《Ruminants》:Effects of Replacing Corn Stover Silage with Sweet Sorghum Silage on Dry Matter Intake, Fibre Digestibility, and Milk Composition in Thai Holstein Crossbred Dairy Cows
Norakamol Laorodphan,
Thanatsan Poonpaiboonpipat,
Tossaporn Incharoen,
Suban Foiklang,
Anusorn Cherdthong,
Paiboon Panase,
Nattapat Chaporton and
Payungsuk Intawicha
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针对热带旱季优质粗饲料短缺及玉米秸秆青贮(CSS)营养不均问题,研究者对比了甜高粱青贮(SSS)与CSS对奶牛的影响。结果显示SSS提高了DMI和纤维消化率,维持产奶量且提升乳蛋白,是热带小型奶业可行且可持续的粗饲料替代方案。
在泰国乃至许多热带地区,奶业是当地蛋白质供应的重要支柱,且主要由管理着21至50头奶牛的小农户经营。然而,每年长达三至四个月的热带旱季(1月至5月),伴随着高温(常达37–40 °C)和严重的土壤水分亏缺,给畜牧业带来了巨大挑战。这段时期,优质牧草和粗饲料(Roughage)严重短缺,导致现有饲草的营养含量大幅下降,奶牛无法摄入充足养分,进而制约了牛奶产量。目前,许多小农户依赖玉米秸秆青贮(Corn stover silage, CSS)作为主要的粗饲料来源。玉米秸秆是农业大宗副产品,但在旱季,其营养成分变异大、消化率低,且由于小农户储存设施有限,青贮饲料易发生有氧变质,难以保障全年稳定的饲养管理。
相比之下,甜高粱(Sorghum bicolor (L.) Moench)因其耐旱性强、生长迅速、生物量大而被视为一种极具潜力的替代粗饲料。它不仅能在干旱条件下稳定产出,还具有较高的水溶性碳水化合物,有利于青贮发酵。尽管甜高粱在全球热带及温带地区作为饲草的重要性日益凸显,但在泰国这类热带旱季小型奶业系统中,关于其青贮质量、营养含量以及对奶牛采食、养分利用和产奶影响的数据仍然匮乏。为此,研究人员开展了一项试验,旨在验证使用甜高粱青贮(Sweet sorghum silage, SSS)替代玉米秸秆青贮(CSS)能否在泰国小型农场管理的泌乳奶牛中维持甚至提升生产性能。该研究论文发表在《Ruminants》期刊上。
这项研究发现,用SSS替代CSS不仅能显著增加奶牛的干物质采食量(DMI)和纤维组分(包括粗纤维、中性洗涤纤维NDF和酸性洗涤纤维ADF)的表观消化率,还能在不影响产奶量、能量校正乳(ECM)和饲料利用效率的前提下,提高牛奶中的粗蛋白浓度。这表明,在气候变率增加背景下,SSS是热带旱季中一种可行且更具可持续性的粗饲料选择。
为开展此项研究,研究人员主要采用了以下关键技术方法:试验在泰国北部的商业奶牛场进行,选用12头体重、体况、泌乳天数和胎次相匹配的泌乳期荷斯坦-弗里斯牛杂交母牛(87.5% Holstein–Friesian × 12.5% Thai Native)。牛只被完全随机分为两组(n=6/组),分别饲喂以CSS或SSS为主要粗饲料加相同商业精料的日粮,并经过14天适应期。CSS和SSS于旱季在当地种植、收获并切短后装入低密度聚乙烯袋青贮至少21天。在试验第15天和第30天,测定了饲料和拒食量以计算DMI;收集粪便样本分析干物质(DM)、有机物(OM)、粗蛋白(CP)、NDF、ADF等的表观全肠道消化率;记录每次挤奶(早晚各一次)的产奶量,并采集乳样利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析乳脂、蛋白、乳糖、非脂固形物(SNF)及总固形物含量,同时计算4%乳脂校正乳(4% FCM)和能量校正乳(ECM)。数据采用线性混合效应模型(以牛只为随机效应)进行统计分析。
研究结果如下:
干物质采食量(Dry Matter Intake)
饲喂SSS的奶牛总干物质采食量(DMI,即精料与粗饲料采食量之和)显著高于饲喂CSS的奶牛。第15天时,SSS组为9.51 kg DM/天,CSS组为8.34 kg DM/天(p < 0.05);第30天时,SSS组为9.53 kg DM/天,CSS组为8.33 kg DM/天(p < 0.05)。同一处理组内,第15天与第30天的DMI无显著差异,表明整个试验期间采食量保持稳定。
养分消化率(Nutrient Digestibility)
