飼糧中物理有效中性洗滌纖維水平對奶牛營養(yǎng)調(diào)控的研究進(jìn)展

邊佳偉 ，陳鳳亭 ，李 妍 ，李秋鳳 ，曹玉鳳 ，劉 博 ，李建國 ，高艷霞

（1.南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 動物科技學(xué)院，江蘇南京210000；2.河北農(nóng)業(yè)大學(xué) 動物科技學(xué)院，河北保定071001；3.河北農(nóng)業(yè)大學(xué)動物醫(yī)學(xué)院，河北保定071001；4.河北省衡水市農(nóng)牧局，河北衡水053000）

粗纖維是反芻動物必需的營養(yǎng)素之一，可分解產(chǎn)生揮發(fā)性脂肪酸為動物體供能，有助于反芻動物分泌唾液、反芻、瘤胃健康，粗纖維缺乏會導(dǎo)致乳脂率降低以及消化功能不正常[1]。由此可見，粗纖維是影響奶牛營養(yǎng)代謝的重要因素之一。而在實(shí)際生產(chǎn)中，以中性洗滌纖維（NDF）為主要因素配制的TMR，雖然在理論上滿足了奶牛正常的營養(yǎng)需要，但仍會出現(xiàn)瘤胃酸中毒、乳脂率下降等諸多現(xiàn)象，其原因主要是在 TMR加工過程中沒有意識到纖維的物理有效性。當(dāng)物理有效中性洗滌纖維(physically effective neutral detergent fiber，pe NDF)的概念從 Menters[2]提出之后，以上問題才得到有效解決。

日糧中的pe NDF通過影響動物反芻活動及瘤胃內(nèi)容物，使唾液中緩沖物質(zhì)更加高效的中和酸性物質(zhì)，確保了瘤胃健康，使瘤胃的內(nèi)環(huán)境保持穩(wěn)定，提高了奶牛生產(chǎn)性能[3]。本文通過討論奶牛飼糧中不同pe NDF水平對奶牛生產(chǎn)性能及生理指標(biāo)的影響，包括干物質(zhì)采食量（DMI）、飼料消化率、瘤胃發(fā)酵指標(biāo)和產(chǎn)奶性能。

1　物理有效中性洗滌纖維的測定方法

飼料中的pe NDF是用中性洗滌纖維含量和該飼料物理有效因子（pef）的乘積表示，pef的變化范圍從0到1，0指的是NDF不能刺激咀嚼行為；1指的是NDF刺激最大咀嚼行為。飼料中NDF的含量可在實(shí)驗(yàn)室用FOSS纖維儀測得，而pef測定方法有：回歸分析法、賓州粗飼料顆粒分級篩法（PSPS法）、中國農(nóng)大全混合日糧便攜分級篩法、線性模型法測定等，其中回歸分析法和PSPS法為最常用的兩種方法。具體方法如下：

1.1回歸分析法

Pe NDF是粗飼料物理性質(zhì)的一種，其對纖維的有效性具有很大影響。Pe NDF是對影響奶牛咀嚼時(shí)間的長短及頻率的關(guān)鍵因素。Mertens（1997）建議可通過回歸分析利用咀嚼活動計(jì)算 pe NDF的pef，即所食日糧的咀嚼時(shí)間和反芻動物飼喂長顆粒飼料時(shí)的咀嚼時(shí)間的比值表示為日糧pef。

1.2賓州粗飼料顆粒分級篩法（PSPS法）[4]：

賓州顆粒度分級篩 (Penn State Particle Size Sepa-rator-PSPS)是現(xiàn)在能在短時(shí)間內(nèi)有效分析日糧顆粒大小的方法之一，它能夠?qū)⑷占Z中的顆粒度分為三類。Lammers測定不同粗飼料在三種孔徑范圍的長度分布（＜8mm，8-19mm，＞19mm）及其在不同分布內(nèi)的NDF含量。結(jié)果表明，經(jīng)過最小孔徑的篩孔（4mm、6mm）得到的篩上物殘留的比例和經(jīng)過咀嚼活動后測得的玉米青貯和牧草青貯的pef相一致。

2　日糧peNDF水平對奶牛營養(yǎng)調(diào)控作用機(jī)理

2.1保持瘤胃環(huán)境穩(wěn)定和瘤胃功能正常[5]：瘤胃內(nèi)的微生物可利用淀粉產(chǎn)生VFA，日糧中pe NDF水平通過控制淀粉發(fā)酵，維持瘤胃內(nèi)正常的 pH值，日糧中合適的 pe NDF可增加動物的咀嚼和反芻活動，從而降低因淀粉發(fā)酵速度過快而引起瘤胃酸中毒。

