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【微★技术】缓解犊牛断奶应激的营养调控技术措施


应激反应是机体受到强烈刺激而处于“紧急状态”时,出现的一系列神经内分泌反应,并由此引起各种机能和代谢改变,以提高机体对外环境的适应能力和维持内环境的相对稳定。应激反应过强和持续时间过久,对机体都有害,会引发病理性变化。

中国传统的奶牛饲养方法中,犊牛的哺乳期一般为3~6个月。为减少牛乳的消耗,降低饲养成本,同时使犊牛更早适应固态饲料,促进消化器官的发育,提高奶牛场的经济效益,现代集约化养殖要求实行早期断奶,一般情况下45日龄的犊牛精料采食量连续3d每天达到1kg时断奶。

犊牛早期断奶后,采食的食物从液体乳转向固体饲料,饲料的来源、形态、营养成分等都能对消化系统尚未发育完善的犊牛产生很大的应激,表现为厌食、生长发育受阻、体况消瘦、被毛杂乱、不光滑等反应,严重时可导致腹泻。断奶应激不利于犊牛的健康生长。
1、断奶应激对犊牛的影响
1.1 消化与吸收
犊牛断奶期间,其消化系统未发育完全,消化功能尚不完善,断奶后的应激不但影响犊牛消化器官的发育成熟,而且影响犊牛的采食量和对营养物质的吸收,从而影响其生长速度。
任意哺乳的犊牛,由于瘤胃发育较差(包括瘤胃容积和代谢能力),在断奶期使犊牛增重减少或者体重减轻。吕玉玲等利用D—木糖研究了断奶应激对犊牛小肠吸收的影响,研究发现,断奶前血清D—木糖含量为0.538mmol/L,断奶后第3d为0.480mmol/L,下降了10.78%。
断奶后的第9d为0.530mmol/L,与断奶前相比差异不显著(P>0.05),但也仍低于断奶前水平。断奶第15d之后,血清D—木糖含量增高,并高于断奶前水平,说明早期断奶应激严重影响犊牛小肠对营养物质的吸收。
1.2 血液生化指标和免疫功能
伴随断奶应激,犊牛血液中一些代谢物的含量及犊牛的免疫功能也产生一定的变化。
研究表明,断奶前1d和断奶后第1d犊牛血清中葡萄糖和总蛋白含量分别降低了1.280mmol/L和1.980mmol/L,差异极显著,直到断奶后14d才恢复到断奶前的水平;血清尿素氮浓度降低了0.708mmol/L,胆固醇浓度升高了0.629mmol/L,差异显著,随着犊牛对饲料和新环境的适应,尿素氮和胆固醇水平逐渐接近断奶前;而白蛋白和甘油三酯没有明显变化。犊牛血浆胰岛素含量从断奶前一天的25.70μIU/ml到断奶后第14天下降至11.72μIU/ml,且还在持续下降,差异极显著。
血液急性蛋白含量在断奶后第1d达到高峰值,即4.58mg/L,第7d才恢复到断奶前水平。血清免疫球蛋白在断奶后第1d都有降低的趋势。据报道,犊牛大多数呼吸道疾病发生在6—8周龄,而国内犊牛断奶也在8周龄左右,此时,犊牛由于断奶应激而导致机体免疫力低下,使犊牛更容易感染呼吸系统综合症(BRD)。
1.3 腹泻
腹泻是断奶犊牛最常见和危害性最大的一种断奶后应激性疾病,其临床特征是拉稀便、软便或水样便,脱水,体重减轻和酸中毒,死亡较快。犊牛从出生到断奶后15d左右常发生腹泻,尤其在出生后1周和断奶后2~3周腹泻发生率最高,腹泻严重时可导致死亡,不仅直接给奶牛场造成巨大的经济损失,而且也影响到犊牛的生长发育和成年后的泌乳性能。
2、犊牛断奶应激产生的原因
由于犊牛断奶时消化系统发育不完善,消化酶系统发育不健全,抗病力较差,此时犊牛生活环境的改变、饲喂方式及日粮的变化均会造成比较严重的应激。在造成犊牛断奶应激的众多因素中,日粮占主要因素。

