黑龙江省4个规模化养殖场繁育母牛泌乳初期血液主要营养代谢指标特征分析

高畅鸿,麻芯茹,赵莹莹,张泽琛,钱伟东,任晚霞,贾 斌,杨 威* （.黑龙江八一农垦大学 动物科技学院,黑龙江 大庆 69；.黑龙江八一农垦大学 校医院,黑龙江 大庆 69；.黑龙江省农业科学院 畜牧兽医分院,黑龙江 齐齐哈尔 6000）

有研究指出,到2050年以后,世界对动物食品产量需求大大增加,为了满足迅速增长的人口粮食安全问题和农业可持续性的需求,有效和可持续的畜牧业生产方法就显得至关重要[1]。尤其近年来国民对牛肉需求的快速增加,给我国肉牛产业带来机遇与挑战,而繁育母牛健康高效养殖对肉牛产业稳健发展至关重要。围产期通常是指产前3周至产后3周的一段时期,是母牛养殖中的特殊时期。在此期间,为了适应分娩和泌乳,母牛的内分泌和代谢发生巨大变化[2]。围产期的饲养管理决定了母牛整个泌乳期的产奶量和健康状况。矿物质代谢紊乱及能量代谢紊乱是围产期泌乳奶牛的重要高发营养代谢病,虽然我国肉牛繁育母牛泌乳量显著低于泌乳奶牛,但由于饲养管理不当依然导致该病的发生[3]。妊娠后期,由于胎儿迅速生长和泌乳启动使奶牛的能量需求升高,而母牛分娩前后由于激素调控及妊娠等生理应激导致其采食量低下,加之饲料营养失衡及饲养管理不当使得母牛能量摄入不足,这些因素将导致机体处于能量负平衡状态,使得母牛极易发生脂肪肝和酮病[4]。此外,由于初乳对钙的需求加大,加之饲养管理不当,母牛产后血钙瞬间降低,极易导致低钙血症的发生；又因低血钙显著增加胎衣不下、乳房炎等疾病的发生,给养殖业带来巨大的经济损失[5]。然而,黑龙江省作为肉牛养殖的重要地区,规模化饲养条件下围产期繁育母牛主要营养代谢特征目前尚不清晰,因此本研究旨在通过调查分析黑龙江省4个规模化繁育母牛场母牛泌乳初期矿物质代谢、能量代谢、蛋白质代谢和肝功能酶类代谢特征,以期明确地区繁育母牛主要营养代谢紊乱的特征,为繁育母牛健康高效养殖提供参考数据。

1 材料与方法

1.1试验动物于黑龙江省双鸭山市、哈尔滨市、大庆市、齐齐哈尔市选择4个规模化舍饲繁育肉牛养殖场,对养殖场产后7 d清晨喂食前母牛进行血样采集,其中对齐齐哈尔调查点牧场母牛产后3,7 d进行血样采集。分组信息如下:双鸭山养殖场组（SYS,n＝32）,哈尔滨养殖场组（HEB,n＝18）,大庆养殖场组（DQ,n＝9）,齐齐哈尔养殖场产后3 d组（QQHR3,n＝14）,齐齐哈尔养殖场产后7 d组（QQHR7,n＝14）。

1.2样品采集试验牛于清晨采食前经尾静脉采集血液样本10 m L,血液样品室温下静置30 min,待其自然凝固后3 000 r/min离心10 min,于—20℃保存待检。

1.3样本检测血液钙（Ca2＋,mmol/L,偶氮胂Ⅲ比色 法）、磷（P,mmol/L,紫 外 线 终 点 法）、镁（Mg2＋,mmol/L,偶氮胂Ⅲ比色法）、钾（K,mmol/L,酶法）、β-羟丁酸（BHBA,mmol/L,速率法）、甘油三酯（TG,mmol/L,GPO-PAP法）、葡萄糖（GLU,mmol/L,氧化酶法）、游离脂肪酸（NEFA,mmol/L,比色法）、总蛋白（TP,g/L,双缩脲法）、白蛋白（ALB,g/L,溴甲酚绿法）、球蛋白（GLO,g/L,溴甲酚绿法）、尿素氮（BUN,g/L,紫外/谷氨酸脱氢酶法）、谷丙转氨酶（ALT,U/L,IFCC法）、天冬氨酸转氨酶（AST,U/L,氧化酶法）、谷氨酰转移酶（GGT,U/L,IFCC法）、总胆红素（TBIL,U/L,脯氨酸钒酸盐氧化法）利用全自动血液生化分析仪检测。

