朱荣生,王怀中,齐 波,胡顺营,孙 洁,孙守礼,王建才,位 宾,呼红梅*
(1.山东省农业科学院畜牧兽医研究所,山东 济南 250100;2.山东省畜禽疫病防治与繁育重点实验室,山东 济南 250100;3.青岛农业大学动物科学技术学院,山东 青岛 266109;4.山东冠县畜牧局,山东 冠县 252500;5.山东省沂南县畜牧技术推广站,山东 沂南 221760;6.济南海华生物科技有限公司,山东 济南 250108)
仔猪断奶应是一个平缓的、循序渐进的过程,一般应超过17周[1]。随着生猪养殖集约化、规模化的实施,将仔猪断奶时间提至7~28日龄[2]。早期断奶导致仔猪的生活环境与食物来源短期内发生剧烈变化,引起的应激可使肠屏障功能受损,肠道通透性增加,肠道中细菌易位加剧,增加肠道中过敏原进入机体的机率[3]。大约10%的仔猪在断奶后48 h几乎不采食,其他大多数仔猪采食量也很低[3]。断奶后采食量降低使得仔猪小肠绒毛萎缩[4-6],对传染性疾病的易感率增加[4]。
腐植酸是自然界中广泛存在的大分子有机物质,可增强动物肠胃消化功能。腐植酸可吸附肠道炎性物质和有毒物质,对肠道黏膜有收敛作用。腐植酸含有的醌基参与机体的氧化还原过程,促进细胞增殖,加速生长[7]。研究表明,饲粮中添加1%的腐殖酸钠对生长育肥猪的促生长效果与抗生素相当[8]。腐殖酸钠发酵饲料可提高仔猪日增重,降低腹泻率,而且明显减少粪便中硫化氢的气味[9]。核苷酸是一种具有生物活性的物质,在代谢、结构和监测等方面发挥重要作用,在免疫系统功能维持和降低氧化应激方面也发挥着重要作用[10-11]。在快速生长和应激期间补充核苷酸对仔猪生长性能和健康有益[12]。断奶猪饲粮中添加核苷酸可缓解断奶应激,增加采食量[13-14],饲粮中添加0.5~2.0 g/kg核苷酸可使日增重、日采食量显著增加3.14%~11.07%,5.58%~15.50%,料重比显著降低3.16%~4.24%[15],腹泻率由15.63%降至1.53%,死亡率由4.69%降至1.56%[14]。腐殖酸钠与核苷酸是两种绿色饲料添加剂,利于缓解断奶应激,增加采食量,促进养分的消化吸收,同时也是潜在的抗生素替代品。目前多数研究集中在单一物质对家畜生长性能、免疫水平、腹泻率的影响,而对于肠组织形态的研究未见报道。因此,本试验旨在研究饲粮中添加腐殖酸钠和核苷酸对断奶仔猪生长性能、血液生化指标、肠道形态发育和肠道消化代谢酶活性的影响,为二者在断奶仔猪营养的应用研究提供参考。
试验在菏泽某原种猪繁育有限公司进行。选择出生日期相近,体重为8.4 kg左右的健康杜洛克×长白×大约克(DLY)三元21日龄断奶仔猪160头,随机分为2组,每组80头,每组10个重复,每个重复8头。对照组饲喂基础饲粮,试验猪在基础饲粮中添加3.0 kg/t腐殖酸钠和1.5 kg/t核苷酸。预试期5 d,试验期38 d,试验期间自由采食、饮水,按照猪场常规管理规程和正常免疫程序进行。基础饲粮组成及营养成分见表1。
腐殖酸钠和核苷酸均由济南某生物科技有限公司提供。腐殖酸钠、核苷酸纯度均为50%以上,其余部分均为载体。
1.3.1 生长性能指标 试验第1天和第38天晨饲前逐头称重。在试验期间,每天9:00~10:00、17:00~18:00观察仔猪排粪情况,记录腹泻个体。以个体为单位记录猪只死亡和淘汰情况,发现死淘猪及时结料并称重。根据每日记录的给料量、剩余料、损耗料,以重复为单位计算平均日采食量、料重比及腹泻率,同时计算个体日增重。
