奶牛瘤胃功能的調控技術

村民 · 發表于 2010-9-13 21:05:53

　　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，飼料中的營養成份在瘤胃中可被微生物降解發酵為揮發性脂肪酸、肽類、氨基酸及氨等成份，同時瘤胃微生物可以利用氮源、能源等發酵產物合成微生物蛋白質和B族維生素等營養物質。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，使奶牛發酵的有利方面到達最佳，而使發酵的損失最小。為了提高飼料和營養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。人們養牛實際上是在養瘤胃微生物。如何維護良好且穩定的瘤胃環境，保持微生物的活性及其菌系的相對平衡，是奶牛飼養技術中非常重要的環節。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、穩定的營養素
　　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酵產生揮發性脂肪酸(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 　供給瘤胃的營養素要相對穩定：即飼喂奶牛的日糧要有一相對穩定性，均衡供給，不穩定的飼料不喂(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物質。
　　2.保持瘤胃內環境的穩定
　　2.1 　瘤胃液PH值是瘤胃發酵的“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酵產生揮發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度的環境下難于生存。奶牛采食后，飼料發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”式的，這就造成瘤胃微生物對一部分氨態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　活性酵母培養物：近年來的許多研究發現反芻動物日糧中添加活性酵母培養物能增加總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，穩定瘤胃環境，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律，從整體上全面實施瘤胃發酵調控來改善奶牛生產性能是可能的。