楊華明武 斌閆曉剛班志彬周 虹梁 浩馬惠海*

（1.吉林省農(nóng)業(yè)科學(xué)院，吉林長(zhǎng)春 130033；2.吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)，吉林長(zhǎng)春 130033）

莫能菌素和吐溫80對(duì)肉羊氮沉積及甲烷排放量的影響

楊華明1武 斌1閆曉剛1班志彬1周 虹2梁 浩1馬惠海1*

（1.吉林省農(nóng)業(yè)科學(xué)院，吉林長(zhǎng)春 130033；2.吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)，吉林長(zhǎng)春 130033）

目的：利用中型開(kāi)放回流式呼吸測(cè)熱裝置等設(shè)備，研究莫能菌素和吐溫80對(duì)肉羊氮沉積及甲烷排放量的影響。方法：選擇24頭5 月齡、體重相近（30±2.39 kg）南非肉用美利奴與東北細(xì)毛羊雜交F1代羯羊，隨機(jī)分為3 組，每組8 只。采用單因子試驗(yàn)設(shè)計(jì)。第一組飼喂基礎(chǔ)日糧（精料：羊草=40：60）作為對(duì)照組，第二、三組基礎(chǔ)日糧（精料：羊草=40：60）添加莫能菌素和吐溫80劑量分別為15 mg/d·頭和40mg /kg·DM）。結(jié)果：試驗(yàn)結(jié)果表明：本試驗(yàn)中吐溫80在日增重、氮沉積、甲烷排放量等方面作用效果均優(yōu)于莫能菌素

莫能菌素 吐溫80 氮沉積 甲烷

莫能菌素是一類畜禽專用聚醚類離子載體抗生素類添加劑，錢(qián)占宇等（2010）、劉立成等（2007）、王中華等（1999）研究表明，莫能菌素能影響反芻動(dòng)物瘤胃內(nèi)能量代謝，改善瘤胃發(fā)酵功能，降低乙丙酸比例，減少甲烷排放，提高日糧利用率及生產(chǎn)性能，已廣泛應(yīng)用于反芻動(dòng)物生產(chǎn)。近年來(lái)，食品安全越來(lái)越受到消費(fèi)者的重視，尋找抗生素類添加劑的替代品，已成為畜牧業(yè)科研工作的主流趨勢(shì)。吐溫80是一種非離子型表面活性劑，在食品加工中其作為添加劑被廣泛使用，添加在動(dòng)物飼料中通常被認(rèn)為是安全的。根據(jù)代行慧等（2007）、 Lee等（2003）（2003a）報(bào)道，吐溫80對(duì)反芻動(dòng)物主要影響為：提高瘤胃纖維素酶、木聚糖酶和淀粉酶的活性，促進(jìn)牛鏈球菌、反芻月形單胞菌、溶纖維丁酸弧菌、黏液真桿菌、埃氏巨球形菌和產(chǎn)琥珀酸絲狀桿菌的生長(zhǎng)，且低濃度吐溫80對(duì)真菌有營(yíng)養(yǎng)作用，促進(jìn)瘤胃內(nèi)總VFA含量并且提高反芻動(dòng)物日糧干物質(zhì)降解率。因此，吐溫80作為一種非離子型表面活性劑具有應(yīng)用于反芻動(dòng)物生產(chǎn)的潛力。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)動(dòng)物

試驗(yàn)選用24頭5月齡、體重相近（30±2.39 kg）南非肉用美利奴與東北細(xì)毛羊雜交F1代羯羊；

1.2 試驗(yàn)添加劑

莫能菌素和吐溫80，二者為分析純，莫能菌素和吐溫80 添加量分別為15 mg/d·頭和40mg /kg·DM，預(yù)飼期10 d，試驗(yàn)期30 d。添加劑使用小型攪拌機(jī)與精料充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆颉?/p>

1.3 試驗(yàn)日糧

試驗(yàn)日糧參照中國(guó)《肉羊飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)》（NY/T815—2004）配制，由精料和羊草組成，精粗比4：6，精料組成及營(yíng)養(yǎng)水平見(jiàn)表1。

