مديريت تخمير در شكمبه در جيره مديريت تخمير در شكمبه در جيره جو: تعادلي بين جو: تعادلي بين اساساساس هايي برهايي بر

توليد باال و اسيدوزتوليد باال و اسيدوز

غالمرضا قربانيغالمرضا قرباني

گروه علوم دامي گروه علوم دامياستاداستاد

دانشگاه صنعتي اصفهاندانشگاه صنعتي اصفهان

تغذيه گاوهاي شيري پر تغذيه گاوهاي شيري پر توليدتوليد

• غذا حداكثر غذا مصرف حداكثر مصرف• استفاده از غذا هاي بااستفاده از غذا هاي با

كيفيتكيفيت• تخمير سريع مقاديرتخمير سريع مقادير

از كربو هيدراتاز كربو هيدرات زياديزيادي

اسيدوز تحت باليني

اسيدوز شكمبه اي تحت اسيدوز شكمبه اي تحت بالينيباليني

• rumen pH drops below optimum rumen pH drops below optimum for fiber digestion by rumen for fiber digestion by rumen bacteriabacteria– rumen pH < 5.8 (direct)rumen pH < 5.8 (direct)– rumen pH < 5.5 rumen pH < 5.5

(ruminocentisis)(ruminocentisis)– lactic acid < 5 mlactic acid < 5 mMM

• Sub-clinical rumen acidosis = clinical Sub-clinical rumen acidosis = clinical acidosis acidosis – rumen pH < 5.0rumen pH < 5.0– build-up of ruminal lactic acid > 40 build-up of ruminal lactic acid > 40

mmMM – blood pH < 7.35blood pH < 7.35

• difficult to judge in the fielddifficult to judge in the field– no depression in intakeno depression in intake– lameness, low milk fat, diarrhea lameness, low milk fat, diarrhea

(anecdotal)(anecdotal)

اسيدوز شكمبه اي تحت اسيدوز شكمبه اي تحت بالينيباليني• Costs the U.S. dairy industry $500 M Costs the U.S. dairy industry $500 M

to $1 B/yr (Donovan 1999)to $1 B/yr (Donovan 1999)• N.Y. case study (500-cow herd)N.Y. case study (500-cow herd)

– $400 - $475/cow/yr (Stone 1999)$400 - $475/cow/yr (Stone 1999)• Wisc. study (Garrett et al. 1999)Wisc. study (Garrett et al. 1999)

– acidosis in 1/3 of the herdsacidosis in 1/3 of the herds– 1/4 of the cows near peak intake1/4 of the cows near peak intake

• Iranian dairy industry ??? Iranian dairy industry ???

Milk protein: nutritional acidosis

Variable Days Control Acidicpostpartum

Protein, % 15 3.92 3.3545 3.28 2.9090 2.94 2.65

Casein, % 15 3.47 2.3345 2.56 2.0790 2.32 1.95

Gentile et al, 1986

اندازه گيري اسيديته شكمبهاندازه گيري اسيديته شكمبه

indwelling pH electrodeindwelling pH electrode

5.4

5.6

5.8

6.0

6.2

6.4

6.6

6.8

6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30

Time (h)

Ru

min

al p

H

متوسط اسيد يته شكمبه در گاوهاي شيري جيره تي-ام- آر بر اساس يك كه دو بار در روز

جو تغذيه شدند

(diet contained 22% NDF from forage)

pH 95/5= متوسط

اسيدوز

4.8

5.2

5.6

6.0

6.4

6.8

7.2

6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30

Time (h)

Rum

inal

pH

Ruminal pH in individual dairy cows fed a TMRcontaining processed barley

pH profiles are variable among cows

pH 0/6= متوسط

اسيدوز

What is the impact of What is the impact of low pH and pH low pH and pH fluctuations on feed fluctuations on feed digestion? digestion?

• the major cellulolytic the major cellulolytic species of rumen species of rumen bacteria cannot bacteria cannot tolerate pH < 6.0tolerate pH < 6.0

• Ruminococcus albus, Ruminococcus albus, R. flavefaciens, R. flavefaciens, Fiberbacter Fiberbacter succinogenessuccinogenes

اسيد يته شكمبه و هضم اسيد يته شكمبه و هضم فيبرفيبر

اثرات آزمايشگاهي اسيديته بر اثرات آزمايشگاهي اسيديته بر (Calsamiglia et al. 1999)(Calsamiglia et al. 1999) هضم فيبرهضم فيبر

5.2

5.4

5.6

5.8

6.0

6.2

6.4

6.6

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23

time (h)

pH

HighH-2LH-LLow

فيبر فيبر هضم هضم(%)(%)

8/538/53

2/462/463/533/53

4/374/37

10

20

30

40

50

60

70

80

يول

سله

ارودي

ي اهمب

كش

م ض

ه (%

)

