中性洗滌纖維在反芻動物營養調控中的應用

袁翠林，于子洋，王利華（青島農業大學動物科技學院，山東青島　266109）

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中性洗滌纖維在反芻動物營養調控中的應用

袁翠林，于子洋，王利華*
（青島農業大學動物科技學院，山東青島266109）

摘要：中性洗滌纖維在粗飼料中含量豐富，對反芻動物具有一定的營養價值。文章對中性洗滌纖維在反芻動物干物質采食量、營養物質消化率、瘤胃內環境、產奶量和乳脂率方面的營養調控作用進行了綜述，并介紹了其在未來研究中所需解決的問題。

關鍵詞：中性洗滌纖維；反芻動物；營養調控

粗飼料普遍應用于反芻動物日糧中，其碳水化合物含量豐富，而中性洗滌纖維（NDF）作為碳水化合物的重要組成部分，其含量>50%。中性洗滌纖維主要包括纖維素、半纖維素和木質素等成分，代表飼料中結構性碳水化合物，能夠反映動物對飼料的咀嚼、消化等特性。相對于粗纖維來說，以NDF含量來反映日糧中纖維物質營養更具科學性，研究其在日糧中最佳水平對于日糧的合理配制及利用也極具有重要意義。日糧中含有一定量的NDF能夠保證反芻動物唾液分泌、反芻行為及瘤胃內環境的正常和穩定，并且日糧中NDF對反芻動物的采食量、營養物質消化率、瘤胃內環境及其生產性能具有一定的調控作用[1]。

1　NDF對干物質采食量的調控

干物質采食量（DMI）決定著維持動物健康和生產所需營養物質的濃度，是科學配制反芻動物飼糧的前提。目前，瘤網胃被認為是消化道調控采食量的主要調控位點。由于食糜能夠通過對瘤網胃的填充和膨脹，占據瘤胃空間，阻礙動物采食，故DMI很大程度上受到瘤網胃物理性填充程度的影響[2]。另外，反芻動物的瘤網胃壁上分布了許多連續的接觸性受體，食糜重量和體積的累積會對這些受體造成刺激，通過中樞神經系統進行調控，反射性地抑制動物的采食行為，限制動物的干物質采食量。而飼糧中NDF在瘤網胃中發酵及流速均比非纖維成分要慢，其消化程度和降解速率會影響瘤胃食糜的體積，故在瘤網胃物理填充機制中占據重要位置，被認為是DMI的主要調控因子。

關于日糧中中性洗滌纖維濃度對反芻動物采食量的影響在研究報道中一直存在著爭議。Kononoff等研究表明，降低日糧中物理有效洗滌纖維（peNDF）濃度能增加奶牛對干物質和peNDF的攝入量[3]。然而，Yang等認為日糧中的peNDF濃度不會影響奶牛DM、NDF和氮等營養物質的攝入量[4]。劉光前等研究表明，NDF含量能夠直接影響奶牛采食后瘤胃的豐盈程度，當日糧中含有較高的NDF時，瘤胃會快速充滿而減少DMI；當日糧中NDF含量較低時，則會抑制能量的攝入量，也會導致DMI降低。故可根據日糧中NDF水平來確定DMI的上下限[3]。Allen等報道，飼糧中NDF含量>25%時，DMI與NDF含量呈負相關[6]。范鋌選用3組泌乳中期的經產荷斯坦奶牛，分別飼喂含NDF 40%、43% 和46%的日糧，結果表明，DMI隨著NDF水平的升高而顯著降低（P<0.05），NDF水平每升高1個百分點，DMI降低約0.5 kg[2]。

2　NDF對營養物質消化率的調控

日糧中一定含量的NDF有助于維持反芻動物正常的消化功能。若日糧中纖維性物質過少，則不能有效刺激動物對飼料的咀嚼和反芻，并縮短飼料在瘤胃中停留的時間，不利于營養物質的消化吸收。但若纖維性物質過多，會致使瘤胃中易消化的碳水化合物含量減少，降低瘤胃微生物對營養物質的消化利用。張立濤等研究表明，飼糧中NDF水平能夠顯著影響肉用綿羊對營養成分的表觀消化率（P<0.05），其表觀消化率與飼糧中NDF水平呈現二次相關，均有先升高后降低的趨勢[7]。周漢林等研究發現，日糧NDF水平對中國荷斯坦生長公牛的干物質（DM）、有機物（OM）、NDF和酸性洗滌纖維（ADF）的表觀消化率均有影響，DM和OM的表觀消化率隨著日糧中NDF水平的增加而降低，NDF 和ADF表觀消化率則隨之線性增加，但其對淀粉的表觀消化率無顯著影響（P>0.05）。另外，能量表觀消化率也隨著NDF水平的升高而降低[8]。這主要是由于日糧中纖維水平是反映消化道內源蛋白質排出量的主要影響因素，若纖維含量高，糞內源氮排出量增加，從而降低了日糧的可利用能值，說明動物對NDF含量高的飼料能量利用率較低。孔祥浩等給4月齡羯羊定量飼喂NDF水平分別為30%、35%、 40%和45%的等能等氮日糧，結果表明，NDF 45%日糧組的干物質表觀消化率顯著低于其他日糧組（P<0.05），而未顯著影響到各組日糧的有機物、粗蛋白質、淀粉及各纖維成分的表觀消化率（P> 0.05），但NDF 30%和NDF 45%日糧組相應指標均較低，綜合分析，確定肉羊日糧的適宜NDF水平為35%～45%[9]。

