王　坤　趙圃毅　劉　威　卜登攀,2,3*　劉士杰　張開展

(1．中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所，動物營養(yǎng)學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100193；2．中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院-世界農(nóng)用林業(yè)中心，農(nóng)用林業(yè)與可持續(xù)畜牧業(yè)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，北京100081；3.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)，

氯化銨對泌乳奶牛生產(chǎn)性能及血尿代謝的影響

王坤1趙圃毅1劉威1卜登攀1,2,3*劉士杰4張開展5

(1．中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所，動物營養(yǎng)學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100193；2．中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院-世界農(nóng)用林業(yè)中心，農(nóng)用林業(yè)與可持續(xù)畜牧業(yè)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，北京100081；3.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)，

食品安全與營養(yǎng)協(xié)同創(chuàng)新中心，哈爾濱150030；4.中國飼料工業(yè)協(xié)會，

北京100125；5.北京中地種畜有限公司，北京100028)

摘要：本試驗(yàn)通過探究飼糧添加不同水平的氯化銨對泌乳奶牛生產(chǎn)性能及血尿代謝的影響，旨在確定氯化銨在泌乳奶牛飼糧中的適宜添加量。采用完全隨機(jī)設(shè)計(jì)，將48頭泌乳日齡、體重、胎次及產(chǎn)奶量相近的中國荷斯坦奶牛隨機(jī)分為4組，每組12頭，各組氯化銨添加量分別為每頭牛0(對照)、150、300和450 g/d。預(yù)試期14 d，正試期56 d。結(jié)果表明：1)干物質(zhì)采食量(P=0.012)和產(chǎn)奶量(P=0.008)隨氯化銨添加量的增加線性降低，300 g/d組和450 g/d組顯著低于對照組(P<0.05)；乳脂率和乳糖率未受氯化銨添加的影響(P>0.05)，乳蛋白率有線性升高的趨勢(P=0.094)。2)隨氯化銨添加量的增加，尿液pH呈二次曲線降低(P=0.012)，且300 g/d組和450 g/d組顯著低于對照組(P<0.05)；血清的氯離子(P=0.002)，尿液的氯離子(P=0.004)、鈣離子(P<0.001)、磷離子(P=0.017)及鎂離子(P=0.048)濃度均隨氯化銨添加量的增加線性升高。3)血清尿素濃度隨氯化銨添加量的增加線性升高(P=0.018)，300 g/d組和450 g/d組顯著高于對照組(P<0.05)。綜上所述，泌乳奶牛飼糧中氯化銨添加量不能超過300 g/d，推薦劑量為150 g/d。

關(guān)鍵詞：奶牛；氯化銨；生產(chǎn)性能；血尿代謝

自Leoschke等[1]報(bào)道氯化銨(ammonium chloride,AC)可作為一種飼料酸化劑降低水貂尿液pH從而預(yù)防其尿結(jié)石的形成以來，氯化銨已逐漸應(yīng)用于牛[2-3]、山羊[4-6]、綿羊[7]、狗[8]、貓[9]以及馬[10]等多種動物的實(shí)際生產(chǎn)中。此外，鑒于氯化銨較強(qiáng)的酸化作用，在基礎(chǔ)研究領(lǐng)域已廣泛應(yīng)用于代謝性酸中毒模型的構(gòu)建[11-12]。

組成氯化銨的2種離子均可通過腎臟快速代謝，不會在機(jī)體組織和動物性產(chǎn)品中聚集殘留；在動物體內(nèi)代謝之后，氯化銨會以尿素、銨離子和氯離子的形式排泄掉，這3種物質(zhì)均為動物糞便的原有成分，不會造成環(huán)境污染，所以氯化銨又是一種綠色環(huán)保的飼料添加劑[13]。然而，目前并沒有相應(yīng)的耐受性研究用以評價(jià)氯化銨對于特定物種的使用安全性。氯化銨能夠有效降低尿液pH并預(yù)防尿結(jié)石的形成，但由于其適口性較差及潛在的毒性危險(xiǎn)，氯化銨在實(shí)際生產(chǎn)中的使用受到限制[14]。本試驗(yàn)通過探究飼糧中添加不同水平的氯化銨對泌乳奶牛生產(chǎn)性能及血尿代謝的影響，旨在確定氯化銨在泌乳奶牛飼糧中的適宜添加量，為其在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)設(shè)計(jì)與飼養(yǎng)管理

