絲蘭提取物和益生菌對(duì)生長(zhǎng)肥育豬生長(zhǎng)性能、抗氧化功能、養(yǎng)分消化代謝以及糞污氮磷、有害氣體排放的影響

李元鳳，王亞超，敖 翔，范明東*，何 健*

（1.西南科技大學(xué)生命科學(xué)與工程學(xué)院，四川綿陽(yáng) 621000；2.四川鐵騎力士集團(tuán)馮光德實(shí)驗(yàn)室，四川綿陽(yáng) 621000）

作為我國(guó)現(xiàn)代畜牧業(yè)的重要經(jīng)濟(jì)支撐，大型規(guī)模化豬場(chǎng)占比已超過(guò)養(yǎng)殖場(chǎng)80%。以現(xiàn)有畜禽存欄量計(jì)算，我國(guó)畜禽每年約產(chǎn)生40 億t 糞污，嚴(yán)重超過(guò)環(huán)境自然承載力。養(yǎng)殖業(yè)環(huán)境污染物質(zhì)主要包括豬舍內(nèi)的有害氣體以及糞污中的有害物質(zhì)。豬舍內(nèi)有害氣體占比最大的是氨氣，其濃度過(guò)高會(huì)直接刺激動(dòng)物呼吸系統(tǒng)，阻礙動(dòng)物生長(zhǎng)發(fā)育。氮和磷是豬糞中主要的污染物，通過(guò)污染養(yǎng)殖場(chǎng)周圍的土壤和水源，最終使土地失去種植能力。而水體中聚集大量的氮、磷等微量元素會(huì)導(dǎo)致水體富氧化，淡水資源被污染，從而破壞了人類的生態(tài)環(huán)境。2020 年7 月，抗生素已經(jīng)禁止在我國(guó)畜禽飼料中使用，具有促生長(zhǎng)以及減排功效的抗生素替代產(chǎn)品已成為行業(yè)研究熱點(diǎn)。

絲蘭提取物源自于純天然絲蘭屬植物，營(yíng)養(yǎng)成分豐富，如皂甙和白藜蘆醇等，具有改善畜舍內(nèi)環(huán)境，促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)，提高免疫力，調(diào)節(jié)動(dòng)物腸道內(nèi)微生物菌群平衡，降低氨氣排放等功能。近年來(lái)益生菌應(yīng)用廣泛，其能通過(guò)直接增加腸道有益菌從而改變動(dòng)物菌群結(jié)構(gòu)，促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)。前人研究發(fā)現(xiàn)，益生菌對(duì)豬腸道健康、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)利用率、抗應(yīng)激方面均有正向的作用。目前絲蘭提取物多應(yīng)用于斷奶仔豬、母豬、水產(chǎn)和反芻動(dòng)物研究，絲蘭提取物和益生菌能協(xié)同改善肉雞肉品質(zhì)，但有關(guān)絲蘭提取物和益生菌對(duì)生長(zhǎng)育肥豬促生長(zhǎng)及減排方面是否具有協(xié)同效應(yīng)研究甚少。本試驗(yàn)旨在研究在豬生長(zhǎng)育肥階段飼糧中單獨(dú)添加或者合用絲蘭提取物和益生菌對(duì)豬生長(zhǎng)性能、抗氧化功能以及減排的影響，為后期指導(dǎo)生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料 絲蘭提取物（市售，皂角苷>10.5%）；益生菌（市售，乳酸菌數(shù)、枯草芽孢桿菌數(shù)和酵母菌數(shù)分別為1×10、1×10、1×10CFU/kg）。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)及飼糧 試驗(yàn)采用2×2 析因設(shè)計(jì)，2 個(gè)因素分別為絲蘭提取物（0、100 mg/kg）和益生菌（0、200 mg/kg）。選擇128 頭健康、體重為（47.21±0.37）kg的杜洛克× 長(zhǎng)白× 約克生長(zhǎng)肥育豬，隨機(jī)分為4 個(gè)處理，每個(gè)處理4 個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)8 頭（公母各半）。對(duì)照組飼喂基礎(chǔ)飼糧，絲蘭組、益生菌組和絲蘭+益生菌組分別在基礎(chǔ)飼糧中添加100 mg/kg 絲蘭提取物、200 mg/kg 益生菌、100 mg/kg 絲蘭提取物+200 mg/kg益生菌。預(yù)飼期7 d，正式試驗(yàn)84 d。參考 NRC（2012）營(yíng)養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)、《T/CFIAS 001-2018 仔豬、生長(zhǎng)育肥豬配合飼料》以及企業(yè)內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)配制飼糧，飼糧組成及營(yíng)養(yǎng)水平見(jiàn)表 1。