3　NDF對瘤胃內環境的調控

反芻動物的瘤胃內環境狀況直接影響動物機體的健康，而瘤胃pH是衡量瘤胃生理狀況的理想指標，其高低是由食糜中揮發性脂肪酸與唾液中緩沖鹽等因素綜合作用的結果[10]。日糧中纖維性碳水化合物在反芻動物體內經瘤胃發酵會產生乙酸、丙酸、丁酸等揮發性脂肪酸，雖然部分會被瘤胃壁吸收或進入消化道后段，但仍在一定程度上影響瘤胃pH。大量研究發現，日糧中NDF對瘤胃內pH具有一定的營養調控作用。有研究表明，日糧中纖維物質能夠結合H+，可起到緩沖作用，同時還能通過咀嚼促進動物唾液分泌的增加，間接增強瘤胃緩沖能力。徐俊等以干奶牛為瘤胃液供體，用體外培養法研究不同日糧中性洗滌纖維水平對瘤胃發酵和消化的影響，結果表明，日糧中添加NDF 36%組的pH和NH3-N濃度均顯著高于NDF 32%組（P< 0.05），即NDF水平會顯著影響瘤胃pH和NH3-N濃度（P<0.05），適宜的纖維水平對能量的供應和瘤胃發酵環境的正常有著重要的影響[11]。張立濤等報道，瘤胃pH與飼料中NDF含量呈負相關，這是由于當日糧中NDF含量較低時，不能刺激動物分泌較多的唾液，以致瘤胃內環境pH降低，進而改變了腸道內微生物種類、數量以及瘤胃發酵模式；當NDF含量過多時，因動物機體對NDF的消化能力有限，造成瘤胃酸產量減少，pH升高[12]。

4　NDF對產奶量和乳脂率的調控

日糧中纖維性碳水化合物在反芻動物瘤胃內能夠產生揮發性脂肪酸，反芻動物所需能量的70%～ 80%都是由揮發性脂肪酸提供的，并且揮發性脂肪酸還是乳糖和乳脂合成的重要前體物，而乙酸與丙酸的比例能夠影響乳脂率。當日糧中含有較多的NDF時，乙酸產量增高，使乳脂率提高；NDF含量較低時，乙酸濃度降低，即乙酸與丙酸比值降低，乳脂率下降，但會促進乳糖合成和體脂沉積，有利于動物的育肥[13]。Kendall等給泌乳早期的荷斯坦奶牛分別飼喂含NDF 28%和NDF 32%的日糧，結果表明，奶牛產奶量隨著日糧NDF水平的增加而降低，且含NDF 28%日糧組的乳脂產量顯著高于NDF 32%水平日糧組（P<0.05）[14]。范鋌研究表明，不同NDF水平的日糧對奶牛產奶量的影響不顯著（P>0.05），含NDF 40%和43%日糧組的產奶量均要高于含NDF 46%日糧組，這與奶牛的DMI和泌乳凈能攝入量是相適應的；乳脂率則隨著NDF水平的提高而增加，NDF 40%日糧組的乳脂率顯著低于NDF 43%和46%日糧組的乳脂率（P<0.05）[2]。造成產奶量不同的原因可能是所用的粗飼料來源不同，但據報道，不同粗飼料來源的日糧中NDF水平與產奶量之間并無相關性。Yang等研究發現，雖然日糧中peNDF濃度沒有顯著地影響牛奶中脂肪、蛋白質和乳糖的含量（P>0.05），但乳脂含量隨著peNDF濃度的降低而降低[4]。Yang等還研究發現，這種乳脂含量的下降與瘤胃pH和乙酸/丙酸下降一致[15]。關于NDF在泌乳動物日糧中的具體添加量，不同動物有不同的標準。NRC要求奶牛日糧中應含有NDF 25%～30%以維持乳脂肪的穩定。

5　展望

NDF在反芻動物日糧配比中占有重要位置，通過調整日糧中NDF水平能夠改善反芻動物的采食量和消化率，進而影響動物機體的健康和生產性能。然而，NDF對反芻動物的生理營養作用效果會根據NDF來源、動物種類、環境等因素的改變而有所改變。例如，非粗飼料來源的NDF在維持瘤胃pH、乳脂率及刺激動物咀嚼等方面的有效性不如粗飼料來源的NDF。另外，有研究發現，日糧中NDF與非纖維性碳水化合物或無氮浸出物的比例對反芻動物的采食量和瘤胃發酵狀況有很重要的影響[16]。由于反芻動物對NDF的消化機制及利用機制的復雜性，我國目前還尚未有較完整的NDF飼養標準，故對于NDF的理想添加量及利用方式仍需進一步研究。

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Neutral Detergent Fiber Application in Ruminant Nutritional Regulation

YUAN Cuilin, YU Ziyang, WANG Lihua*
（College of Animal Science and Technology, Qingdao Agricultural University, Qingdao 266109, Shandong China）

Abstract:Content of neutral detergent fiber in roughage is rich, it has certain nutritional value for ruminants. In this paper, the nutritional regulation function of neutral detergent fiber in dry matter intake, nutrient digestibility, rumen environment, milk production and butter fat rate were reviewed. Its need to be addressed in future research is?sues were introduced.

Key words:neutral detergent fiber; ruminant; nutritional regulation

*通訊作者：教授，碩士生導師，E-mail: lhwang2007@sina.com

作者簡介：袁翠林（1989-），女，內蒙古呼倫貝爾人，碩士研究生，研究方向反芻動物營養與飼料科學研究，

基金項目：山東省現代農業產業技術體系羊產業創新團隊（SDAIT-09-011-04）

收稿日期：2014-12-26

中圖分類號：S816.5

文獻標志碼：A

文章編號：1001-0084（2015）02-0029-03