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)
注:①预混料为每千克饲粮提供:VA 8200 IU,VD32100 IU,VE 30.5 mg,VK32.8 mg,VB25.2 mg,VB62.1 mg,VB120.11 mg,生物素 0.10 mg,叶酸0.96 mg,D-泛酸 17.2 mg,烟酸 20.1 mg,氯化胆碱 702 mg,抗氧化剂100 mg,Fe (硫酸亚铁) 820 mg,I (碘化钾) 0.85 mg,Ca 0.86%, AP 0.35%,Lys 0.07%。②代谢能为计算值,其余为实测值。
Note: ①The premix provided the following per kg of diets:VA 8 200 IU,VD32 100 IU,VE 30.5 mg,VK32.8 mg,VB25.2 mg,VB62.1 mg,VB120.11 mg,biotin 0.10 mg,folic acid 0.96 mg,D-pantothenic acid 17.2 mg,nicotinic acid 20.1 mg,choline chloride702 mg,antioxidant 100 mg,Fe (as ferrous sulfate) 820 mg,I (as potassium iodide) 0.85 mg,Ca 0.86%, AP 0.35%,Lys 0.07%.②ME was calculated value and others were measured.
1.3.2 血液生化指标 于试验第38 d晨饲前试验猪空腹称重后,逐头前腔静脉采血10 mL,放入非抗凝离心管中静置15 min,3 000 r/min离心10 min分离血清,至于-80 ℃冰箱保存备用。
使用日立7180生化分析仪测定血清中尿素氮、葡萄糖、总胆固醇、总蛋白、球蛋白、磷酸肌酸激酶、二胺氧化酶和IgA、IgG、IgM含量。试剂盒购自四川迈克生物科技股份有限公司,操作步骤按照试剂盒说明书进行。
1.3.3 肠组织形态学检测及黏膜相关免疫细胞统计 试验第38 d晨饲前试验猪空腹称重后,每组随机选择3头进行屠宰,取十二指肠、空肠、回肠制作石蜡切片,苏木精-伊红染色(HE染色)、阿利新蓝-高碘酸雪夫氏(AB-PAS)染色、甲苯胺蓝染色后,于10×20倍显微镜下拍照,应用Image-Pro Plus 6.0软件测量肠绒毛长度、隐窝深度、黏膜厚度、肠壁厚度,统计杯状细胞、柱状细胞、淋巴细胞、肥大细胞数。具体检测方法是:(1)取每根肠管横断面,统计观察5根最长且排列整齐的绒毛,统计单位面积柱状细胞数量和分布;(2)取每根肠管横断面,统计观察5根最长且排列整齐的绒毛,计数每100个肠黏膜上皮柱状细胞间淋巴细胞、杯状细胞数量和分布;(3)统计观察每根肠管横断面的肠壁全层,包括黏膜及黏膜下层、肌层及浆膜层中每100个柱状细胞间的肥大细胞、淋巴细胞数量和分布;
1.3.4 空肠食糜消化酶活性检测 试验第38 d晨饲前试验猪空腹称重后,屠宰后取空肠食糜,采用比色法测定脂肪酶、胰蛋白酶、淀粉酶、麦芽糖酶、乳糖酶、蔗糖酶活性。试剂盒购自南京建成生物工程研究所,操作步骤按照说明书进行。
数据应用SPSS 19.0软件的one-way ANOVA程序进行分析,P<0.05为差异显著,P<0.01为差异极显著,结果均以“平均值±标准误(SEM)”表示。
