综述:牛奶尿素氮(MUN)在奶牛营养评估中的作用及其与奶牛生产性能、繁殖性能、健康状况和氮排放的关系

【字体: 时间:2025年03月03日 来源:Animal Nutrition 6.1

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  牛奶尿素氮(MUN)可评估奶牛营养状况,与多方面性能及氮排放相关,对奶牛养殖意义重大。

  ### 1. 引言
牛奶作为基本营养物质和活性物质的重要来源,堪称近乎完美的食物,在满足人类营养需求、提升生活质量方面功不可没。然而,乳制品行业如今压力重重,饲料成本和劳动力成本不断攀升,给商业奶牛场的经济效益带来极大冲击;同时,受供需失衡影响,原奶收购价格波动频繁,“杀牛”“倒奶” 事件在全球范围内时有发生,凸显出行业的脆弱性。不仅如此,奶牛养殖带来的环境污染问题也不容忽视,研究显示,畜牧业及其相关供应链产生的氮排放约占总氮排放的 30%。过量氮排放会导致水和土壤的富营养化及酸化,进而造成生物多样性丧失;牲畜粪便产生的氨和一氧化二氮还会威胁环境,影响动物栖息地和人类健康。
在奶牛的饮食中,蛋白质分为真蛋白和非蛋白氮(NPN),真蛋白又可依据降解性分为瘤胃可降解蛋白(RDP)和瘤胃不可降解蛋白(RUP)。RDP 和 NPN 在瘤胃中可转化为氨,部分氨被微生物捕获用于合成瘤胃微生物蛋白(MCP),过量的氨则会被瘤胃壁吸收进入血液,运输至肝脏合成尿素。MCP 和 RUP 会进入瘤胃后消化系统,被肠道酶和微生物降解为肽和氨基酸,进而被肠道吸收,通过循环系统输送到身体各组织利用。未被消化利用的蛋白质会随粪便排出体外。奶牛血液中的氮,一部分来自瘤胃壁氨的简单扩散和主动运输,另一部分来自小肠中氨基酸和肽的主动运输。此外,身体吸收的多余氨基酸和肽,若未用于维持生命活动、合成牛奶或胎儿发育,会在肝脏中进行脱氨基作用产生能量,氮则转化为尿素,进入血液尿素氮(BUN)池。BUN 最终有三个去向:分泌到牛奶中、随粪便或尿液排出、被循环利用。反刍动物可通过唾液和瘤胃壁回收尿素,这为 MCP 的合成提供了重要氮源,有助于提高氮利用效率,也是反刍动物区别于非反刍动物的一大特征。

尿素是一种小分子中性物质,能轻易穿过细胞膜,因此牛奶尿素氮(MUN)与 BUN 密切相关。MUN 作为牛奶中的微量成分,反映了血液中尿素的水平,它不仅与奶牛的氮利用效率紧密相连,还与过量尿素分泌导致的氮排放息息相关,BUN 和 MUN 水平升高往往意味着氮排放增加。由于 MUN 比 BUN 更易测量,其相关信息有助于评估蛋白质和能量的平衡情况,且与生产成本密切相关,因为蛋白质通常是饲料中最昂贵的营养成分。所以,MUN 被视为评估现代奶牛养殖系统中蛋白质利用效率的重要工具。本文将对 MUN 在奶牛营养评估中的作用,及其与奶牛部分牛奶性状、繁殖性能、健康状况和氮排放的相关性进行综述,期望能推动 MUN 在实际生产中的应用,改善奶牛饲养管理,提高奶牛场的盈利能力,同时保护环境。

