飼糧中物理有效中性洗滌纖維水平對奶牛營養調控的研究進展

邊佳偉 ，陳鳳亭 ，李 妍 ，李秋鳳 ，曹玉鳳 ，劉 博 ，李建國 ，高艷霞

（1.南京農業大學 動物科技學院，江蘇南京210000；2.河北農業大學 動物科技學院，河北保定071001；3.河北農業大學動物醫學院，河北保定071001；4.河北省衡水市農牧局，河北衡水053000）

粗纖維是反芻動物必需的營養素之一，可分解產生揮發性脂肪酸為動物體供能，有助于反芻動物分泌唾液、反芻、瘤胃健康，粗纖維缺乏會導致乳脂率降低以及消化功能不正常[1]。由此可見，粗纖維是影響奶牛營養代謝的重要因素之一。而在實際生產中，以中性洗滌纖維（NDF）為主要因素配制的TMR，雖然在理論上滿足了奶牛正常的營養需要，但仍會出現瘤胃酸中毒、乳脂率下降等諸多現象，其原因主要是在 TMR加工過程中沒有意識到纖維的物理有效性。當物理有效中性洗滌纖維(physically effective neutral detergent fiber，pe NDF)的概念從 Menters[2]提出之后，以上問題才得到有效解決。

日糧中的pe NDF通過影響動物反芻活動及瘤胃內容物，使唾液中緩沖物質更加高效的中和酸性物質，確保了瘤胃健康，使瘤胃的內環境保持穩定，提高了奶牛生產性能[3]。本文通過討論奶牛飼糧中不同pe NDF水平對奶牛生產性能及生理指標的影響，包括干物質采食量（DMI）、飼料消化率、瘤胃發酵指標和產奶性能。

1　物理有效中性洗滌纖維的測定方法

飼料中的pe NDF是用中性洗滌纖維含量和該飼料物理有效因子（pef）的乘積表示，pef的變化范圍從0到1，0指的是NDF不能刺激咀嚼行為；1指的是NDF刺激最大咀嚼行為。飼料中NDF的含量可在實驗室用FOSS纖維儀測得，而pef測定方法有：回歸分析法、賓州粗飼料顆粒分級篩法（PSPS法）、中國農大全混合日糧便攜分級篩法、線性模型法測定等，其中回歸分析法和PSPS法為最常用的兩種方法。具體方法如下：

1.1回歸分析法

Pe NDF是粗飼料物理性質的一種，其對纖維的有效性具有很大影響。Pe NDF是對影響奶牛咀嚼時間的長短及頻率的關鍵因素。Mertens（1997）建議可通過回歸分析利用咀嚼活動計算 pe NDF的pef，即所食日糧的咀嚼時間和反芻動物飼喂長顆粒飼料時的咀嚼時間的比值表示為日糧pef。

1.2賓州粗飼料顆粒分級篩法（PSPS法）[4]：

賓州顆粒度分級篩 (Penn State Particle Size Sepa-rator-PSPS)是現在能在短時間內有效分析日糧顆粒大小的方法之一，它能夠將日糧中的顆粒度分為三類。Lammers測定不同粗飼料在三種孔徑范圍的長度分布（＜8mm，8-19mm，＞19mm）及其在不同分布內的NDF含量。結果表明，經過最小孔徑的篩孔（4mm、6mm）得到的篩上物殘留的比例和經過咀嚼活動后測得的玉米青貯和牧草青貯的pef相一致。

2　日糧peNDF水平對奶牛營養調控作用機理

2.1保持瘤胃環境穩定和瘤胃功能正常[5]：瘤胃內的微生物可利用淀粉產生VFA，日糧中pe NDF水平通過控制淀粉發酵，維持瘤胃內正常的 pH值，日糧中合適的 pe NDF可增加動物的咀嚼和反芻活動，從而降低因淀粉發酵速度過快而引起瘤胃酸中毒。

2.2維持奶牛的生產性能：日糧中pe NDF與乙酸和乳脂肪的含量有關，因此，若要保持較高的乳脂率和產奶量，應將日糧中的pe NDF控制在適宜的水平。

2.3為奶牛提供能源：飼料pe NDF在瘤胃發酵中扮演著重要角色，是瘤胃發酵的底物。而反芻動物的主要能源來自經瘤胃發酵產生的VFA。

2.4促進胃腸道蠕動：有研究表明pe NDF可以對反芻動物的腸黏膜產生一定的刺激作用，從而促進反芻動物胃腸道的運動，促進糞便排泄[6]。

3　日糧pe NDF水平對奶牛的影響

3.1對奶牛采食量的影響

在實際生產中，存在很多影響奶牛干物質采食量（DMI）的因素，其決定了奶牛是否健康和是否滿足生產需要。一般來說，飼料通過瘤胃及消化道速率可調控奶牛的DMI。提高飼糧中pe NDF水平能奶牛的咀嚼次數，從而提高飼料過瘤胃的速度。曹志昂[7]等通過增加TMR的攪拌時間來降低飼糧中pe NDF水平，相比于對照組，奶牛DMI隨飼糧中pe NDF水平的降低而降低。李飛[8]等在各組DMI無差異的條件下，通過控制苜蓿干草的粒度降低了飼糧中pe NDF，結果表明其并不影響奶山羊對玉米青貯、苜蓿干草等粗飼料及 NDF的采食量。對于日糧中 pe NDF水平對奶牛采食量的影響，各個研究之間都有所差異，造成該結果的原因可能是由于各配方中精粗比不同，當粗料比重較大時，DM會隨著飼料顆粒變小而増加，當飼喂高精料日糧時，影響奶牛采食量的主要因素就不再是瘤胃物理填充。

