菌酶處理水稻秸稈對肉用綿羊營養物質表觀消化率與血清生化指標的影響

馮文曉，陶蓮，陳國順，刁其玉*

（1.中國農業科學院飼料研究所，農業部飼料生物技術重點實驗室，北京海淀100081；2.甘肅農業大學動物科學與技術學院，甘肅蘭州730070）

科學實驗研究

菌酶處理水稻秸稈對肉用綿羊營養物質表觀消化率與血清生化指標的影響

馮文曉1，2，陶蓮1，陳國順2，刁其玉1*

（1.中國農業科學院飼料研究所，農業部飼料生物技術重點實驗室，北京海淀100081；2.甘肅農業大學動物科學與技術學院，甘肅蘭州730070）

本文旨在研究菌、酶混合制劑和復合酶制劑處理的水稻秸稈，對肉用綿羊營養物質表觀消化率與血清生化指標的影響，進而探索對水稻秸稈有效的生物處理方法。采用單因素試驗設計，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，隨機分為4個處理，每個處理5個重復，每個重復4只。對照組飼喂干水稻秸稈，處理組Ⅰ飼喂添加菌、酶復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，預飼期8 d，正式期為60 d。結果表明：處理組Ⅰ試驗羊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），其他指標與羊草組差異不顯著（P＞0.05）；處理組Ⅱ試驗羊DM、NDF、ADF消化率較對照組分別提高32.02%、42.24%、100.12%（P＜0.05），其他指標均與羊草組差異不顯著（P＞0.05）；處理組Ⅰ、Ⅱ各項指標之間差異不顯著（P＞0.05）。試驗羊血清生化指標各組間差異不顯著（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營養物質的消化利用，效果達到或超過羊草水平。

水稻秸稈；肉羊；消化；血清指標

我國水稻、小麥和玉米等糧食作物的產量豐富，因此能夠產生大量農作物秸稈，僅2015年我國農作物秸稈產量達到9億噸左右，列世界之首（侯金麗，2015）。但飼喂家畜或者經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，如何提高秸稈營養價值、改善其適口性及利用率是大力發展節糧型草食家畜養殖的需要，也是實現農業和畜牧業結構優化、高效、優質和可持續發展戰略的重要途徑之一。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，提高營養素的消化率，成為養殖者關注的熱點（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，結構性多糖以纖維素和半纖維素形式存在，營養物質消化率較低，適口性差等特點（文奇男，2011），另一方面，目前關于水稻秸稈的青貯研究局限于秸稈青貯發酵品質的實驗室研究階段（Mendoza等，2014；Ozduven等，2010），少有對肉羊營養物質表觀消化率與血清生化指標的研究，而營養物質表觀消化率與血清生化指標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、酶復合劑青貯發酵和酶制劑處理的水稻秸稈作為粗飼料進行肉羊飼喂試驗，以羊草為對照，通過測定分析肉羊營養物質表觀消化率與血清生化指標，以期探索出有效的秸稈生物處理技術，為高效、充分利用秸稈資源提供依據。

1 材料與方法

1.1 試驗時間和地點本試驗于2015年11月16日至2016年1月24日在河北省中寶農耕科技有限公司進行，歷時68 d，其中預試期8 d，正式期60 d。

1.2 試驗材料

1.2.1 水稻秸稈水稻秸稈品種為稻花香，試驗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：使用粉碎機將水稻秸稈粉碎至2~3 cm后，噴灑菌、酶復合青貯劑，使之充分混勻，調至適宜水分為60%~ 70%后將其裝填進壓實機中，記錄秸稈重量，密封發酵45 d后開袋取用。

干秸稈添加酶制劑：將復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，然后與精料補充料混勻后進行飼喂。

風干稻秸：自然風干水稻秸稈粉碎至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 試驗日糧試驗日糧自行配制，預混料由北京精準動物營養研究中心提供。依據本試驗提出的肉羊營養需要，配制精粗比為5∶5的TMR。日糧組成及營養成分見表1。

表1 試驗日糧組成及營養水平（干物質基礎）

1.4 試驗設計

1.4.1 飼養管理采用單因素完全隨機試驗設計，將80只羊隨機分為4個處理，每組5個重復，每個重復（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）。預試前打好耳號，免疫注射三聯四防疫苗并進行驅蟲處理。飼養期羊圈戶外最高溫度10℃，最低-10℃，平均溫度8℃。試驗羊每日飼喂2次（8∶00和16∶00），自由飲水。飼喂量根據前一天羊只的進食量進行調整，確保飼槽內有10%左右的剩料。每天準確稱取并詳細記錄每圈投料量和剩料量。預試期開始、正式期開始和正式期結束時晨飼前進行稱重。

