飼料發(fā)酵對飼料、豬糞中微量元素形態(tài)及糞臭素的影響

盛清凱　戰(zhàn)余銘　李會榮　孟憲利　趙紅波

摘要：為促進種養(yǎng)結合，在母豬全價配合飼料中添加乳酸菌及枯草芽孢桿菌厭氧發(fā)酵，研究飼料發(fā)酵對飼料、豬糞中銅、鐵、鋅、錳的化學形態(tài)及糞中糞臭素含量的影響。結果表明：和未發(fā)酵飼料相比，發(fā)酵飼料和豬糞中醋酸提取態(tài)的銅、鐵、鋅、錳含量均顯著或極顯著增加，還原態(tài)的銅、鐵含量顯著增加，氧化態(tài)的銅、鐵含量顯著或極顯著減少，殘渣態(tài)的銅含量無明顯變化；飼料pH值顯著降低，豬糞pH值顯著升高；豬糞糞臭素濃度極顯著降低；乳酸菌含量和淀粉酶、纖維素酶活性極顯著或顯著增加。表明飼料發(fā)酵改變了飼料和豬糞中銅、鐵、鋅、錳的化學形態(tài)，減少了豬糞臭味。

關鍵詞：飼料發(fā)酵；豬糞；微量元素形態(tài)；糞臭素

中圖分類號：S828.15 文獻標識號：A 文章編號：1001—4942（2016）03—0106—04

2013年農業(yè)部《飼料原料目錄》中將發(fā)酵定義為應用酵母、霉菌或細菌在受控制的有氧或厭氧條件下，增殖菌體、分解底物或形成特定代謝產物的過程。飼料發(fā)酵過程中外源益生菌不斷擴繁，飼料中粗纖維、蛋白質等物質降解，動物生產性能得到提高。飼料中銅等微量元素分為有機元素和無機元素，其產品形式影響著動物的生產性能。糞便中銅、鐵等微量元素的形態(tài)分為醋酸提取態(tài)、還原態(tài)、氧化態(tài)和殘渣態(tài)，不同形態(tài)影響著糞肥的生物有效性。飼料和糞中銅等微量元素形態(tài)的統(tǒng)一，有助于種養(yǎng)結合。糞臭素是一種重要的糞便惡臭物質，其不但降低豬肉品質，而且污染環(huán)境。飼料發(fā)酵提高了豬的生產性能，有助于減少豬糞發(fā)酵液中的糞臭素，但對飼料和豬糞中銅、鐵等微量元素及豬糞中糞臭素的影響尚不清楚。本試驗研究飼料發(fā)酵對飼料、豬糞中銅、鐵、鋅、錳元素的形態(tài)及糞中糞臭素的影響，為環(huán)保養(yǎng)殖提供參考。

1材料與方法

1.1試驗動物和材料

體況相近、產子數相近、產3胎的經產大×長二元健康、妊娠1天的母豬20頭，由臨邑綠葉種豬場提供。母豬全價配合飼料配方為玉米67%，豆粕21%，麩皮5%，魚粉3%，預混料4%。預混料由山東邦基飼料公司生產，預混料中銅、鐵、鋅、錳的含量分別為400、6200、1650、1340 mg/kg，其產品形式為有機元素。全價配合飼料中其他飼料原料從市場購買?？莶菅挎邨U菌和乳酸菌含量均為1×10⁰cfu/g，皆由山東省農業(yè)科學院畜牧獸醫(yī)研究所提供。

1.2試驗設計

將20頭母豬隨機分為對照組和試驗組，每組10個重復，每個重復1頭母豬，單欄飼養(yǎng)。對照組飼喂未發(fā)酵飼料，試驗組飼喂發(fā)酵飼料。對照組未發(fā)酵飼料為在全價配合飼料中添加枯草芽孢桿菌和乳酸菌，不進行發(fā)酵。試驗組發(fā)酵飼料的制作方法為在全價配合飼料中添加枯草芽孢桿菌和乳酸菌各0.5 kg/t，然后進行塑料袋厭氧發(fā)酵。發(fā)酵成熟后于母豬妊娠第1日開始飼喂。試驗豬由專人飼喂，自由飲水。每天觀察記錄天氣、采食、健康等狀況。

1.3采樣

生豬妊娠第85日早7：00空腹采集豬糞便10份，豬排泄時立即收集，低溫厭氧貯存，帶回實驗室進行分析。同日從代表性位點的飼料袋中無菌采集未發(fā)酵飼料和發(fā)酵飼料各10份，每份500g，低溫厭氧貯存帶回實驗室進行分析。

1.4檢測指標及方法

飼料和糞便中不同形態(tài)銅、鐵、鋅、錳含量的測定：采用改進的歐共體標準司提出的BCR四步提取法分離各元素，由農業(yè)部飼料檢測中心（濟南）采用原子吸收分光光度計法測定各元素醋酸提取態(tài)（可交換態(tài)及碳酸鹽結合態(tài)）、還原態(tài)（Fe/Mn氧化物結合態(tài)）、氧化態(tài)（有機物及硫化物結合態(tài)）、殘渣態(tài)的含量，各種微量元素不同形態(tài)的含量之和為100%，據此計算不同元素各種形態(tài)所占比例。

