2. 宁夏草牧业工程技术研究中心, 银川 750021;
3. 天津云力之星生物科技有限公司, 天津 300354;
4. 吴忠市红寺堡区天源良种羊繁育养殖有限公司, 吴忠 751900
2. Ningxia Grassland and Animal Husbandry Engineering Technology Research Center, Yinchuan 750021, China;
3. Winning of Tianjin Biotechnology Industry Company, Tianjin 300354, China;
4. Hongsibu District Tianyuan Well-Bred Sheep Breeding Co., Ltd., Wuzhong 751900, China
近年来，我国畜牧业飞速发展，在带来巨大经济效益的同时，日益短缺的饲草问题逐渐加剧[1-2]。随着粮食增产难度持续增大，饲料成本越来越高，进一步开发利用牧草资源提高饲草的消化率成为了畜牧业亟待解决的问题。在反刍动物生产中，活酵母因其生长环境与瘤胃内环境相似，且具有绿色、安全等优点而备受关注。饲粮中添加活酵母能够显著提高反刍动物养分表观消化率[3]和采食量[4]，提高饲粮的营养价值，减少幼畜腹泻[5]及抗生素在反刍动物中的使用。Chaucheyras-Durand等[6-8]研究发现，活酵母能够提高羔羊瘤胃内微生物活性，促进瘤胃内纤维素分解菌群的生长繁殖。有研究表明，饲粮中添加活酵母能够改善反刍动物瘤胃发酵参数，优化瘤胃发酵模式，使瘤胃由乙酸型发酵转为丙酸型发酵[9]。Cai等[10]也研究发现，饲粮中添加活酵母能够提高热应激山羊瘤胃内纤维素酶和木聚糖酶活性。
除活酵母外，在反刍动物研究中，使用纤维素酶提高纤维饲粮品质和消化率是获得实际效益的最广泛应用的生物技术途径之一[11]。Abid等[12]通过纤维素酶和木聚糖酶处理橄榄饼，显著提高了羔羊的采食量及纤维素消化率。研究表明，纤维素酶和木聚糖酶通过降解植物细胞壁、消除抗营养因子、补充反刍动物瘤胃内源酶和提高内源酶活性来提高反刍动物对饲粮的消化吸收[13]。Wang等[14]研究发现，通过物理、超声波、化学、酶解(纤维素酶、木聚糖酶)依次处理玉米秸秆能够显著提高纤维素、半纤维素、木质素的降解率。孟芳等[15]在断奶羔羊瘤胃液体外发酵试验中发现，纤维素酶能够促进体外发酵与菌体蛋白合成，提高氨态氮(NH3-N)的利用率。
虽然活酵母[3]与纤维素酶[12]都能显著提高饲粮的消化率，但在反刍动物饲粮中将两者联合使用的研究还较少。研究表明，在饲粮中分别添加活酵母[6-10]和纤维素酶[13-15]均能促进瘤胃内微生物及纤维素酶、木聚糖酶活性。而将两者联合使用时，相比单独添加活酵母或纤维素酶，可能在提高瘤胃内相关酶活性的同时进一步提高瘤胃内微生物和相关酶活性。因此，本试验在饲粮中混合添加酵母菌和纤维素酶等酶，旨在探究其对宁夏滩羊生长性能、养分表观消化率、瘤胃发酵参数及血清生化指标的影响，以期为饲草高效利用提供理论依据与实践参考。
1 材料与方法 1.1 试验材料菌酶联用制剂为粉剂，含酵母菌1.0×1010 CFU/g、纤维素酶10 000 IU/g、木聚糖酶1 000 IU/g和甘露聚糖酶600 IU/g，载体为稻壳粉。
1.2 试验设计及饲粮选用4月龄左右、体重[(19.12±1.83) kg]相近的健康去势滩羔羊48只，随机分为4组，每组3个重复，每个重复4只羊。各组分别在基础饲粮中添加0(对照组)、0.05%、0.10%、0.15%的菌酶联用制剂。基础饲粮参考NRC(2007)绵羊营养需要中体重20 kg、日增重150 g羔羊营养需要配制，精粗比为55 ∶ 45，基础饲粮组成及营养水平见表 1。
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表 1 基础饲粮组成及营养水平(干物质基础) Table 1 Composition and nutrient levels of the basal diet (DM basis) |
