奶牛瘤胃生理及其發(fā)酵條件的調控

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奶牛瘤胃生理及其發(fā)酵條件的調控

　　關鍵詞： 奶牛 瘤胃生理 發(fā)酵 調控

　　1 前言

　　在反芻動物的四個胃中，瘤胃是靠近食道的第一個胃，容積約有70—120公升。瘤胃可以看作是一個供厭氣性微生物繁殖的連續(xù)接種的活性發(fā)酵罐，從某種意義上來說，人們養(yǎng)牛實際是在養(yǎng)瘤胃內的微生物。
　　在瘤胃中居留、繁殖、生長著億萬個微生物（主要為細菌和纖毛蟲）。它們產生各種物質，將進食的物質進行發(fā)酵，微生物發(fā)酵的最終產物為揮發(fā)性脂肪酸、維生素B、K和微生物菌體蛋白。了解瘤胃的消化生理和生化反應，掌握瘤胃發(fā)酵的過程及條件，能通過飼料配方及飼養(yǎng)措施對其進行調控，穩(wěn)定較好的發(fā)酵條件，使奶牛的健康、生產水平和飼料效益會有很大的提高。

　　2 瘤胃消化生理

　　瘤胃微生物包括細菌、纖毛蟲和真菌。每毫升瘤胃液中有160—400億個細菌和20萬個纖毛蟲，它們相互協作飼料中可消化物質。

　　碳水化合物在瘤胃內的產物為乙酸、丙酸和丁酸等惲發(fā)性脂肪酸。非結構性碳水化合物在細菌和真菌作用下，降解較快，產物中丙酸比例較高。而結構性碳水化合物（主指粗纖維）降解較慢，以細菌和真菌消化為主。細菌和真菌伏貼在纖維表面上，對粗纖維進行消化并逐漸地深化，纖毛蟲對粗纖維的結構進行物理性破壞，更有利于細菌和真菌的伏貼，產物中乙酸比例高。

　　消化非結構性碳水化合物的細菌對PH的敏感度比纖維細菌低，PH5.5時仍不受影響，但是如果發(fā)酵過快（飼料顆粒較細），PH過低，那些能將中間產物乳酸轉化生成丙酸的細菌被抑制，造成乳酸過量，出現“酸中毒”。

　　產生的丙酸在體內轉化為葡萄糖，乙酸和丁酸被用于合成脂肪。因此乙酸比例提高，奶脂率提高，而丙酸比例提高時，奶脂含量降低。

　　飼料中的蛋白質在瘤胃中微生物作用下，被降解為肽，最后產物是氨和有機酸。細菌可利用氨作為N源來合成微生物菌體蛋白，但這個合成過程必須有能量和氨協調地供應，效率才高。如果氨釋放過快，能量不足，會造成大量氨從瘤胃中吸收入血液，最后經肝臟處理產生尿素由尿中排出，造成N源的浪費，甚至會造成氨中毒，因此須對蛋白質進行過瘤胃保護。未降解的飼料蛋白質成為食糜進入腸道，加上隨瘤胃液排入的微生物菌體蛋白成為奶牛的蛋白質來源。

　　脂肪的分解以細菌和原蟲為主，脂肪在瘤胃中可被水解釋放出脂肪酸，不飽和脂肪酸可氫化飽和，脂肪添加量過高時，纖維素細菌活力受到抑制，造成采食量降低。因此在高產奶牛飼料中，需對油脂進行過瘤胃保護。

　　生產奶牛體內儲存和利用的能量和蛋白質中，75%由瘤胃發(fā)酵提供。飼料在瘤胃中的消化轉變過程隨著瘤胃的發(fā)酵條件有著很大的變化，最佳的瘤胃蠕動、噯氣和反芻綜合能力為：（1）有力而頻繁的瘤胃收縮，（2）穩(wěn)定的氨生產速度（3）保持PH6.0以上（4）穩(wěn)定的揮發(fā)性脂肪生產速度（5）乙酸和丙酸的比例（6）NDF和ADF分解率。