2.1 日粮因素
2.1.1 饲料的突然变更

犊牛从采食液体饲料到固体饲料的突然转变,必然产生一定程度的应激。在对犊牛的断奶研究中发现,采食量是反映动物健康状态的一个重要的指标。

研究认为,犊牛断奶时由于日粮突然改变,致使犊牛干物质摄入量不足,而且犊牛肠道中的营养物质有很大比例经过前消化道微生物的发酵改变或利用,同时伴随着小肠绒毛膜萎缩,凝乳蛋白酶活性降低,机体用于维持需要的能量增加,与采食量的降低之间形成矛盾,从而引发犊牛断奶应激。因此,尽早饲喂高度适口性的犊牛饲料(颗粒精料和干草),对促进瘤胃快速发育和顺利通过断奶期是十分重要的。

2.1.2 饲粮结构变化

在消化道及其菌群具有完整功能之前,犊牛抵抗力较弱,易受病原微生物感染及其他外来微生物的影响。犊牛断奶后饲粮结构发生变化、易消化成分降低,同时,由于采食量不足,犊牛可能出现营养不良现象,使免疫机能降低,增加疾病的易感性。

饲喂低脂肪的代乳品,能量不足,将导致体重的降低,易发生腹泻,甚至引起死亡。而且如果犊牛断奶时恰好处于冬季下限临界温度环境中,其维持能量也会增加,犊牛不得不动用体脂。犊牛机体贮能不足时,日粮、环境、管理等任何变化都会对犊牛造成应激,从而影响犊牛的生产性能,甚至危及犊牛的健康。

2.1.3 日粮的物理形态

犊牛在饲喂牛奶阶段,瘤胃内正常菌群尚未建立,同时由于牛奶经过食管沟直接进入皱胃中,进而阻止了可发酵物质进入瘤胃进行发酵,缺乏物理和化学刺激,导致瘤胃发育缓慢。然而瘤胃的发育程度是犊牛断奶的限制因素,犊牛断奶时瘤胃吸收将发生巨大的转变,即从吸收利用葡萄糖转变为吸收短链脂肪酸,并且瘤胃是成年反刍动物最重要的消化器官。

因此促进瘤胃的尽早发育,有利于缓解断奶给犊牛带来的应激。固体饲料作为物理刺激能促进犊牛瘤胃乳头发育,增强瘤胃上皮新陈代谢和挥发性脂肪酸的吸收。有报道称,犊牛开食料中应含有适量的易发酵物质和一定粒度的粗饲料,以促进其瘤胃的快速发育。
2.2 哺乳犊牛的消化道酶活
哺乳犊牛的胰脏(消化酶的主要产生部位)和小肠绒毛(主要吸收区域)还未充分完全发育,较难利用淀粉、植物蛋白等。犊牛对淀粉的利用率较低,是因为小肠中的淀粉酶分泌量少,活性低。犊牛在出生时小肠内容物中淀粉酶活为10.91IU/g蛋白质,到60日龄时为402.46IU/g蛋白质,而小肠黏膜中的酶活在出生时更低,在60日龄时则为24.92IU/g蛋白质,几乎为刚出生时的40倍,仅为小肠内容物中酶活性的1/16。

然而,犊牛刚出生时就存在胰蛋白酶和糜蛋白酶活性,且随月龄的增长,酶活逐渐上升,2月龄后酶活显著增高。有研究对比了初生至60日龄的哺乳犊牛皱胃蛋白酶的活性变化,认为犊牛在出生时皱胃内已存在较高水平的胃蛋白质酶和凝乳酶,至7日龄时,酶活达最大值,7日龄后,凝乳酶的分泌水平逐渐缓慢下降,而胃蛋白酶的分泌量变化不大。

因此犊牛对淀粉的消化率低于蛋白质。犊牛出生后早期阶段消化酶分泌量少与活性低是限制犊牛利用非乳制品饲料来源的主要因素。如果犊牛的日粮突然发生变化,其消化系统发生紊乱,就直接影响消化道分泌的消化酶活性,从而影响犊牛的生长发育。
2.3 断奶时间及方法
研究发现,断奶日龄早于6周龄时,可使犊牛平均日增重降低,在不利的环境和管理条件下,导致发病率增加,因而减少奶牛的寿命。