试验羊统一去势并编号，进行防疫、药浴与剪毛后于半开放式羊舍内饲养，试验期间，不定期对羊舍进行消毒，保持羊舍干净整洁。预试期14 d，正试期134 d。每天08:00和16:00以全混合日粮(TMR)方式等量饲喂，每次饲喂前均对前一次剩料进行称重，自由饮水。
1.4 检测指标与方法 1.4.1 饲粮成分测定饲粮干物质(DM)、粗蛋白质(CP)、有机物(OM)、粗脂肪(EE)、钙、总磷含量分别参照中华人民共和国国家标准GB/T 6435—1986、GB/T 6432—1994、GB/T 6434—2006、GB/T 6433—2006、GB/T 6436—2002和GB/T 6437—2002推荐方法测定；中性洗涤纤维(NDF)和酸性洗涤纤维(ADF)含量参照《饲料分析及饲料质量检测技术》[16]中方法，采用全自动纤维分析仪(ANKOM A2000i)进行测定。
1.4.2 生长性能测定于正试期第1天早晨和正试期结束当天早晨对所有羊进行空腹称重，分别作为初始体重(IBW)和终末体重(FBW)，并计算平均日增重(ADG)。于每天饲喂前清理料槽并对剩料进行称重记录，计算平均日采食量(ADFI)。根据ADFI和ADG计算料重比(F/G)。
1.4.3 养分表观消化率测定每组选取6只羊，即每重复挑选2只接近本组平均生长水平的试验羊进行消化代谢试验，采用消化代谢笼全收粪法进行，适应3 d后连续收粪4 d，每12 h收集1次鲜粪并称重，按照粪重的10%加入10%稀硫酸固氮，-20 ℃保存，最后将4 d的样品混合后烘干粉碎，测定收集粪样的DM、CP、OM、EE、NDF和ADF含量。
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每组选取6只羊，即每重复挑选2只接近本组平均生长水平的试验羊进行屠宰，试验羊屠宰后剪开瘤胃表皮测定瘤胃液pH，随后取瘤胃液用4层纱布过滤，取10 mL滤液，用于NH3-N和挥发性脂肪酸(VFA)含量测定。测定方法均参照《反刍动物营养学研究方法》[17]。pH采用上海雷诺pH计测定，NH3-N含量采用苯酚-次氯酸钠比色法测定，VFA含量采用岛津GC-2000A气相色谱仪按外标法测定。
1.4.5 血清生化指标测定每组选取6只羊，即每个重复挑选2只接近本组羊平均生长水平的试验羊，颈静脉采血10 mL，静置后离心机3 000 r/min离心15 min，将析出的血清倒入新离心管中，每只血清封装4管并做好标记，置于-80 ℃冰箱保存，用于测定血清生化指标。采用全自动血清生化分析仪(深圳迈瑞公司，BS-180)测定总蛋白(TP)、白蛋白(ALB)、尿素氮(UN)、肌酐(Crea)、葡萄糖(GLU)、总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)和球蛋白(GLB)含量。免疫球蛋白G(IgG)、免疫球蛋白A(IgA)和免疫球蛋白M(IgM)含量采用上海酶联生物有限公司生产的酶联免疫吸附试剂盒，并通过全波段酶标仪(FlexA-200，杭州奥盛仪器有限公司)测定。
1.5 数据统计数据采用Excel 2013软件进行初步整理后，采用SAS 8.2软件进行单因素方差分析(one-way ANOVA)，组间差异采用Duncan氏法进行多重比较检验，并采用正交多项式进行线性和二次曲线效应分析，P < 0.01表示差异极显著，P < 0.05表示差异显著，0.05≤P < 0.10表示有趋势。
2 结果 2.1 菌酶联用制剂对滩羊生长性能的影响由表 2可知，随着菌酶联用制剂添加量的增加，FBW、ADG和F/G呈线性变化(P < 0.05)，ADFI呈线性和二次曲线变化(P < 0.05)。与对照组相比，饲粮中添加0.05%、0.10%、0.15%菌酶联用制剂显著增加了滩羊ADFI和FBW(P < 0.05)；其中，ADFI分别增加了2.38%、3.81%和3.37%，FBW分别增加了3.17%、4.69%和5.54%。与对照组相比，饲粮中添加0.10%和0.15%菌酶联用制剂显著增加了滩羊ADG(P < 0.05)，显著降低了滩羊F/G(P < 0.05)；其中，饲粮中添加0.10%菌酶联用制剂时ADG最高，F/G最低。
