王宏岩,张立平
(四川威艾盛动物营养科技有限公司,四川 蒲江 611633)
近些年来,在断奶仔猪日粮中添加高剂量的氧化锌,利用氧化锌对蛋白质固化和较强收敛的药理作用,防治断奶仔猪腹泻已被业界所公认。但应用氧化锌所导致的环境与仔猪健康问题日益严重。由于氧化锌质量不稳定而且适口性差,加速饲料中维生素等活性成分的损失,长期添加还会造成仔猪皮粗毛糙、后期生长抑制,粪锌大量排放对环境污染严重等诸多不良后果,环保限锌已是大势所趋[1-3]。
仔猪断奶后产生腹泻的原因比较复杂,主要是消化器官发育不健全、饲料营养成分和饲养环境发生改变、病原微生物侵袭等影响,使仔猪肠道产生氧化应激所导致[4-5]。防控断奶仔猪腹泻一直是养猪业的重点和难点,特别是在限锌后如何解决断奶仔猪腹泻问题已成为业界关注的焦点。防控断奶仔猪腹泻既要行之有效,又要绿色环保是一个复杂的系统工程。为此,本文通过系统分析筛选出影响断奶仔猪腹泻的危害因素即关键控制点,以问题为导向多措并举综合防控,在满足断奶仔猪营养需要的前提下,对功能性饲料添加剂采用靶向添加的方法,来优化整合断奶仔猪抗腹泻无抗日粮设计方案,为系统解决断奶仔猪腹泻问题提供新途径。
微量元素是动物机体的重要组分,主要以酶和辅酶形式参与机体酶的作用。随着生命科学研究的深入,微量元素特别是有机微量元素的功能性作用逐步得到证实。如锌可调控钙卫蛋白、铁可调控Hepcidin进行炎症反应,来维护动物肠道健康。有机微量元素主要是金属元素与蛋白质、小肽、氨基酸、有机酸、多糖衍生物等配位体通过共价键或离子键结合而形成的络合物或螯合物。
断奶仔猪日粮使用有机微量元素有诸多优点。可减少无机盐阳离子对肠道的刺激和硫酸盐对肠道绒毛的损伤,降低日粮中硫酸根浓度,调节肠道电解质平衡,减少肠道应激反应,促进营养物质的消化吸收[6-8]。日粮中的硫酸根离子与钠离子结合,是断奶仔猪产生腹泻的重要诱因。功能性有机微量元素能够增强动物机体免疫力。如酵母硒可改善乳仔猪断奶应激,提高机体的抗氧化和抗应激能力。有机铬可提高断奶仔猪应激状态下胰岛素水平,减少血液中血糖的浓度,提高断奶仔猪采食量和免疫力。充足的有机微量元素能够支持机体对致病源进行适当的免疫应答。有机微量元素化学结构稳定,减少无机盐中的残留物和无机盐离子对断奶仔猪日粮中油脂和脂溶性维生素的氧化,从而保护饲料中活性成分。研究证明,使用甘氨酸铁替代无机铁源,能够提高血液中二价铁离子的含量,从而提高机体血红蛋白和肌蛋白的含量,来满足新陈代谢旺盛的断奶仔猪生长需要,并且与甘氨酸锌协同作用改善皮毛状况[9-10]。微量元素氨基酸螯合物具有生物学效价高、节能减排、有利于环保的优点。在吸收上利用氨基酸和小肽的吸收通道在小肠吸收,不存在与无机微量元素吸收上的颉颃竞争问题。
研究表明,在常规日粮背景下,以氨基酸鳌合物形态存在的微量元素吸收率是无机态微量元素的180%~400%。周桂莲等报道,日粮中以5 mg·kg-1剂量添加赖氨酸铜,对仔猪的作用效果与添加250 mg·kg-1硫酸铜组差异不显著[11]。应用赖氨酸铜还可避免高铜引起环境污染问题。刘卫东等在28日龄断奶仔猪日粮中添加甘氨酸鳌合铁0.05%,结果表明,与对照组比较日增重提高了9.1%,料重比降低了6.2%,腹泻率降低了56.3%[12]。王勇等在28日龄断奶仔日粮中添加甘氨酸锌,结果发现日粮在添加甘氨酸锌100 mg·kg-1能够促进断奶仔猪生长,提高其免疫功能[13]。梁兴龙等应用酵母硒作为有机硒源,发现能够提高断奶仔猪生产性能,降低腹泻率和死淘率[14]。微量元素氨基酸螯合物由于不带电荷,具有无刺激性的特点,在小肠黏膜过敏水肿时仍然可以通过细胞膜上的蛋白通路被有效吸收,保证了断奶仔猪的正常代谢。由此可见,应用有机微量元素在满足矿物质和氨基酸营养需要的同时,还可以明显改善仔猪的生长性能,增强仔猪的免疫功能与抗应激能力,为防控断奶仔猪腹泻创造良好的内部环境。
