■龙 勇 黄 稳 韩 勇 袁 超 王 圣 王德凤 粟朝芝 吴春雅
(1.贵州大学,高原山地动物遗传育种与繁殖教育部重点实验室,贵州贵阳 550025;2.贵州省农业科学院畜牧兽医研究所,贵州贵阳 550005;3.赫章县农业农村局,贵州赫章 553200)
近年来我国饲料原料短缺[1],已严重影响我国畜牧业的发展[2],饲料原料价格持续性上涨,以及人类与动物之间在食物原料上存在竞争[3],现如今非常规饲料的开发成为饲料营养领域的热点之一。我国食用菌产值一直稳居世界前列。2020 年我国食用菌产量达4 000万吨,菌渣产量突破2 000万吨[4]。食用菌采收后产生的下脚料(菌渣)含有大量有益菌和真菌菌丝体,菌丝通过酶解作用在生长过程中产生多种有机酸类、糖类等对动物有益的物质,且富含蛋白质、粗脂肪、纤维素与氨基酸等丰富的营养物质。菌丝特有的蘑菇香味可改善饲料的适口性,刺激家畜的食欲[5-6],通过一定加工处理饲喂或直接饲喂,可部分替代常规饲料原料,降低饲养成本,提高经济效益[7-8]。
近年来,菌渣的饲料化利用在家禽[9-11]与家畜[12-14]中取得诸多成果,在降低饲料成本的前提之下,提高动物的成活率、生长性能、免疫能力及屠宰性能。有关研究表明,采用海鲜菇菌渣(Hypsizygus marmoreusmushroom residue)混贮发酵饲喂波杂山羊羔羊,可显著提高羔羊生长性能及肉质[15]。孟梅娟等[16-17]在波杂山羊饲粮中添加金针菇菌渣饲喂,可不同程度地提高山羊对营养物质的表观消化率、山羊的屠宰性能、氮生物学价值和氮沉积率,与此同时,山羊的肉品质也得到较好的改善。而目前关于海鲜菇菌渣饲料化利用的研究报道较少,对山羊行为学方面的影响研究报道更为罕见。为此,本试验引入发酵全混合日粮(fermented total mixed rations, FTMR)技术,用不同比例海鲜菇菌渣替代贵州黑山羊饲粮中的部分粗饲料制成FTMR,研究其对舍饲贵州黑山羊生长性能、反刍行为及采食行为影响,为开发非常规饲料资源、缓解当前饲料原料供给不足等问题提供理论基础。
试验于2021 年1 月4 日—2021 年1 月30 日在贵州省贵阳市花溪区贵州省畜牧兽医研究所花溪麦坪肉羊原种场进行。
挑选6~7月龄、体重为(23.81±0.83)kg健康活泼的贵州黑山羊生长公羔羊35只。按完全随机区组设计(RCBD)分成5 组,每组7 只(7 个重复),单笼单只饲养于全自动化精准饲养系统(由自动称量系统、不锈钢代谢笼、自动饮水系统、温湿度自动感应系统、硫化氢和安全感应系统组成)中。对照组饲喂全混合日粮(TMR),试验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ组分别饲喂添加30%、40%、50%、60%海鲜菇菌渣制成的FTMR。预试期5 d,正试期7 d。试验设计见表1。
表1 试验设计
海鲜菇菌渣由贵州省毕节市大方县雪榕生物科技有限公司提供,采菇后2 d 内的海鲜菇菌渣粗蛋白(CP)含量为11.65%,中性洗涤纤维(NDF)含量为56.45%,海鲜菇菌渣实测营养水平见表2。
表2 海鲜菇菌渣营养水平实测值(%)
采用双抗体夹心酶联免疫吸附试验(ELISA)检测黄曲霉毒素B1 含量为0.50 ng/g,呕吐毒素含量为253.67 ng/g,玉米赤霉烯酮含量为14.18 ng/g,毒素指标均低于《饲料卫生标准》(GB 13078—2017)[18]结果见表3所示。
