反刍动物有效纤维评价体系设计探讨

王　勇，田克川，王建勋，李玉学

（1.新疆畜牧科学院畜牧研究所，新疆乌　鲁木齐　830000；2.新疆特克斯县畜牧兽医局，新疆　特克斯　835500）

反刍动物有效纤维评价体系设计探讨

王勇1，田克川1，王建勋1，李玉学2

（1.新疆畜牧科学院畜牧研究所，新疆乌鲁木齐830000；2.新疆特克斯县畜牧兽医局，新疆特克斯835500）

在诸如绵羊或放牧牛等反刍动物的消化活动当中，饲粮有效纤维发挥着重要作用，其对动物高产、保证瘤胃健康及维持瘤胃内环境的稳定等，现实意义凸显。本文通过对饲粮纤维物理体系及有效性评价方式进行简要分析，确定绵羊或放牧牛等反刍动物物理有效纤维需要量的方法，最后对绵羊或放牧牛等反刍动物有效纤维需要量分析，以期为生产当中不同体系的合理运用提供理论依据。

有效纤维；放牧牛；绵羊；Mela分析

平衡日粮的一个经济手段是追求瘤胃的最优发酵、降低发酵损失。瘤胃微生物需要的能量大部分是从碳水化合物发酵中获取，瘤胃微生物一般可根据发酵碳水化合物的类型进行分类。美国康乃尔大学评价牛日粮的净碳水化合物和蛋白质体系（CNCPS）中，瘤胃微生物被区分为两大类：发酵非结构性碳水化合物（NSC）和发酵结构性碳水化合物（SC）的微生物，这种区分反映了氮利用、生长速率的差异，特别是能量来源利用方面的绝对区分。只要有合适的氮源，两类微生物的生长速率和分解终产物直接与碳水化合物的消化成比例。因而调整反刍动物Et粮中纤维的组成和含量，可以调控瘤胃中碳水化合物的分解速度和程度、pH值和挥发性脂肪酸（VFA）产生的量和比例，调节氮源的利用，最终影响微生物的合成和动物的生产性能。

1　反刍动物饲粮纤维物理体系

通常，粪便中的纤维颗粒是从瘤胃逃逸的内容物部分，这部分纤维对动物的咀嚼活动不形成有效刺激。有研究指出，通过对饲喂40种不同饲粮的放牧牛粪便中的纤维长度进行检测，发现超过3.34mm筛层的粪便颗粒所占比例均＜5%，粪便颗粒维持在筛孔0.39～1.19mm之间。还有研究指出，长度＞1.17mm筛层饲料，能够在绵羊及放牧牛瘤胃中长时间存留。当饲料颗粒＜1.19mm时，可在绵羊及放牧牛的瘤胃中快速通过，对反刍活动不产生刺激。当前，对饲粮纤维的物理有效性评价已有多种方式，其中宾州筛（PSPS）是一种最常用的工具。有评价饲粮颗粒分布并结合中性洗涤纤维（NDF）含量的PSPS体系，有以纤维长度、含量和韧性为条件的咀嚼指数（CI）体系，二者应用最为广泛。

1.1反刍动物饲粮纤维的PSPS体系

PSPS体系用peNDF表示纤维物理有效性示，计算PSPS8.00mm或PSPS1.17mm以上筛层NDF在饲粮干物质中的比例，分别用peNDF8.00和peNDF1.17表示。PSPS含有3个（19.00mm、8.00mm和1.17mm）或2个（19.00mm和8.00mm）筛层，1个筛底。通常认为大于1.17mm筛层的NDF，能够对动物的咀嚼活动形成有效刺激。采用PSPS体系计算peNDF，基于3个假设条件：（1）不同筛层饲料NDF含量相同；（2）1.17mm不同筛层的NDF对咀嚼刺激相同；（3）各种来源饲料具有相同的NDF韧性。由于PSPS体系对数据的分析与获取具有重要的促进作用，操作也比较简便，可运用于全混合日粮（TMR）混合均匀度的评定上。PSPS体系的应用较为广泛，尤其在我国及北美地区，但其假设条件存在一定的局限性。PSPS体系在混合均匀的TMR方面应用较多用，各个筛层NDF在含量上基本一致。但相关报道及研究认为，PSPS各个筛层NDF的含量差异具较大，TMR各个筛层NDF含量分别为34.5%（筛底）、29.2%（1.17mm）、34.3%（8.00mm）和53.8%（19.00mm）。通过检测各个筛层的NDF含量，计算peNDF更为准确。大于1.17mm筛层饲料对动物咀嚼活动的刺激是否相同，当前尚无相关研究和报道。有研究表明，在保证饲粮peNDF1.17含量相同的情况下，1.17mm以上筛层对放牧牛1kgpeNDF1.17，采食量的咀嚼时间影响不大。对绵羊的研究可知，尽管饲粮peNDF1.17的含量相同，改变1.17mm以上筛层的饲料颗粒分布，对山羊咀嚼活动所造成的刺激有差异（3.97vs2.64min/g peNDF1.17）。绵羊及放牧牛的咀嚼活动对饲粮颗粒分布造成的影响是否存有差异尚不清楚。有研究报道，通过给绵羊饲喂不同酸性洗涤纤维（ADL）含量的黑麦草发现，ADL含量高的黑麦草，比含量低的黑麦草对咀嚼活动的促进作用更为突出（4.04vs3.90min/g peNDF1.17），可见，饲料不同的NDF具有不同的韧性。