仔猪消化道酸度对维持消化酶的分泌和活性非常重要。哺乳仔猪(0~3周龄)胃中pH为3.0~4.0。仔猪断奶前主要依赖母乳中乳糖发酵产生的大量乳酸和少量的挥发性脂肪酸来维持消化道内的酸度。断奶仔猪消化机能尚不健全,加之断奶仔猪的日粮结构发生了变化,除引起挥发性脂肪酸增加外,占优势的乳酸却显著下降,当仔猪采食系酸力高的日粮后,胃内pH会迅速升高,当pH>4.0时,消化道由于缺乏胃酸不能有效激活胃蛋白原,消化系统中胃蛋白酶原和胃蛋白酶分泌会下降,不能有效地消化以植物蛋白为主要蛋白源的日粮,未消化的养分进入大肠后会引起大肠杆菌大量繁殖而导致断奶仔猪腹泻和低生产性能[15]。
日粮系酸力即日粮结合酸的能力,就是用100 g饲粮或饲料原料,加入去离子水200 mL,用浓度为1 moL的盐酸滴定该溶液,使该溶液的pH为4.0时所用盐酸的毫升数来表示饲粮或饲料原料的系酸力。低系酸力饲粮可维持仔猪胃中适宜的pH,能够有效地刺激胃蛋白酶分泌,增强断奶仔猪的消化能力,抑制胃肠道有害微生物生长,从而降低仔猪细菌性腹泻发生。目前,在我国一般实行仔猪3~4周龄开始断奶,这样很容易导致仔猪出现“早期断奶综合征”,表现为食欲减退、消化功能紊乱、腹泻、生长迟缓和营养转化率低等特点,其实质是“缺酸少酶”。为此,可通过日粮中添加功能性饲料添加剂,来调控断奶仔猪日粮的系酸力,提高断奶仔猪消化和抗腹泻能力。
刘庚寿等试验结果表明,随着仔猪日粮复合酸化剂的添加,饲料系酸力不断降低;仔猪腹泻随着系酸力的降低相应降低,日增重和料重比也不同程度的改善;系酸力<20时仔猪的采食量急剧上升,而生产性能下降;当饲料系酸力为19.5~23时,仔猪的综合生产性能表现最佳[16]。由于不同的饲料原料具有不同的系酸力,因此在配制断奶仔猪日粮时,要特别注意选择系酸力低易消化的原料。将断奶仔猪日粮钙添加量控制在约0.7%,有效磷控制在约0.4%,以便节约断奶仔猪胃内有限酸源。选用优质有机钙来补充钙源,同时使用系酸力相对较低的有机微量元素,结合适口性好的有机酸化剂来调整仔猪日粮的系酸力。吴天星等在断奶仔猪日粮中分别添加甲酸钙1%和酸性蛋白酶0.2%,结果表明,甲酸钙1%组降低仔猪断奶后腹泻频率45.7%,结肠大肠杆菌总数降低30.2%。甲酸钙1%+酸性蛋白酶0.2%组降低仔猪断奶后腹泻频率56.8%,结肠大肠杆菌总数降低67.23%,极显著提高了断奶仔猪日增重水平(P<0.01),甲酸钙和酸性蛋白酶在提高仔猪采食量上存在协同效应(P<0.05)[17]。由此可见,饲料级甲酸钙具有酸化剂和优质有机钙源双重作用。冷向军等在28日龄断奶仔猪日粮中添加复合酸0.25%,可以刺激胃酸和蛋白酶分泌。提高十二指肠消化酶(胰蛋白酶和淀粉酶)活性[18]。陈代文等在28日龄断奶仔猪日粮中添加“乳酸宝”(复合酸)0.15%,结果表明,可以降低胃及十二指肠pH,减少空肠、盲肠和直肠中大肠杆菌数量,降低仔猪腹泻,添加酸化剂还可提高血液中IgG水平,增强仔猪的免疫力[19]。杨玲研究发现,断奶仔猪采食含丁酸甘油酯0.15%的饲粮28 d,仔猪日增重增加10.24%,料重比降低6.62%,腹泻率降低49.36%,差异均显著(P<0.05);同时观察其肠道组织切片发现,绒毛高度增加20.63%(P<0.05),隐窝深度降低9.96%(P<0.05),丁酸甘油酯可提高仔猪生长性能,保护肠道结构完整性[20]。