张俊瑜, 丛少波, 臧长江, 张志军, 王文奇 *
(1.新疆畜牧科学院饲料研究所,新疆乌鲁木齐 830011;2.乌鲁木齐市动物园,新疆乌鲁木齐 830000;3.新疆农业大学动物营养实验室,新疆乌鲁木齐830052)
纳豆芽孢杆菌(BN)和枯草芽孢杆菌(BS)作为益生菌,能产生高活性的蛋白酶和淀粉酶(李雅丽等,2011),对生长环境的适应性强 (吉美萍等,2016;杨锋等,2011),可明显改善动物生长性能(程连平等,2018;赵会利等,2013),并且可以抑制动物体内的有害细菌等 (吉美萍等,2016;Chen等,2013)。BN或BS与其他益生菌复合使用时效果也比较好。张志军等(2012)研究发现,饲粮中添加由双歧杆菌、枯草芽孢杆菌、嗜酸乳杆菌和纳豆芽孢杆菌等组成的复合微生态制剂后,绵羊瘤胃发酵环境和发酵水平可均得到改善。单达聪等(2008)对羔羊进行育肥时发现,饲喂枯草芽孢杆菌和酵母菌后羔羊日增重显著提高14.9%。祝永才等(2018)研究发现,在饲粮中添加0.3%复合益生菌(酿酒酵母菌和枯草芽孢杆菌)能显著提高断奶仔猪的生长性能。王杰等(2016)在给断奶仔猪饲喂由植物乳杆菌、地衣芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌等组成的复合益生菌试验中发现,复合益生菌能够改善仔猪的腹泻情况并提高饲料的利用效率,但对采食量和平均日增重无显著影响。目前,关于BN和BS的研究主要集中在单胃动物、家禽和水产方面,而将其添加至饲粮中对反刍动物生产性能影响的研究较少。本试验旨在通过研究饲粮中添加纳豆芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌对绵羊生长性能、营养物质表观消化率和血清生化指标的影响,为其在绵羊生产中的应用提供理论依据和实践参考。
1.1 试验材料 试验所用纳豆芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌来自广州市华元生物科技有限公司,有效活菌数≥2×1010个/g。
1.2 试验动物及设计 试验将30只体况良好、年龄相近(小于 1 岁)、平均体重为(36.81±3.78)kg的小尾寒羊公羊随机分为3组,每组10只。3组试验动物分别饲喂基础饲粮(CK组)、基础饲粮+BN(A 组)、基础饲粮+BN+BS(B 组),每种益生菌的日饲喂量为6 g/只,饲喂前与适量玉米粉(100 g/只)混合均匀。本研究参照中国《肉羊饲养标准》(NY/T 816-2004)设计35 kg体重、维持需要营养水平的饲粮,各组饲粮均制成颗粒,基础饲粮原料组成及营养水平见表1。
表1 饲粮组成和营养水平(干物质基础)
1.3 饲养管理 每组试验动物单圈散栏饲养,圈内安装有饮水碗,每日10:00和19:00先饲喂益生菌、后饲喂颗粒料,自由采食和饮水。每日清晨饲喂前清槽,定期进行环境消毒(10 d/次)。试验期共70 d,包括预试期10 d,正试期50 d,消化代谢试验10 d。
1.4 测定指标及方法
1.4.1 生长性能 于正试期第0天和第50天,晨饲前对试验羊进行空腹称重,分别作为参试羊初重和末重,计算平均日增重(ADG)。准确记录每天的喂料量和剩料量,计算平均干物质采食量(DMI)。
1.4.2 粪样和饲料样 消化代谢试验设计了6 d适应期和4 d采样期,共10 d。试验第61天,分别在每组随机选取6只羊,将可全收粪的自制收粪袋固定在羊体上。试验第68天开始,连续4 d,每日清晨饲喂前收集每只羊的全部粪便,记作前1日粪便,称重后取10%作为样品,阴干后置于密封袋中保存。采集粪样的同时,每日采集饲料样200 g,用于分析干物质(DM)、有机物(OM)、粗蛋白质(CP)、粗脂肪(EE)、中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)、钙(Ca)和磷(P)等,参照张丽英(2002)的方法测定上述营养物质的含量。