1.4.2 消化試驗飼養試驗進行一個月之后，采用全收糞法進行物質消化試驗，每處理組選體重一致的5只羊，采用自制羊專用收糞袋收集糞便，消化試驗（為期10 d），預飼期為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。消化試驗結束后稱重。試驗結束后屠宰，頸靜脈采血。

1.4.3 測定指標及方法

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

營養物質表觀消化率/%=（食入營養物質量/ g-糞中營養物質排出量/g）/（食入營養物質量/g）× 100。

常規營養成分總能、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 血清生化指標血樣采集：飼養試驗結束后，試驗羊從頸靜脈取全血10 mL/只，置于干凈的促凝管內，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，轉移到離心管中，置于-20℃冰箱內以備血清生化指標測定。

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行測定。

1.5 數據處理試驗數據采用Excel 2007進行整理，采用SAS 9.1統計軟件的ANOVA進行單因素方差分析，差異顯著則用Duncan’s法進行多重比較。P＜0.05為差異顯著的判斷標準。

2 結果

2.1 不同生物處理水稻秸稈對試驗羊營養成分表觀消化率的影響從表2可以看出，干物質的消化率為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羊血清生化指標的影響從表3可以看出，四組的FAA共7個指標處于一個相對平衡的數值范圍，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羊血清生化指標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

營養物質消化率標志著飼料營養素的可消化性及動物對該飼料的適應性。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構，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構性碳水化合物。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現，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，他們認為酶破壞了植物細胞壁，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動物，結果表明，在其日糧中添加纖維素酶和木聚糖酶為主的復合酶可以改變瘤胃發酵模式，顯著提高處理組后備牛的NDF表觀消化率，進而提高飼料的消化率。李艷玲等（2015）在奶牛基礎日糧中添加含纖維素酶和木聚糖酶的外源性復合酶制劑發現，其NDF的降解率顯著提高。本試驗結果表明，將復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所采用的復合酶制劑之間發生了協同作用，纖維素酶可以破解纖維素的葡萄糖苷鍵，使秸稈細胞壁結構松散，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構單元-木聚糖，最終產生D-木糖；木聚糖酶能打破木聚糖的分支結構，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）；果膠酶使膠質成分在結構上發生了較大的變化，有利于進一步的脫膠（鄭科等，2012）；漆酶可直接攻擊木質素，對木質素進行側鏈氧化和甲基化，使木質素中的苯環被解鏈，并進一步降解使其松軟，表面積增大，微生物與其接觸面積增大，促進纖維組分的降解，從而改善了秸稈營養成分的消化率（李海紅等，2010）。但Reddish和Kung（2007）在肉羊日糧中添加復合酶發現，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。

表2 不同生物處理水稻秸稈對試驗羊營養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羊血清生化指標的影響

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，結果青貯料的NDF和ADF含量顯著降低，pH快速下降，糖含量持續增加。由此可見，青貯過程中添加纖維素酶制劑，可通過改善乳酸發酵來提高青貯飼料品質。陳合等（2008）利用菌酶復合制劑（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，木質素、纖維素、半纖維素的降解率分別達到67.0%、60.4%、33.0%，比單獨加入酶或菌對秸稈的纖維素降解轉化有更好的效果。Mehmet Levent等（2010）在小黑麥中添加酶菌復合制劑（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）后發現，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果一致。另有報道，將乳酸菌與纖維素酶制劑應用于意大利黑麥草（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酵品質和DM與OM的消化率，同時還可減少青貯料的NDF和ADF含量。本試驗結果表明，將菌、酶復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生了協同作用（孟慶翔等，1999）。纖維素酶制劑能夠將部分碳水化合物（纖維素、半纖維素、木質素、果膠、淀粉等）降解為可發酵糖（Ifilya，2002），進而提高了發酵底物含量并為乳酸菌發酵所利用，促進乳酸產生，從而達到迅速降低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價值，破壞細胞壁的組織結構，降低木質素與纖維素、半纖維素的復合程度，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酵品質的影響，結果發現，對接種菌制劑纖維含量和體外干物質消化率均未產生影響。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（張寶成，2007）。

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

4 結論

本試驗結果表明，合理的菌酶配伍或酶制劑的合理搭配均可以促進水稻秸稈營養物質的消化利用，效果達到或超過羊草水平。

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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（農業）科研專項經費項目“秸稈飼料生物轉化技術研究與示范”（20120304202）；國家肉羊產業技術體系（CARS-39）

*通訊作者