DCAD概念及其在

懷孕牛後期日糧的重要性

一、前言

        在酪農業，由於乳牛乾乳期無實質利益所得，故懷孕乾乳牛的飼養時常被忽略。懷孕乾乳牛的飼養是為下次泌乳期的投資，而最大的投資則在於飼料的給飼。這種投資不一定是昂貴和必須投入許多努力的，只要做法正確，投資確定有利可圖。

        乾乳時期的經營重點為控制產後初期低血鈣症、乳熱病和乳牛食慾下降等徵候群的發生，這些徵候群主要在乳牛胎衣滯留、嗜口性差、產乳量高時發生。此外，諸多報告亦指出，乾乳期正確的飼養管理可防止產後初期的問題，增加下個泌乳期總泌乳量以及改善繁殖成績。

        在一個良好管理的牧場，其牛群體型良好，沒有乳熱病、酮病等主要問題，假如能避免低血鈣症的發生，則可在整個泌乳期增加500~1000 1b的乳量。

        在一份共同計算的資料(274筆)中發現，假若荷蘭牛餵飼傳統日糧(每頭每天50~90g鈣，沒有補充陰離子礦鹽且處於正的DCAD狀態)，則有51％產後發生非臨床性低血鈣症，10％發生臨床性乳熱病，僅有39％是正常的。當在日糧中補充陰離子礦鹽(284筆資料)則產後產生非臨床性低血鈣症為20％，4％發生乳熱病而正常者則提高為76％(Oetzel et al., 1988)(這份資料建立包括40％的初產牛)此外，當餵飼傳統無額外添加陰離子礦鹽日糧，在美國根據估計有至少2／3荷蘭牛在生產時，有些許程度的臨床性或非臨床性低血鈣的發生，非臨床性低血鈣症在接下來的泌乳期多半會影響乳量及繁殖成績。在懷孕最後3~4週的營養調配需要相當的技術方能提高產後的乳量及繁殖成績。

        當母牛的過渡日糧中包含高量的鉀和鈉，則會有較大的危險引起非臨床性低血鈣症和乳熱病。站在專家的立場，產前餵飼高量的鈣並非導致低血鈣症和乳熱病的主要原因。近來報告發現，從苜蓿所吸收的鈣量只有24％(Martz et al,. 1990)，從飼料所吸收的鈣量平均只有38％(NRC,1989)。以國外專家的看法，主要導致乳熱病、低血鈣症和食慾下降徵候症為產前日糧中含高量的鉀所致。在目前的乳業方面，高量的鉀是主要的病因而非鈣，這是因為乾草中含高量的鉀造成日糧趨於陽離子化。近來，乳牛專家及營養專家認為在乾乳末期餵飼高量的苜蓿乾草或含高量鈣飼料是不明智的，因高量的鈣會導致乳熱病，而乾草中含高量的鉀其是乳熱病、低血鈣症和食慾低下症的主要病因。

        在美國的許多地區，乾草(苜蓿和肥沃地區乾草)含高量的鉀(佔乾物質2.5~4％)，但至少有2／3乾草來自低肥沃或不肥沃地區，其乾草本身鉀含量較少，故使用時必須被設計轉變或預先加工處理。乳牛業者必須使其牧草生產設計配為乾乳牛所需。這些乾草的生產地區需要施用0-0-0的肥料非0-0-60。而水肥車及肥料推廣者則不應讓被利用於這些草地。假如乳牛業者不能生產低鉀的乾草，則必須購置低鉀乾草以供懷孕末期牛隻使用。

        一種最佳的經營策略為給予泌乳期日糧轉變為過渡日糧之成份為有利消化、代謝且能改善產後初期的採食。然而，若使用高比率的高鉀含量或增加含鈉的緩衝劑，在轉換日糧中無疑為一種非常差的經營策略，因為如此將可能增加非臨床性低血鈣症和其他生產前後的問題發生。

