目前，我国饲料工业发展迅速，已是世界第一畜牧大国和世界第二饲料生产大国。饲料资源紧缺成为制约我国畜牧业快速发展的主要因素之一。长期以来，我国畜禽饲粮大多是以豆粕为主的玉米-豆粕型饲粮，导致豆粕供应日趋紧张。据预测，到2020年我国蛋白质饲料供给缺口为2 400万t^{[ 1 ]}。豆粕营养特性好，但价格较高且会不定期上涨。我国是农业大国，有各种农副产品，如棉籽粕、菜籽粕、花生粕、芝麻粕、葵花籽粕及某些野生油料植物的饼粕等，其中棉籽粕和菜籽粕是我国产量大且较好的蛋白质饲料资源。虽然杂粕有很高的饲用价值，但是杂粕本身含有棉酚等毒素和抗营养因子，因而限制了杂粕的利用。随着现在加工工艺的成熟，杂粕中有毒物质越来越少，但是抗营养因子仍大量存在，菜籽粕和棉籽粕中都含有植酸，尤其菜籽粕中植酸的含量甚至高达2%^{[ 2 ]}。已有大量的研究报道植酸酶可以降解家禽饲粮中的植酸，从而提高蛋鸡生产性能、骨骼质量、磷的利用率和营养物质的消化率^{[ 3 ]}。但先前的研究大部分是在玉米-豆粕型饲粮的基础上进行的，并且试验周期一般较短，在长期饲养过程中植酸酶是否对杂粕型饲粮也能起到相似的作用研究较少。因此，本研究探讨了植酸酶对蛋鸡生产性能、蛋品质、肠道形态及钙磷代谢的影响，旨在寻求植酸酶在玉米-杂粕型饲粮中适宜的添加水平，为其合理的应用提供数据支持。

颗粒状植酸酶由Danisco提供，酶活性为7 917 U/g。在温度37 ℃、pH 5.50的条件下，每分钟从浓度为5.0 mmol/L植酸钠溶液中释放1 μmol无机磷，即为1个植酸酶活性单位，以U表示。

试验采用单因子试验设计，选取24周龄海兰褐蛋鸡600只，随机分为5组，每组8个重复，每个重复15只，重复之间体重接近。正对照组(PC组)饲喂正常基础饲粮，负对照组(NC组)饲喂低磷的基础饲粮。3个试验组(P125、P250和P500组)饲喂在NC组基础上分别添加125、250和500 U/kg植酸酶的试验饲粮。

饲粮采用玉米、豆粕、菜籽粕和棉籽粕等为原料，参照NRC(1994)鸡的营养需要配制。2组基础饲粮组成及营养水平见表1。试验期24周。蛋鸡自由采食，充足饮水，按正常免疫程序进行免疫接种。

表1

Table 1

表1(Table 1)

表1 基础饲粮组成及营养水平(风干基础) Table 1 Composition and nutrient levels of basal diets (air-dry basis) 项目 Items PC组 PC group NC组 NC group 原料 Ingredients 玉米 Corn 61.31 61.31 豆粕 Soybean meal 18.00 18.00 石粉 Limestone 8.41 9.35 棉籽粕 Cottonseed meal 5.00 5.00 菜籽粕 Rapeseed meal 5.00 5.00 磷酸氢钙 CaHPO4 1.35 0.10 食盐 NaCl 0.30 0.30 沸石粉 Zeolite 0.31 预混料 Premix1) 0.63 0.63 合计 Total 100.00 100.00 营养水平 Nutrient levels2) 代谢能 ME/(MJ/kg) 10.811 10.811 粗蛋白质 CP 18.040 18.040 钙 Ca 3.410 3.410 总磷 TP 0.600 0.400 有效磷 AP 0.360 0.160 赖氨酸 Lys 0.765 0.765 蛋氨酸 Met 0.364 0.364 蛋氨酸＋半胱氨酸 Met＋Cys 0.709 0.709 1)预混料为每千克饲粮提供 The premix provided the following per kg of diets：VA 12 500 IU，VD3 4 125 IU，VE 15 IU，VK 2 mg，硫胺素 thiamine 1 mg，核黄素 riboflavin 8.5 mg，泛酸钙 calcium pantothenate 50 mg，烟酸 niacin 32.5 mg，吡哆醇 pyridoxine 8 mg，生物素 biotin 2 mg，叶酸 folic acid 5 mg，VB12 5 mg，胆碱 choline 500 mg，Mn 65 mg，I 1 mg，Fe 60 mg，Cu 8 mg，Zn 66 mg，Se 0.3 mg。 2)钙、总磷为实测值，其余营养水平为计算值。Ca and TP were measured values，while the other nutrient levels were calculated values.

