2. 中国农业科学院畜牧兽医研究所, 北京 100193;
3. 农业部饲料生物技术重点实验室, 北京 100081
2. Institute of Animal Science, Chinese Academy of Agricultural Science, Beijing 100193, China;
3. Key Laboratory of Feed Biotechnology of the Ministry of Agriculture, Beijing 100081, China
粉碎是蛋鸡饲料加工的重要工段,玉米在饲粮中占60%左右,占比很大,对玉米进行粉碎处理,使饲粮易于消化和吸收,可提高蛋鸡对饲粮营养的利用率,促进其生长以及降低消化道疾病[1-4]。蛋鸡采食量与饲粮的粉碎粒度有关,许多研究表明,粗的粉碎粒度可以提高蛋鸡的采食量,但对蛋鸡的生产性能无显著影响[5-7]。国内外有关蛋鸡配合原料中玉米最佳粉碎粒度的研究较少,我国蛋鸡配合饲料的国家标准中规定蛋鸡产蛋期配合饲料的粒度要求为:全部通过4.00 mm编织筛,2.00 mm编织筛的筛上物含量不得大于15%,但这一标准很难指导实际生产,蛋鸡配合饲料加工通常采用5~8 mm的筛孔直径。生产实践表明,粉碎工艺及粉碎参数直接关系到蛋鸡配合饲料加工成本及加工质量,直径较大的筛片得到的粒度均一性差,而直径较小的筛片粉碎粒度偏小,且能耗增加。蛋鸡配合饲料中各种原料颗粒的大小、形状和密度不同,差异较大,极易造成分级,导致料槽中的营养物质变得不均匀,不仅影响蛋鸡的蛋品质和生产性能,而且配合饲料中小颗粒部分也未被鸡只充分采食和利用[8-11]。本试验采用6种筛孔直径(4.0、5.0、6.0、7.0、8.0和10.0 mm)对玉米进行粉碎,研究不同玉米粉碎粒度及分布对蛋鸡生产性能、蛋品质及消化机能的影响,以期找出蛋鸡产蛋高峰期的玉米最佳粉碎粒度,提高蛋鸡产蛋性能和饲料利用率,降低粉碎能耗,供蛋鸡饲料生产企业参考。
1 材料与方法 1.1 试验设计试验采用单因子试验设计,选取210日龄的海兰褐蛋鸡2 592只,随机分为6组,每组6个重复,每个重复72只鸡。基础饲粮参照NRC(1994)[12]和我国《鸡饲养标准》(NY/T 33—2004)配制,基础饲粮组成及营养水平见表 1。试验饲粮中玉米使用锤片式粉碎机进行粉碎,筛孔直径分别为4.0、5.0、6.0、7.0、8.0和10.0 mm,试验饲粮中其他大宗原料均使用5.0 mm筛孔直径进行粉碎。试验在北京平谷双银养殖场进行,试验鸡饲养于3层立体笼,试验期试验鸡自由采食,自由饮水,保持鸡舍清洁和通风,控制室温并定期消毒。预饲喂4 d,试验期为16周。
饲粮加工过程中,玉米各粉碎粒度分别取样3份,各组取混合样品3份,自封袋密封保存备用,样品的几何平均粒径采用国家标准GB 6971—1986《饲粮粉碎机试验方法》中的十四层筛分法测定。
1.2.2 粉碎能耗粉碎能耗(kW·h/t)=1.732×cosφ×U×I×T。
式中:U为电压;I为电流;cosφ取0.8;T为时间。
1.2.3 生产性能试验期间以重复为单位,每日记录蛋鸡采食量、产蛋数、蛋重、破蛋数、软蛋数和病死数,并计算期内平均蛋重(AEW)、产蛋率、料蛋比(F/E)、破蛋率和软蛋率。
1.2.4 蛋品质在试验期的第4、8、12和16周末,分别从每个重复随机选10枚当日产蛋,测定蛋重、蛋形指数、蛋壳强度、蛋黄颜色、哈夫单位、蛋黄指数及蛋壳厚度。
蛋壳厚度的测量方法:分别取蛋的大头、小头、中间部分的蛋壳,用镊子剔除内壳膜,用蛋壳厚度测定仪分别测其厚度,再取3点的平均值。
