随着“无抗养殖”的全面推进,天然、绿色、环保型饲料或添加剂替代抗生素的研究与应用逐步成为饲料行业发展的重点[1-3]。发酵饲料利用发酵方法将饲料原料中的大分子物质转化生成有机酸、寡聚糖和活性肽等小分子物质以及发酵代谢产物的饲料[4-5]。发酵饲料能够改善动物的消化功能,增强免疫功能[6-7],且具有适口性好、无残留、无环境污染等优点[8-9]。固态发酵饲料具有制备方法简单、成本低廉等优点,是当前具有发展潜力的抗生素替代品之一[10-12]。但目前复合益生菌发酵饲料的研究多集中于单胃动物,对反刍动物的研究报道相对较少。本研究制备复合益生菌发酵饲料,以杜寒杂交育肥羊为研究对象,探讨不同比例复合益生菌发酵饲料对肉羊生长性能、养分表观消化率、粪便微生物菌群和血清指标的影响,为复合益生菌发酵饲料在反刍动物养殖中的应用提供参考。1材料与方法1.1复合益生菌发酵饲料的制备复合益生菌由本实验室与轮台县牛羊养殖合作社联合研发(主要成分为枯草芽孢杆菌、酵母菌、乳酸杆菌,有效活菌数≥1×109 CFU/g)。将玉米、豆粕、麦麸以65∶25∶10混合组成发酵底物,将复合益生菌以1%的剂量接种至发酵底物中,调节温度为30 ℃,湿度为40%,密封发酵5 d,开封后即获得发酵饲料。发酵饲料组成及营养水平见表1。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2024.04.003.T001表1发酵饲料组成及营养水平原料组成含量/%营养水平合计100玉米65代谢能/(MJ/kg)11.42豆粕25粗蛋白/%13.54麦麸10粗脂肪/%7.54粗灰分/%9.47酸性洗涤纤维/%9.38中性洗涤纤维/%21.11钙/%0.78磷/%0.54注:营养水平中代谢能为计算值,其余均为实测值。1.2试验设计及饲养管理选取64只体重(29.25±0.35)kg、健康杜寒杂交育肥公羊,随机分为4组,每组4个重复,每个重复4只羊。对照组、试验1组、试验2组、试验3组分别在基础饲粮中添加0、5%、10%、15%复合益生菌发酵饲料,试验饲粮组成及营养水平见表2。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2024.04.003.T002表2试验饲粮组成及营养水平项目对照组试验1组试验2组试验3组原料组成/%玉米秸秆47.0047.0047.0047.00玉米24.0020.7517.5014.25豆粕16.5015.2514.0012.75麦麸10.009.509.008.50磷酸氢钙1.001.001.001.00食盐0.500.500.500.50预混料1.001.001.001.00复合益生菌发酵饲料05.0010.0015.00合计100.00100.00100.00100.00营养水平代谢能/(MJ/kg)9.339.339.349.35粗蛋白/%12.1112.1012.0812.07粗脂肪/%6.386.366.366.35粗灰分/%8.318.308.288.27酸性洗涤纤维/%9.529.489.359.36中性洗涤纤维/%18.8518.7818.6818.63钙/%0.640.640.630.63磷/%0.300.290.290.29注:1.预混料为每千克饲粮提供:Fe 30 mg、Cu 10 mg、Mn 30 mg、Zn 30 mg、I 0.5 mg、Se 0.3 mg、Co 0.1 mg、VA 5 000 IU、VD3 1 200 IU、VE 20 IU。2.营养水平中代谢能为计算值,其余均为实测值。各处理组肉羊自由采食、饮水,试验期为60 d。试验过程中,各组的饲养管理方法完全相同,按照养殖场常规管理措施进行免疫、驱虫及日常消毒。1.3测定指标及方法1.3.1生长性能在试验的开始时和结束时分别对肉羊进行空腹称重,记录初重和末重,记录肉羊在试验期间的饲料消耗总量。