趙新茂，隋 晨，王肆玖，金爾光，才 航，易建明＊

（1.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院，湖北 武漢 430070；2.武漢市畜牧獸醫(yī)科學(xué)研究所，湖北 武漢 430065）

二氫吡啶（Dihydropyridine）的化學(xué)名稱為2，6－二甲基－3，5－二乙酯基－l，4－二氫吡啶，其主要結(jié)構(gòu)是l，4－二氫吡啶環(huán)和NH基。二氫吡啶是農(nóng)業(yè)部首次批準(zhǔn)在我國(guó)使用的獸藥類促生長(zhǎng)添加劑，現(xiàn)已列入農(nóng)業(yè)部《獸藥質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》2003年版中。大量研究表明，二氫吡啶能夠抗氧化、保護(hù)生物膜，提高血清甲狀腺素水平，提高促卵泡激素（FSH）和促黃體激素（LH）的含量，降低血清中皮質(zhì)醇的含量，提高機(jī)體免疫力，促進(jìn)礦物質(zhì)的消化吸收等［1－6］。因此，二氫吡啶作為一種非營(yíng)養(yǎng)性添加劑受到廣泛關(guān)注。目前，國(guó)內(nèi)外關(guān)于二氫吡啶在奶牛上的研究主要有其對(duì)產(chǎn)奶量，乳中成分，產(chǎn)奶量及抗氧化的影響等，李成會(huì)等［7］在奶牛精料補(bǔ)充料中添加150mg／kg二氫吡啶，試驗(yàn)結(jié)果表明，產(chǎn)奶量提高6.19%。陳桂榮等［8］在奶牛精料補(bǔ)充料中添加100mg／kg二氫吡啶，結(jié)果試驗(yàn)組奶牛日平均產(chǎn)奶量提高了8.6%（P＜0.01），平均乳脂率提高了21.9%（P ＜0.05），而且添加二氫吡啶后，奶牛健康狀況有了很大的改善。朱蓮英等［9］在奶牛日糧中添加150mg／kg二氫吡啶，產(chǎn)奶量也提高了5.65%，隱性乳房炎的發(fā)病率降低了71.4%。曹杰［10］（2010）在商品濃縮料和自配精飼料中添加0.02%二氫吡啶，提高了血漿中SOD、GSH－Px、CAT酶活力，減少脂質(zhì)過(guò)氧化產(chǎn)物MDA的產(chǎn)量。而二氫吡啶對(duì)熱應(yīng)激奶牛瘤胃發(fā)酵狀態(tài)影響的研究報(bào)道極少。因此，本試驗(yàn)擬通過(guò)研究飼糧中添加二氫吡啶對(duì)熱應(yīng)激奶牛瘤胃發(fā)酵功能的影響，為二氫吡啶在對(duì)抗奶牛熱應(yīng)激領(lǐng)域的合理應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

二氫吡啶（DHP，純度≥98%），購(gòu)自武漢市合中生化制造有限公司。

1.2 試驗(yàn)動(dòng)物及試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)動(dòng)物根據(jù)胎次（3.0±0.05）、產(chǎn)奶量（20.52±0.33kg）、體重相近（504.0±6.0kg）的原則，選取6頭泌乳中期（104.8±12.0d）健康的中國(guó)荷斯坦奶牛。試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。試驗(yàn)有兩因素，因素一為氧化應(yīng)激狀態(tài)（Stress）：春季無(wú)應(yīng)激和夏季應(yīng)激；因素二為二氫吡啶添加量（二氫吡啶添加劑量參照農(nóng)業(yè)部《獸藥質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》2003年版），分別為0.0g／（頭·d）和3.0g／（頭·d）。試驗(yàn)設(shè)計(jì)見(jiàn)表1。