2.2維持奶牛的生產(chǎn)性能：日糧中pe NDF與乙酸和乳脂肪的含量有關(guān)，因此，若要保持較高的乳脂率和產(chǎn)奶量，應(yīng)將日糧中的pe NDF控制在適宜的水平。

2.3為奶牛提供能源：飼料pe NDF在瘤胃發(fā)酵中扮演著重要角色，是瘤胃發(fā)酵的底物。而反芻動物的主要能源來自經(jīng)瘤胃發(fā)酵產(chǎn)生的VFA。

2.4促進(jìn)胃腸道蠕動：有研究表明pe NDF可以對反芻動物的腸黏膜產(chǎn)生一定的刺激作用，從而促進(jìn)反芻動物胃腸道的運(yùn)動，促進(jìn)糞便排泄[6]。

3　日糧pe NDF水平對奶牛的影響

3.1對奶牛采食量的影響

在實(shí)際生產(chǎn)中，存在很多影響奶牛干物質(zhì)采食量（DMI）的因素，其決定了奶牛是否健康和是否滿足生產(chǎn)需要。一般來說，飼料通過瘤胃及消化道速率可調(diào)控奶牛的DMI。提高飼糧中pe NDF水平能奶牛的咀嚼次數(shù)，從而提高飼料過瘤胃的速度。曹志昂[7]等通過增加TMR的攪拌時(shí)間來降低飼糧中pe NDF水平，相比于對照組，奶牛DMI隨飼糧中pe NDF水平的降低而降低。李飛[8]等在各組DMI無差異的條件下，通過控制苜蓿干草的粒度降低了飼糧中pe NDF，結(jié)果表明其并不影響奶山羊?qū)τ衩浊噘A、苜蓿干草等粗飼料及 NDF的采食量。對于日糧中 pe NDF水平對奶牛采食量的影響，各個研究之間都有所差異，造成該結(jié)果的原因可能是由于各配方中精粗比不同，當(dāng)粗料比重較大時(shí)，DM會隨著飼料顆粒變小而増加，當(dāng)飼喂高精料日糧時(shí)，影響奶牛采食量的主要因素就不再是瘤胃物理填充。

3.2對奶牛咀嚼行為及反芻時(shí)間的影響

控制奶牛咀嚼和反芻活動的關(guān)鍵因素是日糧中顆粒大小。而奶牛的采食量是反應(yīng)pe NDF的主要指標(biāo)。大顆粒飼料使日糧中 pe NDF濃度增加，隨著粗料長度和飼料粒度的增加，動物的咀嚼活動也會有效地提高，同時(shí)唾液流通速率、瘤胃酸堿值、醋酸鹽和丙酸鹽比例、乳脂水平也會有所提升[9]。因此日糧pe NDF含量是影響反芻動物進(jìn)食行為的關(guān)鍵因素。有些學(xué)者研究[10、11]日糧中不同的精粗比是影響奶牛的咀嚼活動的重要因素之一。高粗料日糧與低粗料日糧相比，雖然提高了奶牛的采食、反芻以及咀嚼時(shí)間但是卻降低了采食的速度。還有學(xué)者發(fā)現(xiàn)當(dāng)日糧中的pe NDF含量過低或TMR粉碎的過細(xì)的時(shí)候，粗飼料長度會對動物的咀嚼時(shí)間產(chǎn)生顯著的影響。

3.3對奶牛營養(yǎng)物質(zhì)的消化率的影響

日糧的粗纖維水平對消化道內(nèi)源蛋白質(zhì)排出量的影響至關(guān)重要，纖維水平上升，糞內(nèi)源氮的排出量也會增多，而使日糧可利用能值的降低。李美鑫等的研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)日糧中pe NDF的濃度增加，綿羊?qū)M、CP、DM、NDF與ADF的表觀消化率降低。有研究表明，Pe NDF水平的增加也導(dǎo)致了NDF在牛小腸中的消化量和消化率表現(xiàn)出先降低而后升高的趨勢，而NDF的消化率在瘤胃和除小腸外全腸道中均有上升的作用。陳青[14]等研究發(fā)現(xiàn)，將不同濃度的pe NDF的飼糧對奶牛進(jìn)行飼喂，其DM、CP、NDF和ADF在奶牛全腸道的消化率也在一定程度上受到影響，當(dāng)日糧pe NDF水平升高時(shí)，各營養(yǎng)成分消化率顯示出先升后降的趨勢，與前人研究結(jié)果一致。各學(xué)者對飼糧不同pe NDF水平對奶牛營養(yǎng)物質(zhì)消化率的影響的結(jié)果有差異，可能原因是：一是由于各個試驗(yàn)的周期長短不一，二是由于各試驗(yàn)中使用的試驗(yàn)瘺管牛情況不同。