因此学者提出了断奶三大原则,即日龄、体重和干物质采食量都要达到预定的量。据调查,若以犊牛断奶日龄作为断奶标准,50.6%的犊牛在4~7周龄或9~12周龄断奶,32.9%的犊牛在8周龄时断奶,仅2.3%的在3周龄断奶,14.2%的犊牛在12周龄以后断奶;以犊牛干物质采食量作为断奶标准时,犊牛每天的干物质采食量要达到0.75~1.0kg时,才适合断奶。

欧洲管理委员会的指导方针建议12周龄断奶。在众多因素的相互影响下,很难定义理想的断奶日龄和干物质采食量。在我国当前饲养水平下,一般采用总喂乳量250~300kg、60日龄断奶比较合适。对于国内一些饲养水平高、饲料质量好的奶牛场,可采用30~45日龄断奶,喂乳量在100kg以内。

在断奶前期,饲喂大量牛奶的犊牛,生长比例的高低在很大程度上受断奶方法的影响。一次性断奶对犊牛的生长应激要比逐渐断奶的犊牛大。相反,逐渐断奶法是断奶前增加固体饲料的饲喂,降低断奶后营养供求的滞后,降低或防止负增长。有人认为逐渐断奶法能提高生产性能是因为瘤胃能摄入大量的固体饲料,用以维持犊牛断奶后的生长优势。

2.4 环境及其他应激

断奶对犊牛来说就是很大的应激,如果此时犊牛需要转群或经历长途运输到另一个新环境中,必然会引起犊牛心理和生理上的巨大变化。环境温度发生剧烈改变时,犊牛不仅维持需要增加,而且由于犊牛免疫器官发育不完善,容易引发感冒、肺炎等疾病,所以当天气改变剧烈时,最好不要实施断奶。同时应改善环境和饲养卫生,做好冬季防寒、夏季防暑工作,保持舍内恒定的气温,加强犊牛的运动和锻炼。
3、降低犊牛断奶应激的营养调控
实践证明,过多的哺乳量和过长的哺乳期,虽然使犊牛增重较快,但不利于犊牛消化器官的发育,并会造成商品奶的大量浪费。犊牛断奶受到瘤胃发育程度的限制,而瘤胃绒毛生长的长度是犊牛由单胃向反刍胃消化转变的重要因素。
瘤胃上皮的成熟需要瘤胃中的发酵来发动。犊牛瘤胃的发育受日粮成分和形态(外因)、瘤胃食糜pH(内因)、挥发性脂肪酸的组成比例不同(直接原因)、瘤胃微生物的变化(根本原因)等多种因素的影响。因此,可以通过早期补料来启动犊牛瘤胃发酵,并刺激瘤胃的生长发育。

3.1 营养素结构平衡调控

断奶后犊牛的日粮可由精粗料共同组成,对犊牛补饲适量的精饲料和干草,可促使瘤胃快速发育。一般该期日粮蛋白质含量为14%~19%,总可消化养分为68%~70%,精饲料采食量控制在体重的1.2%~1.5%,粗饲料自由采食,日增重0.7~0.8kg。精饲料比例提高,有助于瘤胃乳头的成长,而提高干草的比例则有助于提高胃肠的容积和组织发育。

断奶后犊牛精饲料多以豆粕型日粮为主,有研究表明,使用杂粕(菜粕和棉粕)替代日粮中的部分豆粕,作为断奶犊牛的蛋白质来源,其效果与全部使用豆粕时相同,并且可以降低饲料成本。粗饲料可以增加优质苜蓿干草和羊草。有研究指出犊牛在断奶后日粮精粗比为60∶40时,与精粗比为70∶30和50∶50时相比,提高了瘤胃纤毛虫的数量和微生物蛋白的合成量;其干物质和中性洗涤纤维的降解率显著提高。

3.1.1 合理利用优质蛋白质饲料

大豆含有高蛋白、高能量、低纤维的特点,因而被广泛应用于食品和饲料生产。有报道称,日粮中添加大豆蛋白源对早期犊牛的体重体尺造成了一定影响)。

结果表明,添加去皮大豆和全脂大豆组的犊牛到365d时,胸围比饲喂牛乳组的提高2.33、0.66cm,粗蛋白质表观消化率为53.75%、54.95%,显著低于牛乳组(89.07%);小肠绒毛高度36d时分别为牛乳组的46.31%和56.66%,365d时分别为牛乳组的107.17%和94.91%。研究发现,随日粮植物性蛋白含量(20%、50%、80%)升高,瘤胃相对比重上升,分别为46.95%、49.14%、53.22%,同时,瘤胃乳头发育较充分,瘤胃壁颜色较深且有较多皱褶出现,说明在断奶前适当饲喂植物性蛋白可以促进其瘤胃发育。