表1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.3 試驗(yàn)飼糧及飼養(yǎng)管理

本試驗(yàn)在湖北省武漢市畜牧獸醫(yī)科學(xué)研究所金口基地奶牛養(yǎng)殖場(chǎng)進(jìn)行。奶牛飼養(yǎng)方式采用雙列對(duì)頭固定頸夾式飼養(yǎng)，舍內(nèi)配備臥床，奶牛自由采食、自由運(yùn)動(dòng)。各處理組之間除有無(wú)添加二氫吡啶不同外，奶牛飼養(yǎng)管理一致。喂料方式為先粗后精，人工飼喂。每日飼喂3次，分別于07：00、13：00和19：00飼喂，每次喂料結(jié)束后散放到運(yùn)動(dòng)場(chǎng)自由運(yùn)動(dòng)，飲水槽保證足夠清潔的飲水。每天擠奶2次，每次均記錄產(chǎn)奶量，每月一次DHI測(cè)定。使用時(shí)將二氫吡啶先與少量精料混勻，再逐級(jí)擴(kuò)大直至與所有飼料混勻，因二氫吡啶本身極易氧化，所以在試驗(yàn)過(guò)程中采取隨制隨喂的方法，以期獲得最理想的效果。試驗(yàn)基礎(chǔ)日糧組成及營(yíng)養(yǎng)水平見(jiàn)表2。

表2 試驗(yàn)基礎(chǔ)日糧組成及營(yíng)養(yǎng)成分表1

1.4 樣品采集

試驗(yàn)分春季和夏季兩個(gè)階段，每個(gè)階段兩個(gè)時(shí)期，全部動(dòng)物試驗(yàn)共計(jì)4個(gè)時(shí)期（NS－ND，無(wú)應(yīng)激不添加二氫吡啶；NS－D，無(wú)應(yīng)激添加二氫吡啶；S－ND，應(yīng)激不添加二氫吡啶；S－D，應(yīng)激添加二氫吡啶），每個(gè)時(shí)期15d。試驗(yàn)周期安排見(jiàn)圖1。

圖1 試驗(yàn)周期

每期飼養(yǎng)試驗(yàn)結(jié)束后，于第14d的13：00和第15d的7：00、10：00采集瘤胃液樣品（瘤胃穿刺法）30mL左右，即飼喂后的6h和飼喂前0h、3h采集共3次，－20.0℃冰箱中保存?zhèn)溆谩?/p>

1.5 測(cè)定指標(biāo)及方法

pH采用Sartotius普及型pH計(jì)測(cè)定（PB－10）；NH3－N濃度的測(cè)定參照馮宗慈等［11］比色法；VFA濃度的測(cè)定按照曹慶云等［12］氣相色譜法。通過(guò)監(jiān)測(cè)環(huán)境溫濕度變化來(lái)評(píng)價(jià)奶牛的熱應(yīng)激狀況。將干濕球溫度表懸掛于奶牛走道和臥床上方，距地面2 m，室內(nèi)和室外各3個(gè)，試驗(yàn)期間每天在8：00、14：00和20：00記錄溫濕度表讀數(shù)，并換算為T(mén)HI即溫濕指數(shù)。THI計(jì)算公式為：THI＝0.72（Td＋Tw）＋40.6，其中Td為干球溫度，Tw為濕球溫度。

1.6 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel軟件整理，SAS 8.1軟件處理，用雙因素方差分析中的GLM過(guò)程。

2 結(jié)果與分析

2.1 試驗(yàn)期間牛舍環(huán)境狀況及THI的變化

試驗(yàn)期間牛舍溫濕環(huán)境狀況及THI變化結(jié)果見(jiàn)表3、圖2a／b。

表3 試驗(yàn)期間牛舍溫?zé)岘h(huán)境狀況

由表3可知，春季牛舍最高溫度24.0℃，最低溫度6.5℃；濕度范圍5.5～18.5（即51%～95%的濕度）；THI的范圍為49.24～69.76。而夏季牛舍最高溫度37.0℃，最低溫度25.5℃；濕度范圍為25.0～34.0（30%～95%的濕度）；THI指數(shù)的范圍為76.96～90.28。

