饲料间的组合效应及其在配方设计中的应用张吉鹍(江西省农业科学院动物种质资源创新与营养调控重点实验室,江西南昌330200)摘要:就日粮中各饲料间的相互作用在消化道与组织代谢层次产生的正、负组合效应及其营养代谢机理进行了综述。
指出现行日粮配方技术与饲料评定以各饲料原料间营养值的/可加性0为基础的不合理性,以及饲料间的组合效应没有引起足够重视的原因是现行的饲料常规分析方法不能反映饲料在动物体内的组合效应,从而有必要建立基于动物的饲料评定体系。
研究就如何在日粮配方设计中通过日粮配合来调控饲料间的组合效应、避免饲料间的负组合效应、最大限度地发挥饲料间的正组合效应以提高饲料的营养价值及其在开发利用我国众多非粮饲料上的意义进行了讨论。
关键词:饲料;组合效应;日粮;配方设计中图分类号:S816131文献标识码:A文章编号:1001-0629(2009)12-0113-05制作饲料配方的配方软件只是一个计算工具,无论何种软件,其基本的原理相同,其配方制作程序亦基本相同,即:首先,建立原料数据库;其次,建立配方营养标准;再次,从原料数据库中选择合适的原料;最后,利用配方软件配制出家畜最低成本日粮。
而所有这些都是以各饲料原料间的营养值具有可加性为基础的。
这对于猪等单胃动物的/玉米-豆粕-鱼粉0型日粮来说影响不大,原因是单胃动物的消化道比较简单(不象反刍动物有一个天然/发酵罐0)))瘤胃),且/玉米-豆粕-鱼粉0型日粮使用的原料种类较少。
对于以浓缩料与优质牧草为基础日粮再补饲饼粕与动物副产品这类品质较好、易消化、营养较全面饲料的反刍动物影响也不很大。
然而,这并不完全正确,因为混合饲料中的单个饲料不是单独存在的,而是相互作用、相互影响的[1]。
最明显的例子是富含淀粉类饲料与低质牧草(纤维含量高、消化率低)配合,以及淀粉类富糖饲料与纤维类饲料配合时,这种可加性就不存在,故称/不可加性0。
因为这些饲料单个存在时营养素并不平衡,将它们混合配制日粮时就会发生相互作用,产生互作效应,又叫组合效应,这在反刍动物日粮中表现得尤其明显。
1饲料间的组合效应由多种饲料配制的动物日粮,其消化率或采食量若低于单个饲料消化率或采食量的加权和, /不可加性0表现为负面效果,即负组合效应。
当添补饲料对动物所饲喂的基础日粮(通常为低质的秸秆或牧草)能起到/催化0作用(如满足营养需要或平衡限制性营养素)而提高基础日粮的消化率或采食量,则/不可加性0表现为正面效果,即正组合效应[2]。
配制反刍动物日粮时发生在瘤胃中的2种组合效应值得特别重视,一种是淀粉或糖与纤维的组合效应,另一种是蛋白质与淀粉或其它可发酵碳水化合物的组合效应。
若反刍动物日粮中淀粉类饲料或富糖饲料为主要组分时,就会对日粮中纤维组分的消化造成不利的影响。
若纤维类饲料尤其是低质秸秆类饲料为主要组分时,又不补加可发酵纤维与蛋白质,此时瘤胃发酵所生成的丙酸减少,进而降低日粮能量的整体利用效率。
26卷12期V ol.26.No.12草业科学P RA T A CU LT U RA L SCIEN CE113-11712/2009*收稿日期:2009-01-29基金项目:江西省自然科学基金资助项目(2008GZN0007)作者简介:张吉鹍(1964-),男,江西武宁人,研究员,博士后,主要从事反刍动物营养研究工作。
