不同蛋白質(zhì)飼料對反芻動(dòng)物瘤胃內(nèi)環(huán)境及NH3-N 濃度的影響

齊鳴簫

（1，河北省秦皇島市農(nóng)業(yè)綜合行政執(zhí)法支隊(duì) 066000；2，河北省羊產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)秦皇島綜合試驗(yàn)站 066000）

我國作為一個(gè)農(nóng)業(yè)大國，畜牧產(chǎn)業(yè)發(fā)展快速，是我國重要的經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)之一，黃牛、綿羊等反芻動(dòng)物種類多，反芻動(dòng)物的生產(chǎn)性能直接影響廣大養(yǎng)殖戶的經(jīng)濟(jì)效益。反芻動(dòng)物是典型的復(fù)胃動(dòng)物，除了可以消化吸收淀粉、脂肪、蛋白質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)外，其特有的瘤胃中還寄生著大量的有益微生物。這些微生物一方面可以很好地消化利用纖維素，將其分解成可利用的乙酸、丙酸、丁酸等有機(jī)酸，滿足反芻動(dòng)物60%～80%的能量需求。另一方面，還可將宿主代謝過程中產(chǎn)生的氨化物、尿素、硝酸鹽或劣質(zhì)飼料蛋白等非蛋白氮合成機(jī)體發(fā)育所需的氨基酸和維生素。但由于瘤胃中的微生物種類眾多，且不同微生物種群之間存在互生、共生、競爭、拮抗等復(fù)雜關(guān)系，因此，維持瘤胃內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定對正常消化機(jī)能的發(fā)揮有至關(guān)重要的作用。研究發(fā)現(xiàn)，飼糧對瘤胃消化機(jī)能和瘤胃內(nèi)環(huán)境的影響尤為顯著，飼料配方組成不合理可能會(huì)破壞瘤胃內(nèi)環(huán)境，進(jìn)而導(dǎo)致飼料資源浪費(fèi)，降低料肉比。其中，蛋白類飼料作為動(dòng)物飼糧的重要組成部分，探究其在瘤胃中的消化代謝規(guī)律及其對瘤胃內(nèi)環(huán)境的影響顯得尤為重要。

1 不同飼料對反芻動(dòng)物瘤胃內(nèi)環(huán)境的影響

飼料是指在合理飼喂下能供給動(dòng)物生長所需營養(yǎng)成分，保證動(dòng)物健康生長，且不產(chǎn)生有毒有害作用的可飼用物質(zhì)。瘤胃微生物菌群作為反芻動(dòng)物消化系統(tǒng)的主要組成部分，在動(dòng)物生長發(fā)育過程中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。研究發(fā)現(xiàn)，瘤胃微生物數(shù)量、種類及分布容易受到飼喂時(shí)間、飼料種類、用量及瘤胃內(nèi)容物的流通率等的影響[1]。前人利用不同飼料飼喂反芻動(dòng)物后，對其瘤胃內(nèi)環(huán)境產(chǎn)生哪些影響進(jìn)行研究，馮偉業(yè)研究發(fā)現(xiàn)，不同品質(zhì)粗飼料日糧會(huì)顯著影響綿羊瘤胃細(xì)菌數(shù)量，且細(xì)菌總數(shù)隨粗飼料品質(zhì)的提高而增加；但對瘤胃內(nèi)纖維酶、果膠酶酶活性無顯著作用[2]。鄭琛發(fā)現(xiàn)，全混合顆粒飼糧飼喂綿羊，采食較快，反芻次數(shù)很少，采食時(shí)間也比較短；全混合顆粒料飼喂綿羊，其瘤胃pH 相對較高，總氮和蛋白氮的濃度較低；得出可以給綿羊飼喂整粒谷實(shí)的結(jié)論[3]。馮輝等研究發(fā)現(xiàn)，僅限制蛋白營養(yǎng)的試驗(yàn)組和能量、蛋白同時(shí)限制的試驗(yàn)組均會(huì)對蒙古羔羊瘤胃內(nèi)環(huán)境產(chǎn)生顯著影響，僅限制日糧中能量的試驗(yàn)組無顯著影響[4]。

蛋白質(zhì)飼料是指自然含水率不足45%，干物質(zhì)粗纖維含量低于18%，但粗蛋白質(zhì)含量大于等于20%的一類飼料。常見的蛋白質(zhì)飼料主要包括動(dòng)物性、植物性蛋白質(zhì)飼料、單細(xì)胞蛋白質(zhì)及非蛋白氮四大類。添加蛋白質(zhì)飼料后能為能量飼料補(bǔ)充蛋白質(zhì)，試驗(yàn)日糧中能維持蛋白質(zhì)平衡。研究發(fā)現(xiàn)，蛋白飼料的結(jié)構(gòu)、來源、添加比例和加工過程等都可能影響瘤胃的降解性能、瘤胃微生物的數(shù)量和分布狀況[5-7]。但羅成等研究發(fā)現(xiàn)，不同蛋白質(zhì)飼料對瘤胃內(nèi)微生物結(jié)構(gòu)的影響不顯著[1]。

