石 宁

（1.北京农学院，北京 102206；2.河北省行唐奶牛养殖合作社，石家庄 050600）

日粮中添加牛至对泌乳奶牛瘤胃发酵、生产参数及乳脂肪酸组成的影响

石 宁1，2

（1.北京农学院，北京 102206；2.河北省行唐奶牛养殖合作社，石家庄 050600）

试验旨在研究牛至对荷斯坦奶牛瘤胃发酵、产奶量和乳脂肪酸组成的影响。试验选取4头瘤胃瘘管奶牛，采用4×4拉丁方设计，预饲期14 d，每期20 d，共4期。对照组：无牛至（OR）添加；牛至组：分为低、中、高3个添加组，每头牛日添加牛至量分别为250、500和750 g。结果表明：牛至组的瘤胃pH值、挥发性脂肪酸（VFA）浓度和微生物蛋白质合成量与对照组间均无显著性差异（P＞0.05），每单位干物质采食量（DMI）的CH4产量随着牛至添加量的增加而有所降低；瘤胃细菌、产甲烷菌和真菌群体的比例不受OR添加的影响；牛至的添加对饲粮中营养素的表观消化率没有影响，但牛至组的中性洗涤纤维消化率较对照组明显降低；与对照组相比，牛至组的尿素氮占总排泄尿氮的比例有降低趋势，尿素氮损失和粪便气味组间并没有明显差别；对照组与牛至组间的产奶量也无明显差异；饲料效率随着牛至添加量增加而线性增加；牛至添加对牛奶组成未见明显的影响。说明饲粮中添加牛至减少了DMI摄入量，提高了饲料效率。

牛至；荷斯坦奶牛；瘤胃发酵；生产参数；甲烷

温室气体排放和全球气候变暖是当前人类面临的重要问题。根据美国环境保护局（USEPA，2011）的估计，畜牧业生产的温室气体在世界温室气体总排放中占据较大份额，其中甲烷是温室气体组成的重要部分，温室气体可使地球表面温度升高［1］。牛通过打嗝排放出大量的甲烷，还有一少部分通过肠胃胀气排放。因此，畜牧业面临的重要任务是开发有效的、经济上可行和实用的温室气体减排技术，许多研究者为此进行了大量的相关研究。精油（EO，从芳香和药用植物提取的挥发性化合物）具有强抗菌性质［2］，已被许多人认为是一种可行的减少瘤胃内甲烷产生的新型添加剂［3］。此外，植物生物活性提取物（包括EO）也已被研究者作为改善瘤胃微生物发酵的潜在调节剂，用来增强牛奶和肉的健康特性［4］。牛至（origganum vulagare，OR）又名止痢草、小叶薄荷，为唇形科牛至属的多年生草本植物。牛至精油（oregano essential oil）是从天然植物牛至中提取的一种挥发油，其主要成分具有优良的抗菌效果且毒副作用极小，在动物体内残留量极低，是一种安全、高效、环保的天然饲用抗菌剂。现代医学研究发现，牛至精油具有抗菌、抗真菌、抗氧化及抗原虫等作用［5］。目前，国内对牛至精油的研究主要集中在猪上［6］，而在奶牛上仅见于对牛奶乳脂率的研究［7］。本研究旨在探讨在荷斯坦奶牛日粮中添加牛至对其瘤胃发酵、甲烷产生、产奶量和牛奶乳脂组成的影响。

1 材料与方法

1.1 试验动物与试验设计

试验在河北省行唐奶牛养殖合作社进行，4头瘤胃瘘管荷斯坦奶牛，平均日产奶量41.0 kg±3.5 kg，平均胎次2.2±0.34，平均体重715 kg±22 kg。试验采用4×4拉丁方设计。预试期14 d，共分4期，每期20 d。在切换到下期试验之前奶牛有7 d的缓冲期，奶牛饲喂全混合日粮（见表1）。牛至叶材料购买于亳州市鉴政贸易有限公司。对照组：不添加牛至（OR）；试验组：分为低（LOR）、中（MOR）、高（HOR）牛至添加组，每头日添加牛至量分别为250、500和750 g。对照组牛每日添加750 g的苜蓿草粉和棉籽饼的饲料补充剂（见表2），基础日粮满足NRC（2001）要求。上午8∶00饲喂。试验期间，每天在6：00和17：00挤奶。