1.4.3 表观消化率的计算 饲粮中营养物质的表观消化率参照Adeola(2001)的方法进行计算,公式为:
A/%=[(B-C)/B]×100;
式中:A为饲粮营养物质的表观消化率;B为食入的该营养物质质量;C为粪中该营养物质质量。
1.4.4 血清指标 于试验第51天晨饲前用一次性真空采血管从羊颈静脉采集血液20 mL,血液经3000 r/min离心15 min,取上清液,分装于1.5 mL离心管,-20℃保存。
羊血清中总蛋白、葡萄糖、尿素氮、甘油三酯等指标含量的测定,用奥林巴斯AU680全自动生化仪,采用化学法进行测定。
1.5 数据处理 试验数据经Excel 2010进行初步整理后,使用SAS 9.0统计软件包中MIXED模块进行统计分析,采用Tukey's法对统计结果进行多重比较,显著水平为P<0.05,极显著水平为P<0.01。
2.1 BN和BS对绵羊生长性能的影响 由表2可知,各组初重和末重差异不显著(P>0.05)。与CK组相比,A组ADG显著提高 32.29 g(P<0.05),B 组极显著提高 68.0 g (P < 0.01),A、B 组之间差异不显著(P>0.05)。与CK组相比,A组和B组DMI分别提高0.83%和7.5%,但差异不显著(P > 0.05)。
表2 BN和BS对绵羊生长性能的影响(n=10)
2.2 BN和BS对绵羊表观消化率的影响 如表3所示,A、B两组营养物质的表观消化率较CK组均有不同程度的提高,且B组高于A组。B组粗蛋白质的表观消化率比CK组极显著提高16.31%(P<0.01),A组与CK组差异不显著(P>0.05), 比 B组低 14.14%(P<0.01)。 B组 DM、OM、EE、NDF和ADF的表观消化率分别比对照组高4.22%、9.04%、2.36%、3.33%和7.47%,但未达到显著水平(P>0.05)。A组各种营养物质(CP除外)的表观消化率较CK组也有不同程度的提高(P > 0.05)。
表3 BN和BS对绵羊表观消化率的影响(n=6,干物质基础)%
2.3 BN和BS对绵羊血清生化指标的影响 由表4可知,B组尿素氮含量极显著低于CK组44.69%(P < 0.01),A 组比 CK 组下降 23.44%(P > 0.05),B组比A组低27.75%(P>0.05)。与CK组相比,A组总胆固醇含量下降9.20%,B组提高5.52%,但差异均不显著(P>0.05)。与对照组相比,B组碱性磷酸酶含量显著提高 44.66%(P <0.05),A 组提高14.48%(P > 0.05),A、B 两组之间差异不显著 (P >0.05)。乳酸脱氢酶呈下降趋势(0.05<P <0.1),A 组和B组较CK组分别下降11.38%和4.60%。与CK组相比,A组和B组的血糖含量分别下降2.69%和14.52%,差异不显著(P> 0.05)。
3.1 BN和BS对绵羊生长性能的影响 研究表明,给断奶前犊牛饲喂纳豆芽孢杆菌,ADG显著提高26.5%(张海涛等,2011),给断奶后犊牛饲喂纳豆芽孢杆菌,ADG和胴体率极显著提高,DMI有所提高,但差异不显著(张海涛等,2008)。据报道,给泌乳牛饲喂纳豆芽孢杆菌(邓露芳,2009;栾广春等,2009)或枯草芽孢杆菌(胡红莲等,2011)可显著提高奶牛的生产性能,改善牛奶品质。程连平等(2018)在研究富硒酵母和枯草芽孢杆菌对湖羊羔羊生长性能的影响时发现,饲喂枯草芽孢杆菌可显著提高绵羊的ADG并显著降低料重比,苏勇华等(2018)的研究也得到了相同结论。上述研究表明,BN和BS可提高牛羊生产性能,与本试验结果一致。试验组绵羊ADG显著提高,是由于BN与BS提高了饲粮中营养物质的消化和吸收,这与本试验中营养物质表观消化率和血清生化结果对应。
表4 BN和BS对绵羊血清生化指标的影响(n=10)
