飼糧添加姜粉對肉牛營養(yǎng)物質(zhì)消化吸收的影響

劉明杰 萬發(fā)春 楊維仁 宋恩亮 楊在賓*

(1.山東農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(xué)院，泰安 271018;2.山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧獸醫(yī)研究所，濟(jì)南 250100)

飼糧添加姜粉對肉牛營養(yǎng)物質(zhì)消化吸收的影響

劉明杰1萬發(fā)春2*楊維仁1宋恩亮2楊在賓1*

(1.山東農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(xué)院，泰安 271018;2.山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧獸醫(yī)研究所，濟(jì)南 250100)

本試驗旨在研究飼糧添加姜粉對肉牛營養(yǎng)物質(zhì)消化吸收的影響。選擇年齡、體重［(400±20)kg］相近，安裝有永久性瘤胃、十二指腸近端和回腸末端瘺管的魯西黃牛閹公牛4頭，采用4×4拉丁方設(shè)計，對照組飼喂基礎(chǔ)飼糧，3個試驗組分別飼喂在基礎(chǔ)飼糧中添加0.5、1.0和1.5 g/kg生姜粉的試驗飼糧。試驗分4期完成，每期21 d，其中預(yù)試期15 d，正試期6 d。結(jié)果表明:1)飼糧添加0.5、1.0和1.5 g/kg的姜粉顯著降低了回腸和直腸中性洗滌纖維(NDF)含量(P＜0.05)，十二指腸NDF含量有降低的趨勢(P=0.079);與對照組相比，添加1.0和1.5 g/kg姜粉顯著降低了瘤胃和直腸的酸性洗滌纖維(ADF)含量(P＜0.05)。2)飼糧添加1.0 g/kg姜粉顯著提高了干物質(zhì)(DM)、NDF、ADF、有機(jī)物(OM)和粗蛋白質(zhì)(CP)在各消化道段的流通量(P＜0.05);飼糧添加1.5 g/kg姜粉顯著降低了粗脂肪(EE)在直腸和回腸中的流通量(P＜0.05)。3)飼糧添加1.5 g/kg姜粉的組DM、NDF、ADF和EE消失率顯著高于添加1.0 g/kg姜粉的組(P＜0.05)。總之，低劑量(0.5和1.0 g/kg)的姜粉可提高營養(yǎng)物質(zhì)的流通量，降低營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收;高劑量(1.5 g/kg)的姜粉可以降低營養(yǎng)物質(zhì)的流通量，提高營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收。

姜粉;肉牛;流通量;消化道;消失率

隨著養(yǎng)殖業(yè)和飼料工業(yè)的迅猛發(fā)展，飼料添加劑的安全、高效、環(huán)保等問題越來越受到人們關(guān)注。中草藥等植物源性飼料添加劑，由于其具有天然性、多功能性、毒副作用小、無殘留等獨特優(yōu)勢，已成為當(dāng)前研究的熱點。姜粉作為一種膳食調(diào)味品，具有發(fā)汗、解熱、調(diào)節(jié)腸胃、促進(jìn)食物消化的作用。在動物上，可以增強(qiáng)食欲，提高飼料轉(zhuǎn)化率［1－2］，具有增強(qiáng)機(jī)體免疫功能和抗氧化能力、抗菌、抗腫瘤等多種生物學(xué)功能［3－4］。已有研究證明，添加姜粉可以提高蛋雞的日均產(chǎn)蛋量和平均蛋重，降低料蛋比，提高蛋雞禽流感H9和H5Re-5抗體效價以及血液粒細(xì)胞數(shù)，且以1%的姜粉添加量效果最佳［5］;飼糧中添加 0.5%、1.0%姜粉有增加肉仔雞體重和日增重、降低料重比的趨勢，添加姜粉增加了肉仔雞血清和肝臟總抗氧化能力(TAOC)及總超氧化物歧化酶(T-SOD)和谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)的活力［6］。姜粉在反芻動物上的應(yīng)用尚未見報道。本研究旨在研究肉牛飼糧中添加不同水平姜粉對瘤胃代謝和營養(yǎng)物質(zhì)消化吸收規(guī)律的影響，探明姜粉在肉牛中應(yīng)用的可行性及其理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 生姜粉

