提高反刍动物对粗纤维消化率的营养调控措施

孙利娜，李 贺，郜希君，李便允，钟景红

（河北通达饲料有限公司，河北 献县 062250）

在反刍动物日粮组合中，粗饲料是奶牛主要的粗纤维物质来源，也是重要的能量来源，在奶牛生产中发挥着重要作用。由于粗纤维组成和结构的差异，使得家畜对粗纤维的利用率变化很大。其中，木质素已经被确认为粗纤维消化最主要的限制性因素，细胞组织水平的机械因素也对粗纤维消化有限制作用[1]。由于这些限制因素的存在，导致动物的采食量低、消化率低，造成了生产效率的低下。提高粗纤维的利用率已经成为我们关注的焦点。

大量研究表明，采用物理和化学预处理、合理补饲、使用添加剂等以平衡粗饲料营养成分，可改善其适口性，提高粗饲料的有效营养成分和消化率。另外，注重日粮的组合和饲喂方法，日粮组成之间及其与消化系统之间的互作对饲料营养价值的影响以及营养调控理论的出现，是近年来营养学研究的重点。据报道，由于组合效应而引起的饲料消化率的升高或降低的程度是相当大的。因此，通过适当的营养调控措施，在考虑饲料间互作的前提下，合理搭配反刍动物全混合日粮，给瘤胃微生物创造一个分解纤维素的最适条件，可最大限度的提高反刍动物粗纤维的利用率。本文就饲料组合效应在提高反刍动物日粮粗纤维消化率方面的研究进行了详细阐述。

1 饲料间组合效应的评定指标和发生机制

1.1 饲料组合效应

早在19世纪末，德国学者就发现日粮的各种饲料成分之间存在着互作效应。国内外许多专家进行研究提出，不同饲料配合后会产生营养物质之间互作的整体效应，包括营养因素与非营养因素或措施之间的互作效应。有研究人员对饲料的组合效应进行了重新定义：若饲料间的整体互作使日粮内某种营养成分利用率或采食量高于各种饲料的加权值或对照值，为正组合效应；反之为负组合效应；若二者相等，为零组合效应。

1.2 衡量指标

目前用于衡量组合效应的指标主要包括能量在内的所有营养物质的各种消化率指标。此外，采食量的变化也应该作为衡量饲料组合效应的指标。

1.2.1 各营养物质消化率

从消化率的角度出发，当某一日粮的消化率不等于组成该日粮的各种饲料消化率的加权值时，就意味着产生了组合效应。有学者为估测组合效应的程度，设计了3种干草和大麦不同比例的日粮，让绵羊自由采食，试验结束后把日粮消化率的预期值和实测值进行比较。结果表明，当干草和大麦以1∶2的比例混合时，干草的消化率下降最大，由51%下降到31.2%，因其消化率的实测值低于预期值，所以可估测产生了负组合效应。

1.2.2 动物采食量

提倡用替代率（SR）来定量评估影响动物采食量的饲料组合效应程度，其计算公式见式（1）。

SR=（CRDM－TRDM）/（TCDM－CCDM）（1）

式（1）中，CRDM和TRDM分别代表对照组和处理组动物的粗饲料干物质采食量（kg·d－1），TCDM和CCDM分别表示处理组和对照组动物精饲料干物质采食量（kg·d－1）。当SR=0时，为零组合效应；当SR＜0时，为正组合效应；SR＞0时，为负组合效应。

1.3 发生机制

饲料配合过程中的组合效应受诸多因素影响，如动物种类、饲养水平、饲料种类、饲料质量、配合比例、加工调制、饲养环境、评定方法和指标以及营养调控措施等。由于影响因素之多以及组合效应的整体表现程度和方向比较复杂性，使得对组合效应的理论机制的探索显得尤为重要。据大量的文献和资料报道，组合效应发生在消化和代谢两个层次上，可能的机制包括影响食糜流通速率和滞留时间、影响反刍动物瘤胃缓冲能力、影响瘤胃发酵底物的竞争、影响瘤胃微生物区系和发酵模式、影响微生物蛋白质产量及流入十二指肠的蛋白质量或AA组分、影响内源营养物质的周转及分配与沉积、影响日粮能量和蛋白质浓度、影响消化酶的渗透和营养物质的吸收、影响吸收后的营养物质的平衡、影响动物本身自我营养调控功能。导致饲料组合效应的这些机制往往会相互影响，相互制约，因此在没有完全了解饲料间组合效应的影响因素、发生机制、发生程度和评估技术与方法之前，对饲料间出现的某种组合效应给与准确的解释就比较困难。