表3 海鲜菇菌渣相关毒素含量和饲料卫生标准(ng/g)
参照NRC(2007)[19]活体重为20 kg、中等运动量、日增重为150 g 的山羊营养需要设计日粮配方,各组日粮配方及营养水平计算值见表4。在表4 中各组日粮中,按使用说明加入发酵剂和酶制剂(发酵剂购于洛阳欧科拜客生物技术股份有限公司,含乳酸菌、地衣芽孢杆菌、酵母菌、枯草芽孢杆菌、粪肠球菌等,活菌数≥5×1011CFU/g;酶制剂购于希杰尤特尔(上海)生物科技有限公司,纤维素酶≥7 000 U/g、木聚糖酶≥30 000 U/g、β-葡聚糖酶≥12 000 U/g、果胶酶≥3 000 U/g),经充分均匀混合后,水分含量调节至42%,使用发酵袋压实密封发酵15 d 制成发酵全混合日粮(FTMR),各组FTMR实测营养水平见表5。
表4 各组饲粮组成及营养水平(干物质基础)
表5 各组FTMR营养水平实测值(干物质基础,%)
试验过程严格按照养殖场的规章执行,严格执行《实验动物管理条例(2017)》[20],同时报经贵州省畜牧研究所学术委员会(实验动物伦理审查委员会)审批后开展。预试验前,羊群集中驱虫,羊舍全方位严格消毒,单笼饲养,环境一致,每天分别于9:00和16:00饲喂2次,自由饮水。
1.5.1 毒素指标
黄曲霉毒素B1、呕吐霉素及玉米赤霉烯酮等相关毒素指标检测采用双抗体夹心酶联免疫吸附试验(ELISA)。试剂盒购于贵州为莱科技有限责任公司,由预包被偶联抗原的酶标板、辣根酶标记物、抗体、标准品及其他配套试剂组成。
1.5.2 发酵饲料和粪便特性
发酵袋规格、容量和取样点具体见图1,FTMR饲料按照9点取样法取样,再采用4分法分取样品,参考青贮品质鉴定方法[21]进行颜色、气味及黏度感官品质鉴定。试验第3~7天采用代谢笼,每只山羊每天收集2次粪便,每次20 g,5 d不同时间点粪样等量混合,采用4 分法分取约50 g 拍照对比,从形状、颜色及粒度上对羊粪便表观特性进行测评。
图1 海鲜菇FTMR取样方法
1.5.3 生长性能和经济效益
全自动化精准饲养系统自动传输记录每次饲喂给料量和剩料量,参照王霞等[22]的方法计算羊只日均干物质采食量、采食速率和采食率。自动化精准饲养系统设置每日定时将实时体重传输到计算机,实时检测羊只体重变化(精度0.001 kg),记录平均日增重(ADG)。参考已得生长性能数据,参考市售活羊实时价格计算出饲料增重成本及增重效益。
日均干物质采食量(kg/d)=[饲喂量(kg)×日粮干物质百分含量(%)-剩料量(kg)×剩料干物质百分含(%)]/[每组羊只数×试验天数(d)]
采食速度(g/min)=采食量/采食时间
采食率(%)=(采食量/给料量)×100
腹泻率(%)=腹泻羊总数/(试验羊总数×试验天数)×100
增重饲料成本(元/kg)=总采食量×饲料单价(元)/总增重
只均效益(元/只)=(活羊实时价格-饲料增重成本)×总增重
1.5.4 反刍行为和采食行为
羊舍通过6台高清监控摄像头(购于杭州海康威视数字技术股份有限公司),全方位24 h 对羊只采食行为进行监测,18:00~06:00(次日)设定为夜,06:00~18:00时设定为昼,采用秒表记录试验羊游走时间、饮水次数、饮水时间、休息时间、排粪次数、反刍周期及次数等行为数据。
