馮文曉，陶蓮，陳國順，刁其玉*

（1.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院飼料研究所，農(nóng)業(yè)部飼料生物技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京海淀100081；2.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，甘肅蘭州730070）

科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究

菌酶處理水稻秸稈對肉用綿羊營養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率與血清生化指標(biāo)的影響

馮文曉1，2，陶蓮1，陳國順2，刁其玉1*

（1.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院飼料研究所，農(nóng)業(yè)部飼料生物技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京海淀100081；2.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，甘肅蘭州730070）

本文旨在研究菌、酶混合制劑和復(fù)合酶制劑處理的水稻秸稈，對肉用綿羊營養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率與血清生化指標(biāo)的影響，進(jìn)而探索對水稻秸稈有效的生物處理方法。采用單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)，選取體重為（24±2.42）kg的杜泊×小尾寒羊雜交F1代公羔羊80只，隨機(jī)分為4個處理，每個處理5個重復(fù)，每個重復(fù)4只。對照組飼喂干水稻秸稈，處理組Ⅰ飼喂添加菌、酶復(fù)合青貯制劑水稻秸稈，處理組Ⅱ飼喂添加酶制劑水稻秸稈，處理組Ⅲ飼喂干羊草，預(yù)飼期8 d，正式期為60 d。結(jié)果表明：處理組Ⅰ試驗(yàn)羊DM、OM、NDF、ADF消化率較對照組分別提高38.40%、22.02%、50.45%、91.97%（P＜0.05），其他指標(biāo)與羊草組差異不顯著（P＞0.05）；處理組Ⅱ試驗(yàn)羊DM、NDF、ADF消化率較對照組分別提高32.02%、42.24%、100.12%（P＜0.05），其他指標(biāo)均與羊草組差異不顯著（P＞0.05）；處理組Ⅰ、Ⅱ各項(xiàng)指標(biāo)之間差異不顯著（P＞0.05）。試驗(yàn)羊血清生化指標(biāo)各組間差異不顯著（P＞0.05）。綜上，合理的菌酶配伍或酶制劑的合理組合均有利于促進(jìn)營養(yǎng)物質(zhì)的消化利用，效果達(dá)到或超過羊草水平。

水稻秸稈；肉羊；消化；血清指標(biāo)

我國水稻、小麥和玉米等糧食作物的產(chǎn)量豐富，因此能夠產(chǎn)生大量農(nóng)作物秸稈，僅2015年我國農(nóng)作物秸稈產(chǎn)量達(dá)到9億噸左右，列世界之首（侯金麗，2015）。但飼喂家畜或者經(jīng)加工處理后作為飼料的比例僅占22.6%左右（高祥照等，2002）。因此，如何提高秸稈營養(yǎng)價值、改善其適口性及利用率是大力發(fā)展節(jié)糧型草食家畜養(yǎng)殖的需要，也是實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)和畜牧業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化、高效、優(yōu)質(zhì)和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要途徑之一。近年來，針對提高秸稈在反芻動物中的利用價值進(jìn)行了大量研究，包括多種處理方法（辛杭書等，2015；Shi等，2015）。其中，菌、酶復(fù)合青貯制劑和酶制劑作為一種生物酶制劑，可將纖維素、半纖維素的碳鏈破解或打開，使其分解成為多糖、雙糖或單糖，從而為動物提供能量，提高營養(yǎng)素的消化率，成為養(yǎng)殖者關(guān)注的熱點(diǎn)（梁朝寧等，2010）。水稻秸稈一方面具有可溶性碳水化合物含量低，結(jié)構(gòu)性多糖以纖維素和半纖維素形式存在，營養(yǎng)物質(zhì)消化率較低，適口性差等特點(diǎn)（文奇男，2011），另一方面，目前關(guān)于水稻秸稈的青貯研究局限于秸稈青貯發(fā)酵品質(zhì)的實(shí)驗(yàn)室研究階段（Mendoza等，2014；Ozduven等，2010），少有對肉羊營養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率與血清生化指標(biāo)的研究，而營養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率與血清生化指標(biāo)能夠更加直觀地反映出水稻秸稈的利用率問題。本文將用菌、酶復(fù)合劑青貯發(fā)酵和酶制劑處理的水稻秸稈作為粗飼料進(jìn)行肉羊飼喂試驗(yàn)，以羊草為對照，通過測定分析肉羊營養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率與血清生化指標(biāo)，以期探索出有效的秸稈生物處理技術(shù)，為高效、充分利用秸稈資源提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)時間和地點(diǎn)本試驗(yàn)于2015年11月16日至2016年1月24日在河北省中寶農(nóng)耕科技有限公司進(jìn)行，歷時68 d，其中預(yù)試期8 d，正式期60 d。

