瘤胃的功能

發(fā)布時(shí)間：2022-05-24　閱讀次數(shù)：231

一、瘤胃微生物及功能簡(jiǎn)介

反芻動(dòng)物的瘤胃里存在一個(gè)復(fù)雜的微生態(tài)系統(tǒng)，瘤胃內(nèi)微生物由細(xì)菌，真菌原蟲和古細(xì)菌（以甲烷菌為主）等組成；它們以不同豐度和多樣性存在，其中細(xì)菌對(duì)反芻動(dòng)物的生存能力至關(guān)重要。瘤胃內(nèi)微生物生長(zhǎng)繁殖速度以細(xì)菌最快、真菌次之、原蟲最慢。

多種細(xì)菌之間、細(xì)菌與纖毛蟲之間彼此存在著相互共生，共同作用或競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，例如原蟲與細(xì)菌和古細(xì)菌存在捕食關(guān)系，乳酸利用菌與產(chǎn)甲烷菌存在競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，（乳酸利用菌與產(chǎn)甲烷菌之間的相互作用，可能決定甲烷的排放量）從而組成關(guān)系復(fù)雜的瘤胃微生物區(qū)系。

在各類微生物共同作用下，瘤胃完成飼料營(yíng)養(yǎng)物的分解和利用。但在消化過程中以厭氧性細(xì)菌和纖毛蟲為主，他們的種類和數(shù)量也最多。但就代謝活動(dòng)的強(qiáng)度和其作用的重要性來說，則細(xì)菌遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過纖毛蟲。

瘤胃微生物的生存條件與體外細(xì)菌培養(yǎng)時(shí)的條件基本相同，營(yíng)養(yǎng)要素（碳源、氮源、無機(jī)鹽、能源、生長(zhǎng)因子、水）和適宜的環(huán)境（溫度、酸堿度、氣體條件、滲透壓等）同樣重要；瘤胃內(nèi)細(xì)菌主要有纖維素、半纖維素分解菌，果膠分解菌，淀粉分解菌，蛋白分解菌，脂肪分解菌，乳酸產(chǎn)生菌，酸利用菌等。但常因飼料的種類、飼喂時(shí)間、個(gè)體差異等因素而有所變化。

在日糧為粗飼料日糧時(shí)，瘤胃內(nèi)細(xì)菌以最能有效分解飼料中纖維素的纖維分解菌為主，發(fā)酵產(chǎn)物以乙酸和丁酸占比高。在日糧為高精飼料日糧時(shí)，瘤胃內(nèi)細(xì)菌以善于消化淀粉和有效代謝乳酸的菌為主（例如新月單胞菌、消化鏈球菌、乳酸桿菌、嗜淀粉瘤胃桿菌等），發(fā)酵產(chǎn)物丙酸、乳酸占比高。

雖然各種細(xì)菌的所占比例隨日糧類型的變化而變化，但細(xì)菌對(duì)日糧的消化吸收起主導(dǎo)作用。在成年反芻動(dòng)物的瘤胃中70%以上的細(xì)菌附著在飼料顆粒上，其余細(xì)菌游離在瘤胃液中或粘附在胃黏膜層上，從此看出飼料顆粒是細(xì)菌的主要棲息地；因此在反芻動(dòng)物的日糧中需要強(qiáng)調(diào)對(duì)飼料的顆粒度要求。瘤胃纖毛蟲種類繁多，但在瘤胃中對(duì)纖維有作用的主要為兩腰蟲；它們通過物理性撕裂對(duì)纖維進(jìn)行破壞；對(duì)淀粉顆粒進(jìn)行吞噬，降低瘤胃內(nèi)淀粉濃度，延緩瘤胃酸中毒的發(fā)生。

古細(xì)菌多為甲烷菌常常造成飼料能量的浪費(fèi)，乳酸利用菌與甲烷菌存在競(jìng)爭(zhēng)作用，在做反芻動(dòng)物日糧時(shí)可以通過提高瘤胃內(nèi)乳酸利用菌的豐度，減少甲烷菌數(shù)量以減少飼料能量浪費(fèi)。真菌通過菌絲穿透作用對(duì)纖維和植物細(xì)胞壁進(jìn)行破壞，加速瘤胃微生物的降解速度，同時(shí)可以合成生長(zhǎng)因子，促進(jìn)瘤胃微生物穩(wěn)定生長(zhǎng)。

二、瘤胃微生物的主要作用

1、纖維素的分解

反芻動(dòng)物飼料中的纖維素，主要依靠瘤胃微生物來分解；在纖維素的分解消化中，細(xì)菌和真菌發(fā)揮主要作用，纖毛蟲起平衡控制作用；在它們的協(xié)同作用下，纖維素逐段被分解，最終轉(zhuǎn)變?yōu)閾]發(fā)性脂肪酸，被反芻動(dòng)物所吸收利用。

