反刍动物营养原理与饲料

1、反刍动物营养原理与饲料供给刁 其 玉 中国农业科学院 饲料研究所（北京中关村南大街12号，100081） 基本理念 优质的牛奶源于健康的奶牛基本理念 健康的奶牛源于功能健全的瘤胃基本理念 功能健全的瘤胃必须拥有一个良好的微生物繁衍环境. 微生物瘤胃发酵的重要作用研究表明，采食干物质的4080在瘤胃中消化，其中80为碳水化合物，6095的粗纤维，6080的有机物，10100的粗脂肪也在瘤胃中消化，瘤胃中消化的能量占总消化能量的2387。可见。瘤胃发酵在反刍动物营养中占有举足轻重的地位70-100 L5-8 L3-5 LCollectively, these organs occupy almos

2、t 3/4ths of the abdominal cavity, fillingvirtually all of the left side and extending significantly into the right. 羊消化器官的特点具有复胃：瘤胃、网胃、瓣胃和皱胃，瘤网胃进行物理、生物消化，瓣胃起机械压榨作用，皱胃进行化学消化。羊别瘤胃网胃瓣胃皱胃绵羊山羊78.786.78.63.51.71.2118.6羊各胃容积比例（）反刍动物消化特点采食 粗糙、速度快；反刍 逆呕再咀嚼再混合唾液再吞咽；微生物消化和瘤胃发酵 借助于厌氧微生物的发酵作用，将动物不能消化（纤维类）和不能直接利用

3、的饲料（NPN）加以利用；唾液的作用 湿润饲料、缓冲作用、营养作用、杀菌和保护口 腔以及抗泡沫作用缓冲能力瘤胃内容物具有良好的缓冲能力。 在正常的瘤胃pH值范围内，最重要的缓冲物质是重碳酸盐和磷酸盐 。在较低pH度范围内（pH46），瘤胃内挥发性脂肪酸是一种重要的缓冲物质。饮水对瘤胃内容物的缓冲能力的影响可能主要是由于稀释瘤胃液的缘故。 渗透压牛瘤胃渗透压为300g/kg，接近血浆的水平，一般比较稳定。瘤胃渗透压主要受饲养水平的影响。据报导，在饲喂前瘤胃液对血浆而言是低渗的；可是在饲喂后数小时内则转为高渗，然后逐渐转变为饲前低渗水平。 表面张力和粘度通常瘤胃液的表面张力为5060达因cm2。它

4、通常因瘤胃液的稀释和表面活性剂（洗涤剂，硅和脂肪等等）的使用而降低。饲喂精饲料和小颗粒饲料，可使瘤胃内容物粘度增高，表面张力增加。当表面张力和粘度同时升高时，可造成瘤胃泡沫性膨胀。对小颗粒精料来说。粘度在 pH5.5一5.8和 7.58.5时最大。 瘤胃微生态环境的稳衡控制尽管瘤胃微生物在生长繁殖过程中产生许多气体和酸性发酵产物，有时还会有一些有毒物质产生，但在正常情况下瘤胃内微生态环境始终保持着相对恒定。 唾液分泌和反刍；瘤胃的周期性收缩；内源营养物质进入瘤胃；营养物质从瘤胃内吸收；食糜向瘤胃后推进；暖气；有效的缓冲体系。 DigestionFermentationAll CHO must

5、passthrough Pyruvate tobecome VFA瘤胃发酵类型的影响因素（1）精粗祖饲料比（2）粗饲料加工程度（3）饲养水平 随着饲养水平增高，瘤胃液pH值降低，乙酸比例下降。 (4）精饲料加工程度。与粉碎谷物相比，以整粒谷物饲喂反刍动物时，瘤胃液pH值明显上升，乙酸比例增高。（5）饲料碳水化合物种类 饲粮含有大量淀粉时则导致丙酸发酵。 瘤胃发酵调控瘤胃发酵调控的历史回顾和研究现状瘤胃发酵的重要作用瘤胃发酵调控的目标发酵调控的措施瘤胃发酵调控的目标 瘤胃发酵的有益作用也是以某些养分的损失为代价的 目的就在于促进瘤胃发酵的有利方面，抑制不利方面一是改变瘤胃发酵的终产物；二是提高饲