表1 基础饲粮组成及营养水平(风干基础) Table 1 Composition and nutrient levels of basal diets (air-dry basis)

每天以重复为单位记录产蛋数和蛋重，计算平均蛋重和产蛋率。每2周以重复为单位计算耗料量和料蛋比。于蛋鸡35和47周龄时，每个重复取10枚蛋，测定蛋壳强度、蛋白高度、蛋黄颜色、哈氏单位。

于蛋鸡35周龄时，在各试验饲粮中加入0.4%的外源指示剂二氧化钛(TiO₂)，然后连续收粪3 d，收集粪尿时将排泄物中掉落的羽毛、皮屑、抛洒的饲料挑选干净，每天09:00~10:00收粪1次，粪尿收集后每100 g加10%硫酸20 mL，并将粪尿立即放入-20 ℃冷冻保存。将3 d粪样解冻，充分混合后称取样品，粪样品于65 ℃烘箱中烘干，室温自然回潮，称至恒重，测定饲粮和粪中钙、磷和TiO₂的含量。

于蛋鸡47周龄末时，每重复随机选取1只体重相近的蛋鸡翅静脉取血5 mL，3 000 r/min离心10 min制备血浆，-20 ℃保存，待检测钙、磷含量。

采血结束进行屠宰，迅速剖开腹腔，分离肠系膜进行肠道分段，并于十二指肠中部截取1.0 cm长的肠段，用磷酸盐缓冲液(PBS)冲洗数次后放入福尔马林溶液中固定，留作光镜观察。然后取左侧胫骨放入样品袋，冷冻保存，待检测胫骨钙、磷及灰分含量。

蛋品质指标：采用SONOVA蛋品质自动分析仪(Orka Technology Ltd.)测定蛋壳强度、蛋白高度、蛋黄颜色、哈氏单位。

血浆钙、磷含量：采用全自动生化分析仪测定，试剂盒购于上海科华生物工程股份有限公司。

胫骨质量：将胫骨在90 ℃水中煮3~5 min，尽可能去除残余肌肉、腓骨，剥离干净后，无水酒精浸泡36 h，石油醚抽提36 h，除去水分和脂肪。烘箱中100 ℃烘干48 h，测定胫骨重量。将胫骨压碎，放入坩埚，于茂福炉中600 ℃灰化18 h，测定灰分含量。加入盐酸溶解，测定钙、磷含量。

十二指肠观察：采集的肠道组织样本制备组织样品切片。石蜡包埋后不连续切片，每隔20张切片取1张，每个样本制作5张石蜡切片，切片厚度6~8 μm,采用常规苏木精-伊红(HE)染色，然后进行观察。选出3个典型视野(绒毛完整，走向平直)，每个视野于光学显微镜下测量绒毛高度与隐窝深度。

数据经Excel处理，采用SPSS 17.0统计软件，用one-way ANOVA程序进行单因素方差分析，Duncan氏法进行各组间多重比较；结果以平均值±标准差表示，显著水平为0.05。

由表2可以看出，在24~35周龄(试验前期)，各组间的产蛋率、平均日采食量和平均蛋重均差异不显著(P>0.05)。在36~47周龄(试验后期)及24~47周龄(全期)，NC组产蛋率、平均日采食量和平均蛋重显著低于除P125组外的其他组(P<0.05)；P125组产蛋率显著低于PC组及其他添加植酸酶的试验组(P<0.05),其他各组间差异不显著(P>0.05)。在试验前期、后期及全期各组间料蛋比差异不显著(P>0.05)，但能看到添加植酸酶的试验组有降低的趋势。结合图1可以看出，试验前期大约在蛋鸡32周龄以前各组间产蛋率没有明显的变化，但到了蛋鸡33周龄后，NC组与P125组产蛋率都下降，到试验结束时2组分别比PC组降低了11.11%和10.35%。

