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牛是反刍动物，能消化大量的粗饲料，还能生成单胃动物所不能生成的一些维生素和某些氨基酸。这是由其消化器官构造的特殊性所决定的。
牛胃由4部分组成，分别是瘤胃、网胃（蜂巢胃）、瓣胃和皱胃（真胃）。瘤胃和网胃由1个叫作蜂巢瘤胃壁的褶叠组织相连接，使采食入胃的食物可以在这两胃之间流动。
（1）瘤胃
瘤胃是第一胃，它是整个胃中最大的部分，占胃总容量的80%左右。它的容量因体躯大小而异，成年牛为151～228升。它是饲料的贮存库，牛将吞咽的饲料先存入瘤胃。瘤胃中有无数的微生物，每毫升胃液中有细菌400亿～500亿之多，原虫数量也在几十万以上。这些微生物利用粗料，通过其自身的繁殖，生成大量低价、便于牛利用的蛋白质，甚至将一些氮素转化成必需氨基酸。还能生成许多必需的维生素，包括B族维生素。还能将纤维素和戊聚糖分解成乙酸、丙酸和丁酸，这些短链的脂肪酸通过胃壁吸收，为牛提供约3/4的能量。
反刍是牛采食的特点。牛在瘤胃充满一定的食物后，开始反刍。反刍时饲料从瘤胃中倒上来，在口腔中咀嚼，再重新吞咽入瘤胃，由微生物进一步分解、消化。这使得牛能消化大量的粗料。
瘤胃消化功能有以下4个方面：①制造复合维生素B；②利用劣质蛋白质；③将一定量的非蛋白氮转化成蛋白质；④消化大量的粗饲料。
瘤胃中有大量微生物参与消化过程。因此，如果微生物在瘤胃中能得到恰当培养，不仅能提高饲料报酬，还能保障牛的营养需要和体质健壮。
（2）网胃
（蜂巢胃）网胃与瘤胃紧密相连，是异物（如铁丝、铁钉等）容易滞留的地方。这些异物，如果不是很锐利的话，在网胃中可以长期存在而无损于健康。网胃的主要功能之一，是贮存会引起其他组织严重损害的异物。
（3）瓣胃
瓣胃是牛胃的第三组成部分，它由很强的肌肉壁组成，其功能还未被完全弄清。但它能滤去饲料中的水，将黏稠部分推入皱胃。
（4）皱胃
（真胃）皱胃是胃的第四组成部分。它的功能与猪等单胃动物的胃相似，分泌消化蛋白质所必需的胃液，食物离开皱胃后就进入小肠。其后的消化过程与单胃动物相似。
犊牛大约在出生后第3周出现反刍，这时犊牛开始选食草料，瘤胃内有微生物滋生，腮腺开始分泌唾液。试验证明，提早训练采食粗料，可使犊牛提前出现反刍；喂以成年牛逆呕出来的食团，犊牛甚至可提前8～10天出现反刍。
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