2. MUN 在营养评估中的作用


通常情况下,MUN 可作为一个 “信号” 或 “指标”,用于识别当前饲养条件下潜在的营养相关问题。MUN 浓度过高或过低,都可能暗示氮代谢和分配存在问题,若 MUN 过高,往往是因为日粮中的碳水化合物和氮源失衡。因此,准确获取奶牛群体乃至个体的 MUN 含量信息至关重要,错误信息可能会使管理者做出错误决策。目前,有多种方法可用于测定或估算牛奶中的 MUN 浓度,酶法、二乙酰法、光谱法、气相色谱法和生物传感器法等都已被证实能有效定量测定 MUN。在乳制品行业的质量控制和其他分析工作中,快速、低成本的检测技术一直备受青睐。中红外光谱法在全球范围内应用广泛,它无需特殊样品预处理和化学试剂,就能快速分析大量样品,但部分实验室可能没有相关设备。近红外光谱法虽成本低、便携,在一些常规营养成分分析中表现良好,但因其检测可靠性和灵敏度较差,不太适合用于 MUN 分析。简化酶法结合便携式设备或许是一个有前景的选择,但该领域还需进一步研究和开发。

MUN 浓度受多种因素影响,涵盖营养和非营养因素。非营养因素如品种、泌乳阶段和胎次等都会对 MUN 含量产生影响,其中品种的影响最为显著,荷斯坦奶牛的 MUN 浓度通常低于其他奶牛品种。而日粮蛋白质的数量和组成是影响牛奶中 MUN 浓度的主要营养因素,肝脏合成尿素依赖于瘤胃中产生的氨氮(NH3–N)浓度。奶牛食用高粗蛋白(CP)日粮时,瘤胃产生的 NH3–N 超过微生物的捕获能力,更多的 NH3–N 会被瘤胃壁吸收。研究表明,日粮 CP 每增加 1 个百分点,日产奶量为 40kg 和 30kg 的奶牛,其 MUN 浓度分别会增加 1.04mg/dL 和 1.24mg/dL。此外,无论饲喂低 CP 还是高 CP 日粮,日粮中 RDP 的增加或减少都会相应地使 MUN 含量升高或降低,但牛奶真蛋白浓度并无显著差异,这表明 RDP 也是影响 MUN 浓度的重要因素。瘤胃氨的利用效率,无论是用于合成 MCP 还是被瘤胃壁吸收,在很大程度上取决于碳水化合物发酵产生的能量。日粮能量和氮释放的同步程度与 MUN 含量密切相关,日粮同步程度低通常意味着氮利用效率低,MUN 水平高,氮排放也会增加。

确定合适的 MUN 阈值,对于准确评估日粮营养平衡和奶牛采食后的反应至关重要。根据以往大量研究数据,大多数商业农场中,MUN 一般不应超过 18mg/dL。宾夕法尼亚州立大学和威斯康星大学的研究人员指出,MUN 的适宜范围是 8 - 14mg/dL。若牛群的 MUN 水平超出或低于该范围,就需要评估日粮中的蛋白质和能量来源。对于高产奶牛群(年牛奶产量 > 12000kg),MUN 的平均值可控制在 10 - 16mg/dL。欧洲和美洲的一些国家依据当地生产条件,对 MUN 浓度给出了相应建议,但这些数据多来自较早的文献。例如,加拿大研究人员认为,MUN 水平在 10 - 14mg/dL 时,氮利用效率最佳;欧盟部分国家主张将牛群平均 MUN 值维持在 10 - 16mg/dL;法国推荐的 MUN 值为 11.5 - 16mg/dL;瑞典等北欧国家则认为理想范围是 10 - 15mg/dL。目前,中国尚未制定奶牛群 MUN 值的标准范围,各农场会根据自身生产条件确定参考值,上限通常不超过 16 或 18mg/dL。每月进行的奶牛群体改良(DHI)牛奶检测是牧场管理的重要工作,MUN 是重点监测指标之一。近年来,随着动物营养和遗传学的发展,牛群的平均 NPN(MUN)水平呈下降趋势,这一趋势在许多国家和地区都有所体现,可能会影响 MUN 浓度阈值的设定。由于不同国家和地区的日粮、生产水平、饲养管理和预期生产目标存在差异,MUN 的适宜阈值也有所不同。MUN 参考值应依据当前饲养条件确定,对于营养管理良好的奶牛群,MUN 上限阈值可为 14 或 16mg/dL,下限阈值可为 8 或 10mg/dL,这些阈值可作为评估奶牛群营养状况的参考。