3.2 BN和BS对绵羊表观消化率的影响 BN在动物体内可分泌有效裂解碳水化合物、脂肪和蛋白质的酶类,如蛋白酶、淀粉酶、果胶酶、葡聚糖酶、纤维素酶等(Sonnenschein 等,1993),BS 可明显提高羔羊胰脏中的蛋白酶、脂肪酶(程连平等,2018),这些酶可促进营养物质在动物体内的消化吸收,从而提高饲料的消化率。程连平等(2018)研究表明,给绵羊饲喂BS可显著提高饲粮中DM、CP、EE、NDF、ADF的表观消化率及瘤胃液中氨态氮和挥发性脂肪酸含量。苏勇华等(2018)报道,BS显著提高了饲粮中DM、CP、NDF和ADF的表观消化率以及瘤胃液中氨态氮含量,对多浪羊瘤胃总挥发性脂肪酸、丙酸、丁酸和戊酸含量均无显著影响。仇武松等(2017)将BS添加到湖羊饲粮中发现,饲粮中CP的表观消化率显著提高,但对EE、NDF和ADF均无显著影响,并认为菌剂添加剂量、发酵底物及发酵模式可能会影响饲粮中NDF和ADF的消化。上述研究证实,BS可显著提高饲粮中CP的表观消化率,而对其他营养物质的表观消化率存在差异。本试验中,饲粮中所用棉秆和玉米秆为高纤维含量饲料,在瘤胃内的降解率较低,这在一定程度上影响了BN和BS生物降解作用的发挥,从而导致本试验中各种营养物质(CP除外)的表观消化率在数值上均高于对照组,但差异不显著。
3.3 BN和BS对绵羊血清生化指标的影响 总蛋白、白蛋白和尿素氮是反映饲料蛋白质在动物机体内沉积能力的主要指标,其中血清中尿素氮水平的变化更为敏感,尿素氮水平与机体对蛋白质的沉积呈负相关,当尿素氮水平低时,机体对蛋白质的合成利用水平较高,对氮的利用率也高。赵会利等(2016)在饲粮中添加0.1%DM BN进行犊牛饲喂试验时发现,与不饲喂BN的对照组相比,试验组断奶当天犊牛血清中尿素氮含量显著下降,断奶当天和断奶后15 d犊牛血清中甘油三酯和胆固醇含量均显著下降,断奶后15 d犊牛血清中尿素氮和葡萄糖含量也有一定程度的下降。魏立民等(2017)研究发现,饲粮中添加BS可显著降低断奶仔猪血清中尿素氮含量,但过量的BS反而会提高仔猪血清中尿素氮的水平。王翔宇(2015)给蛋鸡饲喂BS后发现,血清中总蛋白显著提高7.76%;白蛋白和胆固醇含量分别提高10.00%和降低8.03%,组间差异不显著。本试验中,A组和B组的尿素氮含量较对照组分别下降23.44%和44.69%,总蛋白和白蛋白组间无差异,说明BN和BS可提高饲粮中氮的利用,且当BN和BS复合使用时效果更明显。
血糖是反映动物能量代谢状况的指标,血糖含量的高低影响着血液中酯类物质的代谢。当动物从饲粮中获取的能量不足时,血糖水平降低,进而会加快体内脂肪的代谢,导致胆固醇含量升高。本试验中,A组和B组的血糖较对照组分别有不同程度的降低,且B组降幅更大,这与血清尿素氮含量的变化趋势一致,说明A组和B组利用氮源和碳源合成蛋白质的效率更高。同时,相比于对照组,总胆固醇和甘油三酯表现为A组降低、B组增加,说明此时动物的能量摄入量不足,不能满足动物的生长需要,尤其是B组。
碱性磷酸酶是反映动物机体骨骼代谢活跃程度的重要指标,当骨骼代谢旺盛时,存在于成骨细胞周围及其表面的碱性磷酸酶分泌量增加,从而导致血清中碱性磷酸酶含量升高。B组血清中总胆固醇的升高和碱性磷酸酶含量的显著增加,说明该组试验羊动员了更多的酯类物质,以维持机体生长发育的营养需要,最终体现在增重方面。
乳酸脱氢酶存在于机体所有组织细胞的胞质内,其具有催化乳酸氧化成丙酮酸的作用,是参与糖酵解和糖异生的重要酶类。当有相关细胞增殖和破坏发生时,血清中乳酸脱氢酶的水平升高。本试验中,给羊饲喂加入益生菌的饲粮后,乳酸脱氢酶出现下降的趋势,其中A组降幅较大,这可能说明纳豆芽孢杆菌对提高动物健康方面有一定作用。栾广春等(2008)报道,给泌乳期奶牛饲喂纳豆芽孢杆菌可降低牛奶中体细胞数的50%以上。胥振国等(2017)发现,给AA肉鸡饲喂不同水平纳豆芽孢杆菌,可显著提高胸腺、脾脏以及法氏囊的指数,对改善其免疫功能有明显效果。
4.1 饲粮中添加纳豆芽孢杆菌可显著提高绵羊的平均日增重,但复合添加枯草芽胞杆菌的效果更好。
4.2 饲粮中复合添加纳豆芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌可显著提高蛋白质的表观消化率,显著降低血清尿素氮含量。