試驗(yàn)采用完全隨機(jī)設(shè)計(jì)，選用48頭泌乳日齡(170±20) d、體重(550±50) kg、產(chǎn)奶量(25.0±1.5) kg的3胎健康中國荷斯坦奶牛，隨機(jī)分為4組，各組氯化銨添加量分別為每頭牛0(對照組)、150、300和450 g/d。試驗(yàn)牛使用自動飼喂系統(tǒng)(RIC systerm)飼喂，每天飼喂2次(07:00和14:00)，氯化銨(有效成分含量>99.0%)每天等量添加2次，每頭牛單獨(dú)添加后攪拌均勻，自由采食，自由飲水，每天擠奶3次(06:30、13:30和20:30)。預(yù)試期14 d，正試期56 d?；A(chǔ)飼糧組成及營養(yǎng)水平見表1。以全混合日糧形式飼喂。

表1　基礎(chǔ)飼糧組成及營養(yǎng)水平(干物質(zhì)基礎(chǔ))

續(xù)表1項(xiàng)目Items含量Content營養(yǎng)水平Nutrientlevels5)干物質(zhì)DM95.50粗蛋白質(zhì)CP16.27粗脂肪EE5.24產(chǎn)奶凈能NEL/(MJ/kg)7.53酸性洗滌纖維ADF23.33中性洗滌纖維NDF34.39淀粉Starch19.28糖Sugar6.26粗灰分Ash8.24鈣Ca0.75磷P0.32鎂Mg0.44鈉Na0.54鉀K1.33氯Cl0.61

1)購自德國百事美公司 Brought from Berg+Schmidt Co., Germany。

2)購自美國達(dá)能威公司 Brought from Diamond V Co., USA。

3)購自臺灣味丹集團(tuán) Brought from VEDAN group。

4)每千克預(yù)混料含有 One kg of premix contained the following：Cu 1 230 mg,Zn 4 950 mg,Mn 1 760 mg,I 50 mg,Se 61 mg,Co 37 mg,VA 504 800 IU,VD388 800 IU,VE 2 100 IU,煙酸 nicotinic acid 700 mg。

5)產(chǎn)奶凈能為計(jì)算值，其他為實(shí)測值。NELwas a calculated value，while the others were measured values.

1.2樣品采集與指標(biāo)測定

1.2.1采食量

自動飼喂系統(tǒng)每天記錄飼糧采食量，每周采集1次飼糧樣品及剩料，測定干物質(zhì)含量用以計(jì)算每頭牛每天的干物質(zhì)采食量。

1.2.2產(chǎn)奶量及乳成分

每天記錄每頭牛的產(chǎn)奶量，每2周采集1次奶樣，按早、中、晚4∶3∶3的比例混合于加有重鉻酸鉀防腐劑的50 mL上機(jī)管中，4 ℃保存過夜，第2天送往農(nóng)業(yè)部奶及奶制品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測試中心用FOSS乳成分分析儀(MilkoScanTMFT6000)測定乳成分。

1.2.3血清

正試期開始后，每2周于晨飼后3 h尾根靜脈或動脈采集10 mL血液于真空采血管中。室溫靜止30 min后于4 ℃冷藏過夜，3 000×g4 ℃離心15 min后分離血清。血清樣品于-20 ℃冰箱冷凍保存，試驗(yàn)結(jié)束后血清樣品送往北京中同藍(lán)博臨床檢驗(yàn)所，使用全自動生化分析儀(日立7080)檢測總蛋白、白蛋白、球蛋白濃度，谷丙轉(zhuǎn)氨酶及谷草轉(zhuǎn)氨酶活性等血清生化指標(biāo)；使用電解質(zhì)分析儀(奧迪康A(chǔ)C900)檢測血清中的鉀離子、鈉離子、氯離子、鈣離子、磷離子、鎂離子的濃度。

