日糧中添加牛至對泌乳奶牛瘤胃發酵、生產參數及乳脂肪酸組成的影響

石 寧

（1.北京農學院，北京 102206；2.河北省行唐奶牛養殖合作社，石家莊 050600）

日糧中添加牛至對泌乳奶牛瘤胃發酵、生產參數及乳脂肪酸組成的影響

石 寧1，2

（1.北京農學院，北京 102206；2.河北省行唐奶牛養殖合作社，石家莊 050600）

試驗旨在研究牛至對荷斯坦奶牛瘤胃發酵、產奶量和乳脂肪酸組成的影響。試驗選取4頭瘤胃瘺管奶牛，采用4×4拉丁方設計，預飼期14 d，每期20 d，共4期。對照組：無牛至（OR）添加；牛至組：分為低、中、高3個添加組，每頭牛日添加牛至量分別為250、500和750 g。結果表明：牛至組的瘤胃pH值、揮發性脂肪酸（VFA）濃度和微生物蛋白質合成量與對照組間均無顯著性差異（P＞0.05），每單位干物質采食量（DMI）的CH4產量隨著牛至添加量的增加而有所降低；瘤胃細菌、產甲烷菌和真菌群體的比例不受OR添加的影響；牛至的添加對飼糧中營養素的表觀消化率沒有影響，但牛至組的中性洗滌纖維消化率較對照組明顯降低；與對照組相比，牛至組的尿素氮占總排泄尿氮的比例有降低趨勢，尿素氮損失和糞便氣味組間并沒有明顯差別；對照組與牛至組間的產奶量也無明顯差異；飼料效率隨著牛至添加量增加而線性增加；牛至添加對牛奶組成未見明顯的影響。說明飼糧中添加牛至減少了DMI攝入量，提高了飼料效率。

牛至；荷斯坦奶牛；瘤胃發酵；生產參數；甲烷

溫室氣體排放和全球氣候變暖是當前人類面臨的重要問題。根據美國環境保護局（USEPA，2011）的估計，畜牧業生產的溫室氣體在世界溫室氣體總排放中占據較大份額，其中甲烷是溫室氣體組成的重要部分，溫室氣體可使地球表面溫度升高［1］。牛通過打嗝排放出大量的甲烷，還有一少部分通過腸胃脹氣排放。因此，畜牧業面臨的重要任務是開發有效的、經濟上可行和實用的溫室氣體減排技術，許多研究者為此進行了大量的相關研究。精油（EO，從芳香和藥用植物提取的揮發性化合物）具有強抗菌性質［2］，已被許多人認為是一種可行的減少瘤胃內甲烷產生的新型添加劑［3］。此外，植物生物活性提取物（包括EO）也已被研究者作為改善瘤胃微生物發酵的潛在調節劑，用來增強牛奶和肉的健康特性［4］。牛至（origganum vulagare，OR）又名止痢草、小葉薄荷，為唇形科牛至屬的多年生草本植物。牛至精油（oregano essential oil）是從天然植物牛至中提取的一種揮發油，其主要成分具有優良的抗菌效果且毒副作用極小，在動物體內殘留量極低，是一種安全、高效、環保的天然飼用抗菌劑?，F代醫學研究發現，牛至精油具有抗菌、抗真菌、抗氧化及抗原蟲等作用［5］。目前，國內對牛至精油的研究主要集中在豬上［6］，而在奶牛上僅見于對牛奶乳脂率的研究［7］。本研究旨在探討在荷斯坦奶牛日糧中添加牛至對其瘤胃發酵、甲烷產生、產奶量和牛奶乳脂組成的影響。

