瘤胃過酸問題的來源及其對牧場效益的影響（一）

    知名的奶牛營養暨代謝學研究學者暨牧場技術應用推廣專家。于2002年獲得美國密歇根州立大學奶牛營養博士學位，并于2004年在阿爾伯塔大學（加拿大）擔任奶牛營養學的助理教授，2008年晉升為副教授，2014年成為正教授，目前在阿爾伯塔大學主講反芻動物營養、奶牛管理、高級動物新陳代謝、可持續農業等課程。歐巴博士在應用奶牛營養研究方面有豐富的經驗，他的學術研究領域涉及奶牛生產的全過程以及斷奶犢牛，特別是在瘤胃酸中毒的研究方面頗有建樹。他曾在同行評審期刊中發表過85篇學術論文，并擔任美國乳業科學協會期刊動物營養欄目的編輯。歐巴博士曾被邀請到加拿大、美國、秘魯、德國、中國和日本等多國參加奶業大會發表專題演講。

    一、什么是瘤胃過酸及其對牧場效益的影響

    如圖1，這是一頭泌乳奶牛每天飼喂以后用儀器測出來的瘤胃酸堿值的變化。早上八點飼喂之后，大家可以看到pH值下降到5.8以下，可能還會繼續往下或上升一點。再過幾小時后， pH值慢慢上升，在下一次飼喂之前，pH值回到飼喂之前的水平。
    亞急性瘤胃過酸到底指什么？

    瘤胃pH值介于5.2～5.8之間（如圖1陰影部分），叫作亞急性瘤胃過酸（或亞臨床性瘤胃過酸）。亞急性瘤胃過酸和臨床性瘤胃過酸不一樣，臨床性瘤胃過酸pH值在5.2以下，馬上會有急性癥狀出現。亞急性瘤胃過酸或瘤胃過酸雖然不是急性的，但是對奶牛的表現也會有影響。（圖2）
    亞急性瘤胃過酸的影響

    首先，瘤胃過酸會影響瘤胃纖維的消化率，間接導致乳脂率下降。其次，瘤胃過酸會影響干物質的采食量，導致干物質采食量降低，間接影響到奶量。第三，瘤胃過酸會導致蹄葉炎，如果母牛有蹄葉炎，會造成她走到飼槽所需要的時間比較久，導致采食量降低，進而影響到奶量。第四，瘤胃過酸也會導致肝臟膿腫，肝臟功能不好會導致系統性的發炎現象，也會間接引起其它健康問題。綜上，所有因為瘤胃過酸所導致的負面影響都會對牧場效益產生損失。

    亞急性瘤胃過酸發生率到底有多高？

    以下我們討論近期的一些研究，主要探討北美和歐洲牧場亞急性瘤胃過酸發生率到底有多高。

    第一個研究是在威斯康辛州調查了15個牧場，發現泌乳早期有19%的牛有瘤胃過酸的現象，泌乳中期比例達到26%。這15個牧場中，有1/3牧場超過40%的牛有亞臨床瘤胃過酸現象。

    第二個研究是在威斯康辛州的14個牧場中調查發現，泌乳早期和高產牛中有20%的牛有瘤胃過酸的現象。

    第三個研究是在德國調查26個牧場發現，20%的泌乳牛瘤胃pH酸堿值小于5.5，33%的泌乳牛瘤胃pH值在5.6～5.8之間。

    根據以上調查研究數據來看，雖然我們的奶?？赡軟]有表現出臨床性瘤胃過酸癥狀，產生代謝性疾病，但是，我們的牧場20%甚至30%的牛有亞臨床瘤胃過酸問題。

    要計算因為瘤胃過酸導致的牧場經濟效益損失，其實很難。北美做了大量研究，計算出因瘤胃過酸導致的牧場損失約每頭牛每年2600～3100元，但是我認為這是相當保守的數字。在研究當中，研究人員只計算了因為產奶量降低、乳脂率下降導致的損失，并沒有計算因為瘤胃過酸導致的健康狀況問題所造成的損失。如果加上健康問題所導致的損失，遠遠超過研究員所報告出的數字。

    營養管理上一直存在一個矛盾，即飼喂高精料可以增加產奶量，但奶牛消化系統注定了不能健康地消化高精料日糧。能不能在提高產奶量的同時，又不增加瘤胃過酸的風險呢？

    首先我們要了解到底是什么原因導致瘤胃過酸，以及瘤胃pH值是如何調控的。

    二、導致瘤胃過酸的原因

    瘤胃發酵速度過快，咀嚼/反芻不足，對瘤胃發酵產酸吸收的不足。

    什么是pH酸堿值？

    簡單來講，pH酸堿值就是溶液里氫離子（H+）的濃度。當pH=7時，H+濃度是0.0000001，濃度相當低；如果我們在pH=7的溶液里增加10倍的H+濃度，那么pH就會下降到6（偏酸）；如果再加10倍的H+進去，H+濃度上升，則pH下降到5；以此類推。所以，當我們討論瘤胃液pH值到底是多少時，其實是在討論瘤胃液里氫離子濃度有多高。