采食行为和反刍行为的观测方法参照朝鲁孟其其格[23]的方法进行,采食行为主要测定指标有日均干物质采食量,采食速度,采食率,昼夜采食时间,饮水时间,游走时间,躺卧、睡眠和休息时间,饮水次数,排粪次数,排尿次数和时间。反刍行为主要测定指标有昼夜反刍周期数、每反刍周期持续时间、昼夜反刍时间、每个反刍周期逆呕食团数、两食团吞咽逆呕间隔时间、每个食团平均咀嚼次数以及每个食团平均咀嚼时间。
试验所得的所有数据先经过Excel 2019 进行初步统计处理,采用SPSS 21.0 软件进行单因素方差分析,多重比较采用Duncan’s法进行,所有试验结果均采用“平均数±标准误(Mean±SE)”表示,P<0.05 表示各组间差异显著,P<0.01表示各组间差异极显著,P>0.05表示差异不显著。
感官评价结果见表6 和图2,试验Ⅰ组和试验Ⅱ组为浅褐色,试验Ⅲ组和试验Ⅳ组为深褐色,说明试验Ⅰ和试验Ⅱ组FTMR 颜色状态较好。试验Ⅰ组为弱酸香味,试验Ⅱ组为酸香味,而试验Ⅲ、Ⅳ组为酸味且伴有弱醇味,各试验组随着海鲜菇菌渣添加比例提高,FTMR 酸香味加重。试验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ组未出现粘连,试验Ⅳ组出现轻微粘连,各组FTMR 均无霉变。从感官角度认为试验Ⅰ、Ⅱ组海鲜菇菌渣FTMR的成色品质较好。
表6 海鲜菇菌渣不同添加比例对FTMR感官指标的影响
采食行为见表7。由表7 可知,试验Ⅰ组日均干物质采食量显著高于试验Ⅲ、Ⅳ组(P<0.05),采食速度极显著高于对照组(P<0.01),排尿次数极显著高于对照组(P<0.01),采食率显著高于对照组和试验Ⅳ组(P<0.05)。对照组昼夜采食时间、昼采食时间、饮水时间、饮水次数极显著高于试验各组(P<0.01),游走时间与排粪次数极显著低于所有试验组(P<0.01)。各组间夜采食时间与躺卧、休息和睡眠时间差异不显著(P>0.05);试验Ⅰ组日均干物质采食量、采食率、排粪次数和排尿次数最高,说明30%海鲜菇菌渣FTMR适口性较好,消化代谢速率较快。
表7 海鲜菇菌渣FTMR对贵州黑山羊采食行为的影响
由表8反刍行为可知,试验Ⅰ组昼夜反刍周期数与夜反刍时间极显著高于试验Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ组(P<0.01),昼夜反刍时间、昼反刍时间极显著高于其余各组(P<0.01)。试验Ⅳ组每反刍周期持续时间极显著高于对照组(P<0.01)。试验Ⅰ组两食团吞咽逆呕间隔时间、每个食团咀嚼次数和每个食团咀嚼时间极显著高于对照组(P<0.01)。各组间每反刍周期逆呕食团数差异不显著(P>0.05)。饲粮中海鲜菇菌渣添加量超过30%时,贵州黑山羊昼夜反刍周期数与昼夜反刍时间比试验Ⅰ组极显著缩短(P<0.01),说明30%海鲜菇菌渣FTMR可有效提高山羊反刍活动。
表8 海鲜菇菌渣FTMR对贵州黑山羊反刍行为的影响
由表9 腹泻率结果可知,对照组与试验Ⅰ、Ⅱ组在试验过程中未出现腹泻,试验Ⅲ、Ⅳ组腹泻率分别为9.25%、28.57%,均高于对照组及试验Ⅰ、Ⅱ组。说明海鲜菇菌渣FTMR可引起贵州黑山羊腹泻,最高比例不宜超过40%。
表9 海鲜菇菌渣FTMR对贵州黑山羊腹泻率的影响(%)
如图3粪便表观特性所示,对照组、试验Ⅰ、Ⅱ组粪便颜色为深褐色,较试验Ⅲ、Ⅳ组羊粪颜色深。试验Ⅰ组羊粪颗粒均匀,粒度较小。试验Ⅲ、Ⅳ组粪便湿度较大,含水量较高。说明试验Ⅰ组山羊健康状态好,对日粮营养物质消化率较高。