二、DCAD的概念與計算

        未來，日糧中的鉀含量應比現今要盡可能的較低，因這牽涉到一種懷孕末期乾乳牛可能的營養策略，而這種策略為DCAD(Dietary cation-anion difference)概念和陰離子礦鹽的補充。

        DCAD＝maq〔(Na＋K)－(Cl＋S)〕／100

        gDM，表1為這些離子的一些基礎數據。

表1. DCAD計算中離子的基礎數據

        DCAD的計算如下列方程式所列：(範例如表2)

        DCAD＝〔日糧乾物質中的鈉％／0.023＋鉀％(乾物質)／0.039〕－〔氯％(乾物質)／0.0355＋硫％(乾物質)／0.016〕

表2. 懷孕乾乳牛DCAD的範例計算(以NRC,1989基本推薦鈉、鉀、氯、硫量)

三、DCAD的生理機制

        DCAD的複雜生理反應是很難完全算出。當CDAD處於負的狀態時(陰離子毫當數大於陽離子毫當數時)，則會有輕微的代謝性過酸症(acidosis)；反之，當DCAD為正值時則會導致代謝性過鹼症(alkalosis)。一旦兩者之一之酸鹼價劇烈改變則會導致嚴重的生理變化和危害母牛的健康。不過難歸難，其生理反應仍可被漸漸導出。

        這種技術原理來自體內生理需要維持(離子平衡中性化)。為維持中性離子平衡，當加入陰離子時(Cl^-,SO₄)，則此時組織的氫離子濃度會增加以達到離子中性化的目的。相反地，定量的陽離子給予則體內HCO₃^-的量將會提高。當在懷孕末期給予負DCAD糧時，則會導致多量的陰離子(帶負電荷)流入體內，此時體內的H離子將增加以中和流入之陰離子，同時產生輕微的代謝性過酸症(pH較低)。這會引起腎臟和骨骼組織的代償作用以校正血中的pH值，骨骼組織提供CO₃當緩衝劑以校正輕微過酸症的產生，同時骨鈣(和PO)亦被釋出，此點曾有試驗提出當餵飼陰離子日糧，骨骼表面的鈣量會增加可佐證之。另外，當餵飼山羊陰離子日糧較陽離子日糧從胃腸吸收的鈣量較多，然而這種影響並沒有發生在非泌乳懷孕動物身上(Freedeen et al., 1988)。只要母牛繼續採食這種陰離子日糧，則此種代謝反應將不斷地重覆產生，於是分娩期代謝性血鈣濃度增加並維持在一個較高的濃度，避免乳熱病的產生。(圖一)

圖一、負DCAD日糧影響血鈣的生理機制(一)

        當血液中低濃度鈣時，PTH會釋放(藉酵素的作用)以產生維生素D(1,25dihydroxyl)使血鈣濃度提高，防止低血鈣症的產生。(Goff, 1992)提出，在代謝性過鹼症(metabolic alkalosis)時PTH作用於骨骼及腎臟的反應很遲緩；然而當代謝性過酸症(metabolic acidosis)發生時，則PTH將受刺激而提高維生素D(1,25 dihydroxyl)量和鈣的代謝性。陰離子性日糧會增加PTH的作用以控制維生素D製造和骨骼鈣的代謝，負的DCAD有利於增加血中維生素D的濃度(Goff, 1992)。因此，分娩前負DCAD日糧對於最初泌乳，體內突然需要大量鈣時有很大的助益。(圖二)

圖二、負DCAD日糧影響血鈣的生理機制(二)

四、陰離子礦鹽種類

        陰離子礦鹽的補充主要是造成負DCAD的日糧，其種類主要有Ammonium sulfate(硫酸銨(NH)₄SO₄)、Ammonium chloride(氯化銨(NH₄)Cl)、Calium Chloride(氯化鈣CaCl)和magnesium chloride(氯化鎂MgCl.6H₂O)。陰離子礦鹽常態中各有其特定的含水量，一般飼料用的硫酸銨、氯化鈣、硫酸鎂和氯化銨是飼料廠較常使用的，同時價格亦是較為便宜。至於硫酸鋁(明礬)和氯化鎂則是相當昂貴，偶而才會被使用。氯化鈣價格不太昂貴且已能被有效的利用，但因其具腐蝕性且容易潮解，使得其不是許多飼料廠常見的原料。

