奶牛不同泌乳阶段的产奶性能与营养状况血液生化指标相关性研究

■张 辉 安 娜 闫素梅 史彬林 李春燕 李然然 郭晓宇

（内蒙古农业大学动物科学学院，内蒙古呼和浩特 010018）

不断提高奶牛产奶性能和乳品质，对提升我国畜牧业发展水平、保障奶业健康发展具有重要的意义。Sommer（1985）在研究监控奶牛健康与营养状况时发现，血液生化指标是一种既简单又迅速的评价奶牛营养状况的方法。如反映奶牛免疫机能及繁殖机能的血清维生素A、维生素E，反映机体氮代谢的尿素氮（BUN），反映钙磷代谢过程的血清钙（Ca）、磷（P）水平和碱性磷酸酶（AKP）活性，反映脂肪动员程度和日粮能量水平的游离脂肪酸（NEFA）等相关营养状况生理生化指标。Oldham等（1991）研究发现，在干奶期和泌乳前期给奶牛每天饲喂170 000 IU的VA组比每天饲喂50 000 IU的VA组产奶量显著提高。鲍宏云（2001）研究发现，提高奶牛日粮中过瘤胃保护VA的含量（220 IU/kg BW），可显著提高奶牛免疫指标及抗氧化指标。Politis等（1995）报道，给产前8周到产后4周的奶牛补充VE（3 000 IU/d）能够显著增加嗜中性粒细胞的转化率。有研究表明，动物在生长期和妊娠期注射镇静剂后，血液中AKP含量都会升高。任海军（2008）对不同泌乳阶段荷斯坦奶牛的血液生化指标进行分析，得出了不同泌乳阶段VA、VE、BUN、AKP、Ca、P的含量。鉴于此，本研究主要以不同泌乳阶段荷斯坦奶牛为试验动物，通过检测分析奶牛产奶性能与血清中生理生化指标的相关性，为建立奶牛营养状况检测体系，科学评价奶牛营养状况和合理配合奶牛日粮提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验选取内蒙古某牧场健康、体重相近的泌乳期奶牛共计180头，泌乳阶段在泌乳前期、泌乳中期和泌乳后期的奶牛各60头，在每一泌乳阶段，高产、中产和低产的奶牛分别各20头。日粮组成见表1。

表1 日粮组成(饲喂基础)(%)

1.2 试验设计

试验采用3×3二因素完全随机试验设计，将180头奶牛分为9组，每组20个重复。第一因素为泌乳阶段，分为泌乳前期、泌乳中期、泌乳后期；第二因素为产奶量，分为高产、中产、低产。具体分组情况见表2。

表2 牧场试验奶牛分组情况

1.3 测试指标与方法

奶牛的产奶量、乳成分及体细胞数由乳成分分析仪和体细胞检测仪测定。血清中VA、VE含量采用荧光比色法测定。参考马露（2011）。血清游离脂肪酸（NEFA）含量采用1次比色提取法测定，血清钙、磷含量采用微板法和磷钼酸法测定，血清碱性磷酸酶含量采用微量酶标法，血清尿素氮含量采用脲酶法测定，所用试剂盒由南京建成生物工程研究所提供。

1.4 数据处理

数据由Excel整理后，使用SAS（9.0）进行分析，以泌乳阶段和产奶量为主要考虑因素，并对泌乳阶段及产奶量的交互作用进行分析。P＜0.05为差异显著，0.10＜P＜0.05为差异趋于显著；对r＞0.4且P＜0.05数据进行回归分析。

2 结果与分析

2.1 泌乳阶段和产奶量对乳成分、乳尿素氮及体细胞数的影响（见表3）

表3 泌乳阶段和产奶量对乳成分、乳尿素氮及体细胞数的影响

由表3可知，泌乳前期产奶量要显著高于泌乳中期和后期（P＜0.000 1）；乳蛋白与无脂固形物含量显著低于泌乳中期和后期（P=0.004 3），且泌乳中期和后期之间差异不显著；泌乳前期与泌乳中期的乳糖含量显著高于泌乳后期（P=0.004），但泌乳前期与泌乳中期差异不显著；乳脂率和乳尿素氮（MUN）含量在整个泌乳期间变化较小。不同泌乳阶段的脂蛋比和体细胞数（SCC）差异也不显著（P=0.13，P=0.16），但泌乳前期的脂蛋比在数值上有高于泌乳中期和后期的趋势，泌乳后期的SCC有高于前期和中期的趋势。

