牛有四個(gè)胃,里面有很多微生物,會(huì)不停的產(chǎn)生很多的氣體,所以牛要不斷的噯氣,把哪些氣體拍出體外。
以下是減少甲烷排放的奶牛營(yíng)養(yǎng)調(diào)控牛養(yǎng)殖技術(shù)
噯氣
在瘤胃微生物的發(fā)酵過(guò)程中,不斷地產(chǎn)生大量的氣體。牛一晝夜能產(chǎn)生600~1300升氣體,其中,二氧化碳占50%~75%,甲烷占20%~45%。此外,還有極少量的氫、氮和硫化氫等氣體。這些氣體有1/4被吸收到血液后經(jīng)肺排除,微生物僅能夠利用小部分,其余靠噯氣排出。
在瘤胃微生物的發(fā)酵過(guò)程中,不斷地產(chǎn)生大量的氣體。牛一晝夜能產(chǎn)生600~1300升氣體,其中,二氧化碳占50%~75%,甲烷占20%~45%。此外,還有極少量的氫、氮和硫化氫等氣體。這些氣體有1/4被吸收到血液后經(jīng)肺排除,微生物僅能夠利用小部分,其余靠噯氣排出。
在瘤胃微生物的發(fā)酵過(guò)程中,不斷地產(chǎn)生大量的氣體。牛一晝夜能產(chǎn)生600~1300升氣體,其中,二氧化碳占50%~75%,甲烷占20%~45%。此外,還有極少量的氫、氮和硫化氫等氣體。這些氣體有1/4被吸收到血液后經(jīng)肺排除,微生物僅能夠利用小部分,其余靠噯氣排出。
噯氣是一種反射動(dòng)作,由增多的瘤胃氣體刺激瘤胃的感受器所引起。噯氣時(shí)瘤胃后背囊會(huì)先開(kāi)始收縮,由后向前推進(jìn),壓迫氣體移向瘤胃前庭,賁門(mén)隨之舒展,氣體被驅(qū)入食管。一部分經(jīng)過(guò)張開(kāi)的聲門(mén)進(jìn)入呼吸系統(tǒng),另一部分經(jīng)口腔逸出。
反芻動(dòng)物瘤胃微生物發(fā)酵產(chǎn)生甲烷的過(guò)程,實(shí)際上是營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的浪費(fèi)過(guò)程,會(huì)造成能量損失。
同時(shí),人們發(fā)現(xiàn)甲烷在地球變暖和臭氧層破壞方面,比二氧化碳更嚴(yán)重,因?yàn)榧淄樵谖占t外線能量方面比二氧化碳更有效。而畜牧業(yè)產(chǎn)生的甲烷絕大部分來(lái)源于反芻動(dòng)物。減少甲烷排放,既能環(huán)保,又能增效。
減少纖毛蟲(chóng)數(shù)量
研究表明,產(chǎn)甲烷菌大量吸附于纖毛蟲(chóng)上,它們之間是一種兼性關(guān)系。纖毛蟲(chóng)對(duì)產(chǎn)甲烷菌的產(chǎn)生有促進(jìn)作用。當(dāng)細(xì)菌的氫供應(yīng)不足時(shí),產(chǎn)甲烷菌就將自己吸附于幾種纖毛蟲(chóng)上,以保證有足夠的氫生成甲烷。
研究表明,產(chǎn)甲烷菌大量吸附于纖毛蟲(chóng)上,它們之間是一種兼性關(guān)系。纖毛蟲(chóng)對(duì)產(chǎn)甲烷菌的產(chǎn)生有促進(jìn)作用。當(dāng)細(xì)菌的氫供應(yīng)不足時(shí),產(chǎn)甲烷菌就將自己吸附于幾種纖毛蟲(chóng)上,以保證有足夠的氫生成甲烷。
研究表明,產(chǎn)甲烷菌大量吸附于纖毛蟲(chóng)上,它們之間是一種兼性關(guān)系。纖毛蟲(chóng)對(duì)產(chǎn)甲烷菌的產(chǎn)生有促進(jìn)作用。當(dāng)細(xì)菌的氫供應(yīng)不足時(shí),產(chǎn)甲烷菌就將自己吸附于幾種纖毛蟲(chóng)上,以保證有足夠的氫生成甲烷。
