廖想想 陳 丹 張美榮 蔡志勇 楊章平* 楊利國劉 坤 陳 亮 毛永江，*

(1.揚州大學動物科學與技術學院，揚州 225009;2.華中農(nóng)業(yè)大學動物遺傳育種與繁殖教育部重點實驗室，武漢 430070;3.上海牛奶集團海豐奶牛場有限公司，大豐 224100)

繁殖效率是衡量奶牛業(yè)經(jīng)營效益的一個重要因素，特別是分娩后奶牛的營養(yǎng)水平對繁殖性能以及牛群的整體經(jīng)濟效益至關重要。乳中尿素氮(milk urea nitrogen，MUN)作為奶牛群體改良計劃(dairy herd improvement，DHI)中重要的檢測指標，其含量不僅可以反映飼糧中粗蛋白質(zhì)水平、能氮平衡，還可以預測氮排泄，而且可能是評價奶牛繁殖性能的重要指標。因此，MUN對于改進牛群營養(yǎng)、降低飼料成本及提高繁殖效率有積極效果。MUN既來源于瘤胃降解蛋白質(zhì)，又有一小部分可能來源于瘤胃非降解蛋白質(zhì)，通過測定MUN含量可以監(jiān)控牛群瘤胃氮代謝的效率。自20世紀90年代中期以來，歐美等奶業(yè)發(fā)達國家將MUN含量檢測作為生產(chǎn)性能測定中必備的檢測指標，而我國在這方面工作開展較晚。乳中脂蛋白是牛乳中最重要的功能營養(yǎng)物質(zhì)，其含量的高低也是反映牛乳質(zhì)量優(yōu)劣的最重要參數(shù)。奶牛出現(xiàn)能量負平衡時，由于碳水化合物等能量物質(zhì)攝入不足，瘤胃微生物合成菌體蛋白也相應減少，從而導致乳中蛋白質(zhì)含量降低，乳中脂肪蛋白質(zhì)比(milk fat to protein ratio，F(xiàn)PR)則相應升高［1-2］。Grieve 等［3］、Reist等［4］、Hüttmann［5］的研究均表明，無論是表型相關，還是遺傳相關，奶牛泌乳早期FPR與能量平衡均呈現(xiàn)顯著負相關。因此，近年來有關泌乳早期FPR的相關研究有所增加［6-7］。另外，MUN是蛋白質(zhì)代謝的主要終末產(chǎn)物之一。MUN含量的變化可以反映出瘤胃降解蛋白質(zhì)、過瘤胃蛋白質(zhì)及能量的供應情況。過高或過低的MUN含量反映了飼糧中粗蛋白質(zhì)和能量攝入量失衡，這會導致奶牛營養(yǎng)代謝發(fā)生異常變化，進而損害奶牛的泌乳性能及繁殖性能［8］。國內(nèi)大多數(shù)研究認為，正常的MUN含量范圍應該在10～14 mg/dL或10～16 mg/dL［9-11］。但 MUN 含量的變化受營養(yǎng)因素(飼糧組成)和非營養(yǎng)因素(飼養(yǎng)管理、奶牛的生理階段、產(chǎn)奶量、采樣方法和時間、季節(jié))的影響，導致不同研究者的研究結果可能有所不同。Godden等［12］研究表明，MUN含量與產(chǎn)奶量呈正的非線性關系，而Broderick等［13］認為兩者間呈負相關，MUN含量與乳蛋白、乳脂含量呈負相關，但Hojman等［14］認為MUN含量與乳脂含量呈正相關，與體細胞數(shù)呈負相關。在國內(nèi)，僅見張峰等［15］、周國波等［16］、黃文明等［17］對 MUN 含量與產(chǎn)奶量及乳成分等指標的研究報道，國外也只少量有關FPR對奶牛生產(chǎn)性能等方面的研究報道［7］，而國內(nèi)未見有關 FPR和MUN含量對奶牛繁殖性能影響的報道。因此，本研究擬對1 460頭荷斯坦牛配種前1周內(nèi)MUN含量、FPR及乳成分相關指標進行測定，同時對奶牛產(chǎn)后的繁殖性能進行監(jiān)測和記錄，利用多種統(tǒng)計方法分析MUN含量和FPR對奶牛部分繁殖性能指標的影響，以期為提高荷斯坦牛繁殖性能，從而提高奶牛養(yǎng)殖業(yè)經(jīng)濟效益等方面提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 泌乳早期MUN含量和FPR的測定