五、懷孕末期負DCAD的報告及其他問題

        一般臨床性分娩麻痺和乳熱病的代謝疾病主要與低血鈣有關。然而亦有業者和研究人員認為臨床及非臨性低血鈣與下列代謝失調(如瘤胃鬱血(ruminal stasis)、第四胃異位(displace abomasum)、胎衣滯留(retained fetal membranes)、子宮脫(prolapsed uterus)、子宮炎(early metritis)和酮病(ketosis)。

        有試驗顯示，在懷孕末期餵飼陰離子日糧較陽離子日糧減少乳熱病的發生和增加血鈣濃度(表4)。除此之外，亦有證據指出，在分娩期餵飼陰離子日糧會減少非臨床性低血鈣症、降低胎衣滯留、改善繁殖成績、增加下個泌乳期的乳量(表5)。

表4. 不同DCAD日糧對乳熱病的影響

表5. 不同DCAD日糧對繁殖及泌乳成績的影響        

        Massey et al(1993)實驗指出，當母牛在產後18小時內血清鈣濃度低於或等於8mg／dl時，發生第四胃異位的比率較血清鈣濃度高於8mg／dl的母牛高7.35倍。而在此實驗中，兩組(陰、陽離子日糧)處理組在產前1~2週的體型或乳房水腫並無差異。關於此點，Tuker et al(1992)試驗指出，餵飼陰離子日糧有減少乳房水腫的趨勢。

        負的DCAD處理對於其後泌乳與繁殖成績，在經濟上的重要性考量有正面效果。例如，Beede et al(1992)的研究，負DCAD在整個泌乳期增加52美元／每頭(7211b*14.5分／1b)*0.5(假如50％增加乳量歸因為飼料)，而每頭母牛分娩前三週的陰離子礦鹽花費為5美元。因此，每投資1美元的陰離手礦鹽約有10美元的乳量利益回收，當然這不包括其他可能的利益，如減少乳熱病、改善繁殖成績。故整體而論，負DCAD有其正面的經濟利益。

六、DCAD的利用

        明顯地，早期泌乳成績不佳常和健康不佳有關，諸如有乳熱病、低血鈣症、胎衣滯留、第四胃異位有關。任何高產牛群假如沒有明顯的臨床性疾病，則減少一些非臨床性問題，泌乳和繁殖成績亦會改善。

        根據NRC,1989懷孕乾乳末期日糧的Na、K、Cl、S推薦量計算，此日糧為輕微陽離子(+5.4meq／100gDM)(如表2)。然而事實上由於不同區域條件故很難正確地符合NRC的推薦量，特別是目前日糧中使用大量高鉀的乾草使得鉀的濃度較高。總日糧鉀濃度在1~1.8％或更高，而其使DCAD值從+10提高至+35meq／100gDM，這種陽離子日糧會產生問題使牛隻易患臨床性乳熱病、非臨床性低血鈣症或其他問題。因而在懷孕乾乳末期，日糧中的鉀是主要導致非臨床性低血鈣症和乳熱病的原因。

        這幾年酪農業者已不餵苜蓿乾草給懷孕乾乳末期的母牛　因其相信苜蓿乾草含高量的鈣會導致乳熱病。然而實際上，苜蓿乾草中高量的鉀造成很高的正DCAD才是導致乳熱病的主因。經常在施肥的苜蓿或其他乾草其含2~3.5％鉀或甚至更高。懷孕乾乳末期日糧中，高鉀飼料主要嚴重係到日糧中適當的DCAD值。

