中文摘要摘要本研究采用人工瘤胃技术研究硫、磷、钻、尿素对瘤胃发酵的影响。 每种物质设三个水平，按照正交设计共有 9 个处理。试验期间，每日0 8 : 0 0 . 2 0 : 0 0向每个发酵罐饲喂试验日粮 2 0 g 。每期试验的最后 2 天 0 8 : 0 0 . 1 0 : 0 0 . 1 2 : 0 0 . 1 4 : 0 0 . 1 6 : 0 0分别从每个发酵罐进气口采集瘤胃液 5 0 m 1 ，经四层纱布过滤即测p H值，其余样品在一 2 0 保存待测氨态 氮、挥发性脂肪酸、瘤胃液蛋白质浓度。采样期间每天 1 0 : 0 0 采样测定 微晶纤维素酶、木聚糖酶、水杨昔酶、梭甲基纤维素酶的活性。结果表明，在本试验条件下 ( 1 )日粮中添加 0 . 4 %的硫显著提高了氨 态氮、瘤胃液蛋白质、挥发性脂肪酸的浓度、乙酸/ 丙酸 ( P 0 . 0 5 ) . ( 2 )添加磷显著提高了 氨态氮、瘤胃液蛋白质、乙酸浓度及乙酸j 丙酸 ( P 0 . 0 5 ) a ( 3 )添加钻使瘤胃液 p H值、 氨态氮浓度、 乙酸/ 丙酸显著提高( P 0 . 0 5 ) 。 但使 瘤胃液蛋白质浓度显著升高( P O . . 0 5 ) e添加 2 %的尿素使除四种纤维素分解酶活性 外的各个测定指标显著提高 ( P 0 .0 5 ) . ( 2 ) T h e p H , C o n c e n t r a t i o n o fN H 3 - N , r u m e n l i q u i d p r o t e i n , A c e a n d A c e / P r o p w e r e i n c r e a s e d s i g n i f i c a n t ly w i t h t h e l e v e lo f t h e a d d e d p h o s p h o r u s ( P 0 .0 5 ) . t h e c o n c e n t r a t io n o f r u m e nl i q u i d p r o t e i n w e r e i m p r o v e d s i 脚f i c a n t l y ( P 0 .0 5 ) . Wh e n 2 % u r e a w a s a d d e d , a l l o fm e a s u r e d i n d e x w e r e i m p r o v e d s i g n i f i c a n t l y e x c e p t o f t h e a c t i v i l t y o f C MC a s e , x y l a n a s e ,S a l i c i n a s e a n d C ry s t a l C e l l u l o s a s e ( P 网胃 膀肤 肺大肠脾、 瓣胃瘤胃肝肾脏、 子宫体、 小肠、 心脏盲肠牛毛牛肉、 牛 血( 马 衡 等， 1 9 9 5 ) $ 1 .钻的主要作用是作为维生素B i z 成分， 是一种抗贫血因子。 牛瘤胃中微生物可利 用 饲 料中 提 供白 JAM 合成 维生 素B 1 2 ， 而维 生素B 12 是甲 基 丙二 酸 单 酞 辅 酶A 变 位酶( 参 与丙酸转变为玻拍酸的过程) 和四氢叶酸甲基转移酶( 催化5 一 甲基四氢叶酸转移到高 半胧氨酸形成蛋氨酸和四氢叶酸) 的必要成分， 因此， 缺钻时丙酸不能转化为琉拍酸， 将引 起反当动物严重的 生理 功能障 碍6 4 1 。 钻还与蛋白 质、 碳水化合 物代谢有关， 参与 丙酸和糖原异生作用。 瘤胃内维生素B 1 2 的产量取决于瘤胃内 钻的浓度和饲料中粗饲 料的 种 类 ( z i l le y , 1 9 6 3 ) 。 如果日 粮中 提 供足 够的 钻， 则 可 使 瘤胃 微 生 物 合成 牛 体中 所需的V B 1 2 及其它维生素。 