1.2.4尿液

試驗(yàn)最后連續(xù)采集3 d尿液，人工刺激奶牛外陰部收集中段尿液(11:00—11:45)[3]，立即使用便攜式pH計(jì)(梅特勒-托利多Seven GoTM)檢測尿液pH。當(dāng)天樣品取50 mL于4 ℃冷藏保存，3 d樣品等比混合后取5 mL于-20 ℃冷凍保存，試驗(yàn)結(jié)束后送往北京中同藍(lán)博臨床檢驗(yàn)所，使用電解質(zhì)分析儀(奧迪康A(chǔ)C900)檢測尿液中的鉀離子、鈉離子、氯離子、鈣離子、磷離子、鎂離子的濃度。

1.3數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)采用SAS 9.3軟件MIXED模塊進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)檢驗(yàn)。統(tǒng)計(jì)模型中包含試驗(yàn)牛的隨機(jī)因素及試驗(yàn)處理的固定因素。采用Tukey氏法進(jìn)行多重比較，同時(shí)對試驗(yàn)處理用多項(xiàng)式矩陣檢驗(yàn)了線性、二次曲線的顯著性。變量的統(tǒng)計(jì)結(jié)果均以最小二乘平均值形式列表，顯著水平為P<0.05，有變化趨勢為0.05≤P<0.10。

2結(jié)果與分析

2.1干物質(zhì)采食量、產(chǎn)奶量和乳成分

飼糧添加不同水平的氯化銨對泌乳奶牛干物質(zhì)采食量、產(chǎn)奶量及乳成分的影響見表2。隨飼糧氯化銨添加量的增加，干物質(zhì)采食量線性降低(P=0.012)，且300 g/d組和450 g/d組顯著低于對照組和150 g/d組(P<0.05)；產(chǎn)奶量同干物質(zhì)采食量呈現(xiàn)相同的變化趨勢，線性降低(P=0.008)，且與對照組相比，300 g/d組和450 g/d組顯著降低(P<0.05)；4%乳脂校正乳產(chǎn)量(P=0.081)及能量校正乳產(chǎn)量(P=0.072)均隨氯化銨添加量的增加呈現(xiàn)線性降低趨勢；乳脂率、乳脂產(chǎn)量、乳糖率、總固形物含量及非脂固形物含量未受飼糧氯化銨添加的影響(P>0.05)；乳蛋白率呈線性升高趨勢(P=0.094)，但乳蛋白產(chǎn)量具有線性降低的趨勢(P=0.055)；乳糖產(chǎn)量隨氯化銨添加量的增加線性降低(P=0.043)，且450 g/d組顯著低于對照組(P<0.05)。

表2　氯化銨對泌乳奶牛干物質(zhì)采食量、產(chǎn)奶量及乳成分的影響

1)4%乳脂校正乳產(chǎn)量(kg/d)=0.4×產(chǎn)奶量(kg/d)+15×乳脂產(chǎn)量(kg/d)[參考NRC(2001)]。4% FCM yield (kg/d)=0.4×milk yield(kg/d)+15×milk fat yield (kg/d) [referred to NRC (2001)].

2)能量校正乳產(chǎn)量(kg/d)=0.327×產(chǎn)奶量(kg/d)+ 12.95×乳脂產(chǎn)量(kg/d) +7.65×乳蛋白產(chǎn)量(kg/d)。ECM yield (kg/d)=0.327×milk yield (kg/d) +12.95×milk fat yield (kg/d) +7.65×milk protein yield (kg/d).

同行數(shù)據(jù)肩標(biāo)不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)，相同或無字母表示差異不顯著(P>0.05)。下表同。

In the same row, values with different small letter superscripts mean significant difference (P<0.05), while with the same or no letter superscripts mean no significant difference (P>0.05). The same as below.