        如何利用DCAD的概念在日糧中呢？Byers,1992曾提出相關的策略。以下為其策略：

        1. 首先所有基礎飼料原料在配製前先分析其Na、K、Cl、S的含量，尤其特別重要的是分析乾草和副產物的成份，因其富含礦物質在設計上要詳加計算。近來一些Cl含量的資料已被公開(Northeast Dairy Hard Improvement Assen. Forage Laboratory, Ithaca, N. Y., December, 1992)。

        2. 選擇原料特別是乾草，儘可能基礎日糧選用鉀含量較低的乾草。而在補充陰離子礦鹽之前必須考慮，在計算DCAD基礎日糧時日糧中的能量和營養是否足夠。

        3. 審慎選擇適合的陰離子礦鹽補充。第一選擇應為硫酸鎂、硫酸鈣、硫酸銨，這些鹽類可補充日糧乾物質中總硫達0.4％，達到最大的容忍濃度(NRC,1989)。硫在許多飼料來源的生物活性是相當低，這似乎表示硫對於乳牛的生理沒有很大的影響。然而，陰離子礦鹽中的硫增加了日糧中的總硫量且同時提升了它的利用性，因其主要影響DCAD的計算和母牛體內的酸鹼平衡。在大多數日糧中，補充含硫的陰離子礦鹽可以提升DCAD中陰離子濃度達12~17meq／100gDM。然而假如是添加硫酸鎂，則需注意總鎂量不應超過乾物質0.4％。假若在總硫量未達到最高值而總鎂量已達到最高值，則可利用硫酸鈣或硫酸銨補充硫，使其達到0.4％的總硫量，此外，陰離子礦鹽的結晶水在計算時需加以注意。

        4. 接下來補充足夠的氯化銨和氯化鈣以使日糧DCAD達-10~-15meq／100gDM，此時補充以氯化銨最適合。補充氯主要是為平衡鉀離子，為維持0.9％鉀量需0.09％的氯才能使其平衡，亦即日糧乾物質中含0.9~1.2％的鉀則氯含量亦需在0.8~1.1％。表6為不同鉀含量(1％、1.5％、2％)的日糧藉由陰離子礦鹽的補充使其DCAD達-15meq／100gDM的方式。藉由氯化銨的補充使A、B、C三組日糧的DCAD達到標準。此外，氯化鈉並不能改變DCAD值，由於其補充的鈉、氯正好電荷相抵故改變DCAD的效果為零。

表6. 不同鉀含量與DCAD的調配

        5. 在儘可能達到DCAD為-15meq／100gDM的情形下，日糧中的鈣應提升至1.5~1.8％(乾物質)。對於懷孕乾乳末期分娩前的日糧，以較高於傳統的鈣量給予是有利的(Oetzel,1991)。此時鈣量的補充可選擇硫酸鈣或是氯化鈣。以往一些營養專家和酪農認為在懷孕乾乳期一段較長時間的鈣攝取及低血鈣較有利，然而事實上，當日糧DCAD達-10~ -15meq／100gDM時對於鈣的攝取、提升血鈣濃度有助益。使用負DCAD日糧各每日每頭餵給180g~210g鈣已能成功運用於牧場上。至於磷的攝取量為每天40~50g。補充鎂至日糧中使其總量接近乾物質的0.4％，這主要是因不正常的血鎂濃度與乳熱病有關，缺少鎂被認為其與骨鈣的代謝有關。

        6. 補充其他的營養素，如Se和脂溶性維生素。

        在其他方面，陰離子礦鹽在補充時必須先看其標示的成份再作添加，而因大多數陰離子礦鹽適口性皆不佳，故添於TMR料中是個很好的方式。

七、結論

        為避免產後發生乳熱病、低血鈣及其他因鈣不足導致的問題，故在懷孕乾乳末期建議使用負DCAD日糧，以增加血鈣的濃度減少上述問題的發生。至於要造成負DCAD日糧的方法以添加陰離子礦鹽為佳，不過添加應需注意到一些問題(如營養平衡等)。

八、參考文獻(從略)

飼料營養雜誌(p.100∼109)─何國楨．九五年第七期

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