刘汇涛 杨 颖 邢秀梅 张铁涛吴学壮 杨福合*
(1.中国农业科学院特产研究所,长春 130112;2.吉林省特种经济动物分子生物学省部共建实验室,长春 130112;3.中国农业科学院饲料研究所,北京 100081)
植物性饲料原料的细胞壁主要由非淀粉多糖(NSP)构成[1],但由于水貂等单胃动物体内缺乏分解NSP的酶[2],所以细胞内的淀粉、蛋白质等营养成分难以释放,同时,NSP可以增加消化道食糜黏度和引起生理变化,从而导致饲料营养成分的消化利用率下降[3],因此,NSP是水貂植物性饲料原料中的一种重要的抗营养成分。水貂属于肉食动物,对植物性饲料的消化能力较差[4],目前关于畜禽玉米-豆粕型饲粮中添加复合酶制剂的应用研究较多,实践已经证明复合酶制剂具有很好的效果,但是国内在水貂饲粮中添加复合酶制剂的研究非常缺乏[5]。本试验主要研究了饲粮中添加不同水平和配伍的复合酶制剂对育成期水貂生长性能、营养物质消化率及氮代谢的影响,旨在筛选获得一种适宜在水貂饲粮中使用的复合酶制剂配伍及其添加水平,为复合酶制剂在水貂养殖中的推广应用提供理论依据。
试验用酶制剂由北京挑战农业科技有限公司提供,均为固体粉末状。各单酶制剂的酶活分别为:淀粉酶2 354 U/g、酸性蛋白酶51 269 U/g、阿拉伯木聚糖酶14 285 U/g、甘露聚糖酶46 500 U/g、果胶酶10 000 U/g、植酸酶7 500 U/g。根据饲粮原料及育成期水貂的生理特点分别将上述单一酶制剂按不同比例配伍,设计了3种复合酶制剂,分别为复合酶制剂Ⅰ(compound enzyme preparationⅠ,CEPⅠ)、复合酶制剂Ⅱ(compound enzyme preparationⅡ,CEPⅡ)和复合酶制剂Ⅲ(compound enzyme preparation Ⅲ,CEPⅢ),各复合酶制剂的酶谱见表1。
表1 试验用3种复合酶制剂的酶谱Table 1 Zymogram of the three kinds of compound enzyme preparation in the experiment %
试验选用60日龄健康公水貂90只,随机分为9组,每组10个重复,每个重复1只水貂,各组水貂初始体重相近[(1.19±0.09)kg],组间差异不显著(P>0.05)。为避免遗传因素导致的试验误差,来自同窝的水貂分在不同组中。A组为对照组,饲喂育成期水貂基础饲粮,基础饲粮组成及营养水平见表2,其他各组分别在基础饲粮中添加不同水平的复合酶制剂Ⅰ、复合酶制剂Ⅱ和复合酶制剂Ⅲ,各组复合酶制剂的添加水平见表3。
1.3.1 饲养试验
试验于2011年7月10日至2011年9月6日在农业部长白山野生生物资源重点野外科学观测试验站进行。预试期13 d,正试期45 d。水貂单笼饲养,每天08:00和16:00各饲喂1次,自由采食,自由饮水。试验开始前,按规定对水貂进行常规免疫。试验期间仔细观察并详细记录水貂的采食量、发病和死亡等情况。
1.3.2 消化代谢试验
采用全收粪法进行消化代谢试验。试验从正试期第36天08:00开始,至第38天08:00结束,共计3 d。每组挑选体重接近群体均值的水貂7只进行试验,消化代谢试验期间的饲养管理与日常饲养管理保持一致。每天收集的粪便按鲜重的5%加入10%硫酸溶液,并加少量甲苯防腐,于-20℃保存。每天收集的尿液按体积的2%加入10%硫酸溶液,并加4滴甲苯防腐,于-20℃保存。试验结束后,将3 d收集的粪便混合均匀后称取一部分于65℃烘干至恒重,粉碎过40目筛,制成风干样本,密封保存,以备测定分析;将3 d收集的尿液混合均匀后量取20 mL,于-20℃保存,以备测定分析。
1.3.3 测定指标
水貂体重均在晨饲前(07:00—07:30)进行空腹称量。正试期第1天的水貂体重作为始重,之后每15 d称1次体重,正试期第45天的体重作为末重。记录每只水貂每天的给料量和残余料量,计算每只水貂的采食量以及每组水貂的平均日采食量(ADFI)。根据每组水貂的平均日增重(ADG)和平均日采食量计算料重比(F/G)。
