不同蛋白質飼料對反芻動物瘤胃內環(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 066000；2，河北省羊產(chǎn)業(yè)技術體系創(chuàng)新團隊秦皇島綜合試驗站 066000）

我國作為一個農(nóng)業(yè)大國，畜牧產(chǎn)業(yè)發(fā)展快速，是我國重要的經(jīng)濟支柱產(chǎn)業(yè)之一，黃牛、綿羊等反芻動物種類多，反芻動物的生產(chǎn)性能直接影響廣大養(yǎng)殖戶的經(jīng)濟效益。反芻動物是典型的復胃動物，除了可以消化吸收淀粉、脂肪、蛋白質等營養(yǎng)物質外，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、丁酸等有機酸，滿足反芻動物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、硝酸鹽或劣質飼料蛋白等非蛋白氮合成機體發(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、拮抗等復雜關系，因此，維持瘤胃內環(huán)境的穩(wěn)定對正常消化機能的發(fā)揮有至關重要的作用。研究發(fā)現(xiàn)，飼糧對瘤胃消化機能和瘤胃內環(huán)境的影響尤為顯著，飼料配方組成不合理可能會破壞瘤胃內環(huán)境，進而導致飼料資源浪費，降低料肉比。其中，蛋白類飼料作為動物飼糧的重要組成部分，探究其在瘤胃中的消化代謝規(guī)律及其對瘤胃內環(huán)境的影響顯得尤為重要。

1 不同飼料對反芻動物瘤胃內環(huán)境的影響

飼料是指在合理飼喂下能供給動物生長所需營養(yǎng)成分，保證動物健康生長，且不產(chǎn)生有毒有害作用的可飼用物質。瘤胃微生物菌群作為反芻動物消化系統(tǒng)的主要組成部分，在動物生長發(fā)育過程中發(fā)揮著至關重要的作用。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間、飼料種類、用量及瘤胃內容物的流通率等的影響[1]。前人利用不同飼料飼喂反芻動物后，對其瘤胃內環(huán)境產(chǎn)生哪些影響進行研究，馮偉業(yè)研究發(fā)現(xiàn)，不同品質粗飼料日糧會顯著影響綿羊瘤胃細菌數(shù)量，且細菌總數(shù)隨粗飼料品質的提高而增加；但對瘤胃內纖維酶、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的結論[3]。馮輝等研究發(fā)現(xiàn)，僅限制蛋白營養(yǎng)的試驗組和能量、蛋白同時限制的試驗組均會對蒙古羔羊瘤胃內環(huán)境產(chǎn)生顯著影響，僅限制日糧中能量的試驗組無顯著影響[4]。

蛋白質飼料是指自然含水率不足45%，干物質粗纖維含量低于18%，但粗蛋白質含量大于等于20%的一類飼料。常見的蛋白質飼料主要包括動物性、植物性蛋白質飼料、單細胞蛋白質及非蛋白氮四大類。添加蛋白質飼料后能為能量飼料補充蛋白質，試驗日糧中能維持蛋白質平衡。研究發(fā)現(xiàn)，蛋白飼料的結構、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)，不同蛋白質飼料對瘤胃內微生物結構的影響不顯著[1]。

