《Journal of Dairy Science》:Effects of perennial ryegrass, perennial ryegrass-white clover, and perennial ryegrass-white clover-plantain swards on the milk production, intake, digestibility, nitrogen excretion, and urination characteristics of dairy cows in late-lactation
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本试验旨在研究秋季舍内切鲜饲喂(cut-and-carry)体系下草地类型对晚泌乳期奶牛产奶量、采食量、消化率、氮(N)排泄及排尿特征的影响。9头安装瘤胃瘘管的经产荷斯坦-弗里西亚奶牛(平均181±12天泌乳天数(DIM),526±37 kg活重)采用重复3×
本试验旨在研究秋季舍内切鲜饲喂(cut-and-carry)体系下草地类型对晚泌乳期奶牛产奶量、采食量、消化率、氮(N)排泄及排尿特征的影响。9头安装瘤胃瘘管的经产荷斯坦-弗里西亚奶牛(平均181±12天泌乳天数(DIM),526±37 kg活重)采用重复3×3拉丁方设计随机分配至3种饲粮处理(DT):四倍体多年生黑麦草单播(每茬施50 kg合成N/ha,GO)、四倍体多年生黑麦草-白三叶(每茬施25 kg合成N/ha,GC)、四倍体多年生黑麦草-白三叶-车前草(含50%车前草,每茬施25 kg合成N/ha,GCP)。各处理均每日补饲0.89 kg DM标准精料。试验含3个29 d周期,每周期21 d适应期后接8 d测定期。多数产奶指标不受DT影响;但GCP组乳脂产量低于GO和GC,乳脂浓度亦有降低趋势。干物质(DM)与有机物(OM)采食量无差异。GCP组表观DM、OM及N消化率低于GO和GC。GCP组尿N浓度(0.36 g/100 g)低于GO(0.63 g/100 g)和GC(0.58 g/100 g);尿N日排泄量GO最高(355 g/d)、GC居中(323 g/d)、GCP最低(267 g/d)。GCP组粪N输出高于GO和GC,尿N占N摄入比例低于GO和GC,粪N占N摄入比例高于GO和GC。乳N浓度与乳N输出不受DT影响。GCP组尿量及牧草饮水摄入量高于GO和GC,每日排尿次数(15.1、14.9、19.3次/d)与单次尿量(3.7、3.7、4.2 L/次)亦高于GO和GC。结果表明,在多年生黑麦草-白三叶草地中纳入车前草,是降低放牧奶牛系统尿N排泄的一项实用且有效的策略。
研究背景方面,基于牧场的家畜系统通过将人类不可食用的牧草转化为乳等高营养密度食物在全球食品供给中占据关键地位,而此类系统面临的核心环境挑战是地表水水质,尤其是硝酸盐浓度超标。欧盟水框架指令要求2027年前地表与地下水达“良好”生态状态,爱尔兰仅52%地表水达标,44%受监测河流硝态氮高于8 mg/L阈值。降低合成氮(N)投入可减少农场氮盈余及淋溶风险,白三叶(Trifolium repens L.; WC)的生物学固氮(BNF)可部分替代合成N,但WC比例升高未必降低尿斑硝酸盐淋溶,因总氮输入增加仍使粪尿循环氮上升。近期证据表明,在多年生黑麦草(Lolium perenne L.; PRG)-WC草地中混入长叶车前(Plantago lanceolata L.; PL)可降低尿N排泄且维持产奶性能,但机制未明,且既往多比较二倍体PRG基线,四倍体PRG因干物质浓度低可能独立影响排尿特征从而掩盖PL效应。因此研究人员在爱尔兰Moorepark试验站秋季晚泌乳期、以切鲜饲喂体系,设GO、GC、GCP三处理,假设PRG-WC-PL可在维持性能下减少尿N排泄,且中等比例WC替代部分合成N亦具缓解潜力。
主要技术方法中,研究人员选取9头经产荷斯坦-弗里西亚瘤胃瘘管奶牛(181±12 DIM,526±37 kg BW),采用重复3×3拉丁方设计,3个29 d周期各含21 d适应与8 d代谢笼测定;草地于2022年7月建植于3.45 ha并分9块0.383 haplot,GO播种33.4 kg/ha四倍体PRG(施50 kg合成N/ha/茬),GC播28.4 kg/ha四倍体PRG+4.9 kg/ha WC(施25 kg合成N/ha/茬),GCP播24.7 kg/ha四倍体PRG+4.9 kg/ha WC+3.7 kg/ha PL(施25 kg合成N/ha/茬);牧草每日两次机械收割(0800、1530 h)冷藏4°C,测定期每日8次饲喂,精料固定0.89 kg DM/d;采用代谢笼自由饮水收集粪尿,记录排尿事件数与体积,牧草与拒食样烘干测DM,化学分析测粗蛋白(CP)、可溶性N、中性洗涤纤维(aNDFom)等,全量氮平衡计算表观消化率与排泄分配。
研究结果部分,摘要与正文结论显示:产奶性能上,DT对多数产奶量指标无影响,GCP乳脂产量降低且乳脂浓度有降低趋势,乳N浓度与输出不受处理影响;采食与消化上,DM与OM采食量无差异,GCP表观DM、OM、N消化率均低于GO与GC;氮排泄分配上,GCP尿N浓度(0.36 g/100 g)显著低于GO(0.63)与GC(0.58),日尿N排泄GCP最低(267 g/d)而GO最高(355 g/d),GCP粪N输出更高,尿N/N摄入比下降而粪N/N摄入比上升;排尿特征上,GCP尿量、牧草水摄入、日排尿次数(19.3 vs 14.9~15.1次/d)及单次尿量(4.2 vs 3.7 L)均高于另两组,即PL诱导“稀、多、频”排尿模式;草地管理上,GO累计施合成N 250 kg/ha、GC与GCP各125 kg/ha,GCP在更低合成N下仍实现尿N减排。
讨论与结论翻译部分,研究人员指出,将车前草纳入PRG-WC混合草地,可在秋季晚泌乳期切鲜饲喂条件下在不损害产奶量的前提下降低尿N排泄,其机制关联于尿体积增加、尿N稀释及氮向粪便侧重新分配,而非氮摄入量或产奶氮输出改变;该策略在四倍体PRG基线(本身干物质浓度偏低、易致排尿变稀变多)上仍显现一致效应,说明PL作用独立于四倍体PRG的利尿倾向。结论为:在多年生黑麦草-白三叶草地中加入车前草,是牧场奶牛系统减少尿氮排泄、进而缓解排水期硝酸盐淋溶的实用且可重复策略,且以生物学固氮替代部分合成N(GC vs GO)在秋季未表现尿N减排,印证单纯调低合成N配合WC不足以在晚季达标,须辅以PL等牧草改良。论文发表于《Journal of Dairy Science》。