新鮮生姜(產(chǎn)地為山東省萊蕪市)用水洗凈、切片、40℃烘干、粉碎(粒度300μm，50目)，置于塑料袋密封，21～24℃保存于避光干燥處。

1.2 試驗動物和設(shè)計

選擇年齡、體重［(400±20)kg］相近，安裝有永久性瘤胃、十二指腸近端和回腸末端瘺管的魯西黃牛閹公牛4頭，采用4×4拉丁方設(shè)計，對照組飼喂基礎(chǔ)飼糧，3個試驗組分別飼喂在基礎(chǔ)飼糧中添加0.5、1.0 和1.5 g/kg 生姜粉的試驗飼糧。試驗分4期完成，每期21 d，其中預(yù)試期15 d，正試期6 d。

試驗牛拴系飼養(yǎng)，單飼定飼，每天07:00和19:00分2次飼喂，精粗料混合喂給，自由飲水。飼糧參考中華人民共和國農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(NY/T 815—2004)配制，能量和粗蛋白質(zhì)(CP)水平按維持需要量的110%供給，其他營養(yǎng)物質(zhì)水平略高于維持需要?；A(chǔ)飼糧組成及營養(yǎng)水平見表1。

表1 基礎(chǔ)飼糧組成及營養(yǎng)水平(風(fēng)干基礎(chǔ))Table 1 Composition and nutrient levels of the basal diet(air-dry basis)

1.3 食糜流通量的測定

1.3.1 食糜標(biāo)記物

采用三氧化二鉻(Cr2O3)為食糜標(biāo)記物測定食糜流通量，在采樣前4 d(預(yù)試期第12天)開始從瘤胃瘺管分4次投放，連續(xù)投7 d。每隔6 h投放1次(每次劑量為4 g)，日投放總劑量為16 g。

1.3.2 采樣方法

從瘤胃投放Cr2O3的第4天(正試期第1天)開始，由試牛采集瘤胃、十二指腸、回腸和直腸食糜樣本。每天每隔6 h采瘤胃食糜50 m L、十二指腸食糜30 m L、回腸食糜30 m L和直腸食糜30 g，每天的采樣點交替變化，每天采4次，連續(xù)采3 d。3 d的采樣點分布為:第 1天，01:00、07:00、13:00、19: 00;第2 天，03:00、09:00、15:00、21: 00;第3 天，05:00、11:00、17:00、23:00。在第8 天停止投入Cr2O3，將前3 d不同時間內(nèi)采集的食糜按等量混合分別制成混合樣本，干燥粉碎后備測［7］。

1.4 樣品常規(guī)營養(yǎng)成分的測定

粗灰分采用550℃灰化法測定;干物質(zhì)(DM)采用105℃烘箱干燥法測定;CP采用凱氏定氮法測定;粗脂肪(EE)采用殘余法測定;中性洗滌纖維(NDF)、酸性洗滌纖維(ADF)采用Van Soest法測定;有機(jī)物(OM)為DM和粗灰分含量之差;鈣采用高錳酸鉀法測定;磷采用比色法測定;總能(GE)采用氧彈熱量計法測定。Cr2O3含量按Christian等［8］的方法進(jìn)行測定。

1.5 計算和統(tǒng)計分析方法

1.5.1 食糜流通量的計算

計算方法參照文獻(xiàn)［9］。瘤胃食糜標(biāo)記物Cr2O3的濃度與采樣時間擬合的遞降曲線為:

式中:C為采樣時間為t時瘤胃食糜Cr2O3濃度，C0為食糜樣中Cr2O3的初始濃度，e為常數(shù)，k為瘤胃食糜流通速度常數(shù)，t為采樣時間。

原子吸收法計算投標(biāo)記物時(t=0 h)瘤胃食糜中Cr2O3起始濃度C0。

用每天Cr2O3灌注劑量(CT)除以瘤胃食糜中Cr2O3起始濃度(C0)得到為瘤胃食糜流通量(Qr)，即:

十二指腸或回腸食糜流通量(Qd或Qi)可用CT與Cr的回收率(0.96)之積除以十二指腸或回腸食糜中Cr2O3的濃度(Cd或Ci)，即:

NDF、ADF、OM、CP和 EE的流通量為食糜中中NDF、ADF、OM、CP和EE的含量乘以各消化道段的流通量。

1.5.2 統(tǒng)計分析

試驗數(shù)據(jù)經(jīng)Excel 2007初步整理后采用SAS 9.1軟件中單因素方差分析(One-way ANOVA)進(jìn)行統(tǒng)計，均值的多重比較采用Duncan氏法進(jìn)行分析。

2 結(jié)果

2.1 NDF、ADF 含量

由表 2 可知，飼糧添加 0.5、1.0 和 1.5 g/kg的姜粉顯著降低了回腸和直腸NDF含量(P＜0.05)，隨添加量增加，NDF含量呈二次降低(P＜0.05);飼糧添加姜粉有降低十二指腸NDF含量的趨勢(P=0.079)。與對照組相比，添加 1.0和1.5 g/kg姜粉顯著降低了瘤胃和直腸的ADF含量(P＜0.05)。

表2 飼糧添加姜粉對各消化道段食糜NDF、ADF含量的影響(干物質(zhì)基礎(chǔ))Table 2 Effects of dietary ginger pow der on NDF and ADF contents of chymus in various digestive tracts(DM basis) %

2.2 各消化道段養(yǎng)分流通量

由表3可知，飼糧添加姜粉對十二指腸DM流通量有顯著影響(P＜0.05);飼糧添加1.0 g/kg姜粉顯著提高了DM、NDF、ADF、OM 和 CP在各消化道段的流通量(P＜0.05);飼糧添加1.5 g/kg姜粉顯著降低了EE在直腸和回腸中的流通量(P＜0.05)。

2.3 各消化道段和全消化道的養(yǎng)分消失率

由表4可知，各養(yǎng)分的消失率均為瘤胃中最高;瘤胃中各養(yǎng)分消失率以姜粉添加量0.5 g/kg為最高，小腸中以添加量1.5 g/kg為最高，合計以添加量1.5 g/kg 為最高、1.0 g/kg 為最低;與對照組相比，飼糧添加0.5和1.0 g/kg姜粉降低了各種營養(yǎng)成分的總消失率(除添加量0.5 g/kg的EE消失率)(P＞0.05)，添加1.5 g/kg姜粉提高了各養(yǎng)分的總消失率(P＞0.05);飼糧添加1.5 g/kg姜粉的組DM、NDF、ADF和EE總消失率顯著高于添加1.0 g/kg組(P＜0.05)。

3 討論

3.1 姜粉對各消化道段NDF和ADF含量的影響

本試驗結(jié)果表明:飼糧添加姜粉能夠影響瘤胃對NDF和ADF的消化吸收，提高了 NDF和ADF的消化率?？赡艿脑蚴?與粗飼料緊密結(jié)合的瘤胃微生物在對粗纖維的降解過程中發(fā)揮著重要的作用，姜粉中的有效物質(zhì)(揮發(fā)油、姜辣素等)改變了瘤胃微生物的生長條件，促進(jìn)了瘤胃內(nèi)纖維分解菌的生長和繁殖［13］，從而加強(qiáng)了其對NDF和ADF的降解。李清宏等［10］研究表明，復(fù)方中草藥添加劑可顯著提高斷奶仔豬CP和ADF的表觀消化率;李琦華等［11］研究表明，在生長肥育豬的飼糧中加入中藥，可顯著提高粗纖維的消化率;徐巖［12］研究表明，在綿羊飼糧中加入300和500 mg/kg的女貞子提取物可以提高瘤胃對DM、NDF和ADF的降解率，這都與本試驗結(jié)果是一致的。姜粉中的有效物質(zhì)影響瘤胃內(nèi)纖維分解菌生長和繁殖的機(jī)理有待進(jìn)一步地研究。

表3 飼糧添加姜粉對各消化道段流通量的影響Table 3 Effects of dietary ginger powder on the flow flux in various digestive tracts