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表 2 菌酶联用制剂对滩羊生长性能的影响 Table 2 Effects of bacteria-enzyme combined preparation on growth performance of Tan sheep (n=48) |
由表 3可知，随着菌酶联用制剂添加量的增加，饲粮CP和NDF表观消化率线性变化(P < 0.05)，DM和OM表观消化率呈线性和二次曲线变化(P < 0.05)。与对照组相比，饲粮中添加0.05%、0.10%、0.15%菌酶联用制剂显著增加了饲粮DM、OM和NDF表观消化率(P < 0.05)，其中，DM表观消化率分别增加了11.54%、11.88%和10.52%，OM表观消化率分别增加了8.71%、9.90%和9.40%，NDF表观消化率分别增加了10.05%、15.25%和14.84%。与对照组相比，饲粮中添加0.10%和0.15%菌酶联用制剂显著增加了饲粮CP表观消化率(P < 0.05)，分别增加了10.33%和10.71%。
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表 3 菌酶联用制剂对滩羊饲粮养分表观消化率的影响 Table 3 Effects of bacteria-enzyme combined preparation on nutrient apparent digestibility of Tan sheep (n=24) |
如表 4所示，随着菌酶联用制剂添加量的增加，瘤胃液pH及NH3-N、异丁酸、异戊酸含量呈线性变化(P < 0.05)，乙酸、丁酸和戊酸含量呈二次曲线变化(P < 0.05)，VFA、丙酸含量及乙酸/丙酸呈线性和二次曲线变化(P < 0.05)。与对照组相比，饲粮中添加0.05%、0.10%、0.15%菌酶联用制剂有降低瘤胃液pH的趋势(P=0.08)，极显著增加了瘤胃液VFA、乙酸和丙酸含量(P < 0.01)；其中，VFA含量分别增加了32.43%、39.97%和38.47%，乙酸含量分别增加了35.66%、42.80%和40.21%，丙酸含量分别增加了52.28%、60.45%和57.53%。与对照组相比，饲粮中添加0.05%、0.10%、0.15%菌酶联用制剂显著增加了瘤胃液戊酸含量(P < 0.05)，分别增加了19.83%、27.27%和28.92%。与对照组相比，饲粮中添加0.05%、0.10%、0.15%菌酶联用制剂显著降低了瘤胃液NH3-N含量和乙酸/丙酸(P < 0.05)；其中，NH3-N含量分别下降了19.88%、24.85%和24.10%，乙酸/丙酸分别下降了6.84%、11.03%和11.03%。与对照组相比，饲粮中添加0.10%和0.15%菌酶联用制剂显著增加了瘤胃液丁酸含量(P < 0.05)，分别增加了19.59%和22.30%；显著降低了瘤胃液异戊酸含量(P < 0.05)，分别下降了17.84%和18.38%。
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表 4 菌酶联用制剂对滩羊瘤胃发酵参数的影响 Table 4 Effects of bacteria-enzyme combined preparation on rumen fermentation parameters of Tan sheep (n=24) |
