粗飼料長度對反芻動物的營養調控

李美鑫，張愛忠，姜　寧，葉　明，陳　勇，焦　鐳（黑龍江八一農墾大學動物科技學院，黑龍江　大慶　163319）

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粗飼料長度對反芻動物的營養調控

李美鑫，張愛忠*，姜寧，葉明，陳勇，焦鐳
（黑龍江八一農墾大學動物科技學院，黑龍江大慶163319）

摘要：粗飼料是反芻動物重要的營養來源，粗飼料的長度是影響反芻動物采食和消化的重要指標之一。適當地調整粗飼料長度，可以發揮其最大的營養價值，并達到優化動物的采食、瘤胃功能及生產性能的作用。文章從粗飼料長度的測定方法以及對反芻動物采食活動、瘤胃消化代謝、生產性能的影響進行論述。

關鍵詞：反芻動物；粗飼料長度；采食活動；消化代謝；生產性能

反芻動物具有多室胃，決定了其獨特的消化特性，可通過反芻活動和瘤胃內的微生物發酵作用，降解和消化日糧中難以被單胃動物和禽類消化利用的纖維物質。草莖類植物含纖維素較多，雖然較難被動物消化利用，但其也具有重要的生理功能，如刺激咀嚼、胃腸蠕動、豐富胃腸道微生物區系等，對維持正常機體健康、滿足營養需要具有重要作用。

粗飼料是反芻動物重要的營養來源，其纖維素含量豐富，是反芻動物一種必需營養素[1]。1976年，Van Soest提出測定飼料纖維性物質的指標，包括中性洗滌纖維（NDF）、酸性洗滌纖維（ADF）、酸性洗滌木質素（ADL）等[2]。日糧中纖維的物理特性主要體現在粗飼料上，是影響動物健康生理狀態和穩定生產性能的重要指標。影響反芻動物攝取粗飼料的因素主要是粗飼料的化學特性和物理特性（長度），而粗飼料的長度是影響反芻動物采食和消化的重要指標之一。適當地調整粗飼料長度，可以發揮其最大的營養價值，并達到優化動物的采食、瘤胃功能及生產性能的作用。

1　測定方法

測定粗飼料長度及其分布情況的方法主要有賓州篩（PSPS）法、Z-box法和回歸分析法，三者在測定粗飼料顆粒大小分布上各有特點，其中Z-box法在我國應用較少，回歸分析法為理論計算法，而以PSPS為工具的測定方法最為廣泛。PSPS法是用一個水平振動的復篩系統去量化粗飼料或全混合日糧顆粒大小及分布情況；Z-box法由日本國家農業合作委員會與礦工協會聯合研發，其操作程序與PSPS法相似，所得結果與PSPS法一致，但其測定步驟增加了依據飼料類型選擇篩網，實際操作中這個方法用的較少[3]。回歸分析法是由Mertens在飼料中性洗滌纖維進食量與總咀嚼時間之間建立的回歸關系。在3種粗飼料顆粒大小測定方法中，PSPS法操作簡單，獲得數據和分析數據比較容易，大多數奶牛場都用PSPS法來測定奶牛粗飼料長度及其分布。Kmicikewycz等在使用賓州篩時進行了升級，將其變成5層篩，孔徑也比傳統的賓州篩多了一層（4 mm），使其在測定飼料顆粒大小分布時更精確[4]。應用PSPS法測定全混合日糧的顆粒大小分布情況主要是應用在奶牛生產中，在測定羊的粗飼料長度方面還較少。

2　對反芻動物采食行為和采食量的影響

反芻動物的咀嚼行為可以劃分為采食行為和反芻行為，其中反芻行為又分為逆嘔、再咀嚼、再混入唾液和再吞咽4個過程。研究表明，反芻動物日糧中粗飼料長度是影響奶牛采食行為、反芻行為及采食量的重要因素，隨著粗飼料長度的變化，刺激咀嚼活動和唾液的分泌程度也不同。反芻動物采食較粗糙的干草和青貯料所需要的采食和反芻時間較長，而采食細粉碎的粗飼料時，采食和反芻時間相對較短。