1.2 試驗(yàn)材料

1.2.1 水稻秸稈水稻秸稈品種為稻花香，試驗(yàn)中所用全部水稻秸稈均取自吉林省吉林市，于2014年收獲籽粒后收割，水分含量為69.85%。

1.2.2 添加劑酶制劑：由纖維素酶、木聚糖酶、β-葡聚糖酶、果膠酶、漆酶組成，粉末狀，袋裝。菌、酶復(fù)合青貯制劑：由植物乳桿菌、布氏乳桿菌、纖維素酶、木聚糖酶、β-葡聚糖酶、果膠酶、漆酶組成，粉末狀，袋裝。

1.2.3 粗飼料制作過程青貯制備：使用粉碎機(jī)將水稻秸稈粉碎至2~3 cm后，噴灑菌、酶復(fù)合青貯劑，使之充分混勻，調(diào)至適宜水分為60%~ 70%后將其裝填進(jìn)壓實(shí)機(jī)中，記錄秸稈重量，密封發(fā)酵45 d后開袋取用。

干秸稈添加酶制劑：將復(fù)合酶制劑干粉用清水稀釋成4%（100 mL水中添加4 g酶制劑）的溶液，噴灑于水稻秸稈（切短2~3 cm）表面，然后與精料補(bǔ)充料混勻后進(jìn)行飼喂。

風(fēng)干稻秸：自然風(fēng)干水稻秸稈粉碎至2~3 cm后，直接使用。

羊草：羊草粉碎至2~3 cm后，直接使用。

1.3 試驗(yàn)日糧試驗(yàn)日糧自行配制，預(yù)混料由北京精準(zhǔn)動物營養(yǎng)研究中心提供。依據(jù)本試驗(yàn)提出的肉羊營養(yǎng)需要，配制精粗比為5∶5的TMR。日糧組成及營養(yǎng)成分見表1。

表1 試驗(yàn)日糧組成及營養(yǎng)水平（干物質(zhì)基礎(chǔ)）

1.4 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.4.1 飼養(yǎng)管理采用單因素完全隨機(jī)試驗(yàn)設(shè)計(jì)，將80只羊隨機(jī)分為4個處理，每組5個重復(fù)，每個重復(fù)（每圈）4只羊。對照組飼喂干水稻秸稈，處理組Ⅰ飼喂添加菌、酶復(fù)合青貯制劑水稻秸稈，處理組Ⅱ飼喂添加酶制劑干水稻秸稈，Ⅲ為羊草組（干羊草）。預(yù)試前打好耳號，免疫注射三聯(lián)四防疫苗并進(jìn)行驅(qū)蟲處理。飼養(yǎng)期羊圈戶外最高溫度10℃，最低-10℃，平均溫度8℃。試驗(yàn)羊每日飼喂2次（8∶00和16∶00），自由飲水。飼喂量根據(jù)前一天羊只的進(jìn)食量進(jìn)行調(diào)整，確保飼槽內(nèi)有10%左右的剩料。每天準(zhǔn)確稱取并詳細(xì)記錄每圈投料量和剩料量。預(yù)試期開始、正式期開始和正式期結(jié)束時晨飼前進(jìn)行稱重。