2 反刍动物饲料组合营养调控措施

由于反刍动物具有一个相对稳定的瘤胃发酵罐，使得对反刍动物营养的研究更趋复杂。饲料间组合效应往往在精饲料与粗饲料之间表现最为明显。利用饲料组合效应，通过合理的营养调控措施，可充分克服反刍动物利用粗饲料时发生的负组合效应，并向增强正组合方向转化，以最大限度的提高粗饲料的利用率。

2.1 调控瘤胃pH

在大多数情况下，瘤胃pH除取决于快速水解的碳水化合物的数量，还取决于与之配合的粗饲料中细胞壁组分的数量和组成。当饲喂高浓度的精饲料时，保证家畜食入一定量的纤维性粗饲料也是很重要的，这将刺激反刍，并通过改善瘤胃液的缓冲能力来达到促进纤维分解的目的。美国NRC标准虽然规定了产奶牛日粮的中性洗涤纤维（NDF）水平，但忽略了NDF质量方面的差异。不同来源的NDF纤维素和半纤维素之间的比例，半纤维素的木质化程度、发酵速度和缓冲能力是不同的，而NDF这些理化性质又直接与纤维素本身的消化密切相关。据报道，纤维性饲料的缓冲能力与木质化程度有关，少量木质素的存在有助于为瘤胃储备具有缓冲作用的阳离子，延缓阳离子补吸收或随食糜流到下消化道的进程。由此可见，低质粗饲料和优质粗饲料合理搭配使用在时空上具有互补性，对稳定瘤胃pH具有积极作用。除了pH而外，纤维素的分解还受淀粉类含量高的谷物发酵速度的影响。过瘤胃淀粉在小肠消化产生葡萄糖对育肥反刍家畜更有利。谷物中碳水化合物的发酵速度又与谷物的种类和方法有关。此外，减缓淀粉的释放速度，可使瘤胃pH维持在较高水平，从而消除其对纤维素分解的限制。

2.2 调整碳水化合物组成

反刍动物大量利用低质粗饲料时，为了实现提高粗饲料利用效率的目的，不仅要考察日粮中的营养因子对纤维物质的消化产生的影响，而且还必须考虑日粮中结构性碳水化合物（SC）和非结构性碳水化合物（NSC）比例对纤维物质消化率的影响。谭支良通过研究发现，绵羊日粮中SC/NSC为2.40～2.64时，不仅有利于日粮纤维物质在瘤胃和后端肠道的消化，而且还能使纤维物质在羊整个消化道的消化率提高[2]。Tan等发现，当绵羊日粮SC/NSC为2.86时，小麦秸秆DM的瘤胃降解率最高[3]。因此，在反刍动物日粮中存在一个适宜的SC和NSC比例问题，在配合日粮时，应把SC和NSC包括在线性规划模型的约束条件之内，以更好的增强纤维分解菌的活性，从而提高饲料粗纤维的消化率。

2.3 调整日粮中蛋白质供给和能氮平衡

蛋白质水平对保障微生物生长和创造适宜的瘤胃内环境十分重要。用低质粗饲料作为反刍动物日粮主要部分，容易造成蛋白质缺乏和消化率降低而限制动物的生产性能。所以在以粗饲料为主的日粮中添加蛋白质可以改善适口性，提高采食量，但是不同的添加水平则可产生不同的组合效应。粗饲料型日粮添补蛋白质导致正组合效应，主要表现在能够提高饲料纤维物质的消化率，其机制可能是添补蛋白质使瘤胃氨氮浓度升高，细菌和原虫数量上升，支链脂肪酸和瘤胃降解产生的氨基酸增加，纤维分解菌活性增强。日粮的能氮平衡也会产生组合效应，如果瘤胃中氨和能量不同步释放，则可导致可发酵底物利用率下降和甲基环戊烯醇酮（MCP）合成量减少。瘤胃内能氮平衡可用瘤胃可降解氮与可消化有机物之比（RDN/DOM）表示，可降解氮含量不足或过高都会影响饲料间的组合效应。因此，注意日粮中蛋白质的添加水平和保证能氮的平衡，才能最大限度的发挥饲料的正组合效应，提高饲料的利用率。