1.2反刍动物饲粮纤维的咀嚼指数体系

Norfor体系中的咀嚼指数是对饲粮纤维物理有效性评价的另外一种方式，用反刍指数（RI）及采食指数（EI）进行计算。采食指数是由饲料NDF含量及采食长度因子决定的，反刍指数与饲料NDF的韧性因子（H）及咀嚼长度因子（R）等有关。韧性因子主要反映在纤维抵抗动物咀嚼活动对其结构造成破坏的能力。其与PSPS体系相比较，咀嚼指数体系的特点是将动物采食时间和反刍时间分别与饲粮相关物理结构建立回归关系，分别预测咀嚼指数和采食指数，在预测模型中考虑韧性因子。在咀嚼指数体系，采食指数，仅与粗饲料长度有关，与韧性无关，因此，可将精饲料的采食长度因子默认为0，反刍指数受粗精饲料的影响。小于2.00mm精料的长度因子为0，而大于2.00mm的精料，其韧性取决于不可降解NDF（iNDF）在整个饲粮NDF中的比例。此体系特征为，每一种原料都有自己的咀嚼指数，根据每种原料在整个饲料中的比例可预测整个饲粮的咀嚼指数。该体系提出了瘤胃负荷指数（RLI），计算公式为：RLI=RDS+糖）/（NDF+果胶）。RDS所表示的是瘤胃可降解淀粉。通过回归结果可知，RLI与瘤胃内纤维降解率和pH之间呈负相关。

2　确定反刍动物有效纤维需要量的方法

Meta分析是确定翻出动物有效纤维需要量的重要方法，它能够对同一类科学问题的多角度独立研究进行方差合并和定量分析的统计学方法，其原理是通过增加样本量提高参数统计功效。近些年来，Meta分析法被广泛于评价营养素于动物生理指标之间的响应关系，以估价饲粮的营养水平。饲粮有效纤维可利用许多方法对生产性能及瘤胃健康造成影响，利用单一响应参数给出推荐量并不完善；简单的回归方法无法考虑单个研究的权重。基于瘤胃健康和高效发酵推荐的饲粮有效纤维应满足一下条件：推荐量应考虑瘤胃可发酵碳水化合物的含量，优化目标应考虑多种相关参数，而不是单纯性的某一参数。重点考虑乳脂率、瘤胃内pH及DMI等参数；推荐量应使目标参数达到理想范围，而不是固定值。

3　反刍动物有效纤维需要量

饲粮纤维是维持瘤胃功能，预防瘤胃酸中毒（SARA），保证动物持续高产的重要营养因素。关于反刍动物peNDF相关参数所具有的推荐量比较多。相关研究指出，选用Meta分析方法，可把peNDF1.17作相应自变量，随着饲粮peNDF1.17水平的提升，瘤胃内pH线性上升，维持在6.15～6.26区间内。饲料颗粒长度除了对动物唾液分泌量及咀嚼活动造成影响之外，还会对动物的DMI造成影响，研究指出，将饲粮粗饲料粉碎长度适当降低，可实现绵羊（0.92kg/d vs1.08kg/d）及放牧牛（20.0kg/d vs23.3kg/d），在DMI的有效提高，并可通过增加饲料现有表面积，实现饲料在降解速率方面的提升.若饲粮peNDF大幅度降低，会降低纤维分解菌活力，增加SARA的发生风险；若peNDF含量过高，会导致饲料效率的降低，降低动物DNI。有研究指出，将peNDF8.00作为自变量，另将peNDF1.17同样作为自变量，而将饲料效率、瘤胃内pH及DMI等作为优化目标，可以确定放牧牛饲粮准确的peNDF范围。有学者指出，各种有效纤维表述形式预测相关参数的准确性不同，如peNDF8.00对DMI预测比peNDF1.17更准确；而peNDF1.17比peNDF8.00预测咀嚼活动更准确。基于此，可采用Meta分析方法，以保证动物高产（饲料效率、乳脂率及DMI）及瘤胃健康（发酵模式和pH）为目标，优化出对放牧牛饲粮更为适宜的RDS、peNDF和FNDF的供应模式，以完善碳水化合物平衡指数（CBI）体系。该体系以影响瘤胃内pH和营养要素为核心，采用Meta方法，在瘤胃健康状况下，促使动物高产目标的实现或达成，为了完善反刍动物营养需要提供定量数据。

放牧牛等多种反刍动物是否具有一致的有效纤维需要，至今还不清楚，但有研究指出，小反刍动物与放牧牛、肉牛等相比，对高精料饲粮在适应性更强，对较低的瘤胃内pH也能够耐受，究其原因，可能是在进化过程中与小反刍动物生态方面具有独特性相关。另有研究指出，饲粮peNDF8.00＞7.7%，则可对奶山羊发生SARA等予以预防，可实现饲粮peNDF8.00（20.4%vs8.3%）及peNDF1.17（24.2%vs18.6%）的降低，当奶山羊的瘤胃内pH降低时，瘤胃纤维分解菌相应乳脂率和数量却未曾降低。可见，以放牧牛为基础得到的纤维需要量，不适于小反刍动物。

4　结语

反刍动物是粗饲料的主要利用者。运用瘤胃调控手段，促进瘤胃微生物的最适生长，以实现动物体对粗饲料的最佳利用，将是粗饲料开发利用的根本所在。通过对影响瘤胃纤维降解的主要因素及其调控技术实现对粗饲料的最佳利用，对人类开发利用有限的自然资源、生产更多的动物产品以解决因资源紧缺造成的生存危机，具有重要意义。

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10．3969/J.ISSN．1671-6027．2016．12.004

王勇（1962～），本科，助理研究员，长期从事畜牧科研与推广工作