图3 各组羊粪表观特征
生产性有测定结果见表10,试验Ⅰ组ADG 与只均效益分别较对照组提高了5.20%、1.83%,每千克饲料成本较对照组降低了25.00%,只均效益为试验Ⅰ组>对照组>试验Ⅲ组>试验Ⅱ组>试验Ⅳ组。各组间ADG、只均总增重、增重饲料成本及只均效益均差异不显著(P>0.05)。相比较而言30%海鲜菇菌渣FTMR经济效益最好。
表10 海鲜菇菌渣FTMR对贵州黑山羊生长性能的影响
饲料适口性是来自动物采食饲草时通过感官系统所做出的一系列反应。研究表明,采食率(量)是反映适口性的主要指标,通常被用来评价饲料的优劣[24-25]。动物采食量受饲料粉碎程度、精粗比、粗纤维含量及动物不同生理阶段的影响[26]。本研究发现,试验Ⅰ组贵州黑山羊日均干物质采食量和采食率最高,昼夜采食时间极显著低于对照组,说明30%海鲜菇菌渣FTMR饲粮结构合理,适口性较好。随着海鲜菇菌渣添加比例增大,试验组日均干物质采食量与采食时间呈下降趋势,饮水时间和饮水次数极显著低于对照组,是因为随着海鲜菇菌渣添加量的提高,日粮FTMR粗糙程度降低,酒香味和酸香味浓郁,贵州黑山羊喜食,从而提高山羊单口采食量及采食速度,缩短采食时间,但因提高海鲜菇菌渣添加比例,FTMR含水量变高,山羊过多采食易发生腹泻,导致试验Ⅲ、Ⅳ组日均干物质采食量比对照组降低,饮水时间和饮水次数比对照组极显著降低。
动物躺卧持续时间、总时长和次数常被用来评价动物舒适度[27],王霞等[22]在湖羊日粮中添加金针菇菌渣饲喂研究中发现,湖羊的全天卧息时间最长[(651.39±8.27)min/d],且湖羊饮水集中于采食过程中和反刍刚终止后的时间段中,排泄则多出现于反刍结束后,与本研究结果相一致。本研究发现各组贵州黑山羊躺卧、休息和睡眠时间均较长,均达700 min 以上,饮水和排泄多出现于反刍结束后,说明饲喂海鲜菇菌渣FTMR 不会影响贵州黑山羊的舒适度和作息规律。综上,说明海鲜菇菌渣FTMR饲喂贵州黑山羊是可行的,添加比例建议为30%。
通过行为学观测还发现,贵州黑山羊反刍和采食行为交替进行,舍饲贵州黑山羊采食时警觉性较弱,近距离靠近不会影响其采食。在观察过程中,某些试验羊出现跨栏、啃食异物及顶撞护栏等异常行为,这可能是单栏饲养环境相对单一,贵州黑山羊某些固有行为难以表现。此外,在单栏饲养条件下,贵州黑山羊排泄时粪便易误掉入料槽及饮水盘中,而被粪便污染的饲料与水,山羊则不会采食和饮用,与王玉琴等[28]研究结果相一致。因此在舍饲贵州黑山羊时,应当注意舍饲卫生、少量多添,节约饲料,保证其正常采食。
反刍行为是反刍动物消化吸收粗饲料中营养物质、降解粗饲料的重要生理活动,包括逆呕、细嚼、混入唾液及吞咽过程[22]。饲草产品质量、粗糙程度、干物质含量及饲草粗纤维含量是影响动物反刍行为的重要因素[29]。有研究表明,饲草处理长度与反刍时长有正相关关系[30-31]。本试验用海鲜菇菌渣替代部分粗饲料制成FTMR的粗糙程度和饲粮长度均低于对照组,试验结果显示试验Ⅰ组昼夜反刍周期数、昼夜反刍时间高于对照组,试验Ⅰ组每个食团咀嚼次数和咀嚼时间极显著高于对照组,与上述研究结果不一致,说明日粮粗糙程度与粗饲料长度并不一定影响反刍时间。有相关研究报道认为日粮中高含量NDF 和有效中性洗涤纤维(peNDF)可显著提高绵羊反刍时间、采食时间、咀嚼时间,促进唾液分泌,提高瘤胃缓冲能力,维持动物瘤胃功能[32-33]。