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

1.3 飼養(yǎng)管理 2020 年7 月—2020 年8 月在鐵騎力士集團(tuán)研發(fā)基地開(kāi)展動(dòng)物試驗(yàn)。豬舍為半封閉、水泥地板。試驗(yàn)期間豬只自由采食及飲水，其他飼養(yǎng)管理和保健程序參照試驗(yàn)場(chǎng)規(guī)定。

1.4 測(cè)定指標(biāo)及方法

1.4.1 生長(zhǎng)性能 試驗(yàn)豬在第1 天和第84 天早上空腹12 h后進(jìn)行稱重，第42 天和第84 天早上結(jié)算余料量。準(zhǔn)確記錄試驗(yàn)期間飼糧添加數(shù)量，以及每天飼糧浪費(fèi)數(shù)量，分別計(jì)算1～42 d、43～84 d 以及試驗(yàn)全期的平均日采食量（ADFI）、平均日增重（ADG）和耗料增重比（F/G）。

1.4.2 養(yǎng)分回腸表觀消化率及糞便氮磷排放 試驗(yàn)第 80～82 天，每天每個(gè)重復(fù)隨機(jī)采集 4 頭豬的糞便樣品，滴加鹽酸（10%）到樣品中固氮，混合均勻后-20℃保存。糞樣轉(zhuǎn)移到實(shí)驗(yàn)室后65℃烘至恒重，粉碎并用 40 目篩過(guò)篩后，-20℃凍存待測(cè)。飼糧樣品直接在生產(chǎn)時(shí)采集200 g。參照GB/T 6432-2018《飼料中粗蛋白的測(cè)定 凱氏定氮法》和GB/T 6437-2018《飼料中總磷的測(cè)定 分光光度法》的方法分別測(cè)定氮和磷含量。飼糧和糞便樣品中干物質(zhì)和氮測(cè)定時(shí)以酸不溶灰分（AIA）作為內(nèi)源指示劑，參照美國(guó) AOAC的分析方法進(jìn)行，采用絕熱式氧彈熱量計(jì)測(cè)定總能。參照 Stеin 等的方法計(jì)算養(yǎng)分表觀消化率。養(yǎng)分回腸表觀消化率的計(jì)算公式為：

養(yǎng)分回腸表觀消化率=100%-[ 飼糧中AIA 含量/糞中AIA 含量×糞中養(yǎng)分含量/飼糧中養(yǎng)分含量]×100%

1.4.3 血清抗氧化指標(biāo) 試驗(yàn)結(jié)束，每組隨機(jī)選取8 頭豬（每個(gè)重復(fù) 2 頭），前腔靜脈采血10 mL，3 000 r/min 離心 5 min 制備血清。血清超氧化物歧化酶（SOD）、 過(guò)氧化氫酶（CAT）、丙二醛（MDA）和總抗氧化力（T-AOC）含量均用試劑盒（南京建成生物工程研究所生產(chǎn)）測(cè)定，按照說(shuō)明書(shū)操作步驟進(jìn)行測(cè)定。

1.4.4 有害氣體排放測(cè)定 試驗(yàn)第80～82 天，每天用人工刺激肛門(mén)的方法采集每頭豬排泄的新鮮糞便100 g，同時(shí)接取尿液200 g，放置于體積為5 L 的透明密封箱中，攪拌均勻（糞便應(yīng)浸沒(méi)在尿液中），記錄好每個(gè)樣品制樣時(shí)間。密封箱加蓋，并用夾子夾住檢測(cè)孔乳膠管，形成一個(gè)密閉空間，置于常溫環(huán)境中。在隨后4、12、24 h 的同一時(shí)間點(diǎn)用四合一氣體檢測(cè)儀（型號(hào)：HGFB4，氨氣檢測(cè)范圍：0～400 mg/kg，硫化氫檢測(cè)范圍：0～200 mg/kg）檢測(cè)容器中氨氣和硫化氫濃度，每個(gè)樣品數(shù)據(jù)讀取時(shí)間為60 s（用秒表準(zhǔn)確記錄），并做好記錄。每個(gè)密封箱檢測(cè)結(jié)束后，及時(shí)用夾子夾住檢測(cè)孔乳膠管，避免氣體逸出。

