近年来，我国养殖模式向着规模化、集约化转变。奶牛产奶量以及乳品质直接影响奶牛养殖的经济效益，而奶牛的泌乳性能受多种因素影响，包括奶牛品种、生理阶段、日粮组成和饲养管理等[1-3]。奶牛在干奶期和泌乳期对日粮的消化能力不同，瘤胃内环境也存在差异。通过瘤胃液移植手段将处于泌乳高峰期的健康奶牛瘤胃内容物移植给干奶期奶牛可以增强奶牛食欲，改善机体代谢[4]。刘可园[5]研究表明，奶牛瘤胃中乙酸浓度在泌乳中期达到最高值，丙酸浓度在泌乳后期达到峰值。牛慧等[6]研究高产和低产荷斯坦奶牛乳品质的差异，发现牛乳中乳蛋白量和乳脂量差异显著。目前，关于高产和低产奶牛消化率以及瘤胃内环境差异的研究鲜有报道。本试验旨在比较研究高产和低产奶牛不同生理时期养分表观消化率、瘤胃发酵参数和乳品质的差异，为规模化养殖奶牛、提高奶牛生产性能提供参考。1材料与方法1.1试验设计试验采用双因素试验设计，两个因素分别为泌乳性能（高产、低产）和泌乳阶段（泌乳前期、泌乳中期、泌乳后期）。试验动物选自内蒙古呼和浩特市内蒙古犇腾牧业，将健康状况良好，体重、胎次、体况、饲养管理相似的36头奶牛按泌乳性能和泌乳阶段分成6组，分别为高产泌乳前期组、高产泌乳中期组、高产泌乳后期组、低产泌乳前期组、低产泌乳中期组、低产泌乳后期组，每组6头牛，每组6个重复。高产奶牛产奶量均大于35 kg/d，低产牛产奶量约为20 kg/d。奶牛自由饮水，分群饲养，奶牛日粮由牛场提供，以TMR的方式饲喂。基础日粮组成及营养水平见表1。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2021.15.002.T001表1基础日粮组成及营养水平（干物质基础）原料组成含量/%营养水平合计100.00青贮42.55泌乳净能/(MJ/kg)6.53苜蓿草4.26粗蛋白质/%19.40精料53.19中性洗涤纤维/%32.42钙/%0.93总磷/%0.38注：1.精料由内蒙古犇腾牧业提供。2.营养水平中泌乳净能为计算值，其余均为实测值。1.2样品采集通过瘤胃液口腔采样器采集奶牛晨饲后6 h的瘤胃食糜，4层纱布过滤，将滤液分装于50 mL离心管中，4 000 r/min离心10 min，将离心后的上清液4 mL加入装有1 mL 25%偏磷酸∶甲酸（3∶1）的10 mL离心管中进行固定，用于挥发性脂肪酸的测定。0.5 mL上清液加入装有4.5 mL的0.2 mol/mL盐酸的10 mL离心管中进行固定用于氨氮的测定。固定好的上清液置于-20 ℃冰箱中保存，用于后续试验测定瘤胃发酵参数。采集有代表性的TMR样品，通过直肠取粪法采集奶牛粪便，用于养分表观消化率的测定。1.3测定指标及方法1.3.1瘤胃发酵参数通过口腔采样器采集的瘤胃食糜迅速采用pHS-3S型高精度酸度计测定pH值；参照冯宗慈等[7]采用比色方法测定NH3-N浓度，所用仪器为上海翰艺仪器有限公司V-1000型可见分光光度计；参照秦为琳[8]的内标法测定挥发性脂肪酸（乙酸、丙酸、丁酸、异丁酸、戊酸、异戊酸）浓度，使用2-乙基丁酸（2EB）作为内标物，所用仪器为日本岛津GC-2014型气相色谱仪。1.3.2养分表观消化率采用4N酸不溶灰分作为内源指示剂，参考Vogtmann等[9]的方法测定干物质（DM）、粗脂肪（EE）、中性洗涤纤维（NDF）、酸性洗涤纤维（ADF）、粗蛋白质（CP）的表观消化率。1.3.3泌乳性能根据牛场DHI报告统计分析高产牛和低产牛的产奶量、乳脂肪、乳蛋白和乳糖含量。1.4数据统计与分析数据采用SAS 8.0软件中的ANOVA过程进行方差分析，采用Duncan氏法进行多重比较。结果以平均值和总标准误表示，P0.05表示差异显著。2结果与分析2.1高产和低产奶牛不同泌乳时期的养分表观消化率（见表2）由表2可知，高产奶牛的DM、CP、EE、NDF、ADF消化率均高于低产奶牛，其中DM、EE和NDF的消化率差异显著（P0.05）。