提高反芻動物對粗纖維消化率的營養調控措施

孫利娜，李 賀，郜希君，李便允，鐘景紅

（河北通達飼料有限公司，河北 獻縣 062250）

在反芻動物日糧組合中，粗飼料是奶牛主要的粗纖維物質來源，也是重要的能量來源，在奶牛生產中發揮著重要作用。由于粗纖維組成和結構的差異，使得家畜對粗纖維的利用率變化很大。其中，木質素已經被確認為粗纖維消化最主要的限制性因素，細胞組織水平的機械因素也對粗纖維消化有限制作用[1]。由于這些限制因素的存在，導致動物的采食量低、消化率低，造成了生產效率的低下。提高粗纖維的利用率已經成為我們關注的焦點。

大量研究表明，采用物理和化學預處理、合理補飼、使用添加劑等以平衡粗飼料營養成分，可改善其適口性，提高粗飼料的有效營養成分和消化率。另外，注重日糧的組合和飼喂方法，日糧組成之間及其與消化系統之間的互作對飼料營養價值的影響以及營養調控理論的出現，是近年來營養學研究的重點。據報道，由于組合效應而引起的飼料消化率的升高或降低的程度是相當大的。因此，通過適當的營養調控措施，在考慮飼料間互作的前提下，合理搭配反芻動物全混合日糧，給瘤胃微生物創造一個分解纖維素的最適條件，可最大限度的提高反芻動物粗纖維的利用率。本文就飼料組合效應在提高反芻動物日糧粗纖維消化率方面的研究進行了詳細闡述。

1 飼料間組合效應的評定指標和發生機制

1.1 飼料組合效應

早在19世紀末，德國學者就發現日糧的各種飼料成分之間存在著互作效應。國內外許多專家進行研究提出，不同飼料配合后會產生營養物質之間互作的整體效應，包括營養因素與非營養因素或措施之間的互作效應。有研究人員對飼料的組合效應進行了重新定義：若飼料間的整體互作使日糧內某種營養成分利用率或采食量高于各種飼料的加權值或對照值，為正組合效應；反之為負組合效應；若二者相等，為零組合效應。

1.2 衡量指標

目前用于衡量組合效應的指標主要包括能量在內的所有營養物質的各種消化率指標。此外，采食量的變化也應該作為衡量飼料組合效應的指標。

1.2.1 各營養物質消化率

從消化率的角度出發，當某一日糧的消化率不等于組成該日糧的各種飼料消化率的加權值時，就意味著產生了組合效應。有學者為估測組合效應的程度，設計了3種干草和大麥不同比例的日糧，讓綿羊自由采食，試驗結束后把日糧消化率的預期值和實測值進行比較。結果表明，當干草和大麥以1∶2的比例混合時，干草的消化率下降最大，由51%下降到31.2%，因其消化率的實測值低于預期值，所以可估測產生了負組合效應。

1.2.2 動物采食量

提倡用替代率（SR）來定量評估影響動物采食量的飼料組合效應程度，其計算公式見式（1）。

SR=（CRDM－TRDM）/（TCDM－CCDM）（1）

式（1）中，CRDM和TRDM分別代表對照組和處理組動物的粗飼料干物質采食量（kg·d－1），TCDM和CCDM分別表示處理組和對照組動物精飼料干物質采食量（kg·d－1）。當SR=0時，為零組合效應；當SR＜0時，為正組合效應；SR＞0時，為負組合效應。

1.3 發生機制

飼料配合過程中的組合效應受諸多因素影響，如動物種類、飼養水平、飼料種類、飼料質量、配合比例、加工調制、飼養環境、評定方法和指標以及營養調控措施等。由于影響因素之多以及組合效應的整體表現程度和方向比較復雜性，使得對組合效應的理論機制的探索顯得尤為重要。據大量的文獻和資料報道，組合效應發生在消化和代謝兩個層次上，可能的機制包括影響食糜流通速率和滯留時間、影響反芻動物瘤胃緩沖能力、影響瘤胃發酵底物的競爭、影響瘤胃微生物區系和發酵模式、影響微生物蛋白質產量及流入十二指腸的蛋白質量或AA組分、影響內源營養物質的周轉及分配與沉積、影響日糧能量和蛋白質濃度、影響消化酶的滲透和營養物質的吸收、影響吸收后的營養物質的平衡、影響動物本身自我營養調控功能。導致飼料組合效應的這些機制往往會相互影響，相互制約，因此在沒有完全了解飼料間組合效應的影響因素、發生機制、發生程度和評估技術與方法之前，對飼料間出現的某種組合效應給與準確的解釋就比較困難。