3. MUN 与牛奶产量、牛奶成分和生产成本的关系


3.1. 牛奶产量


均衡的营养摄入对维持奶牛的最佳健康状态和最大化生产性能至关重要,MUN 能反映日粮中碳水化合物和氮源的同步情况,其水平波动可能伴随着奶牛生产性能的相应变化。此前已有不少关于 MUN 与生产性能关系的研究,但结论并不统一。一些研究发现,牛群中平均牛奶尿素(MU)水平与牛奶产量性状之间并无相关性,在丹麦荷斯坦奶牛中,二者仅存在微弱相关性,在丹麦泽西牛和红牛中,相关性几乎为零。然而,也有研究发现 MU 浓度与牛奶产量之间存在很强的关系。例如,在荷斯坦奶牛和泽西奶牛中,MUN 浓度的波动在整个泌乳期都与牛奶产量水平密切相关,MUN 浓度峰值出现的时间与牛奶产量的变化一致。通常,高生产性能需要增加动物的营养供应,这会促使奶牛摄入更多干物质和氮,但奶牛的氮利用效率相对有限,可能导致摄入的氮更多地以尿素形式分泌到牛奶中。此外,MUN 与牛奶产量性状之间存在的低至中等程度的遗传相关性(0.07 - 0.35),也能在一定程度上解释这一现象。有研究发现,经产奶牛的 MUN 与校正乳(FCM)产量呈正相关,但当 FCM 产量超过 60kg/d 时,二者呈负相关;初产奶牛中,当 FCM 产量超过 40kg/d 时,MUN 与 FCM 产量呈负相关,低于 40kg/d 时则无相关性。这种差异的原因尚不完全清楚,可能与初产奶牛和经产奶牛的身体代谢和氮分配差异有关,还需进一步深入研究。比利时瓦隆地区近 25 年对 2356 个牛群中 560739 头奶牛的连续记录显示,MU 与其他生产性状(牛奶产量、脂肪产量和蛋白质产量)之间存在 - 0.25 至 - 0.01 的负遗传相关性,这表明选择提高牛奶生产性状可能会降低 MUN,该发现也得到了其他研究的证实。由此可见,MUN 与牛奶产量性状之间的关系尚不明确,这可能是由于奶牛的生理状态、日粮摄入量、日粮组成以及品种差异等多种因素导致的,在评估二者关系时需要综合考虑这些因素。

3.2. 牛奶成分


尽管 MUN 在牛奶中含量较少,但任何引起 MUN 变化的因素都可能影响牛奶的其他成分。正常情况下,奶牛摄入的氮约有 28% 会分泌到牛奶中,其中 5% 以非蛋白氮形式排出,其余为真蛋白。有研究表明,增加 CP 摄入量会使 MUN 浓度升高,但不会影响牛奶蛋白产量,这说明高 CP 日粮并非益处多多,而低 CP 日粮在表型水平上可减少尿素排泄,且不会对牛奶蛋白含量产生负面影响。近期研究进一步证实了这一关联,并发现 MU 与牛奶蛋白百分比在整个泌乳期的表型或遗传相关性较弱。因此,通过调整日粮营养成分来调节 MUN 相对容易,有助于减少氮排放。有趣的是,有研究报道 MU 与牛奶蛋白百分比之间存在相对较高的表型相关性(0.28),但未给出解释。此外,以往研究发现 MU 与牛奶脂肪百分比的遗传相关性较弱,甚至可以忽略不计,但在泌乳早期,二者存在轻微的负遗传相关性( - 0.25 至 0)。泌乳初期,奶牛通常处于负能量平衡状态,会动员自身脂肪组织,导致牛奶脂肪百分比增加,而此时由于采食量相对较低,MUN 值一般也较低,这或许能解释这一现象。也有研究表明 MUN 与牛奶脂肪百分比之间存在正的中等遗传相关性(0.26 - 0.42),但具体原因尚未明确。MUN 与体细胞评分(SCS)的关系也较为复杂,早期研究发现 MU 与体细胞数(SCC)之间存在负的表型或遗传关系,后续研究则发现,MUN 与 SCS 在泌乳初期呈负遗传相关,中期关系较弱,后期尤其是经产奶牛中呈正相关趋势。但也有研究得出相反结论,发现 MUN 与 SCS 存在很强的正遗传相关性(0.85),这种差异可能与奶牛的健康状况有关,因为乳腺炎的发生会影响牛奶中 MUN 的浓度。另外,MUN 与乳糖的平均遗传相关性也较低,几乎可以忽略不计。总体而言,MUN 与牛奶成分之间的相关性受胎次、泌乳阶段和健康状况等因素影响,在大多数情况下,二者关系较弱甚至可忽略。这一发现意味着,选择低 MUN 表型的奶牛,有可能在不影响生产性能和牛奶质量的前提下减少氮排放。但需要注意的是,MUN 与牛奶生产之间仍存在一些不确定关系,在通过育种选择降低 MUN 性状时,需评估其与其他性状的相关性。同时,目前关于 MUN 水平对牛奶风味和口感化合物影响的研究还比较缺乏,在实际生产中,仍需考虑通过平衡日粮来有效维持 MUN 在可接受范围内。