1 材料與方法

1.1 試驗動物與試驗設計

試驗在河北省行唐奶牛養殖合作社進行，4頭瘤胃瘺管荷斯坦奶牛，平均日產奶量41.0 kg±3.5 kg，平均胎次2.2±0.34，平均體重715 kg±22 kg。試驗采用4×4拉丁方設計。預試期14 d，共分4期，每期20 d。在切換到下期試驗之前奶牛有7 d的緩沖期，奶牛飼喂全混合日糧（見表1）。牛至葉材料購買于亳州市鑒政貿易有限公司。對照組：不添加牛至（OR）；試驗組：分為低（LOR）、中（MOR）、高（HOR）牛至添加組，每頭日添加牛至量分別為250、500和750 g。對照組牛每日添加750 g的苜蓿草粉和棉籽餅的飼料補充劑（見表2），基礎日糧滿足NRC（2001）要求。上午8∶00飼喂。試驗期間，每天在6：00和17：00擠奶。

1.2 取樣和分析

每天記錄TMR采食量，每周兩次收集TMR樣品混合保存待測。對TMR樣品進行CP、NDF、ADF、Ash、Ca和P的分析，用濕化學方法估計NFC和NEL。將TMR樣品和糞樣在600℃下灰化4 h分析 OM及不可消化的NDF。

表1 基礎日糧組成及營養水平（干物質基礎）

表2 對照組飼料補充劑和牛至的營養成分組成%

取樣期間連續2 d從瘤胃不同位置收集瘤胃樣品，用于細菌、古細菌和真菌譜分析。剩余的樣品通過2層粗紗布過濾，并將濾液立即置于冰上分析濾液的pH值，并處理分析NH3和VFA。

使用標簽編碼的FLX擴增子焦磷酸測序（b TEFAP），使用 Gray28F 5'GAGTTTGATCNTGGCTCAG和 Gray519r 5'GTNTTACNGCGGCKGCTG引物，分析牛至對瘤胃細菌群體的影響。使用古細菌349F 5'GYGCASCAGKCGMGAAW和古細菌806R 5'GGACTACVSGGGTATCTAAT引物進行古細菌焦磷酸測序。使用ITS1－ITS4真菌引物ITS1－F 5'CTTGGTCATTTAGAGGAAGTA和ITS4R 5'TCCTCCGCTTATTGATATGC進行真菌焦磷酸測序（fTEFAP）。使用SF6示蹤劑技術測量瘤胃中CH4的產量。氣相色譜儀分析CH4、H2、CO2和SF6氣體。連續3d收集每頭牛7個點尿液（約300 mL）和糞便樣品（約400 g）。分析尿樣中的尿囊素、尿酸、尿素氮和肌酐。通過尿肌酐濃度估計每天排泄尿體積。估計的尿量用于計算每日總氮、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來估計十二指腸微生物氮流量。使用iNDF作為內在消化標記估計營養物的表觀消化率。分析糞便和TMR樣品的iNDF。

采樣期間連續2 d喂食后2 h從尾靜脈收集血液樣品。在取樣期間（第2、4、6天），收集牛奶樣品混合，并在-20℃儲存，以備分析FA。使用紅外光譜分析乳脂、真蛋白質、乳糖和牛奶尿素氮。用8個連續采樣日的平均乳產量和DMI以及平均乳成分數據計算乳脂、蛋白質、乳糖、3.5%FCM、ECM和NEL產率和飼料效率。

對4期試驗中對照組和高劑量牛至組牛的糞便進行臭味評價。在進食后2 h收集新鮮糞便和尿液樣品，使用國際標準EN13725（CEN，2003）的動態三角強迫選擇嗅覺測定法分析檢測閾值。

1.3 統計分析

使用SAS的PROC MIXED程序分析所有數據。通過拉丁方ANOVA分析NEL產量和飼料效率。所使用模型為：

Yijkl=μ+Si+C（S）ij+Pk+T1+eijkl

其中Yijkl是因變量，μ是總體平均值，Si是拉丁方，C（S）ij是拉丁方內的奶牛，Pk是第k個周期，T1是第1個處理，其中誤差項eijkl假定為正態分布，平均值為0，方差為常數。