6、料和营养物质的利用效率， 瘤胃内食物结构及蠕动瘤胃发酵过程碳水化合物的发酵蛋白质在瘤胃的降解饲料脂肪的降解和利用瘤胃发酵类型蛋白质在瘤胃的降解 瘤胃微生物分泌的蛋白质分解酶与肽酶将饲料蛋白质水解，变为肽与游离氨基酸； 游离氨基酸直接被利用以合成微生物蛋白质或微生物的其它组分，如细胞壁及核酸；氨基酸经脱氨基作用产生挥发性脂肪酸和其他酸以及CO2和NH3NH3被利用以合成微生物蛋白质或由瘤胃壁亘接吸收进入血液。未降解的饲料蛋白质部分和其降解产物以及部分新合成的微生物蛋白质和内原含氮物质进入真胃和十二指肠。 蛋白质在瘤胃的降解饲料蛋白质 NPN瘤胃蛋白质 NPN蛋白酶 多肽二肽基肽酶 二肽二肽酶氨基

7、酸脱氨酶氨过瘤胃蛋白 微生物蛋白图 1 饲料蛋白质瘤胃代谢及其调控位点图 调控位点 饲料蛋白质的概念粗蛋白质（CP）瘤胃降解蛋白质（DIP）瘤胃非降解蛋白质（UIP）可溶性蛋白质（SIP）瘤胃微生物蛋白质（MCP）代谢蛋白质（MP）奶牛消化生理特点奶牛蛋白质新体系的建立和特点小肠可消化蛋白质体系（中国）瘤胃降解和非降解蛋白质体系（英国）小肠可吸收蛋白质体系（美国）十二指肠粗蛋白质体系（德国）小肠可吸收氨基酸和瘤胃蛋白质平衡体系（北欧）能量供应4个来源：非纤维碳水化合物（NFC或NSC）、酸性洗涤纤维（ADF）、中性洗涤纤维（NDF）和脂肪NFC：包括糖淀粉和果胶，日粮干物质中的适宜含量为304

8、0，太高易引起代谢病NDF：包括半纤维素、纤维素和木质素，最佳含量2835，其中6065应来自饲草ADF：包括纤维素和木质素，最佳含量2024脂肪：谷物用量已达上限而仍不能满足能量需要时应补饲脂肪，注意避免5种不利影响：抑制纤维消化、降低乙酸/丙酸比、降低采食量、降低钙可利用性、降低细菌蛋白产量能量体系采用产奶净能，以卡(cal)或焦耳(J)为单位，1卡4.184焦耳以750千卡产奶净能为一个奶牛能量单位(NND)，相当于产1公斤含脂4的标准乳的能量总能粪能 消化能尿与气体能 代谢能热增耗 净能能源在瘤胃中的转化纤维 乙酸 维持 总产奶量 乳脂糖 维持 丙酸 体脂肪 奶干物质淀粉 丁酸 维持

9、乳脂脂肪 脂肪酸 维持 乳脂 体脂肪总碳水化合物细胞内容物 细胞壁糖 淀粉 果胶 半纤维素 纤维素 木质素 非纤维碳水化合物(NFC) ADF NDF快速分解 慢速分解脂肪的消化与吸收饲料中的脂肪大部分在瘤胃中水解为甘油和脂肪酸。大部分降解出的不饱和脂肪酸在瘤胃中被氢化为饱和脂肪酸。一小部分甘油在瘤胃中被降解为丙酸。脂肪酸和未被降解的甘油在真胃和小肠中被消化吸收。饲料中脂肪对瘤胃微生物具有抑制作用，因此饲料中脂肪含量过高对粗纤维的消化有不利影响。挥发性脂肪酸乙酸盐VFA - Acetate占挥发性脂肪酸总量的60%-70%来自于纤维消化用于乳脂和脂肪组织的沉积挥发性脂肪酸丙酸盐VFA - Pr

10、opionate占挥发性脂肪酸总量的2025%来自于谷物消化是最重要的能量源提供所需葡萄糖的3060%挥发性脂肪酸丁酸占挥发性脂肪酸总量的1015%来自于纤维消化是瘤胃壁的能量源乳 酸不是挥发性脂肪酸在淀粉发酵过程中产生细菌将乳酸转化成丙酸盐乳酸含量太高会引发酸毒症日粮对挥发性脂肪酸的影响日粮乙酸盐丙酸盐丁酸盐2/3的粗料1/3的谷物60%20%15%1/3的粗料2/3的谷物55%25%15%1/3 的碎草料2/3 的碎谷物40%40%15%对纤维的需要纤维的作用：刺激反刍和唾液分泌、维持正常的乳脂率和乳蛋白率纤维的长度：饲草铡碎 1厘米、碎草中15以上应长于5厘米日粮干物质中ADF含量：19