3.3. 生产成本


近年来,中国奶牛养殖业面临诸多挑战,原奶收购价格下降、整体消费疲软,而生产成本却持续居高不下。牧场的盈利能力关乎其可持续发展,因此降低生产成本、提高利润率迫在眉睫。MUN 与饲料成本似乎关系密切,高 MUN 值通常意味着日粮中蛋白质饲喂过量或能量供应不足。日粮 CP 摄入过多,不仅会造成昂贵的蛋白质饲料资源浪费,增加饲料成本,还会提高奶牛患营养代谢疾病的风险,进而可能导致兽药使用增加和奶牛被淘汰的风险上升。同时,日粮能量供应不足可能会降低奶牛的生产性能,对牧场的利润率产生负面影响。有趣的是,一项基于美国 2004 - 2015 年超过 1000 万条 DHIA 记录的调查发现,MUN 与奶牛饲料成本之间存在很强的相关性,但具体原因尚未得到充分解释,可能与蛋白质饲料价格上涨和原奶价格波动有关。然而,并非 MUN 浓度越低越好,当奶牛的平均 MUN 浓度低于 6 - 8mg/dL 时,会导致牛奶产量、蛋白质含量和产量以及饲料效率下降。此时,就需要评估日粮蛋白质结构和碳水化合物来源,以避免不必要的损失。

4. MUN 与繁殖性能和健康状况的关系


4.1. 繁殖性能


营养均衡的日粮对奶牛的生产性能和健康至关重要,日粮蛋白质在奶牛繁殖性能中起着关键作用。高蛋白质日粮导致的日粮 CP 水平升高或 MU 浓度增加,与奶牛受孕率和妊娠结果下降有关。例如,一项研究对美国俄亥俄奶牛群改良合作社下属的 24 个奶牛场的数据进行分析后发现,MUN 浓度在 10.0 - 12.7mg/dL 的奶牛,其怀孕确认率是 MUN 水平超过 15.4mg/dL 奶牛的 1.4 倍。而且,MUN 浓度从 12.5mg/dL 增加到 13.5mg/dL,会使奶牛在配种日附近的受孕率降低 5%,这种不利影响在高产奶牛群中更为明显,会延长产犊间隔和首次配种到成功受孕的时间。一项对 2017 年前发表的 21 篇论文进行的 Meta 分析显示,BUN 和 MUN 影响奶牛繁殖性能的阈值分别为 19.3mg/dL 和 19.6mg/dL,当 MUN 浓度超过这些阈值时,奶牛怀孕或受孕的可能性会降低 43%,且在人工授精前暴露于高水平氮环境下,这种负面影响更为显著。在南非的研究表明,当荷斯坦奶牛的 MUN 浓度超过 18.1mg/dL,泽西奶牛的 MUN 浓度超过 13.0mg/dL 时,奶牛的产犊间隔会延长,繁殖性能下降,但由于当地高温高湿的环境也可能影响繁殖性能,该结论还需进一步验证。不同研究中 MUN 对奶牛繁殖性能产生不利影响的阈值不同,这反映了品种差异以及奶牛饲养管理方式的影响。毫无疑问,高 MUN 浓度会对奶牛繁殖性能产生负面影响,这可能是因为高蛋白质摄入或高 BUN、MUN 浓度会导致胚胎质量下降,且这种有害影响更易发生在卵母细胞成熟和输卵管运输过程中的早期植入前胚胎阶段,而非后期胚胎阶段。此外,研究还发现高 CP 日粮可能会减少囊胚中的细胞数量,增加活性氧浓度,通过诱导氧化应激损伤胚胎细胞,从而影响奶牛的繁殖能力。

