呼和浩特市賽罕區農牧業局 010020
荊 燕 包頭市青山區農牧林水局 014030
微生態制劑又叫益生素、生菌劑、促生素、利生素和活菌制劑,是在微生物理論指導下,研制出的對宿主有益的活性微生物及其代謝產物和促生長物質的制劑。它是一種天然的生物活性制劑,無毒副作用、無耐藥性、無藥物殘留,通過促進腸道內有益微生物的生長,抑制有害微生物的生長繁殖,從而調整維持胃腸道內的微生態平衡,達到預防疾病和促進生長的目的。同時,這些微生物還可產生促生長因子、多種消化酶和維生素,進而促進營養物質的消化、吸收及動物的生長繁殖。此外,這些微生物還能產生免疫調節因子和干擾素等免疫活性物質,刺激腸道局部免疫器官的生長發育,增強機體免疫力,從而防止各種疾病的發生,是一類新型綠色環保藥物,有望替代抗生素。
(1)我國對微生態制劑的研究起步較晚,許多微生態制劑尚處在開發和試驗過程中,沒有投入到批量生產和實際應用當中去,所以市場上成熟的產品種類較少。目前已確定的在我國適宜作為微生態制劑的菌種種類較少,尚需要開發新的菌種,或利用分子生物學等方法改良現有菌種,使之具有新的特性。
關于微生態制劑作用機制的研究進展緩慢,對于各種畜禽腸道正常菌群的組成和相互關系不夠清楚,這都將減緩微生態制劑的開發和應用進程。微生態制劑的制作和加工工藝手段落后單一,微生態制劑生產的后處理階段手段匱乏,很難保證微生態制劑在與飼料混合的過程中不被其他有害菌污染,無法保證微生態制劑的安全穩定性,其活性也容易受外界環境因素的影響。飼料中添加的抗生素對微生態飼料添加劑的殺滅和抑制作用,使得其無法發揮作用。
(2)缺少配套的應用推廣措施。因為微生態制劑的使用有很嚴格的要求,使用不當會導致微生態制劑的效果減弱或消失。沒有專業的售后服務和咨詢服務作為配套,給微生態制劑在我國的推廣帶來很大的困難。
(3)目前對動物微生態制劑的作用機理了解得還不十分清楚,大多數研究尚停留在使用效果水平上,基礎理論方面的研究也遠遠不夠。動物微生態學應與動物營養學和預防獸醫學密切結合,利用生物技術手段開發出高生產性能的菌種,以提高微生態制劑的飼喂效果,推動行業發展。
從國外的開發和使用效果來看,將芽孢桿菌、乳酸菌、酵母菌及光合菌等多種菌復合配制,形成復合菌制劑是微生態制劑發展的一種趨勢。復合制劑一般都有協同作用,較單一菌株的效果要好。
(1)將微生態制劑與分子生物學相結合,利用基因工程技術定向改造有益菌株,將目的基因(蛋氨酸基因、賴氨酸基因、植酸酶基因、蛋白酶基因、淀粉酶基因及抗原基因等)轉入芽孢桿菌中,進行高效表達,使其具有耐酸、耐熱及在動物體內可長期生存等特性。并針對某種動物的某個階段,研究專用微生態制劑,以保證其的使用效果。將微生態領域與藥學相結合,獲得具有多重耐藥性的新菌株,同時這種耐藥性不會通過細菌質粒傳播到正常的腸道菌群中。將工業與生物技術相結合,尋找高效率、高立體選擇性及條件溫和的寡糖合成方法,探索新型糖端基離去基、新的寡糖合成策略及新型保護基的應用模式。
加強對益生菌、益生元、抗生素和酶制劑的協同作用與作用機理的研究,通過基因工程手段獲得基因工程益生菌,生產出能永久性定居在腸道內的益生菌和多功能性微生態制劑。
(2)深入研究微生態制劑對畜禽免疫功能的影響及其作用機制,走動植物微生態制劑相結合的途徑。比如依靠微生態制劑的噴灑,在鹽堿地上種植牧草類先鋒植物,微生態制劑可提高牧草的耐鹽性和品質,在此基礎上放牧,形成微生物、動物、植物及自然環境間相輔相承的和諧生態圈。
微生態制劑不但在促進動物生長和提高飼料利用率方面發揮著顯著的作用,也可在糞污生物發酵生產有機肥等方面得到廣泛的應用,從而在畜禽健康養殖提高效益、減少糞污對環境的污染及營造舒適的飼養空間方面提供全方位的技術支持。
