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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接種的活性發酵罐，從某種意義上來說，人們養牛實際是在養瘤胃內的微生物。
　　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酵，微生物發酵的最終產物為揮發性脂肪酸、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，掌握瘤胃發酵的過程及條件，能通過飼料配方及飼養措施對其進行調控，穩定較好的發酵條件，使奶牛的健康、生產水平和飼料效益會有很大的提高。

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%由瘤胃發酵提供。飼料在瘤胃中的消化轉變過程隨著瘤胃的發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）穩定的氨生產速度（3）保持PH6.0以上（4）穩定的揮發性脂肪生產速度（5）乙酸和丙酸的比例（6）NDF和ADF分解率。

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。微生物發酵的結果是產生揮發性脂肪、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，但瘤胃原蟲有穩定瘤胃酸度的作用，故這些添加劑的量不應過多。

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的發酵和揮發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性脂肪酸會使瘤胃酸度降低，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的變化較少而發酵穩定，所產生的揮發性脂肪酸比例較少。

　　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：

3、對揮發性酸的比例調整
　　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酵。精飼料發酵產生的乙酸比例約占50%、丙酸約占40%，而粗飼料發酵乙酸比例高達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酵的基本出發點。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。

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。

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、熱處理及對發酵條件的生物學調控。

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。

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