　　3 調控措施

　　在了解瘤胃的消化生理后，可采取一些飼料配方及飼養(yǎng)措施進行調控，使瘤胃進行最佳的發(fā)酵。

　　3.1 對微生物的調控

　　瘤胃微生物包括細菌、原蟲、和真菌三種，這些微生物能夠利用飼料并通過自身的繁殖，生成大量便于奶牛利用的蛋白質和氨基酸，并合成多種維生素。瘤胃內纖維的分解是以細菌和真菌為主，而淀粉和脂肪的分解則以細菌和原蟲為主，水溶性蛋白是主要靠細菌分解，而不溶性蛋白質的分解以原蟲和真菌為主。微生物發(fā)酵的結果是產生揮發(fā)性脂肪、甲烷和二氧化碳等物質。瘤胃微生物通過將纖維素和聚戊糖分解成乙酸、丙酸、和丁酸等揮發(fā)性脂肪，并由此為奶牛提供75%的能量，而進入小腸的物質有60%—65%的粗蛋白質是由微生物提供，如果添加一些過瘤胃素、茶皂素及豆科物質等物質可降低瘤胃原蟲數量，增加過瘤胃蛋白質和微生物蛋白，提高蛋白能量比例，提高飼料的利用效率，但瘤胃原蟲有穩(wěn)定瘤胃酸度的作用，故這些添加劑的量不應過多。

　　3.2 對酸度的調控

　　瘤胃理想的酸度為PH6.4—6.8，因合成B族維生素要求酸度高于6.4 ,而對于瘤胃微生物蛋白合成和日糧纖維物質降解而言，則分別要求高于6.8和7.0，在6.4—6.8此范圍內對NDF和ADF的發(fā)酵和揮發(fā)性脂肪的形成有重要幫助。

　　由于奶牛將飼料纖維分解成揮發(fā)性脂肪酸會使用權瘤胃酸度降低，而蛋白質分解成氮則會使用瘤胃酸度增加。奶牛每天分泌約150公升PH8.0—8.5的唾液，其中1.5公斤的硝酸鹽和磷酸鹽，可作為瘤胃內乳酸和揮發(fā)性脂肪酸的天然緩沖劑，故奶牛的第一餐應飼喂粗飼料或TMR飼料（完全混合飼料），對于TMR飼料粗飼料占其比例不應低于50%，以刺激分泌足夠的唾液并預防瘤胃過酸。每天的精料一定要在兩次以上且每次飼喂間隔至少3小時。這樣瘤胃PH的變化較少而發(fā)酵穩(wěn)定，所產生的揮發(fā)性脂肪酸比例較少。

　　當大量使用精料及干粗料太少或青貯料太多時，會使唾液分泌不足，導致瘤胃酸度低于6時，這時需使用瘤胃緩沖劑，目前常用的瘤胃緩沖劑有：（1） NaHCO3 0.75%—1.0%(占日糧DM%) 或按精料飼喂量的1.5%—2%添加 （2） MgO 0.2%—0.4%(占日糧DM%)或用2NaHCO3:1MgO混合，其用量為0.6%—0.8%(占日糧DM%) （3） 膨潤土： 0.6%—0.8% (占日糧DM%) 或1.2%—1.5%(占精料%) （4） 草木灰 2%—3%(占日糧DM%) 或3.%—4%(占精料%)
　　對于日產奶高于30kg
的奶牛，在添加NaHCO3的同時，還要添加MgO和膨潤土。