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的高度發(fā)展，人們對動(dòng)物福利的重視程度越來越高。同時(shí)農(nóng)業(yè)部調(diào)查顯示，植物性蛋白飼料的飼喂效果比動(dòng)物性蛋白飼料的飼喂效果好。因此，我們要加大對植物性蛋白飼料的開發(fā)與利用[8]，植物性蛋白質(zhì)飼料具有種類多、來源廣、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，主要包括豆科籽實(shí)、油料餅粕和其他制造業(yè)的副產(chǎn)品。鄧露芳等研究發(fā)現(xiàn)，粕類飼料原料可在微生發(fā)酵作用下轉(zhuǎn)化為優(yōu)質(zhì)的蛋白質(zhì)飼料[9]。大豆餅粕是我國最常用的植物性蛋白飼料，其適口性好，飼喂價(jià)值在餅粕類飼料中最高，在判定其他植物餅粕飼用價(jià)值時(shí)，通常將其作為對照飼料；而棉籽餅和菜籽餅分別是棉籽和油菜籽經(jīng)壓榨取油后的副產(chǎn)物，同樣具有很高的利用價(jià)值，可以作為反芻動(dòng)物優(yōu)質(zhì)的蛋白原料。研究發(fā)現(xiàn)，在水牛飼料中添加豆類蛋白質(zhì)可以增加瘤胃內(nèi)黃色和白色瘤胃球菌等微生物數(shù)量[10]。郭春華等研究發(fā)現(xiàn)，反芻動(dòng)物可以利用黑曲霉和米曲霉將豆粕、棉粕和菜粕等農(nóng)副產(chǎn)品進(jìn)行發(fā)酵，奶牛采食這種發(fā)酵蛋白質(zhì)飼料后可以提高抗病力，防治乳房炎，提高產(chǎn)奶量，降低飼料成本，提高經(jīng)濟(jì)效益[11]。

2 瘤胃中NH3-N 濃度的變化及影響因素

現(xiàn)階段，全球生態(tài)環(huán)境問題面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，有研究發(fā)現(xiàn)，反芻動(dòng)物在飼養(yǎng)過程中會(huì)通過糞尿等途徑排放出大量的氮及尿素等有害物質(zhì)，尿素在氨化后會(huì)產(chǎn)生大量的氨氣等有毒氣體，嚴(yán)重危害生態(tài)環(huán)境，甚至威脅人類健康。反芻動(dòng)物體內(nèi)的尿素循環(huán)系統(tǒng)可以將自身代謝過程中產(chǎn)生的尿素通過瘤胃壁擴(kuò)散或轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)入胃腸道，在脲酶作用下轉(zhuǎn)化為氨態(tài)氮，從而為瘤胃微生物蛋白合成提供氮源。綜上所述，若反芻動(dòng)物對氮的利用率過低不僅是對飼料資源的一種浪費(fèi)，甚至?xí)廴经h(huán)境，從而提高生態(tài)與生產(chǎn)成本。特別是現(xiàn)在飼料原料價(jià)格持續(xù)攀升，“人畜爭糧”矛盾日益突出等形勢下，如何通過調(diào)控日糧配方來提高反芻動(dòng)物氮利用效率已成為現(xiàn)階段畜牧業(yè)發(fā)展亟待解決的科學(xué)問題。

