陳 靜,單柳躍,戴 勁

(湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)商學(xué)院,湖南長(zhǎng)沙 410010)

高粱作為飼料原料在歐美國家應(yīng)用較為廣泛，具有替代玉米的潛能。但由于國內(nèi)種植的高粱多為褐高粱，其單寧含量在1%～2%，適口性差，限制了其在飼料中的應(yīng)用（唐茂妍和陳旭東，2013）。有研究報(bào)道顯示，低單寧含量的高粱作為飼料原料對(duì)豬和雞生長(zhǎng)的影響與玉米相當(dāng)（李玉清和鄒麗娟，2009），而高單寧含量的高粱對(duì)肉雞生長(zhǎng)具有負(fù)面作用，單寧也是影響高粱能量利用率的主要抗?fàn)I養(yǎng)因子（Pan等，2017；Pour-Reza和Edriss，1997）。此外，高粱中另一種抗?fàn)I養(yǎng)因子為醇溶蛋白，其缺乏必需氨基酸，會(huì)降低氨基酸的消化率。高粱的營養(yǎng)成分與玉米相似，但由于蛋白和能量消化率較低，在單胃動(dòng)物中使用比較受限。高粱蛋白消化率的降低會(huì)導(dǎo)致糞氮排泄量增加，從而加大畜禽養(yǎng)殖對(duì)環(huán)境污染的負(fù)擔(dān)。最近的研究表明，日糧中添加外源蛋白酶可以提高氮的利用率，降低氮的排放（Pan等，2017；Xu等，2017）。豬對(duì)高粱-豆粕型日糧蛋白的利用率較低，但添加外源型蛋白酶后可以提高豆粕型日糧中氮的沉積率。因此，本試驗(yàn)在高粱-豆粕型基礎(chǔ)日糧中添加外源復(fù)合蛋白酶，考察其對(duì)仔豬生長(zhǎng)性能、養(yǎng)分利用率、氮利用率及糞中細(xì)菌組分的影響。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料 本試驗(yàn)所用復(fù)合蛋白酶（八寶威酶，Kemzyme）購自建民工業(yè)（珠海）有限公司。

1.2 試驗(yàn)動(dòng)物與日糧設(shè)計(jì) 選取健康、體重一致[（23.12±1.05）kg]的杜×長(zhǎng)×大斷奶仔豬120頭，采用完全隨機(jī)設(shè)計(jì)分為2組，每組6個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)10頭。試驗(yàn)日糧參考NRC（2012）豬飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)照組飼喂50%高粱替代玉米-豆粕型基礎(chǔ)日糧，復(fù)合蛋白酶組飼喂高粱-豆粕型日糧+200 mg/kg復(fù)合蛋白酶。整個(gè)試驗(yàn)期間分兩階段飼養(yǎng)（1～35 d和35～70 d），兩階段試驗(yàn)日糧及營養(yǎng)水平見表1，玉米、高粱營養(yǎng)成分含量見表2。兩組日糧中均添加2.5 g/kg三氧化二鉻作為指示劑。

表1 基礎(chǔ)日糧組成及營養(yǎng)水平（風(fēng)干基礎(chǔ)）

1.3 飼養(yǎng)管理 仔豬自由飲水和采食，室溫控制在26 ℃左右，采用自然光照和人工光照相結(jié)合，光照時(shí)間為16 h（30 lx）。試驗(yàn)時(shí)間為10周。

1.4 測(cè)定指標(biāo)

1.4.1 生長(zhǎng)性能 試驗(yàn)期間每天觀察仔豬的健康狀態(tài)，記錄死亡和淘汰豬只數(shù)，每周按重復(fù)統(tǒng)計(jì)采食量，在試驗(yàn)35、70 d清晨對(duì)試驗(yàn)豬只按重復(fù)進(jìn)行稱重，記錄期末體重，計(jì)算斷奶后1～35 d、36～70 d和全期1～70 d各組豬只平均日采食量、平均日增重和增重耗料比。

1.4.2 樣品采集 在試驗(yàn)第32～34 天和第67～69天移去料槽，各組分別選擇5頭豬進(jìn)行3 d代謝試驗(yàn)，分別收集每頭豬的糞便200 g，加入10 mg 6 mol/L 鹽酸進(jìn)行固氮，-20 ℃保存，之后在烘箱中65℃烘干72 h，粉碎后過40目篩。

表2 玉米和高粱營養(yǎng)成分含量（以風(fēng)干為基礎(chǔ)）

1.4.3 營養(yǎng)物質(zhì)消化率和氮利用率 在試驗(yàn)第35和70天分別收集各重復(fù)豬只糞便，營養(yǎng)物質(zhì)消化率的測(cè)定參考Landero等（2011）的研究方法，氮利用率的測(cè)定參考Pan等（2017）的研究方法。計(jì)算公式為：