2.1對反芻動物采食行為的影響

日糧中粗飼料長度能顯著影響反芻動物的采食行為。關于粗飼料長度對動物反芻活動的影響已有較多報道，多數研究發現增加粗飼料顆粒長度促進了動物反芻，原因在于增加了飼料在瘤胃中的滯留時間，并降低了瘤胃外流速度；但也有研究發現，改變粗飼料長度不影響動物的反芻時間，原因在于降低粗飼料長度的同時增加了采食量[5]。研究發現，苜蓿干草長度切短（20 mm）和粉碎（4 mm）混合比例的增加刺激了山羊咀嚼活動，山羊反芻和咀嚼時間分別線性提高，采食時間則趨向于二次曲線變化，各處理采食時間日變化規律相似，最高值均出現在飼喂時（8: 00和20: 00）[6]。栗文鈺等配制3種不同切割長度的青貯玉米TMR日糧，結果表明，隨著日糧粗飼料長度的增加，奶牛的咀嚼活動（包括采食時間、反芻時間、咀嚼時間等）都隨之增加[7]。曾銀等也發現，隨著日糧粗飼料長度的增加，反芻動物對干物質反芻時間、咀嚼時間也呈增加趨勢[8]。孔慶斌將苜蓿干草鍘成2、4 cm和全長3種長度飼喂小母牛，結果表明，小母牛喜歡采食2 cm的短草，采食短草的數量多于長草，且減少了短草日糧組的采食次數，提高了采食速度[9]。賀鳴發現，苜蓿干草2 cm組奶牛的采食時間顯著低于4和8 cm組（P< 0.05）[10]。Alamouti等指出，盡管在整個咀嚼活動中，采食和反芻的時間都沒有受到苜蓿長短的影響，但采食每千克中性洗滌纖維（NDF）的時間以采食長苜蓿為基礎的干草顯著高于短苜蓿為基礎的干草（P<0.05）[11]。聶普也認為，羊草切割長度對奶牛的反芻時間和總咀嚼時間都沒有顯著影響（P> 0.05），但對奶牛采食時間有顯著影響（P<0.05），對奶牛每千克NDF的采食時間有極顯著的影響（P< 0.01）[12]。所以，粗飼料來源和顆粒大小的不同，雖然造成了反芻動物采食行為的差異，但一般情況下，隨著粗飼料長度的增加，反芻動物采食時間、咀嚼時間及反芻時間增加。

2.2對反芻動物采食量的影響

日糧粗飼料長度對反芻動物采食量有重要的影響。一般認為日糧中較長的粗飼料在瘤胃中消化速度慢，從而限制反芻動物干物質采食量。Einarson等指出，減小泌乳奶牛日糧中粗飼料長度能夠增加干物質和有機物質的采食量[13]。Kmicikewycz等研究發現，降低玉米青貯長度能夠顯著增加了奶牛整個試驗時期TMR和總的干物質采食量（P<0.05）[4]。隨著苜蓿干草長度變短，奶牛干物質采食量和中性洗滌纖維采食量均呈線性增加[8]。同時，隨著苜蓿干草粒度的增加，山羊的干物質采食量降低[14]。林嘉等研究發現，隨著稻草復合顆粒飼料長度的增加，湖羊采食量顯著增加（P<0.05），長為2.5cm的顆粒料適口性優于直徑為8 mm的顆粒料，說明不同的復合處理技術也是影響秸稈顆粒飼料適口性的重要因素之一[15]。栗文鈺等則得出不同結論，隨著奶牛日糧粗飼料長度的增加，干物質采食量、中性洗滌纖維采食量等沒有顯著的影響（P>0.05）[7]。馬冬梅等研究發現，隨著羊草長度的減小，奶牛干物質采食量略有提高，但粗飼料處理組間差異不顯著（P>0.05）[16]。由此可知，反芻動物的采食量隨著粗飼料長度的不同而出現差異，因為不同的反芻動物要求的粗飼料長度不同，牛一般要求4～5 cm，羊為2～3 cm，粗飼料在這個長度范圍內會使動物采食量呈增加趨勢，也可能是因為在不同試驗中使用的粗飼料不同，如飼草種類不同或同種飼草的品質和來源不同，如改變苜蓿干草、羊草或苜蓿青貯、玉米青貯顆粒大小，對反芻動物干物質采食量的影響也有所不同。

3　對反芻動物瘤胃消化代謝的影響

現在的養殖模式是大量利用高能精料日糧，而反芻動物采食的纖維素含量已成為判斷是否可以有效預防亞急性瘤胃酸中毒（SARA）的指標。粗飼料長度對維持瘤胃正常功能具有重要作用。唾液的分泌與攝食、咀嚼和反芻活動有關，而進食、咀嚼和反芻活動又與粗飼料長度有關。一般情況下，較長或較粗糙的粗飼料，動物采食、咀嚼和反芻的時間長，唾液分泌多，對瘤胃液的緩沖能力更強。

隨著日糧粗飼料長度降低，并沒有對瘤胃發酵產生負面影響[17]。而在奶牛日糧中需要有較長的粗飼料，用以保持適當的瘤胃功能[18]。當反芻動物瘤胃pH<6.0時，反芻動物對纖維的消化率將受到顯著抑制（P<0.05），最適宜纖維消化的pH約為6.5。增加苜蓿干草粒度，能夠有效縮短瘤胃pH<6.0和5.6的消化時間，緩解動物亞瘤胃酸中毒，提高纖維的有效降解率，降低干物質采食量[14]。Gimeno等研究發現，干軋處理玉米的高顆粒度有利于瘤胃發酵，其降低了微生物酶解淀粉率和發酵率，同時促進了更均勻的進氣模式[19]。曾銀等研究發現，隨著粗飼料長度的增加，pH升高，乙酸和丙酸比值上升，氨態氮含量呈上升趨勢，總揮發性脂肪酸（VFA）含量下降[8]。反之日糧粗飼料長度減小，微生物對其表面的接觸面積增加，瘤胃消化功能增強，VFA產量提高，pH降低，乙酸和丙酸比值顯著降低（P< 0.05）[16, 20-21]。王亮亮研究指出，TMR日糧中不同的粗飼料長度對瘤胃pH、氨肽氮、VFA總量、VFA組成以及乙酸與丙酸比值無顯著性差異（P>0.05），不論是玉米粒度還是苜蓿長度的不同，瘤胃發酵指標的變化都不顯著[22]。Alamouti等研究發現，瘤胃pH 和VFA的濃度沒有受到日糧粗飼料長度的影響，但牛在飼喂高水平中性洗滌纖維時，瘤胃液中丁酸鹽比例升高[11]。由此得出，增加粗飼料長度，可以緩解反芻動物亞瘤胃酸中毒；粗飼料長度輕微的變化不會對反芻動物瘤胃發酵產生負面影響。