表2

Table 2

表2(Table 2)

表2 不同水平植酸酶对蛋鸡生产性能的影响 Table 2 Effects of different levels of phytase on performance of laying hens 组别 Groups 产蛋率 Laying rate/% 平均日采食量 ADFI/(g/d) 平均蛋重 Average egg weight/g 料蛋比 Feed to egg ratio 24~35 周龄 24 to 35 weeks of age 36~47 周龄 36 to 47 weeks of age 24~47 周龄 24 to 47 weeks of age 24~35 周龄 24 to 35 weeks of age 36~47 周龄 36 to 47 weeks of age 24~47 周龄 24 to 47 weeks of age 24~35 周龄 24 to 35 weeks of age 36~47 周龄 36 to 47 weeks of age 24~47 周龄 24 to 47 weeks of age 24~35 周龄 24 to 35 weeks of age 36~47 周龄 36 to 47 weeks of age 24~47 周龄 24 to 47 weeks of age PC 91.06 ±2.31 90.00 ±1.90a 90.49 ±2.25a 116.55 ±1.82 123.77 ±2.23a 122.55 ±1.82a 55.01 ±8.50 64.48 ±1.29a 61.82 ±1.08a 2.15 ±0.08 2.28 ±0.07 2.20 ±0.05 NC 90.13 ±2.30 83.44 ±4.84b 86.73 ±1.95b 113.54 ±5.94 117.16 ±2.50c 116.54 ±5.91c 58.36 ±1.15 62.10 ±1.30b 60.41 ±1.27b 2.16 ±0.06 2.40 ±0.15 2.30 ±0.09 P125 88.27 ±5.31 85.23 ±3.59b 86.41 ±1.77b 112.83 ±3.79 119.74 ±4.85bc 117.27 ±4.20bc 58.57 ±3.62 62.32 ±0.72b 60.78 ±0.73ab 2.21 ±0.09 2.37 ±0.07 2.28 ±0.07 P250 89.92 ±4.67 91.00 ±4.12a 90.29 ±2.20a 113.97 ±2.65 121.89 ±3.40ab 121.26 ±2.76ab 58.28 ±0.50 63.93 ±0.96a 61.98 ±0.56a 2.23 ±0.10 2.30 ±0.13 2.26 ±0.14 P500 89.36 ±7.23 91.11 ±4.45a 90.17 ±2.52a 114.94 ±5.12 120.73 ±3.85ab 120.51 ±1.60ab 58.69 ±0.69 63.78 ±0.72a 61.98 ±0.70a 2.20 ±0.09 2.30 ±0.10 2.22 ±0.06 同列数据肩标不同小写字母表示差异显著(P＜0.05)，相同字母或无字母表示差异不显著(P＞0.05)。下表同。 In the same column,values with different small letter superscripts mean significant difference (P<0.05),while with the same or no letter superscripts mean no significant difference (P>0.05). The same as below.

表2 不同水平植酸酶对蛋鸡生产性能的影响 Table 2 Effects of different levels of phytase on performance of laying hens

图 1(Figure 1)

Fig. 1

图1 不同水平植酸酶对蛋鸡产蛋率的影响 Fig.1 Effects of different levels of phytase on laying rate of laying hens

由表3可以看出，饲粮中添加植酸酶对35和 47周龄蛋鸡的蛋壳强度、蛋白高度和哈氏单位未产生显著影响(P>0.05)。在35周龄时，NC组蛋黄颜色显著低于P125和P500组(P<0.05)，在47日龄时，各组蛋黄颜色差异不显著(P>0.05)。

表3

Table 3

表3(Table 3)