但是大豆蛋白含有许多抗营养因子(ANFs),包括胰蛋白酶抑制因子、抗原蛋白。胰蛋白酶抑制因子热稳定性较差,可通过加热等处理方法有效去除至。报道称胰蛋白酶抑制因子可通过抑制胰蛋白酶和其他多种酶的活性,对犊牛的生长产生抑制作用。

之前的研究结论与此结果一致。但是由于抗原物质热稳定性较强,常规加热处理方法不能使其充分地被灭活。有研究表明大豆抗原引起了肠道的免疫损伤,组织机构被破坏,从而导致犊牛对日粮营养物质消化吸收的障碍,并引发过敏性腹泻,严重时会导致犊牛死亡。之前有报道饲喂65~80℃热乙醇水溶液提取的大豆产品对动物基本没有不良反应,经免疫电泳测试,没有检测到可溶性抗原蛋白存在,仅检测到少量胰蛋白酶抑制因子。

3.1.2 合理利用脂肪营养

日粮的能量浓度对断奶应激犊牛的发病率和死亡率可产生直接影响。犊牛的能量来源主要是饲料中的营养物质,尤其是碳水化合物和脂肪能够为犊牛提供大量的能量。高含量脂肪的代乳品(包含额外的能量)能够为犊牛在应激条件下,提供足够的能量以维持犊牛对能量的需求。对饲喂蛋白水平相同,总能水平为18.5MJ/kg,19.66MJ/kg和20.80MJ/kg的3种犊牛代乳品的研究表明,总能为19.66MJ/kg组的犊牛体高、体长和管围显著的高于其他两组(P<0.05)。

低、中和高能量组代乳品的总能表观消化率分别为81.48%、78.83%和77.22%,经计算得其消化能分别为15.07、15.50MJ/kg和16.06MJ/kg,结果显示,适宜早期断奶犊牛营养物质消化及代谢的代乳品消化能值为15.50MJ/kg(中能组)。有科学家研究不同营养水平代乳粉(19.60MJ、18.68MJ、17.41MJ)对犊牛腹泻率的影响,结果表明,高能高蛋白组只出现了软粪,其营养水平及代乳蛋白比例适当,利于犊牛消化吸收。

3.2 添加剂的使用
3.2.1 生长促进剂

铬是葡萄糖代谢过程中作为葡萄糖耐受因子(GTF)的组成部分,其通过强化胰岛素功能,促进氨基酸进入细胞,从而影响碳水化合物、脂类及蛋白质的代谢,能降低应激,增强免疫。丁酸钠作为反刍动物胃肠道细胞快速的能量来源,可直接为胃肠上皮细胞提供能量;抑制病源微生物的生长,降低大肠杆菌的数量,增加有益菌群数量,改善肠道微生物菌群;改善胃肠道上皮细胞形态结构,促进动物消化吸收能力;丁酸钠能增加葡萄糖甙(脂)酰鞘氨醇的合成,抑制肠黏膜的炎症反应,增强反刍动物机体免疫。

在断奶犊牛日粮中添加0、1%、3%、0.3%比例的丁酸钠,研究证实(表1),断奶前0.3%丁酸钠组犊牛干物质采食量(DMI)最高,而断奶后和整个试验期间1%丁酸钠组最高,与没有丁酸钠组相比,差异极显著。

在整个试验期,丁酸钠组犊牛的平均日增重(ADG)显著高于没有丁酸钠组。3%丁酸钠组较其他组犊牛的营养物质利用率和饲料转化率高,但是与没有丁酸钠组的差异不显著。丁酸钠组β-羟丁酸和血糖浓度与对照组差异不大。在犊牛日粮中添加丁酸钠3g/kgDM的研究表明,日粮中添加丁酸钠可以提高养分消化率,刺激胰腺促进其每日分泌。
3.2.2 调节胃肠道微生物区系的添加剂