饲粮中添加酸化剂,能够有效地调控断奶仔猪日粮的系酸力在最佳范围,可使胃内保持一定的酸度能够激活消化酶,有利于有益细菌乳酸杆菌的繁殖,提高断奶仔猪消化能力,促生长防腹泻。同时还具有防霉作用,是断奶仔猪日粮不可缺少的重要组成成分。也可在符合农业部2625号公告限锌要求的前提下,适量添加包被氧化锌,对维护低系酸力日粮和抗断奶仔猪腹泻具有协同作用。申俊华等在断奶仔猪前14 d饲粮中添加380~570 mg·kg-1(以锌计)的包被氧化锌,既能像高浓度氧化锌一样,有效保护肠道形态、降低仔猪腹泻,又能节约锌源、减少环境污染[21]。但要注意包被氧化锌产品质量,特别是注意包被氧化锌流动性和在肠道内的崩解时间。
酶制剂作为一种高效安全的生物催化剂,在断奶仔猪日粮中添加可补充其内源酶(如蛋白酶、淀粉酶等)不足,消除饲料中的抗营养因子(如纤维素、半纤维素等非淀粉多糖等),提高饲料的可消化率和可利用性[22]。酶制剂可通过破坏植物细胞壁,激活内源酶的分泌,提高淀粉和蛋白质等营养物质的可利用性。酶制剂还可消除水溶性粘性抗营养因子,降低消化道食糜的黏度,减少肠道疾病发生。初生仔猪胃肠道内消化酶,除乳糖酶、凝乳酸的含量较高外,其他消化酶(如木聚糖酶、β-甘露聚糖酶)的含量都较低,至4周龄时,胃蛋白酶、胰蛋白酶、胰淀粉酶的分泌才会逐渐增加,但在量和催化活性上仍不能满足仔猪对饲粮中碳水化合物和蛋白质有效消化的需要。加之断奶初期由于各种应激作用会使酶的分泌在短时期内降低。断奶仔猪日粮中添加适应乳仔猪所需要的外源性酶制剂,可弥补仔猪断奶后体内酶的分泌不足和活性降低等缺陷,消除日粮中抗营养因子,抗应激防腹泻促生长[23]。
叶楠等研究结果表明,在饲粮添加木聚糖酶1 000 U·kg-1可以提高仔猪的日增重,并且可以显著降低盲肠内容物氨的含量,显著增加了盲肠双歧杆菌的含量,降低仔猪腹泻指数[24]。高玉红等研究表明,在断奶仔猪日粮中添加不同水平的复合酶制剂,腹泻频率、粪便总菌数、大肠杆菌数表现不同程度的降低,并提高了营养物质的消化率[25]。付广水等研究表明,在断奶仔猪玉米-豆粕型日粮中添加含酸性蛋白酶、中性蛋白酶、α-淀粉酶、糖化酶、β-甘露聚糖酶、木聚糖酶和β-葡萄糖酶的复合酶酶制剂,可以促进断奶仔猪对养分的消化,显著提高了日增重,减少腹泻的发生[26]。大量研究表明,在仔猪日粮中添加植酸酶可使植酸中的磷水解释放出来,使其中的磷得以为动物所利用,使植酸磷消化率提高30%~70%,这样可以减少磷酸盐的添加量,有助降低日粮的系酸力,减少粪便中磷的含量,减轻对环境污染节约磷源。
微生态制剂又称为益生菌制剂、活菌制剂,可通过调节肠道微生态区系改善动物机体健康。仔猪断奶后,由于自身消化系统不完善,消化酶分泌不足,饲料形态变化以及断奶应激等因素,均可导致肠道微生物菌群失调,肠道后段的微生物区系被打破,一些致病性细菌如大肠杆菌、沙门氏菌等就会大量繁殖,引起仔猪腹泻。微生态制剂被动物采食后能够占位繁殖扶持肠道正常优势菌群生长,形成菌群屏障抑制肠道致病菌繁殖,保护动物肠道并改善肠道黏膜结构,还能够产生具有抑菌活性的免疫多肽(细菌素),增强动物机体的免疫力,形成肠道良性的微生态环境降低腹泻发生。有益菌繁殖过程中产生有机酸可降低肠道pH,可提高肠道酶的活性,促进合成和分泌营养物质,提高断奶仔猪饲料利用率和增重。龙燕荣研究表明,饲粮中添加溶菌酶90mg·kg-1,可促进仔猪生长,改善仔猪肠道形态,增强机体免疫力,并且对大肠杆菌攻毒有一定的缓解作用[27]。