飼料和糞便中淀粉酶、中性蛋白酶、脲酶、纖維素酶及pH值的測定：將樣品與水按重量比1：6比例稀釋，0.45μm過濾，取濾液按照試劑盒說明測定各種酶活，同時測定濾液pH值。試劑盒購自南京建成生物工程研究所。

糞便中糞臭素含量的測定：取2 g糞便，按重量比1：9加入甲醇后低溫手工勻漿，取漿液由農業(yè)部食品質量檢測中心采用HPLC法進行糞臭素測定。

乳酸菌、大腸桿菌含量采用平板計數法進行測定。

1.5數據處理

采用SAS（V9.1）軟件對所有數據進行處理，采用t-test進行t檢驗，P<0.05為差異顯著，P<0.01為差異極顯著。數據結果用平均數±標準差表示。

2結果與分析

2.1發(fā)酵對飼料中微量元素形態(tài)的影響

由表1可知，和未發(fā)酵飼料相比，發(fā)酵后飼料中銅和鐵醋酸提取態(tài)、還原態(tài)含量顯著增加（P<0.05），氧化態(tài)含量極顯著減少（P<0.01），銅殘渣態(tài)含量增加，但差異不顯著，鐵殘渣態(tài)顯著減少。發(fā)酵后鋅和錳醋酸提取態(tài)含量均顯著增加（P<0.05），鋅還原態(tài)和錳氧化態(tài)含量顯著減少（P<0.05）。表明，發(fā)酵改變了飼料中微量元素的形態(tài)。

2.2發(fā)酵對豬糞中微量元素形態(tài)的影響

由表2可知，發(fā)酵后豬糞中銅醋酸提取態(tài)、還原態(tài)含量增加，氧化態(tài)含量減少，均差異顯著（P<0.05），殘渣態(tài)無顯著變化；鐵銅醋酸提取態(tài)含量增加，氧化態(tài)含量減少，差異極顯著（P<0.01），還原態(tài)含量增加，差異顯著（P<0.05）；鋅、錳的醋酸提取態(tài)含量顯著增加（P<0.05），氧化態(tài)極顯著減少（P<0.01），還原態(tài)無顯著變化（P>0.05）。表明，發(fā)酵改變了豬糞中微量元素的形態(tài)。

2.3發(fā)酵對飼料和豬糞菌群及糞臭素的影響

由表3可知，飼料發(fā)酵可極顯著升高飼料和豬糞中乳酸菌含量，降低大腸桿菌含量（P<0.01）。發(fā)酵后豬糞中糞臭素含量極顯著降低（P<0.01），下降36.84%。發(fā)酵后飼料pH值顯著降低，而豬糞pH值顯著升高（P<0.05）。

2.4發(fā)酵對飼料和豬糞中酶活的影響

由表4可知，發(fā)酵極顯著提高了飼料中淀粉酶和纖維素酶的活性（P<0.01），顯著提高了飼料中蛋白酶和脲酶的活性（P<0.05）。發(fā)酵后豬糞中淀粉酶和纖維素酶的活性顯著提高（P<0.05），但蛋白酶和脲酶無顯著變化。

3結論與討論

本試驗中發(fā)酵改變了飼料中銅、鐵、鋅、錳的化學形態(tài)，這與本試驗發(fā)酵后pH值降低及乳酸菌、淀粉酶、蛋白酶活性增加相對應。飼料中銅、鐵、鋅、錳元素形態(tài)改變可能有兩個方面的原因，其一飼料中碳水化合物降解轉化為乳酸、乙酸、丙酸等有機酸，有機酸與銅等微量元素反應，導致微量元素形態(tài)改變；其二飼料中蛋白質被降解為肽和氨基酸，氨基酸或蛋白質與銅等微量元素絡合或螯合，導致無機微量元素向有機微量元素形態(tài)改變。飼料中添加有機微量元素提高動物生產性能的研究結果與發(fā)酵飼料提高動物生產性能的結果一致。

本試驗糞中銅等微量元素的形態(tài)主要是還原態(tài)和氧化態(tài)，與飼料中的含量不同，這應與飼料中的微量元素在動物體內吸收、代謝有關。發(fā)酵飼料中銅等微量元素的形態(tài)改變，影響著生豬對其的吸收及代謝，有機微量元素的利用率高于無機微量元素。另一方面，發(fā)酵飼料中的乳酸菌、有機酸、酶制劑也可能影響生豬腸道內銅等微量元素的形態(tài)轉化，以及體內其他物質的轉化。本試驗中發(fā)酵飼料豬糞與未發(fā)酵飼料豬糞中的乳酸菌、大腸桿菌、pH值及糞臭素等差別明顯。

本試驗中飼料發(fā)酵可以降低豬糞中糞臭素的結果與盛清凱等在飼料中添加有益菌降低豬糞體外發(fā)酵液中糞臭素含量的結果相似。糞臭素是豬體內色氨酸降解后的產物，乳酸菌參與了色氨酸向糞臭素的轉化。本試驗發(fā)酵飼料可能通過乳酸菌或其他的發(fā)酵次生物質共同降低了糞臭素含量。發(fā)酵飼料降低糞臭素的機理有待進一步研究。