日粮补充过瘤胃锌和包被纤维素复合酶对奶牛泌乳性能、养分消化和瘤胃发酵的影响

锌是动物必需的微量矿物元素，组成体内300多种酶，参与机体碳水化合物、蛋白质、脂肪和核酸的代谢，可以通过促进微生物生长和酶的活性提高反刍动物日粮养分消化率[1]。然而瘤胃内锌浓度过高会对瘤胃微生物与酶产生毒性作用。瘤胃微生物细胞壁中锌的积累会影响微生物在饲料颗粒表面黏附，从而限制粗纤维的利用[2]。纤维素酶是有一种复合酶，能促进营养物质吸收，消除抗营养因子，提高可溶性糖的含量，降低中性洗涤纤维的含量[3]。为防止硫酸锌在瘤胃内快速溶解，降低锌对瘤胃内酶蛋白的破坏作用，同时防止外源性纤维素酶制剂在瘤胃内被破坏，因此研究过瘤胃锌和包被纤维素复合酶对促进锌和纤维素酶的有效利用，进而为奶牛养殖提供技术参考。有报道指出，在奶牛日粮中添加0.1%的纤维素酶，奶牛产奶量平均提高9.47%，而试验组的乳脂率、乳蛋白和乳糖不因产奶量的增加而下降，反而略有提高[4]。Rode [5]报道，在泌乳奶牛精料中添加1.3 g/kg外源性纤维素酶，干物质、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维和粗蛋白的消化率分别提高1.4%、7.5%、10.2%和8.1%，产奶量也增加了3.5 kg/d。此外，有研究表明硫酸锌可以提高牛的泌乳性能[6]。有研究比较了锌添加量在20、30 mg/kg和40 mg/kg日粮干物质时过瘤胃锌和硫酸锌的添加效果，发现过瘤胃锌显著提高了牛的沉积氮；显著提高了玉米青贮干物质、有机物和中性洗涤纤维以及混合精料干物质、有机物和粗蛋白的瘤胃有效降解率[7-8]。然而，目前还没有研究报道纤维素复合酶和过瘤胃锌联合添加对奶牛泌乳性能的影响，而且纤维素复合酶与锌互作效应尚不明确。本试验通过研究包被纤维素复合酶和过瘤胃锌对泌乳奶牛泌乳性能、日粮养分消化率和瘤胃发酵的影响，比较包被纤维素复合酶和过瘤胃锌的添加效果，探讨锌和纤维素酶的互作效应，以期提高锌的利用率。

1.1 试验设计和饲养管理

本试验将32头荷斯坦泌乳奶牛[胎次为(1.5±0.72)，体重为(617±11.6) kg，泌乳天数为(93.8±4.9) d，日产奶量为(45.2±3.1) kg]按照2×2因子随机分为4组，分别为对照组、包被纤维素复合酶组（CCEC，纤维素复合酶2 g/kg）、过瘤胃锌组（RPZn，锌20 mg/kg）和包被纤维素复合酶+过瘤胃锌组（纤维素复合酶2 g/kg+20 mg锌/kg）。试验共70 d，包括10 d预试期、60 d正试期。精粗比为50∶50，具体组成及营养水平见表1，试验期间试验奶牛单栏饲养，自由采食与饮水，每日于07:00、13:00和19:00饲喂。试验所用RPZn和CCEC依据Wang等[9]提供的方法制作。CCEC包含纤维素酶（100 g/kg）、木聚糖酶（150 g/kg）、果胶酶（100 g/kg）、漆酶（150 g/kg）、棕榈油（340 g/kg）和硬脂酸钙（160 g/kg），包被制成0.6~1.25 mm大小的颗粒。RPZn是将硫酸锌28.8%、氢化植物油36%、二氧化硅18%和硬脂酸钙17%制成1.2 mm的颗粒。本试验包被纤维素复合酶的瘤胃降解率为40%，过瘤胃锌的瘤胃降解率为14.85%。