1.4.2 消化試驗(yàn)飼養(yǎng)試驗(yàn)進(jìn)行一個月之后，采用全收糞法進(jìn)行物質(zhì)消化試驗(yàn)，每處理組選體重一致的5只羊，采用自制羊?qū)Ｓ檬占S袋收集糞便，消化試驗(yàn)（為期10 d），預(yù)飼期為7 d，正式期為4 d，每天記錄每只羊的采食量，收集糞。每天采集每只羊飼料和剩料樣品；稱取并記錄每只羊排糞量，按10%取樣，將每只羊4 d的糞樣混合后-20℃保存，以備分析測定其總能、DM、OM、CP、NDF、ADF。消化試驗(yàn)結(jié)束后稱重。試驗(yàn)結(jié)束后屠宰，頸靜脈采血。

1.4.3 測定指標(biāo)及方法

1.4.3.1 營養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率投料量，剩料量，日糧和剩料干物質(zhì)，干物質(zhì)采食量，日糧和糞樣總能、DM、OM、CP、NDF、ADF等。

營養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率/%=（食入營養(yǎng)物質(zhì)量/ g-糞中營養(yǎng)物質(zhì)排出量/g）/（食入營養(yǎng)物質(zhì)量/g）× 100。

常規(guī)營養(yǎng)成分總能、DM、OM、CP、NDF、ADF的測定方法均參考張麗英（2010）描述方法。

1.4.3.2 血清生化指標(biāo)血樣采集：飼養(yǎng)試驗(yàn)結(jié)束后，試驗(yàn)羊從頸靜脈取全血10 mL/只，置于干凈的促凝管內(nèi)，傾斜靜置1~2 h，常溫下制備血清。待血清析出后，3000 r/min離心10 min；然后吸取上清液，轉(zhuǎn)移到離心管中，置于-20℃冰箱內(nèi)以備血清生化指標(biāo)測定。

血清尿素氮（BUN）、血糖（GLU）、白蛋白（ALB）、球蛋白（GLOB）、甘油三酯（TG）、膽固醇（CHO）、游離脂肪酸（FAA）。使用上海科華生物工程股份有限公司的試劑盒和科華ZY KHB-1280全自動生化分析儀進(jìn)行測定。

1.5 數(shù)據(jù)處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2007進(jìn)行整理，采用SAS 9.1統(tǒng)計(jì)軟件的ANOVA進(jìn)行單因素方差分析，差異顯著則用Duncan’s法進(jìn)行多重比較。P＜0.05為差異顯著的判斷標(biāo)準(zhǔn)。

2 結(jié)果

2.1 不同生物處理水稻秸稈對試驗(yàn)羊營養(yǎng)成分表觀消化率的影響從表2可以看出，干物質(zhì)的消化率為48.59%~67.25%，其中處理Ⅰ、Ⅱ組羊的消化率較對照組顯著提高38.40%和32.02%（P＜0.05），與羊草組差異不顯著（P＞0.05）；有機(jī)物的消化率為57.53%~70.30%，其中處理Ⅰ組羊的消化率較對照組顯著提高22.20%（P＜0.05）；NDF的消化率為45.07%~67.81%，其中處理組Ⅰ、Ⅱ的消化率較對照組顯著提高50.45%和42.24%（P＜0.05）；ADF的消化率為24.41%~ 48.97%，其中處理Ⅰ、Ⅱ組羊的消化率較對照組顯著提高91.97%和100.12%（P＜0.05），與羊草組差異不顯著（P＞0.05）。

2.2 不同生物處理水稻秸稈對試驗(yàn)羊血清生化指標(biāo)的影響從表3可以看出，四組的FAA共7個指標(biāo)處于一個相對平衡的數(shù)值范圍，各處理組之間的差異不顯著。不同生物處理水稻秸稈對試驗(yàn)羊血清生化指標(biāo)TP、ALB、TC、TG、BUN、GLU的影響不顯著（P＞0.05）。處理組Ⅰ的FAA含量顯著高于對照組（P＜0.05），處理組Ⅱ和羊草對照組與處理組Ⅰ相比，差異均不顯著（P＞0.05）。

