锰广泛存在于自然界，如土壤、矿物质、植物等部位，是机体所必需的微量元素。锰在畜禽体内有着重要的作用，是丙酮酸羧化酶、精氨酸激酶的重要组成部分，还是部分水解酶、脱羧酶、转移酶和激酶等的激活剂。锰能促进机体生长和免疫，畜禽机体内的氧化还原过程、骨骼的形成与增长、组织的呼吸、繁殖、胚胎发育、蛋壳的形成、血液的形成及内分泌器官的正常功能都离不开锰。可见，锰在家禽营养中具有不可替代的重要作用。Kemmerer等[1]发现锰是大鼠和小鼠维持正常生长和生殖性能所必需的微量元素。Wilgus等[2]证明锰能有效防止滑腱症，首次发现了锰对家禽的重要作用。此外，锰缺乏容易引起营养缺乏病，如骨形成障碍、骨短粗、滑腱症等。与哺乳类家畜相比，家禽对锰的需要量要高一些，但其肠道对锰的吸收率却较低，且在家禽饲粮中，玉米中锰含量很少，因此家禽更容易发生锰缺乏症[3]。随着我国养殖业的快速发展，养殖带来的环境污染问题也日益严重，逐渐被社会关注。其中由养殖带来的重金属污染是土壤污染中最突出的问题之一，重金属被生物吸收后通常在生物体内积累和转化，从而对人类和动物健康产生潜在的威胁。由于重金属污染产生积累性、不可逆性和长期性等后果，这一领域的研究一直是国内外环境科学、生态科学等领域的研究热点[4]。其中，锰就是重金属污染中一个重要的污染物质。因此，有必要对减少饲粮中锰添加水平技术进行更为深入的研究。国内外对于微生态制剂的研究已有很多，欧阳翰夫等[5]报道，乳酸杆菌产生一种抗细菌物质，可以抑制肠道内菌群的腐败产物，改善肠道环境，从而增进健康，延长寿命。Selvam等[6]研究表明，枯草芽孢杆菌分泌的表面活性剂能抑制炎症反应的关键酶--磷脂酶A2，进而改善结肠炎的炎症反应等。枯草芽孢杆菌作为微生态制剂的一种，可以有效地改善肠道菌群的组成，促进机体对营养物质的吸收。López等[7]研究指出，芽孢杆菌属菌株有强大的吸附金属能力，这是因为金属离子能够与该菌细胞表面上的阴离子相互作用而被固定。Jayaraman等[8]研究发现，枯草芽孢杆菌能够抑制由产气荚膜梭菌引起的肉仔鸡坏死性肠炎，提高肉仔鸡的肠道健康水平。迄今为止，饲粮中添加枯草芽孢杆菌对畜禽微量元素消化吸收的影响研究报道较少，枯草芽孢杆菌对锰的消化利用率的影响研究还处于空白，其对鹅屠宰性能的影响也未见报道。为此，本试验以12~16周龄五龙鹅(豁眼鹅)为研究对象，通过研究不同锰水平饲粮添加枯草芽孢杆菌对其生长性能、屠宰性能、抗氧化能力及血清生化指标的影响，以探索家禽饲粮中锰最低添加水平的方法。
1 材料与方法 1.1 试验动物与试验设计选择12周龄健康且体重大小基本一致的五龙鹅360只，采用随机分配编号法，随机分为6个组，每组6个重复，每个重复10只鹅(公母各占1/2)。Ⅰ组为适宜锰添加组(锰添加水平为105 mg/kg[12]，未添加枯草芽孢杆菌)；Ⅱ~Ⅵ组为枯草芽孢杆菌添加组，锰添加水平分别为0、35、70、105、170 mg/kg，枯草芽孢杆菌添加水平均为250 g/t。试验期5周。试验鹅由青岛农业大学优质水禽研究所育种基地提供。试验用的含1个结晶水的硫酸锰购自浙江新维普添加剂有限公司(有效成分为98%)。
1.2 试验饲粮基础饲粮营养水平参照NRC (1994)家禽营养需要量设计配方。基础饲粮组成及营养水平见表 1。采用等离子体发射光谱仪测得基础饲粮中锰含量为20 mg/kg。
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表 1 基础饲粮组成及营养水平(风干基础) Table 1 Composition and nutrient levels of the basal diet (air-dry basis) |
试验前对鹅舍进行全面消毒；全期采取舍饲，地面厚垫料分栏饲养；试验鹅自由饮水和采食；少添喂勤，注意观察鹅群的生长状况。