(1)隨著畜禽養殖業的發展,特別是集約化養殖場的增多和規模不斷擴大,畜禽不可避免地會經常遭遇應激問題,如飼養密度過大、免疫、過冷、過熱、驚嚇、換料、噪音,以及圈舍的衛生狀況太差等,均會使畜禽的消化道微生態平衡遭到破壞,使其免疫力下降,生產性能下降,抗疾病能力降低。而微生態制劑可解決這些問題。大量研究表明,在畜禽飼料中添加微生態制劑能夠顯著提高畜禽的增重及飼料報酬,增強消化酶的活性,改善菌群平衡,增強機體抵抗力,降低死亡率,減少糞臭味,改善產品性能,提高產品品質。早在1973,Nurmi首次在小雞身上證實了腸道微生物區系的保護作用,他給剛出殼的小雞喂一劑成年母雞糞便,結果限制了沙門氏菌在盲腸中的定植。以后Goren、Mead等相繼報道,通過口服活菌制劑預防非宿主特定沙門氏菌和大腸桿菌在雞腸道中的定植,防止了雞白痢和大腸桿菌病等胃腸疾病的發生。抗生素濫用現象日益突出,造成養殖動物的抗病能力降低、致病菌耐藥性增強、產品中藥物殘留、危害食品安全等問題,嚴重制約了養殖業的發展。當前西方發達國家對使用抗生素的限制越來越嚴格,對我國出口動物產品的藥物殘留限制提出了更嚴格的要求,特別是動物源性食品中抗生素殘留的檢出,已成為世界肉類貿易中重要的技術指標和技術壁壘之一。由此可見,微生態制劑在畜禽病害生物防治過程中將發揮重要作用,開發應用無藥物殘留的新型飼料添加劑已成必然。隨著人類對綠色食品的需求日益增大,微生態制劑代替抗生素的市場需求將更加突出。
(2)微生態制劑中的有益微生物還可產生各種消化酶、維生素、有機酸和促生長因子等多種生物活性物質,可促進飼料消化和動物生長,達到提高養殖效益、增加農牧民收入的目的。同時,飼料生物發酵處理技術可使動物的飼草料資源進一步拓寬,一些原來被廢棄的農業副產品如秸稈、葵花頭等將被重新利用,能夠緩解目前粗飼料資源短缺的現狀。并且通過飼料的瘤胃前生物發酵技術的使用,可提高飼料利用率10%~20%,減少飼草料的浪費。糞污的生物發酵無害化處理技術可減少養殖廢棄物對環境的污染,實現變廢為寶生產有機肥料,滿足有機農業對有機肥料的巨大市場需求。因此,微生態制劑在未來的健康養殖中具有十分廣闊的應用前景。
(3)根據動物的品種、年齡和用途來選擇合適的微生態制劑作為飼料添加劑,有著促生長、增體重、提高機體免疫力、產生抗生素類物質、改善畜產品品質、降解有毒物質、改善和凈化環境、提高飼料轉化率和營養價值的功能。在國外,直接使用微生物技術已逐步被應用于畜牧生產上。歐美也將其用于配合飼料,形成了微生態制劑產業。我國目前對微生態制劑的研究應用也越來越廣泛。
近幾年來,國家和自治區對畜禽健康養殖非常重視,提出為全面實現建設北方綠色農畜產品加工輸出基地的重要目標,自治區將大力發展建設新型綠色生態畜牧業,推進畜牧業轉型升級,開展生態家庭牧場和畜禽養殖標準化示范牧場創建活動,這為畜牧業發展指出了新的思路和新的方式。
(4)畜牧業是呼和浩特市的支柱產業之一,在當地國民經濟中占有重要地位,奶牛養殖數量和存欄規模多年來一直位居全區第一,養羊業近年來也得到迅速發展,豬、禽的飼養規模正在不斷發展壯大。本項目的實施,可擴大健康養殖的輻射面,加快畜牧業生產模式的改良進程,使其生產性能在保障畜禽健康和飼養環境安全的前提下得到較大幅度的提升,可減少存欄數量,從而推進傳統數量型畜牧業向質量效益型畜牧業轉變,促進農牧民增收和畜牧業健康發展。
隨著分子生物學的發展,以及基因工程、微囊工藝、緩釋技術等新技術的應用,微生態制劑在畜牧水產養殖業中將會有更加廣闊的應用前景。正如我國著名微生物學家魏曦教授所言,抗生素時代之后,將是微生態制劑的時代。21世紀是生命科學的世紀,微生態制劑必將為畜牧業的健康發展做出更大的貢獻。