牛奶尿素氮的含量不仅可以反映饲粮粗蛋白质水平、能氮平衡, 预测氮排泄, 还可能是评价奶牛繁殖性能的一个重要指标。繁殖是奶牛产后泌乳和畜群扩大的关键, 奶牛繁殖性能的高低直接影响奶牛场的经济效益。国内外目前已经将MUN 值作为奶牛牛群改良计划的一个重要指标。
因此, 研究MUN含量与奶牛繁殖性能的关系,对于利用DHI报告中的MUN值评价奶牛繁殖状况,从而提高奶牛场管理水平和经济效益具有重要意义。本文就国内外关于MUN含量与奶牛繁殖性能关系方面的研究作一综述。
一、MUN含量评价奶牛繁殖性能的机理
众多研究表明, MUN含量的变化可以反映出瘤胃降解蛋白质(rumen degradableprotein,RDP)、过瘤胃蛋白质(rumen undegradable pro-tein, UDP)及能量的供应情况。过高或过低的MUN值反映了饲粮蛋白质和能量摄入量失衡,这会导致奶牛营养代谢发生异常变化,进而损害奶牛的繁殖性能。
目前普遍认为高产奶牛摄入过量的蛋白质或可降解蛋白质与可消化碳水化合物发酵不平衡是高MUN值产生的主要原因, 而高MUN值也伴随着血液中氨和尿素浓度的升高。在奶牛分娩前后、发情排卵和受精这几个时间段内, 血液中氨和尿素浓度维持在较高的水平,可通过以下3个途径损害奶牛繁殖性能:1)直接对精子、卵泡和胚胎产生毒害作用;2)改变子宫内液体中镁、钾、磷和锌的离子浓度,降低子宫内环境的pH和前列腺素(PGF2A)的产生,使促黄体素与卵巢受体结合,导致孕酮浓度下降,使子宫内环境变得不利于胚胎发育;3)在过高的蛋白质水平下,肝脏将瘤胃中过量的氨转化为尿素,需要消耗能量, 进一步加剧了泌乳早期能量负平衡,能量负平衡可通过多个途径影响奶牛的繁殖性能。而MUN含量低则表明RDP较少, 饲粮蛋白质缺乏影响奶牛体内生殖激素的合成和释放,易造成胎衣不下, 延迟产后卵泡发育,最终影响奶牛的正常发情和受胎。奶牛能氮不平衡会导致机体整体营养状况下降, 增加各种营养代谢疾病的发生率, 进一步降低奶牛的繁殖性能,尤其在奶牛分娩前后这段时间内。
由此可见, 蛋白质代谢和能量平衡的相互作用影响机体整体营养代谢状况以及卵泡成熟、受精和胚胎发育等繁殖活动,而MUN含量作为反映饲粮蛋白质和能量在奶牛体内代谢的敏感指标,在一定程度上可以评价奶牛的繁殖性能。
二、适宜的MUN 含量范围
MUN含量的变化受营养因素(饲粮组成)和非营养因素(饲养管理、奶牛的生理阶段、产奶量、采样方法和时间、季节)的影响,其中,营养因素是主要的影响因素。国外大多数研究认为,正常的MUN范围应该在10~14或10~ 16mg/ dL,MUN高于15 mg/dL会损害奶牛的繁殖性能。一些研究发现,只有当MUN低于7mg/dL或高于17.6mg/dL时, 受孕机会才会减少。从饲粮能氮平衡的角度出发,认为乳蛋白质含量高于3%,MUN值在12~19mg/dL时,能氮较平衡。目前关于影响中国荷斯坦奶牛繁殖性能的MUN阈值, 还鲜有报道。
三、MUN含量与奶牛繁殖的关系
大量研究表明, 高MUN含量和奶牛繁殖性能之间存在着显著的负相关关系。其中第一情期受胎率是反映奶牛繁殖率的一个重要指标, 大多数研究集中于高MUN 含量与第一情期受胎率之间的关系。
研究发现, 高产奶牛(n=155)人工授精当天MUN高于19 mg/dL, 可导致第一情期受胎率显著降低(P < 0.05) 。Larson 等在228头奶牛上的研究发现,配种时MUN值高于21mg/dL,在人工授精后第21天更容易返情, 随着MUN含量的继续升高, 妊娠率逐渐降低。Guo等研究发现,同一个牛群泌乳天数为60~90 d的MUN值与第1次受胎率呈负相关,MUN值升高10mg/dL, 第1次受胎率则降低2~ 4个百分点。Arunvipas等分析了加拿大198个牛群的第1次配种成功率(奶牛第1个发情期配种且270~290 d 后+/-产犊的比例)和MUN值的关系, 结果发现, 距第1次配种日期最近[( 9 .26.6) d] 的MUN 值从10 mg/ dL升高到20mg/dL,配种成功率降低了13.9%。上述多数研究认为,MUN 高于19或20mg/dL才会导致受胎率下降。一些研究发现,随着繁殖数据的增加,且MUN 浓度水平划分得更精细时,与受胎率下降相对应的MUN 值有降低趋势, 而且过低的MUN值与奶牛低受胎率有一定的相关性。