2.2血清、尿液離子濃度及尿液pH

飼糧添加不同水平的氯化銨對泌乳奶牛血清、尿液離子濃度及尿液pH的影響見表3。隨飼糧氯化銨添加量的增加，血清氯離子的濃度線性升高(P=0.002)，且450 g/d組顯著高于對照組和150 g/d組(P<0.05)；血清鈣離子的濃度呈現(xiàn)二次曲線變化(P=0.003)；血清鉀離子濃度呈線性升高趨勢(P=0.081)，血清鈉離子、磷離子及鎂離子的濃度隨氯化銨添加量的增加未呈現(xiàn)線性或二次變化(P>0.05)。尿液pH隨飼糧氯化銨添加量的增加呈二次曲線降低(P=0.012)，且300 g/d組和

450 g/d組顯著低于對照組(P<0.05)；尿液氯離子(P=0.004)、鈣離子(P<0.0001)、磷離子(P=0.017)及鎂離子(P=0.048)的濃度均隨氯化銨添加量的增加線性升高，且300 g/d組和450 g/d組的尿液氯離子、鈣離子及磷離子的濃度顯著高于對照組(P<0.05)，而450 g/d組尿液鎂離子濃度顯著高于對照組(P<0.05)，300 g/d組尿液鎂離子濃度與對照組差異不顯著(P>0.05)；飼糧添加不同水平的氯化銨對尿液鈉離子濃度未產(chǎn)生顯著影響(P>0.05)。

表3　氯化銨對泌乳奶牛血清、尿液離子濃度及尿液pH的影響

2.3血清生化指標(biāo)

飼糧添加不同水平的氯化銨對泌乳奶牛血清生化指標(biāo)的影響見表4。隨飼糧氯化銨添加量的增加，血清總蛋白濃度呈線性升高趨勢(P=0.093)，450 g/d組的總蛋白濃度在數(shù)值上大于其他3組，但差異不顯著(P>0.05)；血清尿素濃度隨氯化銨添加量的增加線性升高(P=0.018)，且300 g/d組和450 g/d組顯著高于對照組(P<0.05)；其他血清生化指標(biāo)均未隨氯化銨添加量的增加呈現(xiàn)線性或二次變化(P>0.05)。

3討論

3.1飼糧添加不同水平的氯化銨對泌乳奶牛干物質(zhì)采食量、產(chǎn)奶量及乳成分的影響

氯化銨作為一種強(qiáng)效酸度調(diào)節(jié)劑能有效調(diào)控動物機(jī)體的酸堿狀態(tài)[3]。然而，氯化銨適口性差且具有潛在的毒性作用，所以氯化銨在實(shí)際生產(chǎn)中的使用受到限制，否則會嚴(yán)重降低動物采食量并有可能引發(fā)毒性作用[14]。本試驗(yàn)中，相比于對照組，150 g/d組的干物質(zhì)采食量在數(shù)值上有所升高，但當(dāng)添加量增加至300 g/d時(shí)，干物質(zhì)采食量開始顯著降低，說明奶牛出于自身保護(hù)的目的已拒絕食入更多量的氯化銨。與干物質(zhì)采食量的變化一致，產(chǎn)奶量也隨氯化銨添加量的增加線性降低，不同的是從150 g/d組開始產(chǎn)奶就從數(shù)值上降低，300 g/d組的產(chǎn)奶量相比于對照組已顯著降低，450 g/d組的產(chǎn)奶量繼續(xù)降低。從干物質(zhì)采食量和產(chǎn)奶量的變化上看，盡管氯化銨適口性差，但飼喂氯化銨所導(dǎo)致的干物質(zhì)采食量下降可能更多是由氯化銨的毒性作用引起的。乳蛋白率隨氯化銨添加量的增加有線性升高的趨勢，這可能是由于氯化銨進(jìn)入瘤胃后提供更多的氨氮促進(jìn)了瘤胃微生物蛋白的合成進(jìn)而提高了乳蛋白產(chǎn)量，但是目前并沒有相關(guān)研究證明氯化銨氮源能夠提高微生物蛋白或者乳蛋白產(chǎn)量。相反，王夢芝等[15]研究不同分子形式的氮源對瘤胃微生物發(fā)酵及蛋白質(zhì)合成的影響發(fā)現(xiàn)，以氯化銨作為氮源時(shí)，微生物蛋白產(chǎn)量最低且與其他組差異顯著。