由表2可见,组间试验猪初始体重相近,无显著差异(P>0.05)。38 d试验期结束后试验组结束体重略高于对照组,增加2.82%(P>0.05)。与对照组相比,试验组日采食量和日增重分别增加3.01%(P>0.05)和7.36%(P>0.05),料重比降低1.71%(P>0.05),腹泻率显著减少55.85%(P<0.05)。由此可见,饲粮中添加腐植酸钠和核苷酸可增加仔猪日采食量、日增重,降低料重比,显著降低腹泻率。
由表3可见,与对照组相比,试验组仔猪血清中二胺氧化酶和磷酸肌酸激酶活性分别显著降低31.91%和32.16%(P<0.05)。试验组仔猪血清中尿素氮、葡萄糖含量虽然与对照组间差异不显著,但是略有降低(P>0.05)。试验组仔猪血清中总蛋白、球蛋白、IgA、IgG、IgM含量与对照组间差异不显著(P>0.05),但是球蛋白含量提高5.59%。由此可见,饲粮中添加腐植酸钠和核苷酸可显著显著降低仔猪血清中二胺氧化酶和磷酸肌酸激酶活性,降低肠组织通透性。
表2 饲粮中添加腐植酸钠和核苷酸对猪生长性能的影响(n=80)Table 2 Effect of adding sodium humate and nucleotides in diet on growth performance of weaning piglets
注:同行数据肩标小写字母不同者,表示差异显著(P<0.05)。
Note: Values with different small letter superscripts in the same row mean significant difference (P<0.05).The same below.
表3 饲粮中添加腐植酸钠和核苷酸对仔猪血液生化指标的影响(n=80)Table 3 Effect of adding sodium humate and nucleotides in diet on serum biochemical indices of weaning piglets
由表4可见,十二指肠、空肠、回肠绒毛高度依次降低,空肠绒毛高度比十二指肠减少10.65%,回肠绒毛高度比十二指肠减少24.93%,空肠和回肠的隐窝深度大于十二指肠,V/C(绒毛高度/隐窝深度)比值的变化趋势与绒毛高度一致。与对照组相比,试验组仔猪十二指肠、空肠、回肠绒毛高度增加5.49%~7.85%(P>0.05),隐窝深降低8.61%~11.10%(P>0.05),V/C比值提高17.03%~21.32%(P>0.05)。十二指肠、空肠、回肠黏膜厚度呈递减趋势,空肠肠壁最薄,其次是回肠,十二指肠最厚。与对照组相比,试验组仔猪十二指肠、空肠、回肠肠壁厚度增加8.52%~21.76%(P>0.05),黏膜厚度增加5.14%~11.33%(P>0.05)。
试验组仔猪十二指肠、空肠、回肠杯状细胞、柱状细胞、淋巴细胞、肥大细胞数量均高于对照组,从十二指肠至回肠,杯状细胞和肥大细胞逐渐增多,淋巴细胞逐渐减少。与对照组相比,试验组仔猪十二指肠杯状细胞、柱状细胞、淋巴细胞和肥大细胞数增加0.47%~ 23.11%(P>0.05)。试验组仔猪空肠淋巴细胞显著增加32.59%(P<0.05)。试验组仔猪回肠杯状细胞、柱状细胞、淋巴细胞和肥大细胞数增加3.42%~25.45%(P>0.05)。
表4 饲粮中添加腐植酸钠和核苷酸对仔猪肠组织形态的影响(n=3)Table 4 Effect of adding sodium humate and nucleotides in diet on intestinal mucosal morphology of weaning piglets
