《动物营养系统调控理论及方法》

                              （修改稿）    

                   第三篇   动物营养系统调控与畜禽日(饲)粮设计

                    第一章  奶牛肉牛饲料配方设计与营养调控实例   

                                 原成都奶研所研究员      谢选武

                                  四川省畜牧枓学院助研    骆世梅

                                   (2019年7月)

                    第四节  反刍动物专用技术简介

  二、人工控制瘤胃发酵技术简介

（一）人工控制瘤胃发酵的原理

近代瘤胃微生物和瘤胃发酵研究成果表明，瘤胃中的微生物大量地由食入饲草饲料引入，寄居的微生物数量极大，种类繁多。主要有细菌和原虫两种，近代已分析鉴定的896种细菌（98%厌氧），每克瘤胃内容物含微生物量不低于100万（不包括原虫）。各种微生物降解饲料营养物质的种类和能力各不同，它们在瘤胃中组成一复杂的共生系统。随着饲料原料种类、数量、瘤胃内环境的改变，微生物的种类和数量亦发生改变，又据近代研究表明，尽管瘤胃发酵十分复杂，但其主要类型现已基本了解，如图2.3-1。

从图2.3-1可知，其主要过程可分为降解各种饲料的营养物质和合成微生物体两个主要过程。能量饲料降解均要经过中间产物丙酮酸盐，然后通过乙酰化途径生成终产物乙酸盐和丁酸盐；或通过乳酸化途径或草酰乙酸化途径生成终产物丙酸盐；或通过一系列反应生成终产物甲烷。三种发酵类型产生不同的终产物，各终产物对宿主的营养价值不同，其中甲烷是废物，通过改变饲料和瘤胃内环境，是可以不同程度改变发酵类型的，从而也可改善饲料利用率。近代研究亦表明，绝大多数的瘤胃微生物，它们合成微生物蛋白均要首先将饲料中的蛋白质和氨基酸降解成氨，然后利用氨为原料，合成菌体蛋白。

人为控制瘤胃发酵，使其有利于提高饲料利用率的主要途径：第一，提高对宿主动物营养价值较高的低级挥发性脂肪酸的比例和产量，降低无营养价值甲烷产量；第二，减少高品质蛋白和氨基酸在瘤胃中被降解，代之以一部分非蛋白质作合成菌体蛋白的原料，第三，通过改变饲料种类和瘤胃内环境，促进瘤胃微生物最大生长。增加单位时间内的瘤胃微生物生物量，为宿主动物提供更多可利用的营养。

（二）当前人工控制瘤胃发酵的方法

     （）改变饲养水平。增加饲养水平通常能增加食物颗粒和液体的间歇流出速度（Gnovum和Williams，1997）瘤胃微生物利用这些物质的数量减少，它们后移到消化道部位消化的物质增多。因此，一方面瘤胃微生物会更有效地生长，来抵消这种作用，从而提高饲料利用率；另一方面也增加了过瘤胃营养物质数量，减少了瘤胃发酵损失。后种作用比前种作用大（Tamminga，1992）。

提高饲养水平对改变瘤胃发酵尾产物方面的作用虽然尚未完全得到证实。但据一般观察，提高饲养水平，瘤胃发酵的尾产物中，乙酸比例下降，亦即提高了食入日粮的营养价值（Suttion等，1977），Glyean等，1979。

（）改变饲养程序，反刍动物的日粮，一般由长粗饲料（干草、青贮、秸杆等）和精料（谷物、饲料工业副产物和富含淀粉的块根、块茎等）组成。长粗饲料对于维持瘤胃内容物结构层是必须的，作者主张反刍动物所采食的干物质中，至少应用1/3为长粗饲料。肥育牛羊除外

对于高产反刍动物，需要饲喂大量精料，从而破坏了瘤胃内正常的结构层，大量非结构碳水化合物在瘤胃中发酵，使瘤胃正常发酵受到干扰，影响饲料利用效率。通常用改变饲养程序（饲喂顺序和次数）的方法来弥补这种损失。

1）改变饲喂顺序： Voigt等（1978）发现，先喂粗料后喂精料对胃发酵有促进作用。

2）增加饲喂次烽（频率）

Kaufmann（1976）认为，增加日饲喂次数（即频率）也是一种防止瘤胃发酵紊乱的方法。他证明，将日粮中的精料分成12等分饲喂，比分成2等分饲喂，瘤胃中乙酸比例比丙酸高，而PH值变化不大。