試驗于2012年3月至2012年4月在江蘇省某大型奶牛場進行。選擇產(chǎn)犢時間接近(1個月以內(nèi))的第1胎荷斯坦牛2 000頭左右，在配種高峰期每10 d進行1次DHI采樣測定，連續(xù)進行2個月。全天 3 次擠奶混合奶樣(早∶中∶晚為4∶3∶3，用流量計采樣)，送上海光明乳業(yè)集團DHI實驗室進行測定。測定主要指標包括:產(chǎn)奶量、乳脂率、乳蛋白率、體細胞數(shù)及乳糖、總固形物和MUN含量。其中乳成分及MUN含量用Milkoscan-6000型乳成分分析儀進行測定，乳中體細胞數(shù)用Fossomatic-5000型體細胞分析儀進行測定。根據(jù)每頭牛只繁殖記錄(包括第1次發(fā)情配種日期、配種情期數(shù)、最后確定妊娠時間等信息)和DHI測定記錄進行篩選，最后選出配種前1周內(nèi)同時有DHI測定記錄的第1胎奶牛1 460頭進行統(tǒng)計分析。由于在測定中部分樣品數(shù)據(jù)不全，最后用于FPR分析的數(shù)據(jù)為1 423頭牛，用于MUN含量分析的數(shù)據(jù)為1 425頭牛。

1.2 飼養(yǎng)管理

試驗牛只為散放飼養(yǎng)和全混合日糧(TMR)飼喂，牛場采用牧場管理軟件對牛群進行管理，并設有進口轉(zhuǎn)盤式擠奶機和自動刮板清糞系統(tǒng)。所有奶牛均參加DHI測定，試驗期間每10 d進行1次，連續(xù)測定2個月。奶牛每日擠奶3次，時間分別為:05:30、13:30和21:30，每日飼喂3次，時間分別為:05:00、12:00和18:00。試驗牛只 TMR組成及營養(yǎng)水平見表1，試驗牛只日產(chǎn)奶量及乳成分見表2。

表1 試驗牛只TMR組成及營養(yǎng)水平(干物質(zhì)基礎)Table 1 Composition and nutrient levels of the TMR for tested cows(DM basis) %

續(xù)表1

1.3 奶牛繁殖性能測定

采樣時日產(chǎn)奶量測定由計量器自動生成并存入奶牛管理系統(tǒng)，其他指標由DHI實驗室測定，并按乳中脂肪/蛋白質(zhì)含量算出FPR。試驗牛只產(chǎn)后的繁殖性能數(shù)據(jù)由牛場人員進行詳細記錄，包括第1次發(fā)情配種泌乳天數(shù)、配種情期數(shù)、妊娠率以及妊娠泌乳天數(shù)。

1.4 統(tǒng)計分析

1.4.1 方差分析

根據(jù)MUN含量和FPR，將它們均分為4個不同水平。MUN分別為1(2～5 mg/dL)、2(6～10 mg/dL)、3(11～15mg/dL)和 4(＞15 mg/dL)，F(xiàn)PR 分別為 1(＜1.0)、2(1.0～1.5)、3(1.6～2.0)和4(＞2.0)。采用多因素分析模型分析MUN含量和FPR對奶牛部分繁殖性能指標的影響，模型如下:

其中，Yijk為繁殖性能觀察值;μ為群體均值;FPRi為 FPR 的固定效應(i=1，2，3，4);MUNj為MUN 含量的固定效應(j=1，2，3，4);eijk為隨機誤差。MUN含量或FPR間多重比較用LSD法(由于試驗牛只產(chǎn)犢季節(jié)和測定時間接近，在分析中不予考慮)。

表2 試驗牛只日產(chǎn)奶量及乳成分Table 2 Daily milk yield and milk composition of tested cows

1.4.2 相關和回歸分析

先對FPR、MUN含量與繁殖性能指標間進行簡單相關分析，再以FPR、MUN含量作為自變量，用直線回歸、指數(shù)回歸等方程對繁殖性能指標與FPR、MUN含量的關系進行擬合。同時，用Logistic回歸分析MUN含量和FPR對在第1次配種以及在前2個發(fā)情周期內(nèi)配種是否妊娠的影響，模型如下:

Logit(第1次配種或前2個發(fā)情周期內(nèi)配種是否妊娠)=β+MUN+FPR+MUN×FPR+e。

式中:β是常數(shù)項，e是隨機誤差。

以上所有分析均采用SPSS 16.0完成。

2 結果

2.1 FPR對繁殖性能的影響

由表3可知，配種前1周內(nèi)FPR對第1次發(fā)情配種泌乳天數(shù)的影響達到極顯著水平(P＜0.01)，而對其他繁殖性能指標均無顯著影響(P＞0.05)。多重比較可知，F(xiàn)PR(＜1.0或1.0～1.5)較低的奶牛第1次發(fā)情配種泌乳天數(shù)較長，F(xiàn)PR(1.6～2.0或＞2.0)較高的奶牛第1次發(fā)情配種泌乳天數(shù)均顯著低于其他FPR水平的奶牛(P＜0.05);FPR雖然對配種情期數(shù)、妊娠率及妊娠泌乳天數(shù)無顯著影響(P＞0.05)，但FPR(1.6～2.0或＞2.0)較高的奶牛配種次數(shù)較少，配種成功率高且妊娠率也較高，但FPR(＜1.0或1.0～1.5)較低的奶牛妊娠泌乳天數(shù)較長。

表3 不同F(xiàn)PR對繁殖性能的影響Table 3 Effects of different FPR on reproductive performance

2.2 MUN含量對繁殖性能的影響

由表4可知，MUN含量對第1次發(fā)情配種泌乳天數(shù)、配種情期數(shù)及妊娠率的影響均達到極顯著水平(P＜0.01)，對妊娠泌乳天數(shù)的影響不顯著(P＞0.05)。多重比較可知，MUN含量(11～15 mg/dL或＞15 mg/dL)較高的奶牛第1次發(fā)情配種泌乳天數(shù)高于MUN含量(2～10 mg/dL)中等及以下的奶牛;MUN含量(2～5 mg/dL)低的奶牛配種情期數(shù)顯著高于MUN含量(6～15 mg/dL或＞15 mg/dL)中等及高的奶牛(P＜0.05);MUN含量(2～5 mg/dL)低的奶牛妊娠率顯著低于MUN含量(6～15 mg/dL或＞15 mg/dL)中等及高的奶牛(P＜0.05)。MUN含量對妊娠泌乳天數(shù)無顯著影響(P＞0.05)，但 MUN含量(2～5 mg/dL)低的奶牛妊娠泌乳天數(shù)最長。

表4 不同MUN含量對繁殖性能的影響Table 4 Effects of different MUN contents on reproductive performance

2.3 FPR、MUN含量與繁殖性能指標的相關性

由表5可知，F(xiàn)PR與第1次發(fā)情配種泌乳天數(shù)和妊娠泌乳天數(shù)呈極顯著負相關(P＜0.01)，與配種情期數(shù)呈顯著負相關(P＜0.05)，與妊娠率無顯著相關關系(P＞0.05)。MUN含量與第1次發(fā)情配種泌乳天數(shù)及妊娠率呈極顯著正相關(P＜0.01)，與配種情期數(shù)及妊娠泌乳天數(shù)無顯著相關關系(P＞0.05)。

表5 FPR、MUN含量與繁殖性能指標的相關系數(shù)Table 5 Correlation coefficient among FPR，MUN content and reproductive performance indexes

2.4 FPR、MUN含量與繁殖性能指標的回歸分析

以FPR、MUN含量為自變量，利用不同回歸模型對FPR、MUN含量和繁殖性能指標進行回歸分析，所得的線性回歸方程及其擬合度分別見表6和表7。FPR和MUN含量與第1次發(fā)情配種泌乳天數(shù)、配種情期數(shù)、妊娠率、妊娠泌乳天數(shù)的最佳回歸方程均為線性函數(shù)，但擬合度均較低。同時，本研究也嘗試用二次方程、三次方程、指數(shù)方程、乘冪方程等非線性回歸方程進行擬合，但擬合度均低于線性方程(結果未列出)。

表6 利用FPR對繁殖性能指標進行回歸分析的回歸方程、擬合度及顯著性檢驗Table 6 Regression equation，degree of fitting and significance test using FPR to regression analyze reproductive performance

表7 利用MUN含量對繁殖性能指標進行回歸分析的回歸方程、擬合度及顯著性檢驗Table 7 Regression equation，degree of fitting and significance test using MUN content to regression analyze reproductive performance

2.5 FPR、MUN含量與繁殖性能指標的Logistic回歸分析

由表8可知，MUN含量對在前2個發(fā)情周期內(nèi)配種是否妊娠(X2=5.700，P=0.017)或第1次配種是否妊娠(X2=3.813，P=0.051)均達到或接近顯著水平，而FPR對第1次配種是否妊娠以及在前2個發(fā)情周期內(nèi)配種是否妊娠的影響均未達到顯著水平(P＞0.05)。

表8 FPR和MUN含量對奶牛配種妊娠的Logistic回歸分析Table 8 Logistic analysis between pregnancy status in service and FPR，MUN content