EËmail:zjk50481@2组合效应的机理日粮配方设计中饲料原料营养值的/不可加性0即组合效应的机理还不很清楚,初步认为:一是来自于消化道(反刍动物为前消化道的瘤胃,单胃动物为后消化道的盲肠)微生物的发酵,认为组合效应源自特定饲料对瘤胃(盲肠)微生态系统的影响,这类组合效应通常归纳为发生在消化道层次的组合效应;二是饲料经动物消化吸收的营养素与动物生理需要的营养素之间不平衡性而引发的互作效应,这类组合效应通常归纳为发生在组织代谢层次的组合效应[3]。
2.1消化道层次的组合效应2.1.1负组合效应人们在饲养实践中经常看到,当反刍动物日粮中富含以糖和淀粉形式存在的可溶性碳水化合物时,必然引起瘤胃中纤维降解率的下降,进而导致饲料利用率的降低。
Terry 等[4]与M ould等[5]研究表明,给粗饲料添补富含淀粉类饲料时,如果富含淀粉类饲料超过一定的量导致瘤胃pH值降到6.0以下,纤维素降解率降低(pH值效应)。
若在日粮中再补添缓冲物质(如碳酸氢钠)或者较长的粗饲料(即确保日粮中物理有效中性洗涤纤维的含量)以刺激唾液分泌,可阻止pH值降低[6],并在一定程度上缓解淀粉对纤维素降解的抑制作用富糖饲料如糖蜜过量时,亦会抑制纤维的消化。
H errera等[7]发现,当糖蜜的比例超过糖蜜和剑麻浆所组成的肉牛混合日粮的30%时,剑麻浆在尼龙袋中的消失率显著降低。
Encarnacion等[8]同样利用尼龙袋技术,在喂给添加与不添加糖蜜日粮的试验肉牛中进行肉牛常用粗饲料纤维瘤胃消失率的对比试验,也得出了相似的结果。
Orskov等[9]给试验用肉牛分别饲喂甘蔗与俯仰马塘草作为基础日粮,来比较干草的瘤胃尼龙袋消失率,发现干草在饲喂甘蔗的肉牛中的消失率较在饲喂俯仰马塘草肉牛中消失率慢得多,证明日粮中的可溶性糖会对干草降解产生抑制效应。
为避免负组合效应,在设计反刍动物日粮时,必须确保足够的粗饲料来源形式的日粮纤维与粗饲料颗粒大小,以提高日粮物理有效中性洗涤纤维的浓度,促进咀嚼与唾液分泌,改善瘤胃内环境,维持瘤胃的正常发酵,确保反刍动物健康与正常生产。
2.1.2正组合效应Juul-Nielsen[9]用瘤胃液作菌源,以大麦秸秆为基础日粮,补添少量易发酵糖)))甜菜渣进行体外发酵,发现补添甜菜渣可显著提高大麦秸秆的体外发酵率。
Silva等[11]利用瘤胃尼龙袋技术研究饲喂大麦秸秆基础日粮的绵羊,补饲15%甜菜渣后,大麦秸秆的瘤胃尼龙袋消失率显著提高。
W ood等[12]以产气量(GP)与干物质消失率为指标,将南非草原干草(一种低质牧草)作为基础饲料补加象草或落花生干草在体外分别用富氮与无氮培养液进行发酵,发现2种培养液均能提高南非草原干草的GP与干物质消失率。
同样,Liu等[13]与Zhang等[14]以稻草为基础日粮,分别补添桑叶与苜蓿进行体外发酵,发现均能显著提高稻草基础日粮的GP与发酵率,证明对稻草基础日粮进行补饲具有显著的正组合效应。
张吉鹍等[15]以玉米秸秆为基础日粮添补苜蓿的体外发酵试验,亦得出了类似结论。
阳伏林等[16]分别以玉米秸秆、小麦秸秆为基础日粮,添补苜蓿进行体外发酵特性研究,证明发酵基质中非结构性碳水化合物(NSC)与蛋白质比例决定体外发酵产气特性,指出生产实践中应利用这种正组合效应,针对低质粗饲料的营养特性,适当添补易发酵或高蛋白牧草,以提高粗饲料的利用效率。
张昌吉等[17]分别以20.1%的玉米秸和13.1%的小麦秸与30.2%的苜蓿组成粗饲料,再分别以粗精比为1B1与4.7B5.3的比例与精料组成等消化能与等氮的2组全混日粮,并制成颗粒,以比较2组全混颗粒日粮的绵羊瘤胃代谢参数,发现这2组日粮均有较好的效果。