瘤胃內(nèi)NH3-N 濃度是衡量日糧利用效率的重要指標(biāo)，其濃度高低受日糧氮含量、瘤胃內(nèi)微生物對飼料蛋白質(zhì)分解發(fā)酵程度、動(dòng)物機(jī)體能量水平及含氮物質(zhì)循等多重因素的影響。研究發(fā)現(xiàn)，動(dòng)物采食后瘤胃內(nèi)的微生物活性會(huì)增強(qiáng)，對飼料的分解效率增強(qiáng)，NH3-N 濃度升高，同時(shí)代謝過程中產(chǎn)生的NH3-N 可作為氮源用于合成瘤胃內(nèi)微生物蛋白。隨著微生物蛋白合成及瘤胃壁的吸收，內(nèi)容物進(jìn)入消化道后半段，NH3-N 濃度又可恢復(fù)至正常水平，保持動(dòng)態(tài)平衡。飼料中的外源蛋白質(zhì)進(jìn)入瘤胃后，在微生物蛋白質(zhì)分解酶、肽酶作用下生成肽和氨基酸，大多數(shù)氨基酸進(jìn)一步被降解成揮發(fā)性脂肪酸、氨和二氧化碳。許多瘤胃細(xì)菌又能利用產(chǎn)生的氨和肽類以及游離氨基酸進(jìn)行微生物蛋白質(zhì)的合成。蛋白質(zhì)在瘤胃降解產(chǎn)生的氨還可被瘤胃壁吸收，經(jīng)過血液循環(huán)被運(yùn)送到肝臟，并轉(zhuǎn)變成尿素，其中一部分尿素會(huì)經(jīng)過血液循環(huán)返回到瘤胃中，再次被瘤胃微生物降解成氨，這個(gè)過程稱為瘤胃氮素循環(huán)。綜上所述，反芻動(dòng)物利用NH3-N 合成微生物，對節(jié)約飼料蛋白質(zhì)具有重要的意義[12]。氨是飼料蛋白質(zhì)被生物降解和再利用過程的中間產(chǎn)物，其在瘤胃中的濃度受飼糧種類、飼喂次數(shù)、方式及個(gè)體差異、瘤胃微生物活性、種類、分布等多種因素影響，如果蛋白質(zhì)或含氮物被降解得非常快，瘤胃微生物利用氨的能力小，則氨就會(huì)在瘤胃內(nèi)大量累積，其濃度超過微生物所能利用的最大濃度，導(dǎo)致氨過分被吸收進(jìn)入血液，就會(huì)出現(xiàn)氨中毒現(xiàn)象，因此，維持適宜的NH3-N 濃度是保證微生物蛋白產(chǎn)量的前提，可以從根本上節(jié)約養(yǎng)殖成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。目前尚無學(xué)者研究出最適宜微生物生長的瘤胃內(nèi)NH3-N 濃度，所得的試驗(yàn)結(jié)果差異較大。但Leng RA 等通過研究瘤胃氮代謝過程得出瘤胃內(nèi)微生物對NH3-N 濃度承受的臨界范圍[13]。此外，Khorasani等研究發(fā)現(xiàn)，以玉米、大麥、大豆粕及麩質(zhì)粉共同飼喂乳牛，瘤胃pH 無顯著變化，該研究結(jié)果與Casper 的試驗(yàn)結(jié)果一致。呂永艷和劉建雷等研究發(fā)現(xiàn)，不同水平的全棉籽顯著或極顯著影響瘤胃內(nèi)的NH3-N 濃度，但均處于正常范圍[14]。王濰波研究了不同植物蛋白對山羊瘤胃液內(nèi)環(huán)境的影響，得出NH3-N濃度呈先上升后下降的趨勢[15]。除此之外，羅成等研究發(fā)現(xiàn)，飼喂棉籽粕和菜籽對反芻動(dòng)物瘤胃NH3-N 濃度無顯著影響，但在飼料中添加玉米蛋白粉則會(huì)顯著降低山羊瘤胃內(nèi)發(fā)酵產(chǎn)生NH3-N 的速度[1]。分別將玉米和大豆餅組合，大麥和菜籽餅組合后飼喂反芻動(dòng)物，試驗(yàn)結(jié)果表明，不同日糧組合對瘤胃內(nèi)NH3-N 濃度無顯著影響。

3 小結(jié)

瘤胃作為反芻動(dòng)物特有的消化器官，因其強(qiáng)大的纖維分解能力，有著“天然發(fā)酵罐”的美稱，包含細(xì)菌、真菌、噬菌體、纖毛蟲等多種有益微生物，因此，消化道菌群的多樣性對宿主健康至關(guān)重要。在長期相互選擇和適應(yīng)過程中，瘤胃微生物和宿主之間形成一種相互制約、相互依賴的動(dòng)態(tài)平衡關(guān)系。但眾多研究發(fā)現(xiàn)，不同的飼料配方對瘤胃微生態(tài)環(huán)境的影響較大，如有研究發(fā)現(xiàn)，在一定范圍內(nèi)提高蛋白質(zhì)添加量可顯著增加瘤胃中的細(xì)菌數(shù)[10]。綜上所述，了解并有效調(diào)控瘤胃獨(dú)特微生物區(qū)系，合理調(diào)節(jié)飼料中蛋白質(zhì)的添加比例，改良飼糧配方，可為改善反芻動(dòng)物瘤胃內(nèi)環(huán)境，提高反芻動(dòng)物飼料利用率，增加菌體蛋白合成量，降低飼料成本，提高經(jīng)濟(jì)效益，減輕其對環(huán)境的壓力奠定理論基礎(chǔ)。