營養(yǎng)物質(zhì)消化率/%=1-（日糧Cr3+含量×糞中養(yǎng)分含量）/（糞中Cr3+含量×日糧養(yǎng)分含量）×100；

糞氮排泄量/（g/kg）=氮攝入量×（1-氮消化率）/平均日增重。

1.4.4 微生物含量 試驗(yàn)第70天收集各重復(fù)豬只糞便，-80 ℃保存。采用RT-PCR檢測(cè)糞中乳酸桿菌、雙歧桿菌、糞腸球菌和梭狀芽胞桿菌的含量，引物設(shè)計(jì)及PCR程序參考Bartosch等（2004）、Karlsson等（2011）的研究結(jié)果。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析 試驗(yàn)數(shù)據(jù)使用Excel（2013）處理，采用SPSS（19.0版）進(jìn)行單因子方差分析，采用T檢驗(yàn)進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)，以P＜0.05作為差異顯著的標(biāo)準(zhǔn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 高粱-豆粕型日糧添加復(fù)合蛋白酶對(duì)仔豬生長(zhǎng)性能的影響 本試驗(yàn)中所有豬只在整個(gè)試驗(yàn)期間均無死亡。由表3可知，日糧添加復(fù)合蛋白酶對(duì)仔豬各階段平均日增重、平均日采食量和末重均無顯著影響（P＞0.05）。與對(duì)照組相比，復(fù)合蛋白酶組顯著降低了1～35 d仔豬料重比（P＜0.05），較對(duì)照組顯著降低了1.84%（P＜0.05）；對(duì)照組與復(fù)合蛋白酶組對(duì)仔豬35～70 d和全期1～70 d料重比無顯著影響（P＞ 0.05）。

表3 復(fù)合蛋白酶對(duì)仔豬生長(zhǎng)性能的影響

2.2 高粱-豆粕型日糧添加蛋白酶對(duì)仔豬養(yǎng)分利用率的影響 由表4可知，日糧添加復(fù)合蛋白酶對(duì)仔豬生長(zhǎng)前期1～35 d干物質(zhì)、有機(jī)物、總能及粗蛋白質(zhì)利用率無顯著影響（P＞0.05）。與對(duì)照組相比，復(fù)合蛋白酶組顯著提高仔豬生長(zhǎng)后期36～70 d營養(yǎng)物質(zhì)利用率，其中干物質(zhì)利用率提高了6.25%（P＜0.05），有機(jī)物利用率提高了2.35%（P＜0.05），總能利用率提高了5.00%（P＜0.05），粗蛋白質(zhì)利用率提高了11.94%（P＜ 0.05）。

表4 復(fù)合蛋白酶對(duì)仔豬養(yǎng)分利用率的影響 %

2.3 高粱-豆粕型日糧添加蛋白酶對(duì)仔豬氮利用率的影響 由表5可知，日糧添加復(fù)合蛋白酶對(duì)仔豬氮攝入量的影響無顯著差異（P＞0.05），但糞氮和尿氮的排泄量顯著降低了25.65%（P＜0.05）和46.22%（P＜0.05）。與對(duì)照組相比，復(fù)合蛋白酶組顯著提高了氮的消化率、沉積率及氮沉積量，分別提高了13.16%（P＜0.05）、28.57%（P＜0.05）和25.43%（P＜0.05）。

表5 復(fù)合蛋白酶對(duì)仔豬氮利用率的影響

2.4 高粱-豆粕型日糧添加蛋白酶對(duì)仔豬糞中細(xì)菌組分的影響 由表6可知，各處理組對(duì)仔豬糞中雙歧桿菌和梭狀芽胞桿菌的數(shù)量影響不顯著（P＞0.05）。復(fù)合蛋白酶組糞中乳酸桿菌和糞腸球菌的數(shù)量顯著高于對(duì)照組（P＜0.05）。

表6 復(fù)合蛋白酶對(duì)仔豬糞中細(xì)菌數(shù)量的影響107?cfu/g

3 討論

3.1 高粱-豆粕型日糧添加復(fù)合蛋白酶對(duì)仔豬生長(zhǎng)性能和養(yǎng)分利用率的影響 動(dòng)物飼料中過多的養(yǎng)分會(huì)隨糞尿排泄到環(huán)境中，這也是引起環(huán)境污染的一個(gè)重要因素。近幾年，研究者們一直在努力尋求環(huán)境友好型、資源節(jié)約型的養(yǎng)殖策略，其中有研究報(bào)道，蛋白酶能提高單胃動(dòng)物氮的利用率（Xu等，2017；Yu等，2016）。本研究發(fā)現(xiàn)，雖然日糧添加蛋白酶對(duì)仔豬生長(zhǎng)性能無顯著影響（除了降低生長(zhǎng)前期料重比），但對(duì)70 d仔豬粗蛋白質(zhì)的利用率顯著提高了11.94%。同時(shí)，日糧添加復(fù)合蛋白酶顯著提高了70 d仔豬干物質(zhì)、有機(jī)物和總能的利用率，這與Pan等（2017）采用玉米-豆粕型日糧添加復(fù)合酶對(duì)仔豬養(yǎng)分利用率的試驗(yàn)結(jié)果一致。Xu等（2017）研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，高粱型日糧中添加復(fù)合蛋白酶可以顯著提高肉雞總能和干物質(zhì)的利用率。此外，有研究報(bào)道，高粱型日糧中添加外源型蛋白酶可以顯著提高蛋白和能量的利用率（Liu等，2013a），這與本試驗(yàn)研究結(jié)果一致。這可能與高粱醇溶蛋白（高粱中主要的蛋白質(zhì)）的結(jié)構(gòu)有關(guān)，其特有的疏水結(jié)構(gòu)及β和γ型醇溶蛋白之間的二硫鍵阻礙蛋白質(zhì)和能量的消化率（Salinas等，2006；Duodu等，2003），而蛋白酶可以水解β和γ型醇溶蛋白之間的二硫鍵，從而提高蛋白質(zhì)的利用率（Liu等，2013b）。此外，也與高粱中植酸水平較高及植酸酶活性低有關(guān)（Liu等，2013b）。高粱中總磷含量為 2.92 g/kg，其中82.7%的磷為植酸磷，而高粱中植酸酶的活性顯著低于小麥和大麥（Selle等，2010）。日糧添加復(fù)合蛋白酶提高了養(yǎng)分利用率，這也是促進(jìn)仔豬生長(zhǎng)前期料重比降低的原因。