王国强等报道指出,仔猪在断奶1周后,饲粮中添加微生态制剂0.1%,可显著提高日增重和饲料转化率,还可降低仔猪腹泻率和死亡率[28]。潘康成等在断奶仔猪基础日粮中添加复合枯草芽孢杆菌制剂0.1%,试验组的头均日增重提高3.92%,饲料转化率提高5.96%,腹泻率降低5%[29]。枯草芽孢杆菌制剂菌株耗氧性高,且高产碱性蛋白酶和淀粉酶,在动物肠道内消耗大量氧气,能够抑制动物肠道中腐败菌,调整肠道菌群平衡,保护肠道健康促进动物生长发育,促进营养物质有效利用。因此,在断奶仔猪日粮中添加微生态制剂对防控断奶仔猪腹泻意义重大。
由于肠道受细菌感染和氧化应激等影响,断奶仔猪腹泻易发难防。常规使用抗生素治疗腹泻危害也日益凸显,在使用抗生素杀灭有害菌同时,也大量杀灭胃肠道有益菌,导致胃肠功能更加紊乱,抗生素大剂量使用严重损伤胃肠道黏膜,导致消化功能减弱,动物机体的耐药性增强,药物残留日趋严重。氟苯尼考、磺胺类等抗生素还可造成仔猪免疫抑制,抗生素本身就是应激原,“无抗”养殖将是未来发展的必然趋势。由此具有多种生物活性的植物提取物(PFA)和抗菌肽,因其绿色、环保越来越被业界所重视。植物提取物是一种从植物中提取的含多种活性成分的混合物,具有抗菌、抗病毒和抗氧化等多种生物学特性,包括植物精油类、生物碱和苷类等。研究表明,植物提取物能够提高动物的生产性能,刺激动物食欲,改善幼龄动物的肠道环境,抗菌抗病毒抗应激,增强动物免疫力。朱碧泉等在日粮中添加植物提取物(PFA),结果表明,能够提高断奶仔猪的采食量和表观消化率,降低血清中丙二醛(MDA)含量,同时提高血清中谷胱甘肽过氧化酶(GSH-Px)和超氧化物岐化酶(SOD)的活性。就抗氧化力而言,PFA添加优于抗生素,可作为新型的断奶仔猪促生长饲料添加剂替代抗生素[30]。
抗菌肽是宿主先天性免疫系统产生的一类可抵御外界病原体感染的小分子阳离子多肽。具有抗细菌、真菌、病毒等多种生物学功能,而且抗菌谱广,热稳定性和水溶性好,对多重耐药菌具有很好的杀伤作用。研究认为抗菌肽能够提高断奶仔猪的生产性能,改善肠道健康状况,调节肠道菌群,降低腹泻率,促进断奶仔猪非特异性免疫功能,主要是通过提高氮及能量的存留率,降低肠道病原菌数量,来提高断奶仔猪生产性能和降低腹泻率的。张晓杰等研究表明,在试验组断奶仔猪日粮中添加不同型号的抗菌肽,与对照组比较各抗菌肽处理组仔猪日增重、平均采食量、料肉比均存在差异显著(P<0.05);仔猪腹泻指数均显著降低(P<0.05)[31]。抗菌肽可以改善断奶仔猪生长性能、降低腹泻率。苏恺等研究表明,抗菌肽能够改善断奶仔猪生产性能,提高血清IgG水平、抗氧化性能和健康水平,降低死淘率[32]。抗菌肽是无毒、无害、无残留、难以产生耐药性的绿色饲料添加剂,有望成为抗生素的替代品。
仔猪结肠内的大肠杆菌含量和腹泻指数、仔猪死亡率随着饲料蛋白质水平的升高而升高。由于断奶仔猪产酶不足难以消化高蛋白日粮,不被小肠吸收的营养物质进入大肠后,被大肠杆菌利用,产生组胺、尸胺、腐胺等炎症物质,造成大肠黏膜上皮细胞水肿,引起仔猪肠道损伤和消化功能紊乱,导致断奶仔猪腹泻发生。仔猪肠道对饲料抗原过敏是断奶仔猪腹泻的最终原因。