表2 基础饲粮组成及营养水平(风干基础)Table 2 Composition and nutrient levels of the basal diet(air-dry basis) %
样品分析:干物质含量采用105℃烘干法[6]测定,粗蛋白质含量采用凯氏定氮法[7]测定,粗脂肪含量采用索氏浸提法[8]测定。相关指标的计算公式如下:
表3 各组复合酶制剂的添加水平Table 3 Compound enzyme preparation supplemented level in each group
采用 SAS 6.12软件包的一般线性模型(GLM)进行统计分析,结果用平均值±标准差表示,P<0.05 为差异显著,P<0.01 为差异极显著。
由表4可知,C组的水貂末体重和平均日增重分别显著高于对照组 9.38%和 38.57%(P<0.05),其他试验组与对照组没有显著差异(P>0.05)。各组水貂的平均日采食量和料重比与对照组相比差异不显著(P>0.05)。
表4 饲粮添加不同复合酶制剂对育成期水貂生长性能的影响Table 4 Effects of dietary different compound enzyme preparations on growth performance of growing minks
由表5可知,B组、C组、E组和F组水貂的干物质消化率均极显著高于对照组(P<0.01),其他试验组的干物质消化率与对照组差异不显著(P>0.05)。B组、C组、E组、F组和I组水貂的蛋白质消化率均极显著高于对照组(P<0.01),D组、H组与对照组差异不显著(P>0.05)。各组水貂的脂肪消化率差异不显著(P>0.05)。
表5 饲粮添加不同复合酶制剂对育成期水貂营养物质消化率的影响Table 5 Effects of dietary different compound enzyme preparations on nutrient digestibility of growing minks %
由表6可知,试验组水貂的食入氮含量与对照组没有显著差异(P>0.05),I组显著高于 C组和H组(P<0.05)。F组和G组水貂粪氮含量显著高于对照组(P<0.05),C组显著低于 E组、F组、G 组、H 组和 I组(P<0.05),其他各组之间没有显著差异(P>0.05)。试验组水貂尿氮含量与对照组没有显著差异(P>0.05),C组显著低于I组(P<0.05)。B组水貂的氮沉积含量显著高于对照组、D组和H组(P<0.05),其他试验组与对照组没有显著差异(P>0.05)。B组和C组的净蛋白质利用率显著高于对照组和D组(P<0.05),其他试验组与对照组没有显著差异(P>0.05)。各组水貂的蛋白质生物学价值与净蛋白质利用率呈现的趋势相一致。
表6 饲粮添加不同复合酶制剂对育成期水貂氮代谢的影响Table 6 Effects of dietary different compound enzyme preparations on nitrogen metabolism of growing minks
添加饲用复合酶制剂既能降解植物性饲料原料中NSP等抗营养物质,同时还可弥补机体内源消化酶的不足,从而促进动物对饲料的消化和利用,提高饲料报酬和生长性能[9]。前人在肉仔鸡、肉鸭、仔猪、肥育猪等动物[10-15]的试验中发现,饲粮中添加酶制剂可在不同程度上提高动物的平均日增重和末重,同时降低料重比。本研究表明,在饲粮中添加890 mg/kg复合酶制剂Ⅰ,育成期水貂生长性能得到明显提高,末重和平均日增重显著增加,试验结果与前人在鸡猪等其他动物方面的研究结果[10-15]一致。
