平衡日糧的一個(gè)經(jīng)濟(jì)手段是追求瘤胃的最優(yōu)發(fā)酵,降低發(fā)酵損失。瘤胃微生物需要的能量大部分是從碳水化合物發(fā)酵中獲取,瘤胃微生物一般可根據(jù)發(fā)酵碳水化合物的類型進(jìn)行分類。美國(guó)康乃爾大學(xué)評(píng)價(jià)牛日糧的凈碳水化合物和蛋白質(zhì)體系中,瘤胃微生物被區(qū)分為兩大類:發(fā)酵非結(jié)構(gòu)性碳水化合物和發(fā)酵結(jié)構(gòu)性碳水化合物的微生物,這種區(qū)分反映了氮利用、生長(zhǎng)速率的差異,特別是能量來(lái)源利用方面的絕對(duì)區(qū)分。只要有合適的氮源,兩類微生物的生長(zhǎng)速率和分解終產(chǎn)物直接與碳水化合物的消化成比例。因而調(diào)整反芻動(dòng)物日糧中纖維的組成和含量,可以調(diào)控瘤胃中碳水化合物的分解速度和程度、pH值和揮發(fā)性脂肪酸產(chǎn)生的量和比例,調(diào)節(jié)氮源的利用,最終影響微生物的合成和動(dòng)物的生產(chǎn)性能。 飼料纖維對(duì)采食量、咀嚼和反芻的影響
中性洗滌纖維的消化程度和降解速率會(huì)影響瘤胃食糜的體積,從而影響反芻動(dòng)物的干物質(zhì)采食量。當(dāng)飼料顆粒經(jīng)咀嚼和微生物的降解至2毫米以下時(shí),才能離開瘤胃,因此瘤胃消化飼草的時(shí)間是影響自由采食量的關(guān)鍵因子。纖維與飼料的飽腹特性有關(guān),其在瘤網(wǎng)胃發(fā)酵和通過(guò)的速度比非纖維飼料成分慢。很明顯,減少草料中性洗滌纖維可提高反芻動(dòng)物干物質(zhì)采食量。據(jù)研究報(bào)道,給綿羊飼喂126種禾本科牧草和62種豆科牧草時(shí)的干物質(zhì)采食量與飼草中性洗滌纖維的關(guān)系如下:干物質(zhì)采食量(克/BW0.75·天)=128.8-1.09中性洗滌纖維(克/100克DM)(r2=0.58)。研究者用56種禾本科草和豆科牧草飼喂羊時(shí),有機(jī)物的采食量與牧草中性洗滌纖維的關(guān)系為有機(jī)物的采食量(克/BW0.75/天)=95-0.75
中性洗滌纖維(克/100克DM)(r2=0.77)。反芻動(dòng)物的各種代謝紊亂與粗飼料攝入量低有關(guān),主要原因是日糧中刺激咀嚼的有效纖維量不夠。因此,有必要考慮日糧纖維的定性(纖維的物理形狀)和定量(日糧中的纖維濃度)方面來(lái)確保咀嚼活動(dòng)能夠維持正常的瘤胃功能。
飼料纖維對(duì)反芻動(dòng)物的咀嚼和消化有重要影響,因此在反芻動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)中提出了有效纖維(e中性洗滌纖維)的概念。能夠刺激反芻的最小中性洗滌纖維的數(shù)量為有效中性洗滌纖維,也是決定瘤胃pH值的主要因子。研究者認(rèn)為,某飼料的e中性洗滌纖維必須保持乳脂率和瘤胃pH值不變時(shí)且能夠促進(jìn)咀嚼和唾液分泌。美國(guó)康乃爾大學(xué)凈碳水化合物體系和蛋白質(zhì)體系使用e中性洗滌纖維來(lái)調(diào)節(jié)瘤胃pH值和通過(guò)速率。除顆粒大小影響e中性洗滌纖維以外,還包括纖維木質(zhì)化程度、水合程度和體積密度。當(dāng)瘤胃pH值低于6.2時(shí)(這與日糧含有20%的e中性洗滌纖維有關(guān)),e中性洗滌纖維的重要性體現(xiàn)在能降低發(fā)酵結(jié)構(gòu)性碳水化合物的微生物的生長(zhǎng)速率和微生物的總體數(shù)量。目前,e中性洗滌纖維的測(cè)定和需要量的確定還缺少標(biāo)準(zhǔn)和有效的方法,這限制了e中性洗滌纖維的應(yīng)用。
咀嚼可降低飼草顆粒的大小,增加微生物附著的表面積。咀嚼與唾液的分泌呈正相關(guān),唾液有以下幾方面作用:(1)可作為潤(rùn)滑劑促進(jìn)咀嚼和吞咽。(2)對(duì)瘤胃發(fā)酵提供營(yíng)養(yǎng)和液體環(huán)境。(3)促進(jìn)食糜通過(guò)瘤網(wǎng)胃。(4)緩沖微生物發(fā)酵產(chǎn)生的揮發(fā)性脂肪酸,創(chuàng)造適宜纖維水解的環(huán)境。飼草的木質(zhì)化程度越高,抵抗咀嚼的程度越大,用于采食的時(shí)間越長(zhǎng)。
飼料纖維對(duì)瘤胃發(fā)酵的調(diào)控作用