3.2 姜粉對各消化道段營養(yǎng)成分的流通量和消失率變化的影響

飼糧發(fā)生改變能夠影響瘤胃微生物，特別是纖毛蟲的生長和繁殖，而經(jīng)過長期的適應(yīng)和選擇，瘤胃微生物和宿主之間、微生物和微生物之間處于一種相互依賴、相互制約的動態(tài)平衡系統(tǒng)中。一方面，宿主動物為微生物提供生長環(huán)境，瘤胃植物性飼料和代謝物為微生物提供生長所需的各種養(yǎng)分;另一方面，瘤胃微生物幫助消化宿主自身不能消化的植物物質(zhì)，如纖維素、半纖維素等，為宿主提供能量和養(yǎng)分。瘤胃微生物之間也存在著協(xié)同和拮抗作用。當(dāng)某種原因破壞了腸道微生物平衡時，會引起飼料消化率的降低。原蟲對纖維素的降解有正負(fù)2個方面的作用:一方面，原蟲通過對植物組織的物理性裂解作用，促進(jìn)植物細(xì)胞間的分離，使細(xì)胞壁破裂成碎片，還可以分泌分解纖維素、半纖維素和果膠的酶類。另一方面，反芻動物瘤胃內(nèi)原蟲不能利用氨態(tài)氮合成自身蛋白質(zhì)，只能以微生物、飼料中的蛋白質(zhì)作為其主要氮源，主要依靠對細(xì)菌、真菌的吞噬作用合成氨基酸。Lu等［14］研究發(fā)現(xiàn)，綿羊瘤胃灌注占飼糧2%和4%(干物質(zhì)基礎(chǔ))的苜蓿皂素以后，原蟲數(shù)量分別降低34%和47%。葉均安等［15］報道，在培養(yǎng)液中加入茶皂素提取物，培養(yǎng)3 h后原蟲成活數(shù)顯著下降。

余珍等［16］研究表明生姜揮發(fā)油的單萜醛類中，紫蘇醛、橙花醛和香味醛具有很強(qiáng)的抗真菌活性。本試驗結(jié)果表明，添加0.5和1.0 g/kg姜粉降低了各種營養(yǎng)成分的消化吸收，與對照組的消化率相比分別降低了2.2%和9.2%，原因可能是在飼糧中加入較低劑量的姜粉后，在15 d預(yù)試期內(nèi)，腸道微生物還未完全適應(yīng)姜粉的刺激，姜粉中的有效物質(zhì)，如姜辣素、揮發(fā)油等，加強(qiáng)了瘤胃原蟲的負(fù)作用，使其對參與飼料消化的有益菌的吞噬作用加強(qiáng)，而且抑制了細(xì)菌的生長和繁殖，從而導(dǎo)致了營養(yǎng)消化率的下降。

表4 干物質(zhì)、中性洗滌纖維、酸性洗滌木質(zhì)素、有機(jī)物、粗蛋白質(zhì)和粗脂肪的消失率Table 4 Disappearance ratios of DM，NDF，ADF，OM，CP and EE %

張美英等［17］研究表明，在肉雞飼糧中加入山楂提取物，在一定的添加量范圍內(nèi)，山楂在試驗初期肉雞因需要適應(yīng)而不表現(xiàn)出作用，但超過一定范圍后，則也會出現(xiàn)相反的效果，可能與山楂的適口性及藥理性有關(guān)。隨著山楂使用時間的延長，才可以在體內(nèi)發(fā)揮作用，且在適宜量的范圍內(nèi)，隨著添加量的增加效果越來越顯著。蔣惠等［18］也做過類似報道。這說明腸胃微生物適應(yīng)新的添加劑需要一定的時間，而且適應(yīng)時間的長短受到添加量的影響，而中草藥作為預(yù)防性與治療性集于一身的添加劑，本身的缺陷就是療效發(fā)揮速度慢，隨著姜粉的添加，較高的添加水平(1.5 g/kg)可能使瘤胃腸道微生物能夠更快地適應(yīng)，從而提高了營養(yǎng)成分的消化吸收。張元慶等［19］研究也表明，毛茛科植物提取物對瘤胃微生物生長或酶活具有一定的抑制作用，隨著發(fā)酵時間的延長，提取物的抑制作用逐漸減弱甚至對微生物發(fā)酵具有一定的促進(jìn)作用，分析其原因可能是:1)瘤胃微生物能夠降解植物提取物;2)發(fā)酵前期提取物對瘤胃微生物的抑制為后期發(fā)酵創(chuàng)造了相對適宜的條件。這與本試驗結(jié)果是一致的。