1.2 取样和分析

每天记录TMR采食量，每周两次收集TMR样品混合保存待测。对TMR样品进行CP、NDF、ADF、Ash、Ca和P的分析，用湿化学方法估计NFC和NEL。将TMR样品和粪样在600℃下灰化4 h分析 OM及不可消化的NDF。

表1 基础日粮组成及营养水平（干物质基础）

表2 对照组饲料补充剂和牛至的营养成分组成%

取样期间连续2 d从瘤胃不同位置收集瘤胃样品，用于细菌、古细菌和真菌谱分析。剩余的样品通过2层粗纱布过滤，并将滤液立即置于冰上分析滤液的pH值，并处理分析NH3和VFA。

使用标签编码的FLX扩增子焦磷酸测序（b TEFAP），使用 Gray28F 5'GAGTTTGATCNTGGCTCAG和 Gray519r 5'GTNTTACNGCGGCKGCTG引物，分析牛至对瘤胃细菌群体的影响。使用古细菌349F 5'GYGCASCAGKCGMGAAW和古细菌806R 5'GGACTACVSGGGTATCTAAT引物进行古细菌焦磷酸测序。使用ITS1－ITS4真菌引物ITS1－F 5'CTTGGTCATTTAGAGGAAGTA和ITS4R 5'TCCTCCGCTTATTGATATGC进行真菌焦磷酸测序（fTEFAP）。使用SF6示踪剂技术测量瘤胃中CH4的产量。气相色谱仪分析CH4、H2、CO2和SF6气体。连续3d收集每头牛7个点尿液（约300 mL）和粪便样品（约400 g）。分析尿样中的尿囊素、尿酸、尿素氮和肌酐。通过尿肌酐浓度估计每天排泄尿体积。估计的尿量用于计算每日总氮、尿中尿素氮和嘌呤衍生物（尿囊素和尿酸）排泄。使用尿液嘌呤衍生物排泄来估计十二指肠微生物氮流量。使用iNDF作为内在消化标记估计营养物的表观消化率。分析粪便和TMR样品的iNDF。

采样期间连续2 d喂食后2 h从尾静脉收集血液样品。在取样期间（第2、4、6天），收集牛奶样品混合，并在-20℃储存，以备分析FA。使用红外光谱分析乳脂、真蛋白质、乳糖和牛奶尿素氮。用8个连续采样日的平均乳产量和DMI以及平均乳成分数据计算乳脂、蛋白质、乳糖、3.5%FCM、ECM和NEL产率和饲料效率。

对4期试验中对照组和高剂量牛至组牛的粪便进行臭味评价。在进食后2 h收集新鲜粪便和尿液样品，使用国际标准EN13725（CEN，2003）的动态三角强迫选择嗅觉测定法分析检测阈值。

1.3 统计分析

使用SAS的PROC MIXED程序分析所有数据。通过拉丁方ANOVA分析NEL产量和饲料效率。所使用模型为：

Yijkl=μ+Si+C（S）ij+Pk+T1+eijkl

其中Yijkl是因变量，μ是总体平均值，Si是拉丁方，C（S）ij是拉丁方内的奶牛，Pk是第k个周期，T1是第1个处理，其中误差项eijkl假定为正态分布，平均值为0，方差为常数。

动态三角强迫选择嗅觉检测阈值（粪便气味）数据被分析为对数值，在模型和测试仪中只有粪便样品为随机效应。通过成对t检验（PROC MIXED的PDIFF选项）分离平均值。