11、21日粮干物质中NDF含量：2628纤维不足的后果：乳脂率下降、酸中毒、肢蹄病、采食量波动、膘情差反刍动物应用新技术保护处理氨基酸和蛋白质保护脂肪新型添加剂 反刍动物消化生理特点消化器官分类：瘤胃消化 小肠 消化消化方式：生物消化物理消化化学消化蛋白质与氨基酸营养寡肽和氨基酸对奶牛的作用多肽与短肽作用，二肽通过注射作用比氨基酸明显，肽：氨基酸存在比例，血浆肽有底物作用。直接补充氨基酸（必需氨基酸和混合氨基酸）奶牛的必需氨基酸：赖氨酸、蛋氨酸、组氨酸、苯丙氨酸。保护性氨基酸（RPAA）瘤胃保护氨基酸分为两类：1、氨基酸的类似物、衍生物或聚合物，赖氨酸聚合物：约有50%到达小肠。2、包被氨基酸：脂

12、肪包被氨基酸，特点含量仅30%；聚合物（胶囊）包被PH5稳定性94%；酵母富集氨基酸：特种酵母能够把4-15%的酵母干重富集为氨基酸，与蛋白酶后立即释放。氨基酸螯合物：蛋氨酸锌和赖氨酸锌，特点引起日粮粮中锌浓度提高10-20倍。保护性氨基酸（RPAA）保护性氨基酸对干物质采食量的影响对蛋白质利用和菌体蛋白合成的影响，蛋白质利用率提高，尿氮排泄率降低，非保护性氨基酸可以提高粗纤维和脂肪的消化率，对生产性能的影响，主要可以提高乳蛋白含量和乳脂率，对奶产量影响很小。过瘤胃保护蛋白质化学保护1、甲醛处理：植物蛋白质0.4%效果较好,问题甲醛残留.2、单宁保护:预防膨胀。3、氢氧化钠保护：浓度3%效果。

13、4、木糖保护: 新技术。过瘤胃保护蛋白质热处理保护：膨化处理物理保护1、全血保护2、乳清蛋白保护3、卵清蛋白质保护化合物聚合物保护,有机物保护脂肪的营养与保护脂肪或油脂的营养提供必需脂肪酸脂溶性维生素和胡萝卜素的吸收提高繁殖性能，提高受胎率（亚油酸、亚麻油酸）抵抗热应激 脂肪的营养与保护高产奶牛面临的能量问题：营养负平衡（导致精料增加，粗料减少）乙酸/丙酸比例下降 瘤胃内环境发生变化（导致酸中毒）。脂肪的营养与保护直接添加脂肪或油脂唾液中无脂肪酶油脂甘油+脂肪酸（极性分子）脂肪酸吸附于微生物表面，进入颗粒内，其自由羟基和双键对微生物膜起破坏作用，抑制瘤胃细菌和纤毛虫的生长繁殖。日粮中添加脂肪的

14、注意事项足够的纤维(21%ADF, 28-32%NDF)适当提高钙、镁水平提高RUP(每1兆卡脂肪能增加72克RUP)逐渐适应考虑到全部脂肪：第1部分来自谷物第2部分来自整粒油料籽实或油脂第3部分：过瘤胃脂肪(保护脂肪)全部脂肪总和 7%脂肪的营养与保护1、脂肪酸钙使用水平2-3%，粗纤维17%，ADF21%，50%乙酸作为基本条件。脂肪的营养与保护2、甲醛处理（70 S，成本问题）油脂与烷基胺脂肪酰胺豆油+丁胺脂酰胺亚油酸+氨基酸螯合物脂肪的营养与保护3、脂肪氢化提高脂肪熔点-保护作用棕榈脂肪酸氢化处理熔点提高（硬化）不干扰乙酸/丙酸比例 和 PH，瘤胃内环境。保护程度93%-98%。淀粉营

15、养和保护淀粉类物质主要提供能量瘤胃中淀粉VFA（生糖丙酸，丙酸+乙酸酮体）小肠淀粉胰淀粉酶- 单糖（消化率48-88%）判定保护饲料的效果1、饲养试验2、小肠复合酶3、小肠瘘管法（小尼龙袋）饲料添加剂维生素微量元素离子载体缓冲剂犊牛代乳品青贮添加剂发酵抑制剂: 酸类物质;甲酸,丙酸,乙酸,乳酸,盐酸,硫酸. 其他物质; 尿素,无水氨,硫酸钠,甲醛,亚硝酸钠.发酵促进剂: 微生物:乳酸菌,丙酸菌.酶;淀粉酶,纤维素酶,果胶酶,蛋白酶, 半纤维素酶.发酵基质: 糖蜜,葡萄糖,蔗糖,谷物甜菜渣.营养补充剂: 尿素,磷酸脲矿物质.微生物添加剂特点: 植物乳酸菌+乳酸片球菌, 丙酸菌,纤维素酶,半纤维素