Ho-jman等分析了以色列DHI测定中心36048 条MUN 值与受胎率记录, 结果发现, 人工授精前后5d内MUN 值与第1 次受胎率呈显著的负相关(P < 0105) , 高MUN( > 16 192 mg/ dL) 组奶牛的受胎率比低MUN( < 11 175 mg/ dL) 组低213 个百分点( P< 0105) 。Rajala -Schultz 等统计了24个牛群中每头奶牛从配种到妊娠(非妊娠奶牛到试验结束)每个月MUN 平均值, 发现MUN 低于10.10~12.7和12.7~15.4 mg/ dL的奶牛受胎率分别是MUN高于15.4 mg/ dL 奶牛的2.4( P< 0.001) 、1.4( P < 0.01) 和1.2倍( P >0.05)。上述结果提示, 影响奶牛受胎率的MUN 阈值可能更低。但是,对于商业化奶牛场的不同牛群,影响奶牛繁殖性能的确切MUN 浓度范围至今仍不清楚。
与上述研究结果相反,有些学者并未发现高MUN含量与繁殖率降低有联系。一些研究虽然发现饲粮粗蛋白质和血浆尿素氮或MUN存在正相关关系,但是并没有发现MUN 浓度和繁殖性状之间具有联系。Trevaskis等对4 个放牧场的556头弗里斯奶牛的研究发现,输精当天MUN 值与配种后非返情率的变化无关(P < 0.05) 。Melendez 等采用单因素方差分析发现, 第1 次配种前30 d内MUN平均值与第1 次配种不孕率之间没有联系(P 0.05) 。Godden 等研究发现, MUN 值的高低与初次配种母牛的妊娠率之间没有明显的相关关系。Rehakdeng 等采用混合线性模型和逻辑回归分析了6个商业化奶牛场1333头荷斯坦奶牛( 泌乳天数为30~150 d) 的繁殖和DHI 数据, 结果发现,平均MUN 值与产后首次配种间隔天数显著相关(P < 0 105) , 但与第一情期受胎率无关( P > 0105) 。
关于MUN 含量与奶牛繁殖性能的关系,不同研究中存在一定的差异,分析其原因有5 个方面:
1) 奶牛品种不同, 导致影响繁殖率的MUN 阈值不同;
2) 饲粮组成和饲养管理不同,可能导致奶牛对MUN含量的耐受程度不同;
3) 取样方法( 早上样和晚上样、前期样和后期样)和MUN 的测定方法不同;4) 研究的繁殖性状存在差异,如对损害繁殖的理解不同) 妊娠奶牛可能发生早期胚胎损失,导致配种失败;
5) 奶牛对高氮饲粮可能存在较强的耐受力。
四、影响因素
国外关于MUN 含量与奶牛繁殖性能关系研究中, 大多是跟踪收集多个规模化奶牛场至少1 年的繁殖记录和MUN 数据, 并根据相关影响因素进行分类统计分析。以下总结了国内外研究中涉及到的相关影响因素。
4.1 取样方法及MUN 的测定方法
MUN 的准确测定是发挥其作用的重要前提。Gustaf sson 等报道, 当采用化学法测定MUN 值时, 一次挤奶过程中前期样或后期样与混合样之间无显著差异( P > 0 105) 。Godden 等采用红外法测定了挤奶前期样、混合样、挤奶后期样的MUN 浓度与血清尿素氮( serum urea nitrogen, SUN) 浓度的线性相关系数分别为0.38、0.55、0.05,表明红外法可以比较准确地测定混合样的MUN 浓度。对于规模化奶牛场, 从乳样采集、保存到测定等一系列过程均应该严格按照DHI 规范进行, 从而保证MUN测定的准确性。国内许多学者对二乙酰一肟法的乳样前处理和测定条件进行了研究: 翟少伟对乳样脱脂后再脱蛋白质, 取澄清液体测定MUN 值, 结果表明, 批间的平均变异系数为3.40% ,批内的平均变异系数为2 .32%, 平均回收率为98% , 说明该方法有很高的精密度和准确性。黄文明等对乳样前处理过程进行了简化, 奶样可以不脱脂, 直接经5 000×g离心15 min 脱蛋白质后, 采用尿素氮试剂盒测定MUN 含量, 平均变异系数为4.68%, 平均回收率为94.91% 。表明二乙酰一肟法具有较高的准确性, 可以用于实验室测定MUN 含量。
4.2 MUN 值的时间范围