以拉丁方阵设计和AR（1）协方差结构作为重复测量，分析瘤胃发酵数据、DMI、产奶量和饲料效率。所使用模型为：

其中Dm是时间效应，TDlm是处理×采样相互作用的时间，其中误差项eijkl假定为正态分布，平均值为0，方差为常数。其他同上模型。

使用正交对比评估牛至利用率的影响。

2 结果与讨论

2.1 牛至对瘤胃发酵参数的影响

由表3可知，瘤胃pH值、总VFA和大多数VFA并未受牛至添加的影响。与对照组相比，牛至添加组的丁酸浓度有所降低，异丁酸的浓度有降低趋势（P=0.09）。与Hristov等［8］的试验结果不同，本试验中随牛至添加量的增加，瘤胃NH3浓度减少（P=0.042）。与对照组相比，牛至处理组中CH4浓度较低（P=0.08）。H2和CO2的浓度在各处理中没有差别。每单位DMI的CH4产量随着牛至添加量增加而降低（P=0.047）。与Hristov等［8］的试验一样，本试验的甲烷产生数据只在采食后8 h内收集，因此，牛至在24 h进食周期中的影响并未确定。

表3 对照组和牛至组奶牛的瘤胃发酵参数

Mohammed等［9］用a-环糊精-辣根油复合物（纯度60%）饲喂阉牛，结果表明，每单位DMI的甲烷产量降低了约19%，但DMI降低了10%。Beauchemin等［10］测试EO产品（基于百里酚、丁子香酚、香草醛和柠檬烯），发现对瘤胃CH4产量并无影响。Abdalla等［11］在日粮中添加桉树油（每只10 mL和20 mL）饲喂绵羊，结果表明，与对照组相比，CH4产量并未出现明显变化。Jahani-Azizabadi等［12］在体外研究了来自牛至的几种精油（每头100mg/d），发现牛至EO显著抑制了CH4的产生。林波等［13］研究了肉桂油和牛至油（50 mg/L的培养基）对奶牛瘤胃液体外发酵的影响，显示CH4产生减少了21.2%，而对VFA产生几乎没有影响。Vilela等［14］报道，奶牛瘤胃液体外发酵试验（相当于每头牛至油约4.5 g/d）显著降低了CH4产量，但不会对饲料消化产生负面影响，另外，还发现牛至油添加增加了丙酸浓度。Lin等［5］研究了麝香草、牛至、肉桂和柠檬EO的混合物（每头约50 g/d），发现其抑制了奶牛总气体的产生和VFA浓度，对CH4抑制更大。

2.2 牛至对瘤胃细菌、古细菌和真菌的影响

普雷沃氏菌由真杆菌属和拟杆菌属组成，是瘤胃内容物分离的瘤胃细菌的主要菌属。由表4可知，本试验中该菌并未受牛至添加的影响。McIntosh等［16］研究显示，大量的瘤胃细菌在体外被EO抑制。然而，在其他情况下，EO的抑制作用并不明显［17］。但EO的抗微生物性质在各种环境中一直被证明［18］。虽然EO在体外发酵和动物瘤胃发酵之间的效果存在差异［5］，但其对环境应激具有更大的缓冲潜力。本试验结果表明，与对照组相比，奶牛饲粮中添加牛至，细菌种属如琥珀酸菌和芽孢杆菌趋向于二次效应（P=0.06和P=0.08）。奶牛瘤胃中主要古菌属为甲烷短杆菌，占所有古细菌分离株的90%以上。添加牛至对本试验中的古细菌没有影响。真菌主要属种是新美鞭菌属和梨囊鞭菌属，除了根囊鞭菌属倾向于随着牛至添加量增加线性减少外（P=0.09）（与对照组相比，HOR降低56%），其对真菌主要属种均没有影响。

2.3 牛至对营养摄入量及表观消化率的影响

由表5可知，随着牛至添加量的增加添加组奶牛DM和营养素摄入逐渐减少。而总的表观消化率不受牛至添加的影响，但牛至添加组NDF的表观消化率较对照组明显降低（P=0.04）。

表4 牛至对奶牛瘤胃细菌、古细菌和真菌的影响（占总分离物的百分比）%

表5 对照组和牛至组营养日摄入量及表观消化率

2.4 牛至对瘤胃中氮损失和瘤胃微生物蛋白流出量的影响

由表6可知，大多数尿氮、粪氮排泄和乳氮分泌数据不受牛至添加量的影响。与对照组相比，牛至添加组尿素氮占总尿氮的比例有所减少（P=0.07）（具有对牛至添加量的二次效应，P=0.09），粪氮占摄入氮的比例有所增加（P=0.06）。

