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饲喂高产奶牛高蛋白日粮会影响尿素的生成并导致氨中毒，降低采食量和产奶量。精氨酸(Arg)是一种条件必需氨基酸，可通过尿素循环调控氨的代谢。Arg是多胺、肌酸和一氧化氮等的直接前体物，可对动物机体血管再生产生积极效应，并最终改善氮代谢、繁殖、泌乳、免疫和动物的生长性能。因为Arg在瘤胃内降解率高且价格昂贵，奶牛必须饲喂瘤胃保护性Arg，这在经济上不合算。N-氨基甲酰基谷氨酸(NCG)是N-乙酰谷氨酸酶(NAG)的结构类似物，能激活尿素循环的关键酶氨基甲酰磷酸化合成酶1和Arg合成通路，目前已经成为非反刍动物中Arg的潜在替代物。然而，关于NGG在奶牛上应用效果的研究较为有限。因此，本研究评价了作为Arg增效剂的NCG对高产中国荷斯坦奶牛瘤胃发酵、泌乳性能和氮利用率的影响。先于奶牛饲养试验，开展了瘤胃液中Arg和NCG检测方法的建立、Arg和NCG的瘤胃内降解率及其对瘤胃发酵的影响研究等试验。
1.瘤胃液中Arg和NCG检测方法的建立（试验一）迄今未见测定瘤胃液中NCG的方法。Arg可用氨基酸分析仪分析，但是昂贵而且不便。本试验的目的是建立用分光光度计法测定瘤胃液Arg含量、用离子色谱法分析瘤胃液NCG含量的简宜而准确的方法。为了测定瘤胃液中的Arg，在Sakaguchi反应法的基础上，对温度、时间和吸光度进行了优化。试验显色维持4-6分钟，在最适温度(0-5℃)、波长500 nm处观察到的最大光密度值为0.663。此方法测定的瘤胃液中精氨酸浓度最低为4-5μg/ml。分光光度计法测得的值与AA分析仪测定的结果相比，无显著差异(P＜0.05)。为了测定瘤胃液中NCG浓度的方法，将1 mmol/L或者空白NCG在瘤胃液中分别消化0、2、4、6、12和24小时。在消化2、4、6、12和24小时后，NCG在瘤胃液的检测范围（μg/ml）分别为175.3±1.63，165.9±1.35，164.9±4.28，163.2±1.92，156.4±4.27。保留时间和峰面积的相对标准偏差分别小于0.88％和4.71％，所以建立的方法适用于瘤胃液NCG的测定。因此，本试验建立了基于Sakaguchi反应的分光光度计法和离子色谱法分别检测瘤胃液中Arg和NCG的方法，简便、准确、经济，可用于后继相关研究。这应是首次用分光光度计法和离子色谱法测定瘤胃液中Arg和NCG的研究。
2.Arg和NCG瘤胃内降解率及其对瘤胃发酵的影响研究（试验二）
采集3头瘘管奶牛瘤胃液，以Arg或者NCG为底物(1mmol/L)，于产气管39℃培养24小时。对照组不加Arg也不加NGG。分别记录2、4、6、12和24h时的产气量和pH。测量12h、24h时的氨态氮、挥发性脂肪酸及嘌呤法测定微生物粗蛋白(MCP)。培养24h时，瘤胃液中的精氨酸和NCG降解率分别为100.0％和17.8％。瘤胃液pH值组间有差异，但都在正常范围内(6.45-6.54)与对照组相比，处理组(Arg和NCG)产气量和乙酸丙酸比显著增加(P＜0.01)，Arg组氨态氮浓度显著高于NCG和对照组(P＜0.01);Arg和NCG组MCP较对照组有显著降低(P＜0.01）。总体而言，Arg和NCG对瘤胃发酵的影响较为相似。Arg在瘤胃内的快速降解造成营养浪费，因此应避免精氨酸在瘤胃内的降解，而NCG可以不需包被就饲喂给反刍动物。
3.NCG对高产奶牛血液代谢、泌乳性能、氮利用的影响研究（试验三）
基于Arg和NCG体外瘤胃降解和发酵的结果，体内实验研究了NCG对高产中国荷斯坦奶牛的生产性能、瘤胃微生物蛋白产量、血液代谢参数和氮素利用的影响。选择60头经产奶牛，根据泌乳天数(78±17.3天)和产奶量(41.9±7.9公斤)，将其随机分为4组，分别饲喂含过瘤胃保护NCG(含量50％)0（对照）、20、40或60g/d的日粮，各组NCG实际添加量为0（对照）、10、20或30g/d的NCG。每周记录产奶量，隔周测定干物质采食量(DMI)，乳成分，血液指标和血、尿和牛奶中的尿素氮含量。从尾静脉采集血液样品，血浆在-20℃保存以供日后分析。每隔一周，收集所有奶牛的尿样，用嘌呤法测定瘤胃MCP合成量;代谢蛋白(MP)通过肠道可消化蛋白来评估，即将饲料样品放入奶牛瘤胃中发酵16小时，后分析其蛋白含量;记录试验前后奶牛的活体重(BW）并进行体况评分(BCS)。研究发现，DMI在处理间无明显变化。与对照组相比，每天饲喂20g NCG的奶牛组奶产量有上升趋势（P＜0.07），乳蛋白产量显著增加(P＜0.01)，总固形物含量有上升趋势(P＜0.08)。每天添加30 g NCG组奶牛乳糖含量显著上升（P＜0.05），但乳脂肪含量和体细胞数没有差异。血浆BHBA、总蛋白、游离脂肪酸、甘油三酯、葡萄糖、白蛋白、球蛋白含量没有显著差异，但20g或30g/天NCG组血浆NO较对照组显著增加（P＜0.01），PAN显著降低(P＜0.01)。与对照组相比，每天饲喂10、20和30 g NCG组奶牛血浆Arg浓度分别增加1.13％、10.4％和16.0％(P＜0.01)。所有处理组中瘤胃微生物蛋白合成没有显著变化，但是和对照组相比，每天饲喂20g NCG的奶牛，其代谢蛋白的利用率呈上升趋势（P＜0.06）。添加10、20和30 g NCG组奶牛血液中赖氨酸与蛋氨酸之比分别为3.88、3.88、3.12和3.32。添加NCG牛奶的血浆和尿液尿素氮含量均较对照组线性降低(P＜0.01)，且以20g/d组最低。与对照组相比，氮利用率有增加趋势，从而降低环境中氮排泄。饲喂20克/天NCG组奶牛较对照组的BW有升高趋势，BCS显著增加(P＜0.01)。课件，20g/d的NCG添加量是本试验条件下的最佳添加量，可改变血液参数和乳成分含量，改善高产奶牛泌乳性能和氮利用效率。
综上所述，本试验成功建立了用分光光度计法和离子色谱法检测瘤胃液中Arg和NCG含量的简便方法。鉴于其瘤胃内的低降解性，NCG可以不用包被保护而直接添加于反刍动物日粮。在高产中国荷斯坦奶牛日粮中添加NCG可增加奶产量和乳成分产量，改善氮的利用效率，其机理可能是由于NCG有效调节尿素循环而改变了血浆中代谢物和平衡AA的模式所致;NCG的适宜添加量为20g/d。