1.4 测定指标及方法 1.4.1 生长性能测定16周龄末，分别以重复为单位对试验鹅进行空腹称重，计算12~16周龄的平均日增重(ADG)；每日统计饲料消耗量，计算平均日采食量(ADFI)。每天记录各组死亡及淘汰情况。结合死淘情况计算料重比(F/G)和死淘率[9]。
1.4.2 屠宰性能测定16周龄末，禁食12 h，从每个重复中随机取2只五龙鹅，共72只(公母各占1/2)，进行屠宰；按照《家禽生产性能名词术语和度量统计方法》(NY/T 823-2004)测定屠体重、半净膛重、全净膛重、腹脂重、胸肌重和腿肌重，并计算屠宰率、全净膛率、半净膛率、腹脂率、腿肌率和胸肌率6项屠宰性能指标。
1.4.3 血清生化指标测定16周龄末，从每个重复中随机取2只五龙鹅，共72只(公母各占1/2)，翅下静脉采血5 mL，3 000 r/min离心10 min，取上清液。采用碱性磷酸酶(AKP)测定试剂盒测定血清中AKP的活性，采用甘油三酯(TG)测定试剂盒测定血清中TG含量，采用总胆固醇(CHOL)测定试剂盒测定血清中CHOL含量，采用总抗氧化能力(T-AOC)测定试剂盒测定血清中的总抗氧化能力；采用丙二醛(MDA)测定试剂盒测定血清中的MDA含量；采用谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)测定试剂盒测定血清中GSH-Px活性。所用试剂盒均购自南京建成生物工程研究所。
1.5 统计分析采用SPSS 17.0软件中单因素方差分析(one-way ANOVA)中的LSD法进行多重比较。试验数据以“平均值±标准差”表示。用不相关比较法(orthogonal)分析各指标随饲粮中泛酸添加水平的线性或曲线反应，采用曲线拟合法，以确定12~16周龄鹅添加枯草芽孢杆菌饲粮中锰的适宜添加水平。P < 0.05和P < 0.01分别为差异显著和极显著水平。
2 结果与分析 2.1 不同锰水平饲粮添加枯草芽孢杆菌对五龙鹅生长性能的影响由表 2可知，12~16周龄，Ⅳ、Ⅴ组体重、平均日增重显著高于Ⅰ组(P < 0.05)；Ⅳ组料重比显著低于Ⅰ组(P < 0.05)；各组间平均日采食量和死淘差异不显著(P > 0.05)。
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表 2 不同锰水平饲粮添加枯草芽孢杆菌对五龙鹅生长性能的影响 Table 2 Effects of dietary Bacillus subtilis along with different manganese levels on growth performance of Wulong geese |
通过二次曲线率拟合和回归方程分析发现，生长性能与饲粮中锰添加水平之间的曲线拟合不具有显著性(P > 0.05)。
由于Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ组间平均日增重、料重比、平均日采食量差异不显著(P > 0.05)，且Ⅳ组取得较高的体重、平均日增重以及较小的料重比。从最佳生长性能考虑，在饲粮中添加枯草芽孢杆菌250 g/t和锰70 mg/kg时效果最好，比锰添加水平为105 mg/kg的对照组效果好。
2.2 不同锰水平饲粮添加枯草芽孢杆菌对五龙鹅屠宰性能的影响由表 3可知，12~16周龄，Ⅳ组屠宰率、半净膛率、全净膛率和腿肌率均显著高于Ⅰ组(P < 0.05)；Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ组腹脂率显著低于Ⅰ组(P < 0.05)；Ⅳ组的胸肌率与对照组相比有所提高，但差异不显著(P > 0.05)。Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ组间比较，除屠宰率外各屠宰性能指标均没有显著差异(P > 0.05)。