表4　氯化銨對泌乳奶牛血清生化指標(biāo)的影響

3.2飼糧添加不同水平的氯化銨對泌乳奶牛血清、尿液離子濃度及尿液pH的影響

飼糧添加不同水平的氯化銨對泌乳奶牛血清離子濃度的影響比較小，大部分離子的濃度并未受到顯著影響，只有氯離子的濃度線性升高，且只有450 g/d組氯離子濃度顯著高于對照組。血清鉀離子的濃度有線性升高的趨勢，可能是為了協(xié)助氫離子中和氯離子濃度升高所帶來的負(fù)電荷，進(jìn)而共同維持血液電中性。若僅氫離子中和負(fù)電荷維持血液電中性可能會引起血液pH的降低。曾有文獻(xiàn)報(bào)道血漿氯離子濃度升高會伴隨較低的血液pH[16]。本試驗(yàn)中尿液pH隨飼糧氯化銨添加量的增加呈二次曲線降低，關(guān)于增加飼糧陰離子濃度能夠降低尿液pH的報(bào)道較多[17-19]，監(jiān)測尿液pH被認(rèn)為是一種敏銳的評價(jià)動物機(jī)體酸堿狀態(tài)的方法[20]。與血清離子濃度變化相比，尿液離子受氯化銨的影響較大。尿液氯離子的變化與血清氯離子變化一致，隨氯化銨添加量的增加線性升高，這可能是為了維持機(jī)體穩(wěn)態(tài)腎臟將血清過多的氯離子排入尿中。通常認(rèn)為酸性飼糧能夠增強(qiáng)骨鈣動員促進(jìn)骨鈣釋放入血液[21]，Block[22]和Joyce等[17]研究表明，飼喂陰離子飼糧能夠提高血液鈣離子濃度。然而，本研究中血清鈣離子濃度變化不明顯，尿液鈣離子濃度隨氯化銨添加量的增加線性升高。有文獻(xiàn)報(bào)道，降低飼糧陰陽離子差可增加泌乳牛[23]、干奶牛[24]及圍產(chǎn)期奶牛[25-26]尿液鈣離子濃度。血清鈣離子主要來源于骨羥磷酸鈣，因此通常認(rèn)為血清鈣離子濃度的升高伴隨著血清磷離子濃度的升高，Block[22]研究發(fā)現(xiàn)圍產(chǎn)期奶牛飼喂陰離子飼糧能夠提高血清磷離子的濃度。然而，大多數(shù)研究表明，血清磷離子濃度不受飼糧陰陽離子差的影響[19,27-28]。雖然血清離子受氯化銨影響較小，但從尿液離子濃度的變化看，飼糧中添加氯化銨確實(shí)影響到了奶牛機(jī)體的酸堿平衡，飼喂高劑量氯化銨后，大量氯離子進(jìn)入血液可能會使奶牛處于一種代謝性酸中毒狀態(tài)，促進(jìn)了機(jī)體的鈣代謝，從而使相關(guān)離子在尿液中的排泄量增加。

3.3飼糧添加不同水平的氯化銨對泌乳奶牛血清生化指標(biāo)的影響

肝臟作為反芻動物主要的代謝器官，對其營養(yǎng)狀態(tài)的改變較為敏感。代謝性疾病能夠引起肝細(xì)胞死亡，從而使谷丙轉(zhuǎn)氨酶、谷草轉(zhuǎn)氨酶及堿性磷酸酶等細(xì)胞酶從細(xì)胞釋放進(jìn)入血清，因此這些細(xì)胞酶是反映肝細(xì)胞損傷的重要信號物質(zhì)[29-30]。本試驗(yàn)中，這些細(xì)胞酶活性并沒有發(fā)生明顯改變，可能是試驗(yàn)使用的飼喂劑量尚未對肝臟造成明顯損害。血液尿素、肌酐等是評價(jià)腎功能完整性的重要參數(shù)，其濃度的升高意味著腎功能的損傷[31]。本試驗(yàn)中，血清尿素濃度隨氯化銨添加量的增加線性升高且2個高劑量組(300 g/d組和450 g/d組)顯著高于對照組，這表明氯化銨添加量達(dá)到300 g/d時(shí)已經(jīng)造成了一定程度的腎功能損傷。