給反芻動(dòng)物日糧中補(bǔ)充適量硫酸鋅(ZnSO4)的試驗(yàn)證明,可以減少瘤胃纖毛蟲(chóng)的數(shù)量,減少甲烷產(chǎn)量。
瘤胃原蟲(chóng)
在瘤胃微生物中,至少還有30多種原蟲(chóng),主要分為纖毛蟲(chóng)和鞭毛蟲(chóng)兩個(gè)大類(lèi)。鞭毛蟲(chóng)一般在幼年反芻動(dòng)物纖毛蟲(chóng)區(qū)系建立前或由于某種原因纖毛蟲(chóng)區(qū)系消失時(shí)存在。隨著幼齡動(dòng)物年齡增大,隨著幼齡動(dòng)物年齡增大,鞭毛蟲(chóng)數(shù)量減少。瘤胃原蟲(chóng)都是專(zhuān)性厭氧微生物,蟲(chóng)體較大。一般纖毛蟲(chóng)蟲(chóng)體的大小為40~200um(微米),每毫升瘤胃液中平均含有原蟲(chóng)20萬(wàn)~200萬(wàn)個(gè),有時(shí)可高達(dá)500萬(wàn)個(gè)。
在瘤胃微生物中,至少還有30多種原蟲(chóng),主要分為纖毛蟲(chóng)和鞭毛蟲(chóng)兩個(gè)大類(lèi)。鞭毛蟲(chóng)一般在幼年反芻動(dòng)物纖毛蟲(chóng)區(qū)系建立前或由于某種原因纖毛蟲(chóng)區(qū)系消失時(shí)存在。隨著幼齡動(dòng)物年齡增大,隨著幼齡動(dòng)物年齡增大,鞭毛蟲(chóng)數(shù)量減少。瘤胃原蟲(chóng)都是專(zhuān)性厭氧微生物,蟲(chóng)體較大。一般纖毛蟲(chóng)蟲(chóng)體的大小為40~200um(微米),每毫升瘤胃液中平均含有原蟲(chóng)20萬(wàn)~200萬(wàn)個(gè),有時(shí)可高達(dá)500萬(wàn)個(gè)。
在瘤胃微生物中,至少還有30多種原蟲(chóng),主要分為纖毛蟲(chóng)和鞭毛蟲(chóng)兩個(gè)大類(lèi)。鞭毛蟲(chóng)一般在幼年反芻動(dòng)物纖毛蟲(chóng)區(qū)系建立前或由于某種原因纖毛蟲(chóng)區(qū)系消失時(shí)存在。隨著幼齡動(dòng)物年齡增大,隨著幼齡動(dòng)物年齡增大,鞭毛蟲(chóng)數(shù)量減少。瘤胃原蟲(chóng)都是專(zhuān)性厭氧微生物,蟲(chóng)體較大。一般纖毛蟲(chóng)蟲(chóng)體的大小為40~200um(微米),每毫升瘤胃液中平均含有原蟲(chóng)20萬(wàn)~200萬(wàn)個(gè),有時(shí)可高達(dá)500萬(wàn)個(gè)。
纖毛蟲(chóng)對(duì)碳水化合物的營(yíng)養(yǎng)代謝
。1)可溶性糖:全毛蟲(chóng)迅速同化可溶性糖(如葡萄糖、麥芽糖、蔗糖及可溶性淀粉)以滿足它們對(duì)糖的需要。被攝取的糖82%能以淀粉狀態(tài)貯存,反芻動(dòng)物采食后2~4小時(shí)全毛蟲(chóng)的淀粉貯藏達(dá)到最高值。由于糖呈淀粉狀態(tài)貯藏,可以減少飼喂后的爆發(fā)性發(fā)酵。
。1)可溶性糖:全毛蟲(chóng)迅速同化可溶性糖(如葡萄糖、麥芽糖、蔗糖及可溶性淀粉)以滿足它們對(duì)糖的需要。被攝取的糖82%能以淀粉狀態(tài)貯存,反芻動(dòng)物采食后2~4小時(shí)全毛蟲(chóng)的淀粉貯藏達(dá)到最高值。由于糖呈淀粉狀態(tài)貯藏,可以減少飼喂后的爆發(fā)性發(fā)酵。