2.5 牛至对干物质摄入量和生产参数的影响

由表7可知，与对照相比，随着牛至添加量的增加，奶牛DMI逐渐减少（P=0.014），而饲料效率逐渐提高（P< 0.001）。牛至添加组的3.5%乳脂矫正乳饲料转化率较对照组有所增加（P=0.07），牛奶尿素氮有所降低（P=0.04）。

表6 对照组和牛至组奶牛瘤胃中氮损失和瘤胃微生物蛋白流出量

表7 对照组和牛至组奶牛的干物质摄入量和生产参数

2.6 牛至对牛奶FA组成的影响

由表8可知。添加牛至对牛奶脂肪酸含量没有明显影响。反式-11 C18：1浓度和其他反式C18：1中间体的浓度不受牛至添加量的影响。Benchaar等［7］将肉桂树皮精油喂给奶牛，发现对牛奶脂肪酸含量没有影响，但Morsy等［19］试验发现，添加杜松精油增加了山羊奶的共轭亚油酸含量。郝媛华［20］试验发现，奶牛日粮中添加茶皂素（每头30 g），降低了牛奶中中链脂肪酸，增加了长链脂肪酸，并能够明显降低饱和脂肪酸，增加不饱和脂肪酸。

动态三角形强迫选择嗅觉测定DT在对照组和高剂量组粪便之间没有统计学差异（P=0.60）。对照组与高剂量组奶牛粪便的气味质量数据比较发现存在超阈值强度，气味特征或快感音调方面没有显著差异。因此，从这些数据得出结论，奶牛日粮中添加牛至对奶牛粪便恶臭的排放没有产生有意义的改善。

表8 对照组和牛至组牛奶FA组成FAg/100g

3 结论

本试验结果表明，奶牛日粮中添加不同剂量（每头250 g，500 g，750 g）的牛至，在喂养8 h后与对照组相比，每单位DMI的瘤胃CH4产量有所减少。在24 h采食周期内对CH4产量的影响尚未确定。除了降低瘤胃氨浓度外，牛至对瘤胃发酵和微生物多样性并没有影响。与对照组相比，牛至组NDF的消化率有所下降，奶牛尿中尿素氮占总尿氮的比例趋于降低，DMI随牛至添加量的增加有所下降，但并不影响牛乳产量。饲料转化率随牛至添加量的增加而增加。牛至对乳成分和牛奶中脂肪酸含量没有影响，但降低了牛奶尿素氮的浓度。总的来说，奶牛日粮中添加牛至对奶牛采食8 h后的瘤胃CH4产量和饲料转化率有积极影响，但这一结果还需要在长期试验中得到进一步验证。

［1］ FAO.Greenhouse gas emissions from the dairy sector:a life cycle assessment［M］.Rome，Italy，2010.

［2］ Bakkali F，Averbeck S，Averbeck D，et al.Biological effects of essential oils-Areview［J］.Food ChemToxicol，2008，46:446-475.

［3］ Greathead H.Plants and plant extracts for improvinganimal productivity［J］.Proc Nutr Soc，2003，62:279-290.

［4］ Durmic Z，McSweeney C S，Kemp G W，et al.Australian plants with potential to inhibit bacteria and processes involved in ruminal biohydrogenation of fatty acids［J］.Anim Feed Sci Technol，2008，145: 271-284.

［5］ Ayala R S，De Castro MD L.Continuous subcritical water extraction as a useful tool for isolation of edible essential oils［J］.Food Chemistry，2001，75（1）:109-113.

［6］ 邱楚武.牛至油在仔猪饲料中的应用试验［J］.粮食与饲料工业，2003（7）:32-33.

［7］ 杨云贵，张越利，杜欣，等.2种玉米青贮饲料过程中主要微生物的变化规律研究［J］.畜牧兽医学报，2012，43（3）:398-400.

［8］ Hristov A N，Lee C，Cassidy T.Effect of Origanum vulgare L.leaves on rumen fermentation，production，and milk fatty acid composition in lactatingdairycows［J］.J DairySci，2011，96:1189-1202.

［9］ Mohammed N，Ajisaka N，Lila Z A，et al.Effect of Japanese horseradish oil on methane production and ruminal fermentation in vitro and in steers［J］.J AnimSci，2004，82:1839-1846.