植物蛋白是引起仔猪肠道发生免疫反应的主要抗原物质,降低日粮中植物蛋白水平可减轻肠道的免疫反应。植物蛋白原料存在抗原物质如胰蛋白酶抑制因子等,可通过膨化、浓缩等处理方法予以去除。饶静静等研究表明,在保证赖氨酸需要量基础之上,适当降低粗蛋白水平,可提高仔猪的生产性能和降低腹泻率[33]。田宗祥试验结果表明,28日龄断奶仔猪日粮蛋白质水平以19%~20%为宜,可有效降低断奶仔猪腹泻,提高生产性能[34]。单纯降低仔猪饲料中的粗蛋白质水平势必影响增重。在配制断奶仔猪日粮时,应选择消化性好,系酸力低,对仔猪消化道刺激小(无抗原)的原料,如发酵豆粕和优质鲜鱼粉等。还要重视苏氨酸、谷氨酰胺、色氨酸等功能性氨基酸的使用,按照理想蛋白氨基酸模式来配制氨基酸平衡日粮。张军民等在仔猪日粮中添加谷氨酰胺1.2%,可防止仔猪空肠绒毛萎缩,对维持肠道结构和功能有重要作用[35]。断奶仔猪日粮还可添加体外预消化产品大豆酶解蛋白(ESM),来促进氨基酸吸收和肠道生长发育。ESM富含多种生物活性肽,具有免疫活性和抗氧化活性等功能。张爱民等研究表明,在仔猪饲粮中添加ESM 1.0%~1.5%可以促进肠道绒毛发育,维护肠道结构的完整性,优化肠道菌群,从而保证仔猪消化道健康;还可以提高仔猪对钙、磷的吸收和沉积,促进骨骼生长发育[36]。由于断奶仔猪的应激,会引起食欲下降和消化不良,可导致断奶仔猪由于日粮能量不足而影响生长发育。因此在降低日粮粗蛋白同时,还要适当提高日粮能量水平,使日粮消化能≥14.65 MJ·kg-1,并选用易消化的优质乳清粉作为断奶仔猪日粮能量的原料,同时根据仔猪对长链不饱和脂肪酸和短链脂肪酸消化率高的特点,断奶仔猪日粮中应添加椰子油、大豆油来满足断奶仔猪能量需要。特别要注意玉米和膨化大豆、鱼粉原料的霉变与新鲜度问题。黄曲霉毒素、赤霉烯酮、呕吐毒素,不仅影响日粮适口性,而且可以造成猪只免疫抑制,断奶仔猪日粮可添加霉菌毒素分解酶作为防霉剂进行降解脱毒。最好选用新鲜易消化的粉质膨化玉米,所用原料的霉菌毒素指标要符合国家饲料卫生标准。维生素添加量要满足断奶仔猪的营养需要,特别要适当增加VC的添加量,增强日粮的抗氧化性。
断奶仔猪由于母源抗体水平、自身细胞免疫和体液免疫水平都比较低,加之转群、环境、饲料等变化而产生各种应激。动物在应激状态下营养需求(如免疫需要)会有所提高,进而影响仔猪生产性能。因此在饲养管理上必须根据仔猪生理特点,采用科学先进的饲养管理技术,关注动物福利,消除断奶应激因子,确保断奶仔猪正常发育。饲养环境不整洁、猪舍温湿度不达标、料槽饮水不干净、饲喂方式不科学等都会为致病菌提供可乘之机,诱发断奶仔猪腹泻。建立健全保育舍岗位责任制,按照仔猪品种饲养管理手册要求,制定切实可行的断奶仔猪饲养管理操作规程,并严格执行。实行网床培育和“全进全出”的饲养方式,可提高断奶仔猪生产性能,降低腹泻的发生率和严重性。定期对猪舍及其环境进行彻底消毒,定期通风换气,保持舍内干燥卫生和空气新鲜,防止病原菌感染和野毒攻击。特别是要满足断奶仔猪对温度、湿度、饲养密度的要求,必须按照断奶仔猪日龄调整舍内温度,以利于仔猪生长发育。根据本地区流行病学和猪只母源抗体水平制定科学合理的免疫程序,并定期进行疫苗免疫提高仔猪抗病能力,防患于未然。
断奶仔猪腹泻具有难控制、多因素、多条件发生等特点。调整和优化肠道健康,是控制断奶仔猪腹泻的核心。提供符合断奶仔猪生理条件的营养供给、减少肠道应激、建立肠道防御屏障,是控制断奶仔猪腹泻的关键。防控断奶仔猪腹泻是一个系统工程,根据以上关键控制点来全方位多角度综合施治。断奶仔猪饲粮可通过使用微量元素氨基酸螯合物、微生态制剂、抗菌肽、酶制剂、有机酸化剂、植物提取物、丁酸甘油酯等绿色无副作用的功能性饲料添加剂,从高消化、易吸收、无抗原、养肠道等方面综合整合优化配方,并配以科学的饲养管理模式。多措并举,才能从根本上消除由于肠道应激等引起的断奶仔猪腹泻和生长停滞的危害,从而提高养猪业的综合效益。