。1)可溶性糖:全毛蟲(chóng)迅速同化可溶性糖(如葡萄糖、麥芽糖、蔗糖及可溶性淀粉)以滿足它們對(duì)糖的需要。被攝取的糖82%能以淀粉狀態(tài)貯存,反芻動(dòng)物采食后2~4小時(shí)全毛蟲(chóng)的淀粉貯藏達(dá)到最高值。由于糖呈淀粉狀態(tài)貯藏,可以減少飼喂后的爆發(fā)性發(fā)酵。
全毛蟲(chóng)中的均毛蟲(chóng)和密毛蟲(chóng)都含有α-淀粉酶和蔗糖酶、果膠脂酶,聚半乳糖醛酸酶?扇苄蕴穷(lèi)被發(fā)酵后產(chǎn)生乙酸、丁酸、乳酸、CO2、H2,還能合成支鏈淀粉,貯藏于纖毛蟲(chóng)體內(nèi),成為提供能量的貯庫(kù)。
貧毛蟲(chóng)對(duì)可溶性糖的利用能力有限。
。2)淀粉:淀粉是瘤胃纖毛蟲(chóng)營(yíng)養(yǎng)的主要來(lái)源,對(duì)貧毛蟲(chóng)尤為重要。除極少數(shù)幾種內(nèi)毛蟲(chóng)外,所有貧毛蟲(chóng)都能攝食和發(fā)酵淀粉,發(fā)酵產(chǎn)物為VFA、乳酸、CO2、HO2。
均毛蟲(chóng)的淀粉發(fā)酵主要終產(chǎn)物是乳酸,而貧毛蟲(chóng)則不是乳酸。貧毛蟲(chóng)的這種特性,對(duì)于防止宿主不需要的酸性,有很大價(jià)值
瘤胃微生物的微生態(tài)系統(tǒng)
在一定的日糧條件和較為穩(wěn)定的瘤胃環(huán)境條件下,瘤胃微生物區(qū)系維持相對(duì)的穩(wěn)定性,即微生物與寄微生物與微生物之間達(dá)到動(dòng)態(tài)的平衡,構(gòu)成瘤胃微生物的生態(tài)系統(tǒng)。
在一定的日糧條件和較為穩(wěn)定的瘤胃環(huán)境條件下,瘤胃微生物區(qū)系維持相對(duì)的穩(wěn)定性,即微生物與寄微生物與微生物之間達(dá)到動(dòng)態(tài)的平衡,構(gòu)成瘤胃微生物的生態(tài)系統(tǒng)。
在一定的日糧條件和較為穩(wěn)定的瘤胃環(huán)境條件下,瘤胃微生物區(qū)系維持相對(duì)的穩(wěn)定性,即微生物與寄微生物與微生物之間達(dá)到動(dòng)態(tài)的平衡,構(gòu)成瘤胃微生物的生態(tài)系統(tǒng)。
在這個(gè)系統(tǒng)中,各類(lèi)微生物彼此混雜居住,整體形成復(fù)雜的關(guān)系,可概括為兩個(gè)方面,即協(xié)同和競(jìng)爭(zhēng)。
細(xì)胞壁成分降解過(guò)程中微生物之間的相互作用最復(fù)雜、也最具代表性的協(xié)同作用。細(xì)胞壁由纖維素、半纖維素、木質(zhì)素、果膠和含氧物質(zhì)組成,它們按一定的物理層次排列,降解過(guò)程需要由能產(chǎn)生相應(yīng)酶的微生物共同完成。所以隨著日糧性質(zhì)和成分的變化,瘤胃內(nèi)各種微生物的數(shù)量和比例也相應(yīng)發(fā)生改變。
瘤胃微生物之間也存在相互競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)系,比較典型的例子是當(dāng)飼喂了大量含淀粉的精料時(shí),牛鏈球菌對(duì)迅速繁殖并產(chǎn)生大量乳酸,使瘤胃pH值顯著降低,抑制了纖維素分解菌和其他微生物的生長(zhǎng)。