2 反芻動物飼料組合營養調控措施

由于反芻動物具有一個相對穩定的瘤胃發酵罐，使得對反芻動物營養的研究更趨復雜。飼料間組合效應往往在精飼料與粗飼料之間表現最為明顯。利用飼料組合效應，通過合理的營養調控措施，可充分克服反芻動物利用粗飼料時發生的負組合效應，并向增強正組合方向轉化，以最大限度的提高粗飼料的利用率。

2.1 調控瘤胃pH

在大多數情況下，瘤胃pH除取決于快速水解的碳水化合物的數量，還取決于與之配合的粗飼料中細胞壁組分的數量和組成。當飼喂高濃度的精飼料時，保證家畜食入一定量的纖維性粗飼料也是很重要的，這將刺激反芻，并通過改善瘤胃液的緩沖能力來達到促進纖維分解的目的。美國NRC標準雖然規定了產奶牛日糧的中性洗滌纖維（NDF）水平，但忽略了NDF質量方面的差異。不同來源的NDF纖維素和半纖維素之間的比例，半纖維素的木質化程度、發酵速度和緩沖能力是不同的，而NDF這些理化性質又直接與纖維素本身的消化密切相關。據報道，纖維性飼料的緩沖能力與木質化程度有關，少量木質素的存在有助于為瘤胃儲備具有緩沖作用的陽離子，延緩陽離子補吸收或隨食糜流到下消化道的進程。由此可見，低質粗飼料和優質粗飼料合理搭配使用在時空上具有互補性，對穩定瘤胃pH具有積極作用。除了pH而外，纖維素的分解還受淀粉類含量高的谷物發酵速度的影響。過瘤胃淀粉在小腸消化產生葡萄糖對育肥反芻家畜更有利。谷物中碳水化合物的發酵速度又與谷物的種類和方法有關。此外，減緩淀粉的釋放速度，可使瘤胃pH維持在較高水平，從而消除其對纖維素分解的限制。

2.2 調整碳水化合物組成

反芻動物大量利用低質粗飼料時，為了實現提高粗飼料利用效率的目的，不僅要考察日糧中的營養因子對纖維物質的消化產生的影響，而且還必須考慮日糧中結構性碳水化合物（SC）和非結構性碳水化合物（NSC）比例對纖維物質消化率的影響。譚支良通過研究發現，綿羊日糧中SC/NSC為2.40～2.64時，不僅有利于日糧纖維物質在瘤胃和后端腸道的消化，而且還能使纖維物質在羊整個消化道的消化率提高[2]。Tan等發現，當綿羊日糧SC/NSC為2.86時，小麥秸稈DM的瘤胃降解率最高[3]。因此，在反芻動物日糧中存在一個適宜的SC和NSC比例問題，在配合日糧時，應把SC和NSC包括在線性規劃模型的約束條件之內，以更好的增強纖維分解菌的活性，從而提高飼料粗纖維的消化率。

2.3 調整日糧中蛋白質供給和能氮平衡

蛋白質水平對保障微生物生長和創造適宜的瘤胃內環境十分重要。用低質粗飼料作為反芻動物日糧主要部分，容易造成蛋白質缺乏和消化率降低而限制動物的生產性能。所以在以粗飼料為主的日糧中添加蛋白質可以改善適口性，提高采食量，但是不同的添加水平則可產生不同的組合效應。粗飼料型日糧添補蛋白質導致正組合效應，主要表現在能夠提高飼料纖維物質的消化率，其機制可能是添補蛋白質使瘤胃氨氮濃度升高，細菌和原蟲數量上升，支鏈脂肪酸和瘤胃降解產生的氨基酸增加，纖維分解菌活性增強。日糧的能氮平衡也會產生組合效應，如果瘤胃中氨和能量不同步釋放，則可導致可發酵底物利用率下降和甲基環戊烯醇酮（MCP）合成量減少。瘤胃內能氮平衡可用瘤胃可降解氮與可消化有機物之比（RDN/DOM）表示，可降解氮含量不足或過高都會影響飼料間的組合效應。因此，注意日糧中蛋白質的添加水平和保證能氮的平衡，才能最大限度的發揮飼料的正組合效應，提高飼料的利用率。

2.4 改變飼養制度

現有的飼養體系大多是精粗分開飼喂，即粗飼料自由采食，精飼料限量。如果提供的精飼料水平很高時，反芻動物對粗飼料的采食量下降，瘤胃pH降低，不利于纖維素的消化。而改用全混合日糧飼養制度，可以增加反芻家畜的飼喂頻率，保證秸稈等粗飼料一定的采食量，刺激反芻家畜增加唾液分泌，維持適合于纖維素分解的瘤胃環境，同時又可增加精飼料的采食量，提高飼糧的生產潛力[4]。通過相關研究對比，利用精粗分飼與全混合日糧（TMR）飼養，發現原先采用精粗分飼法管理很好的牛群，改為自由采食TMR時，完全可以維持產奶牛的產奶量和乳脂率，在某些情況下，由于彌補了精粗分飼法的不足，還可以提高產奶量和乳成分，可節約精飼料，提高青貯、干草和秸稈等粗飼料的利用率。TMR飼養技術除簡化飼養程序外，還可保證反芻動物穩定的日糧組成，充分合理的利用當地廉價飼料資源如非蛋白氮、秸稈、酒糟、甜菜渣等農副產品，降低飼料成本。還可產生最優的飼料組合，提高秸稈等低質粗飼料的利用率。