浓蛋白高度的测量方法:取蛋黄边缘与浓蛋白边缘的中点间均匀分布的3个等距离点(避开蛋白系带),用蛋白高度测定仪测量浓蛋白高度,计算平均值。
式中:H为浓蛋白高度(mm);W为蛋重(g)。
蛋黄颜色的测量方法:采用Lab Scan XE色差仪测定蛋黄颜色的亮度(L*)、红度(a*)、黄度(b*)值。
1.2.5 营养物质表观消化率在试验期的第16周末,收集蛋鸡排泄物,采用盐酸不溶灰分法测定并计算饲粮和排泄物中粗蛋白质、干物质和总能的表观消化率。其中,粗蛋白质含量测定方法参考GB/T 6432—1994,通过凯氏定氮法测定;总能采用IKAc2000标准型氧弹量热仪测定;干物质含量参照GB/T 6435—2014测定。
1.2.6 盲肠微生物数量试验结束后,每个重复分别屠宰2只试验鸡,结扎盲肠的开口端,剪下盲肠后,用酒精棉球消毒结扎口,放入已灭菌的塑料袋中,装入冰盒,立即送到微生物实验室进行盲肠大肠杆菌、乳酸杆菌和沙门氏菌数量的检测。
盲肠大肠杆菌、乳酸杆菌和沙门氏菌数量测定方法均参考GB/T 4789—2010。将盲肠食糜用灭菌生理盐水稀释后,漩涡振荡3~5 min,逐级进行103~109倍比稀释,各稀释度分设6个重复,吸取100 μL稀释液接种于选择性培养基平皿上。沙门氏菌使用TPY琼脂培养基,37 ℃厌氧培养48~72 h;乳酸杆菌使用乳酸杆菌培养基,37 ℃厌氧培养48 h;大肠杆菌使用伊红美兰(EMB)培养基,37 ℃有氧培养24 h。平皿培养结束后,根据菌落形态、革兰氏染色进行细菌鉴定,然后选择最适宜的稀释梯度,对这3种细菌进行平板菌落计数,求其平均值,以每克食糜所含的细菌数的对数值[lg(CFU/g)]表示。
1.2.7 肠道黏膜组织结构试验期结束后,对每个重复屠宰的2只蛋鸡取十二指肠、空肠和回肠,浸泡于固定液中,制作石蜡切片后在光学显微镜下进行观察和拍照。
绒毛高度:绒毛顶端至绒毛与腺窝生发细胞的交汇处,通常形成锐角,测定10个绒毛,取平均值。
隐窝深度:肠腺底部至两绒毛之间基部开口处的距离,测定10个隐窝,取平均值。
肠壁厚度:肠外部至肌层与黏膜下层交接处的距离(浆膜厚度加肌层厚度),测定10点,取平均值。
1.2.8 消化道食糜pH和体重指数试验期结束后,每个重复选取2只试验鸡,屠宰后,分别称量蛋鸡的肝脏、肌胃、腺胃、十二指肠、空肠和回肠重量,并测量肌胃、腺胃、十二指肠、空肠和回肠中的食糜pH,计算各部分消化道相对体重的重量即为消化器官指数。
试验数据采用SPSS 18.0和SAS 9.2进行单因子方差分析,数据以“平均值±标准差”表示,各组间的平均值采用Duncan氏多重比较法进行差异显著性检验,以P < 0.05作为差异显著性的标准。图形采用Excel 2016和SAS 9.2进行绘图分析。
2 结果 2.1 玉米及全价饲粮的几何平均粒径及粒度分布由表 2、图 1可知,随着筛孔直径的增大,玉米的几何平均粒径差异逐渐增大,直径在2 360 μm以上大颗粒的百分比明显增大,占比分别为13.77%、22.42%、42.69%、49.10%、50.36%和59.15%。
由表 3、图 2可知,随着筛孔直径的增大,全价饲粮的几何平均粒径逐渐增大,与粉碎玉米的几何平均粒径趋势一致,但差异明显缩小,粒度分布范围更宽,易产生分级。
由图 3可知,随着筛孔直径的增大,每吨玉米的粉碎能耗逐渐降低,呈非线性关系,对二者进行非线性回归分析,得出回归方程y=7.479 2e-0.193x (R2=0.947),经F检验,P<0.000 1,显示方程极显著。