低产奶牛乳蛋白和乳脂含量显著高于高产和中产奶牛（P＜0.001，P=0.002 4），脂蛋比也表现出相同的规律；高产奶牛无脂固形物含量有低于中产和低产奶牛的趋势（P=0.07）。高产、中产和低产奶牛的乳尿素氮含量和体细胞数间差异均不显著（P=0.53，P=0.29）。泌乳阶段与产奶量对乳成分、乳尿素氮含量和SCC均无显著影响（P＞0.05）。

2.2 泌乳阶段和产奶量对奶牛血清中VA、VE浓度的影响（见表4）

表4 泌乳阶段和产奶量对血清中VA、VE含量的影响

由表4可知，泌乳后期血清中VA与VE的含量均显著高于泌乳前期和中期(P＜0.000 1，P＜0.000 1)；高产和中产奶牛血清中VA含量显著高于低产奶牛(P=0.005 4)，与VA相反，中产和低产奶牛VE含量显著高于高产奶牛（P=0.000 2）；泌乳阶段与产奶量的互作效应对VA、VE浓度有显著的影响（P＜0.05）。其中，血清VA浓度以泌乳后期的高产和中产奶牛较高，泌乳前期与中期的奶牛均较低；血清VE浓度以泌乳后期的奶牛较高，泌乳前期的低产奶牛、泌乳中期的高产和低产奶牛较低。

2.3 奶牛不同泌乳阶段血清VA、VE浓度与产奶性能的相关性分析（见表5）

表5 不同泌乳阶段血清VA、VE浓度与产奶性能相关性分析

由表5可知，泌乳前期奶牛血清中VA含量与产奶量呈现出显著的正相关关系（r=0.45，P＜0.01），VA含量与乳糖含量及体细胞数也具有显著的相关性（r=0.22，P=0.05；r=0.22，P=0.05），但是相关程度较小；泌乳前期VE含量与产奶性能指标间均没有显著的相关性（P＞0.05）；泌乳中期奶牛血清中VA含量与产奶量具有显著的负相关关系（r=-0.36，P＜0.01）；血清中VE含量与乳糖含量具有显著的相关性，但是相关程度较弱（r=0.25，P=0.05）；泌乳后期，血清中VE含量与产奶量具有显著的负相关关系（r=-0.45，P＜0.01）；血清中VA含量与产奶性能指标均无显著的相关性（P＞0.05）。

泌乳前期血清中VA含量与产奶量之间呈显著的一次和二次回归关系，一次回归方程为：Y=24.022X+22.23（P＜0.000 1，R2=0.208 7，n=60）；二次回归方程 为：Y=18.017+64.726X-80.438X2（P＜0.000 1，R2=0.263 5，n=60）。泌乳后期血清当中VE含量与产奶量之间的一次回归方程为：Y=-2.415 3X+40.065（P=0.000 4，R2=0.199，n=60）；二次回归方程为：Y=52.794-6.867 1X+0.371 3X2（P＜0.001 4，R2=0.209 2，n=60）。

2.4 泌乳阶段和产奶量对血清生化指标含量的影响（见表6）

表6 泌乳阶段和产奶量对奶牛血清中各生化指标的影响

由表6可得，泌乳前期奶牛血清中NEFA含量（362.85 μmol/l）显著高于泌乳中期（308.30 μmol/l）和后期（296.86 μmol/l）（P=0.002)；泌乳前期和中期血清中P含量差异不显著，但均显著高于泌乳后期（P=0.008）；泌乳前期血清中Ca含量显著高于泌乳中期（P=0.03），泌乳中期显著高于泌乳后期（P=0.01），从泌乳前期到泌乳后期，血清中Ca含量由2.55 mmol/l下降到1.69 mmol/l，下降幅度达到55.48%；泌乳后期血清中AKP含量最高，显著高于泌乳前期和泌乳中期（P＜0.000 1）；BUN含量泌乳后期最高，显著高于泌乳前期和中期（P=0.002），泌乳前期和中期没有显著差异（P=0.93）。