当以泌乳阶段为主效应时，泌乳中期DM和ADF消化率显著高于泌乳前期和后期（P0.05）；泌乳前期和中期EE消化率显著高于泌乳后期（P0.05）。泌乳性能与泌乳阶段互作效应显著影响EE消化率（P0.05）；高产奶牛泌乳前期和中期EE消化率较高，高产奶牛泌乳后期和低产奶牛3个泌乳时期EE消化率较低。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2021.15.002.T002表2高产和低产奶牛不同泌乳时期的养分表观消化率项目DMCPEENDFADF高产前期71.6975.6775.07A70.9059.58中期72.9276.9675.51A74.1966.21后期69.1372.1569.86B71.5463.21低产前期68.9572.9768.18B67.8859.56中期70.6774.5969.61B67.8864.06后期68.5073.7768.89B66.0758.37SEM0.790.811.351.761.64泌乳性能高产71.35a75.1673.48a72.49a62.98低产69.29b73.7268.89b67.24b60.74泌乳阶段前期70.19b74.3271.62a69.0959.57b中期71.90a75.7772.56a71.3265.13a后期68.78b73.0569.33b68.2660.79bP值泌乳性能0.005 10.224 20.000 10.000 20.137 0泌乳阶段0.005 50.097 00.013 00.244 60.012 7泌乳性能×泌乳阶段0.421 40.140 00.016 20.468 50.452 6注：同列数据肩标不同小写字母表示主效应泌乳性能或泌乳阶段间差异显著（P0.05），不同大写字母表示泌乳阶段与泌乳性能的互作效应差异显著（P0.05），相同字母或无字母表示差异不显著（P0.05）；下表同。%2.2高产和低产奶牛不同泌乳时期的瘤胃pH值及NH3-N浓度（见表3）由表3可知，高产奶牛瘤胃NH3-N浓度显著高于低产奶牛（P0.05）。高产奶牛和低产奶牛在各泌乳阶段瘤胃pH值均在正常范围，且无显著差异（P0.05）。当以泌乳阶段为主效应时，泌乳前期、中期和后期的瘤胃pH值以及NH3-N浓度均无显著差异（P0.05）。泌乳性能和泌乳阶段之间的互作效应显著影响瘤胃NH3-N浓度（P0.05）；高产奶牛泌乳中期和后期NH3-N浓度较高，高产奶牛泌乳前期和低产奶牛泌乳前期次之，低产奶牛泌乳后期较低，低产奶牛泌乳中期最低。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2021.15.002.T003表3高产和低产奶牛不同泌乳时期的瘤胃pH值及NH3-N浓度项目pH值NH3-N/(mg/L)高产前期6.70136.8AB中期6.59146.3A后期6.55147.9A低产前期6.74136.3AB中期6.57108.4C后期6.61117.0BCSEM0.095.8泌乳性能高产6.61143.7a低产6.64120.6b泌乳阶段前期6.72136.5中期6.58127.3后期6.58132.4P值泌乳性能0.692 10.000 8泌乳阶段0.194 80.379 5泌乳性能×泌乳阶段0.878 10.027 82.3高产和低产奶牛不同泌乳时期的瘤胃VFA浓度（见表4）由表4可知，高产奶牛瘤胃乙酸、丁酸浓度和乙酸/丙酸显著低于低产奶牛（P0.05），丙酸和异丁酸浓度显著高于低产奶牛（P0.05）。当以泌乳阶段为主效应时，泌乳中期的奶牛丙酸浓度显著高于泌乳前期和后期（P0.05）；泌乳后期异戊酸浓度和乙酸/丙酸值显著高于泌乳中期（P0.05）；泌乳前期戊酸浓度显著高于泌乳中期和后期（P0.05）；泌乳中期丁酸和异丁酸浓度显著低于泌乳前期和后期（P0.05）。泌乳性能和泌乳阶段之间的互作效应显著影响瘤胃丁酸浓度（P0.05）；低产奶牛泌乳前期和后期瘤胃丁酸浓度较高，高产奶牛泌乳后期次之，低产奶牛泌乳中期较低，高产奶牛泌乳中期最低。