表3 不同水平植酸酶对蛋鸡蛋品质的影响 Table 3 Effects of different levels of phytase on egg quality of laying hens 组别 Groups 蛋壳强度 Eggshell strength/N 蛋白高度 Albumen height/mm 哈氏单位 Haugh unit 蛋黄颜色 Yolk color 35周龄 35 weeks of age 47周龄 47 weeks of age 35周龄 35 weeks of age 47周龄 47 weeks of age 35周龄 35 weeks of age 47周龄 47 weeks of age 35周龄 35 weeks of age 47周龄 47 weeks of age PC 43.31±6.56 38.94±4.87 5.82±0.79 5.37±0.61 71.84±5.41 67.15±8.06 5.33±0.59ab 5.58±0.71 NC 44.48±5.34 38.77±5.63 5.81±0.61 5.63±0.93 72.13±6.17 70.55±6.29 5.14±0.53b 5.27±0.83 P125 43.46±4.78 39.76±3.09 5.93±0.33 5.60±0.94 76.18±7.41 70.17±8.87 5.68±0.60a 5.50±0.61 P250 43.23±5.58 37.98±5.12 5.74±0.89 5.53±0.83 73.85±6.36 69.84±9.09 5.31±0.47ab 5.30±0.95 P500 40.06±5.59 40.76±3.90 5.75±0.80 5.52±0.65 71.74±8.71 70.96±8.75 5.58±0.50a 5.38±0.77

表3 不同水平植酸酶对蛋鸡蛋品质的影响 Table 3 Effects of different levels of phytase on egg quality of laying hens

由表4可以看出，各组间血浆钙含量差异不显著(P>0.05)；与PC组相比，NC和P125组血浆磷含量显著降低(P<0.05)，其他添加植酸酶的试验组血浆磷含量恢复至正常水平，与PC组差异不显著(P>0.05)。

表4

Table 4

表4(Table 4)

表4 不同水平植酸酶对蛋鸡钙磷代谢的影响 Table 4 Effects of different levels of phytase on metabolism of calcium and phosphorus of laying hens % 组别 Groups 血浆 Blood plasma 胫骨 Tibia 表观消化率 Apparent digestibility 钙 Ca 磷 P 灰分 Ash 钙 Ca 磷 P 钙 Ca 磷 P PC 3.68±0.06 2.71±0.36a 56.37±1.62ab 31.99±2.83 9.31±0.25a 57.31±2.82a 50.40±7.08a NC 3.62±0.09 2.10±0.14b 54.37±4.35c 34.21±2.25 8.39±0.65b 53.08±5.78b 41.68±6.94b P125 3.47±0.05 2.13±0.46b 55.41±2.40bc 34.06±2.22 8.86±0.44b 53.13±6.06b 49.71±3.60ab P250 3.52±0.21 2.65±0.31a 57.72±2.40a 32.53±3.02 9.39±0.47a 55.29±5.79ab 50.62±3.87a P500 3.47±0.06 2.67±0.46a 58.23±2.38a 31.68±4.18 10.01±0.83a 55.51±4.28ab 51.23±3.65a

表4 不同水平植酸酶对蛋鸡钙磷代谢的影响 Table 4 Effects of different levels of phytase on metabolism of calcium and phosphorus of laying hens %

与PC组相比，NC组胫骨灰分含量显著降低(P<0.05),添加植酸酶的试验组胫骨灰分含量恢复到PC组水平，但是P125组胫骨灰分含量显著低于P250和P500组(P<0.05)；各组胫骨钙含量差异不显著(P>0.05)；NC、P125组胫骨磷含量显著低于其他各组(P<0.05)。

与PC组相比，NC、P125组钙表观消化率显著降低(P<0.05)，其他添加植酸酶的试验组钙表观消化率能恢复到正常水平，与PC组差异不显著(P>0.05)；NC组磷表观消化率显著低于除P125组外的其他各组(P<0.05)，添加植酸酶的试验组的磷表观消化率恢复到正常水平，且P500组相比PC组有略微提升，但差异不显著(P>0.05)。

由表5可以看出，各组的绒毛高度差异不显著(P>0.05)，但是结合图2可以看出，相比PC组，NC组绒毛高度有所降低，添加植酸酶的试验组绒毛高度有升高的趋势。与PC组相比，NC、P125组隐窝深度显著提高(P<0.05)，P250、P500组隐窝深度有所加深，但差异不显著(P>0.05)，由图2也可以清楚地看到与PC组相比，其他各组的隐窝深度都有所加深。与PC组相比，NC、 P125组绒毛高度/隐窝深度(V/C)显著降低(P<0.05)，其他2组V/C恢复到PC组水平，且高于PC组(P>0.05)。

表5

Table 5

表5(Table 5)