3 討論

3.1 FPR對繁殖性能的影響

奶牛的產(chǎn)奶量和乳成分受飼糧粗蛋白質(zhì)含量等因素的影響［18］，研究表明，飼糧粗蛋白質(zhì)含量從12%增加至18%時，氮的排放量增加，但對乳中的蛋白質(zhì)含量影響不顯著［19］。有研究表明，當FPR增高時，會引起血液中尿素氮含量的增加，從而MUN 含量也會隨之升高［20］。Burgos等［21］發(fā)現(xiàn)，當飼糧粗蛋白質(zhì)含量從15%提高到21%(干物質(zhì)基礎)時，MUN含量直線上升，從7.90 mg/dL升高到24.53 mg/dL，MUN含量差異達到極顯著水平。本研究結果表明:FPR對第1次發(fā)情配種泌乳天數(shù)的影響達到極顯著水平，對其他繁殖性能指標無顯著影響。當FPR小于1.5時，供試奶牛的各項繁殖性能指標較為理想，我們可以通過調(diào)節(jié)飼糧中粗纖維和粗蛋白質(zhì)含量，來控制奶牛乳中脂蛋白的比例，從而提高奶牛的繁殖性能。

3.2 MUN含量對繁殖性能的影響

本研究中MUN含量為(10.61±2.68)mg/dL，相對于國外普遍認為的10～14 mg/dL或10～16 mg/dL來說還是較低的，其原因可能是本研究全部為頭胎牛，與其他胎次相比，MUN整體含量較低。本研究通過多種統(tǒng)計方法進行分析均表明，MUN含量對于奶牛產(chǎn)后的繁殖性能具有較大程度的影響。原因可能為MUN含量低則表明瘤胃降解蛋白質(zhì)較少，飼糧粗蛋白質(zhì)缺乏，進而影響奶牛體內(nèi)生殖激素的合成和釋放，易造成胎衣不下、產(chǎn)后卵泡發(fā)育延遲，最終影響奶牛正常發(fā)情和受胎。Arunvipas等［22］研究發(fā)現(xiàn)，配種日前60天內(nèi)MUN含量平均值、配種日MUN含量、配種日前后(9.2±6.6)天的MUN含量都與1次配種成功率(奶牛第1個發(fā)情期配種且270～290 d后產(chǎn)犢)有負相關關系，而配種日前后(9.2±6.6)天的MUN含量與1次配種成功率的相關性最強，提示與配種日最接近的MUN含量與受胎率的關系最密切。但以上多數(shù)研究認為，MUN含量高于19～20 mg/dL才會導致受胎率下降。奶牛MUN不平衡會導致機體整體營養(yǎng)狀況下降，增加各種營養(yǎng)代謝疾病的發(fā)生率，進一步降低奶牛的繁殖性能，尤其在奶牛分娩前后及配種季節(jié)這段時間內(nèi)。Godden等［12］從飼糧能氮平衡的角度出發(fā)，認為乳蛋白含量高于3%，MUN含量在12～19 mg/dL時，能氮較平衡。由此可見，MUN含量作為反映飼糧粗蛋白質(zhì)和能量在奶牛體內(nèi)代謝的敏感指標，在一定程度上可以評價奶牛的繁殖性能。但由于本數(shù)據(jù)來源于頭胎牛，MUN含量整體較低，且繁殖性能總體來說較為正常，所以利用本研究FPR和MUN含量數(shù)據(jù)對繁殖性能相關指標進行分析時所得回歸方程擬合度均較低，這樣就限制了該指標在生產(chǎn)中的預測作用。今后應收集2、3胎或更高胎次奶牛FPR、MUN含量及繁殖性能相關數(shù)據(jù)，并進行系統(tǒng)的分析，力求充分發(fā)揮FPR、MUN含量等營養(yǎng)指標對繁殖性能的指導作用。

4 結論

奶牛配種前1周內(nèi)MUN含量和FPR是反映能量平衡的關鍵指標，對頭胎奶牛部分繁殖性能有顯著影響。今后應收集2、3胎或更高胎次奶牛MUN含量和FPR數(shù)據(jù)，并對其繁殖性能進行系統(tǒng)的分析，以充分發(fā)揮對繁殖性能的預測和管理作用。

［1］DUFFIELD T F，KELTON D F，LESLIE K E，et al.Use of test day milk fat and milk protein to detect subclinical ketosis in dairy cattle in Ontario［J］.The Canadian Veterinary Journal，1997，38(11):713-718.

［2］HEUER C，SCHUKKEN Y H，DOBBELAAR P.Postpartum body condition score and results from the first test day milk as predictors of disease，fertility，yield，and culling in commercial dairy hers［J］.Journal of Dairy Science，1999，82(2):295-304.