3 討論

營養(yǎng)物質(zhì)消化率標(biāo)志著飼料營養(yǎng)素的可消化性及動物對該飼料的適應(yīng)性。DM和OM的消化率是動物對日糧消化特性的綜合反映（許貴善等，2012）。反芻動物因具有特殊的瘤胃結(jié)構(gòu)，能夠利用單胃動物難以利用的纖維素、半纖維素等難降解的結(jié)構(gòu)性碳水化合物。NDF和ADF的消化率反映了反芻動物對日糧的消化利用程度，瘤胃中纖維素的有效降解，不僅為反芻動物和瘤胃微生物提供了能量，更是唾液分泌、反芻、瘤胃液緩沖和瘤胃壁健康的有利保障（肖怡等，2016）。Alvarez等（2009）在奶山羊全混合日糧中添加木聚糖酶與纖維素酶發(fā)現(xiàn)，日糧DM和CP的消化率提高，燕麥秸NDF和ADF的瘤胃降解率也提高，他們認(rèn)為酶破壞了植物細(xì)胞壁，使得瘤胃微生物更易接近可降解纖維部分，而提高飼料消化率。國春艷（2010）選用荷斯坦后備犢牛作為試驗(yàn)動物，結(jié)果表明，在其日糧中添加纖維素酶和木聚糖酶為主的復(fù)合酶可以改變瘤胃發(fā)酵模式，顯著提高處理組后備牛的NDF表觀消化率，進(jìn)而提高飼料的消化率。李艷玲等（2015）在奶牛基礎(chǔ)日糧中添加含纖維素酶和木聚糖酶的外源性復(fù)合酶制劑發(fā)現(xiàn)，其NDF的降解率顯著提高。本試驗(yàn)結(jié)果表明，將復(fù)合酶制劑用于處理水稻秸稈，DM、OM、NDF和ADF的表觀消化率明顯高于對照組，且超過羊草消化水平，改善了水稻秸稈的利用率，究其原因在于本試驗(yàn)所采用的復(fù)合酶制劑之間發(fā)生了協(xié)同作用，纖維素酶可以破解纖維素的葡萄糖苷鍵，使秸稈細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)松散，最終使纖維素降解生成纖維二糖和葡萄糖；β-葡聚糖酶可專一性降解半纖維素結(jié)構(gòu)單元-木聚糖，最終產(chǎn)生D-木糖；木聚糖酶能打破木聚糖的分支結(jié)構(gòu)，使木聚糖成為分子量小的聚合物，可被動物直接吸收利用（方微等，2011）；果膠酶使膠質(zhì)成分在結(jié)構(gòu)上發(fā)生了較大的變化，有利于進(jìn)一步的脫膠（鄭科等，2012）；漆酶可直接攻擊木質(zhì)素，對木質(zhì)素進(jìn)行側(cè)鏈氧化和甲基化，使木質(zhì)素中的苯環(huán)被解鏈，并進(jìn)一步降解使其松軟，表面積增大，微生物與其接觸面積增大，促進(jìn)纖維組分的降解，從而改善了秸稈營養(yǎng)成分的消化率（李海紅等，2010）。但Reddish和Kung（2007）在肉羊日糧中添加復(fù)合酶發(fā)現(xiàn)，對全期DM、NDF的表觀消化率沒有影響。造成酶制劑作用效果不一致的因素有很多，可能與所添加酶制劑的配伍和活性、添加水平、酶的使用方法或動物的類型等有關(guān)。