5.4 5.6 5.8 6.0 6.2 6.4 6.6 6.8

متوسط اسيديته شكمبه

گاو شيري

گاو گوشتي

نتايج مطالعات بر روي گاو با نتايج مطالعات بر روي گاو با استفاده از جواستفاده از جو

R2 = 0.05

10

20

30

40

50

60

70

80

يول

سله

ارودي

ي اهمب

كش

م ض

ه(%

)

0 4 8 12 16 20 24

تعداد ساعت اسيديته 5.8> شكمبه

گاو شيريگاو گوشتي

نتايج مطالعات بر روي گاو با نتايج مطالعات بر روي گاو با استفاده از جواستفاده از جو

R2 = 0.12

اثرات اسيد يته پايين در اثرات اسيد يته پايين در شكمبهشكمبه

• negative relationship between rumen negative relationship between rumen pH and rumen fiber digestion in the pH and rumen fiber digestion in the cow cow – lower productionlower production– increased feed costsincreased feed costs

• depression in fiber digestion depression in fiber digestion expected based on in vitro studiesexpected based on in vitro studies– other bacteria contribute to fiber other bacteria contribute to fiber

digestion at low pHdigestion at low pH

اي تغذيه اي عوامل تغذيه عواملبر گذار بر تاثير گذار تاثير اسيدوزاسيدوز

Rumen pHRumen pH

rumen adaptationrumen adaptation

forage NDFforage NDF

particle lengthparticle length

buffersbuffers

TMRTMR

Acidproduction

Acid removalAcid removal&&neutralizationneutralization

type of graintype of grain

PI of barleyPI of barley

forage qualityforage quality

توليد اسيد هاي چرب توليد اسيد هاي چرب فرارفرار

quantity of OM fermented in the rumenquantity of OM fermented in the rumen • intakeintake• fermentability of the feedfermentability of the feed

– grain (starch) grain (starch) •type of grain (barley vs corn)type of grain (barley vs corn)•processingprocessing

– forage (fiber)forage (fiber)•qualityquality

0

20

40

60

80

100

0 12 24 36 48

Incubation time (h)

DM

dis

app

eara

nce

(%)

corn

barley

هضم جو و ذرت بخار هضم جو و ذرت بخار ديدهديده

Rumen pH in Dairy CowsRumen pH in Dairy Cows(diets contained 22% NDF-forage)(diets contained 22% NDF-forage)

5.8

6.0

6.2

6.4

6.6

0 4 8 12 16 20 24

ساعت

همب

كش

pH جو

ذرت

غذا مصرف غذا مصرف

5.4

5.6

5.8

6.0

6.2

6.4

6.6

6.8

6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30

Time (h)

Ru

min

al p

H

coarsemediummed-flatflat

متوسط اسيد يته شكمبه در گاوهاي شيري كه دو بار در روز

جيره تي-ام- آر بر اساس جو تغذيه شدند

(diet contained 22% NDF from forage)

سيدوزا

جذب اسيد هاي چرب جذب اسيد هاي چرب فرارفرار

• absorption of VFA (~ 50%)absorption of VFA (~ 50%)– rumen papillaerumen papillae– extensive absorption of VFA extensive absorption of VFA

can damage papillaecan damage papillae– reduces surface area for reduces surface area for

absorptionabsorption• avoid abrupt diet changesavoid abrupt diet changes• adapt the rumen prior to calvingadapt the rumen prior to calving

• buffers: saliva, feed, products of buffers: saliva, feed, products of digestiondigestion

• salivary buffers (30 - 50%)salivary buffers (30 - 50%)

– bicarbonate (Hbicarbonate (H++ H H22O, COO, CO22))

– phosphate (Hphosphate (H+ + HH22POPO44- - ))

• saliva secretion increases ~ 1.5 -2 x saliva secretion increases ~ 1.5 -2 x during eating and ruminating during eating and ruminating compared with restingcompared with resting

خنثي سازي اسيد خنثي سازي اسيد هاها

بزاق بيشتر با جويدن بيشتر؟

تخمين ترشح بزاق در گاوهاي شيري كه تخمين ترشح بزاق در گاوهاي شيري كه با علوفه زياد و كم تغذيه با علوفه زياد و كم تغذيه هاييهايي جيرهجيره

شدندشدند))Beauchemin et al.)Beauchemin et al.)

