王法明:北京亚禾反刍动物营养专家
王法明,男,毕业于黑龙江八一农垦大学,动物营养硕士。擅长奶牛营养,牧场饲养管理,管理软件应用。
一 青年牛及育成牛的消化系统
奶牛的消化系统包括口、食道、瘤胃、网胃、瓣胃、真胃(皱胃)、小肠、盲肠和大肠等部分,见图1。此外,奶牛分泌消化物的器官包括皱胃(分泌盐酸和消化酶)、胰腺(分泌消化酶,可降解碳水化合物、脂肪和蛋白质)、小肠壁(分泌消化酶,可降解碳水化合物、脂肪和蛋白质)和肝脏(分泌胆汁,有助于脂肪的消化、吸收)等。
图1 奶牛的消化系统
1、口
口的作用是采食和咀嚼,奶牛通过口来进食,采食的日粮经过食道进入瘤胃,在瘤胃中形成的长纤维颗粒层会刺激奶牛反刍,长纤维饲料通过食道返回口内,口通过咀嚼进一步破碎食物颗粒,以减小纤维颗粒,降低饲料体积,并使饲料中的纤维性碳水化合物暴露以便瘤胃微生物发酵。奶牛在进食和反刍时均会分泌唾液,唾液中富含的碳酸盐和磷酸盐等缓冲物质可中和瘤胃中微生物发酵产生的酸,从而使瘤胃酸度维持在适宜微生物发酵和生长的弱酸环境。奶牛在进食时产生120 mL/min唾液,反刍时产生150mL/min,休息时产生60 mL/min,如果奶牛每天咀嚼6~8小时,将产生160~180 L唾液,如果刺激反刍不够(如日粮中含有过多精饲料时),每天只能产生30~50L唾液,长期反刍不够,将会导致奶牛瘤胃酸中毒现象。
2 、瘤-网胃
由于瘤胃和网胃的内容物不断地相混合(每分钟一次),因此共用一高密度的微生物群系(细菌、真菌和原虫),常被称为瘤-网胃,其消化特点是微生物消化。瘤-网胃的进出口分别为贲门和网瓣口,网胃对进出瘤胃的食糜起筛选作用,只有颗粒<1~2毫米且密度>1.2g/mL的食糜颗粒才能流出瘤胃。成年奶牛的瘤-网胃内容物体积占整个消化道的67%,内容物重量可达到100kg左右。
瘤胃正常的pH值在5.5~7.0之间,温度在39~40℃,瘤胃中的某些细菌可通过降解日粮中的纤维素和半纤维素获得能量以维持自身的生长和繁殖,其发酵终产物为挥发性脂肪酸(VFA),是奶牛主要的能量来源,并可被利用合成乳中脂肪和乳糖。而瘤胃发酵产生的甲烷和二氧化碳,造成部分能量的损失,瘤胃发酵每天可产生1000 L气体。瘤胃微生物还可将日粮中的低质量蛋白和非蛋白氮合成自身生长所需的氨基酸,转化为菌体蛋白,进而被奶牛利用转化为乳蛋白,是奶牛所需氨基酸的主要来源。瘤胃发酵的终产物如VFA和氨均被瘤胃壁吸收。另外,奶牛通过瘤胃发酵可以合成并满足自身所需的维生素B复合物和维生素K,还可通过瘤胃发酵中和饲料中的一些有毒成分。由于细菌发酵纤维过程缓慢,所以纤维颗粒在瘤胃中的滞留时间一般为20~48小时。
3 、瓣胃
瓣胃呈球形,体积大约有10升,是连接瘤胃和真胃的过渡器官。瓣胃的主要功能是通过将长粒饲料包在叶片状结构内来阻留食物中的粗糙部分,继续加以磨细,并输送较稀部分进入皱胃。同时瓣胃具有极大的吸收能力,可吸收水、矿物质和挥发性脂肪酸。瓣胃的物理结构使得奶牛容易产生瓣胃阻塞,严重的会导致奶牛死亡,因此在奶牛日粮制作中要避免塑料纸等异物混入其中,以防止奶牛误食异物造成瓣胃阻塞。
4 、皱胃
皱胃也叫真胃,是奶牛的第四个胃,分泌盐酸和消化酶,如蛋白酶和凝乳酶。皱胃消化在瘤胃内未被消化的饲料颗粒以及从瘤胃内流出的微生物蛋白(每天大约1~2.5kg)。
5 、小肠
小肠包括十二指肠、空肠和回肠。当皱胃的pH值降到很低时(pH=2),连接皱胃和十二指肠(小肠第一部分)的幽门才会打开,使皱胃中的消化物流入十二指肠,胰腺、肝脏和小肠腺的分泌物与消化物混合,将消化物中的蛋白质分解为多肽和氨基酸,淀粉和其他非纤维性碳水化合物被水解为单糖如葡萄糖和果糖,脂肪被水解为甘油和三个长链脂肪酸。小肠消化产生的氨基酸、小分子多肽和单糖以及水和矿物质均可通过小肠壁内膜进入毛细血管,而长链脂肪酸的吸收比较复杂,要有胆盐的帮助才能被吸收。
6 、盲肠和大肠
盲肠中的某些微生物可继续发酵未被小肠吸收的消化产物。大肠不分泌消化酶,而消化物的水分主要在大肠中被重吸收,同时粪便也在大肠内形成。奶牛排泄物干物质中含85%的有机物和15%的无机质,无机质包括氮、磷、钾、镁、钙、钠、硫、铁、锌、锰和铜。排泄物中50%的氮和60%的钾是来自尿,但90%的磷来自粪便。