本试验用海鲜菇菌渣替代基础日粮中部分粗饲料,发酵后NDF 含量低于对照组,但试验Ⅰ组反刍时间和反刍周期则高于对照组,与上述研究结果相悖,可能是因为对照组日粮较粗糙、适口性受到影响,虽纤维含量较高,但山羊不易采食,导致最终NDF摄入总量较低,致使山羊反刍时间缩短。而试验Ⅰ组发酵后虽降低了日粮纤维含量,但发酵后日粮香味浓郁、适口性好,山羊喜食,NDF摄入总量高于对照组,延长了反刍时间。此外,Low等[34]与Devries等[35]研究认为动物反刍时间、反刍周期及反刍效率与摄入饲料数量呈正相关,本试验中,试验Ⅰ组山羊日均干物质采食量和采食率均高于对照组,而昼夜反刍周期数高于对照组,昼夜反刍时间极显著高于对照组,促进了山羊的反刍活动,与上述研究报道相一致。当海鲜菇菌渣添加量超过30%时,贵州黑山羊日均干物质采食量与采食率随之降低,反刍时间与反刍周期缩短。说明FTMR中添加海鲜菇菌渣比例不宜过大,认为30%最佳。
山羊发生腹泻与饲养环境以及饲养管理有着直接联系,轻度腹泻可影响山羊采食,导致生长性能降低,重度腹泻可致其死亡。饲养卫生不达标,外界气温突然变化、舍内保温设施差、饲料配方不科学、消毒不彻底,导致微生物滋生均可诱发羊的腹泻[36]。从山羊排泄行为观察发现,试验Ⅰ组排粪、排尿次数极显著高于对照组,而低于吴国芝[37]所报道的绵羊日均排粪30 次、排尿15 次,当海鲜菇菌渣添加量超过40%时,贵州黑山羊腹泻率升高,对照组与试验Ⅰ、Ⅱ组未发生腹泻,说明高比例海鲜菇菌渣的添加易导致山羊腹泻,可能是由于高比例海鲜菇菌渣FTMR含水量较大,过多采食易引起腹泻。从排泄行为分析,试验Ⅰ组山羊消化代谢效率更快,健康状态较好,这可能是由于饲喂海鲜菇菌渣FTMR 可提高贵州黑山羊对营养物质的消化代谢速率。Jalali等[38]饲喂高度木质化、低质量草料(如草籽秸秆)会导致NDF消化率降低,粪便颗粒更大、更长、更宽。本研究从粪便表观特征观察得出,试验Ⅰ组粪便颗粒清晰、粒度最小、不粘连,说明30%海鲜菇菌渣FTMR 日粮NDF 消化率更高。综上,海鲜菇菌渣FTMR 饲喂贵州黑山羊是可行的,添加比例建议为30%。
动物生长性能的研究是挖掘动物生长潜力和优化饲养管理的有效途径之一。何英俊等[15]报道,在日粮中添加16%、32%、48%海鲜菇菌渣饲喂波杂山羊,山羊ADG 较对组照提高了9.52%、19.14%、11.29%。Zhang 等[39]研究发现,山羊日粮中添加20%发酵海鲜菇菌渣可提高山羊ADG,当添加量超过30%时,山羊ADG 随之下降。Fazaeli 等[40]研究发现在肉羊日粮中添加20%麦秸菌糠,肉羊ADG 差异不显著。本试验条件下饲喂30%海鲜菇菌渣FTMR,山羊ADG较对照组提高了5.20%,每千克饲料成本较对照组降低了25.00%,当海鲜菇菌渣添加比例过30%时,黑山羊ADG下降,但各组间ADG差异不显著,与上述研究结果相一致;此外,试验Ⅰ组山羊只均效益高于对照组与其余各组。说明用适宜比例海鲜菇菌渣FTMR 饲喂贵州黑山羊可提高生产性能,以30%海鲜菇菌渣FTMR饲喂效果最佳。
综上所述,30%海鲜菇菌渣FTMR 品质优良,可有效改善日粮适口性,显著提高贵州黑山羊采食量,促进贵州黑山羊反刍活动,可有效降低饲养成本和提高经济效益,可在实际养殖生产中推广使用。