5.3 饲料中的纤维含量  反刍动物是在中新世中期随地球的干燥花和草原化演变成的优质哺乳动物，具备了通过瘤胃微生物作用利用植物组织中的纤维成分的机能。  然而，该机能不能完全应对随现代畜牧业的发展而来多喂谷物类等易发酵的精饲料体系，造成代谢障碍和生产性能下降的情况不断增加。精饲料的过多饲喂（或者饲料中纤维不足），引起伴随瘤胃急剧发酵的乳酸浓度上升和PH显著下降，家畜可能出现采食停止和下痢，瘤胃炎和瘤胃黏膜上皮脱落等症状。严重时，还可能并发液体性酸中毒而死亡的情况。  即使不出项以上急性症状，纤维质饲料的不足或者饲喂过多精饲料，仍发现引发伴有瘤胃产生过剩挥发性脂肪酸（VFA）的恒常性瘤胃PH下降，从而引起亚急性瘤胃酸中毒，瘤胃角质化不全症，肝脓肿，蹄叶炎等多种疾病。  不引发上述疾病的饲料中最低纤维含量（DM中）是中性洗涤纤维（NDF）16%（粗纤维7%，酸性洗涤纤维（ADF）10%）。  饲料中纤维含量低（或者精饲料的过多饲喂），导致反刍胃内发酵类型发生大的变化，比较典型的是乙酸型发酵（乙酸：丙酸为3:1以上）转变为丙酸型发酵（乙酸：丙酸为2:1以下）。这种丙酸型发酵变化，可使瘤胃PH较长时间维持在6以下，这主要是导致原生动物和甲烷菌减少而引起的。  奶牛的丙酸型发酵会降低乳脂肪率，为了维持稳定的乙酸型发酵，建议饲料的NDF含量占干物质的30%~35%（以牧草干草为主体的体系时28%以上）。因此，饲喂这个水平一下的纤维有可能引起丙酸型发酵。  在肉用牛，没有丙酸型发酵对生产造成负面影响的报告，反而希望通过减少甲烷的产生而改善饲料效率。利用细胞培养实验，作为脂肪交杂的肌肉内脂肪合成的基质，不是乙酸，而是使用葡萄糖（在反刍家畜中大多数是由丙酸合成）的结果，丙酸的增加对肉质有好的影响，但是实际饲料实验中并不能看到瘤胃内的发酵模式与肉质间显著的相关性。  瘤胃发酵模式的变化源自微生物群的变化。为了让瘤胃微生物群稳定变化，要避免急剧改变饲喂饲料的成分。精饲料急剧多饲，导致牛链球菌为主体的产乳酸菌的显著增殖，引起乳酸酸中毒。由于瘤胃微生物能够逐渐适应饲料变化，因此，在育肥后期更换饲料等增加精饲料时，最少需要2~3周的时间逐渐更换为宜。由于发酵模式的变化有极大的个体差异，即使在同样的饲料饲喂条件下，也不一定都表现同一发酵模式。还有，精饲料中谷物的种类不同的饲料消化和发酵速度，从而改变瘤胃发酵模式。在丙酸型发酵中，原生动物的数量在精饲料饲喂时，下降至每毫升瘤胃液内10万以下。  