本試驗中添加1.5 g/kg姜粉組，相對于對照組DM的消失率提高了 6.3%，NDF提高了3.0%，ADF 提高了 4.3%，OM 提高了 4.0%，CP提高了5.1%，EE提高了5.7%，總計可以提高營養(yǎng)物質(zhì)消失率達(dá)4.7%。另有研究也表明，姜粉等植物源性飼料添加劑富含多種營養(yǎng)因素和活性成分，能興奮動物胃腸道、促進(jìn)消化腺分泌消化酶、提高飼料利用率［20］。姜粉作為中草藥的一種，含有多種天然營養(yǎng)成分和多種生物活性物質(zhì)，既能促進(jìn)機(jī)體糖類代謝、蛋白質(zhì)合成，又可刺激性腺發(fā)育、增膘復(fù)壯、促進(jìn)生長、增強(qiáng)抗病力［21］，因此促進(jìn)了厭氧微生物的發(fā)酵，顯著降低了瘤胃原蟲的數(shù)量，從而減少了原蟲對瘤胃細(xì)菌、真菌等其他微生物的吞噬作用，有利于微生物的增殖，提高瘤胃菌體蛋白的排出量，增加進(jìn)入真胃和小腸的菌體蛋白數(shù)量，因而，可以提高蛋白質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)的代謝率［22］。李琦華等［11］的研究表明，在生長肥育豬的飼糧中加入中藥，CP、CF、EE、粗灰分、鈣的消化率都較高，西藥組次之，不添加任何藥物的對照組最低，表明添加中草藥添加劑能明顯提高生長育肥豬飼糧營養(yǎng)物質(zhì)的消化率。Gastillejos等［23］研究表明，添加丁香酚并沒有影響DM、OM、NDF和ADF，說明丁香酚沒有改變飼糧成分的可發(fā)酵性，這與本試驗結(jié)果是不一致的。王友明等［24］等報道，復(fù)方中草藥添加劑能提高飼糧中CP、EE、粗灰分、鈣、磷等營養(yǎng)物質(zhì)的表觀消化率，從而起到促進(jìn)豬生長發(fā)育的作用。方熱軍等［25］研究表明，與抗生素相比，1%的中草藥添加劑可提高DM消化率2.28%，表觀氮存留率提高6.32%。徐巖［12］研究表明，隨著女貞子提取物的添加水平增加瘤胃降解率有上升的趨勢。與劉春龍［26］絲蘭提取物的結(jié)果不一致，300、500 mg/kg組的 DM、NDF和ADF降解率均高于對照組，100 mg/kg組的DM低于對照組。左曉磊等［27］試驗表明，添加中草藥能夠提高小尾寒羊的飼糧CP、DM、ADF和NDF等表觀消化率。由于時間和條件的限制，本試驗沒有確定肉牛瘤胃微生物完全適應(yīng)姜粉的時間，這有待在以后的試驗中進(jìn)一步地研究。

本試驗結(jié)果同時說明瘤胃是消化吸收營養(yǎng)物質(zhì)的最主要部位，大約可以消化吸收進(jìn)入瘤胃45.8% 的 DM、55.8% 的 NDF、45.3% 的 ADF、52.0%的 OM、26.6%的 CP 和 34.4%的 EE，總吸收率達(dá)到43.3%;小腸是僅次于瘤胃消化營養(yǎng)物質(zhì)的重要部位，大約可以消化吸收營養(yǎng)物質(zhì)的16.6%，而且由于瘤胃微生物蛋白質(zhì)和飼料未降解蛋白質(zhì)進(jìn)入十二指腸被消化吸收，所以小腸是蛋白質(zhì)消化利用的主要部位［28］，本試驗CP在小腸的消失率達(dá)到49.9%，與上述結(jié)果是一致的。直腸對營養(yǎng)物質(zhì)的消化能力比較差，大約只能吸收營養(yǎng)物質(zhì)的5.8%。其中EE的消失率最高，達(dá)70.7% ～81.4%，與其他營養(yǎng)成分總消失率差異顯著，其余營養(yǎng)成分的消失率差異并不明顯。

