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缓冲剂在奶牛饲养中的应用

  

反刍动物具有一套复杂的酸-碱平衡调节系统,借助这一系统可将瘤胃ph值维持在5.5-7之间。瘤胃ph值与瘤胃微生物降解有机物产生的挥发酸浓度、瘤胃中水的流量、瘤胃食糜流速、唾液分泌量以及饲料酸度有直接关系。如果瘤胃ph值不适当,饲料干物质进食量下降,酸中毒发生,微生物蛋白质产量和能量产生量下降。在饲料中加入缓冲剂可以有效地控制瘤胃ph值,有助于提高采食量、增加产奶量和维持正常的乳成分(见表1)。

  

不同种类缓冲剂的比较

  

缓冲剂是奶牛业中应用范围最广的添加剂。在化学性质上,缓冲剂由弱酸和盐化合而成,其水溶液呈弱碱性,这种化合物能够抵抗瘤胃ph值或氢离子浓度的改变。为了发挥功能,缓冲剂必须具有较好的水溶性(碳酸钙除外),而且平衡常数(pka)必须接近瘤胃的生理ph值。小苏打的pka值为6.25,是真正的缓冲剂。其他碱性或中性试剂如氧化镁,也具有提高瘤胃ph值的功能。

  

小苏打为白色晶体,其中nahco3含量99%以上,是安全的饲料添加剂。1%小苏打水溶液ph值为8.4,在瘤胃ph值为6.2时发挥有效的缓冲功能。小苏打是目前研究最清楚的缓冲剂之一,其作用包括提高瘤胃ph值和渗透压,维持理想的瘤胃发酵环境和增加瘤胃液外流速度。

  

倍半碳酸钠是美国fmc农业化学集团生产的含有碳酸氢钠和碳酸钠两种成分的混合物,其物理形态为白色针状晶体,1%水溶液的ph值为9.9,也是公认安全的缓冲剂。据国外报道,使用倍半碳酸钠饲喂产奶牛,与对照相比,产奶量平均增加1.6kg,乳脂率提高0.23%。由于倍半碳酸钠的价格低于小苏打,因此其市场前景看好。粗碱的主要成分也是倍半碳酸钠,但含有10%惰性物质,如白云岩、页岩、泥岩等物质。有关粗碱作为缓冲剂方面的研究还很有限,而且这些惰性物质是否影响奶牛的生产性能和健康,也值得进一步研究。

  

氧化镁是一种碱性物质,不仅可以补充饲粮中镁的不足(含镁54%),而且能够调节瘤胃发酵,并增加乳腺对乳脂合成前体物的吸收。氧化镁的溶解度、饲料的热处理和颗粒度大小,直接影响到氧化镁的作用效果。

  

碳酸钙(石粉)在瘤胃中所起的缓冲作用很小。但在高淀粉饲粮条件下,碳酸钙通过提高小肠和大肠中淀粉消化率以及增强淀粉分解酶活性,可以提高粪便的ph值;饲粮中添加石粉使钙达到0.6-0.8%时,碳酸钙可以提供少量缓冲酸的作用。

  

膨润土(也称皂土钠)是饲料制粒工艺中广泛使用的黏合剂。它是一种含有某些矿物质的黏土,具有缓冲剂的功能。膨润土通过改变瘤胃挥发酸比例,从而起到防止乳脂率降低的作用。膨润土在瘤胃中能够膨胀体积(5-20倍)、吸附和交换矿物质及氨,便于瘤胃微生物的有效利用。

  

另外一些作为缓冲剂使用的添加剂还有碳酸钾、碳酸氢钾、碳酸镁和碳酸钠等。钾盐在热应激和低钾日粮中具有良好效果,但价格高,而且市面上供应品种少。二价碳酸盐的碱性较一价碳酸氢盐强,但通常适口性都很差。

  

各种缓冲剂的建议添加量列于表2。多数缓冲剂的适口性不好,因此,添加时必须格外注意用量,以免造成采食量的降低。

  

应用缓冲剂的条件

  