1.4统计方法使用IBM SPSS 20.0和GraphPad Prism 7.0软件进行分析,结果以±s表示,4个牧场组间差异采用单因素方差分析中的非配对T检验进行多重比较,QQHR3组与QQHR7组采用T检验分析,本试验QQHR3组未与其他3组数据进行差异分析。当*P＜0.05时示组间有显著性差异,**P＜0.01时示组间有极显著性差异。

2 结果

2.14个规模化养殖场繁育母牛泌乳初期矿物质代谢特征如图1所示,QQHR7组母牛产后血P浓度显著高于QQHR3组（P＜0.05）,其他各组间差异不显著。各组间血K＋浓度差异均不显著。SYS组母牛血Mg2＋显著高于HEB组（P＜0.01）、DQ组（P＜0.01）和QQHR7组（P＜0.01）,DQ组母牛血Mg2＋浓 度 极 显 著 高 于QQHR7组（P＜0.01）。QQHR7组母牛血Ca2＋浓度显著高于SYS组（P＜0.01）、HEB（P＜0.01）组和QQHR3组（P＜0.01）。

图1 母牛血清P、K＋、Mg2＋、Ca2＋浓度比较

此外,以血Ca2＋＜2.1 mmol/L为低钙血症诊断标准,5组母牛低钙血症发病率:HEB组和QQHR7组均为0.0%,SYS组为12.5%,DQ组为33.0%,QQHR3组为50.0%。

2.24个规模化养殖场繁育母牛泌乳初期能量代谢特征如图2所示,QQHR7组母牛产后GLU浓度显著高于QQHE3组（P＜0.05）,其他各组间差异不显著。QQHR7组母牛产后NEFA浓度极显著高于HEB组（P＜0.01）,DQ组母牛NEFA浓度显著高于HEB组（P＜0.05）,其他各组间差异不显著。SYS,DQ和HEB组母牛产后TG浓度极显著高于QQHR7组（P＜0.01）,QQHR7组母牛TG浓度显著高于QQHR3组（P＜0.05）,其他各组间差异不显著。SYS组母牛产后BHBA浓度显著高于QQHR7组（P＜0.05）,HEB组母牛BHBA浓度极显著高于QQHR7组（P＜0.01）,QQHR7组母牛BHBA浓度显著高于QQHR3组（P＜0.05）,其他各组间差异不显著。

图2 母牛血清GLU、NEFA、TG、BHBA浓度比较

2.34个规模化养殖场繁育母牛泌乳初期蛋白质代谢特征如图3所示,SYS组和HEB组母牛产后TP浓度均极显著高于DQ组和QQHR7组（P＜0.01）,其他各组间差异不显著。SYS组和QQHR7组母牛产后BUN浓度极显著高于HEB组（P＜0.01）,QQHR7组母牛显 著高于SYS组（P＜0.05）,DQ组母牛显著高于HEB组（P＜0.05）,其他各组间差异不显著。SYS组母牛产后ALB浓度极显著高于HEB组,DQ组和QQHR7组（P＜0.01）,HEB组母牛极显著高于DQ组和QQHR7组（P＜0.01）,其他各组间差异不显著。HEB组和QQHR7组母牛产后GLO组极显著高于SYS组（P＜0.01）,HEB组母牛显著高于DQ组（P＜0.05）,HEB组母牛极显著高于QQHE7组（P＜0.01）,其他组间差异不显著。

图3 母牛血清TP、BUN、ALB、GLO质量浓度比较

2.44个规模化养殖场繁育母牛泌乳初期肝功能酶类代谢特征结果如图4所示,SYS组母牛产后ALT浓度极显著高于HEB组、DQ组和QQHR7组（P＜0.01）,其他各组间差异不显著。SYS、HEB和QQHR7组母牛产后GGT浓度极显著高于DQ组（P＜0.01）,其他各组间差异不显著。SYS组母牛产后AST浓度显著高于QQHR7组（P＜0.05）,QQHR3组母牛AST浓度极显著高于QQHR7组（P＜0.01）,其 他 各 组 间 差 异 不 显 著。HEB、QQHR7组和DQ组母牛TBIL浓度极显著高于SYS组（P＜0.01）,其他各组间差异不显著。