2.5 控制日糧中脂肪的用量

瘤胃對日糧的脂肪水平十分敏感，若脂類超過飼料干物質的2%～3%，就會抑制瘤胃微生物特別是纖維分解菌與甲烷合成菌的活動。有學者報道，日糧中添加的脂肪補充劑超過20～30 g·kg－1時，瘤胃微生物尤其是纖維分解菌的活性受到抑制，從而導致纖維降解率的下降。另有研究表明，在日糧中添加煙酸可消除添加脂肪產生的負面作用。總之，日糧中添加脂肪時，應注意其添加量，只有日糧脂肪含量在適宜范圍內，才能產生正組合效應。

2.6 飼料組合效應中補飼的應用

2.6.1 能量營養和含氮物質

補充能量營養和含氮物質，可使采食秸稈的家畜瘤胃中乙酸與丙酸比例降低，給瘤胃創造葡萄糖再生的環境，通常的措施有氨態氮的補飼、尿素及尿素糖蜜添磚塊的補加和氨化處理。

2.6.2 過瘤胃蛋白

補充過瘤胃蛋白，提高秸稈日糧中進入反芻動物小腸的蛋白質和有效氨基酸水平，改善瘤胃被吸收養分的平衡，從而提高秸稈的利用率。據試驗報道，以堿化稻草為基礎的日糧補充魚粉后，育成牛日增重比對照組提高了28.5%。

2.6.3 補充微量元素

補充微量元素可使飼喂秸稈的綿羊瘤胃中氮態氮占總氮的比例下降，真蛋白比例上升，瘤胃徽生物蛋白質合成能力得到改善。據報道，通過補充谷物飼料、微量元素等營養物質來提高微生物活力，并發現瘤胃中厭氧真菌能部分降解秸稈中最難消化的厚壁組織和木質素。

2.6.4 易消化纖維

補飼易消化的纖維常能提高劣質粗飼料的采食量和利用率。其作用機理可能是易消化纖維促進了瘤胃纖維分解菌的生長。

2.7 其他

粗飼料的物理形狀也可影響纖維的降解。由于加工，飼料的顆粒變小，使飼料在瘤胃滯留的時間縮短，從而抑制了消化。在磨細的和未磨細的粗飼料中加入精飼料，對纖維素的分解都有直接的影響，盡管磨細的粗飼料日糧的pH下降更大。當飼喂高濃度的精飼料時，保證家畜食入一定量的纖維性粗飼料也是很重要的，這將刺激反芻，并通過改善瘤胃液的緩沖能力來達到促進纖維素分解的目的。飼喂高水平的精料，同時又加入一些緩沖劑可維持瘤胃PH的衡定，從而提高其粗纖維的消化率。

3 小結

粗飼料在反芻動物日糧中發揮重要的作用，利用飼料組合效應提高粗纖維的利用率已成為研究的熱點。傳統的日糧配制技術往往忽視飼料間的組合效應，影響動物生產性能的發揮。通過日糧優化配制，可不斷追求飼料間的最大正組合效應，盡可能地挖掘動物生產潛力。盡管人們對飼料間的組合效應逐漸予以關注，并進行了一些有效的研究，但在日糧主要營養素之間、有機物之間和無機物之間的組合效應機制、調控措施、優化配制技術及飼料加工處理等問題上尚需進行廣泛研究和深入探索，才能真正發揮日糧的正組合效應，最大限度地降低或減少負組合效應，形成具有一定整體優化目標的營養調控模式，最終實現最優化的日糧配制，最大限度地提高家畜飼料的利用率和動物的生產性能。

[1]俞耀華.提高奶牛對粗纖維的利用率[J].畜禽養殖,2006（10）:23－24.

[2]譚友良,盧德勛,胡明,等.綿羊日糧中不同碳水化合物比例對纖維物質在消化道不同部位流通量和消化率的影響[J].動物營養學報,1999（11）:4,29－38.

[3]Tan Z L,Lu D X,Hu M,et al.Effect of diet of structural to nonstructural carbohydrate ratio on rumen degradability and digest?ibility of fiber fraetions of wheat straw in sheep[J].Asian－Austala?sian Journal of Animal Science,2002,15（11）:1 591－1 598.

[4]張永根.飼料組合效應及其對纖維物質消化率的影響[J].黑龍江畜牧獸醫,2001（11）:33－35.