸价格不断上涨，增加了奶企的养殖成本。与往年国内原料奶价格均呈现明显的先降后升的季节性波动不同，2021年原料奶价格仅有小幅波动，一直保持高位[4]，这与饲料原料价格的不断攀升有关。由此，已有学者开始探讨以其他原料替代苜蓿干草的可能性[5-8]。以不同品质的同种原料对苜蓿干草进行替代则更稳定、更方便操作，且近些年我国苜蓿草的种植面积不断提升，苜蓿干草的加工水平也有长足的进步，相较进口苜蓿干草，国产苜蓿干草在价格方面有竞争优势。因此，使用价格较低的国产苜蓿干草来替代进口苜蓿干草可能是降低奶企生产成本，提高经济效益的一种较为简便的途径，而国内鲜有关于此方面的报道。因此，本试验用国产苜蓿干草部分或全部替代进口苜蓿干草，探究其对奶牛生产性能、血清生化指标、瘤胃发酵参数和微生物区系的影响，以期为奶牛养殖企业选择降低饲粮成本的方案提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

国产苜蓿干草和进口苜蓿干草均从市场购得，具体营养水平及其相对饲喂价值见表1。

表1 苜蓿干草的营养水平和相对饲喂价值(干物质基础)

1.2 试验设计和饲养管理

试验于2021年3—6月在江苏省某奶牛场进行。依据胎次[(2.93±0.69)胎]、泌乳天数[(108.05±35.72) d]相近原则选60头处于泌乳中期的奶牛，随机分为3组，每组20头。3组饲粮中苜蓿干草占比相同，对照组所用的苜蓿干草全部为进口苜蓿干草，50%替代组所用的苜蓿干草为50%国产苜蓿干草+50%进口苜蓿干草，100%替代组所用的苜蓿干草全部为国产苜蓿干草。所有试验牛均在同一牛舍不同养殖区饲养，散栏式，自由采食和饮水，牛舍每日清洁消毒。每日早、中、晚投料3次且投喂量保证奶牛当日的剩料量在2%～5%。每日于06:30、13:30和21:30各挤奶1次。试验期分为7 d的预试期和90 d的正试期。

1.3 试验饲粮

本试验所用饲粮为全混合日粮(TMR)，营养水平参照《奶牛饲养标准》(NY/T 34—2004)设定。试验饲粮组成及营养水平见表2。

1.4 干物质采食量、产奶量和乳成分的测定

每天05:30左右将各组所剩TMR集中，称量并记录，依据发料表的发料总数、剩余总数和奶牛头数计算各组的平均TMR采食量。在饲粮的营养成分含量测定之后，依据其干物质含量来计算奶牛每日的干物质采食量。在正试期，每2周测定1次产奶量和乳成分，产奶量在奶牛挤奶时依据量杯的读数得到，并收集奶样50 mL，送至卫岗检测中心检测乳成分。

1.5 血清生化指标的测定

分别于预试期第7天和正试期第90天的08:00左右，采用尾静脉采血的方式采集血液10 mL，离心后将上清液分装，保存于-20 ℃冰箱，待饲养试验结束后带回实验室一同测定。所测指标为总蛋白、白蛋白、球蛋白(计算得出)、葡萄糖、尿素氮、高密度脂蛋白和低密度脂蛋白含量，以上指标借助试剂盒测定，试剂盒购自南京建成生物工程研究所。

表2 试验饲粮组成及营养水平(干物质基础)

1.6 瘤胃发酵参数和微生物区系的测定

于正试期第90天晨饲后3 h，采用瘤胃插管法采集瘤胃液，每组随机采集4头，共12头。采集过程为同一位经验丰富的技术员操作，以保证导管末端所到达瘤胃的位置尽量相同。将采集到的瘤胃液经4层纱布过滤后，当场测定pH，然后进行分装，一部分保存于-20 ℃冰箱，用于其他瘤胃发酵参数的测定，另一部分保存于液氮，之后转移至-80 ℃冰箱，用于瘤胃微生物区系的分析，瘤胃微生物区系采用16S测序测定分析。

1.7 数据统计与分析

试验所得数据用Excel 2016进行初步的录入统计，然后使用SPSS 26.0软件进行单因素方差分析，并采用Duncan氏法进行组间多重比较，检验组间差异性。数据以“平均值±标准差”表示，以P<0.05为差异显著。

2 结果与分析

2.1 国产苜蓿干草替代进口苜蓿干草对奶牛生产性能的影响

由表3可知，50%替代组和100%替代组的干物质采食量均低于对照组，且100%替代组与对照组的差异显著(P<0.05)。50%替代组的产奶量显著高于对照组和100%替代组(P<0.05)。50%替代组和100%替代组的乳蛋白率均显著高于对照组(P<0.05)。乳尿素氮含量随替代比例的提升而下降，且对照组显著高于50%替代组和100%替代组(P<0.05)。4%标准乳产量、乳脂率、乳糖率、乳总固形物含量和乳体细胞数各组之间无显著差异(P>0.05)。

