粗饲料长度对反刍动物的营养调控

李美鑫，张爱忠，姜　宁，叶　明，陈　勇，焦　镭（黑龙江八一农垦大学动物科技学院，黑龙江　大庆　163319）



粗饲料长度对反刍动物的营养调控

李美鑫，张爱忠*，姜宁，叶明，陈勇，焦镭
（黑龙江八一农垦大学动物科技学院，黑龙江大庆163319）

摘要：粗饲料是反刍动物重要的营养来源，粗饲料的长度是影响反刍动物采食和消化的重要指标之一。适当地调整粗饲料长度，可以发挥其最大的营养价值，并达到优化动物的采食、瘤胃功能及生产性能的作用。文章从粗饲料长度的测定方法以及对反刍动物采食活动、瘤胃消化代谢、生产性能的影响进行论述。

关键词：反刍动物；粗饲料长度；采食活动；消化代谢；生产性能

反刍动物具有多室胃，决定了其独特的消化特性，可通过反刍活动和瘤胃内的微生物发酵作用，降解和消化日粮中难以被单胃动物和禽类消化利用的纤维物质。草茎类植物含纤维素较多，虽然较难被动物消化利用，但其也具有重要的生理功能，如刺激咀嚼、胃肠蠕动、丰富胃肠道微生物区系等，对维持正常机体健康、满足营养需要具有重要作用。

粗饲料是反刍动物重要的营养来源，其纤维素含量丰富，是反刍动物一种必需营养素[1]。1976年，Van Soest提出测定饲料纤维性物质的指标，包括中性洗涤纤维（NDF）、酸性洗涤纤维（ADF）、酸性洗涤木质素（ADL）等[2]。日粮中纤维的物理特性主要体现在粗饲料上，是影响动物健康生理状态和稳定生产性能的重要指标。影响反刍动物摄取粗饲料的因素主要是粗饲料的化学特性和物理特性（长度），而粗饲料的长度是影响反刍动物采食和消化的重要指标之一。适当地调整粗饲料长度，可以发挥其最大的营养价值，并达到优化动物的采食、瘤胃功能及生产性能的作用。

1　测定方法

测定粗饲料长度及其分布情况的方法主要有宾州筛（PSPS）法、Z-box法和回归分析法，三者在测定粗饲料颗粒大小分布上各有特点，其中Z-box法在我国应用较少，回归分析法为理论计算法，而以PSPS为工具的测定方法最为广泛。PSPS法是用一个水平振动的复筛系统去量化粗饲料或全混合日粮颗粒大小及分布情况；Z-box法由日本国家农业合作委员会与矿工协会联合研发，其操作程序与PSPS法相似，所得结果与PSPS法一致，但其测定步骤增加了依据饲料类型选择筛网，实际操作中这个方法用的较少[3]。回归分析法是由Mertens在饲料中性洗涤纤维进食量与总咀嚼时间之间建立的回归关系。在3种粗饲料颗粒大小测定方法中，PSPS法操作简单，获得数据和分析数据比较容易，大多数奶牛场都用PSPS法来测定奶牛粗饲料长度及其分布。Kmicikewycz等在使用宾州筛时进行了升级，将其变成5层筛，孔径也比传统的宾州筛多了一层（4 mm），使其在测定饲料颗粒大小分布时更精确[4]。应用PSPS法测定全混合日粮的颗粒大小分布情况主要是应用在奶牛生产中，在测定羊的粗饲料长度方面还较少。

2　对反刍动物采食行为和采食量的影响

反刍动物的咀嚼行为可以划分为采食行为和反刍行为，其中反刍行为又分为逆呕、再咀嚼、再混入唾液和再吞咽4个过程。研究表明，反刍动物日粮中粗饲料长度是影响奶牛采食行为、反刍行为及采食量的重要因素，随着粗饲料长度的变化，刺激咀嚼活动和唾液的分泌程度也不同。反刍动物采食较粗糙的干草和青贮料所需要的采食和反刍时间较长，而采食细粉碎的粗饲料时，采食和反刍时间相对较短。