　　3.3 對揮發(fā)性酸的比例調整

　　奶牛日糧中碳水化合物必須保持平衡狀況，非結構性碳水化合物NSC與SC之比過高或過過低均會影響瘤胃酸度，進而影響瘤胃微生物發(fā)酵。精飼料發(fā)酵產生的乙酸比例約占50%、丙酸約占40%，而粗飼料發(fā)酵乙酸比例高達70%。而丙酸僅占20%左右。葡萄糖是吸收瘤胃產生的丙酸和乳酸以及小腸中吸收的氨基酸等為原料在肝臟中合成的，當瘤胃發(fā)酵產生的丙酸減少時，合成葡萄糖需要更多的氨基酸。這樣，合成乳蛋白所需的氨基酸減少，微生物增殖也會減少，也減少了乳腺活動所需的能量來源，但是，提高丙酸的生成量，也會減少乙酸的比例，導致乳脂率下降。因此，平衡丙酸和乙酸及低脂肪酸的總生成量是瘤胃發(fā)酵的基本出發(fā)點。一般情況下，粗料占日糧的38%左右，且SC：NSC的比例在2.40—2.64。在飼用高比例的精料日糧時，精料（含淀粉類成分）不得超過35%—45%（占DM%），相應地，日糧中至少應含有40%—45%的粗料。

　　在實際操作中，可先設定乳脂率和無脂固形物的目標值，找出實際乳成分率與目標值的差距所在，在設計飼料配方時再對碳水化合物、蛋白質和脂肪含量進行調整。

　　3.4 對溫度的調控

　　瘤胃的溫度大約在39—40℃，比牛的體溫38.5—39.5℃ 稍高，瘤胃微生物在這恒定的溫度下才能有最好的生長和繁殖。奶牛采食后，飼料發(fā)酵會自然增加熱量而使瘤胃溫度升高。尤其是粗飼料較多時，會增加瘤胃內的熱量，減少瘤胃內微生物細菌的數目和活性。當氣溫達到27℃
時且濕度超過80%時奶牛開始進入熱應激，在熱應激的情況下，除了給奶牛增加飲水和采取人工降溫的方法之外，更重要是設法提高奶牛的干物質采食量，降低粗料，增加精料，提高飼喂次數，穩(wěn)定瘤胃PH值與溫度。為防止酸中毒，日糧中的ADF不低于18%—19%(占日糧DM%)，NDF不低于25%—28%(占日糧DM%)。另外，合理選用飼料組分和添加劑的種類，改善飼料的適口性和可消化性。

　　3.5 對氨生產速度的調整

　　飼料蛋白質進入瘤胃后，被瘤胃微生物降解為肽、氨基酸和氮這些降解物，最終以氨的形式被微生物合成微生物蛋白，Sateer(1975) 發(fā)現飼料的真蛋白質平均只有30%通過瘤胃，其余70%則在瘤胃內被微生物降解為NH3 ，其中尿素在瘤胃內的分解速度是瘤胃微生物合成菌體蛋白的4倍。蛋白質降解率過高會造成最終流入小腸內的蛋白質不能滿足需要，而瘤胃內過高的NH3還會造成成氨中毒，瘤胃微生物對氨濃度的耐受范圍為6—30mg/ml。一般奶牛瘤胃發(fā)酵產生的DP與DE之比為18，快速生長的奶牛需要22—24DP/MCal．DE，高產奶牛需要31—32 DP/MCal．DE。故對快速生長的奶牛所進食的蛋白質中至少應有25%是UDP，對于高產奶牛至少44%的進食蛋白質必須是UDP，一般泌乳牛的UDP需用量占進食蛋白質的37%—44%。因此需要減少飼料蛋白質的瘤胃降解，增加過瘤胃蛋白質的保護。目前的過瘤胃蛋白保護技術主要有：物理包被、化學處理、熱處理及對發(fā)酵條件的生物學調控。

　　3.6 對NDF和ADF分解率的調控

　　粗纖維的降解消化率在某種程度上與自由采食量成正比。NDF和ADF等結構性碳水化合物的分解率與SC與NSC的比例有關。將奶牛日糧中SC：NSC的比例定在2.40—2.64（即NSC占碳水化合物的27.5%—29.4%），不僅有利于纖維物質在瘤胃內的降解與消化，而且有利于在后腸道的發(fā)酵消化，從而提高了纖維物質在整個消化道的消化率。當SC：NSC超過2.64或低于2.40時，都會使DM、OM、NDF、ADF、HC和CEL的消化率下降。

