粗饲料长度对反刍动物的影响及物理有效纤维的测定方法

粗饲料长度对反刍动物的影响及物理有

效纤维的测定方法

日粮中的粗纤维被认为是饲料中相对较难被动物消化利用的那

一部分, 尽管如此, 粗纤维还是具有很多重要的生理功能。除了能提供能量及部分营养成分外, 粗纤维还具有刺激咀嚼、胃肠蠕动、充实胃肠道和调节胃肠道微生物区系等作用, 其中对动物的咀嚼和分泌

唾液的刺激作用是非常重要的一面。维持瘤胃正常功能的作用主要表现在可以中和瘤胃发酵产生的有机酸, 保持瘤胃的酸碱度和瘤胃微

生物的活性, 因此当日粮缺乏纤维时, 动物的唾液分泌量将会减少, 造成瘤胃内环境发生变化, 主要是降低瘤胃pH 值, 改变胃肠道内微生物种类及数量以及瘤胃发酵模式, 长此以往, 会对动物的健康造

成损害从而影响生产。

在奶牛、肉牛生产中, 为了提供产奶、生长、繁殖等各方面的能量需要, 日粮的配制通常要以精饲料为主。但是在这种日粮条件下, 常常会造成日粮纤维含量不足, 动物长期采食这样的日粮就会发生

瘤胃酸中毒、蹄叶炎、肝脓肿等各种代谢疾病,降低动物的生产效率。因此要想既为动物提供较高的能量又要避免日粮的负面作用, 确定

反刍动物粗纤维的最低需要量是非常必要的。

目前, 在动物各种营养需要量的制定过程中都会包含纤维素或

中性洗涤纤维( NDF) 等指标, 指定动物纤维的需要量。为了维持动物的最大生产性能并保证动物的健康, 在NDF 需要量的基础上, 研

究不同来源和不同长度的粗饲料对纤维有效性的影响是很有必要的。

自此, 研究者们也在不同领域对纤维有效性展开了广泛的研究, 并

且提出了不同衡量纤维有效性的方法。

经过长期对纤维有效性的研究, 1996 年和1997 年相继提出肉

牛和奶牛的有效中性洗涤纤维的概念。衡量的指标主要选择了动物的咀嚼活性、瘤胃pH 值、奶牛乳脂率等方面。肉牛粗饲料主要定义了

有效中性洗涤纤维( eNDF) , 其主要是与粗饲料的长度相关, 并与动物的咀嚼时间有很好的相关性; 奶牛物理有效中性洗涤纤维( peNDF) 即类似于肉牛的有效中性洗涤纤维, 也采用咀嚼时间衡量粗饲料物

理性状的影响。经过长期的研究, 虽然部分饲料原料的eNDF 指标已

经添加到某些营养标准中了, 但是从目前来看, 要想真正的把eNDF

作为营养因素应用于实践中仍然需要很长的一段时间, 其中最主要

的问题在于确定统一的测定标准和方法。

1 日粮纤维的定义

从营养学观点将纤维定义为:“饲料中被动物缓慢消化或不被消化的饲料碳水化合物成分。”根据对纤维分析方法的不同, 人们常将纤维定义为粗纤维( CF) 、中性洗涤纤维( NDF) 、酸性洗涤纤维( ADF) 或非淀粉多糖( NSP) , 其实这些定义均不能准确地代表饲料纤维的

全部。尽管CF、ADF 和NDF 已成为最常用的纤维分析指标, 但它们在化学组成上都不是单一的。相对而言, NDF 是目前最好的表示纤维的指标, 是将结构性碳水化合物( SC) 与非结构性碳水化合物( NSC)

分开的最好方法, 测定NDF 就是测定了大多数化学组成上被认为是

组成纤维的物质。就某一特定的饲草而言,NDF、ADF 和CF 含量之间

是高度相关的, 但是对于混合日粮, 由于含有不同来源的纤维, 不同方法测定的纤维值之间相关性较弱。

2 日粮中纤维的作用

2.1 提供能量

反刍动物主要依靠瘤胃微生物消化粗纤维, 消化率达到40%～60%。日粮纤维在瘤胃内发酵产生的挥发性脂肪酸( VFA) 是反刍动物主要能量来源,VFA 能提供反刍动物能量需要的70%～80%。

2.2 控制采食量

反刍动物采食量的调节以物理调节为主, 化学调节为辅, 饲料磨碎和颗粒化可增加采食量。粗纤维由于体积大、吸水性强, 有强烈的填充胃肠道的作用, 使动物产生饱感; 纤维素降解产物VFA 也有一定的化学刺激作用, 产生化学调节, 其中乙酸和丙酸对采食量影响较大, 丁酸较弱。

2.3 维护正常的生产性能

如果日粮纤维水平过高, 会导致动物热增耗增加和饲料利用率下降。如果控制在适宜的水平, 则有利于肉牛的肥育, 提高奶牛的产乳量和维持较高的乳脂率。

2.4 改善胴体品质

日粮中纤维水平超过一定值后, 日粮粗纤维每提高1%, 能量消化率下降13%, ME 利用率下降0.19%, 饲料转化率下降3%, 生长下降, 但这些不利影响往往伴随有胴体含脂率下降、瘦肉率上升的正面效果。

2.5 促进胃肠道的消化吸收

胃肠道正常蠕动和反刍是影响养分吸收的重要因素。饲喂纤维可促进胃肠蠕动和粪便的排泄。还对维持正常的微生态系统平衡、促进瘤胃的发育和动物的健康有重要作用。

3 粗饲料长度对动物的影响

3.1 粗饲料长度对动物纤维需要量的影响饲草的长度会影响瘤胃pH 值。由于日粮中大部分NDF 来源于饲草, 这种来源的NDF 的物理结

构决定其能促进咀嚼和唾液的产生( 即缓冲能力) 。通常监测瘤胃环境的指标有乳脂率、瘤胃pH 值、瘤胃挥发性脂肪酸浓度和咀嚼时间。据报道, 切碎的饲草替代粗加工的饲草, 唾液分泌量下降5%。研究饲草长度与总咀嚼时间的关系, 发现3 mm 处为明显的拐点, 超过3 mm 并不能延长咀嚼时间,当饲草长度小于3 mm 时, 日粮中NDF 的含量

须提高几个百分点[ 1 ]。日粮中含有细粉碎的饲草和迅速发酵的淀粉( 如大麦和高湿玉米) 时, 将需要更多的NDF 来维持乳脂率。当日粮纤维主要来源于过短的粗饲料或其他非粗料成分时, NDF 在日粮

中的含量必须提高。

3.2 粗饲料长度对咀嚼行为的影响

反刍动物的咀嚼行为包括采食行为和反刍行为。动物的咀嚼活动与纤维物理形状相关密切, 因此在测定日粮的物理有效中性洗涤纤维

( peNDF)时, 常根据的是动物每千克NDF 的咀嚼时间来确定的。日粮中的粗饲料长度增加时, peNDF 的含量也会增加, 导致总的咀嚼时间、唾液的分泌量的增加和瘤胃的pH 值的变化。饲料的长度能显著影响咀嚼行为。降低粗饲料长度会减少每千克NDF 的咀嚼时间。通过