影響反芻家畜飼養量的飼料因素

近年來，對反芻動物飼料（畸變劑）的研究已進入靜態描述sdi預測模型，并在影響模型的新時期建立了評價模型。為了建立預測DMI的模型,特別是當粗飼料單喂或與其它飼料(主要是精料,有時是別的粗料)混喂時的模型,國內外已就影響DMI的因素進行了大量研究。目前,有關預測DMI的理論主要有:基于瘤網胃的物理填充機制、代謝反饋調節機制(Illius等,1996)和耗氧機制。但這些理論只能解釋在某些特定條件下的事實,Forbes認為這幾種機制可能同時發揮作用,DMI受多種因素調節(Forbes,1994)。1影響反芻動物飼料產量的因素1.1飼料和其他因素1.1.1瘤胃相關性日糧的dmi它是通過消化道的生理容積而對動物的采食量起限制作用的,消化道的物理容量似乎限制低質日糧(DE<10MJ/kg)的采食量。這一方面取決于瘤胃的充滿程度,反芻動物消化道的巨大容積,為采食及選擇性地滯留纖維性物質提供了可能,使微生物有足夠的時間附著、消化飼料;另一方面取決于瘤胃內容物排空速度。飼料的瘤胃通過速率(Krate)是微生物消化胃內飼料的速度(Kdigest)及飼料自然地從瘤胃流出速度(Kpass)共同作用的結果。Kpass包括胃內液體成分及飼料顆粒成分的通過速度。瘤胃能選擇性地滯留飼料,一般液體成分的Kpass較顆粒成分的高,液體及顆粒外流速度的差異有利于可溶性發酵產物的排出以及大飼料顆粒在瘤胃被微生物進一步消化。Kdigest及Kpass與日糧類型及其固有的化學特性有關。不管日糧組成如何,瘤胃有機物中有55%～70%是中性洗滌纖維(NDF),粗飼料的采食量與其在瘤胃的滯留時間密切相關。飼料殘片在瘤胃內的滯留時間越短,或者說飼料通過瘤胃的速度(即滯留時間的倒數)越快,飼料的采食量將越多。飼料的采食量等于從瘤胃中排出食糜的數量,即微生物降解和過瘤胃的數量。當日糧消化率低于67%時,采食量將受到消化率的影響,其DMI主要受瘤胃容積等物理性因素調節。瘤、網胃壁以及(可能還有)真胃壁分布著連續的接觸性受體,這些受體在受到食糜的重量增多和體積增大的共同刺激下,會產生對DMI的負調節作用,導致以粗飼料為基礎的低消化率日糧其DMI也低。這是由于該日糧在瘤胃中滯留時間較長,降解率以及瘤胃外排速度低所造成的,隨著瘤胃容積的增大,外流速度的降低限制著日糧的DMI。低質日糧的低Kdigest及Kpass會使動物生產性能下降。補充飼草中缺乏的營養素,有助于提高瘤胃生態系統內微生物活力,并提高Krate。1.1.2日糧中水分含量對dmi的影響DMI與日糧中高水分含量存在著負相關,當飼喂含水量超過50%的發酵飼料時,含水量每增加1%,其總DMI下降0.02%體重。在一項利用苜蓿青貯(不同DM含量)的研究中,Kellems等發現隨日糧中水分增加,DMI隨之下降。當奶牛所喂飼料組成一致,僅水分含量不同(78%、64%、52%或40%DM)時,奶牛的DMI隨著DM含量的增加而線性增加(P<0.01)。但是,在Robinson等的報道中,DMI并不隨浸濕谷物中DM不同(DM35%、45%、60%)而受到影響。由此看來,有關日糧DM含量和DMI關系方面的報道相互矛盾,對于達到最大DMI所需的最佳DM含量仍不很清楚。1.1.3優質飼草的dmi對克氏原螯蝦幼魚消化的影響食欲通常用能量術語表達,與家畜的體重有關。采食量受到消化道物理容量和能量需要程度的影響。如果飼料容積、加工后的物理性狀和必需營養素不是DMI限制因素時,那么動物本身有調節其DMI使其消化能攝取量穩定在一定水平的趨勢。也就是說,在相同生理狀態下動物都能采食攝取相近數量的消化能。優質飼草(400gNDF/kg干物質)的凈能含量大約6.5MJ/kg干物質。每千克飼草干物質增加100gNDF,其凈能含量大約降低0.5MJ。當家畜自由采食時,它能夠隨日糧能量濃度的變化來調節DMI而滿足自身的能量需求。1.1.4組精料含量情況日糧精粗料比例影響DMI,Liamas-Lamas等飼喂3種不同精粗料比例日糧(精料與苜蓿青貯,14∶86、29∶71和44∶56),DMI最高組精料含量也最高。無論飼草類型如何,DMI隨精料比例增加而增加(P<0.01),DM的消化率也隨精料比例增加而增加(P<0.01)。在日糧精料水平升高至60%,DMI能達到最高。