平均日增重=(末重-初重)/试验天数(1)平均日采食量=饲料消耗总量/试验天数(2)料重比=平均日采食量/平均日增重(3)1.3.2养分表观消化率采集试验最后5 d的肉羊新鲜粪便,参照《饲料分析及饲料质量检测技术》[13]中的方法依次测定样品中粗蛋白(CP)、粗脂肪(EE)、干物质(DM)、中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)、总能(GE)、钙(Ca)、磷(P)的表观消化率。养分表观消化率=(食入营养物质含量-粪中营养物质含量)/食入营养物质含量×100%(4)1.3.3粪便微生物菌群试验结束时,采集肉羊新鲜粪便作为待接种样品,采用平板计数法分别进行乳酸杆菌、双歧杆菌、大肠杆菌、沙门氏菌的培养并计数。1.3.4血清指标(1)血样采集。试验结束时,利用一次性注射器于羊的颈静脉处采集血液10 mL于15 mL离心管中,5 000 r/min离心10 min,分离上清液即为血清样品。(2)血清免疫指标。利用南京建成生物工程研究所试剂盒依次测定血清样品中的免疫球蛋白G(IgG)、免疫球蛋白A(IgA)、免疫球蛋白M(IgM)、白细胞介素-2(IL-2)、白细胞介素-6(IL-6)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)等指标。(3)血清生化指标。利用南京建成生物工程研究所试剂盒依次测定血清样品中的总蛋白(TP)、白蛋白(ALB)、碱性磷酸酶(ALP)、谷草转氨酶(AST)、谷丙转氨酶(ALT)、尿素氮(BUN)等指标。(4)血清抗氧化指标。利用南京建成生物工程研究所试剂盒依次测定血清样品中的总抗氧化能力(T-AOC)、超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、过氧化氢酶(CAT)和丙二醛(MDA)等指标。1.4数据统计与分析试验数据采用SPSS 22.0软件进行单因素方差分析,Duncan's法进行多重比较。结果以“平均值±标准差”表示,P0.05表示差异显著。2结果与分析2.1复合益生菌发酵饲料对肉羊生长性能的影响(见表3)由表3可知,与对照组相比,试验1组肉羊的平均日增重显著升高(P0.05),试验2组和试验3组肉羊的末重和平均日增重均显著升高(P0.05),料重比均显著降低(P0.05)。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2024.04.003.T003表3复合益生菌发酵饲料对肉羊生长性能的影响组别初重/(kg/只)末重/(kg/只)平均日增重/[g/(只·d)]平均日采食量/[kg/(只·d)]料重比对照组29.24±0.3942.61±0.65b222.83±6.54c1.24±0.105.56±0.32a试验1组29.28±0.3543.16±0.71b231.33±6.87b1.25±0.095.40±0.34a试验2组29.26±0.3244.15±0.67a248.17±7.35a1.27±0.105.12±0.37b试验3组29.23±0.3644.21±0.73a249.67±7.85a1.27±0.115.09±0.41b注:同列数据肩标字母不同表示差异显著(P0.05),字母相同或无字母表示差异不显著(P0.05);下表同。2.2复合益生菌发酵饲料对肉羊养分表观消化率的影响(见表4)由表4可知,与对照组相比,试验2组和试验3组肉羊的CP、EE、NDF和ADF表观消化率均显著升高(P0.05)。