［10］Beauchemin K A，McGinn S M.Methane emissions from beef cattle: Effects of fumaric acid，essential oil，and canola oil［J］.J Anim Sci，2004，4:1489-1496.

［11］Abdalla A L，Louvandini H，Abdallah S M，et al.In vitro evaluation，in vivo quantification，and microbial diversity studies of nutritional strategies for reducing enteric methane production［J］.Trop Anim Health Prod，2012，44:953-964.

［12］Jahani-Azizabadi H，Mesgaran MD，Vakili A R，et al.Effect of various medicinal plant essential oils obtained from semi-arid climate on rumen fermentation characteristics of a high forage diet using in vitro batch culture［J］.Afr J Microbiol Res，2011，5:4812-4819.

［13］林波，纪苗苗，梁权.肉桂油和牛至油及其主要成分对体外瘤胃发酵和甲烷产生的影响［J］.中国兽医学报，2011（31）:279-282.

［14］Vilela F G，Bueno I C S，Netto A S，et al.Effect of oregano，ginger and thyme oils on in vitro rumen fermentation and methane emission［J］.J DairySci，2012，95（S2）:628.

［15］ Lin B，Lu Y，Wang J H，et al.The effects of combined essential oils along with fumarate on rumen fermentation and methane production in vitro［J］.J AnimFeed Sci，2012，21:198-210.

［16］ McIntosh F M，Williams P，Losa R，et al.Effects of essential oils on ruminal microorganisms and their protein metabolism［J］.Appl Environ Microbiol，2003，69:5011-5014.

［17］ Duval S M，McEwan N R，Graham R C，et al.Effect of a blend of essential oil compounds on the colonization of starch-rich substrates by bacteria in the rumen［J］.J Appl Microbiol，2007，103:2132-2141.

［18］ Franz C，Baser K H C.Essential oils and aromatic plants in animal feeding-A European perspective.A review［J］.Flavour Fragrance J，2010，25:327-340.

［19］Morsy T A，Kholif S M，Matloup O H，et al.Impact of anise，clove and juniper oils as feed additives on the productive performance of lactating goats［J］.Int J DairySci，2012，7:20-28.

［20］郝媛华.茶皂素对荷斯坦奶牛产奶性能、抗氧化能力及免疫力的影响［D］.北京:北京农学院，2015.

Effects of Diets Supplemented with Oregano on Rumen Fermentation,Production Parameters and Milk Fatty Acid Composition in Lactating Cows

Shi Ning1，2
（1.BeijingUniversityofAgriculture，Beijing102206，China；2.Hebei Province XingtangDairyCooperatives，Shijiazhuang050600，China）

In order to investigate the effects of oregano on rumen fermentation，production parameters and milk fat composition in lactating Holstein，four cows with rumen fistulae were selected and a 4×4 Latin square design was used.The pre-feeding period was 14 d，20 d for each feeding period of total four.The four groups were control group，oregano groupⅠ（250 g/d），oregano groupⅡ（500g/d），oreganogroupⅢ（750g/d）.Comparedwiththecontrolgroup，therumenpH，VFAconcentrationandthemicrobial protein yield in the oregano groups had no significant difference（P>0.05），so did the proportion of rumen bacteria，methanogens and fungal population，but the NH3concentration decreased，the CH4yield decreased linearly；compared with the control group，the apparent digestibilities of nutrients in the oregano groups had no significant difference（P>0.05），but the digestibilities of NDF in the oregano groups decreased obviously；besides，compared with the control group，the total excretion of urea nitrogen in the oregano groups were reduced，but no significant affect on the loss of urea nitrogen and fecal odor were found.The milk yield and the milk composition were not affected by the treatments，but the feed efficiency increased linearly with the increase of oregano.It could be concluded that supplementary oregano in the lactating cow diet might reduce the DMI and increase feed efficiency，but had no significant affects on milk yield and milk composition.

oregano；Holstein cow；rumen fermentation；production parameter；methane

S823.5

A

2095-3887（2017）03-0028-06

10.3969/j.issn.2095-3887.2017.03.008

2017-03-06

石宁（1987-），男，硕士。研究方向：反刍动物营养与免疫。