增加日饲喂次数的有益作用，一般在日粮状况不佳的情况下，如其中结构碳水化合物比非结构碳水化合物多，或日粮含蛋白质少的情况下，表现比较突出。

（）改变日粮成分。生产实践中最常用的方法是改变日粮的精粗比例，使结构碳水合物和非结构碳水化合物比例发生变化。或改变日粮中的蛋白质量，以影响和控制瘤胃发酵。

多喂精料，会增加日粮中非结构碳水化合物比例，使瘤胃PH值有所下降。若其中淀粉含量高，还能增加瘤胃中丙酸的比例（Van Vuuren等，1979），有时还会降低纤维素分解酶的活性（φrskov，1976；steart，1979），降低瘤胃微生物体中碳水化合物含量（McAllan和Smith，1974；Cgerkawski，1976）。在某些情况下，多喂精料还会降低微生物生物效率和微生物蛋白产量（Tamming，1979）。饲喂更多的长粗饲料，其作用与多喂精料相反。通常日粮粗料在50%以上，倾向于乙酸发酵，40-50%倾向于丙酸发酵，小于40%则发酵紊乱。

日粮中的蛋白含量，似乎以既能满足瘤胃最大发酵和合成更多微生物蛋白的需要，又能使它在瘤胃中降解蛋白为235毫克/升（Mehaed等，1977），保证最大限度合成微生物蛋白质的值为50毫克/升（Satter和Slyter，1974）。Maeng和Baldwin（1976）指出，用预先已合成的氨基酸作为微生物生长的氮源，比用非蛋白氮（NPN）如尿素作氮源所产生的微生物蛋白质要多一些，说明用NPN代替日粮蛋白，可能为宿体提供的微生物蛋白要少一些。

日粮中补充脂肪和脂肪酸也可能影响瘤胃发酵。假如绵羊日粮由长草和精料组成，补充脂肪，则有机物质的消化部位可能由前胃部位转移到后消化道部位（Knight等，1978）。投服饱和脂肪酸或不饱儿脂肪酸之后，甲烷减少（Tamminga，1980），丙酸比例升高（Binet等，1980）。但纤维素的消化受阻（kowalcxyck告示，1977）。但已有一些证据说明原生动物特别容易受到脂肪阻碍（Knight 等，1977），这和发现的脂肪有降低瘤胃中氨浓度作用相一致（Knight 等，1977）， 

（）加工处理的影响。近年来旨在改进反刍动物生长的各种日粮加工处理方法已得到发展（Hale，1975，φrskov等，1978）。对瘤胃发酵影响最大的加工方法有磨碎、热处理和化学处理。

（1）磨碎对瘤胃发酵的影响。磨碎可使日粮颗粒变小，增加总表面积，有利微生物之接触，从而提高发酵率。通常它也有增加瘤胃中丙酸浓度的作用，对间歇流出速度亦有影响。

（2）热处理对瘤胃发酵的影响

加热处理饲料中的蛋白质。若加热处理仅限于使蛋白质变态，溶解度降低，不易受到瘤胃微生物作用，能被肠消化的过瘤胃蛋白数量增加，有利于反刍动物营养，特别是对高产反刍动物。若加热温度过高或虽温度中等，但时间太长，则有不利影响。

（3）化学处理对瘤胃发酵的影响。目前广泛运用的三种：即用化学药剂保护蛋白质，以防止在瘤胃降解；保护多聚不饱和脂肪酸；用化学药剂处理秸杆等粗饲料，增加结构碳水化合物在瘤胃中的降解度，从而提高粗饲料的营养价值。

用化学药剂保护蛋白质。主要化学剂有乙醛和单宁。可增加含硫氨基酸含量，提高绵羊的毛产量。Tamminga（1979）报道，这种处理对反刍动物产肉和产奶的生产性影响不大，特别是对奶产量。该法的主要缺点是保护蛋白过度，虽增加了过瘤胃蛋白数量。但往往在小肠中不易被消化吸收。

甲醛处理。用甲醛处理，可在脂肪外形成一薄层蛋白，保护多聚不饱和脂肪酸，从而增加乳中长链脂肪酸数量。

用化学药剂处理饲料各种秸杆，干草等粗料（详见肉牛部分，本处从略）。

（）用活性剂补充日粮的影响

近年来，用补充少量活性剂控制瘤胃发酵，从而提高反刍动物的生产性能，已越来越引起人们的重视。其主要方法有两种：一种是补加一些活性物质使瘤胃环境更适合于微生物生长；另一种方法是补加一些药物或化学物理控制瘤胃发酵。详见奶肉牛、羊促进剂设计。

综上所述，恰当地控制瘤胃发酵，对于提高反刍动物的生产性能，降低成本是颇为有效的方法。但各种控制技术不同。在瘤胃中有时会产生相反的作用。因此，在运用这些技术时，必须综合考虑，小心谨慎。