研究表明, MUN 值的时间范围应与所研究的繁殖性状相对应, 才可能反映其与奶牛繁殖性能的关系。Godden等研究了MUN 值与测定日前后45d人工授精的受孕率之间的关系,结果表明,MUN 与测定日之前45d 人工授精的受孕率之间没有关系,与测定日之后45d 人工授精的受孕率之间呈负的曲线关系。Melendez等采用单因素方差分析,发现第1 次配种前30 d内MUN 平均值与第1次配种不孕率之间没有联系。Vall-imont 等报道人工授精前2 周内过高或过低的MUN 浓度都会降低奶牛的受胎率。Arunvipas等研究发现, 配种日前60 d内MUN 平均值、配种日前MUN 值、配种日前后(9.2+/-6.6) d 的MUN 值都与一次配种成功( 奶牛第1 个发情期配种且270~ 290d 后产犊) 有负相关关系, 而配种日前后(9.2+/-6.6)d 的MUN 值与一次配种成功的相关性最强(P < 0.05) , 提示与配种日最接近的MUN值与受胎率的关系最密切。
4.3 配种季节
研究表明, MUN 与受胎率的关系受到配种季节的影响。Guo 等研究发现春季配种的高产奶牛,MUN 值从9 mg/dL 上升到18mg/ dL, 一次受胎率下降2.2 个百分点, 而对秋季配种的奶牛,MUN发生同样的变化, 一次受胎率则下降4.4 个百分点。Melendez等研究了不同季节配种妊娠率与第1 次配种前30 d内MUN 平均值之间的关系,发现配种季节与奶牛第1 次配种不受孕概率显著相关, MUN 与配种季节的交互效应对第1 次配种不受孕概率的影响显著( P < 0 101) ,MUN为17~ 25mg/ dL的夏季配种奶牛, 其空怀机率比MUN 为6~ 16mg/ dL 的冬季配种奶牛高18倍( P≤0.01) 。
4.4 泌乳期、泌乳天数和胎次
MUN 值和奶牛的受胎率均受到奶牛泌乳期、泌乳天数和胎次的影响, 因此, 研究MUN值和受胎率关系时应该考虑这3个影响因素。Yoon等的研究表明, 不同泌乳期奶牛的MUN浓度存在着显著的差异。大多数研究发现,MUN值在整个泌乳期都有相似的变化规律:泌乳前30 d的MUN值显著低于其他泌乳阶段,MUN的最高含量出现在60~90 d, 之后逐渐降低。关于胎次对奶牛繁殖力的影响, Folman 等认为4胎及4胎以上的奶牛增加饲粮蛋白质摄入水平才会导致繁殖力下降。Mitchell 等研究发现, 1 胎和2 胎奶牛第一情期受胎率分别为(27.3+/-0.42) % 和( 23.40+/-0.41) % , 差异极显著( P < 0 101) , 首次配种前后30d内MUN 值与空怀天数的遗传相关系数分别为0.21和0.41, 差异显著( P< 0 .05) 。
4.5 产奶量
研究认为, MUN值随奶产量的增加而增加,而高产奶牛的繁殖性能低于低产奶牛。Kinsel等研究发现, 随着产奶量的增加,奶牛产后首次发情时间、产犊至妊娠的间隔和受胎率均显著延长。Guo 等报道, 对于同一个牛群的奶牛,产奶量越高, 各次配种的受胎率均出现下降趋势,可能是产奶量高的奶牛泌乳早期多发生能量负平衡,进一步减少了用于维持发情和妊娠的孕酮、促性腺激素释放激素和促黄体激素等的分泌, 因而相应地降低了受胎率。
4.6 其他因素
此外, 奶牛所处的健康状况和热应激等因素也可能影响MUN含量与繁殖性能的关系。产后首次发情天数、首次配种间隔天数和受胎率等繁殖性状都受到奶牛健康状况的影响, 而热应激通过降低采食量和提高代谢速率等增加尿素合成的能量消耗, 加剧奶牛能量负平衡, 改变瘤胃发酵模式,进一步降低繁殖性能。Carroll等甚至认为, 在最佳的繁殖管理下,高MUN不会导致繁殖率降低。Barton等采用生存分析发现饲粮蛋白质水平和奶牛健康状况共同影响空怀天数, 只有在奶牛患有常见的繁殖疾病如子宫炎和卵巢囊肿时, 过量的蛋白质才可能导致繁殖力降低。因此,统计繁殖数据时应该剔除患繁殖疾病牛只的数据记录。
五、小结
MUN 含量可能与中国荷斯坦奶牛的繁殖性能有联系,但必须考虑产奶量、胎次、泌乳天数、配种季节等各种因素及不同因素之间的交互效应。应该收集国内规模化奶牛场的繁殖数据和每个月的DHI数据( 包括MUN 值) ,分析上述因素的影响作用及不同因素之间的交互效应,研究MUN 含量与繁殖性能的关系,以确定影响中国荷斯坦奶牛繁殖性能的MUN 阈值。另外, 产后首次发情配种天数、产犊间隔等其他繁殖指标与MUN 浓度的关系, 高MUN 含量和胚胎成活率及生殖激素分泌水平的关系也值得研究。
（文/王东卫,曹志军，李胜利，黄文明，王瑜，温万，邵怀峰，王之盛，王伟华，蔡志斌，来源：莫雷）