16、, 发酵基质.PH下降速度快,减少营养物质的损失.纤维素的消化率得到提高,防止二次发酵. 微生物青贮添加剂1、利用产酸的益生菌,调控乳酸发酵速度;2、酸度降至PH4以下的过程；45天减少到15天。3、防止二次发酵；4、奶牛多产奶 0.55-1.09千克/天; 肉牛多增重105克/天.犊牛的饲养与管理犊牛出生后的生理变化：环境：无菌有菌温度：恒温变温营养：血液消化道生长发育：相对生长强度大消化系统：酶的分泌不足。代乳品的发展趋向美国犊牛：95早期断奶10初乳10抗生素奶75代乳品试验结果犊牛代乳品对犊牛增重的影响 试验前11日龄30日龄60日龄试验全期增重试验组40.503.2446.183.9

17、457.27 4.26a88.056.25a+47.55a对照组40.50 2.6845.322.7754.573.34b82.227.06b+41.72b注：表中同一列数据肩标字母不同者表示差异显著（P0.05）。添加剂的使用盈亏计算缓冲剂 反刍动物借助复杂的酸碱平衡系统，维持瘤胃pH值在5.57.0之间，而瘤胃pH值是奶牛保持正常的一个基本标志； 在饲料中加入缓冲剂可以有效地维持瘤胃pH稳定，有助于提高采食量，增加产奶量和维持正常的乳成分。 六、奶牛饲料添加剂常用添加剂的建议量和成本估算缓冲剂的使用效果缓冲剂建议量应用缓冲剂的条件1、高比例玉米青贮饲粮（PH5.6)2、湿度大的饲粮(50%

18、)3、低纤维饲粮(NDF低于19%-酸中毒)4、干草进食量低5、高精料进食量6、精料颗粒度小7、高比例易发酵碳水化合物饲粮8、热应激环境9、一餐精料喂给量过大(超过3千克,发酵“猛烈”饲料因素对乳脂肪和蛋白的影响酵母和酵母培养物作用于瘤胃内环境，1、改善瘤胃环境，促进瘤胃微生物的增长（微生物平衡）2、有利于将纤维素和戊聚糖转化为VFA（乙酸、丙酸和丁酸）3、改善饲料适口性，提高干物质进食量酵母和酵母培养物酵母和酵母培养物维生素添加剂 脂溶性维生素（A、D、E、K）是在奶牛饲料中必须添加的。 奶牛天然饲料中含有的和瘤胃微生物合成的维生素K和B族维生素数量一般可以满足产奶需要，但在高产奶牛中，烟酸

19、、胆碱和硫胺素等的合成量可能不足，需要考虑补加。 烟 酸 烟酸是尼克酸、尼克酰胺和其他具有同样生物学活性物质的总称； 烟酸的主要生物学功能为NAD+/NADP+ 辅酶系统中发挥作用； 随饲料来源不同，烟酸数量变异很大，而且其生物学利用率低； 在泌乳早期由于产后饲料成分和瘤胃环境的剧烈变化而导致烟酸合成数量不足，需要由饲料补加。六、奶牛饲料添加剂烟酸的作用机制 在泌乳早期改善能量平衡； 提高干物质进食量； 提高瘤胃微生物蛋白质合成； 提高乳蛋白产量。 生产中适宜添加烟酸的条件 产奶量在8000千克以上的牛群； 体重超重的干奶牛； 产犊前1-2周开始，并持续到产后10-12周 ； 尼克酸和尼克酰胺与烟酸生物效价相同； 奶牛日粮中添加脂肪时； 烟酸的添加量以每日6-8 g为宜 ； 烟酸与缓冲剂、微量元素、维生素和抗生素， 可以作为反刍动物抗应激剂使用。六、奶牛饲料添加剂胆 碱 胆碱在奶牛营养中的作用： 不属于传统的维生素； 将脂肪肝的发病率降到最低； 改善神经传导； 作为甲基的供体等。 作用机制 当游离脂肪酸在泌乳早期从脂肪组织动员出来形成脂蛋白时，胆碱在甘油从肝脏的转移过程发挥作用，因为这一过程需要含有胆碱的磷脂的参与； 添加胆碱还具有节省蛋氨酸的作用，否则饲料