2、糖的分解和合成

瘤胃微生物分解淀粉、葡萄糖和其他糖類時(shí)，可產(chǎn)生低級(jí)脂肪酸、CO2和甲烷等，并且能利用單糖和雙糖合成糖元，儲(chǔ)存于微生物體內(nèi)，進(jìn)入小腸被消化吸收。

3、脂肪的利用

瘤胃中的微生物能夠水解飼料中的脂肪，生成甘油和脂肪酸，其中甘油發(fā)酵生成丙酸，少量被轉(zhuǎn)化為琥珀酸和乳酸；不飽和脂肪酸在體內(nèi)可轉(zhuǎn)化為飽和脂肪酸。

4、蛋白質(zhì)的分解與合成

瘤胃微生物將飼料中的蛋白質(zhì)分解為氨基酸、氨和酸類等再合成菌體蛋白，但這一過程常常造成蛋白質(zhì)的浪費(fèi)，為提高這飼料蛋白質(zhì)的利用率；常將蛋白質(zhì)飼料經(jīng)甲醛等處理后，使其不易被瘤胃微生物分解，待進(jìn)入小腸后直接被消化吸收，以提高飼料蛋白的利用率；這就是過瘤胃作用。

此外，瘤胃微生物能利用低質(zhì)量的含氮物合成蛋白質(zhì)；因此，在反芻動(dòng)物中可以用尿素或銨鹽來代替日糧中一部分蛋白質(zhì)飼料。沒有細(xì)菌的這一轉(zhuǎn)化過程，氨和尿素對(duì)反芻動(dòng)物將是無用的。

5、維生素的合成

瘤胃微生物能合成維生素B族和維生素K等，所以在做反芻日糧時(shí)常不強(qiáng)調(diào)添加此類維生素；?？紤]脂溶性維生素的需要。

三、瘤胃微生物生存因素與健康管理

1、碳水化合物

對(duì)瘤胃菌群來說包括單糖、雙糖、淀粉、脂肪都屬于速效碳源（NSC），被利用和發(fā)酵的速度快，能為微生物提供碳源并促進(jìn)微生物迅速增殖；纖維素則屬于緩效和功能性碳源（SC），除提供碳源外，還能為微生物提供附著地和刺激瘤胃蠕動(dòng)。飼糧中不同結(jié)構(gòu)的碳水化合物的比例是否合理，對(duì)能量的利用效率、動(dòng)物生產(chǎn)性能和消化道健康都有重要影響。

飼料中脂肪水平能夠影響脂肪酸的合成。瘤胃微生物體內(nèi)的脂肪酸主要以膜磷脂或游離脂肪酸的形式存在。如果添量過多，在瘤胃中大量釋放，可能會(huì)對(duì)瘤胃微生物產(chǎn)生不利影響，降低飼料的纖維消化率，并產(chǎn)生乳脂抑制；因?yàn)榱鑫钢械囊后w油會(huì)形成一層油膜，物理包裹纖維顆粒，阻礙瘤胃微生物消化，從而降低纖維消化率。另外許多脂肪酸（特別是高不飽和脂肪酸）對(duì)瘤胃微生物有毒性，會(huì)殺死瘤胃微生物。如果瘤胃微生物數(shù)量減少，瘤胃功能也會(huì)受影響，纖維消化率也會(huì)降低，進(jìn)而降低飼料利用率。

在做反芻動(dòng)物日糧配方時(shí)常把脂肪含量控制在日糧干物質(zhì)6%以下；另外，不飽和脂肪酸會(huì)在瘤胃內(nèi)被氫化成特定的反式脂肪酸，這些反式脂肪酸會(huì)顯著降低泌乳反芻動(dòng)物的乳脂率。此外，雖然瘤胃中的鈣和鎂等礦物質(zhì)對(duì)瘤胃微生物生長(zhǎng)和維持瘤胃功能（肌肉收縮）有重要作用，但脂肪酸會(huì)與這些礦物質(zhì)結(jié)合，影響礦物質(zhì)的利用率。為解決這一問題，可通過瘤胃保護(hù)（過瘤胃）的形式添加脂肪，從而將瘤胃非保護(hù)脂肪對(duì)瘤胃纖維消化的負(fù)面影響降到最低。

2、蛋白質(zhì)

飼料粗蛋白質(zhì)(CP)在瘤胃中的降解是影響奶牛瘤胃發(fā)酵和氨基酸供應(yīng)的一個(gè)重要因素。瘤胃降解蛋白質(zhì)(RDP)和瘤胃非降解蛋白質(zhì)(RUP)是飼料粗蛋白質(zhì)中兩個(gè)功能截然不同的組分。飼料粗蛋白質(zhì)在瘤胃中的降解為微生物的生長(zhǎng)和微生物蛋白質(zhì)的合成提供了所需的氮源。雖然瘤胃合成的微生物蛋白質(zhì)提供了小腸氨基酸的大部分。但瘤胃非降解的蛋白質(zhì)也是動(dòng)物吸收氨基酸的重要來源。因此調(diào)整反芻動(dòng)物日糧配方時(shí)需要了解飼料中降解蛋白質(zhì)和非降解蛋白質(zhì)的含量，是科學(xué)配置飼糧使瘤胃微生物獲得充足RDP和宿主動(dòng)物本身獲得充足RUP的基礎(chǔ)。