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

預(yù)混料為每千克精飼料提供：VA 15000 IU，VD 5000 IU，VE 50 mg，F(xiàn)e 90 mg，Cu 12.5mg，Mn 50 mg，Zn 100mg，I 0.8 mg，Co 0.5 mg

表2　羊草營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量 %

1.4 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用單因子試驗(yàn)設(shè)計(jì)，24頭試驗(yàn)羊隨機(jī)分為3 組，每組8 只。第一組飼喂基礎(chǔ)飼糧（精料定量羊草自由采食），第二、三組基礎(chǔ)日糧中莫能菌素和吐溫80 添加量分別為15 mg/d·頭和40mg / kg·DM，預(yù)飼期10 d，試驗(yàn)期33 d。試驗(yàn)期內(nèi)第27d天晨飼前隨機(jī)選擇6只試驗(yàn)羊（每組兩只）稱重后放入呼吸代謝室適應(yīng)3d并測(cè)定其采食量，試驗(yàn)期第30d開(kāi)始進(jìn)行為期3d呼吸測(cè)熱試驗(yàn)，試驗(yàn)期第27d開(kāi)始呼吸代謝試驗(yàn)，分為兩次，共8d，每4d一次，包括1d適應(yīng)期和3d氣體測(cè)定期，每次試驗(yàn)晨飼前在每組中隨機(jī)選擇2只試驗(yàn)羊，每次試驗(yàn)6只，全部試驗(yàn)共12只，在每次試驗(yàn)期內(nèi)測(cè)定其采食量，期間按照全部試驗(yàn)羊在呼吸代謝試驗(yàn)開(kāi)始前3d平均采食量的90%統(tǒng)一限飼，以保證各組試驗(yàn)羊采食量相同且無(wú)剩余，呼吸測(cè)熱結(jié)束后，晨飼前再次稱重，與進(jìn)入代謝室前稱重結(jié)果取平均值作為試驗(yàn)羊代謝室內(nèi)體重。呼吸測(cè)熱期間電腦自動(dòng)記錄的呼吸試驗(yàn)羊耗O2量，CO2排放量，CH4排放量，呼吸商等的變化。

1.5 試驗(yàn)動(dòng)物飼養(yǎng)管理

試驗(yàn)于2014年4月～5月在吉林省農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧分院試驗(yàn)羊場(chǎng)進(jìn)行。試驗(yàn)羊舍飼，每日分別于05：00、16：00準(zhǔn)時(shí)定量飼喂精料和羊草，自由飲水。

1.6 樣品的采集與分析

日增重，供試羊分別于試驗(yàn)期第一天及最后一天早上06：00（晨飼前）用精確度為0.01kg的電子秤空腹稱重，為試驗(yàn)初始和結(jié)束的體重，并依據(jù)稱重結(jié)果計(jì)算各組試驗(yàn)羊在試驗(yàn)期間的平均日增重。

樣品期間，試驗(yàn)期第28～30d每天晨飼前收集前一天的糞便稱重后取1/10，加入10% H2SO410mL后置于-20℃冰箱中保存；同樣方法收集尿液后采集25mL，加入10% H2SO410mL后置于4℃冰箱中保存。飼養(yǎng)試驗(yàn)結(jié)束后，將每期試驗(yàn)羊的每個(gè)糞便樣品在65℃恒溫下烘干至恒重，分別稱重，計(jì)算每個(gè)樣品失水率，采用凱氏定氮法測(cè)定糞便中的氮含量，同樣的方法測(cè)定飼草與精料中的含氮量。

1.7主要試驗(yàn)設(shè)備

1.7.1 7通道中型動(dòng)物開(kāi)放回流式呼吸測(cè)熱裝置

1.7.2 數(shù)據(jù)采集界面

1.8 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

采用Excel對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，利用spss17.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，顯著性檢驗(yàn)采用單因素方差分析。結(jié)果以平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 莫能菌素和吐溫80對(duì)肉羊日增重和氮沉積的影響

