反刍动物低蛋白日粮应用的研究进展

导读：我国蛋白质类饲料资源紧缺，畜牧业发展迅速，畜禽存栏量不断增加，畜禽饲料利用率低，养殖业产生的排放物造成愈加严重的环境污染等，这些都制约着我国饲料业和畜牧业的发展。而采用氨基酸平衡低蛋白日粮技术可缓解以上问题，且不会降低畜禽的生产性能。目前，此技术在单胃动物上研究较多并取得预期的效果。而反刍动物因有独特的瘤胃，更适于降低日粮蛋白质水平补充非蛋白氮和氨基酸以达到节能减排的目的。文章以氨基酸平衡低蛋白日粮在猪、鸡的应用为基础，就反刍动物生理消化特点，探讨低蛋白日粮在其的适用性，并展望低蛋白日粮补充氨基酸和非蛋白氮物质在反刍动物上的应用前景，这对建立反刍动物最佳营养策略具有重要意义。

随着生活水平的提高，人们对牛羊肉等肉产品的需求急剧增加，使我国牛羊养殖业得到快速发展。据国家统计局数据显示，2017年我国牛存栏9 038.7万头，存栏30 231.7万头，养殖量巨大；2017年我国牛肉产量634.6万吨，羊肉产量471.1万吨。畜牧业的快速发展极大增加了饲料原料的需求量和使用量，而我国的耕地面积有限，且首先用于保障口粮的安全，导致人畜争粮问题，所以只能依靠大量进口蛋白质饲料原料来满足我国畜牧业的需求。在奶牛养殖中，养殖户常通过在日粮中加入过多氮素以提高产奶量，但奶牛摄入氮的60%~85%没有被机体消化吸收，而是以粪便和尿液的形式排出体外。尤其是在饲料级工业氨基酸还没有出现时，为满足动物对限制性氨基酸的需求，通常会在日粮中添加过量的蛋白质类原料，如此会造成大量蛋白质饲料资源的浪费，且存留在粪便中大量未被消化吸收的氮会污染环境。如何在饲料配方中合理使用蛋白质和氨基酸，提高蛋白质利用率，并减少蛋白质类饲料原料的用量是非常必要的。

合理利用饲料资源促进畜牧业的发展和减少对生态环境的破坏，是当前亟需解决的难题。控制日粮营养成分是关键的缓解策略，不仅可以降低氮排放，同时能节约成本。氨基酸平衡低蛋白日粮可避免畜禽摄入过量的蛋白质，减少高蛋白质对肠道的损伤，在改善畜禽日粮的利用率和生产性能的同时减少氮排放，积极响应我国节能减排的环保政策。随着生产工艺的进步，工业合成氨基酸的成本下降，氨基酸平衡低蛋白日粮可降低日粮成本，尤其是在养殖业进入微利的时代，推广低蛋白日粮补充工业合成氨基酸将是畜牧养殖业的发展趋势。

1 反刍动物消化特点

1.1 胃肠道结构特点

反刍动物因具有复胃，所以使其生理消化功能与猪、鸡有所不同。反刍动物四个胃室由前到后的依次是瘤胃、网胃、瓣胃和皱胃。其中瘤胃是四个胃中最大的胃，成年牛的瘤胃容积约为150 L，羊的瘤胃容积约23 L，高达复胃容积的79%。

1.2 瘤胃微生物的特点与功能

瘤胃内有非常丰富的瘤胃微生物区系，瘤胃微生物包括细菌、原虫以及厌氧真菌三大类别。在每毫升的瘤胃内容物就存在100~200万的纤毛原虫及100~500亿的细菌。反刍动物的瘤胃类似一个稳定的微生物发酵罐，营养物质经瘤胃微生物发酵作用后，会产生有机酸和初级脂肪酸，然后经过瘤胃壁吸收作为代谢能源被机体利用。反刍动物较单胃动物而言，饲喂粗纤维较高的低质饲草就可以满足其机体的维持需要和生产需要，因在瘤胃微生物的作用下能够将质量较差的植物性蛋白质在瘤胃内转化合成质量较好的微生物蛋白，被机体消化吸收。

1.3 NH3在体内转化为菌体蛋白质以及菌体蛋白的转化效率

瘤胃微生物能够利用日粮中的非蛋白氮物质转化合成可供其自身利用的蛋白质。尿素会在瘤胃细菌脲酶的作用下分解成氨和二氧化碳，之后氨又和酮酸在瘤胃细菌酶的作用下合成氨基酸，此氨基酸再在细菌酶的作用下合成菌体蛋白，这种菌体蛋白在动物机体内消化率在90%以上。NH3作为氮源可被瘤胃微生物优先并且可持续利用进行合成氨基酸和蛋白质来维持其生命活动，所以在日粮中添加铵盐态的NPN（如硫铵、氯铵等）可加快瘤胃微生物合成蛋白质，尿素是反刍动物饲养中最常选用的非蛋白氮源。以上所述为反刍动物低蛋白日粮中添加尿素等非蛋白氮物质来增加瘤胃微生物合成蛋白质提供理论依据。

2 氨基酸平衡低蛋白日粮的发展及概念

2.1 理想蛋白质的概念

早在20世纪50年代，科学家们就提出了“理想蛋白质”（ideal protein，IP）的概念。“理想蛋白质”是指日粮中的蛋白质含有最佳氨基酸组合，并使其利用率最高，可为动物合成蛋白质提供最佳比例的必需氨基酸和非必需氨基酸的量，是使畜禽达到最高日粮蛋白质利用率时的氨基酸平衡模式。

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