由此可见,饲喂饲粮中添加腐殖酸钠和核苷酸可增加肠绒毛高度、V/C比值、肠壁厚度、黏膜厚度,以及杯状细胞、柱状细胞、淋巴细胞和肥大细胞数量,降低隐窝深度,显著增加空肠淋巴细胞数量。
由表5可见,试验猪仔猪肠食糜脂肪酶、胰蛋白酶、淀粉酶、麦芽糖酶、乳糖酶、蔗糖酶活性均高于对照组。与对照组相比,试验猪仔猪肠道食糜脂肪酶、胰蛋白酶、淀粉酶、麦芽糖酶、乳糖酶和蔗糖酶活性分别提高5.76%、41.67%、23.74%、57.24%、7.98%、50.91%,其中蔗糖酶活性增加显著(P<0.05),其他酶活性提高不显著(P>0.05)。
表5 饲粮中添加腐殖酸钠和核苷酸对仔猪空肠食糜酶活性的影响(n=3)Table 5 Effect of adding sodium humate and nucleotides in diet on digestive enzyme activities of jejunal chyme in weaning piglets
每头猪收益计算时,生猪出栏价格和管理、疫苗、水电等成本按2017年4月份猪价格网上山东省济南市的统计数据计算。70日龄仔猪价格38元/kg,管理、疫苗、水电等成本每头猪80元。猪增重收益(元/头)=(结束体重-开始体重)×生猪出栏价格-饲料成本,猪净收益(元/头)=猪增重收益-管理等成本80元/头。
由表6可见,饲喂添加腐植酸钠、核苷酸饲粮可使每头猪的净收益增加34.05元,如果年出栏10000头,可增益34.05万元。从养猪生产工艺的角度来看,增加胴体重可以带来类似的经济效益,这是因为获得较重的胴体并不需要增加设备成本,但能够获得更多的猪肉可供销售。本研究结果表明,饲喂添加腐殖酸钠和核苷酸饲粮试验猪的胴体重增加1.18kg,增加幅度达到7.36%。研究表明,猪胴体重每增加10%,每kg胴体重的生产成本能降低0.4元。饲喂添加腐殖酸钠和核苷酸饲粮试验猪每头生产成本降低0.29元。由此可见,饲喂同时添加腐殖酸钠和核苷酸饲粮猪可增益34.34元。
表6 饲粮中添加腐植酸钠和核苷酸对仔猪养殖效益影响(n=80)Table 6 Effect of adding sodium humate and nucleotides in diet on culture benefit of weaning piglets
研究表明,饲粮中添加腐殖酸钠可提高仔猪日增重 ,显著降低腹泻率[9,16]。仔猪饲粮中添加0.5‰~2.0‰核苷酸可使日增重、日采食量显著增加3.14%~11.07%,5.58%~15.50%,料重比显著降低3.16%~4.24%[15],腹泻率由15.63%降低至1.53%,死亡率由4.69%降至1.56%[14]。而具有生物活性的核苷酸在快速生长和应激期间可增加仔猪采食量[12]。本试验结果表明,饲粮中添加腐植酸钠和核苷酸提高了仔猪的日采食量、日增重,腹泻发生率显著降低55.85%(P<0.05),而且每头猪可增收34.34元,这与蒋安文等[17]、潘军等[9]、王玉峰等[8]和赵必迁等[16]的研究结果一致。