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2024.04.003.T004表4复合益生菌发酵饲料对肉羊养分表观消化率的影响组别CPEEDMNDFADFGECaP对照组52.41±4.52b63.87±6.12b47.62±4.2154.38±4.58b41.32±3.98b54.65±4.2141.62±3.2450.21±3.56试验1组55.21±4.62ab67.14±6.24ab48.14±4.3257.85±4.57ab43.51±4.11ab55.87±4.3241.85±3.3450.83±3.47试验2组57.85±4.68a71.65±6.87a50.21±4.6259.92±4.64a46.52±4.35a57.14±4.4143.25±3.4151.24±3.57试验3组58.21±4.75a73.54±6.97a50.56±4.7160.21±4.76a48.62±4.68a57.89±4.5243.87±3.6151.74±3.65%2.3复合益生菌发酵饲料对肉羊粪便微生物菌群的影响(见表5)由表5可知,与对照组相比,试验1组肉羊的乳酸杆菌、双歧杆菌数量均显著升高(P0.05),大肠杆菌数量显著降低(P0.05);试验2组、试验3组肉羊的乳酸杆菌、双歧杆菌数量均显著升高(P0.05),大肠杆菌、沙门氏菌数量均显著降低(P0.05)。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2024.04.003.T005表5复合益生菌发酵饲料对肉羊粪便微生物菌群的影响组别乳酸杆菌双歧杆菌大肠杆菌沙门氏菌对照组6.12±0.98c3.78±0.74c11.57±3.24a9.86±3.11a试验1组9.45±1.24b5.87±0.94b8.65±2.54b8.55±2.57ab试验2组13.56±1.74a11.56±1.18a4.76±2.15c6.15±2.74b试验3组15.36±1.85a13.14±1.76a4.16±2.41c5.87±2.61b1gCFU/g2.4复合益生菌发酵饲料对肉羊血清指标的影响2.4.1复合益生菌发酵饲料对肉羊血清免疫指标的影响(见表6)由表6可知,与对照组相比,试验1组肉羊的IL-2含量显著升高(P0.05);试验2组、试验3组肉羊的IgG、IgA、IL-2和TNF-α含量均显著升高(P0.05)。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2024.04.003.T006表6复合益生菌发酵饲料对肉羊血清免疫指标的影响组别IgG/(g/L)IgA/(g/L)IgM/(g/L)IL-2/(ng/L)IL-6/(ng/L)TNF-α/(ng/L)对照组9.14±0.41b1.95±0.16b1.24±0.11231.87±11.14c90.53±7.2465.18±3.41b试验1组9.52±0.39ab2.14±0.21ab1.26±0.12247.57±12.36b91.15±7.9868.74±3.97ab试验2组9.86±0.42a2.41±0.17a1.31±0.14268.29±13.25a93.87±7.4271.84±3.92a试验3组9.95±0.46a2.52±0.24a1.36±0.17274.19±14.11a95.76±7.8472.46±4.09a2.4.2复合益生菌发酵饲料对肉羊血清生化指标的影响(见表7)由表7可知,与对照组相比,试验2组、试验3组肉羊的TP、ALB含量均显著升高(P0.05),ALT活性、AST活性、BUN含量均显著降低(P0.05)。试验各组ALP活性差异不显著(P0.05)。