也有研究表明,低 MUN 浓度与奶牛繁殖性能之间存在负相关。法国一项为期 4 年的观察性研究发现,人工授精后,当 MUN 浓度低于 6.99mg/dL 时,奶牛的受孕成功率会降低 5% - 9%,这一结果在早期研究中也得到了证实。低 MUN 浓度对繁殖性能产生负面影响,可能是由于能量摄入不足或碳氮平衡失调,此前已有研究对此进行过讨论。然而,也有一些研究并未发现 MUN 与繁殖指标之间存在相关性,尤其是在不同牛群之间,这可能是由于繁殖管理实践、健康状况、热应激或繁殖数据可获取性等因素的限制。在追求高生产性能的过程中,高产奶牛群,特别是发展中国家的高产奶牛群,常采用高 CP 日粮(CP>16%),但不能忽视这种日粮对奶牛繁殖性能的负面影响,因为这直接关系到奶牛场的盈利能力和可持续发展。低 CP 日粮因具有经济和环境效益而受到越来越多的关注,但需注意的是,日粮 CP 不足导致的低 MUN 浓度也不理想。因此,保持日粮平衡对于维持奶牛的繁殖性能、保障奶牛场的整体盈利能力和可持续发展至关重要。应根据当前饲养水平,尤其是在配种季节,设定合适的 MUN 阈值和预期生产目标,以减少其对奶牛的负面影响。

4.2. 寿命和其他疾病


在现代奶牛生产系统中,高产奶牛的平均生产寿命通常为 3 - 4 年,在此期间,80% 的奶牛淘汰事件是由各种健康问题导致的。其中,繁殖问题、乳腺炎、蹄病和代谢疾病是主要原因。奶牛的寿命和福利是乳制品行业可持续发展的重要因素,延长奶牛寿命,避免因健康问题导致的淘汰,有助于提高牧场的经济效益,降低牛奶行业对环境的影响,同时也能提升动物福利。<跛行是奶牛养殖业中一个严重的动物福利问题,它会给奶牛带来疼痛,对奶牛的生产性能和寿命产生不利影响。跛行奶牛通常活动量和采食时间减少,导致总采食量下降,进而影响 mun 浓度。研究表明,在整个泌乳期,跛行奶牛的 mun 浓度明显低于健康奶牛,而且跛行奶牛的 bun 水平也有下降趋势,bun>

酮病是奶牛产后最具危害性的疾病之一,也是导致奶牛早期淘汰的重要因素。酮病主要是由日粮营养失衡引起的,包括能量不足或蛋白质过多导致的负能量平衡,这种情况通常与高 MUN 浓度相关。因此,MUN 可能与奶牛的寿命存在直接或间接的关系。例如,一项在 2001 - 2004 年进行的大规模研究,涉及超过 28 万头荷斯坦奶牛和 2.5 万头爱尔夏奶牛,发现 MUN 浓度较低的奶牛比牛群平均 MUN 值的奶牛更易被淘汰;爱尔夏奶牛中,MUN 浓度较高(16.16mg/dL)的奶牛淘汰率也高于平均水平,而高 MUN 浓度(>14.23mg/dL)对荷斯坦奶牛的寿命没有显著影响,甚至在某些研究中呈现出正相关。MUN 间接反映了日粮营养的平衡情况,不平衡的日粮会引发一系列健康问题,包括代谢和营养疾病以及繁殖失败,从而影响奶牛的使用寿命。然而,奶牛的寿命受到众多因素的影响,目前直接评估 MUN 与奶牛寿命关系的数据有限,还需要更多长期观察研究来进一步证实二者的关系。