表5 不同水平植酸酶对蛋鸡十二指肠组织形态结构的影响 Table 5 Effects of different levels of phytase on duodenum morphology of laying hens 组别 Groups 绒毛高度 Villous height/μm 隐窝深度 Crypt depth/μm 绒毛高度/隐窝深度 V/C PC 539.85±16.89 89.45±7.65c 5.74±0.93a NC 515.20±23.35 127.76±4.77a 4.08±0.46c P125 612.49±22.03 113.68±7.16ab 5.29±0.17bc P250 599.12±38.52 101.59±5.14bc 5.64±0.24ab P500 625.64±39.80 104.51±10.45bc 6.01±0.89a

表5 不同水平植酸酶对蛋鸡十二指肠组织形态结构的影响 Table 5 Effects of different levels of phytase on duodenum morphology of laying hens

总体观察图2可以看出，PC组绒毛轮廓清晰，整齐规则，生长均一，绒毛较长，隐窝较浅且不明显，NC组绒毛较短，隐窝深度较深。随添加植酸酶水平的增加，肠道状况逐渐好转甚至优于PC组。

图 2(Figure 2)

Fig. 2

图2 蛋鸡十二指肠结构形态 Fig.2 Duodenum morphology of laying hens (40×)

棉籽粕和菜籽粕是优质的蛋白质资源，但因含棉酚等毒素和抗营养因子，限制了其在畜禽饲料中的使用。虽然现在的加工工艺日趋成熟，毒性物质含量越来越少，但植酸、单宁等抗营养因子仍大量存在，影响畜禽对棉籽粕、菜籽粕中营养物质的充分利用。因此目前家禽研究中常用的配方为玉米-豆粕型饲粮。但通过添加酶制剂可以消除抗营养因子，从而将棉籽粕和菜籽粕利用起来。

目前关于植酸酶在蛋鸡玉米-杂粕型饲粮中饲喂效果的报道较少，从本试验的结果来看，虽然在特定的杂粕型饲粮条件下进行，但是效果类似于前人的研究成果。Hughes等^{[ 4 ]}和Sk r ˇ ivan等^{[ 5 ]}分别在低磷的玉米-豆粕型饲粮和玉米-大麦型饲粮中添加植酸酶，发现都能够提高蛋鸡采食量。Gordon等^{[ 6 ]}用有效磷为0.1%的玉米-豆粕型饲粮饲喂21周龄的蛋鸡17周，其采食量和蛋重均显著下降，添加300 U/kg植酸酶能使采食量和蛋重恢复正常。Simons等^{[ 7 ]}研究也认为低磷饲粮(总磷为0.33%)显著降低蛋鸡采食量。这些结果和本试验全期的试验结果类似，本试验玉米-杂粕型饲粮中添加250及500 U/kg的植酸酶都能使蛋鸡平均日采食量和平均蛋重恢复正常水平。但是本研究还发现在试验前期有效磷为0.16%的低磷饲粮不会显著影响蛋鸡的生产性能，到试验后期生产性能逐渐有了显著变化。说明低磷饲粮饲养时间周期的长短也是影响蛋鸡生产性能的很重要因素。雷乔波等^{[ 8 ]}用低磷杂粕饲粮(有效磷为0.19%)饲喂蛋鸡10周也发现其不影响产蛋率和料蛋比，在第10周时产蛋率刚刚有显著的变化。这也和本试验的结论相似，且本试验24周的试验周期是对类似研究的一个补充和完善。

在玉米-豆粕型饲粮中添加植酸酶对蛋品质的影响存在不一致的报道。Zyla等^{[ 9 ]}发现在有效磷为0.08%的玉米-豆粕型饲粮和有效磷为0.13%的小麦-豆粕型饲粮中添加植酸酶均能显著影响蛋壳重量、厚度、密度和强度，但不影响蛋黄颜色。而Jalal等^{[ 10 ]}认为植酸酶不影响蛋品质。本试验也发现植酸酶不会显著影响蛋品质。可能是因为影响蛋品质尤其是蛋壳质量的因素较多，蛋鸡品种、日龄、钙磷水平、酶的组成与添加水平及饲粮的组成都会影响蛋品质^{[ 11 ]}。因此不同的试验条件下尤其是饲粮中不同的钙磷比例可能导致了上述不同的结果。