表3 国产苜蓿干草替代进口苜蓿干草对奶牛生产性能的影响

2.2 国产苜蓿干草替代进口苜蓿干草对奶牛血清生化指标的影响

由表4可知，预试期第7天，奶牛的各项血清生化指标均无显著差异(P>0.05)，表明奶牛分组均匀，差异较小；正试期第90天，奶牛血清生化指标中，除100%替代组尿素氮含量显著高于对照组和50%替代组(P<0.05)外，其他指标各组之间均无显著差异(P>0.05)。

2.3 国产苜蓿干草替代进口苜蓿干草对奶牛瘤胃发酵参数的影响

由表5可知，以国产苜蓿干草替代50%或100%进口苜蓿干草之后，奶牛各瘤胃发酵参数均无显著改变(P>0.05)。

2.4 国产苜蓿干草替代进口苜蓿干草对奶牛瘤胃微生物区系的影响

经16S测序分析发现，50%替代组的Shannon、Chao1、ACE指数和操作分类单位(OTU)数目均高于对照组和100%替代组，但差异不显著(P>0.05)；Simpson指数和覆盖度各组之间也无显著差异(P>0.05)。在门水平和属水平上，瘤胃优势细菌的相对丰度各组之间均未表现出显著差异(P>0.05)。

3 讨 论

3.1 国产苜蓿干草替代进口苜蓿干草对奶牛生产性能和血清生化指标的影响

干物质采食量反映了动物营养的摄入水平，本试验中，奶牛的干物质采食量随国产苜蓿干草替代比例的上升而下降，这是饲粮中中性洗涤纤维含量逐渐升高导致的。采用全进口苜蓿干草的对照组和50%替代组的4%标准乳产量相仿，100%替代组则稍低，但各组之间未出现显著差异。50%替代组和100%替代组在乳蛋白率方面相较对照组有所升高，但各组奶牛的乳蛋白产量相仿，可能是饲粮中粗蛋白质含量过高导致的。

表4 国产苜蓿干草替代进口苜蓿干草对奶牛血清生化指标的影响

表5 国产苜蓿干草替代进口苜蓿干草对瘤胃发酵参数的影响

表6 国产苜蓿干草替代进口苜蓿干草对泌乳奶牛瘤胃微生物多样性的影响

续表6项目 Items对照组Control group50%替代组50% replacement group 100%替代组 100% replacement groupP值 P-valueChao1指数 Chao1 index2 087.03±452.592 186.13±136.112 042.75±193.480.786ACE指数 ACE index2 115.05±452.152 205.07±151.982 060.67±203.350.793覆盖度 Goods_coverage/%99.03±0.2598.85±0.2498.82±0.350.556操作分类单元 OTU/个1 753.50±415.971 823.50±167.751 669.00±157.490.736

表7 优势细菌门水平相对丰度

表8 细菌优势属水平相对丰度

周国波等[10]研究发现，在乳蛋白率高于3%时，乳蛋白率与乳尿素氮含量成反比，本试验结果与之一致。本试验中，对照组的乳尿素氮含量为16.21 mg/dL，显著高于其余2组。国外学者给出的乳尿素氮的相对合理含量是10～16 mg/dL[11]，国内有不少研究表明乳尿素氮含量稍高于16 mg/dL也属正常现象，但合理含量为7～12 mg/dL，当>12 mg/dL时，可能暗示饲粮中粗蛋白质含量过高或瘤胃可发酵非纤维碳水化合物不足[12]。本试验中3组奶牛的乳尿素氮含量均高于15 mg/dL，从侧面也可以支持饲粮粗蛋白质含量可能过高这一观点。有关饲粮粗蛋白质、中性洗涤纤维含量与乳蛋白率关系的研究所得结果[7,13-15]并不统一，可能与奶牛的品种、所处环境、季节和饲粮能氮比例有关。充足的纤维对反刍、唾液流动、瘤胃缓冲和瘤胃壁健康是必要的[16]，且保证奶牛纤维的摄入量对于乳脂的合成有重要意义[17]。本试验中，乳脂率的变化与饲粮中性洗涤纤维含量的变化表现并不一致，表明饲粮中纤维充足，优质苜蓿干草中优质纤维含量较高，可在一定程度上解释对照组乳脂率和乳脂产量稍高的现象。

值得注意的是，本试验中国产苜蓿干草50%替代进口苜蓿干草时，奶牛的产奶量显著上升，表明国产苜蓿干草和进口苜蓿干草以1∶1组合时可能出现了正组合效应，抵消了纤维含量增加的负面影响。赵淑敏等[18]以粗蛋白质含量更低、纤维含量更高的燕麦干草替代苜蓿干草来饲喂奶牛，发现当燕麦干草和苜蓿干草以1∶3组合时，相比全苜蓿干草，干物质采食量和产奶量均显著上升，而当用燕麦干草大量(75%和100%)替代苜蓿干草时，奶牛的干物质采食量和产奶量则显著降低。此外，其他一些研究也出现了相似的结果[12,19]。而当国产苜蓿干草100%替代进口苜蓿干草时，饲粮纤维含量上升，饲粮的适口性降低，奶牛的干物质采食量下降，从而导致奶牛的产奶量和4%标准乳产量下降。综合来看，50%替代组与对照组的4%标准乳产量相仿，100%替代组的4%标准乳产量则稍有下降，但未表现出显著差异，表明以国产苜蓿干草50%替代进口苜蓿干草不会对奶牛的生产性能产生负面影响且相比100%替代效果更优。