图4 母牛血清ALT、GGT、AST、TBIL水平比较

3 讨论

本试验针对黑龙江省规模化舍饲养殖场繁育母牛围产期主要营养代谢特征尚不清晰的现状,选取黑龙江省4个地区规模化养殖场,通过分析牧场母牛产后3 d及7 d血液主要矿物质代谢、能量代谢、蛋白质代谢及肝功代谢指标。结果显示,4个规模化养殖场繁育母牛泌乳初期各类指标水平存在差异,且同一牧场母牛存在不同程度的营养代谢失衡特征。

低钙血症是高产奶牛泌乳初期,尤其产后3 d内高发的主要营养代谢病,高产奶牛分娩前后由于采食量低下不能满足初乳对钙的大量需求是低钙血症发生的主要因素[6]。由于肉用可繁母牛的产奶量显著低下,使得该病常被忽视。本试验4个牧场中SYS组和DQ组产后7 d低血钙发病率分别为12.5%和33.0%,虽然QQHR7组试验母牛未检测到低钙血症,但该牧场产后3 d母牛的发病率高达50.0%。正常情况下,母牛产前低钙饲喂有利于甲状旁腺激素（PTH）分泌增加,同时促进肾小管对钙的重吸收,有利于产后母牛骨钙动员以补偿泌乳初期对钙的需求[7]。Mg2＋在调节PTH分泌和活性中起重要作用,在低Mg2＋时,肾脏和骨骼会对PTH的敏感度降低从而影响骨钙动员效率,临床数据显示,中度至重度低镁血症常可引起低钙血症,普遍认为其与PTH机能障碍有关[8]。然而,本试验SYS组母牛血镁水平显著高于其他各组,且显著高于牛的血镁正常参考值（0.7～0.9 mmol/L）[9],提示高镁血症可能与该牧场的低钙血症相关。4个牧场产后7 d母牛血清P和K＋水平无显著性差异。

围产期母牛由于采食量低下,而胎儿及泌乳对能量的需求增加,使得母牛处于能量负平衡状态。能量负平衡下,脂肪分解速率超过了脂肪生成速率,导致牛的脂肪组织释放大量的NEFA,进入肝脏代谢。一部分氧化NEFA不能参与代谢而被氧化为为酮体或作为甘油三酯储存从而诱发酮病[10]。高NEFA、高BHBA和低血糖是能量负平衡奶牛的主要血液病理学特征[11]。虽然血液相关能量代谢指标显示4个牧场试验母牛均未有酮病的发生（BHBA＞1.2 mmol/L）,但SYS组和DQ组部分母牛血液NEFA和BHBA水平明显高于其他母牛,提示上述2个牧场母牛存在产后能量代谢失衡状态[12]。此外,SYS组母牛血液血清ALT水平显著高于其他3个牧场母牛,液血清AST平均值也高于其他3个牧场且显著高于QQHR7组,上述升高肝功指标也提示SYS组母牛可能存在产后能量代谢障碍特征。此外,QQHR3组母牛血液BHBA水平显著低于QQHR7,与临床奶牛血液BHBA变化趋势相似,提示可繁母牛产后仍有发生能量代谢失衡的风险。

TP分为ALB和GLB两类,是血清固体成分中含量最多的一类物质。血清TP水平主要反映肝脏合成功能和肾脏病变造成蛋白质丢失的情况,通过对母牛TP水平检测可间接了解机体的营养状况,协助诊断某些疾病[13]。血清BUN水平的高低反映血液中氨基酸合成蛋白质效率的高低,当BUN水平升高时,往往意味着消化道蛋白质分解作用的增强,胃肠吸收NH3-N水平增加,肝脏的尿素再循环程度增加所致。本试验中SYS组和HEB组母牛血清TP、ALB、GLO水平均显著高于DQ组和QQHR组母牛,而SYS组和HEB组母牛血清BUN水平低于DQ组和QQHR组母牛。据报道,饲粮氮含量较高时,由于瘤胃微生物利用铵合成蛋白效率受限,进而导致瘤胃中释放的大量NH3-N被瘤胃壁和后段胃肠道吸收进入血液,在肝脏中合成为BUN,导致血清BUN水平升高[14]。而高血清BUN将导致机体大量的氮通过尿液排出,因而导致机体氮相对不足,合成蛋白质受阻,进而导致高血清BUN,低TP和ALB水平[15]。此外,也研究指出,血清TP、ALB和BUN水平与牛的品种也存在一定的相关性,因不同品种对氮的高效利用机制存在差异,也会呈现一定差异,如本试验SYS组和HEB组母牛为西门塔尔牛,而DQ组和QQHR组母牛为安格斯牛,肝脏对氮的再循环利用程度可能存在差异。