3.2 高粱-豆粕型日糧添加復(fù)合蛋白酶對(duì)仔豬氮利用率的影響 隨著國家對(duì)環(huán)保要求力度的加大，養(yǎng)殖業(yè)急需尋求辦法降低糞尿中氮的排放量。氮排泄量主要來源于尿液和糞便中氮的含量（Dong等，2014）。有研究報(bào)道，通過設(shè)計(jì)低蛋白日糧可以降低動(dòng)物生產(chǎn)中氮的排泄量（O’Connel等，2006），但用于滿足豬生長(zhǎng)氨基酸需求的氮源必不可少。因此，充分提高日糧中氮的利用率具有重要意義，其中，在日糧中添加外源性蛋白酶用于提高豆粕型日糧中氮的利用率是有效手段（Kong等，2015）。Jo等（2012）研究發(fā)現(xiàn)，豬日糧中添加外源型酶可提高養(yǎng)分利用率，同時(shí)降低抗?fàn)I養(yǎng)因子對(duì)生長(zhǎng)性能的影響。Rooke等（1998）在斷奶仔豬豆粕型日糧中添加蛋白酶顯著提高了早期斷奶仔豬的生長(zhǎng)性能。本研究發(fā)現(xiàn)，日糧中添加復(fù)合蛋白酶顯著降低了糞氮和尿氮的排泄量，同時(shí)提高了氮的利用率和沉積率，這與提高粗蛋白質(zhì)利用率的結(jié)果一致。本試驗(yàn)所用復(fù)合蛋白酶主要含酸性、中性和堿性蛋白酶，其能適應(yīng)胃腸道中的各種pH環(huán)境，然而關(guān)于復(fù)合蛋白酶對(duì)氮利用率的影響也有不同報(bào)道，這可能與日糧類型、試驗(yàn)動(dòng)物的日齡和復(fù)合酶成分有關(guān)（Ji等，2008）。豬生長(zhǎng)早期，組織器官發(fā)育較快，但內(nèi)源性酶分泌較少，可能導(dǎo)致總能和氮的利用率降低（Kaczmarek等，2014）。Yu等（2016）研究發(fā)現(xiàn)，添加外源型蛋白酶能提高斷奶仔豬蛋白質(zhì)和氨基酸的消化率，包被蛋白酶在胃和小腸中的存留率分別是90%、85%，蛋白酶包被后可以降低其活力損失，由此增加養(yǎng)分利用率，這與本試驗(yàn)日糧添加包被蛋白酶的研究結(jié)果一致。

3.3 高粱-豆粕型日糧添加復(fù)合蛋白酶對(duì)仔豬糞中細(xì)菌含量的影響 動(dòng)物腸道的微生物菌群數(shù)量及優(yōu)勢(shì)微生物的比例各不相同，其影響機(jī)體代謝，營養(yǎng)物質(zhì)吸收及機(jī)體的健康狀態(tài)（Richards等，2005）。目前，關(guān)于豬腸道微生物菌群的研究并不完善，許多優(yōu)勢(shì)菌群的種類還尚未闡明。日糧組成能改變仔豬腸道微生物菌群組成，從而影響營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收（Awati等，2005）。本研究發(fā)現(xiàn)，在高粱-豆粕型日糧中添加復(fù)合蛋白酶可顯著提高糞中乳酸桿菌和糞腸球菌的含量。乳酸桿菌、糞腸球菌是腸道中的有益菌，腸道中的數(shù)量與動(dòng)物腸道健康、飼料利用率和生長(zhǎng)有密切聯(lián)系。

4 結(jié)論

高粱-豆粕型日糧中添加復(fù)合蛋白酶可以提高仔豬生長(zhǎng)前期的飼料利用率，同時(shí)顯著提高氮的利用率和沉積率，降低糞氮和尿氮的排泄量。

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