圖2a 春季室內(nèi)THI指數(shù)變化

圖2b 夏季室內(nèi)THI指數(shù)變化圖2a／b 試驗(yàn)期間牛舍溫濕指數(shù)變化

由圖2a／b可知，春季每天3個(gè)測(cè)定時(shí)間的THI都低于69.80，而夏季每天3個(gè)測(cè)定時(shí)間的THI值都高于76.96。另外，從圖中可以看到，春季早中晚的溫差較小，而夏季較大；并且在一天之中，THI的基本變化趨勢(shì)為中午＞晚上＞早上。

2.2 不同應(yīng)激水平下添加二氫吡啶對(duì)奶牛瘤胃液發(fā)酵參數(shù)的影響

瘤胃發(fā)酵參數(shù)可以反應(yīng)瘤胃的發(fā)酵模式和飼料在瘤胃內(nèi)的發(fā)酵程度。不同應(yīng)激水平下添加二氫吡啶對(duì)奶牛瘤胃液發(fā)酵參數(shù)的影響見(jiàn)表4。

2.2.1 不同應(yīng)激水平下添加二氫吡啶對(duì)奶牛瘤胃pH的影響 各時(shí)期試驗(yàn)?zāi)膛５牧鑫敢簆H值均在6.00～7.20之間，均處于正常范圍內(nèi)，可以保證瘤胃微生物的正常代謝。S－ND時(shí)期與NS－ND時(shí)期相比，瘤胃液的pH值顯著下降（P＜0.01）。添加二氫吡啶，可降低瘤胃液的pH值，在夏季添加二氫吡啶未達(dá)到顯著水平。熱應(yīng)激和二氫吡啶對(duì)pH值的影響不存在互作。

表4 不同應(yīng)激水平下添加二氫吡啶對(duì)奶牛瘤胃液發(fā)酵參數(shù)1的影響

2.2.2 不同應(yīng)激水平下添加二氫吡啶對(duì)奶牛瘤胃液NH3－N濃度的影響 從表4可知春季和夏季添加二氫吡啶后，NH3－N濃度均極顯著降低（P＜0.01），下降幅度分別為29.8%和29.4%。S－ND時(shí)期與NS－ND時(shí)期相比，瘤胃液中NH3－N濃度呈升高的趨勢(shì)，且差異顯著（P＜0.01）。即應(yīng)激提高了瘤胃液中NH3－N的濃度，而二氫吡啶降低了NH3－N 的濃度。

2.2.3 不同應(yīng)激水平下添加二氫吡啶對(duì)奶牛瘤胃液VFA的影響 從表4可知，S－ND時(shí)期與NS－ND時(shí)期相比，瘤胃液VFA的濃度極顯著下降（P＜0.01），下降幅度為25.0%。添加二氫吡啶可以顯著提高VFA的濃度，在春季和夏季均達(dá)到極顯著水平（P ＜0.01），分別提高了31.0%和12.2%。隨應(yīng)激水平的升高，乙酸、丙酸和丁酸三者的百分含量呈現(xiàn)出不一致的變化趨勢(shì)，其中乙酸的百分比含量下降，而丙酸和丁酸的百分比含量升高。添加二氫吡啶后，乙酸百分含量有所升高，春季和夏季均達(dá)到顯著水平，升高幅度分別為3.37%和2.13%。丙酸和丁酸的百分含量則呈相反的變化趨勢(shì)，丙酸的百分含量在春季和夏季添加二氫吡啶后，均下降且差異極顯著（P＜0.01），丁酸的百分含量在春季添加二氫吡啶后下降，夏季時(shí)有上升的趨勢(shì)，但差異不顯著。S－ND時(shí)期與NS－ND時(shí)期相比，乙丙比呈下降趨勢(shì)，但差異不顯著（P＝0.13），在春季和夏季添加二氫吡啶后均極顯著增高（P＜0.01）。說(shuō)明添加二氫吡啶可以改變瘤胃的發(fā)酵模式。熱應(yīng)激和二氫吡啶對(duì)瘤胃液發(fā)酵參數(shù)的影響不存在互作效應(yīng)。