3.4對奶牛瘤胃發(fā)酵的影響

日糧pe NDF水平的高低或日糧粗細(xì)程度、顆粒長短均會對反芻動物對纖維的消化率和動物瘤胃內(nèi)的pH值產(chǎn)生顯著的影響。瘤胃液pH、瘤胃內(nèi)纖維素細(xì)菌活性、和乙酸/丙酸比例受飼糧顆粒的大小調(diào)控。

孫龍生等通過飼喂不同玉米青貯顆粒大小的三種pe NDF水平的日糧，研究結(jié)果表明：發(fā)現(xiàn)隨著飼糧中pe NDF水平對奶牛瘤胃發(fā)酵指標(biāo)的影響較為顯著。當(dāng)提高pe NDF水平時(shí)，瘤胃pH值呈先降低后緩慢上升的趨勢、VFA含量呈逐漸降低趨勢，并且瘤胃乙/丙值也逐漸增大。還有研究者發(fā)現(xiàn)（曹志昂）通過延長TMR的攪拌時(shí)間降低日糧中pe NDF水平，結(jié)果顯示隨pe NDF8.0水平的降低，瘤胃總VFC無顯著變化但是乙丙比隨日糧pe NDF8.0水平的降低而極顯著降低。但是陳青等研究人員則通過調(diào)整日糧中羊草長度來控制日糧中pe NDF水平，結(jié)果發(fā)現(xiàn)瘤胃液pH均在6.0以上，當(dāng)pe NDF水平較高時(shí)，瘤胃pH值也較高，但對其他瘤胃發(fā)酵指標(biāo)的影響不顯著。綜合以上研究可以發(fā)現(xiàn)造成這種原因不同試驗(yàn)之間不同原料為基礎(chǔ)的日糧配方即使相同的pe NDF水平所得的研究結(jié)果亦存在顯著差異。

3.5對奶牛產(chǎn)奶性能的影響

有學(xué)者通過研究飼料顆粒大小對產(chǎn)奶性能的影響發(fā)現(xiàn)，飼料不會影響產(chǎn)奶量，但會影響乳成分。也有研究發(fā)現(xiàn)改變?nèi)占Z中pe NDF水平，對奶牛產(chǎn)奶量及乳成分皆有影響。趙曉南[16]等在熱應(yīng)激條件下，選擇泌乳中期的奶牛作為試驗(yàn)對象，經(jīng)控制日糧中苜蓿干草的長度調(diào)整飼糧中pe NDF水平，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)奶量隨飼糧中pe NDF1.18水平的升高而降低，pe NDF1.18水平為24.20%時(shí)差異最為顯著，在 pe NDF1.18水平為24.28%時(shí)，乳脂率、乳蛋白率均達(dá)到最高水平。張志剛[17]，等改變?nèi)占Z中玉米青貯和羊草的長度將日糧中 pe NDF1.18水平調(diào)整為33.9%、32.4%、和30.9%，當(dāng)pe NDF1.18水平為32.4%時(shí)產(chǎn)奶量最高，且乳脂率和乳非脂固形物均達(dá)到試驗(yàn)最高水平。各學(xué)者研究結(jié)果略有差異，而評價(jià)方法、試驗(yàn)設(shè)計(jì)、日糧配方等是導(dǎo)致這種差異的主要因素[18]。

4　結(jié)論與展望

飼糧中適宜的pe NDF含量是影響泌乳奶牛采食行為、營養(yǎng)消化、瘤胃發(fā)酵、生產(chǎn)性能的重要因素。而目前反芻動物日糧纖維的物理有效性評價(jià)尚不完善，由于評價(jià)體系、數(shù)據(jù)來源、動物種屬、計(jì)算方法和優(yōu)化目標(biāo)不同，導(dǎo)致反芻動物有效纖維的明確需要量尚不確定[19]。因此應(yīng)綜合考慮各方面的因素，將我國反芻動物的實(shí)際生產(chǎn)情況與已有經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合，制定合理的評價(jià)體系，并確定出較為準(zhǔn)確需要量范圍，為我國科學(xué)養(yǎng)殖提供理論依據(jù)。

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