张吉鹍等[18]用经改进的组合效应综合指数(M FAEI)[19]评定稻草基础日粮添补矮象草的体外发酵特征,亦观察到了正组合效应。
在育肥牛日粮中添加高比例的糖蜜和禽粪,能够增加瘤胃丙酸含量[20],进而提高育肥牛的日114P RA T A CU L T U RA L SCIEN CE(Vo l.26.N o.12)12/2009增量和饲料转化率[21],但糖蜜和禽粪的组合效应的大小与育肥牛所饲喂的基础粗饲料的品质有关,所饲喂的基础粗饲料的品质越差(低氮与低消化率),糖蜜和禽粪的组合效应越大,如给育肥牛饲喂粗蛋白含量与干物质消化率均低的甘蔗梢时,糖蜜和禽粪的组合效应就大于给育肥牛饲喂粗蛋白和干物质消化率都较高的银合欢。
给育肥牛饲喂象草(与甘蔗梢一样,粗蛋白含量与干物质消化率均低),糖蜜和禽粪的组合效应要大于银合欢,表现在瘤胃丙酸的产量增加。
我国的牛羊等反刍动物,秸秆(北方以玉米秸秆为主,南方以稻草为主)是其主要的基础日粮,在这种情况下,瘤胃发酵产生的丙酸在总挥发性脂肪酸中所占比例较低,从而限制了生糖物质即丙酸的生成,也就限制了反刍动物的生产性能(产奶、产肉等)。
要提高以低质秸秆类粗饲料为基础日粮的反刍动物的生产性能,最为关键是要改善瘤胃的微生态环境、提高低质秸秆类粗饲料细胞壁物质的消化率,而通过补饲最大限度地激发饲料间的正组合效应、增加生糖物质的产量是极为重要的营养调控措施。
2.2组织代谢层次的组合效应给反刍动物日粮中添加离子载体类添加剂如莫能菌素,能够抑制瘤胃产甲烷菌的生成,并改变瘤胃发酵终产物,提高丙酸的产量与利用率,使得组织的合成代谢加强,从而提高饲料的利用效率,饲料利用效率的提高,饲料的营养价值也得到提高[22]。
在设计反刍动物日粮时,要注重使用离子载体类添加剂,通过激发组织代谢层次的正组合效应来提高饲料的营养价值。
2.3生糖前体物质对组合效应的影响给饲喂甘蔗渣为基础日粮的肉牛添补尿素和蛋白,体质量增加要比添补玉米(占1%体质量)增加快,饲料利用率高。
但补给与玉米等能值的糖蜜时反而降低了饲料利用率,这说明饲料间的组合效应是正还是负取决于所补饲的碳水化合物的组成。
添补玉米会出现正组合效应,可能与添补玉米能够增加生糖前体物质有关。
因为玉米淀粉不易为瘤胃微生物所降解,部分能够通过瘤胃在小肠水解成葡萄糖而被畜体吸收利用。
添补糖蜜会出现负组合效应,可能与添补糖蜜不能增加生糖前体物质有关。
因为糖蜜极易为瘤胃微生物所降解,很少能够通过瘤胃在小肠水解成葡萄糖为畜体吸收利用[23]。
通过分别给仅饲喂干草(低生葡萄糖能力)以及干草与精料混合物(高生葡萄糖能力)的肉牛瘤胃灌注乙酸来调控日粮能量的沉积力,发现饲喂高生葡萄糖日粮的肉牛其所灌注的乙酸在组织中所贮存的能量要高于饲喂低生葡萄糖日粮的肉牛[24]。
因此,在设计反刍动物日粮时,根据反刍动物的基础饲料,合理选择添补料,提高瘤胃丙酸(生糖前体物质)的产量很重要。
张吉鹍[25-26]以粗饲料分级指数(Gr ading Index,GI)为指导,将所添加的精料与优化后的混合粗饲料进行再次优化,即二次优化组成全混日粮,不仅提高了瘤胃的丙酸产量与日粮氮的利用率,且提高了绵羊的日增量。
2.4营养措施对组合效应的影响去原虫能够提高肉牛低蛋白、高尿素糖蜜型日粮的营养价值,这可能与蛋白质利用效率的提高有关[27]。
若因饲料原料限制,所配制的日粮能蛋比不是很理想的低蛋白(多以尿素氮的形式存在)富含淀粉或糖日粮,可以通过去原虫激发饲料间的正组合效应来提高其营养价值,这是因为去原虫后提高了瘤胃微生物蛋白的合成速率与丙酸的产量。