表2 不同生物處理水稻秸稈對試驗(yàn)羊營養(yǎng)成分表觀消化率的影響

表3 不同生物處理水稻秸稈對試驗(yàn)羊血清生化指標(biāo)的影響

Sheperd等（1995）在青貯紫花苜蓿時添加酶（纖維素酶、淀粉酶和果膠酶）和乳酸菌制劑，結(jié)果青貯料的NDF和ADF含量顯著降低，pH快速下降，糖含量持續(xù)增加。由此可見，青貯過程中添加纖維素酶制劑，可通過改善乳酸發(fā)酵來提高青貯飼料品質(zhì)。陳合等（2008）利用菌酶復(fù)合制劑（纖維素酶、木聚糖酶和黃孢原毛平革菌）共同降解玉米秸稈后，木質(zhì)素、纖維素、半纖維素的降解率分別達(dá)到67.0%、60.4%、33.0%，比單獨(dú)加入酶或菌對秸稈的纖維素降解轉(zhuǎn)化有更好的效果。Mehmet Levent等（2010）在小黑麥中添加酶菌復(fù)合制劑（植物乳桿菌、腸球菌與纖維素酶、淀粉酶、半纖維素酶和戊聚糖酶）后發(fā)現(xiàn)，NDF含量降低，青貯飼料DM與OM的消化率提高。這與Mehmet Levent等（2009）在向日葵中的研究結(jié)果一致。另有報道，將乳酸菌與纖維素酶制劑應(yīng)用于意大利黑麥草（Islam等，2001）、無芒虎尾草（Ridla等，1997）、大麥秸稈（Ridla等，1999）青貯飼料中，均提高了飼料青貯發(fā)酵品質(zhì)和DM與OM的消化率，同時還可減少青貯料的NDF和ADF含量。本試驗(yàn)結(jié)果表明，將菌、酶復(fù)合制劑青貯處理水稻秸稈，DM、OM、NDF和ADF表觀消化率顯著提高，達(dá)到了與羊草相同的消化水平，改善了水稻秸稈的利用率，究其原因在于活菌和酶制劑發(fā)生了協(xié)同作用（孟慶翔等，1999）。纖維素酶制劑能夠?qū)⒉糠痔妓衔铮ɡw維素、半纖維素、木質(zhì)素、果膠、淀粉等）降解為可發(fā)酵糖（Ifilya，2002），進(jìn)而提高了發(fā)酵底物含量并為乳酸菌發(fā)酵所利用，促進(jìn)乳酸產(chǎn)生，從而達(dá)到迅速降低pH值，抑制有害微生物的活動，保證和提高水稻秸稈營養(yǎng)價值的目的（Mehmet等，2010）。添加乳酸菌與纖維素酶制劑可有效改善水稻秸稈青貯營養(yǎng)價值，破壞細(xì)胞壁的組織結(jié)構(gòu)，降低木質(zhì)素與纖維素、半纖維素的復(fù)合程度，增加秸稈的消化速率或者消化程度（Adesogan，2005），從而提高瘤胃微生物對纖維素的降解率（Gado等，2011）。然而有些報道與本研究結(jié)果不同，Kung等（1990）研究接種菌制劑和酶制劑對大麥和野豌豆混合青貯發(fā)酵品質(zhì)的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，對接種菌制劑纖維含量和體外干物質(zhì)消化率均未產(chǎn)生影響。這可能也與菌種及其來源、使用劑量、作用底物或者動物種類有關(guān)（張寶成，2007）。