隨著社會經(jīng)濟和社會的高度發(fā)展，人們對動物福利的重視程度越來越高。同時農(nóng)業(yè)部調查顯示，植物性蛋白飼料的飼喂效果比動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]，植物性蛋白質飼料具有種類多、來源廣、價格低廉等優(yōu)點，主要包括豆科籽實、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)酵作用下轉化為優(yōu)質的蛋白質飼料[9]。大豆餅粕是我國最常用的植物性蛋白飼料，其適口性好，飼喂價值在餅粕類飼料中最高，在判定其他植物餅粕飼用價值時，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值，可以作為反芻動物優(yōu)質的蛋白原料。研究發(fā)現(xiàn)，在水牛飼料中添加豆類蛋白質可以增加瘤胃內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)品進行發(fā)酵，奶牛采食這種發(fā)酵蛋白質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)境問題面臨著嚴峻的挑戰(zhàn)，有研究發(fā)現(xiàn)，反芻動物在飼養(yǎng)過程中會通過糞尿等途徑排放出大量的氮及尿素等有害物質，尿素在氨化后會產(chǎn)生大量的氨氣等有毒氣體，嚴重危害生態(tài)環(huán)境，甚至威脅人類健康。反芻動物體內的尿素循環(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散或轉運進入胃腸道，在脲酶作用下轉化為氨態(tài)氮，從而為瘤胃微生物蛋白合成提供氮源。綜上所述，若反芻動物對氮的利用率過低不僅是對飼料資源的一種浪費，甚至會污染環(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，如何通過調控日糧配方來提高反芻動物氮利用效率已成為現(xiàn)階段畜牧業(yè)發(fā)展亟待解決的科學問題。

瘤胃內NH3-N 濃度是衡量日糧利用效率的重要指標，其濃度高低受日糧氮含量、瘤胃內微生物對飼料蛋白質分解發(fā)酵程度、動物機體能量水平及含氮物質循等多重因素的影響。研究發(fā)現(xiàn)，動物采食后瘤胃內的微生物活性會增強，對飼料的分解效率增強，NH3-N 濃度升高，同時代謝過程中產(chǎn)生的NH3-N 可作為氮源用于合成瘤胃內微生物蛋白。隨著微生物蛋白合成及瘤胃壁的吸收，內容物進入消化道后半段，NH3-N 濃度又可恢復至正常水平，保持動態(tài)平衡。飼料中的外源蛋白質進入瘤胃后，在微生物蛋白質分解酶、肽酶作用下生成肽和氨基酸，大多數(shù)氨基酸進一步被降解成揮發(fā)性脂肪酸、氨和二氧化碳。許多瘤胃細菌又能利用產(chǎn)生的氨和肽類以及游離氨基酸進行微生物蛋白質的合成。蛋白質在瘤胃降解產(chǎn)生的氨還可被瘤胃壁吸收，經(jīng)過血液循環(huán)被運送到肝臟，并轉變成尿素，其中一部分尿素會經(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，這個過程稱為瘤胃氮素循環(huán)。綜上所述，反芻動物利用NH3-N 合成微生物，對節(jié)約飼料蛋白質具有重要的意義[12]。氨是飼料蛋白質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，如果蛋白質或含氮物被降解得非?？欤鑫肝⑸锢冒钡哪芰π?，則氨就會在瘤胃內大量累積，其濃度超過微生物所能利用的最大濃度，導致氨過分被吸收進入血液，就會出現(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)濟效益。目前尚無學者研究出最適宜微生物生長的瘤胃內NH3-N 濃度，所得的試驗結果差異較大。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、大豆粕及麩質粉共同飼喂乳牛，瘤胃pH 無顯著變化，該研究結果與Casper 的試驗結果一致。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顯著降低山羊瘤胃內發(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物，試驗結果表明，不同日糧組合對瘤胃內NH3-N 濃度無顯著影響。

3 小結

瘤胃作為反芻動物特有的消化器官，因其強大的纖維分解能力，有著“天然發(fā)酵罐”的美稱，包含細菌、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重要。在長期相互選擇和適應過程中，瘤胃微生物和宿主之間形成一種相互制約、相互依賴的動態(tài)平衡關系。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)，在一定范圍內提高蛋白質添加量可顯著增加瘤胃中的細菌數(shù)[10]。綜上所述，了解并有效調控瘤胃獨特微生物區(qū)系，合理調節(jié)飼料中蛋白質的添加比例，改良飼糧配方，可為改善反芻動物瘤胃內環(huán)境，提高反芻動物飼料利用率，增加菌體蛋白合成量，降低飼料成本，提高經(jīng)濟效益，減輕其對環(huán)境的壓力奠定理論基礎。