2硫、磷、钻对瘤胃发酵的影响 2 . 1 对瘤胃微生物生命活动的影响瘤胃细菌的硫、磷、钻的含量远比日粮高。其中以钻的浓度增加最多 M a rt i n e ( 1 9 7 3 ) 。可见， 瘤胃细菌对无机元素具有浓缩作用。硫酸钠中的硫元素能促进反当动物瘤胃内纤毛虫加速繁殖， 积极参与蛋白质代谢和脂肪的氧化还原过程。 硫化合物也是某些酶 ( 如脱氢酶和脂酶)的活化剂，参写菌第一部分文献综述体蛋白 质的 合成。 如果 在奶牛日 粮中 每天添加 3 0 g蛋氨酸可使瘤胃内 纤毛虫大量繁 殖， 含量高 达7 .6 X 1 0 7 - 1 4 X 1 护个 I r n l 瘤胃内 容 物 ( 马双青， 2 0 0 2 ) 2 1 . 瘤胃 微生 物 能有效地利用无机硫化合物合成含硫氨基酸和维生素， 硫化物中的 硫被微生物利用合成含硫氨基酸并参与蛋白 质的合成，其途径如下:丝氨酸高丝氨酸5 0 , 2 一S O a x - “- - i S 2 0 3 “ 一半 肤 酸一 高 半 肤 氨 酸蛋白 质蛋氨酸杏蛋白质H u m e ( 1 9 7 0 ) 报道， 日 粮中 每添加1 g 硫， 瘤胃 可产生6 9 g 细菌蛋白 。 S l y e r ,e t a l . ( 1 9 8 6 ) 在体内、体外试验中都发现添加硫后瘤胃中纤维素分解菌的数量显著增多。 采食高含硫量日 粮的绵羊， 瘤胃 液中 含有4 0 0 0 个真菌游离抱子/ m l ， 而采食低含硫日 粮的绵羊，瘤胃液中则没有发现抱子。磷在瘤胃 细菌中 主 要以 核酸和 磷脂的 形式存 在11 3 1 。 通常核酸磷约占 总磷的8 0 % , 磷脂占有 1 0 0/ 0 。核酸中脱氧核糖核酸含磷量为 1 0 .0 3 %， 核糖核酸为9 .6 4 0% 除此之 外， 细菌细胞内 还贮藏有一定的无机多磷酸， 由 于它以 磷和能量的贮藏形式存在， 并 且有利于A T P 的生成， 因 而有重要的生理意义。 瘤胃 微生物总磷的 含量变动在2 01 “0%( 微生物干物质为基础) 。血浆中的 磷含量正常为1 .3 - 2 .6 m m o l / L 1 1 气E v a n s 等 ( 1 9 6 6 ) 研究发 现， 磷能刺 激瘤胃 微生物的 活动， 与硫有 协同 作用。 磷影 响细菌生长率和产量， 磷供应充足时， 微生物对瘤胃中 氨态氮的 利用率和纤维素消化 率均提高 ( 杨祖兴，1 9 9 7 ) . 磷也是瘤胃 微生物降解纤维素和合成微生物蛋白 质所必 需 ( B u r r o u g h s 等，1 9 5 1 ; B r e v e s 和S c h r o d e r , 1 9 8 1 ) . D u r a n d 等 ( 1 9 8 0 ) 研究表明， 日 粮中磷水平低于0 .2 5 % 时，将抑制瘤胃微生物的生长，导致微生物蛋白合成减少， 将降 低日 粮的 消 化 率。 D u r a n d e t a l . ( 1 9 8 8 ) 推 荐 瘤胃 中 可 利 用 磷( 来自 日 粮 和 唾 液) 必 须至少为5 g / k g 可消 化有机物， 才能 优化 微生 物降 解细 胞壁物质。 S y l v i e k o m i s a r c z o k ( 1 9 8 7 ) 根据体外试验推算， 每消化l k g 摄入的有 机物， 微生 物 平均合 成3 0 g 氮， 微 生 物需要4 - 6 g 磷， 正常 微生 物合成 蛋白 质 所需无机 磷的 浓度为7 0 - 8 0 m g t L .在基础日 粮中添加硫或钻， 特别是钻， 促进了 瘤胃中氨的利用， 增强了 瘤胃中微 生物合成蛋白 质的能力。 额外添加钻可使瘤胃厌氧微生物增加5 0 %， 乳酸菌增加8 6 %( Y o u n g , 1 9 7 9 ) 。 