1.2 测定项目及样品采集与分析

1.2.1 采食量测定及饲料样品采集与成分测定

试验期间每天记录奶牛投料量和剩料量。每10 d采集一次日粮样品并称鲜重。将日粮置于托盘中，在60~65 ℃下烘干后，取样粉碎，按常规测定法[10]测定干物质(DM)、有机物(OM)、蛋白质(CP)、粗脂肪(EE)、中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)、钙(Ca)和磷(P)。

1.2.2 产奶量测定及奶样的采集与分析

试验期间每天记录产奶量，每10 d采集一次奶样，分别于7:00、13:00和19:00取全部试验牛奶样50 mL，奶样中加入重铬酸钾防腐剂（0.6 mg/mL），使用红外乳品分析仪测定乳成分含量，采用加权平均算法计算乳成分含量。

1.2.3 粪样的采集与成分分析

采用直肠取粪的方法采集粪样，试验第31~33 d和第61~63 d，各组随机抽取5头试验牛，每日7:00、13:00和19:00分别采一次粪，每头一次取300 g，并加入粪重1/4的10%酒石酸溶液进行固氮，将每头试验牛3日所收粪样充分混合均匀，制备风干粪样，测定粪样中干物质(DM)、有机物（OM）、蛋白质(CP)、粗脂肪（EE）、中性洗涤纤维(NDF)和酸性洗涤纤维(ADF)。

1.2.4 瘤胃液的采集及发酵参数测定

试验第34 d和64 d于晨饲后2 h通过胃管采集瘤胃液，为避免唾液污染，最先采集的部分要倒掉。收集每头奶牛瘤胃液样品约200 mL，立即用PHS-2C型酸度计测定pH值，四层纱布过滤后，-40 ℃冷冻保存。根据文献所述方法[11]测定挥发性脂肪酸（volatile fatty acids，VFA）、氨态氮（ammonia N）。

1.3 数据处理与统计分析

数据采用SAS 9.0统计分析软件的2×2因子随机区组设计的混合模型进行方差分析。公式如下：Y_jk=μ+α_j+β_k+(αβ)_jk+ε_jk

式中：Y_jk——因变量；

μ——总平均值；

α_j——日粮添加过瘤胃锌的固定效应；

β_k——包被纤维素复合酶的固定效应；

(αβ)_jk——互作效应；

ε_jk——标准误差。

当P<0.01为差异极显著，0.01≤P<0.05为差异显著，0.05≤P<0.10为有差异趋势。

2.1 补充过瘤胃锌和包被纤维素复合酶对泌乳奶牛干物质采食量、泌乳性能及饲料效率的影响（见表2）

由表2可知，CCEC与RPZn对泌乳奶牛干物质采食量、泌乳性能与饲料效率无交互作用（P>0.05）。日粮补充CCEC或RPZn对泌乳奶牛干物质采食量、产奶量、乳蛋白产量、乳糖产量和乳成分均无显著影响（P>0.05）。日粮添加CCEC后，泌乳奶牛平均每天乳脂校正乳与乳脂肪产量有增加趋势（0.05≤P<0.10）。日粮添加CCEC或RPZn极显著提高了饲料效率（P<0.01）。

2.2 补充过瘤胃锌和包被纤维素复合酶对泌乳奶牛营养物质消化率的影响（见表3）

由表3可知，CCEC与RPZn互作有增加泌乳奶牛日粮酸性洗涤纤维消化率的趋势（0.05≤P<0.10）。补充CCEC或RPZn后显著增加了干物质、有机物和粗脂肪的消化率（P<0.05）。添加RPZn显著提高了粗蛋白的消化率（P<0.05）；添加CCEC显著提高了中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维的消化率（P<0.05）。