由表 4可知,随着玉米粉碎粒度的增大,平均蛋重呈先升高后降低的趋势,5.0 mm筛孔直径组平均蛋重最大,显著高于10.0 mm筛孔直径组(P<0.05),与其他各组无显著差异(P>0.05)。随着玉米粉碎粒度的增大,破蛋率、软蛋率呈先降低后升高的趋势,6.0 mm筛孔直径组破蛋率最低,显著低于10.0 mm筛孔直径组(P<0.05),与其他各组无显著差异(P>0.05);7.0 mm筛孔直径组软蛋率最低,显著低于4.0 mm筛孔直径组(P<0.05),与其他各组无显著差异(P>0.05)。各组产蛋率和料蛋比没有显著差异(P>0.05),但随着玉米粉碎粒度的增大,料蛋比呈先降低后升高的趋势,产蛋率呈先升高后降低的趋势,6.0 mm筛孔直径组料蛋比最低、产蛋率最高。
由表 5可知,各组蛋壳强度、蛋壳厚度、蛋形指数、哈夫单位没有显著差异(P>0.05)。随着玉米粉碎粒度的增大,蛋黄比率呈先升高后降低的趋势,7.0 mm筛孔直径组蛋黄比率最大,显著大于5.0 mm筛孔直径组(P<0.05),与其他各组无显著差异(P>0.05)。随着玉粉碎粒度的增大,蛋黄颜色的L*、a*、b*值呈现不规律的变化趋势,8.0 mm筛孔直径组L*值最低,显著低于4.0、5.0 mm筛孔直径组(P<0.05),与其他各组无显著差异(P>0.05);10.0 mm筛孔直径组a*值最高,显著高于4.0、5.0、6.0 mm筛孔直径组(P<0.05),与其他各组无显著差异(P>0.05);7.0 mm筛孔直径组b*值最高,显著高于4.0、5.0、6.0、10.0 mm筛孔直径组(P<0.05),与8.0 mm筛孔直径组无显著差异(P>0.05)。
由表 6可知,随着玉米粉碎粒度的增大,粗蛋白质、总能和干物质的表观消化率呈先升高后降低的趋势,5.0 mm筛孔直径组粗蛋白质的表观消化率最高,显著高于6.0、7.0、8.0、10.0 mm筛孔直径组(P<0.05),与4.0 mm筛孔直径组无显著差异(P>0.05);5.0 mm筛孔直径组总能的表观消化率最高,显著高于4.0、7.0、10.0 mm筛孔直径组(P<0.05),与其他各组无显著差异(P>0.05);7.0 mm筛孔直径组干物质的表观消化率最高,显著高于4.0、10.0 mm筛孔直径组(P<0.05),与其他各组无显著差异(P>0.05)。
由表 7可知,各组盲肠乳酸杆菌数量没有显著差异(P>0.05)。随着玉米粉碎粒度的增大,盲肠大肠杆菌数量呈先降低后升高的趋势,7.0 mm筛孔直径组盲肠大肠杆菌数量最少,显著低于4.0、10.0 mm筛孔直径组(P<0.05),与其他各组无显著差异(P>0.05)。各组盲肠中均未检测到沙门氏菌。
由表 8可知,各组十二指肠的绒毛高度、隐窝深度和绒毛高度/隐窝深度(V/C)值及空肠的隐窝深度没有显著差异(P>0.05)。5.0 mm筛孔直径组空肠的绒毛高度最大,显著高于8.0 mm筛孔直径组(P<0.05),与其他各组无显著差异(P>0.05);7.0 mm筛孔直径组回肠的绒毛高度最大,显著高于4.0 mm筛孔直径组(P<0.05),与其他各组无显著差异(P>0.05)。7.0 mm筛孔直径组回肠的隐窝深度最大,显著高于4.0 mm筛孔直径组(P<0.05),与其他各组无显著差异(P>0.05)。10.0 mm筛孔直径组空肠的V/C值最低,显著低于4.0 mm筛孔直径组(P<0.05),与其他各组无显著差异(P>0.05);8.0 mm筛孔直径组回肠的V/C值最低,显著低于5.0、6.0、10.0 mm筛孔直径组(P<0.05),与其他各组无显著差异(P>0.05)。
由表 9可知,5.0 mm筛孔直径组的空肠指数最高,显著高于6.0、7.0和8.0 mm筛孔直径组(P<0.05),与其他各组无显著差异(P>0.05)。各组肌胃指数、腺胃指数、十二指肠指数、回肠指数和肝脏指数没有显著差异(P>0.05)。