由于瘤胃微生物的這種生態(tài)作用,使外來(lái)微生物包括一些病原菌,在正常情況下不易在瘤胃內(nèi)大量繁殖。例如大腸桿菌和沙門(mén)氏菌在瘤胃內(nèi)數(shù)量很少,可能是VFA抑制了它們的生長(zhǎng)。
細(xì)菌之間的相互作用
各種瘤胃細(xì)菌的密度和相對(duì)比例,隨日糧的品質(zhì)和組成而變異。
各種瘤胃細(xì)菌的密度和相對(duì)比例,隨日糧的品質(zhì)和組成而變異。
各種瘤胃細(xì)菌的密度和相對(duì)比例,隨日糧的品質(zhì)和組成而變異。
從細(xì)菌的營(yíng)養(yǎng)角度來(lái)看,基本上可區(qū)分為兩大類(lèi):?發(fā)酵飼料的主要營(yíng)養(yǎng)成分;?發(fā)酵前者的代謝產(chǎn)物。
作為纖維素分解菌的厭氧性產(chǎn)琥珀酸擬桿菌,將纖維素發(fā)酵產(chǎn)生琥珀酸,乙酸和甲酸。
而新月?tīng)罹,如分解乳酸新月形單胞菌靠糖的分解產(chǎn)物和琥珀酸供給營(yíng)養(yǎng),琥珀酸是產(chǎn)生丙酸的代謝中間產(chǎn)物。在這兩種菌聯(lián)合培養(yǎng)下,產(chǎn)生丙酸、乙酸和CO2。
新月?tīng)顔伟供給厭氧性擬桿酸的所需要的CO2。換句話說(shuō),第二類(lèi)細(xì)菌移除第一類(lèi)細(xì)菌的代謝產(chǎn)物,并將必須因子循環(huán)回歸給第一類(lèi)細(xì)菌。
上述變化中主要反應(yīng)是菌種之間氫轉(zhuǎn)遞。瘤胃內(nèi)氫轉(zhuǎn)遞時(shí),產(chǎn)甲烷桿菌如瘤胃甲烷桿菌和甲酸甲烷桿菌非常重要,因其用到氫,使氫的濃度http://m.zxtf.net.cn/shouyi/pig/news/降低。
以產(chǎn)氫的瘤胃球菌,如黃化瘤胃球菌和白色瘤胃球菌,與利用氫的產(chǎn)甲烷桿菌一起培養(yǎng),可刺激氫的產(chǎn)生增加4倍以上。
纖毛蟲(chóng)與細(xì)菌的相互作用
當(dāng)瘤胃微生物種群中沒(méi)有纖毛蟲(chóng),只有細(xì)菌時(shí),則細(xì)菌數(shù)量明顯增加。有纖毛蟲(chóng)綿羊的細(xì)菌數(shù)為2×1010個(gè)/ml,而沒(méi)有纖毛蟲(chóng)綿羊的細(xì)菌數(shù)為3.3×1011個(gè)/ml。仔畜早期與母畜隔離是保證瘤胃內(nèi)沒(méi)有纖毛蟲(chóng)繁殖的有效辦法。
當(dāng)瘤胃微生物種群中沒(méi)有纖毛蟲(chóng),只有細(xì)菌時(shí),則細(xì)菌數(shù)量明顯增加。有纖毛蟲(chóng)綿羊的細(xì)菌數(shù)為2×1010個(gè)/ml,而沒(méi)有纖毛蟲(chóng)綿羊的細(xì)菌數(shù)為3.3×1011個(gè)/ml。仔畜早期與母畜隔離是保證瘤胃內(nèi)沒(méi)有纖毛蟲(chóng)繁殖的有效辦法。
當(dāng)瘤胃微生物種群中沒(méi)有纖毛蟲(chóng),只有細(xì)菌時(shí),則細(xì)菌數(shù)量明顯增加。有纖毛蟲(chóng)綿羊的細(xì)菌數(shù)為2×1010個(gè)/ml,而沒(méi)有纖毛蟲(chóng)綿羊的細(xì)菌數(shù)為3.3×1011個(gè)/ml。仔畜早期與母畜隔離是保證瘤胃內(nèi)沒(méi)有纖毛蟲(chóng)繁殖的有效辦法。