4 結(jié)論

①飼糧添加姜粉能夠影響消化道對NDF和ADF的消化吸收，提高消化道中NDF和ADF的消失率。

② 飼糧添加低劑量(0.5和1.0 g/kg)的姜粉，可以提高營養(yǎng)物質(zhì)的流通量，降低營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收，而高劑量(1.5 g/kg)的姜粉可以降低營養(yǎng)物質(zhì)的流通量，提高營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收。

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［27］左曉磊，趙國先，李建國，等.中草藥增重劑對小尾寒羊生產(chǎn)性能及血液理化指標(biāo)影響的研究［J］.飼料研究，2005(2):5－8.

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*Corresponding author，WAN Fachun，professor，E-mail:wanfc@sina.com.cn;YANG Zaibin，professor，E-mail:yangzb@sdau.edu.cn

(編輯 王智航)

Dietary Ginger Powder A ffects Digestion and Absorption of Nutrients in Beef Cattle

LIU Mingjie1WAN Fachun2*YANGWeiren1SONG Enliang2YANG Zaibin1*
(1.College of Animal Science and Technology，Shandong Agricultural University，Tai＇an，Shandong271018，China;2.Institute of Animal Science and Veterinary Medicine，Shandong Academy of
Agricultural Sciences，Jinan，250100，China)

The trialwas designed to investigate the effects of ginger powder supplementation on digestion and absorption of nutrients in beef cattle.FourLuxicattlewith sim ilar age and body weight［(400 ±20)kg］fitted with permanent rumen，duodenum and term inal ileum fistula were used in a 4×4 Latin square.Cattle in the control group were fed basal diet，and those in experimental groupswere fed basal diet supplemented with 0.5，1.0 and 1.5 g/kg ginger pow der，respectively.The trial consisted of 4 periodswith 21 d per period(prelim inary trial period lasted for 15 d，trial period lasted for 6 d).The results showed as follows:1)dietary ginger powder by 0.5，1.0 and 1.5 g/kg significantly reduced the neutral detergent fiber(NDF)content in the ileum and rectum(P＜0.05)and tended to reduce the NDF content in the duodenum(P=0.079);compared with the control group，dietary ginger powder by 1.0 and 1.5 g/kg significantly decreased the acid detergent fiber(ADF)content in the rumen and rectum(P＜0.05).2)Dietary ginger powder by 1.0 g/kg significantly increased the flow flux of dry mattet(DM)，NDF，ADF，organicmatter(OM)and crude protein(CP)in different segments of digestive tract(P＜0.05);dietary ginger powder by 1.5 g/kg significantly reduced the flow flux of EE in the rectum and ileum(P＜0.05).3)Compared with dietary ginger power by 1.5 g/kg，the disappearance ratio of DM，NDF，ADF and ether extract(EE)in digestive tract of dietary ginger power by 1.5 g/kg were significantly higher(P＜0.05).In conclusion，low doses(0.5 and 1.0 g/kg)of ginger powder can improve the flow flux of nutrients and reduce the digestion and absorption of nutrients，while high doses(1.5 g/kg)of ginger powder can decrease nutrients flow flux and improve digestion and absorption of nutrients in beef cattle.［Chinese Journal of Animal Nutrition，2011，23(9):1569-1576］

ginger;beef cattle;flow flux;digestive tract;disappearance ratio

S 823;S816.7

A

1006-267X(2011)09-1569-08

10.3969/j.issn.1006-267x.2011.09.016

2011－03－28

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)(肉牛)產(chǎn)業(yè)體系專項經(jīng)費、公益性行業(yè)農(nóng)業(yè)科研專項經(jīng)費課題(20090300608)

劉明杰(1985—)，男，山東濰坊人，碩士研究生，從事動物營養(yǎng)與飼料科學(xué)研究。E-mail:lium ingjie27@163.com

*通訊作者:萬發(fā)春，研究員，E-mail:wanfc@sina.com.cn;楊在賓，教授，博士生導(dǎo)師，E-mail:yangzb@sdau.edu.cn