不可消化纖維和潛在可消化纖維的消化率與飼料顆粒滯留時(shí)間決定瘤胃飼料細(xì)胞壁的消化率。飼料顆粒通過(guò)瘤胃的速率是決定飼料占有空間特性的重要因子,減少微粒大小與瘤胃通過(guò)速率呈指數(shù)性增長(zhǎng)關(guān)系。附著飼料微粒的微生物產(chǎn)氣量受到潛在可發(fā)酵纖維的降解率和數(shù)量的影響。含有較高的潛在可消化纖維延長(zhǎng)附著顆粒微生物的產(chǎn)氣時(shí)間,使飼料顆粒在瘤胃更有浮力,與潛在可消化纖維已耗盡的飼料顆粒相比,這種機(jī)制使瘤胃網(wǎng)選擇性保護(hù)含大量潛在可消化纖維顆粒,進(jìn)一步影響瘤胃發(fā)酵。不成熟飼草比較高的發(fā)酵速率與含有較高的潛在可發(fā)酵纖維所抵消,禾本科草比豆科植物一般含有比較高的潛在可消化纖維和較低的纖維消化率,禾本科草的纖維顆粒比豆科植物更有浮力,因?yàn)楫a(chǎn)氣量與顆粒發(fā)酵時(shí)間長(zhǎng)有關(guān)。
中性洗滌纖維的消化速度和程度的差異以及中性洗滌纖維與非纖維碳水化合物瘤胃消化率的差異,均與瘤胃中酸的生成量并與最終維持瘤胃pH值有關(guān)。中性洗滌纖維難以消化,瘤胃中的酸產(chǎn)量少,因此,飼料中中性洗滌纖維的濃度與瘤胃的pH值呈負(fù)相關(guān)。當(dāng)飼料中性洗滌纖維的含量低于20%時(shí),細(xì)菌產(chǎn)量下降,中性洗滌纖維每下降1%,細(xì)菌產(chǎn)量減少2.5%。發(fā)酵非結(jié)構(gòu)性碳水化合物菌在獲得充足的蛋白質(zhì)和肽時(shí),細(xì)菌的產(chǎn)量會(huì)增加18.7%,碳水化合物發(fā)酵速率快時(shí),產(chǎn)生的氨量減少。不同來(lái)源的中性洗滌纖維不影響營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)總的消化和利用率,但可以改變肥育閹牛瘤胃的發(fā)酵。易消化的飼料纖維減少了瘤胃的持水能力、液體體積和稀釋率,增加了瘤胃揮發(fā)性脂肪酸濃度和酸性洗滌纖維的周轉(zhuǎn)率。在生產(chǎn)實(shí)際中,通過(guò)改變飼草與精料的比例來(lái)調(diào)整非纖維碳水化合物/中性洗滌纖維的比例。日糧中飼草來(lái)源和顆粒大小影響瘤胃的緩沖能力、咀嚼時(shí)間和瘤胃的通過(guò)速率。
飼料纖維對(duì)消化、生產(chǎn)性能和健康的影響
肉牛日糧常常含有低濃度的粗飼料或加工成小顆粒的粗飼料,這可能導(dǎo)致肥育肉牛的酸中毒、蹄葉炎、瘤胃炎、腦灰質(zhì)軟化癥、肝膿腫等疾病,最終造成生產(chǎn)性能和動(dòng)物健康下降??偟膩?lái)說(shuō),中性洗滌纖維比發(fā)酵非結(jié)構(gòu)性碳水化合物更難消化,因而口糧中性洗滌纖維的含量與能量呈負(fù)相關(guān),中性洗滌纖維的化學(xué)組成也影響中性洗滌纖維組分的消化,因此中性洗滌纖維含量相同的飼草或飼糧并不一定具有相同的產(chǎn)奶凈能。研究者提出了非纖維碳水化合物與中性洗滌纖維之間的互作關(guān)系,建議奶牛日糧中理想的非纖維碳水化合物/中性洗滌纖維的比例為0.9~1.2。非纖維碳水化合物中碳水化合物一般在瘤胃中被迅速降解,使瘤胃pH值和纖維水解細(xì)菌的活動(dòng)降低,乳脂的合成也降低。當(dāng)日糧來(lái)源于飼草的中性洗滌纖維含量低時(shí),日糧中非纖維碳水化合物的比例從39%降低到29%,會(huì)增加奶和微生物的產(chǎn)量以及瘤胃的周轉(zhuǎn)速率。日糧纖維和碳水化合物的來(lái)源影響反芻動(dòng)物后腸段的發(fā)酵程度,從而影響糞中有機(jī)物和氮的排出量。提高中性洗滌纖維在濕玉米淀粉渣日糧中的含量,增加了肥育肉牛后腸段的發(fā)酵。給奶牛飼喂低含量粗纖維苜??山档痛掷w維的體內(nèi)消化率(46.3%對(duì)50.5%),但是干物質(zhì)采食量和乳產(chǎn)量分別提高12%和7%。減少細(xì)胞壁或者木質(zhì)素的濃度,增加細(xì)胞壁的消化率能改進(jìn)動(dòng)物的飼草采食量和生產(chǎn)性能。研究者認(rèn)為,如果飼草細(xì)胞壁的中性洗滌纖維消化率增加10%,能使采食6千克飼草中性洗滌纖維的奶牛可消化干物質(zhì)增加0.6千克,日產(chǎn)奶量提高2千克。
結(jié)語(yǔ)
反芻動(dòng)物是粗飼料的主要食用者。運(yùn)用瘤胃調(diào)控手段,促進(jìn)瘤胃微生物的最適生長(zhǎng),以實(shí)現(xiàn)動(dòng)物體對(duì)粗飼料的最佳利用,將是粗飼料開發(fā)利用的根本所在。通過(guò)對(duì)影響瘤胃纖維降解的主要因素,及其調(diào)控技術(shù)作進(jìn)一步深入細(xì)致的挖掘和研究,以實(shí)現(xiàn)粗飼料的最佳利用,對(duì)人類開發(fā)利用有限的自然資源、生產(chǎn)更多的動(dòng)物產(chǎn)品,以解決因資源緊缺造成的生存危機(jī),具有重要意義。 |
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