泌乳性能和泌乳阶段之间的互作效应对瘤胃异丁酸浓度有显著影响（P0.05）；高产奶牛泌乳前期瘤胃异丁酸浓度最高，高产奶牛泌乳后期次之，低产奶牛泌乳中期最低。泌乳性能和泌乳阶段之间的互作效应显著影响瘤胃异戊酸浓度（P0.05）；高产奶牛泌乳后期瘤胃异戊酸最高，低产奶牛泌乳前期和高产奶牛泌乳中期次之，高产奶牛泌乳前期、低产奶牛泌乳中期和后期较低。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2021.15.002.T004表4高产和低产奶牛不同泌乳时期的瘤胃VFA浓度项目乙酸/(mmoL/L)丙酸/(mmoL/L)丁酸/(mmoL/L)异丁酸/(mmoL/L)戊酸/(mmoL/L)异戊酸/(mmoL/L)乙酸/丙酸TVFA/(mmoL/L)高产前期30.8012.254.87BC0.39A0.650.39C2.5348.26中期28.9514.484.28D0.23DE0.550.40BC2.0149.40后期31.0411.835.15B0.31B0.530.52A2.4148.37低产前期32.6910.636.04A0.26CD0.640.45B2.6746.77中期32.1011.644.68CD0.20E0.560.39C2.4647.88后期33.359.775.84A0.27C0.590.38C2.9745.90SEM1.000.490.130.010.030.020.162.10泌乳性能高产30.26b12.85a4.77b0.31a0.580.442.31b48.68低产32.72a10.68b5.52a0.25b0.600.412.70a46.85泌乳阶段前期31.7511.44b5.45a0.33a0.65a0.42ab2.54ab47.51中期30.5313.06a4.48b0.22c0.55b0.39b2.23b48.64后期32.2010.80b5.50a0.29b0.56b0.46a2.75a47.13P值泌乳性能0.011 10.000 20.000 10.000 10.475 60.096 70.010 70.307 4泌乳阶段0.265 80.001 90.000 10.000 10.007 90.025 30.021 00.762 3泌乳性能×泌乳阶段0.817 00.476 80.041 30.000 50.391 30.000 80.814 60.965 42.4高产和低产奶牛不同泌乳时期的产奶量和乳成分（见表5）由表5可知，高产奶牛产奶量显著高于低产奶牛（P0.05）。当以泌乳阶段为主效应时，泌乳后期产奶量显著低于前期和中期（P0.05）；高产奶牛泌乳后期乳脂率显著高于泌乳前期和中期（P0.05），泌乳中期乳脂率显著高于泌乳前期（P0.05）；低产奶牛泌乳后期乳脂率显著高于泌乳前期和中期（P0.05）。高产和低产奶牛不同泌乳时期乳蛋白和乳糖率均无显著差异（P0.05）。此外，产奶量、乳脂率、乳蛋白率和乳糖率在泌乳阶段和泌乳性能之间无显著互作效应（P0.05）。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2021.15.002.T005表5高产和低产奶牛不同泌乳时期的产奶量和乳成分项目产奶量/(kg/d)乳脂率/%乳蛋白率/%乳糖率/%高产前期41.833.123.415.57中期41.453.863.425.41后期37.544.243.625.31低产前期20.793.333.285.51中期23.213.813.355.42后期18.124.993.655.25SEM0.960.180.140.08泌乳性能高产39.18a3.743.495.43低产21.20b4.043.435.39泌乳阶段前期31.31a3.23c3.355.49中期32.33a3.84b3.395.45后期27.83b4.62a3.645.28P值泌乳性能0.000 10.077 10.614 50.647 1泌乳阶段0.001 40.000 10.119 30.061 7泌乳性能×泌乳阶段0.374 80.137 50.848 20.354 43讨论反刍动物对日粮中养分的消化过程主要是瘤胃中微生物对养分的消化。