2.1对反刍动物采食行为的影响

日粮中粗饲料长度能显著影响反刍动物的采食行为。关于粗饲料长度对动物反刍活动的影响已有较多报道，多数研究发现增加粗饲料颗粒长度促进了动物反刍，原因在于增加了饲料在瘤胃中的滞留时间，并降低了瘤胃外流速度；但也有研究发现，改变粗饲料长度不影响动物的反刍时间，原因在于降低粗饲料长度的同时增加了采食量[5]。研究发现，苜蓿干草长度切短（20 mm）和粉碎（4 mm）混合比例的增加刺激了山羊咀嚼活动，山羊反刍和咀嚼时间分别线性提高，采食时间则趋向于二次曲线变化，各处理采食时间日变化规律相似，最高值均出现在饲喂时（8: 00和20: 00）[6]。栗文钰等配制3种不同切割长度的青贮玉米TMR日粮，结果表明，随着日粮粗饲料长度的增加，奶牛的咀嚼活动（包括采食时间、反刍时间、咀嚼时间等）都随之增加[7]。曾银等也发现，随着日粮粗饲料长度的增加，反刍动物对干物质反刍时间、咀嚼时间也呈增加趋势[8]。孔庆斌将苜蓿干草铡成2、4 cm和全长3种长度饲喂小母牛，结果表明，小母牛喜欢采食2 cm的短草，采食短草的数量多于长草，且减少了短草日粮组的采食次数，提高了采食速度[9]。贺鸣发现，苜蓿干草2 cm组奶牛的采食时间显著低于4和8 cm组（P< 0.05）[10]。Alamouti等指出，尽管在整个咀嚼活动中，采食和反刍的时间都没有受到苜蓿长短的影响，但采食每千克中性洗涤纤维（NDF）的时间以采食长苜蓿为基础的干草显著高于短苜蓿为基础的干草（P<0.05）[11]。聂普也认为，羊草切割长度对奶牛的反刍时间和总咀嚼时间都没有显著影响（P> 0.05），但对奶牛采食时间有显著影响（P<0.05），对奶牛每千克NDF的采食时间有极显著的影响（P< 0.01）[12]。所以，粗饲料来源和颗粒大小的不同，虽然造成了反刍动物采食行为的差异，但一般情况下，随着粗饲料长度的增加，反刍动物采食时间、咀嚼时间及反刍时间增加。

2.2对反刍动物采食量的影响

日粮粗饲料长度对反刍动物采食量有重要的影响。一般认为日粮中较长的粗饲料在瘤胃中消化速度慢，从而限制反刍动物干物质采食量。Einarson等指出，减小泌乳奶牛日粮中粗饲料长度能够增加干物质和有机物质的采食量[13]。Kmicikewycz等研究发现，降低玉米青贮长度能够显著增加了奶牛整个试验时期TMR和总的干物质采食量（P<0.05）[4]。随着苜蓿干草长度变短，奶牛干物质采食量和中性洗涤纤维采食量均呈线性增加[8]。同时，随着苜蓿干草粒度的增加，山羊的干物质采食量降低[14]。林嘉等研究发现，随着稻草复合颗粒饲料长度的增加，湖羊采食量显著增加（P<0.05），长为2.5cm的颗粒料适口性优于直径为8 mm的颗粒料，说明不同的复合处理技术也是影响秸秆颗粒饲料适口性的重要因素之一[15]。栗文钰等则得出不同结论，随着奶牛日粮粗饲料长度的增加，干物质采食量、中性洗涤纤维采食量等没有显著的影响（P>0.05）[7]。马冬梅等研究发现，随着羊草长度的减小，奶牛干物质采食量略有提高，但粗饲料处理组间差异不显著（P>0.05）[16]。由此可知，反刍动物的采食量随着粗饲料长度的不同而出现差异，因为不同的反刍动物要求的粗饲料长度不同，牛一般要求4～5 cm，羊为2～3 cm，粗饲料在这个长度范围内会使动物采食量呈增加趋势，也可能是因为在不同试验中使用的粗饲料不同，如饲草种类不同或同种饲草的品质和来源不同，如改变苜蓿干草、羊草或苜蓿青贮、玉米青贮颗粒大小，对反刍动物干物质采食量的影响也有所不同。

3　对反刍动物瘤胃消化代谢的影响

现在的养殖模式是大量利用高能精料日粮，而反刍动物采食的纤维素含量已成为判断是否可以有效预防亚急性瘤胃酸中毒（SARA）的指标。粗饲料长度对维持瘤胃正常功能具有重要作用。唾液的分泌与摄食、咀嚼和反刍活动有关，而进食、咀嚼和反刍活动又与粗饲料长度有关。一般情况下，较长或较粗糙的粗饲料，动物采食、咀嚼和反刍的时间长，唾液分泌多，对瘤胃液的缓冲能力更强。

随着日粮粗饲料长度降低，并没有对瘤胃发酵产生负面影响[17]。而在奶牛日粮中需要有较长的粗饲料，用以保持适当的瘤胃功能[18]。当反刍动物瘤胃pH<6.0时，反刍动物对纤维的消化率将受到显著抑制（P<0.05），最适宜纤维消化的pH约为6.5。增加苜蓿干草粒度，能够有效缩短瘤胃pH<6.0和5.6的消化时间，缓解动物亚瘤胃酸中毒，提高纤维的有效降解率，降低干物质采食量[14]。Gimeno等研究发现，干轧处理玉米的高颗粒度有利于瘤胃发酵，其降低了微生物酶解淀粉率和发酵率，同时促进了更均匀的进气模式[19]。曾银等研究发现，随着粗饲料长度的增加，pH升高，乙酸和丙酸比值上升，氨态氮含量呈上升趋势，总挥发性脂肪酸（VFA）含量下降[8]。反之日粮粗饲料长度减小，微生物对其表面的接触面积增加，瘤胃消化功能增强，VFA产量提高，pH降低，乙酸和丙酸比值显著降低（P< 0.05）[16, 20-21]。王亮亮研究指出，TMR日粮中不同的粗饲料长度对瘤胃pH、氨肽氮、VFA总量、VFA组成以及乙酸与丙酸比值无显著性差异（P>0.05），不论是玉米粒度还是苜蓿长度的不同，瘤胃发酵指标的变化都不显著[22]。Alamouti等研究发现，瘤胃pH 和VFA的浓度没有受到日粮粗饲料长度的影响，但牛在饲喂高水平中性洗涤纤维时，瘤胃液中丁酸盐比例升高[11]。由此得出，增加粗饲料长度，可以缓解反刍动物亚瘤胃酸中毒；粗饲料长度轻微的变化不会对反刍动物瘤胃发酵产生负面影响。