仔猪断奶后采食量降低可使小肠绒毛萎缩[4-6],小肠屏障功能紊乱,易感传染性疾病,严重影响仔猪生长性能和健康水平[4],从而使组织器官的细胞膜受损,改变相应酶活性。血清总蛋白是动物体内蛋白质的一种重要来源,可用来修补组织、提供能量。血清总蛋白反映了饲粮中的蛋白质水平及动物对蛋白质的吸收代谢程度,总蛋白含量高说明蛋白质合成代谢速度快。球蛋白是由浆细胞分泌的,其在血清中的含量可反映出机体的抗应激能力。IgA、IgG、IgM是3种免疫球蛋白,由骨髓来源的淋巴细胞分泌,可参与体液免疫,它们在血清中含量可反映机体免疫力的强弱[18]。二胺氧化酶是哺乳动物小肠粘膜上层绒毛中具有高度活性的细胞内酶,在组胺和多胺代谢中起作用,肠黏膜受损时二胺氧化酶进入血液。血液中二胺氧化酶活性可反映肠道机械屏障的完整性和损伤程度[19]。研究发现,腐植酸钠可提高生长猪的免疫水平,Ea玫瑰花环形成率明显提高[20]。本研究结果表明,饲粮添加腐植酸钠和核苷酸可使仔猪血清中二胺氧化酶和磷酸肌酸激酶活性分别显著降低31.91%和32.16%(P<0.05),血清中葡萄糖略有降低,球蛋白含量略有增加。二胺氧化酶和球蛋白含量降低表明试验组仔猪肠道通透性降低,肠道屏障功能增强,葡萄糖含量降低则在一定程度上表明饲粮中添加的腐植酸钠和核苷酸可减缓仔猪应激。
本试验研究结果表明,饲粮中添加腐植酸钠和核苷酸可使仔猪十二指肠、空肠、回肠绒毛高度增加5.49%~7.85%%(P>0.05),隐窝深度减少8.61%~11.10%(P>0.05)。这表明饲粮中添加腐植酸钠和核苷酸增加了肠组织吸收面积,这可能是由于肠上皮细胞有丝分裂增加,或细胞凋亡降低,抑或是二者共同作用造成的[21-23]。本试验研究发现,十二指肠、空肠、回肠肠壁厚度、黏膜厚度呈递减趋势,分别对照组增加8.52%~21.76%(P>0.05)和5.14%~11.33%(P>0.05)。这可能主要是由于肠上皮细胞、黏膜细胞和免疫细胞的快速增生,使得肠壁和黏膜厚度增加,同时还可增强肠绒毛的活力,促进营养成分消化吸收[24]。
肠上皮细胞是仔猪抵抗饲料毒素和外来致病菌的第一道防线,其表面含有毒素和细菌的受体,并且包含具有免疫功能的淋巴细胞和杯状细胞[25-28]。杯状细胞通过特异性和非特异性免疫机制参与调节肠道免疫功能,通过分泌的酸性物质到达黏膜表面,从而形成屏障保护层[29]。肥大细胞具有抗感染免疫功能,通过自身分泌的细胞因子参与获得性免疫[24,30,31],因此淋巴细胞、杯状细胞、肥大细胞在仔猪肠道免疫的调节中起重要作用。本试验研究结果表明,饲粮中添加腐植酸钠和核苷酸增加了仔猪十二指肠、空肠和回肠杯状细胞、柱状细胞、淋巴细胞、肥大细胞数量,这说明增加饲粮中腐植酸钠和核苷酸的添加增强了仔猪肠道免疫功能。有可能是因为腐植酸钠和核苷酸抑制了淋巴细胞、杯状细胞和肥大细胞的凋亡,促进其增殖,从而提升免疫性能。本试验结果显示,饲粮中添加腐殖酸钠和核苷酸可增加肠绒毛高度,降低隐窝深度,提高V/C比值,增加肠壁和黏膜厚度,增加肠组织中杯状细胞、柱状细胞、淋巴细胞、肥大细胞数量,虽然差异水平不显著,但提高幅度较大,这有可能与本试验样本较少有关。
王彩霞等[32]研究发现,腐植酸钠可提高羊瘤胃微生物合成,促进消化代谢。本试验研究结果表明,饲粮中添加腐植酸钠和核苷酸显著提高了肠道食糜中蔗糖酶活性,脂肪酶、胰蛋白酶、淀粉酶、麦芽糖酶、乳糖酶活性在数值上有增加的趋势。这表明腐植酸钠和核苷酸可在一定程度上提高消化酶活性,从而可增加营养物质消化率,促进生长性能的增加。
本研究结果表明,饲粮中添加腐殖酸钠和核苷酸可显著提高仔猪采食量、日增重,显著降低腹泻率,增加肠绒毛高度、V/C比值和肠壁、黏膜厚度,回肠内容物中蔗糖酶活性显著增加,同时血液中球蛋白含量增加,二胺氧化酶含量显著降低,增强肠道屏障功能。饲粮添加腐殖酸钠和核苷酸可使仔猪收益增加34.34元/头,效益显著。