4　對反芻動物生產性能的影響

粗飼料長度通過影響粗飼料的采食速度、瘤胃中的滯留時間和消化率，進而影響采食量、碳水化合物的利用、各種營養物質的消化吸收和生產性能，與其他指標相比，產奶量與乳成分受物理性狀影響較小。

粗飼料切割長度減小對反芻動物生產性能有積極影響。對于泌乳早期奶牛的能量狀況方面，隨著玉米青貯和苜蓿干草長度的降低，NDF和粗蛋白質的表觀消化率顯著增加（P<0.05），但同時非結構性碳水化合物的表觀消化率降低，隨著青貯飼料長度的降低，奶牛乳脂率及乳脂矯正乳產量均下降[17]。王亮亮比較了TMR中不同粗飼料長度對泌乳奶牛的影響，結果表明，細粉碎玉米和鍘切較短的苜蓿草可以用于中低產牛的飼喂，能夠保持其生產性能[22]。飼喂短的玉米青貯全混合日糧可提高奶牛產奶量、蛋白質和乳糖含量，并且以短干草為基礎的日糧中乳糖含量較高[4, 11]。馬冬梅等將羊草切割長度為1、5、9 cm后分別添加到奶牛日糧中，結果表明，羊草長度為5 cm時養分的利用率最佳，同時能夠提高奶牛的生產性能[16]。Fredin等研究表明，飼喂低淀粉含量和較粗的日糧，乳脂校正乳產量可以保持或改善[21]。Yang等研究發現，將玉米青貯料作為奶牛日糧中唯一的粗飼料，隨著粗飼料長度的增加，奶牛物理有效纖維的攝入量相應增加，產奶量有線性增加的趨勢，而對乳成分沒有影響[23]。Seymour等研究發現，干物質采食量和產奶量成正相關，粗飼料長度對奶成分尤其是乳脂率的影響不顯著（P<0.05）[24]。Firkins等研究表明，粗飼料中NDF與產奶量呈線性正相關，與乳脂率呈二次線性正相關，與奶中蛋白質含量、脂肪和蛋白質的比率的關系不顯著（P>0.05）[25]。說明對粗飼料進行適當的粉碎或切割對反芻動物的生產具有積極影響。

5　小　結

反芻動物需要通過粗飼料來維持正常的采食、瘤胃消化代謝和生產，而粗飼料長度顯得尤為重要。粗飼料長度的增加使反芻動物唾液分泌、咀嚼活動增加，瘤胃pH、乙酸與丙酸比值和乳脂率升高。粗飼料長度的減小使其在瘤胃中發酵分解更容易，食糜過瘤胃速度更快，奶牛的咀嚼時間和唾液的分泌量減少，瘤胃pH和乙酸和丙酸的比值降低。因此，反芻動物粗飼料長度的確定，需要根據不同畜種、不同生理狀態、不同生產性能以及不同粗飼料種類進行綜合判定。

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Nutrition Regulation of the Length of Roughage on Ruminant

LI Meixin, ZHANG Aizhong*, JIANG Ning, YE Ming, CHEN Yong, JIAO Lei
（College of Animal Science and Veterinary Medicine, Heilongjiang Bayi Agricultural University, Daqing 163319, Heilongjiang China）

Abstract:Roughage is an important source of nutrition for ruminant. The length is an important indicators to roughage, which affects feed intake and digestion. Proper adjustment of the length of roughage can maximize its nutri?tional value, and achieve the optimization of feed intake, ruminal function and production performance. The measure?ment, the effect of roughage length on ruminant intaking, ruminal digestion and metabolism, and production perfor?mance were discussedin this paper.

Key words:ruminant; the length of roughage; intaking activity; digestive metabolism; productionperformance

*通訊作者：教授，博士生導師，E-mail: aizhzhang@sina.com

作者簡介：李美鑫（1991-），女，黑龍江牡丹江人，碩士研究生，研究方向為動物營養與飼料科學。

基金項目：黑龍江省農墾總局科技攻關項目（HNK10A-08-05-02，HNK125B-11-05）；“十二五”國家科技支撐計劃課題（2012BAD12B02）

收稿日期：2015-04-17

中圖分類號：S816.5；S823

文獻標志碼：A

文章編號：1001-0084（2015）05-0019-04