3 討論

3.1 牛舍環(huán)境溫濕度的變化

溫?zé)岘h(huán)境是指家畜周?chē)諝庵械臏嘏⒀谉崤c寒冷，它由空氣的溫度、濕度、氣流速度和太陽(yáng)熱輻射等溫?zé)嵋蛩鼐C合而成。環(huán)境溫濕度的變化常常導(dǎo)致奶牛處于應(yīng)激狀態(tài)，用來(lái)衡量奶牛是否處于熱應(yīng)激狀態(tài)的常用且實(shí)際操作方便可行的辦法就是測(cè)定環(huán)境指標(biāo)。常用的環(huán)境指標(biāo)主要有環(huán)境溫度、溫濕指數(shù)、體感溫度等。溫濕指數(shù)是結(jié)合了溫度和濕度兩個(gè)因素來(lái)綜合評(píng)價(jià)環(huán)境狀況的指標(biāo)，是用于評(píng)定奶牛是否處于熱應(yīng)激的一個(gè)重要參數(shù)。

根據(jù)美國(guó)堪薩斯州立大學(xué)和美國(guó)新澤西州立大學(xué)的研究結(jié)果表明，當(dāng)溫濕指數(shù)THI≥72時(shí)，奶牛即處于熱應(yīng)激狀態(tài)。當(dāng)THI≥78時(shí)，奶牛處于嚴(yán)重?zé)釕?yīng)激狀態(tài)。目前該評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)已得到各國(guó)研究人員的廣泛認(rèn)可（Michael B，2005）［13］。由上述結(jié)果和分析可知，本試驗(yàn)在春季（THI＝49.24－69.76）奶牛無(wú)熱應(yīng)激，在夏季（THI＝76.96－90.28）牛舍內(nèi)溫濕環(huán)境對(duì)試驗(yàn)?zāi)膛?gòu)成熱應(yīng)激。即在整個(gè)試驗(yàn)期內(nèi)外界溫?zé)岘h(huán)境對(duì)奶牛構(gòu)成的應(yīng)激狀況完全符合試驗(yàn)的要求。