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2024.04.003.T007表7复合益生菌发酵饲料对肉羊血清生化指标的影响组别TP/(g/L)ALB/(g/L)ALP/(U/mL)ALT/(U/mL)AST/(U/mL)BUN(mmol/L)对照组46.48±2.14b17.81±1.41b54.68±2.7426.35±2.11a37.56±2.32a7.91±0.62a试验1组48.46±2.18ab19.25±1.62ab53.54±2.5625.57±2.14ab36.59±2.28ab7.02±0.61ab试验2组50.91±2.33a20.95±1.74a53.14±2.4123.96±2.21b34.62±2.54b6.14±0.71b试验3组51.31±2.68a21.24±1.81a52.87±2.6923.26±2.15b34.21±2.65b6.05±0.69b2.4.3复合益生菌发酵饲料对肉羊血清抗氧化指标的影响(见表8)由表8可知,与对照组相比,试验1组肉羊的T-AOC显著升高(P0.05);试验2组、试验3组肉羊的SOD活性均显著升高(P0.05),MDA含量均显著降低(P0.05)。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2024.04.003.T008表8复合益生菌发酵饲料对肉羊血清抗氧化指标的影响组别T-AOC/(mol/L)SOD/(U/mL)GSH-Px/(U/mL)CAT/(U/mL)MDA/(μmol/L)对照组0.72±0.06c63.85±5.24b84.25±6.875.21±1.143.97±0.68a试验1组0.81±0.07b66.24±4.98ab86.95±7.545.32±1.053.64±0.71ab试验2组0.91±0.07a69.32±5.18a88.54±6.985.74±1.253.15±0.74b试验3组0.94±0.09a69.87±5.29a89.14±6.875.87±1.313.06±0.76b3讨论3.1复合益生菌发酵饲料对肉羊生长性能的影响复合益生菌发酵饲料中含有大量的益生菌及代谢产物,能够平衡瘤胃中微生物区系,提高动物的生长性能[14-15]。刘立军等[16]在西门塔尔肉牛饲粮中添加1.5%和3.0%复合益生菌培养物,发现肉牛的日增重显著升高。李锋等[17]在西门塔尔肉牛饲粮中利用复合益生菌发酵玉米秸秆等量替代66.67%和100.00%玉米秸秆,发现肉牛的平均日采食量和平均日增重均升高,料重比降低。罗靖[18]在杂交肉羊饲粮中利用复合益生菌发酵玉米秸秆等量替代50.0%和75.0%青贮玉米秸秆,发现肉羊的平均日增重分别提高12.2%和14.3%,料重比分别降低10.2%和19.0%。本研究发现,添加10%和15%复合益生菌发酵饲料能够提高肉羊的末重、平均日增重,降低料重比,与刘立军等[16]、李锋等[17]和罗靖[18]的研究结果相似,表明复合益生菌发酵饲料能够改善反刍动物的生长性能。3.2复合益生菌发酵饲料对肉羊养分表观消化率的影响复合益生菌发酵饲料中含有大量的发酵代谢产物,能够改善瘤胃发酵功能,提高营养物质的消化吸收利用率。罗靖[18]在杂交肉羊饲粮中利用复合益生菌发酵玉米秸秆等量替代50.0%、75.0%比例青贮玉米秸秆,发现肉羊的CP表观消化率分别提高10.3%和12.0%,NDF表观消化率分别提高4.8%和9.6%,ADF表观消化率分别提高16.2%和21.2%。李勇等[19]在肉羊饲粮中添加30%复合益生菌发酵巨菌草饲料,发现肉羊的NDF、ADF、DM和CP表观消化率分别提高了4.54%、5.23%、4.15%和3.35%。袁超等[20]在黑山羊饲粮中添加30%杏鲍菇菌渣发酵饲料,发现肉羊的DM和CP表观消化率均提高。本研究发现,添加10%和15%复合益生菌发酵饲料能够改善肉羊的CP、EE、NDF和ADF表观消化率,与上述研究结果相类似。养分表观消化率的升高能够促进饲料转化效率的升高,进而改善动物的生长性能。本研究中,复合益生菌发酵饲料对肉羊生长性能影响的检测结果与其对肉羊养分表观消化率影响的检测结果表现出一致性。