应用缓冲剂欲取得最佳经济效益,需要考虑以下12个基本条件:

  

⒈高比例玉米青贮饲粮

  

30%)和较低的ph值(3.9-4.2)。对于达到奶牛最大采食量来说,青贮饲料的最适ph值应为5.6。玉米青贮料在制作过程要求切得尽可能短以便压实,短的青贮颗粒由于本身的湿润特性,动物采食时不需要太多的唾液分泌量,这时使用缓冲剂往往具有明显的效果。

  

⒉湿度大的饲粮

  

如果饲粮水分含量超过50%,且含水的部分又为发酵饲料,那么饲粮总干物质进食量会降低6%-9%。自然含水量一般不影响饲料干物质进食量,正如饲喂青绿牧草或青绿饲料作物一样。

  

⒊低纤维饲粮

  

日粮中酸性洗涤纤维(adf)低于19%会影响反刍,并导致瘤胃酸中毒。国外学者报道,adf在14%以上每增加1个百分点会增加乳脂率0.145个百分点,而添加108g小苏打和54g氧化镁也可提高乳脂率0.145个百分点。

  

⒋干草进食量低

  

干草具有刺激唾液分泌、延长咀嚼和反刍时间以及降低全日粮水分的功用。进食每千克中等质量干草会刺激动物产生27.1l唾液。干草进食不足,可导致瘤胃产酸量增加。

  

⒌半干青贮饲料切得过细

  

进食每千克苜蓿半干青贮干物质会刺激产生14.3l唾液。但进食切得过细的半干青贮会引起动物反刍时间缩短、瘤胃食糜外流速度增加和纤维消化率下降。

  

⒍高精料进食量

  

日粮中以精料代替粗饲料导致日粮纤维水平降低。国外研究者证实,饲喂30%粗饲料日粮的产奶牛每天从唾液中分泌的碳酸氢钠当量较饲喂70%粗饲料的动物少199g。

  

⒎一餐精饲料给量过大

  

一餐精料给量超过3kg会造成瘤胃“猛烈”发酵。这种发酵会降低瘤胃ph值,并延长瘤胃ph值低于6以下的总时间。

  

⒏精料颗粒度小

  

精饲料颗粒度小将造成易发酵碳水化合物的快速发酵和瘤胃食糜的快速外流,因而瘤胃产酸量增加。

  

⒐高水分谷物饲料饲喂

  

高水分谷物饲料中的水分含量直接影响其中碳水化合物和氮素组分的溶解度,并降低进食量。这一问题在谷物饲料的含水量高于30%以上时尤为突出。

  

⒑高比例易发酵碳水化合物饲粮

  

高比例易发酵碳水化合物饲粮影响碳水化合物在瘤胃中降解的数量和降解速度、纤维消化率、瘤胃ph值和挥发酸产生模式。

  

⒒乳脂率过低

  

某些产奶牛个体乳脂率过低或变异较大,这些个体的乳脂率差异在大群乳脂率平均值中往往被掩盖。如果荷斯坦品种奶牛乳脂率测定值低于2.5%或产奶牛乳蛋白率超过乳脂率0.4个百分点,就可以认为瘤胃挥发酸比例和ph值不正常。

  

⒓热应激环境

  

高温、高湿、辐射和空气流通不畅都会降低饲料干物质进食量,改变饲料消耗模式,并影响血液矿物质平衡。这些问题都有赖于通过补充缓冲剂来实现。

  

缓冲剂应用的效果

  

国内有关使用缓冲剂效果方面的确切统计资料不多。根据美国对1975-1985年间2 087头产奶牛的调查资料,使用缓冲剂(主要是小苏打,每天每头产奶牛喂150g,或占混合精料的1.43%)每天平均增加3.5%乳脂率的奶量lkg,经济投入产出比为1:2.3。同一时期由dhi对美国中西部9个州2684个奶牛业主的调查结果显示,54.5%的牛场一直使用缓冲剂,与未使用缓冲剂的牛群相比,平均每年提高产奶量571kg。

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