由表 10可知,各组肌胃、十二指肠和空肠中食糜的pH没有显著差异(P>0.05)。8.0 mm筛孔直径组腺胃中食糜的pH最低,显著低于4.0、5.0 mm筛孔直径组(P<0.05),与其他各组无显著差异(P>0.05);6.0 mm筛孔直径组回肠中食糜的pH最高,显著高于4.0、5.0、7.0、10.0 mm筛孔直径组(P<0.05),与其8.0 mm筛孔直径组无显著差异(P>0.05)。
我国蛋鸡配合饲料的国家标准中规定,蛋鸡产蛋期配合饲料的粒度要求为全部通过4.00 mm编织筛,2.00 mm编织筛筛上物不得大于15%。我国饲料厂在蛋鸡配合饲料生产中常使用筛孔直径为5.0~8.0 mm的筛片。王卫国等[13]使用5.0、7.0和8.0 mm的筛片对玉米基础饲粮进行粉碎,研究结果显示3种粉碎粒度对蛋鸡的生产性能无显著影响,对于干物质、粗蛋白质的消化吸收有一定的影响,但差异不显著。高天权等[14]的研究发现,随着玉米基础饲粮的粉碎粒度从600 μm增加到1 500 μm,蛋鸡的采食量极显著增加,产蛋率和平均蛋重有增加的趋势。张春兰[15]研究了玉米基础饲粮的不同粉碎粒度(671.56、824.97和1 001.7 μm)对蛋鸡生产性能的影响,结果表明,各组的产蛋率随着玉米粉碎粒度的增大显著增加,采食量和产蛋率均有极显著增加,料蛋比有先降低后升高的趋势,而玉米粉碎粒度对平均蛋重没有显著影响。本试验结果表明,随着玉米粉碎粒度的增大,产蛋率和平均蛋重呈先升高后降低的趋势,料蛋比、破蛋率和软蛋率大致呈先降低后升高的趋势。综合而言,当使用筛孔直径为6.0 mm的筛片时,能够改善蛋鸡各项生产性能。这与高天权等[14]和张春兰[15]的研究结果一致,并将它们的粉碎粒度范围进一步扩大进行了研究。粉碎粒度较大的饲粮能够改善蛋鸡的生产性能,这可能是因为鸡喜欢啄食较大颗粒的饲粮,大颗粒的饲粮进入肌胃后,对摄食行为产生机械刺激,增强了肌胃的消化活动,消化时间的延长也有利于营养物质的充分消化和吸收,从而改善蛋鸡的生产性能,而过细的饲粮对胃肠道蠕动刺激不足,影响消化。正是由于肌胃研磨功能的存在,没有必要将饲粮进行的过细粉碎。
3.2 不同玉米粉碎粒度对蛋鸡蛋品质的影响蛋形指数与受精率、孵化率及运输安全性有直接关系,标准禽蛋蛋形指数在1.30~1.35。蛋壳强度对运输储藏具有重要意义。蛋壳厚度与蛋壳强度呈正相关,良好的蛋壳厚度在一般在0.33~0.35 mm。蛋黄色泽对蛋的商品价值和价格有很大影响。哈氏单位是衡量蛋白品质和蛋的新鲜程度的重要指标,新鲜蛋的哈夫指数在80以上,它是现在国际上对蛋品质评定的重要指标和常用方法。蛋黄比率能反映出蛋黄所占全蛋的比例,数值大者,表示蛋品质较好。Hamilton等[16]和Deaton等[17]的研究显示,饲喂蛋鸡玉米粒度为814~873 μm的基础饲粮,各组间鸡蛋哈夫单位和蛋壳强度没有显著差异,这与本试验结果一致,但Saffa等[18]用粒度为774、922和1 165 μm的3种玉米配成的饲粮饲喂罗曼蛋鸡,研究结果显示不同粉碎粒度对蛋黄比率没有显著影响,而张春兰等[19]的试验结果显示,较大的粉碎粒度可以提高蛋黄比率。本试验中结果显示,随着粉碎粒度的增大,蛋壳强度和蛋壳厚度大致呈先升高后降低的趋势,蛋黄比率大致呈先升高后降低的趋势,而蛋黄颜色变化无明显桂林,而各组间蛋形指数和哈夫单位没有显著差异,这可能是产蛋率相差较大或者是蛋鸡品种不同造成的。