血液生化指標(biāo)能夠反映組織細(xì)胞的通透性和機(jī)體的新陳代謝機(jī)能（羅洪明等，2005）。血清總蛋白由白蛋白和球蛋白兩部分組成，白蛋白是營養(yǎng)物質(zhì)載體，可維持血漿滲透壓，又是機(jī)體蛋白質(zhì)的一個來源，可用于修補(bǔ)組織和提供能量（Ahmed等，2002）。球蛋白是體內(nèi)降解抗原的蛋白質(zhì)，在一定程度上能夠反映動物機(jī)體的免疫能力（Vica等，2008）。本試驗(yàn)中，所有試驗(yàn)羊的總蛋白、白蛋白和球蛋白濃度變化穩(wěn)定在正常范圍內(nèi)，符合試驗(yàn)羊的生長規(guī)律。血清尿素氮是反映動物體內(nèi)蛋白質(zhì)代謝和日糧氨基酸平衡狀況的指標(biāo)（Stanley等，2002），血清甘油三酯是脂肪代謝的產(chǎn)物，它與膽固醇是反映脂肪消化吸收狀態(tài)的兩個主要指標(biāo)（周懌等，2010），本試驗(yàn)中，各組之間并無差異。血清葡萄糖含量是動物機(jī)體內(nèi)能量平衡的重要指標(biāo)（王桂秋等，2007），血清葡萄糖含量的變化反映了機(jī)體所處的生理狀態(tài)。血清葡萄糖的來源主要是飼料中的糖類物質(zhì)被降解成單糖進(jìn)入血液，并通過神經(jīng)和激素的調(diào)節(jié)維持血糖濃度的恒定，以保證機(jī)體對葡萄糖的需要量（張祥，2007）。本試驗(yàn)中，兩組試驗(yàn)羊的血清葡萄糖含量均比較穩(wěn)定，與對照組和羊草組并無差異，可見經(jīng)過生物處理的水稻秸稈并沒有對其血清葡萄糖含量產(chǎn)生不良的影響，反芻動物有很強(qiáng)的調(diào)節(jié)血糖濃度的能力，可以維持血糖的相對穩(wěn)定（汪水平等，2007）。本試驗(yàn)中，試驗(yàn)羊的血清生化指標(biāo)均沒有表現(xiàn)出顯著性差異，這與國春艷（2010）和李燕（2013）的研究結(jié)果一致。

4 結(jié)論

本試驗(yàn)結(jié)果表明，合理的菌酶配伍或酶制劑的合理搭配均可以促進(jìn)水稻秸稈營養(yǎng)物質(zhì)的消化利用，效果達(dá)到或超過羊草水平。

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This experiment was to study the effect of rice straw processed with microbes and enzymes preparation or multienzyme complex on the apparentdigestibility ofnutrients and serum biochemical parameters in sheep and explore effective biological treatment processes of rice straw.A total of 80 emale lambs of Dorper×Thin Tail Han F1 crossbred with body weight（24±2.42）kg were divided into 4 groups with 5 replications of 4 lambs in each replication.Lambs in control group fed on dry rice straw，treatment groupⅠwas fed rice straw processed with microbes and enzymes preparation，treatment groupⅡwere fed rice straw processed with multienzyme complex，and Leymus Chinensis group.The feeding period were 8 days of adaption and 60 days of trial.Compared with control group，the dry matter（DM），organic matter（OM），neutral detergent fiber（NDF）and acid detergent fiber（ADF）digestibility of sheep in treatment groupⅠwere significantly increased by 38.40%，22.02%，50.45%，91.97%（P＜0.05），and other parameters had no significant difference with those in Leymus Chinensis group besides NDF digestibility（P＞0.05）；DM，NDF，ADF digestibility of sheep in treatment groupⅡwere significantly increased by 32.02%，42.24%，100.12%（P＜0.05），and other parameters had no significant difference with those in Leymus Chinensis group（P＞0.05）；There was no difference in all digestion parameters between treatment groupⅠandⅡ（P＞0.05）.Serum parameters of sheep had no significant difference among all groups（P＞0.05）. Proper proportion of microbes and enzymes preparation or combination of enzymes preparation can promote the digestion and absorption of nutrients，and reach or even exceed the nutritional level of Leymus Chinensis.

rice straw；mutton；digestion；serum parameter

S816.7

A

1004-3314（2017）11-0009-06

10.15906/j.cnki.cn11-2975/s.20171102

公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)項(xiàng)目“秸稈飼料生物轉(zhuǎn)化技術(shù)研究與示范”（20120304202）；國家肉羊產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系（CARS-39）

*通訊作者