微生物能够将日粮中的蛋白质、碳水化合物等养分降解为能够被动物机体消化吸收的氨、小分子肽、氨基酸以及挥发性脂肪酸等物质。研究发现，将肉牛瘤胃内70%的内容物替换为野牛的瘤胃食糜能够提高蛋白质的消化率[10]。李子健[11]研究发现，奶牛泌乳期的DM消化率显著高于围产前期。本试验研究发现，高产奶牛的泌乳前期和泌乳后期的DM、CP消化率有高于低产奶牛的趋势，但差异不显著，与前人研究结果相似。原因可能是高产奶牛和低产奶牛瘤胃蛋白降解菌的组成和数量有差异，导致奶牛对日粮中蛋白质的降解及吸收效率不同。白永平等[12]研究发现，在日粮中添加300 g/d的酵母培养物可以提高奶牛泌乳早期3%的DM消化率和2%的CP消化率。朱大鹏等[13]研究发现，泌乳盛期奶牛由于采食量高，导致日粮中纤维类物质在瘤胃滞留时间变短，NDF和ADF消化率变低。相反，本试验发现，高产奶牛的EE和NDF消化率显著高于低产奶牛，高产奶牛泌乳中期的NDF和ADF消化率显著高于泌乳前期，原因可能是因为日粮组成不同。稳定的瘤胃内环境是奶牛机体健康的保障。瘤胃pH值是反刍动物瘤胃发酵功能健康状况的直接体现，健康瘤胃pH值正常变化范围为5.5~7.5。本试验结果表明，高产和低产奶牛不同生理阶段瘤胃pH值均无显著差异，在6.5~6.7的正常范围之间。NH3-N是微生物合成MCP的关键底物，其浓度反映日粮中蛋白被微生物降解利用效率。NH3-N浓度过高表明氨的生成速度高于微生物利用氨的速度，会导致氮浪费，过低又会抑制瘤胃微生物的生长[14]。本试验结果表明，高产奶牛泌乳中期和后期的瘤胃NH3-N浓度均显著高于同时期的低产奶牛。当泌乳性能为主因素时，高产奶牛瘤胃NH3-N浓度显著高于低产奶牛，表明高产奶牛对日粮中蛋白的利用效率高于低产奶牛。日粮中的碳水化合物在瘤胃中被微生物降解为乙酸、丙酸和丁酸等挥发性脂肪酸，为反刍动物提供约70%的能量，用于动物机体生长及生产[15]。Weimer等[16]将低产奶牛瘤胃内容物置换为高产奶牛瘤胃内容物，发现低产奶牛瘤胃中乙酸和丁酸浓度有降低的趋势。刘可园[5]研究表明，奶牛采食6 h后，泌乳中期丙酸浓度最高。本试验研究表明，高产奶牛泌乳中期瘤胃乙酸、丁酸浓度显著低于泌乳前期和后期，且高产奶牛3个泌乳时期的瘤胃丙酸和异丁酸浓度均显著高于低产奶牛，高产奶牛和低产奶牛瘤胃TFA浓度无显著差异。当泌乳性能为主效应时，高产奶牛丙酸浓度显著高于低产奶牛，乙酸浓度显著低于低产奶牛，与前人研究结果一致。结果表明，高产奶牛瘤胃发酵模式在微生物作用下偏向丙酸发酵，但具体影响机制尚不明确，有待进一步研究。牛慧等[6]研究高产和低产奶牛乳成分之间的差异，发现高产奶牛的乳脂率和乳蛋白率均显著低于低产奶牛。Nasr等[17]研究奶牛泌乳性能和乳成分的相关关系，发现奶牛的泌乳性能与乳脂率和乳蛋白率均呈显著负相关。本试验研究结果表明，高低产奶牛不同泌乳时期的乳蛋白率无显著差异，但高产奶牛泌乳中期乳脂率显著低于泌乳前期和中期，低产奶牛泌乳前期和中期的乳脂率显著低于泌乳后期。当以泌乳性能为主效应时，高产奶牛乳脂率有低于低产奶牛的趋势。其原因可能是随着产奶量的提高，牛乳中脂肪含量上升，但其浓度则被稀释[18]。另一个原因可能是瘤胃微生物发酵产生的乙酸和丁酸是奶牛乳腺合成乳脂的前提物。本试验结果表明，高产奶牛瘤胃乙酸和丁酸浓度显著高于低产奶牛，丙酸浓度高于低产奶牛，瘤胃中发酵模式发生转变，致使乳脂率下降。4结论泌乳性能的提高可以改善奶牛的养分表观消化率，使瘤胃发酵模式偏向丙酸发酵；泌乳后期奶牛产奶量显著下降，但是乳脂率极显著上升。