如表 5所示，随着菌酶联用制剂添加量的增加，血清TP、ALB、UN、Crea、GLU、TG、GLB、IgG和IgM含量呈线性变化(P < 0.05)。与对照组相比，饲粮中添加0.05%、0.10%和0.15%菌酶联用制剂显著增加了血清TP、ALB、GLB和IgG含量(P < 0.05)，其中，TP含量分别增加了6.15%、6.80%和7.21%，ALB含量分别增加了5.39%、5.85%和6.31%，GLB含量分别增加了7.06%、7.94%和8.30%，IgG含量分别增加了13.73%、17.28%和25.63%。与对照组相比，饲粮中添加0.10%和0.15%菌酶联用制剂显著降低了血清UN和Crea含量(P < 0.05)；其中，UN含量分别下降了10.40%和12.00%，Crea含量分别下降了9.66%和9.28%。与对照组相比，饲粮中添加0.10%和0.15%菌酶联用制剂显著增加了血清GLU和TG含量(P < 0.05)；其中，GLU含量分别增加了8.50%和7.11%，TG含量分别增加了13.04%和8.70%。与对照组相比，饲粮中添加0.10%和0.15%菌酶联用制剂极显著增加了血清IgM含量(P < 0.01)，分别增加了99.33%和96.19%。
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表 5 菌酶联用制剂对滩羊血清生化指标的影响 Table 5 Effects of bacteria-enzyme combined preparation on serum biochemical indexes of Tan sheep (n=24) |
在肉羊饲养中，生长性能至关重要。本试验研究表明，饲粮中添加0.05%、0.10%、0.15%菌酶联用制剂能够显著提高滩羊ADFI与ADG，这与Cai等[10]在饲粮中添加活酵母研究结果一致。这是因为在饲粮中单独添加活酵母或酶制剂均能促进瘤胃微生物的生长繁殖[6-10, 13-15]，进而减少瘤胃内容物。此外，饲粮中添加纤维素酶和木聚糖酶也能够提高饲粮的适口性[12]，提高ADFI。本试验中，饲粮中添加0.10%与0.15%菌酶联用制剂显著降低了F/G，这与汪成等[9]在饲粮中添加活酵母的研究结果一致，这可能与活酵母和酶制剂对瘤胃微生物及酶活性的促进[6-10, 13-15]，进而提高瘤胃微生物对饲粮的消化代谢有关。
养分表观消化率能够反映动物对饲粮的消化情况，直接影响动物的生长性能。在本试验中，饲粮中添加0.05%、0.10%、0.15%菌酶联用制剂显著增加了DM、OM和NDF表观消化率，饲粮中添加0.10%和0.15%菌酶联用制剂显著增加了CP表观消化率，与Hossain等[18]在饲粮中单独添加活酵母的结果一致。这可能是因为活酵母能够通过呼吸作用消耗氧气，维持瘤胃内厌氧环境，促进厌氧微生物特别是纤维素分解菌的生长和繁殖，进而提高养分表观消化率[6-10]。此外，孟芳等[15]在羔羊的体外发酵试验中发现，添加纤维素酶能够提高饲粮的干物质降解率。Abid等[12]在饲粮中同时添加纤维素酶和木聚糖酶混合物，显著提高了NDF表观消化率。甘露聚糖酶能够降解甘露聚糖生成甘露寡糖。马秀花等[19]研究发现，饲粮中添加2%的甘露寡糖能够增强滩羊对饲粮中纤维的降解能力。本试验将活酵母与酶制剂联合使用，提高了养分表观消化率，与上述单独添加菌或酶研究结果一致。
相比单独添加菌或酶，两者联合使用在提高瘤胃内酶活性的同时进一步提高瘤胃内微生物和酶活性，进而提高饲粮养分表观消化率与生长性能。因此，本试验中生长性能和养分表观消化率的提高除各成分单独影响外，也与两者可能产生的协同作用有关。
3.2 菌酶联用制剂对滩羊瘤胃发酵参数的影响瘤胃液pH是反映瘤胃内环境的重要指标，瘤胃内环境的稳定有利于反刍动物的健康成长。本试验中，滩羊瘤胃液pH无显著变化，与Hossain等[18]在饲粮中添加活酵母、Abid等[12]在饲粮中添加纤维素酶和木聚糖酶及马秀花等[19]在饲粮中添加甘露寡糖研究结果均一致。这表明菌酶联用制剂对滩羊瘤胃内环境无显著影响，这可能与本试验中菌酶联用制剂添加剂量较低有关(最高添加量为0.15%)。瘤胃内NH3-N含量在一定程度上反映瘤胃内微生物对含氮物质分解和利用的能力。瘤胃内NH3-N含量的提高，反映了瘤胃CP表观消化率的提高[20]。研究表明，饲粮中单独添加活酵母可显著增加瘤胃内NH3-N含量[10]。然而，本试验中，饲粮中添加0.05%、0.10%、0.15%菌酶联用制剂降低了瘤胃液NH3-N含量，提高了CP表观消化率，这可能是因为活酵母与纤维素酶促进瘤胃内微生物的生长繁殖，从而增加了微生物对NH3-N的利用[12, 21]。此外，饲粮中外源酶的添加提高了瘤胃内源酶活性，对瘤胃内微生物活性的促进效果更强，菌酶联用后瘤胃内微生物对瘤胃内NH3-N的利用速度超过了CP的降解速度。