2.3 补充过瘤胃锌和包被纤维素复合酶对泌乳奶牛瘤胃发酵的影响（见表4）

由表4可知，CCEC与RPZn互作对瘤胃异丁酸和戊酸摩尔比有增加的趋势（0.05≤P<0.10）。添加CCEC显著降低了瘤胃pH值（P<0.05），显著增加了总挥发性脂肪酸浓度和乙酸：丙酸值（P<0.05）。补充RPZn对瘤胃发酵参数均无显著影响（P>0.05）。

3.1 日粮补充过瘤胃锌和包被纤维素复合酶对泌乳性能的影响

日粮补充RPZn或CCEC显著提高了饲料效率，但干物质采食量和产奶量没有显著增加，原因是奶牛的采食量主要受血液中VFA浓度的调节，外源性纤维素酶的添加增加了瘤胃中VFA的产量，通过瘤胃，大量的VFA进入血液，使血液中VFA浓度提高，反馈调节于食欲中枢，导致采食没有明显改善[12]。

3.2 日粮补充过瘤胃锌和包被纤维素复合酶对养分消化率的影响

日粮补充CCEC和RPZn对干物质、有机物和粗脂肪的消化率均显著提升，与其他研究结果一致[1,13]。表明RPZn可能促进了瘤胃微生物的生长，提高了瘤胃内消化酶的活力，从而提高了饲料营养物质在瘤胃中的降解率，粗蛋白消化率的提高也说明了这一点。因此瘤胃内适宜浓度的锌，可以促进瘤胃微生物和酶的活力，从而提高日粮营养物质消化率[1-2]；CCEC提高了瘤胃降解饲料的能力，不仅提高了纤维物质的降解率，而且也能够促进非纤维营养物质的消化率。RPZn能够使更多的锌到达小肠，锌被吸收后以辅酶的形式发挥作用，促进牛自身的代谢效率，这可能也是促进养分表观消化率的主要原因。有研究表明，外源性纤维素酶提高了纤维在瘤胃中的降解速率，也能够增加纤维在小肠中的降解速率[14]。

3.3 日粮补充过瘤胃锌和包被纤维素复合酶对瘤胃发酵的影响

瘤胃pH受采食、反刍时间、唾液分泌、瘤胃VFA含量等多种因素的影响，是衡量瘤胃发酵状况的重要指标。VFA产量增加时，瘤胃pH值会降低。本研究添加CCEC奶牛瘤胃总挥发性脂肪酸产量增加，瘤胃pH值降低。各处理组的pH范围为6.29~6.66，适于纤维分解菌和营养物质的消化[11]。日粮添加CCEC和RPZn对乙酸和丙酸产量差异虽然不显著，但是乙酸：丙酸值显著升高，说明泌乳奶牛瘤胃发酵类型趋向于乙酸发酵类型。本试验中各挥发性脂肪酸的浓度差异虽然不显著，但中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维的消化率显著升高，这一结果与Elwakeel等[15]的体外试验结果一致，作者发现应用于日粮的纤维素复合酶对体外试验中干物质的消化有积极的影响，但对VFA的产生没有影响，并且Anja等[16]研究发现纤维素酶的添加不影响瘤胃总挥发性脂肪酸、乙酸、丙酸、丁酸的浓度和乙酸：丙酸值，因此CCEC的添加可能提高了粗纤维在盲肠和结肠中的降解。瘤胃内的氨态氮是微生物合成微生物蛋白质的主要物质，本研究中RPZn虽然促进了粗蛋白的消化，但瘤胃氨态氮含量没有提高，这可能是由于适宜浓度的锌促进了瘤胃氨态氮的吸收，提高了微生物对氨态氮的充分利用。

过瘤胃锌或包被纤维素复合酶可以提高干物质、有机物、粗脂肪和中性洗涤纤维的消化率，从而提高了饲料效率，包被纤维素复合酶促进了瘤胃发酵。两者在以上试验中不存在交互作用。

参考文献及更多内容详见：

饲料工业，2021，42（5）：5-9

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