    影響瘤胃pH值酸堿值平衡的因素

    我們在調配奶牛營養時，常?？紤]到底喂多少精料、喂多少粗料，精料會不會導致瘤胃過酸等問題。根據我的理念，并不是配方里的精粗比影響了瘤胃的酸度。如圖3，在瘤胃里，如果氫離子濃度很高，天平就會往右下壓，pH值就會很低。日糧粗料里，不是一定要喂幾公斤的草或比例達到多少才可以調控瘤胃pH值，主要是因為吃粗料奶牛的反芻會增加，唾液會變多，而唾液是最好的緩沖鹽，瘤胃緩沖能力增加，氫離子濃度減少，瘤胃pH值就會提高（中和一些）。但實際上，日糧中不是中洗纖維（NDF）設定多少就能確保瘤胃pH值并不會過酸，而是要根據瘤胃當中氫離子濃度來定。
    瘤胃產酸

    瘤胃發酵產酸是揮發性脂肪酸，主要是乙酸、丙酸、丁酸。在正常情況下，主要是瘤胃的微生物分解脂肪酸，這些脂肪酸被瘤胃微生物制造出來以后馬上分離，變成乙酸和離子，氫離子就會分解出來。（圖4）
    瘤胃產酸的程度和奶牛吃進去的日糧或含精料、含淀粉量多少有關系，含量多發酵程度快，產酸就會比較多，這樣游離出來的氫離子比較多，濃度會變高。每種精料在瘤胃當中消化分解以后，產酸的程度、速度跟谷物的種類有關系，如十公斤大麥和十公斤玉米產酸的程度和速度是不一樣的。

    瘤胃消化率 和玉米比起來，大麥的瘤胃消化速度更快一些，除了谷物的不同種類以外（圖5），不同的加工方式也會影響精料在瘤胃中發酵的速度和程度。

    不同的加工方式對玉米淀粉消化率也有影響。如圖6是三種不同的粉碎程度，細磨的在瘤胃中消化速度達到60%，相對來看，粗磨的在瘤胃中消化率較低。假設十公斤細磨和十公斤粗磨的玉米，在紙上看配方是一樣的，但實際上玉米進到瘤胃以后消化速率不一樣，因為磨細程度不同。
    有些谷物會采用蒸汽滾壓的加工方式，瘤胃消化速度雖然沒有細磨那么好，但是比中度細磨或粗磨略好（圖7）。不同的加工方式也會影響到密度，密度不同也會影響瘤胃消化速度。
    圖8所示研究是不同蒸汽滾壓做出來的產品密度對瘤胃消化速度的影響。容積310克/升代表蒸汽壓片的程度比較大，壓出來的產品比較薄，相對來說，490克/升蒸汽滾壓程度就沒有那么高，產品相對較厚。壓的薄的消化速度比較快，壓的粗的消化速度比較慢。蒸汽壓片玉米的消化速度一般比玉米面、玉米粉高。

    為什么蒸汽壓片加工方式可以讓谷物消化率更高？首先，加工前做一個電子顯微展示，可以看到谷物里的蛋白結構會把淀粉顆粒包圍住、保護住，導致瘤胃微生物沒辦法接觸到淀粉顆粒，從而消化速度較慢。而蒸汽壓片的谷物蒸汽擠壓過程中蛋白結構已經被破壞，增加瘤胃微生物與淀粉顆粒接觸的表面積，提高了消化的速度與程度。由此可看出加工與不加工對于淀粉顆粒的消化速度影響有多大。

    綜上我們知道，不同谷物種類、不同加工方式都會影響谷物在瘤胃當中消化的速度和程度，從而影響瘤胃產酸量。一般來說，蒸汽壓片玉米比干玉米粉發酵速度快。加工玉米的消化率受兩個因素影響：壓片的密度（克/升）和磨細的玉米粉平均顆粒度（毫米）。鑒于以上三個原因，即使我們的日糧配出來的淀粉水平相同，但是因為不同谷物類型、不同加工方式，也可能導致配方進到瘤胃以后發酵產酸程度不同。

    下接：瘤胃過酸問題的來源及其對牧場效益的影響（二）