4結(jié)論

氯化銨能夠有效降低尿液pH，但攝入過多會造成一定程度的代謝紊亂，導(dǎo)致奶牛干物質(zhì)采食量下降進(jìn)而影響產(chǎn)奶量，甚至?xí)斐梢欢ǔ潭鹊哪I功能損傷。本試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，泌乳奶牛飼糧中氯化銨添加量不能超過300 g/d，推薦劑量為150 g/d。

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(責(zé)任編輯王智航)

Effects of Ammonium Chloride on Performance, Serum and Urine Metabolism of Lactating Cows

WANG Kun1ZHAO Puyi1LIU Wei1BU Dengpan1,2,3*LIU Shijie4ZHANG Kaizhan5

(1. State Key Laboratory of Animal Nutrition, Institute of Animal Science, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100193, China; 2. CAAS-ICRAF Joint Laboratory on Agroforestry and Sustainable Animal Husbandry, Beijing 100081, China; 3. Synergetic Innovation Center of Food Safety and Nutrition, Harbin 150030, China; 4. China Feed Industry Association, Beijing 100125, China;5. Beijing Sino Farm Co., Ltd., Beijing 100128, China)

Abstract:The present study evaluated the effects of ammonium chloride on performance, serum and urine metabolism of lactating cows to determine the optimal supplemental level for lactating dairy cows. Forty-eight Holstein dairy cows, similarly in days in milk, body weight, milk yield and parity, were randomly assigned to 1 of 4 groups with 12 cows according to a completely randomized design. The supplemental level of ammonium chloride was 0 (control), 150, 300 and 450 g/d, respectively. The pre-trial lasted for 14 days and the trial lasted 56 days. The results showed as follows: 1) dry matter intake (P=0.012) and milk yield (P=0.008) decreased linearly as the supplemental level of ammonium chloride increased, and 300 and 450 g/d groups were significantly lower than control group (P<0.05); no significant effects were observed on milk fat percentage and lactose percentage (P>0.05), while milk protein percentage tended to be linearly increased (P=0.094). 2) Urine pH decreased quadratically as ammonium chloride supplemental level increased (P=0.012), and 300 and 450 g/d groups were significantly lower than control group (P<0.05); the concentrations of serum Cl- (P=0.002) and urine Cl- (P=0.004), Ca2+(P<0.001), P5+(P=0.017) and Mg2+(P=0.048) increased linearly as the supplemental level of ammonium chloride increased. 3) Serum urea concentration increased linearly as ammonium chloride supplemental level increased (P=0.018), and 300 and 450 g/d groups were significantly higher than control group (P<0.05). In conclusion, ammonium chloride supplemental level of lactating dairy cows should not exceed 300 g/d, and a more appropriate supplemental level is 150 g/d.[Chinese Journal of Animal Nutrition, 2016, 28(5)：1394-1401]

Key words:lactating cow; ammonium chloride; performance; serum and urine metabolism

doi：10.3969/j.issn.1006-267x.2016.05.015

收稿日期：2015-12-17

基金項(xiàng)目：“十二五”科技支撐(2012BAD12B02-5)；農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)管(飼料)項(xiàng)目“反芻動物飼料安全評價(jià)”；中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程(ASTIP-IAS07)

作者簡介：王坤(1990—)，男，山東煙臺人，碩士研究生，研究方向?yàn)榉雌c動物營養(yǎng)與飼料科學(xué)。E-mail： cang327@163.com *通信作者：卜登攀，研究員，碩士生導(dǎo)師，E-mail： burdenpan@126.com

中圖分類號：S823

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1006-267X(2016)05-1394-08

*Corresponding author, professor, E-mail： burdenpan@126.com