日粮中阴阳离子差异（阴阳离子平衡、电解质平衡、强离子差异）可以解释不同日粮对奶牛酸化的影响。通过添加相对较多的阴离子或阳离子，就可以相对容易地调控日粮中的阴阳离子差（DCAD）。

阴离子盐日粮——助力奶牛摆脱低血钙带来的“困扰”

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阴阳离子差（DCAD）

在美国，酸化饲料（通过添加阴离子盐或无机酸）通常用于预防奶牛的产后瘫。

了解DCAD如何影响钙代谢，首先需要简短的化学回顾。日粮电解质可分为阴离子和阳离子两种，阴离子带负电荷，阳离子带正电荷。这些电解质所携带的电荷会影响酸碱平衡，并最终影响钙代谢。 日粮中主要的阳离子有钠、钾、钙和镁，阴离子是氯、硫和磷。钠、钾、硫和氯被认为对酸碱平衡产生最强的离子效应，被称为“强离子”。

反刍动物日粮调控阴阳离子的差异并不会导致血液pH值的明显变化，因为肾脏和骨骼都会补偿以维持正常的血液pH值。例如，强阴离子日粮是致酸性的，但奶牛血液pH值保持不变，因为尿液pH值从8.0左右降低到7.5左右。同样的，阳离子日粮具有致碱性，但对血液pH值影响不大，因为尿液变得更碱性了。

日粮中阴阳离子的差异可以用来确定强阳离子和强阴离子之间的关系，从而预测日粮在饲喂奶牛时是否会引起酸性或碱性反应。 关于DCAD的计算公式，有以下几种：

DCAD (meq) = (Na + K + Ca + Mg) - (Cl + SO4 + H2PO4 + HPO4)

DCAD (meq) = (Na + K + Ca + Mg) - (Cl + S + P)

DCAD (meq) = (Na + K + 0.15 Ca + 0.15 Mg) - (Cl + 0.20 S + 0.30 P)

DCAD (meq) = (Na + K) - (Cl + S)

DCAD (meq) = (Na + K) – Cl

关于不同阴离子源的相对致酸性质，一些新的研究数据表明，第三个公式二价离子采用不同系数应该是最准确的。然而，事实上，上面列出的第四个公式[(Na + K) - (Cl + S)]已经成为研究人员和营养学家计算DCAD的标准公式。但是，这个公式的潜在问题是，它高估了阴离子硫的贡献，而忽略了阳离子钙和镁的影响。

无论采用何种公式，计算日粮DCAD含量都需要使用电解质的当量重量。这是必要的，因为酸碱平衡受电荷而不是质量的影响，当量重量等于分子量除以价电子（电荷强度），用毫克当量（meq）表示，其等于一当量的千分之一。表1提供了重要电解质的当量重量和百分占比转换为毫克当量的系数。根据毫克当量数据，就可以使用上面列出的公式计算DCAD。

表1. 阴阳离子的毫克当量情况

备注：磷的单氢和二氢形态的正态分布，磷的价态为1.8

调控DCAD预防产后瘫

预防奶牛产后瘫的传统方法是限制干奶期的钙摄入。从理论上讲，这有助于奶牛适应缺钙情况，使其能够更好地应对泌乳期开始时出现的急性和强烈的钙需求。 限制干奶期的钙摄入通常是通过将干奶日粮中的部分或全部苜蓿干草替换为其他干草，再使用些玉米青贮和精料，这种饲喂方案确实有助于减少奶牛产后瘫的风险，但它有几个缺点。 干奶牛饲喂玉米青贮和精料，成本可能很昂贵，并可能导致奶牛体况过肥以及随后的脂肪肝综合征、酮病和/或真胃移位，因为日粮的能量密度高，因此提倡只使用干草和玉米青贮的日粮。然而，这种情况日粮蛋白水平通常不理想。对于产前日粮，避免使用苜蓿干草，因为它的钙含量过高。干奶期不采用苜蓿干草，通常会增加奶牛的日粮转化应激，因为泌乳日粮通常会采用苜蓿干草。

在控制奶牛产后瘫方面，DCAD比钙摄入调整更重要。 日粮钙水平在一定程度上会影响奶牛的产后瘫发病率。然而，它们的关系是非线性。日粮高钙和低钙水平与奶牛产后瘫的发病率较低都有一定的关系。在最近的一项研究中发现，高浓度的日粮钾（一种强阳离子）会导致奶牛产后瘫，但不同的钙水平对奶牛的产后瘫发病率没有影响（表2）。