2.4 改变饲养制度

现有的饲养体系大多是精粗分开饲喂，即粗饲料自由采食，精饲料限量。如果提供的精饲料水平很高时，反刍动物对粗饲料的采食量下降，瘤胃pH降低，不利于纤维素的消化。而改用全混合日粮饲养制度，可以增加反刍家畜的饲喂频率，保证秸秆等粗饲料一定的采食量，刺激反刍家畜增加唾液分泌，维持适合于纤维素分解的瘤胃环境，同时又可增加精饲料的采食量，提高饲粮的生产潜力[4]。通过相关研究对比，利用精粗分饲与全混合日粮（TMR）饲养，发现原先采用精粗分饲法管理很好的牛群，改为自由采食TMR时，完全可以维持产奶牛的产奶量和乳脂率，在某些情况下，由于弥补了精粗分饲法的不足，还可以提高产奶量和乳成分，可节约精饲料，提高青贮、干草和秸秆等粗饲料的利用率。TMR饲养技术除简化饲养程序外，还可保证反刍动物稳定的日粮组成，充分合理的利用当地廉价饲料资源如非蛋白氮、秸秆、酒糟、甜菜渣等农副产品，降低饲料成本。还可产生最优的饲料组合，提高秸秆等低质粗饲料的利用率。

2.5 控制日粮中脂肪的用量

瘤胃对日粮的脂肪水平十分敏感，若脂类超过饲料干物质的2%～3%，就会抑制瘤胃微生物特别是纤维分解菌与甲烷合成菌的活动。有学者报道，日粮中添加的脂肪补充剂超过20～30 g·kg－1时，瘤胃微生物尤其是纤维分解菌的活性受到抑制，从而导致纤维降解率的下降。另有研究表明，在日粮中添加烟酸可消除添加脂肪产生的负面作用。总之，日粮中添加脂肪时，应注意其添加量，只有日粮脂肪含量在适宜范围内，才能产生正组合效应。

2.6 饲料组合效应中补饲的应用

2.6.1 能量营养和含氮物质

补充能量营养和含氮物质，可使采食秸秆的家畜瘤胃中乙酸与丙酸比例降低，给瘤胃创造葡萄糖再生的环境，通常的措施有氨态氮的补饲、尿素及尿素糖蜜添砖块的补加和氨化处理。

2.6.2 过瘤胃蛋白

补充过瘤胃蛋白，提高秸秆日粮中进入反刍动物小肠的蛋白质和有效氨基酸水平，改善瘤胃被吸收养分的平衡，从而提高秸秆的利用率。据试验报道，以碱化稻草为基础的日粮补充鱼粉后，育成牛日增重比对照组提高了28.5%。

2.6.3 补充微量元素

补充微量元素可使饲喂秸秆的绵羊瘤胃中氮态氮占总氮的比例下降，真蛋白比例上升，瘤胃徽生物蛋白质合成能力得到改善。据报道，通过补充谷物饲料、微量元素等营养物质来提高微生物活力，并发现瘤胃中厌氧真菌能部分降解秸秆中最难消化的厚壁组织和木质素。

2.6.4 易消化纤维

补饲易消化的纤维常能提高劣质粗饲料的采食量和利用率。其作用机理可能是易消化纤维促进了瘤胃纤维分解菌的生长。

2.7 其他

粗饲料的物理形状也可影响纤维的降解。由于加工，饲料的颗粒变小，使饲料在瘤胃滞留的时间缩短，从而抑制了消化。在磨细的和未磨细的粗饲料中加入精饲料，对纤维素的分解都有直接的影响，尽管磨细的粗饲料日粮的pH下降更大。当饲喂高浓度的精饲料时，保证家畜食入一定量的纤维性粗饲料也是很重要的，这将刺激反刍，并通过改善瘤胃液的缓冲能力来达到促进纤维素分解的目的。饲喂高水平的精料，同时又加入一些缓冲剂可维持瘤胃PH的衡定，从而提高其粗纤维的消化率。

3 小结

粗饲料在反刍动物日粮中发挥重要的作用，利用饲料组合效应提高粗纤维的利用率已成为研究的热点。传统的日粮配制技术往往忽视饲料间的组合效应，影响动物生产性能的发挥。通过日粮优化配制，可不断追求饲料间的最大正组合效应，尽可能地挖掘动物生产潜力。尽管人们对饲料间的组合效应逐渐予以关注，并进行了一些有效的研究，但在日粮主要营养素之间、有机物之间和无机物之间的组合效应机制、调控措施、优化配制技术及饲料加工处理等问题上尚需进行广泛研究和深入探索，才能真正发挥日粮的正组合效应，最大限度地降低或减少负组合效应，形成具有一定整体优化目标的营养调控模式，最终实现最优化的日粮配制，最大限度地提高家畜饲料的利用率和动物的生产性能。

[1]俞耀华.提高奶牛对粗纤维的利用率[J].畜禽养殖,2006（10）:23－24.

[2]谭友良,卢德勋,胡明,等.绵羊日粮中不同碳水化合物比例对纤维物质在消化道不同部位流通量和消化率的影响[J].动物营养学报,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]张永根.饲料组合效应及其对纤维物质消化率的影响[J].黑龙江畜牧兽医,2001（11）:33－35.