3.2 奶牛瘤胃液pH值和NH3－N的變化

瘤胃始終維持著相對(duì)穩(wěn)定的厭氧環(huán)境，瘤胃內(nèi)pH值的穩(wěn)定是保證瘤胃正常發(fā)酵的基礎(chǔ)。影響瘤胃內(nèi)pH值的因素主要有反芻動(dòng)物唾液中的緩沖鹽含量、瘤胃內(nèi)VFA的濃度、瘤胃對(duì)VFA的吸收速度等。過(guò)高和過(guò)低的瘤胃pH值不利于保證瘤胃內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定，對(duì)瘤胃微生物正常生長(zhǎng)和繁殖也是不利的。隨著應(yīng)激水平的升高，奶牛的瘤胃液pH值呈 下 降 趨 勢(shì)，這 與 Bhatta（2006）［14］、Kristensen（2004）［15］的報(bào)道一致。因?yàn)槔w維在體內(nèi)的消化和代謝會(huì)產(chǎn)生更多的熱量，所以奶牛會(huì)本能的減少對(duì)粗料的采食，這會(huì)導(dǎo)致奶牛實(shí)際采食的日糧中精粗比例發(fā)生變化，精料比例相對(duì)升高，所以導(dǎo)致的結(jié)果就是乙酸產(chǎn)量下降，pH值降低。本試驗(yàn)中瘤胃液的pH值在6.00～7.20之間，均處于正常范圍內(nèi)，可以保證瘤胃微生物的正常生長(zhǎng)代謝。瘤胃內(nèi)微生物氮源的主要來(lái)源是NH3－N，瘤胃內(nèi)NH3－N的濃度直接反映了微生物氮的供應(yīng)情況。瘤胃中約三分之一的細(xì)菌在生長(zhǎng)過(guò)程中必需NH3－N，約有一半以上的細(xì)菌以NH3－N為唯一氮源。若瘤胃內(nèi)NH3－N濃度過(guò)低，則瘤胃微生物的生長(zhǎng)受到抑制，瘤胃內(nèi)微生物蛋白的合成也會(huì)受阻；若瘤胃內(nèi)NH3－N濃度過(guò)高，則會(huì)降解為大量的氨，經(jīng)瘤胃壁吸收最終進(jìn)入肝臟代謝，造成氮源的浪費(fèi)又使多余的NH3－N進(jìn)入肝臟降解，加重了機(jī)體代謝氮的負(fù)擔(dān)。本試驗(yàn)中各時(shí)期奶牛的NH3－N濃度均呈現(xiàn)一定的變化規(guī)律：在進(jìn)食逐漸上升，然后下降至進(jìn)食前的水平。各時(shí)期試驗(yàn)牛的瘤胃 NH3－N 在11.08～24.80mg／100mL之間，均在5.0～28.0mg／100mL的正常范圍內(nèi)，能夠保證瘤胃微生物蛋白的正常合成。本試驗(yàn)中，添加二氫吡啶后，奶牛瘤胃內(nèi)的NH3－N濃度呈下降趨勢(shì)，但處于正常的濃度范圍內(nèi)，推測(cè)二氫吡啶可促進(jìn)瘤胃微生物蛋白質(zhì)的合成，且能夠改善較高濃度的NH3－N對(duì)奶牛機(jī)體的不利影響，提高飼料的利用率。

3.3 奶牛瘤胃液VFA的變化

在反芻動(dòng)物體內(nèi)最為重要的VFA是乙酸、丙酸和丁酸，正常情況下瘤胃內(nèi)產(chǎn)生的這三種酸占到95%以上，而這些VFA又以乙酸為主，占VFA的70%左右，這三種酸都是反芻動(dòng)物重要的能量來(lái)源。粗纖維發(fā)酵降解最終生成乙酸，乙酸和丁酸主要用于合成脂肪，丙酸則主要由精飼料發(fā)酵降解生成，主要用于合成葡萄糖。本試驗(yàn)中熱應(yīng)激顯著降低了瘤胃液中 VFA的濃度，這與Bandaranayaka（1976）［16］的研究結(jié)果一致，推測(cè)VFA濃度的降低應(yīng)歸因于DMI的下降（Kiyoshi Tajima，2007）［17］，奶牛的采食量下降，瘤胃內(nèi)可利用的能量減少，影響了瘤胃內(nèi)微生物的數(shù)量和活性。同時(shí)乙酸的百分含量下降，這與Bernabucci（1999）［18］的研究結(jié)果一致。瘤胃內(nèi)AC／PC的比值呈下降的趨勢(shì)。即熱應(yīng)激改變了瘤胃的發(fā)酵模式。添加二氫吡啶后VFA的濃度有顯著的增高趨勢(shì)，同時(shí)也顯著提高了乙酸丙酸比，降低了丙酸和丁酸的比例。

4 結(jié)論

熱應(yīng)激導(dǎo)致奶牛瘤胃液pH值下降，NH3－N濃度升高，VFA的濃度降低，同時(shí)乙酸的百分含量下降，丙酸和丁酸的百分含量小幅上升。添加二氫吡啶有降低瘤胃pH值的趨勢(shì)，但均在瘤胃微生物活動(dòng)的適宜范圍內(nèi)；降低NH3－N的濃度，促進(jìn)了瘤胃對(duì)NH3－N的利用；提高VFA的產(chǎn)量和乙酸丙酸比。

［1］ 邊連全，袁 丹，劉顯軍，等.二氫吡啶對(duì)育肥豬生長(zhǎng)性能、肉品品質(zhì)及肌肉組織抗氧化性能的影響［J］.河南畜牧獸醫(yī)，2009，30（5）：5－7.