瘤胃内VFA可为机体提供70%~80%的能量，同时也是瘤胃微生物增殖的主要养分来源[22]。本试验中，饲粮中添加0.05%、0.10%、0.15%菌酶联用制剂极显著增加了瘤胃液VFA含量，与Cai等[10]在山羊饲粮中添加活酵母得到的结果一致。这可能与活酵母对纤维素分解菌的刺激作用[23]、纤维素酶等酶对瘤胃微生物活性的提高[24]及ADFI与养分表观消化率的增加有关。本试验结果显示，饲粮中添加0.10%菌酶联用制剂组滩羊瘤胃液丙酸含量最高，乙酸/丙酸最低，表明饲粮中添加菌酶联用制剂可优化瘤胃发酵模式，提高机体能量代谢和生长性能。反刍动物主要利用丙酸通过糖异生作用形成葡萄糖，在肉羊养殖上，丙酸型发酵可为机体提供更多的能量，改善动物的生长性能，乙酸/丙酸的降低意味着发酵效率的提高。本试验结果显示，饲粮中添加0.05%、0.10%、0.15%菌酶联用制剂显著降低了瘤胃液乙酸/丙酸，这是因为活酵母能够促进瘤胃内乳酸利用菌将乳酸转换为丙酸[25]，进而提高丙酸含量，降低乙酸/丙酸。
3.3 菌酶联用制剂对滩羊血清生化指标的影响血清生化指标能够反映动物机体营养代谢与健康情况。目前，关于活酵母对于血清TP含量的影响研究中，同时存在无影响[3]与显著升高[26]2种情况。Abid等[12]研究表明，纤维素酶和木聚糖酶对血清TP含量无显著影响。本试验中，饲粮中添加0.05%、0.10%和0.15%菌酶联用制剂显著增加了血清TP含量，这可能与菌种、环境、饲粮等的不同及酵母菌与纤维素酶等酶的同时添加有关。除此之外，饲粮中添加0.10%和0.15%菌酶联用制剂显著降低了血清UN和Crea含量。血清UN与动物体内蛋白质代谢平衡和瘤胃液NH3-N含量密切相关，动物体内氨基酸或者限制性氨基酸利用率越高，血清UN含量越低。Crea由蛋白质分解产生，有内源和外源2个来源途径，血清Crea含量降低表明蛋白质的周转代谢更为理想。上述结果表明试验组滩羊更加有效地利用了饲粮中的蛋白质。
本试验研究发现，饲粮中添加0.05%、0.10%和0.15%菌酶联用制剂显著增加了血清ALB含量，与Mousa等[3]在绵羊饲粮中添加活酵母的研究结果一致，这表明菌酶联用制剂的添加并不影响动物肝功能。此外，饲粮中添加0.05%、0.10%和0.15%菌酶联用制剂显著增加了血清GLB含量，与Hossain等[18]研究结果一致，GLB含量反映机体体液免疫情况，表明试验组滩羔羊体液免疫水平得到提高。本试验中，各组血清ALB/GLB均处于正常范围内(0.8~1.3)[3]，表明试验组滩羊肝功能不受菌酶联用制剂影响；饲粮中添加0.05%、0.10%和0.15%菌酶联用制剂显著增加了血清IgG含量，饲粮中添加0.10%和0.15%菌酶联用制剂极显著增加了血清IgM含量，表明菌酶联用制剂可提高滩羊机体免疫能力，并且酵母菌细胞壁中含有大量的β-葡聚糖和甘露寡糖，能够吸附玉米赤霉烯酮[27]等毒素以达到提高免疫水平的效果。
血清GLU含量的高低可反映机体对饲粮中糖类和纤维素的利用率，反刍动物主要利用丙酸通过糖异生在肝脏中合成葡萄糖。本试验中，饲粮中添加0.10%和0.15%菌酶联用制剂显著增加了血清GLU含量，这与瘤胃发酵向丙酸型发酵转型，糖异生前体增加以及ADFI、养分表观消化率的提高有关，表明饲粮中添加菌酶联用制剂后，滩羊糖代谢有所增强，有利于生长性能的提高。
4 结论饲粮中添加菌酶联用制剂提高了滩羊生长性能和养分表观消化率，对滩羊瘤胃发酵参数与血清生化指标起到了积极调控的作用。考虑到生产成本，饲粮中菌酶联用制剂添加量以0.10%为宜，即饲粮中添加酵母菌1.0×1010 CFU/kg、纤维素酶10 000 IU/kg、木聚糖酶1 000 IU/kg和甘露聚糖酶600 IU/kg。
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