但亦有許多研究證明,日糧纖維的數量和消化率及丙酸等限制因素對DMI有影響,而不是粗精料比例。1.1.5提高日糧中蛋白和蛋白含量飼料種類對綿羊的采食量和胃腸道不同部分內容物數量變化及其化學成分有很大影響,供給瘤胃微生物的氮素和機體組織氨基酸的差異,影響綿羊的DMI。以青貯飼料作為基礎日糧時,青貯飼料的氨氮含量是影響DMI的一個重要因素,每千克總氮中的氨氮每增加100g,即可降低采食0.5kg/d。飼喂蛋白質含量低的飼料,其DMI也低。增加日糧中蛋白含量,可以增加綿羊和山羊的DMI。亦有研究表明,在飼喂青貯飼料的肉牛日糧中,補添魚粉可加速瘤胃微生物蛋白質合成,提高日糧的消化率,增加青貯飼料的采食量。鄧衛東等給6～12月齡生長牛在飼喂秸稈、雜草、少量土豆和玉米面等傳統飼料的基礎上(即傳統飼養方式下),添加肉牛補充料500g,改善了日糧蛋白質、鈣、磷和微量元素的營養狀況,DMI從5.2kg到6.4kg,增加了23.08%。1.1.6活性脂肪對dmi、瘤胃和ndf消化率的影響當以脂肪替代碳水化合物作為能源時,DMI下降脂肪可能抑制瘤胃發酵和纖維的消化,由此又會影響瘤胃容積和降低食糜流通速率。Allen(2000)也認為脂肪會降低DMI,主要是通過腸道激素、肝臟脂肪的氧化和脂肪的消化率等因素而發揮作用。Smith等指出瘤胃活性脂肪對DMI、瘤胃發酵和NDF的消化率有較強的負作用。但也有報道日糧添加脂肪會招致DMI升高,可能的原因是:添加的脂肪在熱應激情況下熱增耗較低或脂肪替代谷物后,丙酸對DMI的抑制作用減少。1.1.8青貯料中脂肪酸的降解NSC的快速降解可導致VFA的積累,使瘤胃pH值降低,滲透壓升高。纖維降解菌對低pH值很敏感。在這種條件下,纖維的降解速度就會降低,瘤胃微生物區系受到損害,日糧DM降解率和DMI也下降。但對于采食精料為主的綿羊,提高瘤胃的pH值,沒有明顯改變瘤胃微生物區系,也沒有提高纖維素的分解、DM降解率和DMI。因而,可以認為瘤胃中基質的類型和瘤胃pH值對瘤胃和纖維素分解活動有重要影響。據報道,青貯料中乙酸、丁酸及總揮發性脂肪酸含量與牛、羊對青貯料的DMI存在著負相關(Wilkins等,1971)。可是,日糧中添加乙酸的試驗表明:青貯料中乙酸濃度并不抑制采食量。高濃度的VFA除了使瘤胃滲透壓升高外,也可使采食量下降,VFA(主要是丙酸)可誘導胰島素和胰高血糖素的釋放,似乎丙酸作了調控飽感的信號。Anil等認為,VFA及氨濃度、瘤胃液滲透壓相互協同調控飼料采食量。粗飼料中的纖維素、半纖維素和木質素的含量較高,在瘤胃中發酵產生的乙酸較多;而精飼料中淀粉和糖的含量較高,在瘤胃中發酵產生的丙酸較多,因而日糧的粗精比例決定了瘤胃中乙酸與丙酸的比例,所以在保證滿足反芻動物營養需要的情況下,可以通過調控日糧的粗精比及纖維素含量來達到調控DMI目的。1.1.9牧草干制過程中ndf及木質素含量的變化牧草干制或凋萎會影響其化學成分及消化率與DMI。山羊較喜食新鮮與凋萎的牧草,相應的采食量較干制的高(Jabbar等,1997),這可能是因為新鮮及凋萎的牧草較干制的含較少的NDF及木質素,從而縮短了在瘤胃中的滯留時間的緣故。相反干制牧草滯留時間長,通過瘤胃速度較慢,相應地降低了其DMI。此外,牧草在干制過程中會發生化學反應(如Maillard反應),使得干制牧草味更苦,適口性更差。這些化學反應還有可能導致干制牧草細胞壁結構的變化,阻止瘤胃微生物的附著,令干制牧草中的干物質不能被降解。1.2食性動物的食性動物由消化道內的機械和化學感受器接受的信號連同血液中各種營養物質及其代謝產物的濃度變化等信號,一同反饋給中樞神經和采食調控中心(下丘腦),于是動物才有饑餓→采食、飽感→停食的相應行為。食欲旺盛的動物,其生長速度也快。泌乳、妊娠和產蛋都能刺激食欲,提高采食量。如山羊對苦味的耐受性較高,再因其嘴的結構特點對牧草與灌木的選擇范圍與采食能力大于牛和綿羊。山羊的采食量主要的決定因素是體重,Simiane報道綿羊的DMI:Y=55.8g/kgW0.75,山羊的DMI:Y=65.3g/kgW0.75,山羊比綿羊高17%。Kearl(1982)提出估計DMI的模型:Y=Xg/kgW0.75(生長山羊X=76.7,妊娠山羊X=76.3,泌乳山羊X=119.6)。