4　对反刍动物生产性能的影响

粗饲料长度通过影响粗饲料的采食速度、瘤胃中的滞留时间和消化率，进而影响采食量、碳水化合物的利用、各种营养物质的消化吸收和生产性能，与其他指标相比，产奶量与乳成分受物理性状影响较小。

粗饲料切割长度减小对反刍动物生产性能有积极影响。对于泌乳早期奶牛的能量状况方面，随着玉米青贮和苜蓿干草长度的降低，NDF和粗蛋白质的表观消化率显著增加（P<0.05），但同时非结构性碳水化合物的表观消化率降低，随着青贮饲料长度的降低，奶牛乳脂率及乳脂矫正乳产量均下降[17]。王亮亮比较了TMR中不同粗饲料长度对泌乳奶牛的影响，结果表明，细粉碎玉米和铡切较短的苜蓿草可以用于中低产牛的饲喂，能够保持其生产性能[22]。饲喂短的玉米青贮全混合日粮可提高奶牛产奶量、蛋白质和乳糖含量，并且以短干草为基础的日粮中乳糖含量较高[4, 11]。马冬梅等将羊草切割长度为1、5、9 cm后分别添加到奶牛日粮中，结果表明，羊草长度为5 cm时养分的利用率最佳，同时能够提高奶牛的生产性能[16]。Fredin等研究表明，饲喂低淀粉含量和较粗的日粮，乳脂校正乳产量可以保持或改善[21]。Yang等研究发现，将玉米青贮料作为奶牛日粮中唯一的粗饲料，随着粗饲料长度的增加，奶牛物理有效纤维的摄入量相应增加，产奶量有线性增加的趋势，而对乳成分没有影响[23]。Seymour等研究发现，干物质采食量和产奶量成正相关，粗饲料长度对奶成分尤其是乳脂率的影响不显著（P<0.05）[24]。Firkins等研究表明，粗饲料中NDF与产奶量呈线性正相关，与乳脂率呈二次线性正相关，与奶中蛋白质含量、脂肪和蛋白质的比率的关系不显著（P>0.05）[25]。说明对粗饲料进行适当的粉碎或切割对反刍动物的生产具有积极影响。

5　小　结

反刍动物需要通过粗饲料来维持正常的采食、瘤胃消化代谢和生产，而粗饲料长度显得尤为重要。粗饲料长度的增加使反刍动物唾液分泌、咀嚼活动增加，瘤胃pH、乙酸与丙酸比值和乳脂率升高。粗饲料长度的减小使其在瘤胃中发酵分解更容易，食糜过瘤胃速度更快，奶牛的咀嚼时间和唾液的分泌量减少，瘤胃pH和乙酸和丙酸的比值降低。因此，反刍动物粗饲料长度的确定，需要根据不同畜种、不同生理状态、不同生产性能以及不同粗饲料种类进行综合判定。

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Nutrition Regulation of the Length of Roughage on Ruminant

LI Meixin, ZHANG Aizhong*, JIANG Ning, YE Ming, CHEN Yong, JIAO Lei
（College of Animal Science and Veterinary Medicine, Heilongjiang Bayi Agricultural University, Daqing 163319, Heilongjiang China）

Abstract:Roughage is an important source of nutrition for ruminant. The length is an important indicators to roughage, which affects feed intake and digestion. Proper adjustment of the length of roughage can maximize its nutri⁃tional value, and achieve the optimization of feed intake, ruminal function and production performance. The measure⁃ment, the effect of roughage length on ruminant intaking, ruminal digestion and metabolism, and production perfor⁃mance were discussedin this paper.

Key words:ruminant; the length of roughage; intaking activity; digestive metabolism; productionperformance

*通讯作者：教授，博士生导师，E-mail: aizhzhang@sina.com

作者简介：李美鑫（1991-），女，黑龙江牡丹江人，硕士研究生，研究方向为动物营养与饲料科学。

基金项目：黑龙江省农垦总局科技攻关项目（HNK10A-08-05-02，HNK125B-11-05）；“十二五”国家科技支撑计划课题（2012BAD12B02）

收稿日期：2015-04-17

中图分类号：S816.5；S823

文献标志码：A

文章编号：1001-0084（2015）05-0019-04