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500nm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1mmol/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/m1)分别为175.3±1.63,165.9土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30g 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30g 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30g 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。