酵母培养物能够刺激纤维分解细菌的增长,促进纤维及其他营养物质的消化,从而提高反刍动物的生产性能;促进瘤胃内乳酸利用菌的生长,增加有益菌群浓度及提高微生物的活性,维持瘤胃内环境的恒定。研究结果显示,在犊牛日粮成分中添加开食料0、1%、2%的酵母培养物(YC),添加2%YC组犊牛与对照组相比,显著增加了开食料进食量(15.3%)和TDMI(9.9%)、ADG(15.6%),同时也促进了瘤胃的发育。

β-葡聚糖主要是在结肠微生物的作用下生成短链脂肪酸,而短链脂肪酸能促进肠黏膜的生长;还可通过增加肠道分泌型免疫球蛋白(IgA)的分泌量而减少致病微生物对肠道的黏附,从而减少大肠杆菌增殖。

在早期断奶犊牛日粮中添加75mg/kg酵母β-葡聚糖,饲料转化率比对照组降低了17.53%(P<0.05),第1~14d和第14~21d的ADG分别提高了26.17%和24.93%;给犊牛口服大肠杆菌攻毒,攻毒剂量约为109个(/mL·头)×30mL,攻毒后12h、24h时试验组犊牛直肠中大肠杆菌数量(分别为7.56±1.25、7.48±1.20)都显著低于对照组(分别为8.38±0.28、8.32±2.13),而攻毒前试验组犊牛直肠乳酸杆菌数量(7.49±0.33)显著高于对照组(6.87±0.35);试验组犊牛十二指肠隐窝深度降低,但绒毛高度没有差异,从而增加了绒毛高度和隐窝深度比(V/C)。

3.2.3 免疫增强剂

寡糖通过作为有益菌如双岐杆菌属、乳酸杆菌属等的营养物质促进其增殖,并抑制病原菌如大肠杆菌的生长和吸附,提高犊牛免疫力和抗病力;还可以通过结合吸附外源性病原菌抑制其繁殖和定殖,促进其随粪便排出,降低发病率;另外,寡糖作为免疫佐剂可加强细胞和体液免疫性,同时还作为特异性抗原产生特异性免疫应答,促进机体免疫功能加强。

结果表明,在犊牛日粮中添加0、5、10g/(d·头)的低聚木糖,5g/(d·头)组犊牛腹泻指数(0.4)低于0、10g/(d·头)组(分别为3.8、1.9),3组血清总蛋白差异不显著,而10g/(d·头)组球蛋白较对照组增加了,说明添加低聚木糖可以提高机体免疫能力。潘丽娟研究发现,断奶仔猪日粮中添加低聚木糖可以提高免疫球蛋白IgG、IgA、IgM的含量,增强机体免疫机能;添加0.02%低聚木糖,仔猪腹泻率从0.139%下降到0.057%。

试验表明,5~7日龄犊牛饮用奶中加入2g甘露寡糖(MOS),30d后可提高日增重11.2%;添加1gMOS,IgG、IgA水平都有所提高。

黄芪多糖(APS)能提高淋巴细胞的吞噬能力,并且对药物或其他不同的应激均具有明显的免疫调节作用。结果显示,应用黄芪多糖对早期断奶犊牛进行腹泻预防,试验组犊牛的成活率(94.2%)、腹泻率(5.5%)及治愈率(94.4%)均高于应用抗生素组(分别为87.0%、11.0%、81.8%),说明黄芪多糖防治腹泻的效果优于抗生素,具有较强的免疫调节作用。
4、小结
综上所述,引起犊牛断奶应激的因素很多,从营养角度考虑,早期补饲开食料可以促进犊牛瘤胃发育,通过调节日粮营养水平及成分,提高早期断奶犊牛干物质采食量,增加平均日增重,增强犊牛免疫力,从而缓解犊牛断奶应激,降低饲养成本、发病率和死亡率,对犊牛培育具有非常重要的作用。但是早期断奶应激对犊牛消化道菌群等的影响机制还不清楚,对缓解犊牛断奶应激的饲料添加剂的作用机理及组合效应还需要进一步研究。
作者:赵会利,曹玉凤,高艳霞,李秋凤,李建国
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