動態三角強迫選擇嗅覺檢測閾值（糞便氣味）數據被分析為對數值，在模型和測試儀中只有糞便樣品為隨機效應。通過成對t檢驗（PROC MIXED的PDIFF選項）分離平均值。

以拉丁方陣設計和AR（1）協方差結構作為重復測量，分析瘤胃發酵數據、DMI、產奶量和飼料效率。所使用模型為：

其中Dm是時間效應，TDlm是處理×采樣相互作用的時間，其中誤差項eijkl假定為正態分布，平均值為0，方差為常數。其他同上模型。

使用正交對比評估牛至利用率的影響。

2 結果與討論

2.1 牛至對瘤胃發酵參數的影響

由表3可知，瘤胃pH值、總VFA和大多數VFA并未受牛至添加的影響。與對照組相比，牛至添加組的丁酸濃度有所降低，異丁酸的濃度有降低趨勢（P=0.09）。與Hristov等［8］的試驗結果不同，本試驗中隨牛至添加量的增加，瘤胃NH3濃度減少（P=0.042）。與對照組相比，牛至處理組中CH4濃度較低（P=0.08）。H2和CO2的濃度在各處理中沒有差別。每單位DMI的CH4產量隨著牛至添加量增加而降低（P=0.047）。與Hristov等［8］的試驗一樣，本試驗的甲烷產生數據只在采食后8 h內收集，因此，牛至在24 h進食周期中的影響并未確定。

表3 對照組和牛至組奶牛的瘤胃發酵參數

Mohammed等［9］用a-環糊精-辣根油復合物（純度60%）飼喂閹牛，結果表明，每單位DMI的甲烷產量降低了約19%，但DMI降低了10%。Beauchemin等［10］測試EO產品（基于百里酚、丁子香酚、香草醛和檸檬烯），發現對瘤胃CH4產量并無影響。Abdalla等［11］在日糧中添加桉樹油（每只10 mL和20 mL）飼喂綿羊，結果表明，與對照組相比，CH4產量并未出現明顯變化。Jahani-Azizabadi等［12］在體外研究了來自牛至的幾種精油（每頭100mg/d），發現牛至EO顯著抑制了CH4的產生。林波等［13］研究了肉桂油和牛至油（50 mg/L的培養基）對奶牛瘤胃液體外發酵的影響，顯示CH4產生減少了21.2%，而對VFA產生幾乎沒有影響。Vilela等［14］報道，奶牛瘤胃液體外發酵試驗（相當于每頭牛至油約4.5 g/d）顯著降低了CH4產量，但不會對飼料消化產生負面影響，另外，還發現牛至油添加增加了丙酸濃度。Lin等［5］研究了麝香草、牛至、肉桂和檸檬EO的混合物（每頭約50 g/d），發現其抑制了奶?？倸怏w的產生和VFA濃度，對CH4抑制更大。

2.2 牛至對瘤胃細菌、古細菌和真菌的影響

普雷沃氏菌由真桿菌屬和擬桿菌屬組成，是瘤胃內容物分離的瘤胃細菌的主要菌屬。由表4可知，本試驗中該菌并未受牛至添加的影響。McIntosh等［16］研究顯示，大量的瘤胃細菌在體外被EO抑制。然而，在其他情況下，EO的抑制作用并不明顯［17］。但EO的抗微生物性質在各種環境中一直被證明［18］。雖然EO在體外發酵和動物瘤胃發酵之間的效果存在差異［5］，但其對環境應激具有更大的緩沖潛力。本試驗結果表明，與對照組相比，奶牛飼糧中添加牛至，細菌種屬如琥珀酸菌和芽孢桿菌趨向于二次效應（P=0.06和P=0.08）。奶牛瘤胃中主要古菌屬為甲烷短桿菌，占所有古細菌分離株的90%以上。添加牛至對本試驗中的古細菌沒有影響。真菌主要屬種是新美鞭菌屬和梨囊鞭菌屬，除了根囊鞭菌屬傾向于隨著牛至添加量增加線性減少外（P=0.09）（與對照組相比，HOR降低56%），其對真菌主要屬種均沒有影響。