适当添加精饲料，可提高消化性高的非纤维成分含量和增加纤维分解（特别是半纤维发酵菌）的数量，因而可改善纤维组的消化率。但是，过多饲喂精饲料（及饲料中纤维含量显著减少），可导致瘤胃PH下降，使纤维分解菌与上述的原生动物和甲烷产生菌同时减少，引起纤维消化率和饲料摄取量下降。  过多饲喂精饲料造成纤维消化率的下降，有时也由瘤胃内能量和氮的不平衡引起。  由于认为饲料摄取量不仅受饲料消化率的影响，还受体内代谢产物浓度，内分泌状态以及组织的能量和氧的需求量等的影响，因此可以说，育肥饲料的纤维水平问题与精粗比例和能量水平问题的关系密不可分。  已知VFA是影响饲料摄取量的代谢产物之一，也有报告认为丙酸尤其对食欲减退有很大影响，多喂精饲料引起的采食量减少可能与瘤胃发酵模式有关。  另外，饲料纤维含量的增加超过一定范围时，降低饲料总体的消化率，同时因延长在消化道内的停留时间，引起饲料摄取量下降。这表明饲料纤维含量（或能力含量）与干物质摄取量（DMI）之间存在曲线关系。达到最大摄取量的纤维含量因牛的品种和饲料结构，育肥阶段等的不同而不同，一般认为NDF占干物质的30%左右。  从各育肥阶段看，有报告认为育肥前期和中期抑制能量含量，即维持一定程度的纤维水平，最终可获得好的育肥效果。但也有报告认为，DMI随多喂精饲料的减少，可由饲料能量含量的增加来抵消，即使从育肥前期饲喂高能量饲料，也会得到良好的效果。还有报告认为，育肥后期作为饲料纤维水品的NDF即使占DM的18%，也获得了良好的育肥效果。  在育肥前期和后期饲料的转换上，饲料组成变化大是，会使瘤胃发酵模式发生大的变化，反而出现采食量下降的情况。但从牛的生理特性，发生代谢疾病的可能性以及瘤胃能氮的不平衡会减少代谢蛋白质等各方面来看，育肥全期饲喂低纤维，高能量饲料伴有一定的危险。NDF在25%一下时，发现TDN摄取量下降。  考虑以上问题，作为饲料的纤维含量,NDF含量（DM中）的大致目标是育肥前期30%，中期25%及后期20%以上。  作为饲料中纤维成分的表示方法，以前用粗纤维，ADF，NDF及酶法的总纤维（OCW）近年来广为应用。粗纤维主要由纤维素构成，因为仅含部分木质素，所以作为表示利用性低的组分的指标包含两者的ADF较佳。NDF除含木质素和纤维素外，还含有半纤维素。OCW进而含有果胶。果胶基本上表现高消化性。半纤维素是植物组织中木质素与碳水化合物复合体的构成成分，其消化与纤维素一样由纤维分解菌来完成，在牧草中的消化率表现欲纤维素同程度的值。  以啤酒糟粕，甜菜粕，玉米蛋白饲料为首的视频加工副产物，与牧草相比，往往半纤维和果胶含量（即DNF—ADF或者OCW-ADF区分）较高，消化率高于其他纤维成分，发酵性低于淀粉和可溶性糖类。为此，利用视频加工副产物具有降低饲料成本，减轻环境负担的效果，还有望维持生产水平，稳定瘤胃发酵。  在制造副产物中，有的脂肪酸含量高（豆渣，棉籽，米糠，啤酒糟），特别是不饱和脂肪酸的含量高，会抑制瘤胃发酵，事丙酸比率升高。因此，多喂这类饲料时应加以注意。  加工副产物和干牧草为主体的一般性粗饲料，即使NDF含量相同，但作为纤维的效果不一定相同。  为了使瘤胃稳定发酵，有必要在抑制饲料发酵性的同时，利用唾液分泌提高PH缓冲能力。饲料的发酵性虽然与饲料的化学组成高度相关，但却从饲料成分中求不出缓冲能力。唾液分泌之所以与咀嚼，反刍时间的长短高度相关，是因为咀嚼，反刍时间随饲料的粒度，切断长度而发生变化。有时用粗饲料价值指数（RVI）作为表达饲料物理性质的指标。RVI用咀嚼（采食加反刍）1kg饲料DM所用的时间来表示，乳用牛稳定发酵的RVI一般为31min/kgDM。没有人提出肉用牛的适宜RVI值，实验例子也不多。  然而，在近10年对TMR的饲喂实验中，积累了一些更换粗饲料持续测定RVI值的 。实验牛时黑毛和牛或杂交牛，饲料精粗比在育肥前期为75:25，育肥后期为92:8.得到的RVI值如下：用稻草作为粗饲料是，前期为65~68，后期为36~50；用五处理稻壳是，为61.4:；采用膨化软化处理稻壳是，前期为43，后期为24~33；用花生壳时，只有后期的值，约是34。粗饲料中稻草占80%，未处理稻壳占20%时，也获得与100%稻壳相同的RVI值。  含有多种制造副产物的发酵TMR，虽然采用的是去势乳用牛的数据，所测得的育肥后期RVI值稍低，是30~35，反映了较低的物理特性。综合考虑以上粗饲料的RVI值，与泌乳牛比较时，由于DMI有很大差异，所以应该考虑肉用牛RVI与泌乳牛完全不同，今后还需大量积累相关数据。  

近年来，在康奈尔大学体系和NRC饲养标注里等，将有效纤维（eNDF）作为表示纤维有效性的指标。eNDF是将一定孔径（1.18mm）的筛子上残留的饲料比例作为饲料的有效率，在乘以NDF含量。虽然这是来自该颗粒以上的饲料组分滞留于瘤胃内刺激反刍行为的假说，但是因为加工副产品，谷类等粗硬的纤维含量低的饲料与RVI的相关低，所以对这类饲料的信赖度还有探讨的余地。认为作为食品加工副产物纤维成分的有效性，大概计算为干牧草的30%~50%为宜。5.3 饲料中蛋白质的利用性与非蛋白态氮的饲喂  肉用牛摄取的大部分粗蛋白质（CP）并不是在消化道内被原样消化吸收，而是在瘤胃微生物的作用下，在合成微生物蛋白质（MCP）。在合成过程中需要能量，同时还需要提供与能量相匹配的瘤胃可降解蛋白质。以谷物类的淀粉等为主的瘤胃可发酵碳水化合物作为能源来利用。  

淀粉在瘤胃内的分解速度随谷物类的种类不同而不同，MCP的合成量，消化吸收效率因搭配的谷物类和蛋白质类饲料的种类不同而异。进而已经知道，纤维饲喂量也影响MCP的合成量。因此不仅是蛋白质的饲喂量，其他营养成分也不缺乏的饲喂条件，是有效饲喂的目标之一。  