3.3复合益生菌发酵饲料对肉羊粪便微生物菌群的影响动物肠道的微生物菌群处于一种由益生菌群(如乳酸杆菌等)和致病菌群(如大肠杆菌)等相互维持的动态平衡,致病菌群数量增加可引起动物肠道菌群失衡,易造成动物腹泻等相关疾病,严重时可导致动物死亡[21-22]。复合益生菌发酵饲料可以改善肠道微生物菌群平衡,增强动物肠道健康。王国艳等[23]研究犊牛基础精料中添加不同比例益生菌发酵精料对犊牛粪便微生物菌群结构的影响,发现添加7%复合益生菌(枯草芽孢杆菌∶乳酸菌比例为7∶3)发酵精料可以增加犊牛粪便中有益微生物的相对丰度,促进犊牛健康。刘辉等[24]在育肥猪基础饲粮中添加1%、3%复合乳酸菌发酵饲料,发现金黄色葡萄球菌和大肠杆菌数减少,乳酸菌数增加。邓琳等[25]在基础饲粮中添加4%微生物发酵饲料,发现仔猪的大肠杆菌数降低,乳酸杆菌数升高。本研究发现,添加10%和15%复合益生菌发酵饲料能够降低肉羊粪便中沙门氏菌和大肠杆菌数,提高乳酸杆菌和双歧杆菌数,与上述研究结果基本一致,说明复合益生菌发酵饲料改善了肠道微生物菌群平衡。3.4复合益生菌发酵饲料对肉羊血清免疫指标的影响免疫球蛋白是一类具有抗体活性的球蛋白,参与机体抵抗外界物质的免疫防御功能;细胞因子是一类由免疫细胞产生的小分子多肽,参与动物机体免疫应答的调节。解军亮等[26]在仔猪饲粮中添加1%复合益生菌发酵中草药,发现仔猪血清中的IgA、IgM、IL-6含量升高。蓝海恩等[27]利用复合益生菌发酵饲料等量替代10%基础饲粮,发现仔猪IgG、IgA、IL-2和IL-4含量分别提高了18.90%、9.89%、7.15%和5.03%。张谦等[28]在妊娠母羊饲粮分别添加4%、6%发酵饲料,发现IgA、IgG和IL-2含量分别提高了16.4%和15.5%、17.5%和15.8%、32.9%和21.9%。本研究发现,添加10%和15%复合益生菌发酵饲料后,肉羊血清的IgG、IgA、IL-2和TNF-α含量升高,与上述研究结果类似,说明复合益生菌发酵饲料能够改善动物的血清免疫指标,增强肉羊的机体免疫力。3.5复合益生菌发酵饲料对肉羊血清生化指标的影响血清生化指标能够反映动物机体的生理状况和健康情况。TP、ALB和BUN含量能够直接反映蛋白质的吸收代谢程度,TP、ALB含量越高表示蛋白质合成代谢能力越强;BUN作为蛋白质的最终代谢产物,BUN含量越低表示蛋白质代谢率越高。解军亮等[26]在仔猪饲粮中添加1%复合益生菌发酵中草药,发现仔猪血清中的TP含量升高,BUN含量降低。蓝海恩等[27]在饲粮中利用复合益生菌发酵饲料等量替代10%基础饲粮,发现仔猪TP和ALB含量分别提高7.44%和7.61%。本研究发现,添加10%、15%复合益生菌发酵饲料后,肉羊血清中TP和ALB含量升高,BUN含量降低,与上述研究结果类似,说明复合益生菌发酵饲料能够改善动物的血清生化指标,提高了肉羊的健康状况。3.6复合益生菌发酵饲料对肉羊血清抗氧化指标的影响氧化应激是动物机体发生的一种负面反应,可引起动物健康状况下降,甚至引发动物疫病。动物机体内的血清T-AOC、SOD和MDA等指标直接体现了动物机体的抗氧化能力。艾克拜尔·依明等[29]在羔羊饲粮中添加10%和15%乳酸菌发酵饲料,发现羔羊血清中的T-AOC升高,MDA含量降低。于树涛等[30]在蛋鸡饲粮中添加3%复合益生菌发酵棉源饲料,发现蛋鸡血清中T-AOC和SOD活性显著升高,MDA含量显著降低。本研究发现,添加10%和15%复合益生菌发酵饲料后,肉羊血清中T-AOC和SOD活性升高,MDA含量降低,与上述研究结果相类似,说明复合益生菌发酵饲料能够改善动物的血清抗氧化功能。4结论肉羊饲粮中添加10%和15%复合益生菌发酵饲料能够改善肉羊的生长性能、粪便微生物菌群和血清指标,提高养分表观消化率,应用时建议选择10%添加剂量。
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