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表 3 不同锰水平饲粮添加枯草芽孢杆菌对五龙鹅屠宰性能的影响 Table 3 Effects of dietary Bacillus subtilis along with different manganese levels on slaughter performance of Wulong geese |
通过二次曲线率拟合和回归方程分析发现，屠宰性能与饲粮中锰添加水平之间的曲线拟合不具有显著性(P > 0.05)。
以上结果表明，12~16周龄五龙鹅，在饲粮中枯草芽孢杆菌添加水平为250 g/t时，锰添加水平为70 mg/kg时可以获得较高的屠宰性能。
2.3 不同锰水平饲粮添加枯草芽孢杆菌对五龙鹅抗氧化能力的影响由表 4可知，12~16周龄，Ⅱ~Ⅵ组血清T-AOC和GSH-Px活性均呈现先升高后降低趋势，血清MDA含量呈现先降低后升高趋势。Ⅳ组血清T-AOC显著高于Ⅰ组(P < 0.05)；Ⅳ组血清MDA含量显著低于Ⅰ组(P < 0.05)；Ⅳ、Ⅴ组血清GSH-Px活性显著高于Ⅰ组(P < 0.05)。
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表 4 不同锰水平饲粮添加枯草芽孢杆菌对五龙鹅抗氧化能力的影响 Table 4 Effects of dietary Bacillus subtilis along with different manganese levels on antioxidant activity of Wulong geese |
通过二次曲线率拟合和回归方程分析发现，抗氧化能力与饲粮中锰添加水平之间的曲线拟合不具有显著性(P > 0.05)。
以上结果表明，12~16周龄，在饲粮中枯草芽孢杆菌添加水平为250 g/t时，锰添加水平为70 mg/kg能显著提高鹅血清T-AOC，显著降低血清MDA含量，显著提高血清GSH-Px活性。
2.4 不同锰水平饲粮添加枯草芽孢杆菌对五龙鹅血清生化指标的影响由表 5可知，12~16周龄，各组血清AKP活性及TG、CHOL含量差异不显著(P > 0.05)，但Ⅳ组血清AKP活性及TG、CHOL含量最高。
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表 5 不同锰水平饲粮添加枯草芽孢杆菌对五龙鹅血清生化指标的影响 Table 5 Effects of dietary Bacillus subtilis along with different manganese levels on serum biochemical indices of Wulong geese |
锰主要参与机体脂肪、糖类、蛋白质等多种物质的代谢，可以促进动物的生长，增强动物的繁殖性能。朱玉琴等[10]研究表明，肉仔鸡饲粮添加120 mg/kg锰时，料重比最低。张雪君等[11]报道，5~16周龄时，饲粮添加90~120 mg/kg锰可显著提高五龙鹅平均日增重，降低料重比。枯草芽孢杆菌是我国农业部公布的12种可直接饲喂动物的饲料级微生物添加剂之一，对提高动物生长性能、饲料转化率等效果明显[12-13]。Hooge等[13]研究证实，枯草芽孢杆菌制剂对肉鸡、肉鹅具有促生长作用。Maneewan等[14]研究发现，与对照组相比，枯草芽孢杆菌能够提高1~28日龄仔猪的平均日增重，减少肠道中大肠杆菌和沙门氏菌数量，降低腹泻率。Molnár等[15]研究发现，枯草芽孢杆菌能够增加肉仔鸡的平均日增重，提高饲料转化率。本研究结果表明，枯草芽孢杆菌添加组在锰添加水平为70 mg/kg时平均日增重最大，说明在饲粮添加250 g/t枯草芽孢杆菌的情况下可以减少鹅饲粮中锰的添加水平。
