纤维水解酶对饲喂高粱青贮日粮奶牛的剂量效应：对生产性能、瘤胃发酵及体外产气动力学的影响

《Journal of Dairy Science》：Dose-response of a fibrolytic enzyme in dairy cows fed a sorghum silage-based diet: effects on productive performance, ruminal fermentation, and in vitro gas kinetics

　　

研究人员旨在评估一种外源纤维水解酶（exogenous fibrolytic enzyme, EFE）产品（含木聚糖酶为主活性及次级纤维素酶活性，源自Trichoderma citrinoviride）的不同剂量对以高粱青贮为基础的全混合日粮（total mixed ration, TMR）饲喂的中产奶牛的生产性能、瘤胃发酵参数，以及体外产气动力学与养分消化率的影响。试验采用4×4拉丁方设计，选用16头处于泌乳中期、经产荷斯坦奶牛，随机分配至4种每日EFE总剂量处理组（g产品/头/天）：0（T0，对照）、5（T5）、10（T10）和15（T15）。结果显示，产奶量呈二次曲线响应，在T10组达到峰值；瘤胃液氨氮（N–NH3）浓度随剂量增加呈二次曲线下降，挥发性脂肪酸（volatile fatty acid, VFA）浓度呈三次曲线响应。体外试验中，每克干物质（dry matter, DM）和有机物（organic matter, OM）孵育的产气量随EFE剂量线性增加，最大产气参数亦随之升高，而产气速率与滞后期未受处理影响。OM、DM及中性洗涤纤维（neutral detergent fiber, NDF）在孵育48小时和96小时的消化率随EFE剂量呈线性和三次曲线模式提高。研究结果表明，EFE可作为反刍动物营养调控工具，在高NDF含量的粗饲料条件下改善纤维降解效率，缩小实际产奶量与潜在产奶量之间的差距。

本研究针对高粱青贮在奶牛日粮中的应用潜力及其纤维消化率低的问题展开。高粱青贮因抗旱性强、成本低而被认为是玉米青贮的替代选择，但其较高的中性洗涤纤维（NDF）含量限制了养分利用率和生产性能。外源纤维水解酶（EFE）被证明可改善低质粗饲料的纤维降解，但在高粱青贮型全混合日粮（TMR）中的应用研究较少，且酶剂量效应尚不明确。为此，研究人员假设EFE补充将提高泌乳中期奶牛的生产性能、瘤胃发酵效率和体外底物降解率，并通过体内外结合试验验证不同剂量的效应。

关键技术方法包括：采用4×4拉丁方设计的体内试验，选用16头泌乳中期经产荷斯坦奶牛，按每日EFE剂量分为0、5、10、15 g/头四组，监测产奶量、乳成分、干物质采食量（DMI）、体况评分（BCS）和体重（BW），并在瘘管牛中采集瘤胃液测定pH、氨氮（N–NH₃）和挥发性脂肪酸（VFA）。体外试验则同步进行，采用同一TMR为底物，结合瘤胃接种液和不同EFE剂量进行批次培养，测定产气动力学、养分消化率和计算VFA与微生物蛋白产量。统计分析采用混合模型评估线性、二次及三次剂量响应。

结果

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  体内试验：产奶量呈二次曲线响应，在T10组最高，比对照组增加约1.6 kg/d；乳成分无显著变化；DMI、BCS和BW不受处理影响，但BW呈二次响应，在T10组最高。瘤胃N–NH₃浓度随剂量增加呈二次下降，VFA浓度呈三次曲线变化，T5和T15组较高，T10组略低；pH未受显著影响，但有随剂量增加而降低的趋势。
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  体外试验：EFE剂量显著提高每克DM和OM的产气量，并线性增加最大产气量（B参数），但产气速率（C参数）与滞后期（L参数）无变化。计算挥发性脂肪酸（cVFA）随剂量线性增加，微生物粗蛋白（MCP）呈二次响应，低剂量组最高。养分消化率在48小时和96小时均显著提高，DM、OM和NDF消化率呈线性和三次曲线模式。

讨论

在体内试验中，产奶量的提高并非由DMI驱动，可能与EFE促进纤维降解、提高养分利用效率有关，但瘤胃发酵数据未能完全解释该响应，提示可能存在瘤胃后消化的作用。体外试验证实EFE提高了底物降解率与发酵强度，尤其在48小时和96小时显著改善NDF消化。不同剂量反应模式表明，中等剂量（10 g/头/天）在实际应用中可获得最佳生产效益。

结论

在以高粱青贮为基础的TMR中添加木聚糖酶与纤维素酶复合EFE，可在不增加DMI的前提下提高泌乳中期奶牛的产奶量，最佳剂量为10 g/头/天；体外试验显示所有剂量均能提高底物降解率与产气水平，其中中等剂量兼具生产效益与消化率优势。研究结果支持EFE作为改善高NDF粗饲料利用效率的营养策略，并强调剂量优化的重要性。