中产奶牛血清中NEFA含量和P含量显著高于高产和低产奶牛（P=0.02；P=0.003）；低产奶牛血清中Ca含量最高，显著高于高产奶牛，但与中产奶牛差异不显著（P=0.34）；中产和低产奶牛BUN含量显著低于高产奶牛（P=0.003）；AKP含量各组之间差异不显著。

2.5 奶牛不同泌乳阶段血清生化指标与产奶性能的相关性分析(见表7～表9)

表7 泌乳前期血清生化指标与产奶性能相关性分析

表8 泌乳中期血清生化指标与产奶性能相关性分析

由表7可知，泌乳前期血清中NEFA含量与产奶量呈显著正相关（r=0.37，P＜0.01），与乳脂率呈显著负相关（r=-0.28，P=0.03），与总固形物含量呈趋于显著的负相关（r=-0.02，P=0.10），但是相关性均较弱；血清Ca含量与产奶量呈显著负相关（r=-0.54，P＜0.01），与体细胞数呈显著负相关（r=-0.25，P=0.05），但相关性较弱；泌乳前期BUN含量与产奶量呈显著正相关（r=0.74，P＜0.01），与乳脂率呈显著负相关（r=-0.31，P=0.02），与总固形物呈显著负相关（r=-0.26，P=0.05）；其它血液生化指标与各产奶性能指标不具有显著相关性（P＞0.05）。

表9 泌乳后期血清生化指标与产奶性能相关性分析

泌乳前期血清中NEFA含量与产奶量之间的一次回归方程为：Y=0.017 6X+24.213（P＜0.01，R2=0.136 7，n=60）。血清Ca含量与产奶量之间的一次回归方程为：Y=6.357 8X+46.042（P＜0.01，R2=0.296 8，n=60）；二次回归方程为：Y=57.659-16.627X+2.172 6X2（P＜0.01，R2=0.304 7，n=60）。BUN含量与产奶量之间的一次回归方程为：Y=4.809X+8.042（P＜0.01，R2=0.541，n=60）。

由表8可得，泌乳中期血清中P含量与乳糖率显著正相关（r=0.34，P=0.04)，BUN含量与乳蛋白率显著负相关（r=-0.35，P=0.03）。

由表9可以看出，在泌乳后期，BUN含量与乳蛋白率含量具有显著的负相关关系（r=-0.27，P=0.02）。

3 讨论

泌乳阶段和产奶量是影响奶牛乳成分的主要因素，而乳蛋白、乳脂肪、无脂固形物含量、体细胞数和尿素氮含量是考核乳品质非常重要的指标。高树新等研究表明，奶牛产奶量与乳蛋白率、乳脂率呈极显著的负相关（P＜0.01），乳蛋白率与乳脂率呈极显著的正相关（P＜0.01）。邱才英等报道，牛奶体细胞数增加将引起奶牛产奶量下降，两者呈负相关，并且相关关系极其显著。黄文明等研究表明，日产奶量与乳尿素氮值呈二次曲线相关，日产奶量在33.3 kg/d时乳中尿素氮值最高，在低于33.3 kg/d时，乳中尿素氮值随日产奶量的增加而增加，日产奶量在高于33.3 kg/d时，乳中尿素氮值随日产奶量的增加逐渐降低。张巧娥（2011）对奶牛产奶量与乳成分进行多元回归分析发现，产奶量与乳脂率、体细胞数呈显著性的负相关，乳蛋白率、乳脂率、体细胞数和乳尿素氮与产奶量成反比。本试验结果表明，泌乳前期的乳蛋白与无脂固形物含量显著低于中期和后期；低产奶牛乳蛋白和乳脂含量显著高于高产和中产奶牛，而高产奶牛总固形物含量有低于中、低产奶牛的趋势；体细胞数则泌乳后期较高。这些结果进一步验证了他人的研究。