一般說(shuō)來(lái),接種纖毛蟲(chóng)后使細(xì)菌數(shù)減少,可能是由于纖毛蟲(chóng)與細(xì)菌對(duì)食物的競(jìng)爭(zhēng)和細(xì)菌作為食物被纖毛蟲(chóng)捕食的結(jié)果。纖毛蟲(chóng)不但捕食外界侵入細(xì)菌,也捕食瘤胃細(xì)菌。
瘤胃纖毛蟲(chóng)捕食細(xì)菌數(shù)量非?捎^,每分鐘約可捕食1%瘤胃細(xì)菌。據(jù)計(jì)算,綿羊瘤胃內(nèi)一天約有90克細(xì)菌(干物質(zhì))被纖毛蟲(chóng)吞噬。
細(xì)菌被消化后大部分蛋白質(zhì)和氨基酸轉(zhuǎn)變?yōu)槔w毛蟲(chóng)蛋白質(zhì),只有少量菌體氨基酸降解為CO2和VFA。但也有報(bào)道,菌體蛋白被消化后約有一半呈游離氨基酸釋放于瘤胃內(nèi),再被發(fā)酵產(chǎn)生VFA和氨,造成氨基酸大量損失。
原蟲(chóng)的去留應(yīng)結(jié)合日糧和奶牛生理狀況
正常反芻動(dòng)物同時(shí)服用鹽酸及硫酸銅,或單獨(dú)服用辛基磺琥珀酸鈉或迪美唑,都能收到殺滅瘤胃纖毛蟲(chóng)之效。這時(shí),羔羊瘤胃的細(xì)菌數(shù)明顯增加。如接種原蟲(chóng),對(duì)犢牛的瘤胃細(xì)菌總數(shù)沒(méi)有變化,而小細(xì)菌及鞭毛蟲(chóng)數(shù)減少;對(duì)綿羊接種有尾內(nèi)毛蟲(chóng),則見(jiàn)大細(xì)菌數(shù)減少,而較小細(xì)菌數(shù)反而增加。而在Ghorbani等(2002)的試驗(yàn)中,當(dāng)給舍飼牛添加飼用微生物——丙酸桿菌時(shí),瘤胃內(nèi)纖毛蟲(chóng)的數(shù)量增加,氨的濃度提高。
正常反芻動(dòng)物同時(shí)服用鹽酸及硫酸銅,或單獨(dú)服用辛基磺琥珀酸鈉或迪美唑,都能收到殺滅瘤胃纖毛蟲(chóng)之效。這時(shí),羔羊瘤胃的細(xì)菌數(shù)明顯增加。如接種原蟲(chóng),對(duì)犢牛的瘤胃細(xì)菌總數(shù)沒(méi)有變化,而小細(xì)菌及鞭毛蟲(chóng)數(shù)減少;對(duì)綿羊接種有尾內(nèi)毛蟲(chóng),則見(jiàn)大細(xì)菌數(shù)減少,而較小細(xì)菌數(shù)反而增加。而在Ghorbani等(2002)的試驗(yàn)中,當(dāng)給舍飼牛添加飼用微生物——丙酸桿菌時(shí),瘤胃內(nèi)纖毛蟲(chóng)的數(shù)量增加,氨的濃度提高。
正常反芻動(dòng)物同時(shí)服用鹽酸及硫酸銅,或單獨(dú)服用辛基磺琥珀酸鈉或迪美唑,都能收到殺滅瘤胃纖毛蟲(chóng)之效。這時(shí),羔羊瘤胃的細(xì)菌數(shù)明顯增加。如接種原蟲(chóng),對(duì)犢牛的瘤胃細(xì)菌總數(shù)沒(méi)有變化,而小細(xì)菌及鞭毛蟲(chóng)數(shù)減少;對(duì)綿羊接種有尾內(nèi)毛蟲(chóng),則見(jiàn)大細(xì)菌數(shù)減少,而較小細(xì)菌數(shù)反而增加。而在Ghorbani等(2002)的試驗(yàn)中,當(dāng)給舍飼牛添加飼用微生物——丙酸桿菌時(shí),瘤胃內(nèi)纖毛蟲(chóng)的數(shù)量增加,氨的濃度提高。