3、非蛋白氮

瘤胃內(nèi)的微生物還能分解和利用飼料中的非蛋白含氮化合物，用來合成菌體蛋白，儲(chǔ)存在微生物體內(nèi)；非蛋白氮在被利用時(shí)，糖類的分解產(chǎn)物和揮發(fā)性脂肪酸可為蛋白質(zhì)的合成提供碳源，并提供能量。因此飼料中需要有足夠的糖類物質(zhì)，非蛋白氮的利用效率才能提高。

在生產(chǎn)過程中，常用尿素替代日糧中的蛋白質(zhì)，但尿素在瘤胃內(nèi)脲酶的作用下迅速分解，產(chǎn)生氨的速度高于微生物的利用速度。為了有效利用尿素，必須降低尿素在瘤胃的分解速度，這樣不僅可提高尿素的利用率，而且可以避免氨中毒和瘤胃鼓脹的發(fā)生。

4、能量蛋白比

現(xiàn)代營(yíng)養(yǎng)研究發(fā)現(xiàn)飼糧或日糧中的能量和蛋白質(zhì)應(yīng)保持適宜的比例，比例選擇不妥會(huì)影響營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)利用效率，并導(dǎo)致營(yíng)養(yǎng)障礙；現(xiàn)代研究發(fā)現(xiàn)微生物的發(fā)酵速度與發(fā)酵物質(zhì)中碳氮比有關(guān)，在碳氮比為20-25：1時(shí)最佳；同樣，反芻動(dòng)物瘤胃中微生物發(fā)酵速度與反芻動(dòng)物日糧中的能量和蛋白質(zhì)的比例關(guān)系也密切相關(guān)，為了瘤胃健康在做反芻日糧時(shí)需要重視能蛋比。

5、無機(jī)鹽

鹽類除了構(gòu)成菌體，調(diào)節(jié)菌體內(nèi)外滲透壓，促進(jìn)酶的活性或作為某些輔酶組分外；某些元素與細(xì)菌的生長(zhǎng)繁殖密切相關(guān)；例如鈣、磷、鎂、硫、鋅、鈷等元素的無機(jī)鹽類對(duì)于瘤胃微生物生長(zhǎng)有促進(jìn)作用；因此在做反芻日糧配方時(shí)對(duì)日糧中的礦物鹽類也需重視。

6、生長(zhǎng)因子

有許多細(xì)菌雖供給它們以合適的碳氮來源和無機(jī)鹽類，但仍不能生長(zhǎng)，因在其生長(zhǎng)過程中還必需一些自身不能合成的化合物質(zhì)，稱為生長(zhǎng)因子。生長(zhǎng)因子必須從外界得以補(bǔ)充，其中包括維生素、某些氨基酸、脂類等。這些因子通?？捎山湍讣捌浣鑫锕┙o。

7、PH值

滿足瘤胃微生物所需值6.0-6.8的要求。合適的PH值有利于所有微生物的生長(zhǎng)、繁殖；能提高菌體蛋白的合成率和合成量及飼料轉(zhuǎn)化率，有利于提高生產(chǎn)效率；在做反芻日糧配方時(shí)不同緩沖能力的緩沖劑在日糧中應(yīng)優(yōu)化應(yīng)用。

8、瘤胃內(nèi)的溫度

應(yīng)保持在39-41℃，這樣有利于微生物的發(fā)酵活動(dòng)。因此冬天應(yīng)注意飲水溫度，防止一次大量飲用低溫水而影響發(fā)酵，夏季則注意防止水溫過高。

9、相對(duì)穩(wěn)定的日糧結(jié)構(gòu)和飼料供給量

日糧中飼料的品種、比例應(yīng)相對(duì)穩(wěn)定。飼料變化應(yīng)漸變，切忌突變和大幅度地變。日糧結(jié)構(gòu)較大變化可引起瘤胃微生物區(qū)系的變化和瘤胃上皮組織結(jié)構(gòu)的變化，影響對(duì)營(yíng)養(yǎng)的消化和吸收。另外，要求飼料多樣化以便及時(shí)且不間斷地為微生物供給碳源、氮源等。

總結(jié)：

瘤胃是否健康影響的最主要性能是生產(chǎn)性能，如果瘤胃功能良好，瘤胃內(nèi)微生物活性高，可以提高飼料的利用效率，減少能量負(fù)平衡，在相同成本下提高日增重和泌乳量，提高繁殖性能和免疫力，如果瘤胃出現(xiàn)健康問題，可能會(huì)引起很多系統(tǒng)性疾病，如瘤胃酸中毒、蹄葉炎、肝膿腫等，因此做好瘤胃健康管理，能使反芻動(dòng)物更健康，牧場(chǎng)的效益更高。

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