3.2對奶牛咀嚼行為及反芻時間的影響

控制奶牛咀嚼和反芻活動的關鍵因素是日糧中顆粒大小。而奶牛的采食量是反應pe NDF的主要指標。大顆粒飼料使日糧中 pe NDF濃度增加，隨著粗料長度和飼料粒度的增加，動物的咀嚼活動也會有效地提高，同時唾液流通速率、瘤胃酸堿值、醋酸鹽和丙酸鹽比例、乳脂水平也會有所提升[9]。因此日糧pe NDF含量是影響反芻動物進食行為的關鍵因素。有些學者研究[10、11]日糧中不同的精粗比是影響奶牛的咀嚼活動的重要因素之一。高粗料日糧與低粗料日糧相比，雖然提高了奶牛的采食、反芻以及咀嚼時間但是卻降低了采食的速度。還有學者發現當日糧中的pe NDF含量過低或TMR粉碎的過細的時候，粗飼料長度會對動物的咀嚼時間產生顯著的影響。

3.3對奶牛營養物質的消化率的影響

日糧的粗纖維水平對消化道內源蛋白質排出量的影響至關重要，纖維水平上升，糞內源氮的排出量也會增多，而使日糧可利用能值的降低。李美鑫等的研究發現，當日糧中pe NDF的濃度增加，綿羊對OM、CP、DM、NDF與ADF的表觀消化率降低。有研究表明，Pe NDF水平的增加也導致了NDF在牛小腸中的消化量和消化率表現出先降低而后升高的趨勢，而NDF的消化率在瘤胃和除小腸外全腸道中均有上升的作用。陳青[14]等研究發現，將不同濃度的pe NDF的飼糧對奶牛進行飼喂，其DM、CP、NDF和ADF在奶牛全腸道的消化率也在一定程度上受到影響，當日糧pe NDF水平升高時，各營養成分消化率顯示出先升后降的趨勢，與前人研究結果一致。各學者對飼糧不同pe NDF水平對奶牛營養物質消化率的影響的結果有差異，可能原因是：一是由于各個試驗的周期長短不一，二是由于各試驗中使用的試驗瘺管牛情況不同。

3.4對奶牛瘤胃發酵的影響

日糧pe NDF水平的高低或日糧粗細程度、顆粒長短均會對反芻動物對纖維的消化率和動物瘤胃內的pH值產生顯著的影響。瘤胃液pH、瘤胃內纖維素細菌活性、和乙酸/丙酸比例受飼糧顆粒的大小調控。

孫龍生等通過飼喂不同玉米青貯顆粒大小的三種pe NDF水平的日糧，研究結果表明：發現隨著飼糧中pe NDF水平對奶牛瘤胃發酵指標的影響較為顯著。當提高pe NDF水平時，瘤胃pH值呈先降低后緩慢上升的趨勢、VFA含量呈逐漸降低趨勢，并且瘤胃乙/丙值也逐漸增大。還有研究者發現（曹志昂）通過延長TMR的攪拌時間降低日糧中pe NDF水平，結果顯示隨pe NDF8.0水平的降低，瘤胃總VFC無顯著變化但是乙丙比隨日糧pe NDF8.0水平的降低而極顯著降低。但是陳青等研究人員則通過調整日糧中羊草長度來控制日糧中pe NDF水平，結果發現瘤胃液pH均在6.0以上，當pe NDF水平較高時，瘤胃pH值也較高，但對其他瘤胃發酵指標的影響不顯著。綜合以上研究可以發現造成這種原因不同試驗之間不同原料為基礎的日糧配方即使相同的pe NDF水平所得的研究結果亦存在顯著差異。

3.5對奶牛產奶性能的影響

有學者通過研究飼料顆粒大小對產奶性能的影響發現，飼料不會影響產奶量，但會影響乳成分。也有研究發現改變日糧中pe NDF水平，對奶牛產奶量及乳成分皆有影響。趙曉南[16]等在熱應激條件下，選擇泌乳中期的奶牛作為試驗對象，經控制日糧中苜蓿干草的長度調整飼糧中pe NDF水平，發現產奶量隨飼糧中pe NDF1.18水平的升高而降低，pe NDF1.18水平為24.20%時差異最為顯著，在 pe NDF1.18水平為24.28%時，乳脂率、乳蛋白率均達到最高水平。張志剛[17]，等改變日糧中玉米青貯和羊草的長度將日糧中 pe NDF1.18水平調整為33.9%、32.4%、和30.9%，當pe NDF1.18水平為32.4%時產奶量最高，且乳脂率和乳非脂固形物均達到試驗最高水平。各學者研究結果略有差異，而評價方法、試驗設計、日糧配方等是導致這種差異的主要因素[18]。

4　結論與展望

飼糧中適宜的pe NDF含量是影響泌乳奶牛采食行為、營養消化、瘤胃發酵、生產性能的重要因素。而目前反芻動物日糧纖維的物理有效性評價尚不完善，由于評價體系、數據來源、動物種屬、計算方法和優化目標不同，導致反芻動物有效纖維的明確需要量尚不確定[19]。因此應綜合考慮各方面的因素，將我國反芻動物的實際生產情況與已有經驗相結合，制定合理的評價體系，并確定出較為準確需要量范圍，為我國科學養殖提供理論依據。

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