3.3 不同玉米粉碎粒度对蛋鸡盲肠微生物数量和营养物质表观消化率的影响蛋鸡的盲肠是一个重要的发酵场所,其中包含着大量的微生物菌群,正常情况下,微生物菌群中有益菌群如乳酸杆菌是优势菌群,而当蛋鸡机体遭到病原菌的侵扰时,盲肠中微生物菌群的比例就会发生改变。因此盲肠微生物菌群的比例对宿主营养物质的消化吸收和机体免疫能力都有重要影响。张现玲等[20]研究了不同粉碎粒度的饲粮对肉鸡氨基酸表观消化率的影响,发现随着粉碎粒度的增大,大多数氨基酸的表观消化率呈现先升高后降低的趋势。李清晓等[21]研究了不同粉碎粒度饲粮对肉鸡营养物质表观消化率的影响,发现与210、334 μm相比,449和529 μm的粉碎粒度能够提高肉鸡对粗蛋白质和干物质的表观消化率。Canibe等[22]研究表明,与细粉碎的饲粮相比,粗粉碎的饲粮能够极大的刺激胃肠道中乳酸菌的生长。本试验表明,随着粉碎粒度的增加,粗蛋白质、总能和干物质的表观消化率均大致呈先升高后降低的趋势。随着粉碎粒度的增加,盲肠中乳酸杆菌数量呈先升高后降低的趋势,大肠杆菌数量呈先降低后升高的趋势,这与Engberg等[23]的研究结果一致。当蛋鸡采食适宜粉碎粒度的饲粮时,能够改善肠道微生物平衡,这可能是因为适宜粉碎粒度的饲粮能够刺激肌胃腺胃的消化活动,延长食物停留时间,改善消化道内的pH环境,那些经口进入消化道的病原菌由于肌胃、腺胃的酸性环境就会大大减少,而肠道内的病原菌和有益微生物呈竞争关系,病原菌的减少就会促进有益菌群的生长,从而改善肠道菌群。由于肌胃和腺胃消化时间的延长,流动速率相比过细粉碎粒度的饲粮较慢,可能消化更加充分,因而营养物质表观消化率得到提升。而过细的饲粮会减小对消化道的刺激,导致消化液分泌不足,影响盲肠微生物菌群,过粗的饲粮则会造成胃肠压力,消化不够充分,从而影响营养物质的消化率并可能削弱肌胃对病原菌的杀灭作用。
3.4 不同玉米粉碎粒度对蛋鸡消化机能的影响本试验研究表明,饲喂蛋鸡不同粉碎粒度的玉米基础饲粮,对蛋鸡腺胃和回肠pH有影响,其中腺胃pH先降低后升高,回肠pH则6.0 mm筛孔直径组最高,其他的胃肠道pH均没有影响。饲喂蛋鸡不同粉碎粒度的玉米基础饲粮,对蛋鸡的大多数消化器官指数均没有影响。张春兰[15]分别使用3.0、4.0和5.0 mm的筛片对玉米进行粉碎,研究发现玉米粉碎粒度对腺胃、肌胃、空肠和回肠食糜的pH没有显著影响,十二指肠食糜的pH先降低后升高。刘文博等[24]研究发现,在1~21日龄时饲喂肉鸡1.5 mm粉碎粒度的颗粒料能够促进十二指肠、空肠和回肠的发育,而在22~42日龄时饲喂肉鸡2.5 mm的颗粒料能够促进腺胃的发育,随着粉碎粒度的增大,肌胃和十二指肠发育也越完善。Healy[25]研究显示,900 μm粉碎粒度的饲粮与300 μm粉碎粒度的饲粮相比,能够增大肉鸡肌胃、腺胃和肠道的重量。这与本试验结果存在差异,可能与称量各消化道时残留有食糜有关。饲喂粉碎粒度过细的饲粮会导致肌胃发育不良和腺胃的肥大,饲喂粉碎粒度较粗的饲粮能够增加肌胃尺寸,促进胃酸的分泌,可能是为了增加肌肉以适应肌胃的研磨作用,也可能是为了增加容量研磨更多的饲粮,饲喂粉碎粒度过粗的饲粮会加重消化器官的负担,对消化器官造成损伤。
4 结论① 随着筛孔直径的增大,玉米的几何平均粒径差异逐渐增大,粒度分布范围加宽,2 360 μm以上大颗粒所占百分比明显增大。
② 随着玉米粉碎粒度的增大,蛋鸡的部分生产性能、蛋品质和消化机能指标均呈先上升再下降趋势。综合考虑分析,建议蛋鸡饲粮玉米粉碎采用6.0 mm的筛孔直径,在该粉碎粒度下蛋鸡的生产性能表现较好,并能提高蛋品质和消化道健康。
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