1.5 統(tǒng)計(jì)分析 先用Excеl 軟件預(yù)處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)，后用SPSS 22.0 軟件分析結(jié)果。用Onе Way ANOVA 程序進(jìn)行單因素方差分析，用Duncan′s 法進(jìn)行多重比較。結(jié)果以平均值表示。<0.05 表示差異顯著，>0.05 表示差異不顯著。然后采用2×2 雙因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行分析，數(shù)學(xué)模型為：X=μ+++（）+。式中：X為觀測(cè)值；為總體平均效應(yīng)；為絲蘭提取物效應(yīng)；為益生菌效應(yīng)；（）為絲蘭提取物與益生菌的交互效應(yīng)；ε為誤差效應(yīng)。

2 結(jié) 果

2.1 絲蘭提取物和益生菌對(duì)生長(zhǎng)肥育豬生長(zhǎng)性能的影響 由表2 可見(jiàn)，從全期來(lái)看，4 個(gè)處理組ADG、ADFI 和F/G差異均不顯著。試驗(yàn)43～84 d，絲蘭+益生菌組ADG和ADFI 高于對(duì)照組和絲蘭組（<0.05），F(xiàn)/G 低于對(duì)照組（<0.05）。絲蘭提取物和益生菌對(duì)生長(zhǎng)育肥豬43～84 d 的生長(zhǎng)性能存在顯著的交互作用（<0.05）。

表2 絲蘭提取物和益生菌對(duì)生長(zhǎng)肥育豬生長(zhǎng)性能的影響

2.2 絲蘭提取物和益生菌對(duì)生長(zhǎng)肥育豬養(yǎng)分回腸表觀消化率的影響 由表3 可見(jiàn)，4 個(gè)處理組干物質(zhì)和總能回腸表觀消化率差異均不顯著，但絲蘭+益生菌組的氮回腸表觀消化率高于其他3 組（< 0.05）。絲蘭提取物和益生菌對(duì)氮回腸表觀消化率存在顯著的交互作用（<0.05）。

表3 絲蘭提取物和益生菌對(duì)生長(zhǎng)肥育豬養(yǎng)分回腸表觀消化率的影響

2.3 絲蘭提取物和益生菌對(duì)血清抗氧化指標(biāo)的影響 由表4 可見(jiàn)，4 個(gè)處理組SOD、CAT、MDA 及T-AOC 差異均不顯著。

表4 絲蘭提取物和益生菌對(duì)血清抗氧化指標(biāo)的影響

2.4 絲蘭提取物和益生菌對(duì)糞便氮磷及糞污有害氣體排放的影響 由表5 可見(jiàn)，絲蘭+益生菌組糞氮和糞磷排放率均低于對(duì)照組和絲蘭組（<0.05）。對(duì)照組在4、12 h 和24 h 氨氣排放量均高于其他3 個(gè)處理組（<0.05）。絲蘭提取物和益生菌對(duì)糞氮和糞磷排放率存在顯著的交互作用（<0.05）。