血清生化指标是反映家畜营养代谢和生理健康的重要指标，与饲粮的营养水平和家畜生长性能关系密切[20]。在奶牛生产中，血清中尿素氮含量可以间接反映出奶牛对氮的利用能力以及饲粮能蛋比[21]，但有关血清尿素氮含量与乳蛋白产量的众多研究中也呈现出不同的结果[22-23]，本试验中血清尿素氮含量与乳蛋白产量未表现出相关性。奶牛血清中总蛋白、白蛋白含量可反映机体对蛋白质的吸收、合成以及分解状况，球蛋白含量可以反映机体的免疫能力[24]。本试验中，血清总蛋白和白蛋白含量各组之间差异不大，表明国产苜蓿干草替代进口苜蓿干草不会影响奶牛对氮的利用，但100%替代组的血清球蛋白含量略有下降，可能暗示奶牛的免疫能力略有降低。

3.2 国产苜蓿干草替代进口苜蓿干草对奶牛瘤胃微生物区系的影响

本试验发现，瘤胃微生物的数量和丰富度与产奶量表现出一致的规律。奶牛瘤胃中在门水平占优势菌门的为拟杆菌门(39.14%)、变形菌门(37.24%)和厚壁菌门(20.81%)，共计占比在97%以上。不同研究中奶牛瘤胃微生物门水平最占优势的菌门有差异。Zhan等[25]的试验中头胎奶牛瘤胃中拟杆菌门和厚壁菌门占比在90%以上，变形菌门占比很少，平均只有不到3%。沈子亮等[26]发现，泌乳中后期的奶牛瘤胃中厚壁菌门占比最高，拟杆菌门次之，变形菌门占比在10%以下。上述结果表明瘤胃菌群的结构受地区、胎次等众多因素的影响。本试验中，50%替代组和100%替代组中主要负责降解纤维的厚壁菌门[27]的占比要高于对照组，可能与饲粮中较高的纤维含量有关。李烨青[28]发现，拟杆菌门与厚壁菌门的比值与乳脂率呈显著正相关，本研究显示出一致的结果。普雷沃氏菌属能够将植物蛋白、多肽、半纤维素和果胶分解转化为乙酸、琥珀酸和丙酸等奶牛机体能够直接利用的能量物质[29-30]，当碳水化合物充足时，普雷沃氏菌属会迅速繁殖[31-32]。Carberry等[33]发现，饲喂草料的小母牛比饲喂精料的小母牛的瘤胃普雷沃氏菌更丰富，这能在一定程度上解释100%替代组挥发性脂肪酸浓度、某些普雷沃氏菌属占比稍高这一现象，但目前有关普雷沃氏菌属的功能和生长机制有待进一步探究和验证。总体而言，国产苜蓿干草50%或100%替代进口苜蓿干草均不会显著改变奶牛瘤胃微生物的组成和丰富度。

3.3 国产苜蓿干草替代进口苜蓿干草对奶牛的影响及展望

本试验中，苜蓿干草在饲粮中的占比不高，为12.78%，且国产苜蓿干草的粗蛋白质含量与进口苜蓿干草相比差距较小，无论50%替代还是100%替代，对饲粮粗蛋白质含量的影响较小而对饲粮粗纤维含量的影响较大，国产苜蓿干草替代进口苜蓿干草增加了饲粮的纤维含量，使奶牛的干物质采食量降低，从而影响了奶牛的产奶量。本试验中，国产苜蓿干草替代50%进口苜蓿干草对奶牛的生产性能无负面影响，而100%替代时奶牛的生产性能出现了轻微的下降但未表现出显著差异。若饲粮中苜蓿干草的占比在20%以上或用与进口苜蓿干草粗蛋白质含量差距较大的国产苜蓿干草来替代时，将可能会导致奶牛的干物质采食量和生产性能出现显著降低。

在未来的试验和研究中，可以继续探讨在苜蓿干草占比较高的条件下国产苜蓿干草替代进口苜蓿干草对奶牛生产性能及经济效益的影响以及不同品质的国产苜蓿干草替代进口苜蓿干草对奶牛生产性能及经济效益的影响，以便我们对此有一个更加全面的认识。

4 结 论

在本试验条件下，以粗蛋白质含量为17.99%、相对饲喂价值(RFV)为111.05的国产苜蓿干草50%替代粗蛋白质含量为20.29%、RFV为164.23的进口苜蓿干草，对奶牛的生产性能无负面影响，对血清生化指标、瘤胃发酵参数和微生物区系均无显著影响，国产苜蓿干草50%替代进口苜蓿干草相较100%替代效果更佳。