　　另外，脂肪添加量不應高于7%（DM%），否則纖維素細菌活力受到影響，造成NDF和ADF分解率下降。

　　目前，在奶牛的集約化飼養(yǎng)管理中，還常采用TMR飼養(yǎng)管理。其目的是維持瘤胃的有力而頻繁的瘤胃收縮，減少瘤胃發(fā)酵條件的改變，防止消化機能紊亂。將進入瘤胃的飼料的形態(tài)處理成對瘤胃的發(fā)酵條件最合適的形態(tài)。從而使瘤胃發(fā)酵效率最高。

　　總之，瘤胃內是個復雜的環(huán)境。通過對瘤胃發(fā)酵條件的調控，使瘤胃的物理和化學環(huán)境維持良好且穩(wěn)定，這樣，瘤胃微生物在適宜的生存條件和充足的營養(yǎng)下保持足夠的數目和旺盛的活力，從而使奶牛的生產潛能會得到極大的提高。

donghaijun2009

把瘤胃養(yǎng)好是養(yǎng)好牛的關鍵?。?！

胖豬豬

牙好,胃口就好

村民

    奶牛瘤胃功能的調控技術
奶牛屬反芻動物（草食動物），最主要的消化特點是有四個胃，即能夠利用纖維和非蛋白氮。其中瘤胃中生活著大量的微生物，飼料中的營養(yǎng)成份在瘤胃中可被微生物降解發(fā)酵為揮發(fā)性脂肪酸、肽類、氨基酸及氨等成份，同時瘤胃微生物可以利用氮源、能源等發(fā)酵產物合成微生物蛋白質和B族維生素等營養(yǎng)物質。在這些過程中，對于奶牛來說，有些是有利的，有些是不利的。調控奶牛消化代謝過程的目標是，使奶牛發(fā)酵的有利方面到達最佳，而使發(fā)酵的損失最小。為了提高飼料和營養(yǎng)物質的有效利用率或提高生奶質量，使用一定的手段對瘤胃中降解與合成過程進行調控是可能的，也是必要的。人們養(yǎng)牛實際上是在養(yǎng)瘤胃微生物。如何維護良好且穩(wěn)定的瘤胃環(huán)境，保持微生物的活性及其菌系的相對平衡，是奶牛飼養(yǎng)技術中非常重要的環(huán)節(jié)。本文對奶牛瘤胃功能的調控作了闡述，供同行們參考。
　 　 　 1.供給瘤胃微生物必要的、平衡的、穩(wěn)定的營養(yǎng)素
1.1　能源：能量是瘤胃微生物維持生命和生長繁殖的基礎。碳水化合物在瘤胃中發(fā)酵產生揮發(fā)性脂肪酸（VFA）和三磷酸腺苷(ATP),微生物細胞的活動取決于三磷酸腺苷的產生量，每克細菌生長所需0.4MATP。
1.2 　氮源：瘤胃微生物合成蛋白質需要含氮化合物。日糧蛋白質和非蛋白氮在瘤胃中發(fā)酵降解產生為肽類、氨基酸及氨，這些產物被瘤胃微生物用作合成微生物蛋白質的原料。如果含氮化合物不足，則會影響微生物的生長，瘤胃液內氨氮濃度一般不應低于20mg/1OOml；如果氨的濃度過量，多余的氨可被吸收進入血液，在肝臟中被轉化為尿素，一部分可以進行尿素循環(huán)流入瘤胃再利用，另一部分尿素從尿中排出，造成浪費。