表5 絲蘭提取物和益生菌對(duì)糞便氮磷及糞污有害氣體排放的影響

3 討 論

3.1 絲蘭提取物和益生菌對(duì)生長(zhǎng)肥育豬生長(zhǎng)性能、養(yǎng)分消化代謝及污染物排放的影響 絲蘭提取物和益生菌在促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)，提高動(dòng)物養(yǎng)分吸收利用，降低糞污氮磷排放方面均有顯著效果。李宗凱等報(bào)道益生菌可以顯著提高育肥豬ADG，顯著降低F/G。何貝貝等研究發(fā)現(xiàn)絲蘭提取物可以顯著提高斷奶仔豬的ADG 和ADFI。本研究發(fā)現(xiàn)，絲蘭提取物或（/和）益生菌對(duì)生長(zhǎng)肥育豬無(wú)促生長(zhǎng)作用，這與前人的研究結(jié)果有差異，原因可能與基礎(chǔ)飼糧、絲蘭提取物或益生菌添加劑量以及飼喂周期等有關(guān)。蘇俊玲等在肉仔雞上的研究發(fā)現(xiàn)，100～200 mg/kg 絲蘭提取物可以顯著提高干物質(zhì)和粗蛋白的表觀代謝率。本試驗(yàn)中，絲蘭提取物或與益生菌合用能顯著提高氮表觀消化率，說(shuō)明在豬生長(zhǎng)育肥階段外源性絲蘭提取物和益生菌在氮的利用方面具有協(xié)同作用，這與絲蘭+益生菌組的ADG 增加結(jié)果一致，但ADG 未達(dá)到顯著水平，需要進(jìn)一步深入研究。在反芻動(dòng)物、單胃動(dòng)物和水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物上的研究表明，生長(zhǎng)在沙漠中的絲蘭，其提取物可以減少糞氮和尿氮排放量，降低圈養(yǎng)動(dòng)物圈舍中氨氣濃度，從而減少了糞便氨臭味。何貝貝等在斷奶仔豬飼糧中添加90、120、150、180 mg/kg 絲蘭提取物發(fā)現(xiàn)，斷奶仔豬腸道有益菌增殖，有害菌降低，糞便中氮磷排放也顯著下降，其中120 mg/kg 添加量效果最好。陳華潔等研究發(fā)現(xiàn)，添加絲蘭提取物后雞排泄物中氨態(tài)氮含量顯著下降。本研究發(fā)現(xiàn)絲蘭+益生菌組糞便氮磷排放顯著降低，這可能與益生菌能改變腸道微生物菌群平衡，絲蘭提取物有效成分（如皂角苷）能強(qiáng)力吸附氨氣，緩解了氨氣的釋放速度有關(guān)，表明二者在豬生長(zhǎng)肥育階段具有協(xié)同作用。

在絲蘭提取物和益生菌聯(lián)合作用下，氮磷的吸收利用率提高，糞便氮磷排放量降低，從而保護(hù)了環(huán)境免受污染。本研究生長(zhǎng)育肥豬全程使用一個(gè)配方，在參考行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合當(dāng)?shù)仞B(yǎng)豬生產(chǎn)實(shí)踐設(shè)計(jì)的低蛋白飼糧。經(jīng)過(guò)大量實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用表明，此低蛋白配方飼糧不影響豬的生長(zhǎng)性能，且能降低氮的排放，可供同行參考使用。

3.2 絲蘭提取物和益生菌對(duì)生長(zhǎng)肥育豬血清抗氧化功能的影響 機(jī)體自身具有防御系統(tǒng)，即抗氧化系統(tǒng)。動(dòng)物能維持健康是由于抗氧化系統(tǒng)能清除體內(nèi)過(guò)多的自由基，使機(jī)體處于氧化與抗氧化的動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)。作為抗氧化系統(tǒng)中重要的酶，SOD 和CAT 可以清除體內(nèi)的HO，從而保護(hù)細(xì)胞免受HO的損傷，SOD 和CAT 活性高低可以表示機(jī)體清除自由基能力的強(qiáng)弱。體內(nèi)脂質(zhì)過(guò)氧化的程度則可以用MDA 水平反映。作為綜合評(píng)價(jià)動(dòng)物機(jī)體抗氧化功能高低的指標(biāo)，T-AOC可以反映機(jī)體對(duì)外界刺激代償能力和自由基代謝能力高低。T-AOC 水平降低后，抗氧化系統(tǒng)活性不能維持，導(dǎo)致機(jī)體內(nèi)大量積聚脂質(zhì)過(guò)氧化物和自由基。而氧自由基的清除需要SOD 和CAT 持續(xù)催化才能起作用。本試驗(yàn)中4 個(gè)處理的抗氧化指標(biāo)均無(wú)顯著變化，說(shuō)明本試驗(yàn)條件下，絲蘭提取物和益生菌單獨(dú)添加或者合用對(duì)育肥豬抗氧化功能改善不明顯，而朱瑾等研究發(fā)現(xiàn)使用枯草芽孢桿菌能顯著提高育肥豬的抗氧化功能，結(jié)果不一致的原因可能跟益生菌添加劑量以及菌種組成差異有關(guān)。

4 結(jié) 論

本試驗(yàn)結(jié)果表明，絲蘭提取物和益生菌合用可以顯著提高生長(zhǎng)育肥豬氮利用率，顯著降低糞污中氨氣排放，但對(duì)生長(zhǎng)性能無(wú)明顯改善。