［3］GRIEVE D G，KORVER G，RIJPKEMA Y S，et al.Relationship between milk composition and some nutritional parameters in early lactation［J］.Livestock Production Science，1986，14(3):239-254.

［4］REIST M，DRDIN D，VON EUW D，et al.Estimation of energy balance at the individual and herd level using blood and milk traits in high yielding dairy cows［J］.Journal of Dairy Science，2002，85(12):3314-3327.

［5］HüTTMANN H.Analyse der Futteraufnahme und der Energiebilanzmerkmale bei hochleistenden，erstlaktierenden Milchkühen［D］.Ph.D.Thesis.Germany:Kiel University，2009.

［6］BUTTCHEREIT N，STAMER E，JUNGE W，et al.E-valuation of five lactation curve models fitted for fat:protein ration of milk and daily energy balance［J］.Journal of Dairy Science，2010，93(4):1702-1712.

［7］TONI F，VINCENTI L，GRIGOLETTO L，et al.Early lactation ratio of fat and protein percentage in milk is associated with health，milk production，and survival［J］.Journal of Dairy Science，2011，94(4):1772-1783.

［8］王東衛(wèi)，曹志軍，李勝利，等.牛奶尿素氮含量與奶牛繁殖性能的關系［J］.動物營養(yǎng)學報，2010，22(6):1509-1514.

［9］陳丹，黃任道，楊章平，等.中國荷斯坦牛乳中尿素氮變化規(guī)律的研究［J］.中國奶牛，2012(18):24-28.

［10］MIGLIOR F，SEWALEM A，JAMROZIK J，et al.A-nalysis of milk urea nitrogen and lactose and their effect on longevity in Canadian dairy cattle［J］.Journal of Dairy Science，2006，89(12):4886-4894.

［11］MELENDEZ P，DONOVAN A，HERNANDEZ J.Milk urea nitrogen and infertility in Florida Holstein cows［J］.Journal of Dairy Science，2000，83(3):459-463.

［12］GODDEN S M，KELTON D F.Milk urea testing as a tool to monitor reproductive performance in Ontario dairy herds［J］.Journal of Dairy Science，2001，84(6):1397-1406.

［13］BRODERICK G A，CLAYTON M K.A statistical evaluation of animal and nutritional factors influencing concentrations of milk urea nitrogen［J］.Journal of Dairy Science，1997，80(11):2964-2971.

［14］HOJMAN D，GIPS M，EZRA E.Associations between live body weight and milk urea concentration in Holstein cows［J］.Journal of Dairy Science，2005，88(2):580-584.

［15］張峰，馬書林，劉小靜，等.奶牛泌乳性能與乳中尿素氮的相關性分析［J］.天津農(nóng)業(yè)科學，2012，18(2):32-34.

［16］周國波，丁立人，沈夢誠，等.乳尿素氮的監(jiān)測及與乳蛋白水平相關性分析［J］.畜牧與獸醫(yī)，2010，42(1):39-41.

［17］黃文明，王之盛，王恬，等.牛奶尿素氮含量與奶牛胎次、泌乳天數(shù)、產(chǎn)奶量和乳成分的關系［J］.中國奶牛，2009(12):10-14.

［18］DAVIDSON S，HOPKINS B A，DIAZ D E，et al.Effect of amount and degradability of dietary protein on lactation，nitrogen utilization，and excretion in early lactation Holstein cows［J］.Journal of Dairy Science，2003，86(5):1681-1689.

［19］TOMLINSON A P，POWERS W J，VAN HORN H H，et al.Dietary protein effects on nitrogen excretion and manure characteristics of lactating cows［J］.Transactions of the American Society of Agricultural Engineers，1996，39(4):1441-1448.

［20］王翀，劉建新，朱啟，等.奶牛乳尿素氮產(chǎn)生機制及日糧蛋白和能量對其影響分析［J］.飼料研究，2006(6):39-42.

［21］BURGOS S A，F(xiàn)ADEL J G，DEPETERS E J.Prediction of ammonia emission from dairy cattle manure based on milk urea nitrogen:relation of milk urea ni-trogen to urine urea nitrogen excretion［J］.Journal of Dairy Science，2007，90(12):5499-5508.

［22］ARUNVIPAS P，VANLEEUWEN J A，DOHOO I R，et al.Milk urea nitrogen negatively affected first-service breeding success in commercial dairy cows in Prince Edward Island，Canada［J］.Preventive Veterinary Medicine，2007，82(1/2):42-50.