3.2 不同锰水平饲粮添加枯草芽孢杆菌对五龙鹅屠宰性能的影响屠宰性能指标是从表观上反映营养物质在不同组织及同一组织的不同部位中沉积量差异的一组指标，而影响沉积量的因素很多。张雪君等[11]报道，饲粮添加锰有提高五龙鹅腿肌率和降低腹脂率的趋势。陈仲建等[16]研究报道，添加100 mg/kg锰有提高肉鸡腿肌率，降低腹脂率的趋势。Lu等[17]报道，饲粮添加100 mg/kg锰可降低肉鸡苹果酸脱氢酶(MDH)和脂蛋白脂肪酶(LPL)活性，增加激素敏感脂酶活性，饲粮中添加锰可以通过调整这些酶活性从而降低脂肪的合成和增加脂肪的分解作用，进而影响腹脂沉积。
本试验结果表明，当枯草芽孢杆菌添加组锰的添加水平为70 mg/kg时可显著提高五龙鹅的屠宰率、半净膛率、全净膛率和腿肌率，说明低锰饲粮添加枯草芽孢杆菌可以显著提高鹅屠宰率、半净膛率、全净膛率和腿肌率。枯草芽孢杆菌对锰吸收的影响和屠宰性能机理还有待进一步研究。
3.3 不同锰水平饲粮添加枯草芽孢杆菌对五龙鹅抗氧化能力的影响家禽代谢旺盛，易产生很多自由基，尤其是在规模化养殖条件下，易受各种不良环境的应激影响，因而更易使体内自由基的平衡状态受到破坏，对疫病的易感性增加。因此，与哺乳动物相比，肉鸭需要更为强大的抗氧化体系来清除体内易过多积累的自由基，以维持体内自由基的稳定和平衡，从而维持其健康和正常生长。其中锰与家禽的抗氧化能力有密切关系，锰的供给有特殊的重要性[18]。锰是超氧化物歧化酶(SOD)活性组成成分，同时也会影响组织非酶抗氧化蛋白的生成。动物锰的营养状况影响机体组织的抗氧化状况[19]。
T-AOC是用于衡量机体抗氧化系统功能状况的综合性指标，体现了体内多种抗氧化酶共同作用的效果，T-AOC的高低可以直接反映出机体面对外来刺激时抗氧化酶系统和非酶系统的应对能力[20]。。MDA是体内脂质过氧化反应的产物，主要由体内酶系统与非酶系统产生的自由基与细胞膜上的不饱和脂肪酸共同反应产生，可直接反映机体内氧化自由基的水平以及细胞被攻击损伤的程度。GSH-Px是机体内广泛存在的一种重要的过氧化物分解酶，是机体抗过氧化能力指标之一[21]。本试验结果表明，在饲粮中枯草芽孢杆菌添加水平为250 g/t时，锰添加水平为70 mg/kg能显著提高鹅血清T-AOC，显著降低MDA含量，显著提高GSH-Px活性，与上述研究结果一致；这说明低锰饲粮添加枯草芽孢杆菌与家禽的抗氧化能力有密切关系。
3.4 不同锰水平饲粮添加枯草芽孢杆菌对五龙鹅血清生化指标的影响TG与动物生长发育及免疫系统有关，其含量变化反映了体内膜类代谢情况。罗绪刚等[22]研究表明，机体为了弥补缺锰时血液胆固醇含量的下降而自动调节脂蛋白的分解，而来自被分解脂蛋白的TG使得血清中的TG含量得以提高。胆固醇是细胞膜成分，血液中的胆固醇一部分到组织中构成细胞结构成分，另一部分转变为重要的固醇衍生物维生素D3，促进钙的吸收或类固醇激素代谢。丁保安等[23]研究表明，体外肝细胞培养时锰能促进14C标记的乙酸合成胆固醇，锰是甲羟戊酸激酶的辅助因子，锰缺乏使甲羟戊酸激酶活性受到抑制，从乙酸盐到甲羟戊酸之间有2个部位需要锰离子(Mn2+)，焦磷酸合成酶需要Mn2+，焦磷酸酯合成受阻会抑制鲨烯的产生而使胆固醇合成受阻。缺锰时，胆固醇及其前体合成受阻，从而引起性激素合成障碍。Curran等[24]研究表明，锰能刺激胆固醇的合成，可提高大鼠肝脏内胆固醇的生成量。本试验结果表明，随饲粮锰添加水平的升高，血清AKP活性及TG、CHOL含量呈现先升高后降低的趋势，在饲粮中枯草芽孢杆菌添加水平为250 g/t时，锰添加水平为70 mg/kg时血清AKP活性及TG、CHOL含量最高。
4 结论① 饲粮中添加枯草芽孢杆菌能够显著提高生长性能、屠宰性能及抗氧化能力。
② 在饲粮中添加250 g/t枯草芽孢杆菌条件下，锰适宜添加水平为70 mg/kg。
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