［2］ 申 超，袁 纓，崔 雷，等.二氫吡啶對(duì)肉仔雞生長(zhǎng)性能和抗氧化性能的影響［J］.中國(guó)家禽，2009，31（8）：25－26.

［3］ 武現(xiàn)軍，李成會(huì)，龐新位，等.二氫吡啶對(duì)雛雞免疫功能的影響［J］.中國(guó)獸醫(yī)學(xué)報(bào)，2000，20（4）：386－389.

［4］ 曹 丹，羅光彬.日糧中添加二氫吡啶對(duì)雄性小鼠生殖激素的影響［J］.黑龍江動(dòng)物繁殖，2005，13（l）：6－7.

［5］ 賈 斌，石月英，王志祥，等.二氫吡啶對(duì)綿羊小腸移行性綜合肌電的影響［J］.石河子大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2001，5（3）：228－230.

［6］ 劉 琴，高俊波.二氫吡啶在畜牧業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用概況［J］.飼料廣角，2003，19（9）：44－48.

［7］ 李成會(huì)，王繼龍，朱蓮英，等.二氫吡啶在奶牛養(yǎng)殖中的應(yīng)用研究［J］.中國(guó)奶牛，2004，22（1）：21－23.

［8］ 陳桂榮，王宏巖，賈文娟，等.應(yīng)用二氫吡啶飼喂奶牛效果觀察［J］.黑龍江畜牧獸醫(yī)，2004，47（10）：25－26.

［9］ 朱蓮英，李成會(huì)，賈久滿，等.二氫吡啶對(duì)奶牛隱性乳房炎防治作用的研究［J］.飼料工業(yè)，2004，25（7）：60－62.

［10］ 曹 杰.日糧中添加二氫吡啶對(duì)奶牛生產(chǎn)性能、抗氧化和抗熱應(yīng)激能力的影響［D］.碩士學(xué)位論文.湖北武漢：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)，2010.

［11］ 馮宗慈，高 民.通過(guò)比色測(cè)定瘤胃液氨氮含量方法的改進(jìn)［J］.畜牧與飼料科學(xué)，1993，21（4）：40－41.

［12］ 曹慶云，周武藝，朱貴釗，等.氣相色譜測(cè)定羊瘤胃液中揮發(fā)性脂肪酸的方法研究［J］.中國(guó)飼料，2006，17（24）：26－28.

［13］ Michael Brouk.Evaluating and selecting cooling systems for different climates.Proceeding of the 7th Western Dairy Management Conference.Reno，2005，9：33－40.

［14］ Bhatta R，Tajima K，Kurihara M.Influence of temperature and pH on fermentation pattern and methane production in the rumen simulating fermenter（RUSITEC）.Asian Aust J.Anim Sci，2006，19：376－80.

［15］ Kristensen N B，Harmon D L，et al.Splanchnic metabolism of volatile fatty acids absorbed from the washed reticulorumen of steers.J.Anim Sci，2004，82：33－42.

［16］ Bandaranayaka D D，Holmes C W.Changes in the composition of milk and rumen contents in cows exposed to a high ambient temperature with controlled feeding.Tropical Animal Health and Production，1976，8：38－46.

［17］ Kiyoshi Tajima，Itoko Nonaka，Kouji Higuchi，et al.Influence of high temperature and humidity on rumen bacterial diversity in Holstein heifers，Anaerobe，2007，13：57－64.

［18］ Bernabucci U，Bani P，Ronchi B，et al.Influence of short and long term exposure to a hot environment on rumen passage rate and diet digestibility by Friesian heifers.J.Dairy Sci，1999，82：967－973.