体外发酵中 补充钻将增加V B 1 2 的 合成和纤维素的降解( A l l e n , 1 9 8 6 ) . 此外，钻还具有改善饲料锌的生物学活性的功能，并且影响脂肪的代谢。 2 .2 对P H值的 影响在硫、 磷、 钻三种矿物元素中， 对瘤胃p H值影响最大的是磷。 磷是构成体内 缓人r瘤胃法研究矿物质元素及非蛋白氮对瘤胃发酵的影响冲体系的重要物质。 瘤胃必须维持相对稳定的缓冲能力才能保证瘤胃微生物的正常生 命活动和瘤胃 代谢 活动的正 常进 行。 缓冲能力的变 化与瘤胃 液内 磷 酸盐 ( p H 值6 - 8 ) 的相对浓度有关。 有些 研究 证明，日 粮中 添加硫后， p H值下降。 但有些资 料则报道 反当动物日 粮中 添加 硫或硫加 钻可提高瘤胃 液的p H值， 而只 添加钻对p H值无显 著 影 响( 王 放 ， 1 9 8 9 ) 1s e . “ 1 . 2 . 3 对瘤胃内 物质代谢的影响 2 .3 . 1 碳水化合物代谢反色动物消化一个特点就是借助于瘤胃 微生物消化高纤维粗饲料。 瘤胃 微生物分 泌的纤维酶能将纤维素分解为纤维二糖， 然后由 纤维二糖酶将其转化为葡萄糖或 1 -磷酸葡萄糖， 单糖在瘤胃中 进一步降解最终生成挥发性脂肪酸、 甲 烷和C 0 2 ， 硫、 磷、 钻是影响 反 当动 物 碳水 化合 物 消 化率的 重 要 矿 物 质 17 2 1H u b b e rt ( 1 9 5 8 ) 报道， 获得最大纤维素消化率时， 瘤胃液中硫的浓度应该在0 .0 1 0 .6 m g l m l 。 当 浓度达到l m g l m l 时， 纤维素的 消化率开 始下降， 达到2 m g l rn l 时， 纤维 素的消化率显著下降( P C a S 0 4 ( N H 4 ) 2 5 0 4 D L - 蛋 氨酸 N a 2 S 0 4 M g S O 4 糖蜜 无 机硫。常用的磷源有: 磷酸氢钙、 骨粉、 脱氟磷灰石、 磷酸二氢钙、 偏磷酸钙等， 其中， 磷酸 氢 钙的 生 物 学 利用 率 最高 2 6 1常用的钻源有:氯化钻、硝酸钻、氧化钻、碳酸钻和硫酸钻。氧化钻由于溶解性低， 所以 不被利用 ( L i e n ry. 1 9 9 5 ) ， 氧化钻颗粒可留在瘤胃中 稀释钻丸，能够长期 为 反 当 动 物提 供 钻， 有 些 情况 下 会 造 成反 当 动 物钻丸 损失( P o o l e 和C o n n o ll y， 1 9 6 7 )荟 3 .2日 粮中碳水化合物的含量及种类瘤胃中碳水化合物发酵的主要终产物是乙酸、丙酸、 丁酸等挥发性脂肪酸， 它们是反当动物的主要能源及合成体脂和乳脂的原料。瘤胃微生物蛋白质的合成需要能量。 能量不足，即使其它营养物质充足， 也会致 使微生物蛋白合成受阻。 从而导致微生物生长受阻， 瘤胃内微生物数量下降， 对各种营养物质的消化率下降。 反当动物食入易发酵饲料时， 微生物活动增加， 从而挥发性第一部分文献综述脂肪酸浓度增加。进而影响瘤胃 微生物对硫、磷、钻的利用率。 3 .3日 粮中维生素的含量维生素D与日粮之间存在一种互作关系。S c h m d e r 等人 ( 1 9 9 0 )对山羊缺磷实验 表明， 日 粮磷的不足可提高小肠感受器对V D的敏感性， 进而可提高V D在小肠中的 效用。 V D刺激钙在小肠中的吸收，通常与钙结合蛋白的产生有关， 所以，可以 这样 认为: V D刺激磷酸盐的吸收可能也与钙结合蛋白 有关。 3 .4 禅 值磷酸盐在碱性、 中 性溶液中 溶解度很低， 难于吸收， 而在酸性溶液中 溶解度大大 增加，易 于吸收， 因 此当 瘤胃p H降 低时， 有利于磷的 吸收。 p H值影响瘤胃内 几种 主要细菌及原虫的 生长效 率， 从而影响 瘤胃 生态系统。 当瘤胃p H值低于6 时， 纤维 分解菌及产甲 烷菌的生长及代谢活动降低; p H - 0 .0 5