給瘤胃補(bǔ)充硫酸鋅,雖可顯著降低甲烷產(chǎn)量,但纖維素在瘤胃的消化率也下降,這是不可取的。
在一個(gè)研究瘤胃微生物分解纖維素能力的試驗(yàn)中,纖毛蟲(chóng)和細(xì)菌單獨(dú)存在的條件下,纖毛蟲(chóng)的纖維素消化率為6.9%,細(xì)菌為38.1%。而二者混合培養(yǎng)時(shí),纖維素消化率提高至65.2%,大大超過(guò)纖毛蟲(chóng)和細(xì)菌分別培養(yǎng)時(shí)兩者的總和(45%)。
是否采用去原蟲(chóng)或保留原蟲(chóng),應(yīng)就不同日糧類(lèi)型及寄主生理狀況等進(jìn)行綜合評(píng)定。適當(dāng)控制或減少某些產(chǎn)甲烷菌和吸附產(chǎn)甲烷菌的纖毛蟲(chóng)的數(shù)量,有利于減少甲烷的污染。但是,目前還沒(méi)有一種滿意的可控制去除瘤胃纖毛蟲(chóng)的方法。因此,減少纖毛蟲(chóng)數(shù)量的應(yīng)用還有限。
利用亞各靈調(diào)控瘤胃微生物來(lái)提升泌乳量
纖維類(lèi)飼料在瘤胃中發(fā)酵后產(chǎn)生較多的乙酸和丁酸,淀粉類(lèi)飼料在瘤胃中發(fā)酵后產(chǎn)生較多的丙酸。瘤胃微生物乙酸和丁酸發(fā)酵中產(chǎn)生的氫被甲烷產(chǎn)氣菌利用合成甲烷,通過(guò)噯氣排出體外,反芻動(dòng)物以甲烷形式損失大量的能量。
纖維類(lèi)飼料在瘤胃中發(fā)酵后產(chǎn)生較多的乙酸和丁酸,淀粉類(lèi)飼料在瘤胃中發(fā)酵后產(chǎn)生較多的丙酸。瘤胃微生物乙酸和丁酸發(fā)酵中產(chǎn)生的氫被甲烷產(chǎn)氣菌利用合成甲烷,通過(guò)噯氣排出體外,反芻動(dòng)物以甲烷形式損失大量的能量。
纖維類(lèi)飼料在瘤胃中發(fā)酵后產(chǎn)生較多的乙酸和丁酸,淀粉類(lèi)飼料在瘤胃中發(fā)酵后產(chǎn)生較多的丙酸。瘤胃微生物乙酸和丁酸發(fā)酵中產(chǎn)生的氫被甲烷產(chǎn)氣菌利用合成甲烷,通過(guò)噯氣排出體外,反芻動(dòng)物以甲烷形式損失大量的能量。
葡萄糖為合成乳糖的主要來(lái)源,反芻動(dòng)物血液中葡萄糖濃度與乳產(chǎn)量呈直線相關(guān)性。丙酸為反芻動(dòng)物體內(nèi)糖異生作用生成葡萄糖的主要前體物質(zhì),因而瘤胃丙酸發(fā)酵含量關(guān)系到乳產(chǎn)量。
瘤胃中乙酸比例降低時(shí),反芻動(dòng)物的乳脂率會(huì)降低,也會(huì)導(dǎo)致乳產(chǎn)量的下降。因而,瘤胃發(fā)酵乙酸和丙酸比例與反芻動(dòng)物的乳產(chǎn)量存在極強(qiáng)相關(guān)性。
提高瘤胃丙酸比例,調(diào)節(jié)瘤胃中乙酸與丙酸的比例,對(duì)提高反芻動(dòng)物飼料消化利用率和乳產(chǎn)量有著極強(qiáng)重要的影響。
植物精油——亞各靈能有效調(diào)控瘤胃中的微生物,而能有效控制甲烷的生成,增加乙酸,丙酸和丁酸等揮發(fā)性脂肪酸的產(chǎn)生,因此能同時(shí)提升泌乳量及乳脂率。
總結(jié):以上是減少甲烷排放的奶牛營(yíng)養(yǎng)調(diào)控牛養(yǎng)殖技術(shù),居于牛消化系統(tǒng)的特殊性,在日常的養(yǎng)牛技術(shù)中要多多注意方面的飼養(yǎng)管理。