虽然总体饮食消化率在两处理间大体可比,但SSS组的中性洗涤纤维消化率(NDFD,71.25% vs. 59.59%,p = 0.003)、酸性洗涤纤维消化率(ADFD,71.44% vs. 57.80%,p = 0.002)以及粗纤维消化率(CFD,76.66% vs. 63.68%,p = 0.003)均大幅高于CSS组。ADL(酸性洗涤纤维中的木质素)消化率在SSS组也更高(42.65% vs. 39.57%,p = 0.001),但作者指出由于木质素本身高不可消化性及全肠道测量方法可能存在的假象,此结果需谨慎看待。粗蛋白消化率(CPD,74.71% vs. 77.38%,p = 0.414)和无氮浸出物消化率(NFED,74.88% vs. 71.47%,p = 0.131)在两组间无显著差异。醚提取物消化率(EED)在SSS组略低(95.29% vs. 97.29%,p = 0.046),但差异幅度较小。
饲料转化效率(Feed Conversion Efficiency)
在不同采样时间,两青贮源之间的饲料转化效率指标大体可比。第15天和第30天的 kg 奶/kg 饲料(CSS: 0.90, 0.88;SSS: 0.90, 0.87)、4% FCM/kg 饲料(CSS: 0.86, 0.82;SSS: 0.90, 0.85)、ECM/kg 饲料(CSS: 0.80, 0.87;SSS: 0.86, 0.88)以及饲料转化率(FCE,CSS: 1.14, 1.17;SSS: 1.15, 1.18)均无显著的处理主效应(p 分别为 0.985, 0.702, 0.582, 0.958)。时间效应对部分指标有显著影响(kg 奶/kg 饲料 p = 0.007;ECM/kg 饲料 p = 0.003;FCE p = 0.029),且青贮源与时间的相互作用不显著,说明效率的随时间变化在两组中模式相似。
乳成分(Milk Composition)
第15天,SSS组奶牛产奶量数值上高于CSS组(15.16 vs. 14.14 kg/d,p = 0.495),4% FCM(15.13 vs. 13.42 kg/d,p = 0.340)和ECM(14.59 vs. 12.62 kg/d,p = 0.246)也无显著差异。乳脂(4.01% vs. 3.62%,p = 0.198)和乳糖(4.85% vs. 4.62%,p = 0.188)浓度不受青贮源影响,但SSS组的乳粗蛋白浓度显著高于CSS组(2.99% vs. 2.70%,p = 0.050)。第30天,产奶量(14.77 vs. 13.83 kg/d,p = 0.538)、4% FCM(14.88 vs. 13.67 kg/d,p = 0.538)、乳脂(4.07% vs. 3.83%,p = 0.469)、乳糖(4.78% vs. 4.50%,p = 0.119)和ECM(14.41 vs. 12.81 kg/d,p = 0.397)仍无处理差异,而乳粗蛋白在SSS组继续保持较高水平(3.12% vs. 2.81%,p = 0.073)。重复测量混合模型分析确认,青贮源对乳蛋白有整体提升作用(p = 0.038),产奶量和乳糖浓度主要受时间影响下降,而4% FCM、ECM和乳脂不受处理或时间显著影响。
结论与讨论
综上所述,在泰国为期四个月的炎热旱季(2月中旬至5月)这一严峻的大气候条件下,甜高粱青贮(SSS)可作为一种比玉米秸秆青贮(CSS)更适宜生理和营养需求的替代品。饲喂SSS使奶牛的总干物质采食量(DMI)增加(第15天9.51 kg DM/天,第30天9.53 kg DM/天),并显著增强了中性洗涤纤维(NDF)和酸性洗涤纤维(ADF)的表观消化率,意味着纤维利用能力更优。这些营养优势在实现的同时,并未牺牲产奶量、能量校正产量、饲料利用效率以及乳脂和乳糖等乳质指标。此外,采食SSS的奶牛乳中粗蛋白浓度有所提升,虽在第30天未达显著但呈积极趋势,这为热带环境下提升乳固体产量提供了潜在益处(需注意SSS本身粗蛋白含量相对较低,未来应用需确保充足日粮氮供应以维持微生物蛋白合成和乳蛋白响应)。
研究人员讨论认为,SSS组DMI的增加很可能源于粗饲料部分的采食差异,因为两组精料供给相同。SSS中丰富的可溶性碳水化合物(可达327 g/kg DM)促进了快速有效的乳酸发酵,改善了青贮的发酵品质(如pH、乳酸浓度),可能提升了适口性。同时,较高的糖分可能为纤维分解菌提供了更有利的瘤胃环境,使得尽管潜在消化物流通速率加快,结构性碳水化合物(纤维)的降解依然得到改善。某些酚类化合物和单宁可能保护了膳食蛋白质和结构性碳水化合物免受过度微生物降解,从而在肠道下部提升利用效率。
该研究的局限性在于,由于SSS自由采食量更高,最终日粮并非等氮(non-isonitrogenous),改变了粗饲料与精料比及氮与可发酵能量的总摄入,但这可能反而促进了瘤胃内养分更协调的供应,驱动微生物生长,提升整体消化率,并直接关联到改善的纤维利用和升高的乳蛋白。
总体而言,这项研究支持了在常规以玉米残渣为基础、营养受限的粗饲料难以为继时,SSS可作为热带旱季奶牛生产中对小农户可行且潜在更可持续的粗饲料替代方案,有助于提升纤维利用并在有限优质牧草时期维持产奶表现,对气候变率下的草料安全保障及奶业韧性具有重要实践意义。