從表3可以看出，試驗(yàn)羊初始重和末重各組之間差異均不顯著（P＞0.05），日增重吐溫80組和莫能菌素組顯著高于對(duì)照組（P ＜0.05），吐溫80組顯著高于莫能菌素組（P＜0.05）。在食入氮相同的情況下（限飼）、沉積氮和總氮利用率，吐溫80組顯著高于莫能菌素組和對(duì)照組（P＜0.05），對(duì)照組與莫能菌素組差異不顯著（P＞0.05）。

表3　莫能菌素和吐溫80對(duì)肉羊體重和氮沉積影響

2.2 莫能菌素和吐溫80對(duì)肉羊甲烷排放量的影響

從表4可以看出，甲烷產(chǎn)生量、代謝體重甲烷產(chǎn)生量及每千克干物質(zhì)甲烷產(chǎn)生量，吐溫80組顯著低于對(duì)照組和莫能菌素組（P ＜0.05），莫能菌素組和對(duì)照組相比僅在甲烷產(chǎn)量差異顯著（P ＜0.05），代謝體重甲烷產(chǎn)生量及每千克干物質(zhì)甲烷產(chǎn)生量均差異不顯著（P＞0.05）。CO2產(chǎn)生量、O2消耗量、RQ值、產(chǎn)熱量各組之間均未表現(xiàn)出顯著差異（P＞0.05）。

表4　日糧中添加莫能菌素和吐溫80對(duì)肉羊甲烷排放量的影響

圖2　莫能菌素和吐溫80對(duì)肉羊甲烷排放規(guī)律影響

3 討論

3.1 日糧中添加莫能菌素和吐溫80對(duì)肉羊氮代謝的影響

對(duì)于反芻動(dòng)物氮代謝進(jìn)行深入研究，有助于更好地控制瘤胃發(fā)酵及過(guò)瘤胃后的消化過(guò)程。日糧蛋白進(jìn)入瘤胃后，部分被瘤胃微生物降解形成RDP（瘤胃降解蛋白），用于瘤胃微生物的生長(zhǎng)和合成MCP（微生物蛋白），最終被機(jī)體消化吸收；而另一部分則直接通過(guò)瘤胃，形成的RUP（瘤胃未降解蛋白）進(jìn)入后消化道，未降解的氮和內(nèi)源氮隨尿液和糞便排出體外。當(dāng)日糧蛋白滿足動(dòng)物生長(zhǎng)需要時(shí)，糞N、尿N的排泄量將會(huì)隨著日糧蛋白水平的升高而增長(zhǎng)。

本研究結(jié)果顯示，莫能菌素對(duì)肉羊沉積N含量沒(méi)有顯著影響，這與Benchaar等（2006）報(bào)道的飼喂莫能菌素（16mg/kg of DM）對(duì)N平衡沒(méi)有影響的結(jié)果一致。但是關(guān)于莫能菌素對(duì)反芻動(dòng)物氮代謝的影響，也有一些不同的試驗(yàn)結(jié)果。Ruiz和Benchaar報(bào)道稱：飼喂莫能菌素會(huì)顯著增加粗蛋白的表觀消化率。造成這一差異的原因Spears推斷可能是由于日糧轉(zhuǎn)變成微生物蛋白進(jìn)入小腸的速率提高了，因?yàn)槿占Z粗蛋白比微生物蛋白更易消化。Spears推斷，通過(guò)飼喂離子載體，代謝糞蛋白的損失可能會(huì)降低，這也許可以解釋日糧中供應(yīng)離子載體時(shí)，粗蛋白表觀消化率會(huì)提高。吐溫80的作用機(jī)制可歸結(jié)于兩方面：增加了酶釋放量和或提高了酶的活性、促進(jìn)酶和底物之間的相互作用。本試驗(yàn)中吐溫80對(duì)肉羊氮沉積有顯著影響，這與Lee等（2003）、Wang等（2002）、McAllister等（2002）的報(bào)道：吐溫類物質(zhì)可增加瘤胃蛋白酶活力，促進(jìn)植物性蛋白在瘤胃內(nèi)降解，進(jìn)而可能提高氮沉積水平的報(bào)道相一致。