5. MUN 与氮排放的关系


长期以来,人们主要关注 CH4和 CO2排放,采取了各种措施来减少温室气体排放,相关研究也成为热点。但减少氮排放同样刻不容缓,据预测,到 2050 年,氮排放预计将上升至 2010 年水平的 102% - 156%,如果没有有效的氮排放控制技术,土壤、水和大气的氮污染将远超环境临界阈值,给人类生活环境带来巨大压力。畜牧业是氮排放的重要来源,此前研究表明,畜牧业供应链约占当前人类活动导致氮排放的 24% - 33%。大部分氮排放来自南亚、东亚、东南亚和拉丁美洲,因为这些地区饲养了大量牲畜(如牛、水牛、猪等)。合成氮肥和牲畜粪便在农田和牧场广泛使用,富含氮的产品在全球运输,消费后在当地排放,使得氮流动和排放成为全球性挑战,改变了大气中氮的排放模式,以多种方式影响着人们的日常生活。例如,牲畜粪便排放的一氧化二氮(N2O)、氨和氮氧化物(NOx)对动物和人类健康都有危害,土壤和水的富营养化及酸化会造成污染和生物多样性丧失,这些氮排放问题日益受到关注,需要制定缓解策略。

提高氮利用效率是减轻环境负担和降低生产成本的关键措施。奶牛对摄入氮的利用率不到三分之一,超过 70% 的日粮氮源通过尿液或粪便排出体外,每头奶牛每年可排放超过 100kg 的总氮。通常情况下,动物粪便中的氮排放量相对稳定,干物质摄入量或氮摄入量被认为是预测粪便氮排放的最佳因素,但不同研究建立的预测模型中,最佳预测因素并不一致。尿液中约 50% 的过量氮会排出体外,约占总尿量的 70% - 80%,在放牧系统中测量尿液氮具有一定挑战性。此时,MUN 被视为预测奶牛尿素氮和氨排放的有效评估工具,许多研究建立了相关预测模型。当 MUN 在 10 - 16mg/dL 范围内每降低 1mg/dL,尿素氮排放量可减少 16.6g/d,氨和一氧化二氮排放量分别可减少 7% - 12%。回归分析表明,将 MUN 浓度从 14mg/dL 降至 10mg/dL(在以往文献推荐范围内),奶牛的相对氨排放量可降低 10% - 28%。虽然不同研究得到的预测模型有所差异,但通过 MUN 或结合体重可间接预测尿液氮和氨的排放,为评估奶牛生产对环境的影响提供了工具。

此前研究表明,MUN 是一种具有低至中等遗传力的表型,将 MUN 作为育种计划中的目标性状并降低其值,可能有助于减少奶牛的氮排放。如近期一项研究发现,MUN 育种值(MUNBV)每降低一个单位,尿尿素氮(UUN)浓度就会降低 0.67g/L,使得放牧奶牛中 MUNBV 值最高和最低的奶牛 UUN 排泄量相差 165.3g/d。这是因为 MUN 水平高的奶牛胃肠道氮循环效率较低。然而,也有研究对使用 MUNBV 预测氮排放的有效性提出质疑。例如,有研究发现,MUNBV 值低和高的奶牛在粪便氮和尿液氮排放上没有显著差异,尽管 MUNBV 值低的放牧奶牛 MUN 浓度和产量较低。这种差异可能是由于该研究中奶牛的日粮能量 - 蛋白质平衡和总氮摄入量没有差异。其他研究也发现,在相同饲养条件下,高 MUN 和低 MUN 奶牛的尿液氮排泄没有显著差异,但高 MUN 奶牛的肾脏重量相对较轻。在尿素清除率方面,高 MUN 奶牛的肾脏表现较差,导致尿素池较大,可能使更多尿素转移回乳腺。肾脏功能的差异或许可以解释研究中尿液氮排放无显著差异的现象。