总之本试验的结果表明在低磷玉米-杂粕型饲粮中添加植酸酶可以缓解缺磷引起的生产性能的降低而不影响蛋品质。

动物的钙磷代谢通过骨钙、骨磷沉积与释放，肾和肠道的吸收与排泄等过程维持动态平衡。当钙磷供给不足时，机体会首先满足代谢的需要，同时在骨中减少沉积。低磷饲粮会引起血清磷含量的显著降低，血清钙含量升高，并引起胫骨磷的沉积减少，造成胫骨灰分含量的下降^{[ 12 ]}。Collazos等^{[ 13 ]}在玉米-米糠型饲粮中添加植酸酶发现其能提高血清中无机磷含量，对血清钙含量无显著影响。Keshavarz^{[ 14 ]}发现植酸酶对胫骨的质量有积极效果。本试验也得出了同前人类似的结果。本试验发现PC组血浆磷含量、胫骨磷及灰分含量显著降低，添加植酸酶能使蛋鸡恢复正常的钙磷代谢。目前植酸酶在蛋鸡钙磷表观消化率方面进行了大量的研究，但是结果不一。Lim等^{[ 15 ]}观察到有效磷为0.15%条件下不同的钙和植酸酶水平对钙磷表观消化率无影响，Liebert等^{[ 16 ]}在玉米-豆粕型饲粮中添加植酸酶也未发现对磷利用率和磷排泄量有影响。而Hughes等^{[ 17 ]}发现植酸酶显著增加了磷和钙的存留，提高了磷和钙表观消化率。可能是因为钙磷比率是影响植酸酶效果与营养物质消化率的关键因素，因此，饲粮中不同的钙磷比率影响了植酸酶的效果，造成了上述不同的结果。本试验采用低磷的玉米-杂粕型饲粮，其对家禽消化代谢的负效应主要是由其所含的抗营养因子在进入禽肠道后所导致的抗营养作用。饲粮中添加酶制剂不仅可使饲料中常规营养成分分解成小分子物质，有利于肠胃的消化吸收，还能降解饲料中的抗营养因子，改善营养物质的消化吸收。本试验中添加的植酸酶能降解植酸，释放出其中的无机磷和螯合的钙，从而提高了钙磷表观消化率。

小肠是体内主要营养物质消化吸收的重要器官，小肠内黏膜结构与功能的完整性是动物正常生长生产的保证。小肠绒毛高度、隐窝深度以及V/C是衡量小肠消化吸收功能的重要指标^{[ 18 ]}。杂粕型饲粮中含有较多的抗营养物质，可能会损害小肠的肠道形态，因此检测肠道的发育对评价杂粕型饲粮的可行性具有重要意义。小肠绒毛是小肠黏膜表面上皮和固有层肠腔内的细小突起，绒毛高度增加会使小肠与营养物质接触面积增大，利于吸收；隐窝深度则是反映肠上皮细胞增殖率和成熟度的重要指标,隐窝变浅则表明细胞增殖率上升,分泌功能增强；V/C则综合反映小肠的功能状况，比值提高表明肠道黏膜形态较好，吸收功能增强，比值下降则表明黏膜受损，消化吸收功能下降。本试验的结果表明在玉米-杂粕型饲粮中添加植酸酶均不同程度地增加了小肠绒毛高度，提升了V/C，但并没有降低隐窝深度；而低磷的玉米-杂粕型饲粮显著加深了隐窝深度，降低了V/C。这与邱梅平等^{[ 19 ]}在玉米-豆粕型饲粮中添加植酸酶得出的结果类似。原因可能是植酸酶促进了植酸盐的解离，从而释放出较多的营养物质，甚至还有对机体生长发育起重要作用的肌醇及其衍生物，从而改善了肠道的发育。但是由于植酸酶在家禽特殊的胃肠道内降解植酸的本质理论以及其降解产物是否有肌醇等问题还不是很清楚^{[ 20 ]}，需要进一步的研究。

① 低磷玉米-杂粕型饲粮中添加植酸酶能够改善蛋鸡的生产性能，且不影响蛋鸡的蛋品质；能够使蛋鸡恢复正常的钙磷代谢，提高钙磷表观消化率；促进小肠的发育。

② 综合各项指标，在本试验条件下饲粮中添加250 U/kg的植酸酶较为适宜。