1.3環境因素1.3.1增加熱應激對動物的能量平衡冬季采食量多,夏季采食量少。溫度在20℃時的采食量最高,超過20℃開始下降。奶牛的溫度適中區為5～20℃,溫度高于或低于適中區會改變采食量和營養物質的代謝率。熱應激和嚴寒應激均會使采食量下降,其下降程度則取決于家畜種類。反芻動物通過增加熱量產生、基礎代謝強度和DMI能夠長期適應冷應激環境。同時,反芻活動、瘤胃和網胃運動以及流通速度也會增加。但是,在極低溫度環境下,DMI并不隨代謝率的增加而增加,因此動物處于負能量平衡狀態,并且將用于生產的能量轉用于產熱。在30.0℃時,奶牛采食量為正常時的90%,在32.2℃和40.0℃時,采食量分別為正常的75%和67%。提高飼喂次數(6～8次/d)和夜間飼喂可以增加熱應激期間的DMI。適度冷應激不管飼草品質如何均會提高采食量,其中對NDF低的飼草而言可提高70%;NDF高的飼草只能提高15%。1.3.2全混合日糧模式最大DMI只能在有足夠的時間采食時才能達到。Dado等(1994)的數據表明,泌乳早期奶牛(63d)在拴系飼養,每天22～24h有飼料供給,自由采食(平均5h/d)全混合日糧情況下,產奶量為23～44kg/d。最大DMI是在每天采食9～13次(平均11次),每次29min,平均每次采食量約為DMI的10%,每天采食15～27kg/d。1.3.3日增重的影響因素Hoffann等(1994)指出,季節、房舍結構、泥濘條件、被毛長度和酮體狀況都影響日增重,進而影響到能量的需要,盡管未對DMI的影響進行評估,但不能說對DMI沒有影響。2預測喂食量的模型2.1預測育種母乳量的增加2.1.1泌乳周數及干物質勞動總量式中:C為精料干物質采食量(kg/d);W為活重;n為泌乳周數;Y為產乳量(kg);TDMI為干物質采食總量(kg,DM/d)。用此方程預測的干物質采食量中減去精料的干物質采食量,即為粗飼料的干物質采食量。2.1.2wn及dmd式中:F+P為每日乳中所產的脂肪與蛋白質(kg/d);Wn為奶牛在第n泌乳周的實際重量;DOMD為可消化有機物質(g/kgDM);SDMI為青貯飼料干物質采食量(kg/d)2.2持續食性化合物dmd式中:SDMI為粗飼料或青貯飼料干物質采食量(kg/d),DOMD為可消化有機物質(g/kgDM),C為精料干物質采食量(kg/d)。2.3預測生長牛采量的模型2.3.1qm、dmi、dmi的代謝表征式中:X=24.1+106.5×qmW0.75/2000,qm為代謝能(ME)/總能(GE),W0.75為代謝體重(kg),CD為MI為精料干物質采食量(kg/d),DMI為干物質采食量(kg/d)。2.3.2dmi調控機制式中:TDMI為干物質采食總量(kg,DM/d),qm為代謝能(ME)/總能(GE),W0.75為代謝體重(kg)。總之,采食量直接決定著反芻動物能夠從環境中獲得多少營養物質,是限制反芻動物生產力的重要因素,是評價反芻動物營養物質需求和能量代謝的基礎,但是有關的調控機制仍不很清楚。除了來自物理性、代謝性和化學穩恒性方面的相互錯綜復雜的作用因素外,來自動物的精神和感覺狀態的因素也起作用。因此要準確預測反芻動物的DMI比較困難,這可能與體內存在著復雜、分散、不易為人們所理解的調節因子調節DMI有關。DMI的調控是通過神經———內分泌、化學性和物理性的綜合調控系統來實現的,其中中樞神經系統是最主要的調控手段。如苯二氮卓類化合物(BES)、己磺氟安定(Elfazepum)對牛、羊有促進攝食、增重、改善飼料轉化率的作用(Baile等,1979)。F89的化學結構與己磺氟安定類似,韓正康的研究表明,每日經湖羊瘤胃瘺管灌注15mgF89,則采食量提高16.41%。神經肽(NPY)是一種很強的食欲刺激劑(Miner等,1992)。但許多NPY的廣泛分布及在大腦中的多種功能使人們很難據此研究其對采食量的影響。1988年,Yanigasawa小組發現一種新的神經肽———增食因子(Orexin)則不同于一般的神經肽,其分布僅限于下丘腦的進食中樞,尤其是下丘腦腹部兩側(LH),而且功能單一,它為人們揭示采食量的調控機理提供了美好前景。1.1.7日糧ndf對dmi的影響日糧纖維的數量和消化率及丙酸等因素影響著DMI。飼料中NDF的消化速度通常較慢,所以被