消化道中的微生物在营养物质的消化和吸收过程中起着至关重要的作用,微生物组成的差异可能进一步解释个体奶牛之间 MUN 浓度的不同。在瘤胃微生物方面,近期研究表明,低 MUN 奶牛的琥珀酸弧菌科_UCG002 和未分类的瘤胃球菌科相对丰度较高,而高 MUN 奶牛的丁酸弧菌属和毛螺菌科_UCG - 010 相对丰度较高。后续研究也有类似发现,低 MUNBV 奶牛中琥珀酸弧菌科_UCG002 的丰度增加,高 MUNBV 奶牛中脱硫弧菌属和毛螺菌科 XPB1014 组的丰度增加。琥珀酸弧菌科_UCG002 是瘤胃中主要的尿素利用细菌,因此低 MUN 奶牛瘤胃中的尿素利用率可能较高。研究还发现,毛螺菌科 NK3A20 细菌群落与瘤胃乳头长度呈正相关,基于高 MUN 表型奶牛中毛螺菌科 NK3A20 的发生率较高以及相应较高的血氮池,推测该菌群可能通过刺激瘤胃乳头生长来增强 NH3和 NH4+的吸收,从而可能导致更多氮流入血液并分泌到牛奶中。此外,近期一项研究利用机器学习模型鉴定出 9 种与 MUN 浓度高度相关的肠道微生物,其中未分类的厚壁菌门对模型的影响最为显著,可能是导致不同 MUN 表型的关键因素。不过,这些肠道微生物影响牛奶尿素氮的具体机制仍有待进一步研究。除了日粮因素外,宿主肾脏重吸收功能、肠道清除率和消化道微生物的差异都可能导致奶牛出现不同的 MUN 表型,这些因素或许可以解释不同 MUN 表型奶牛在氮利用效率和排泄方面的差异。但目前宿主胃肠道微生物群在不同 MUN 表型中的作用尚未完全明确,进一步探索这些机制,有望为优化奶牛生产系统中的氮利用和减少氮排放策略提供新的思路,特别是考虑瘤胃和瘤胃后消化微生物的作用。

6. 结论与展望


总体而言,MUN 是一种实用、经济且简便的工具,可用于监测奶牛群的营养状况。MUN 值升高可能意味着日粮中粗蛋白过多或非结构性碳水化合物不足,而 MUN 值过低时也需要评估日粮蛋白质和碳水化合物的来源。在将 MUN 应用于牛群日常管理之前,研究人员或生产者需要注意以下几点:一是 MUN 测量的准确性至关重要,否则可能误导管理者做出错误决策;二是应尽量增加参与 MUN 检测的泌乳奶牛数量,理想情况下应超过成年牛群的 80%,该检测可纳入 DHI 计划并每月进行;三是要为牛群建立 MUN 基线值,由于 MUN 参考值会因日粮结构、饲养管理和预期生产目标的不同而有所差异,因此将 MUN 控制在可接受范围内十分关键,MUN 的上限阈值通常为 16 - 18mg/dL,下限为 8 - 10mg/dL,若牛群管理良好,日粮平衡且不超过 NRC(2001)对蛋白质的要求,能量充足,MUN 参考值可低于 14mg/dL;四是当奶牛群的 MUN 值超出既定阈值时,需及时采取有效控制措施,如重新检测牛群的 MUN 浓度和生产性能、评估日粮配方、检查奶牛是否存在选择性采食特定日粮成分的情况。

在过去十年中,MUN 的遗传趋势逐渐增加,人们对将 MUN 纳入育种计划重新产生了兴趣。选择低 MUN 表型的奶牛可能为牧场管理带来潜在益处,并减少环境氮排放。然而,通过选择低 MUN 性状的奶牛来减少氮排泄的有效性,以及其对其他经济性状的潜在影响,目前尚未有统一结论,而且胃肠道微生物群对 MUN 浓度的影响机制也有待进一步研究。总之,全面了解 MUN 信息,包括其完整代谢途径、与奶牛健康的相关性以及在氮利用效率和排放监测方面的意义,至关重要。未来,MUN 有望在监测奶牛群营养状况和减少环境氮排泄方面发挥越来越重要的作用。
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