3.2 日糧中添加莫能菌素和吐溫80對(duì)肉羊日甲烷排放量的影響

反芻動(dòng)物采食飼料后，首先在瘤胃內(nèi)進(jìn)行厭氧發(fā)酵，瘤胃內(nèi)的微生物把碳水化合物和其他植物纖維發(fā)酵分解成揮發(fā)性脂肪酸等代謝產(chǎn)物，同時(shí)產(chǎn)生甲烷。其產(chǎn)生途徑（1）氫和甲酸在一系列酶和輔酶的作用下還原生成（2）甲酸、乙酸、丁酸等揮發(fā)性脂肪酸水解產(chǎn)生（3）甲醇、乙醇等果膠的發(fā)酵產(chǎn)物分解產(chǎn)生。研究表明，日糧組成，采食水平，環(huán)境溫度，瘤胃內(nèi)環(huán)境和食糜流動(dòng)速度都是影響反芻動(dòng)物甲烷排放的主要因素。

莫能菌素調(diào)控瘤胃甲烷的生成主要是通過(guò)調(diào)控瘤胃微生物區(qū)系實(shí)現(xiàn)的。莫能菌素能通過(guò)影響細(xì)胞膜通透性、改變微生物代謝活動(dòng)而抑制產(chǎn)甲烷菌、產(chǎn)氫菌和產(chǎn)甲酸菌，改變瘤胃發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生的還原電子在不同受體之間的傳遞方向，使革蘭氏陽(yáng)性菌產(chǎn)生的CH4、H2、CO2顯著減少，從而達(dá)到減少甲烷產(chǎn)量的目的。根據(jù)Van Vugtetal等（2005）、香艷等（2013）、N.E.Odongo等（2007）、C.Grainger等（2008）研究報(bào)道莫能菌素可使反芻家畜甲烷排放量降低7%～10%，這與本試驗(yàn)中莫能菌素顯著降低甲烷排放量的結(jié)果一致。

對(duì)吐溫80的報(bào)道多集中于其對(duì)瘤胃發(fā)酵特性的調(diào)控，而對(duì)其調(diào)控瘤胃甲烷的生成機(jī)制目前尚沒(méi)有明確的報(bào)道。本試驗(yàn)中吐溫80組甲烷排放量顯著低于對(duì)照組和莫能菌素組。原因可能是吐溫80作為非離子表面活性劑，在提高瘤胃內(nèi)多種纖維分解酶活力，促進(jìn)酶與底物結(jié)合的同時(shí)，提高了日糧利用率。馮仰廉等（1997）、王志博等（2012）研究報(bào)道：提高日糧粗飼利用率有助于降低甲烷排放量。這與本試驗(yàn)的結(jié)果相一致。本試驗(yàn)中吐溫80和莫能菌素對(duì)試驗(yàn)羊CO2產(chǎn)生量、O2消耗量、產(chǎn)熱量均未表現(xiàn)出作用效果，這可能與吐溫80和莫能菌素作用機(jī)制及作用部位有關(guān)，其原因有待進(jìn)一步探討。由于甲烷排放量是本試驗(yàn)的重點(diǎn)檢測(cè)指標(biāo)，為保證各組試驗(yàn)羊采食量相同，在呼吸代謝室內(nèi)測(cè)定氣體產(chǎn)量過(guò)程中，按照平均采食量的90%進(jìn)行限飼，這也是試驗(yàn)中各組呼吸商幾乎相同且數(shù)值較低的原因。

4 結(jié)果

本試驗(yàn)中吐溫80在日增重、氮沉積、甲烷排放量等方面作用效果均優(yōu)于莫能菌素，能否替代莫能菌素應(yīng)用于反芻動(dòng)物生產(chǎn)，需進(jìn)一步研究探討。

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楊華明（1959-），男，吉林公主嶺人，副研究員，從事畜禽能量代謝研究及反芻動(dòng)物溫室氣體減排研究。

馬惠海（1979-），男，吉林龍井人，博士，研究員，從事動(dòng)物繁殖育種研究。

吉林省重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目（20140204060N Y）和吉林省肉羊生產(chǎn)技術(shù)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)（20140519009JH）資助。