表2. 日粮钾和钙含量对娟姗牛产后瘫发病率的影响

备注：低Ca为0.49%DM，高Ca为1.5%DM；低K为1.1%DM，中K为1.8%DM，高K为2.5%

奶牛日粮中DCAD含量高（碱性）容易引起产后瘫，而DCAD含量低或为负（酸性）则可以预防产后瘫。 酸性日粮能促进骨钙动员（骨细胞吸收），因为骨钙和肾脏可以作为血液过度酸性的缓冲剂。酸性日粮对钙的肠道吸收影响很小。此外，研究表明，低DCAD日粮可增加甲状旁腺激素和1,25二羟基维生素D的产量，增加破骨细胞的骨吸收，这可能是酸性日粮最重要的作用。

典型的干奶日粮DCAD通常在+100至+250meg/kg DM，添加阳离子盐（例如碳酸氢钠)会增加DCAD，并增加奶牛产后瘫的发病率，添加阴离子盐（相对于钠和钾，含有高氯和高硫的矿物质）或无机酸可以降低DCAD并降低奶牛产后瘫的发病率。关于常见阴离子盐的特性，具体见表3。

表3 常见阴离子盐的特性情况

调控DCAD预防产后瘫的相关研究

20世纪70年代，在比利时和挪威进行的研究首次表明，降低干奶期日粮中的DCAD可以降低奶牛产后瘫的发病率。当奶牛饲喂经酸处理的牧草青贮时，观察到奶牛的产后瘫发病率较低，引起了人们的兴趣。在其中一项研究中，用稀释酸溶液喷洒牧草或添加阴离子盐[CaCl2、MgSO4和Al2(SO4)3]可降低日粮DCAD。在该研究中，饲喂阳离子盐（NaCO3、NaHCO3）日粮的奶牛，产后瘫发病率为85.7%；饲喂稀释酸处理日粮的奶牛，产后瘫发病率为16.7%；饲喂阴离子盐日粮的奶牛，产后碳发发病率为0%。不幸的是，该领域的工作在近十年的时间里没有继续下去。

维生素D代谢物的研究未能提供一种经批准的、商业上可行的预防奶牛产后瘫的方法，但这重新激起了人们对阴离子盐的研究兴趣。 全混合日粮的广泛采用提供了一种在不降低采食量的情况下使用阴离子盐的方法。 此外，人类医学中关于酸碱平衡的新理论有助于解释阴离子日粮是如何营造代谢酸环境的。

1984年，加拿大发表的研究使用了相同的阴离子盐[CaCl2、MgSO4和Al2(SO4)3]，将干奶牛日粮的DCAD降低至-129 meq/kg DM（表4）。在另一种日粮中添加阳离子盐，使DCAD提高至+331 meq/kg DM。在本研究中，日粮DCAD对奶牛产后瘫发病率的影响也非常显著。在两年的反复试验中，阳离子日粮组奶牛产后瘫的发病率为47.7%，而阴离子盐日粮组则为0%。

科罗拉多州立大学完成的一项研究试验有力地支持了加拿大的发现（表4）。通过在日粮中添加阴离子盐[NH4Cl和(NH4)2SO4]，可以调控日粮的阴阳离子的差异。 日粮是否添加阴离子盐比钙摄入量对奶牛产后瘫发病率的影响大，即使在日粮中钙含量适中（每天约100克钙）的情况下，补充阴离子盐也能预防产后瘫。 与未添加阴离子盐的奶牛相比，添加阴离子盐的奶牛的产后瘫发病率较低(4% vs.17%)，在产犊当天的血钙浓度较高。

表4 阴离子盐研究汇总

一项涉及510头奶牛的大型现场研究，使用了三种阴离子盐的混合物[NH4Cl，(NH4)2SO4和MgSO4]，总剂量为3.1 eq/d(表4)，DCAD降低至-250 meq/kg DM，奶牛的产后瘫发病率从9%(对照组)降低到4%(试验组)。试验组日粮不仅包括阴离子盐，而且钙含量也很高(181g/d)，很可能阴离子盐和高钙的摄入都是降低奶牛产后瘫发病率的因素。

许多试验的数据还表明，饲喂阴离子盐还对降低其他疾病带来益处。其中，两项试验表明，奶牛的亚临床低血钙大幅减少。

通过减少亚临床低钙血症，可以使奶牛在泌乳早期更快地增加干物质采食量，从而增加产奶量，降低发病率。 有研究表明，奶牛的产奶量也显著增加了+7.3%和+3.6%。在一项研究中，饲喂阴离子盐可显著降低奶牛的胎衣不下，但在另一项研究中却未受影响。还有研究结果显示，奶牛的繁殖性能得到显著的提高。