水貂属于肉食性动物,其消化道仅为体长的3.5~4.0倍,消化道内蛋白酶和脂肪酶较多,而淀粉酶较少,对植物性饲料中纤维素等NSP的消化能力很弱[16],所以细胞内的淀粉、蛋白质等营养成分难以释放,同时,NSP可以增加消化道食糜黏度,减慢已消化营养物质向肠黏膜的扩散速度,从而导致饲料营养成分的消化利用率下降[17]。饲粮中添加适宜配伍和水平的NSP酶制剂,一方面可以降低食糜黏度,降解NSP,减弱其抗营养特性;另一方面可摧毁植物细胞壁,促进胞内营养成分的释放,有利于肠道内的消化酶对营养物质的充分接触,增加营养物质的消化利用率[14]。大量试验已经证实,复合酶制剂对饲粮营养物质消化率具有改善效果[18-24]。本研究表明,在饲粮中添加890 mg/kg复合酶制剂Ⅰ,育成期水貂的营养物质消化率得到明显提高,这与前人的研究报道[18-24]一致。
添加酶制剂可以提高饲粮氮沉积率。据报道,在肉仔鸡玉米-豆粕型饲粮中添加α-半乳糖苷酶制剂能够使豆粕的氮沉积率提高10%以上[25-26]。本研究结果显示,饲粮中添加890 mg/kg复合酶制剂Ⅰ后,水貂的氮沉积、净蛋白质利用率和蛋白质生物学价值均明显增加。这可能与外源复合酶制剂(尤其是蛋白酶)提高了水貂肠道内蛋白质的降解率有关[21,27]。
本研究表明,复合酶制剂的饲喂效果差异与其配伍和添加水平有关。饲粮中添加890 mg/kg的复合酶制剂Ⅰ时水貂末体重和平均日增重最大,生长性能得到显著提高,获得了最佳的饲养效果,其他添加水平的复合酶制剂的饲喂效果未得到明显改善。余有贵等[28]和张辉华等[29]报道,酶制剂的效果在一定程度上与剂量呈依赖关系,过量添加时效果开始下降,本研究中的复合酶制剂Ⅰ和复合酶制剂Ⅱ也表现出了类似的趋势。这可能与不同配伍和添加水平的外源酶制剂对内源酶活性的影响不同有关。已有研究证明外源酶对内源酶活性有影响,对内源酶活性具有促进或抑制作用。过量的外源酶制剂会降低动物消化道食糜黏性,增快排空速度,甚至当酶活性过高时酶的作用产物反馈抑制内源酶的分泌及活性,进而导致饲用效果不佳[30]。这说明在水貂饲粮中添加适宜水平的酶制剂才可获得良好的生长性能,过高或过低添加水平都可能会影响到酶制剂的应用效果。
畜禽玉米-豆粕型饲粮中添加复合酶制剂的应用研究较多,且实践已经证明复合酶制剂具有很好的效果,但是国内在水貂饲粮中添加复合酶制剂的研究非常缺乏[5]。因此,本研究中复合酶制剂的比例主要参考猪、鸡等畜禽研究经验,并结合水貂的生理和饲粮特点进行设计。水貂干粉料饲粮中的主要植物性原料是玉米和豆粕,玉米中的NSP主要是纤维素、阿拉伯木聚糖和β-葡聚糖等,豆粕中的NSP主要是果胶、甘露聚糖和α-半乳糖苷等[13-14]。本研究根据这些原料中各种NSP的含量设计出针对水貂饲粮的复合酶制剂的配伍和剂量范围,然后进行动物饲养和消化代谢试验,从而筛选出适合在水貂饲粮中添加的最佳复合酶制剂配伍和水平。需要指出的是,酶制剂只有在最适条件(如温度、pH)下才能发挥出最佳的作用,今后应加强水貂消化道生理方面的研究,为更加精确地选用水貂用酶制剂提供理论依据。
高秀华等[31]报道,冬毛生长期结束打皮时的活体重与水貂在育成前期的活体重呈正相关。从本研究结果来看,饲粮中添加890 mg/kg的复合酶制剂Ⅰ时育成前期水貂体重最大,根据相关系数计算,有可能在取皮时获得最大的皮张面积。由于饲粮中所添加酶制剂的剂量非常少,其添加成本平均至每只水貂几乎可以忽略不计,因此,在水貂饲粮中添加酶制剂可以用小投入获得最佳的经济收益。
育成期水貂饲粮中添加适宜配伍和水平的复合酶制剂可明显改善水貂对饲粮的消化利用率,并提高其生长性能。本试验条件下,以添加890 mg/kg复合酶制剂Ⅰ(25.7%淀粉酶+25.6%酸性蛋白酶+20.5%阿拉伯木聚糖酶+12.8%果胶酶+2.6%甘露聚糖酶+12.8%植酸酶)的饲养效果最佳。
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