2.3 牛至對營養攝入量及表觀消化率的影響

由表5可知，隨著牛至添加量的增加添加組奶牛DM和營養素攝入逐漸減少。而總的表觀消化率不受牛至添加的影響，但牛至添加組NDF的表觀消化率較對照組明顯降低（P=0.04）。

表4 牛至對奶牛瘤胃細菌、古細菌和真菌的影響（占總分離物的百分比）%

表5 對照組和牛至組營養日攝入量及表觀消化率

2.4 牛至對瘤胃中氮損失和瘤胃微生物蛋白流出量的影響

由表6可知，大多數尿氮、糞氮排泄和乳氮分泌數據不受牛至添加量的影響。與對照組相比，牛至添加組尿素氮占總尿氮的比例有所減少（P=0.07）（具有對牛至添加量的二次效應，P=0.09），糞氮占攝入氮的比例有所增加（P=0.06）。

2.5 牛至對干物質攝入量和生產參數的影響

由表7可知，與對照相比，隨著牛至添加量的增加，奶牛DMI逐漸減少（P=0.014），而飼料效率逐漸提高（P< 0.001）。牛至添加組的3.5%乳脂矯正乳飼料轉化率較對照組有所增加（P=0.07），牛奶尿素氮有所降低（P=0.04）。

表6 對照組和牛至組奶牛瘤胃中氮損失和瘤胃微生物蛋白流出量

表7 對照組和牛至組奶牛的干物質攝入量和生產參數

2.6 牛至對牛奶FA組成的影響

由表8可知。添加牛至對牛奶脂肪酸含量沒有明顯影響。反式-11 C18：1濃度和其他反式C18：1中間體的濃度不受牛至添加量的影響。Benchaar等［7］將肉桂樹皮精油喂給奶牛，發現對牛奶脂肪酸含量沒有影響，但Morsy等［19］試驗發現，添加杜松精油增加了山羊奶的共軛亞油酸含量。郝媛華［20］試驗發現，奶牛日糧中添加茶皂素（每頭30 g），降低了牛奶中中鏈脂肪酸，增加了長鏈脂肪酸，并能夠明顯降低飽和脂肪酸，增加不飽和脂肪酸。

動態三角形強迫選擇嗅覺測定DT在對照組和高劑量組糞便之間沒有統計學差異（P=0.60）。對照組與高劑量組奶牛糞便的氣味質量數據比較發現存在超閾值強度，氣味特征或快感音調方面沒有顯著差異。因此，從這些數據得出結論，奶牛日糧中添加牛至對奶牛糞便惡臭的排放沒有產生有意義的改善。

表8 對照組和牛至組牛奶FA組成FAg/100g

3 結論

本試驗結果表明，奶牛日糧中添加不同劑量（每頭250 g，500 g，750 g）的牛至，在喂養8 h后與對照組相比，每單位DMI的瘤胃CH4產量有所減少。在24 h采食周期內對CH4產量的影響尚未確定。除了降低瘤胃氨濃度外，牛至對瘤胃發酵和微生物多樣性并沒有影響。與對照組相比，牛至組NDF的消化率有所下降，奶牛尿中尿素氮占總尿氮的比例趨于降低，DMI隨牛至添加量的增加有所下降，但并不影響牛乳產量。飼料轉化率隨牛至添加量的增加而增加。牛至對乳成分和牛奶中脂肪酸含量沒有影響，但降低了牛奶尿素氮的濃度?？偟膩碚f，奶牛日糧中添加牛至對奶牛采食8 h后的瘤胃CH4產量和飼料轉化率有積極影響，但這一結果還需要在長期試驗中得到進一步驗證。

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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

石寧（1987-），男，碩士。研究方向：反芻動物營養與免疫。