كم كم علوفه علوفه

Alfalfa hay, Alfalfa hay, % %

8181

Eating saliva, L/dEating saliva, L/d

Ruminating saliva, L/dRuminating saliva, L/d

RestingResting

TotalTotal

4040

51 +42%51 +42%

83 +17%83 +17%

188 +4%188 +4%

3030 3232

3636

7373

زياد زياد علوفه علوفه

Diet NDF, %Diet NDF, %

7171

5353180180

(284)(284)Cassida and Stokes:Cassida and Stokes:(272)(272) +4%+4%

5.4

5.6

5.8

6.0

6.2

6.4

6.6

6.8

6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30

Time (h)

Ru

min

al p

H

(diet contained 22% NDF from forage)

بزاقبزاق

نمونه نمونه 5757ديواره سلولي موثر ديواره سلولي موثر سيلو جوسيلو جو

(determined by Penn State (determined by Penn State Separator)Separator)

0

1

2

3

4

45 50 55 60 65 70 75 80 85

eNDF (% of NDF)

No.

of s

ampl

es

NRC value

4.18

5.455.75 5.75

4

5

6

7

8

12 22.5

ريزريز (47% eNDF)(47% eNDF)

6.62

7.18 7.187.58

4

5

6

7

8

12 22.5

NDF-forage (% of DMI)NDF-forage (% of DMI)

مصرمصر فف

(h/d)(h/d)

درشتدرشت(77% eNDF)(77% eNDF)

يونجه يونجه سيلو سيلو

نشخوارنشخوار(h/d)(h/d)

تي.ام.آر درتي.ام.آر درتغذيه تغذيه مقابلمقابل

جداگانه جداگانه كنسانتره و كنسانتره و علوفهعلوفه

ترشح بزاق در گاوهاي شيري كه ترشح بزاق در گاوهاي شيري كه كنسانتره كنسانتره علوفه وعلوفه و تي.ام.آر ياتي.ام.آر يا

جداگانه تغذيه شدندجداگانه تغذيه شدند

Eating Eating time (h)time (h)

Separate (50% F) Separate (50% F)

TMR (50% Forage)TMR (50% Forage) 28.628.64.04.0

23.523.53.33.3

Saliva Saliva (L/d)(L/d)

TMR (40% TMR (40% Forage)Forage)

29.629.64.04.0

From Maekawa, Beauchemin, Christensen, unpublishedFrom Maekawa, Beauchemin, Christensen, unpublished

توصيه ها براي كاهش توصيه ها براي كاهش اسيدوزاسيدوز

min. 21-24% NDF from good quality forage min. 21-24% NDF from good quality forage (22% eNDF)(22% eNDF)

forage/TMR particle sizeforage/TMR particle size•barley starch < 35% (NSC < 40%)barley starch < 35% (NSC < 40%)•high fiber alternativeshigh fiber alternatives•buffersbuffers

TMRTMR EnzymesEnzymes DFMDFM ProtozoaProtozoa

Take Home Take Home MessageMessage• feeding for maximum feeding for maximum

production increases production increases incidence of sub-clinical incidence of sub-clinical rumen acidosisrumen acidosis

• strategies to control acidosis:strategies to control acidosis:– acid production acid production – acid neutralizationacid neutralization

Summary of dairy cow expts from Summary of dairy cow expts from the literature (n = 96 trt means)the literature (n = 96 trt means)

5.4

5.6

5.8

6.0

6.2

6.4

6.6

6.8 m

ean r

um

en p

H

20 25 30 35 40 45 50 dietary NDF (% of DMI)

بار در بار در اسيديته شكمبه گاوهايي كه دواسيديته شكمبه گاوهايي كه دوشدندشدند تغذيهتغذيه روزروز

5.0

5.2

5.4

5.6

5.8

6.0

6.2

6.4 ru

men

pH

(%

)

0 2 4 6 8 10 12 14 16 time (h)

high foragelow forage

0

20

40

60

80

DM

dig

estion (

%)

0 2 3 12time (h)

barley alfalfa

0

50

100

150

200

250

300

350

dig

este

d C

HO

(g/k

g)

0 2 3 12

g g fermentable fermentable

OM/kgOM/kg

alfalfa hay alfalfa hay (40% NDF) (40% NDF)

barley grainbarley grain

390390

430430

5.40

5.60

5.80

6.00

6.20

6.40

6.60

6.80 ru

men p

H

0 5 10 15 20 25 30 eNDF (% of DMI)

خالصه آزما يشات بر روي گاو شيريخالصه آزما يشات بر روي گاو شيري

ميزان مصرف در گاو شيريميزان مصرف در گاو شيري (Beauchemin (Beauchemin et al.et al. 1994) 1994)

00

22

44

66

1010

1010 2020 2525 3030 3535 4040

NDF-f (% DMI)NDF-f (% DMI)

h/d

h/d

1515

88

ذرت سيلوي

يونجه

Fine Fine (47% eNDF)(47% eNDF) and coarse and coarse (77% eNDF)(77% eNDF) alfalfa alfalfa silagesilage

0

5

10

15

20

25

12 22.5

fine

coarse

eN

DF

(%

DM

I)e

ND

F (

% D

MI)

NDF-forage (% DM)NDF-forage (% DM)

Fine Fine (47% eNDF)(47% eNDF) and coarse and coarse (77% eNDF)(77% eNDF) alfalfa alfalfa silagesilage

2.6

2.8

3.0

3.2

3.4

3.6

3.8

12 22.5

fine

coarse

Milk

fat (

%)

Milk

fat (

%)

NDF-forage (% DM)NDF-forage (% DM)