1.3　瘤胃能量釋放與含氮化合物釋放的同步性（能氮平衡）：瘤胃內微生物蛋白質的合成主要取決于瘤胃內碳水化合物和氮的利用效率。如果蛋白質的降解速度超過碳水化合物在瘤胃中的發(fā)酵速度，則氨過量，酮酸不足，大量的氮就以氨的形式丟失；如果碳水化合物在瘤胃中發(fā)酵速度超過蛋白質的降解速度，則酮酸過量，氨不足，微生物蛋白質合成也會下降，能量損失。主要能量飼料在瘤胃中的降解速度一般依次為：糖蜜＞燕麥＞小麥＞大麥＞玉米＞高粱；蛋白質飼料在瘤胃中的降解速度一般依次為：尿素＞花生粕＞豆粕＞棉粕＞豆餅> DDGS >魚粉。針對上面所述，在設計日糧時，應充分考慮不同飼料的降解速度，選用不同品種的飼料，合理搭配，注意能氮平衡（我國計算公式一般為MCPg= FOMkg* 136;而美國為MCPg=TDNg*0.13) ,使瘤胃微生物蛋白質合成最達到最大化。
1.4　含硫化合物：硫是保證瘤胃微生物最佳生長所必需的營養(yǎng)物質。一般每千克微生物物質約含8克硫．這是由于含硫氨基酸是微生物氨基酸的組成成份。瘤胃微生物對硫需要與對氮需要有關，一般認為氮硫比是比較穩(wěn)定的，平均為14: 1，日糧中含硫約0.2%。
1.5　礦物元素：礦物元素也是瘤胃微生物生長繁殖所需要的營養(yǎng)素．瘤胃液內適宜的幾種主要礦物質元素水平一般為：鈣0.05g/L，磷0.1/L.鉀0.5一1.5g/L，鈉0.5一1.5g/L。
1.6 　供給瘤胃的營養(yǎng)素要相對穩(wěn)定：即飼喂奶牛的日糧要有一相對穩(wěn)定性，均衡供給，不穩(wěn)定的飼料不喂（一兩周就得換料的）。如需換料的，也得有10—15天的過渡期為好，讓瘤胃微生物有一適應期，先培養(yǎng)微生物，而后瘤胃微生物才可消化飼料，進而轉化為供奶牛所需的營養(yǎng)物質。
　 　 　 2.保持瘤胃內環(huán)境的穩(wěn)定
2.1 　瘤胃液PH值是瘤胃發(fā)酵的“領導”者：瘤胃PH值直接影響著瘤胃健康、飼料消化吸收、奶產量及生奶質量等。瘤胃發(fā)酵過程中不同生理功能所需適宜PH值為：纖維素消化6—6.8、蛋白質合成5.8—7.4、 VFA形成4.2—6.6、尿素酶活性7—9、氨產生6.2及B族維生素合成＞6.4等，從以上數據、人工瘤胃試驗及生產實踐中得出，瘤胃最適宜PH值應為6.4—6.8，此酸度是瘤胃微生物存活的最佳條件，纖維分解菌在PH6.0以下就無法存活。
2.2　瘤胃PH值的調控與飼料的物理結構、中性洗滌纖維、飼喂方法及緩沖劑的添加等有關：碳水化合物在瘤胃中發(fā)酵產生揮發(fā)性脂肪酸使瘤胃變酸，蛋白質分解成氮則能使堿性化，而纖維素能刺激奶牛反芻、咀嚼和唾液的分泌，唾液是堿性的，不斷地流入瘤胃中，使揮發(fā)性脂肪酸及乳酸得以中和，維持瘤胃有一適宜的PH值。若日糧中含有較高中性洗滌纖維且是較長（>3—5cm )的纖維素，雖然有足夠的乙酸用以生成最高量的奶脂，但瘤胃內丙酸的生成量減少將會限制牛奶的產量，因為葡萄糖的供給受到限制（特別是泌乳早期）；若日糧中精飼料的飼喂量較高，可能會增加一定的產奶量，但乳脂可能會下降；若精料太高，精粗比失調（精料>60%），則會影響纖維消化和蛋白質合成，還可能會造成厭食、瘤胃酸中毒和蹄葉炎等，影響牛只健康和生產性能。為了調控瘤胃PH值，可在日糧中添加一些緩沖劑（如小蘇打、氧化鎂、碳酸鈣及陽離子鹽等），這些礦物鹽通過提高瘤胃中液體的通過速度、維持瘤胃和身體中氫離子濃度或者兩方面結合來發(fā)揮緩沖效應升高瘤胃PH值。使用量一般為：碳酸氫鈉1- 2%（占精料％），氧化鎂0.5%（占精料％），若兩者同時使用效果更加。另采用全混日糧(TMR)飼喂法或采用先粗后精且日喂3次以上飼喂法，也有利于調控瘤胃PH值。