如1章中所述，要促进瘤胃蛋白质高效分解与在合成，提高饲料摄取量和达到最大饲料能量利用率，饲料干物质（DM）中CP含量需要达到12%左右，对黑毛和牛的育肥实验结果表明，在产肉性能方面，饲料干物质中的CP含量也以12%左右比较合适。  饲料中的CP，根据在瘤胃内的特性分为CPd,CPu,总和为CP量。CPd含有像非蛋白态氮（NPN）这样的在瘤胃内被迅速分解，被微生物利用的可溶性蛋白质（CPs）。而CPu含有不被瘤胃内微生物分解，却在第四胃以后被分解为可吸收的组分和不被消化的结合型蛋白质（被称为酸性洗涤不溶性蛋白质（CPb或者ADIP）的组分）。

本饲料标注不用纯蛋白质（氨基酸）的需要量来计算蛋白质需要量，而是用CP需要量来表示。因而将降解，非降解蛋白质分别用CPD，CPU表示。  饲料蛋白质在瘤胃内的降解，即使是同一饲料，一般也会因加热处理和颗粒化处理而下降。这主要是由于蛋白质变化性所致，压扁处理，蒸煮压扁处理或挤压加热处理等也降低分解率。目前加工处理的目的是提高饲料碳水化合物的利用性和增加蛋白质中的CPU，但过度的热处理会引起蛋白质热变性和与碳水化合物的结合，降低在小肠内的蛋白质消化率。  在粗饲料放牧，即便是同一原料草，与制作干草相比，制作成青贮会增加NPN，提高分解率。低水分青贮，干草等有时在贮藏过程中收褐变成焦糖化。这种情况下，因为饲料蛋白不消化的纤维相结合，消化率变得相当低，因为进行饲料计算时，有必要对不能被利用的蛋白质进行校正。  有时即使满足了CP需要量，生产性能仍被抑制，有时在相同的CP饲喂水平下，增加CPU饲喂比例，会加快生长速度，但改善效果却不明显。在相同CP饲喂水平下生产性能抑制和CPU的效果不明显的主要原因，是CPU在肠道内没有很好地吸收，或者是以内其构成的氨基酸不平衡，或某些必须氨基酸不足所致。因此，对于CPU来说，氨基酸的组成很重要。反刍家畜的氨基酸需要量还不是很明显，在生长发育期容易出现缺乏倾向的氨基酸有蛋氨酸，赖氨酸，异亮氨酸。然而，这些氨基酸的限制顺序会因为饲料的蛋白质来源不同而产生微笑的变化。

一般而言，多喂源于玉米的饲料（玉米蛋白质等）时，赖氨酸可能是第一限制性氨基酸，而多喂源于大豆的饲料（加热大豆粕）时，蛋氨酸变成第一限制性氨基酸的可能性提高。虽然有根据饲料种类添加过瘤胃保护氨基酸等的方法，但是，从MCP的氨基酸平衡泽哥观点出发，重要的是合理饲喂CPD和能量，使MCP的合成量达到最大。实际应用上，有必要将数种蛋白质含量高的饲料进行混合饲喂。  蛋白质，特别是过多饲喂CPD会近期瘤胃内氨浓度升高，进一步使血液中的尿素氮（BUN）上升会导致与繁殖机能相关的激素分泌紊乱，降低受胎率。另外，BUG浓度升高引起的尿氮排泄量的增加，又关系到家畜排泄物加剧环境污染。  尿素等NPN添加物在瘤胃被微生物很快分解成氮，进而经微生物摄取变成MCP，用作牛的蛋白源。因此，对瘤胃发育成熟的牛可以用NPN添加物代替饲料蛋白质，有时还能降低饲料成本。  对于肉用牛，可利用的NPN添加物除了尿素之外，还有异丁基二腺，但育肥牛比奶牛的蛋白质需要量低，所以，在蛋白质含量已经较为适宜的时候，饲喂NPN化合物的必要性较低。但是，以蛋白质含量低或蛋白质分解率低的饲料为主时，可以有效利用NPN添加物。  饲喂尿素等NPN添加物时，为了使微生物利用迅速分解产生的氨，需要在适当供给淀粉等易发酵碳水化合物的同时，还要注意饲喂足够的硫等无机矿物元素。更换成含有尿素的饲料时，要用2~3周时间进行过渡，将每天的饲料分多次饲喂会比较安全。生大豆中的尿素分解酶含量高，同时饲喂会进一步加速尿素分解，因此要加以注意。另外，应该避免NPN添加物与蛋白质含量高的饲料和牛粕类同时饲喂。  过量饲喂NPN添加物，瘤胃内过度产生氮（60mg/d），引起家畜氨中毒。氨中毒使血液中氨浓度异常提高，引起呼吸中枢机能障碍，有时会发生痉挛，在短时间内死亡。  

饲料的法定标准规定，牛用饲料（限于出生后6个月）的NPN添加上限为2%，异丁基二腺添加量1.5%一下，为了防止瘤胃过度产氨，添加尿素时，推荐普通饲料干物质的1%或者不超过饲料氮的1/4。