VA、VE缺乏会降低机体的免疫功能，当VA满足正常需要时，免疫功能又会恢复正常。本试验结果表明，在不同泌乳阶段，血清VA和VE含量变化趋势基本一致，从泌乳前期到后期，血清VA与VE含量呈现出逐渐上升的趋势，即在后期随着产奶量的下降与体况的恢复，它们的含量也在上升。由此说明在泌乳前期奶牛VA、VE营养体况低下，对外界的抵抗力降低，是最易发生各种疾病的时期，因此，在生产中应注意泌乳前期对VA、VE的补充。随着奶牛产奶量的升高，血清VE浓度逐渐降低，提示在生产实践中越是高产奶牛越应该注意VE的补充。血清Ca、P含量随着泌乳期的延长而逐渐降低，即在泌乳后期最低，Ca、P含量的缺乏可能会影响胎儿骨骼的发育，同样，也会引起佝偻病、软骨症、生产瘫痪等疾病的发生。血清AKP活性可以作为检测Ca、P代谢的一个指标。本试验结果得出，不同泌乳阶段奶牛血清AKP活性存在一定差异，泌乳后期显著高于前、中期，这与血清Ca、P浓度的变化趋势相吻合。其原因可能是由于在泌乳后期，胎儿快速发育需要大量的Ca与P，机体加大了骨骼组织的动员，造成AKP含量显著升高。因此，在生产中应特别注意泌乳后期对Ca、P的补充。本试验结果还得出，在泌乳前期，血清中Ca含量随着产奶量的升高而降低，说明在泌乳前期，尤其是高产奶牛容易引起血Ca浓度的降低，需要及时补充。

本试验中，不同泌乳阶段奶牛血清中NEFA含量泌乳前期显著高于中期和后期，是由于在前期，奶牛处于能量负平衡状态，大量动用了体脂的原因。同时，在泌乳前期，NEFA含量与产奶量具有显著的正相关关系（r=0.37，P＜0.01），说明在泌乳前期产奶量越高，能量负平衡越严重，即高产奶牛的能量负平衡问题较中低产奶牛更为突出；在泌乳中、后期，NEFA含量与产奶量没有相关性的结果更加证实了这一点。因此，在泌乳前期，对于高产奶牛要注意日粮能量的补充。

BUN的含量与MUN的含量具有正相关的关系。有研究表明，当BUN含量低于12 mg/dl或超过19～20 mg/dl时，表明奶牛日粮中蛋白质供给不足或过量，造成氮的损失，降低了牛乳的合成。本试验结果得出在泌乳后期BUN的含量有升高趋势，所以对于泌乳后期日粮蛋白质水平的调整非常重要。

目前，国内有关在不同泌乳阶段，奶牛血清中VA、VE、Ca、P、能量和蛋白质代谢有关生化指标与产奶性能相关性分析的报道甚少。本试验分别对内蒙古地区某牧场在不同泌乳阶段、不同产奶量情况下的奶牛乳成分、血清VA、VE含量、血清NEFA、BUN、Ca、P和AKP含量进行了比较分析，并在此基础上对血清指标与产奶性能及乳成分进行了相关性分析。结果得出，血清VA、VE、BUN、NEFA、Ca、P浓度、SCC与产奶量和乳成分的相关性与奶牛泌乳阶段有关，而且从总趋势来看，在泌乳前期所测得的血清生化指标与产奶量及乳成分的相关性较强。因此在不同的泌乳阶段和产奶量情况下，根据血液生化指标浓度的变化及其与产奶性能的相关性分析，可以初步检测奶牛在能量、蛋白质和钙、磷方面的供给与代谢情况，间接反映奶牛的生产健康状况。

4 结论

①泌乳阶段与产奶量显著影响乳成分，泌乳后期无脂固形物、乳脂和乳蛋白含量显著高于泌乳前期和中期；高产奶牛乳蛋白和无脂固形物含量显著高于中产和低产牛；低产奶牛的乳脂含量显著高于高产牛。

②血清中VA和VE含量都随着奶牛泌乳期的延长而升高，泌乳后期高于前期和中期；高产和中产奶牛血清中VA含量显著高于低产奶牛；中产和低产奶牛血清中VE含量显著高于高产奶牛。

③随着泌乳期的延长，奶牛血清NEFA、Ca和P含量降低，血清AKP活性与BUN含量呈升高趋势。

④血清生化指标和产奶性能的相关性与泌乳阶段有关，并且在泌乳前期更为明显。泌乳前期，血清VA、NEFA和BUN含量均与产奶量具有显著正相关关系，但是血清中Ca含量与产奶量表现为显著负相关。在泌乳后期VE含量与产奶量显著负相关。

⑤ 在泌乳前期，可将血清中VA、NEFA、BUN和Ca含量作为关键指标，用来评价泌乳奶牛的营养状况。