2.3　給奶牛飼喂一合理的日糧：日糧精粗比一般不應超過60: 40（高峰期可短期使用）；中性洗滌纖維（NDF）一般不應少于33%.且至少75%來自于粗料；非纖維性碳水化合物（NFC）不應大于44％；日糧干物質在50—75%比較理想。在泌乳前期及夏季可適當增加精料的喂量，且應提高精粗飼料的質量（如膨化大豆、全棉籽、添加劑、全珠玉米青貯及苜蓿草等），即日糧的營養(yǎng)濃度，最終得以提高產奶量、生奶質量及牛群素質。
2.4　適宜的瘤胃溫度和滲透壓：瘤胃的溫度大約為39—40攝氏度，瘤胃原蟲在高于 40度的環(huán)境下難于生存。奶牛采食后，飼料發(fā)酵會自然增加熱量而使瘤胃溫度升高，并降低采食飼料的愿望和反芻數量。所以在夏季，應適當增加精料的喂量，因粗飼料發(fā)酵會產生更多的內熱，會減少瘤胃微生物的數量和活性，加重熱應激的負面影響。瘤胃內容物有一定的滲透壓。飲水不足會使瘤胃內容物滲透壓升高，若過高會造成微生物吸收胞外的小分子物質，而使生長受到抑制。故飲水應保持清涼和新鮮，否則會因飲水不足，升高滲透壓，從而降低纖維分解、泌乳量及乳脂率。
　 　 　 3 .添加瘤胃調控劑
3.1 　脲酶抑制劑：飼料中的蛋白質、非氮白氮及內源尿素，在瘤胃中被降解為氨的速度部分取決于脲酶的活性。如脲酶的活性沒有受到抑制，降解過程中氨的釋放是 “爆發(fā)”式的，這就造成瘤胃微生物對一部分氨態(tài)氮來不及利用而排出體外造成浪費，氨的濃度過高，還可造成氨應激，對奶牛的健康和繁殖有影響。如在飼料中添加脲酶抑制劑，使脲酶的活性得到抑制，氨的釋放減慢，讓瘤胃微生物有一充分時間利用氨合成微生物蛋白質，從而提高飼料中蛋白質和粗纖維的利用率，減少氨應激，最終提高奶牛的生產性能。
3.2　離子載體：離子載體能與金屬離子形成贅合物，運送金屬離子通過生物膜。添加離子載體能改變瘤胃發(fā)酵產物的生成量，增加丙酸產量，減少甲烷生成，抑制肽降解和氨基酸脫氨作用，提高瘤胃蛋白質生成量。國外研究較多的有莫能菌素、拉沙菌素等。
3.3　活性酵母培養(yǎng)物：近年來的許多研究發(fā)現反芻動物日糧中添加活性酵母培養(yǎng)物能增加總VFA及乙酸和丙酸的比例，調控瘤胃PH值，增加纖維水解酶的活性，穩(wěn)定瘤胃環(huán)境，提高動物生產性能。
　 　 總之，瘤胃內是個不可思議的復雜世界，隨著對瘤胃微生物的生長和代謝特性及其相互關系的研究，即瘤胃微生物生態(tài)學、生理學和生物工程技術的應用，最終認識并掌握瘤胃微生物的活動和代謝規(guī)律，從整體上全面實施瘤胃發(fā)酵調控來改善奶牛生產性能是可能的。

loverforce

養(yǎng)牛 其實是在養(yǎng)胃~！

xr08

樓主和村名講得都不錯，養(yǎng)胃非常重要

wzhui121

我也把胃養(yǎng)好 養(yǎng)強大 長的像牛一樣強壯