日粮纤维的营养生理作用及其对母猪的影响

湖南农业大学动物科学技术学院 余 苗 高凤仙

日粮纤维对动物生产性能及健康状况有着不可忽视的作用。特别是对于母猪，日粮纤维更为重要，适宜的纤维含量不仅降低了饲养成本，而且还能控制母猪的体况和膘情，提高母猪产仔数，防止化胎以及流产等（钱利纯等，2000）。本文介绍了日粮纤维的来源、分类、营养生理作用及其在母猪日粮中的应用效果。

1 日粮纤维的来源及分类

粗纤维是指由碳水化合物和其他相联系的非碳水化合物聚合而成的混合物，主要存在于植物细胞壁中。植物初生壁主要是由纤维素以及少量的果胶、半纤维素和木质素组成，细胞壁的间隔层则主要由果胶组成，而次生细胞壁主要由纤维素、半纤维素以及木质素组成（张虎，2012）。谷物、豆类、种子以及牧草等含有大量的粗纤维，是动物日粮纤维的主要来源。

按水溶性的不同，可将日粮纤维分为水溶性日粮纤维（SF）和不溶性日粮纤维（ISF）两大类。其中，SF主要是指植物细胞壁内储存的物质和分泌物，而ISF主要为植物细胞壁的组成成分。按来源不同，可将其分为植物性来源（如纤维素等）、动物性来源（如壳聚糖等）、微生物多糖（如黄原胶等）、海藻多糖（如琼脂等）以及合成类（羧甲基纤维素等）等物质（冯冬冬和贾维生，2012）。

2 日粮纤维的营养生理作用

2.1 日粮纤维对动物消化道微生物区系的影响动物胃肠道微生物区系的平衡性除了受胃肠道内环境以及外界环境条件的影响外，日粮纤维含量也是一个不容忽视的重要因素。通过改变日粮纤维含量，可起到调控胃肠道微生物群落结构的作用，从而维持动物肠道健康状况。彭林等（2013）研究了柚皮膳食纤维对去势雌性大鼠肠道发酵的影响，其结果表明，在饲料中添加柚皮SF和ISF均使大鼠盲肠内容物中的有益微生物双歧杆菌、乳酸杆菌的数量显著增加（P＜0.05），而有害微生物大肠杆菌、肠球菌的数量显著下降（P＜0.05），同时还降低了盲肠内的pH以及游离氨的含量，从而改善了肠道内环境。吴占威等（2012）给小鼠灌胃豆渣膳食纤维及豆渣制品后，各试验组乳酸杆菌和双歧杆菌的数量均得到提高，同时还在一定程度上抑制了大肠杆菌和肠球菌的增长。

当动物采食高纤维日粮时，其胃肠道中的纤维分解菌大量繁殖，并分泌纤维素酶将日粮中的可溶性纤维降解成 CO2、CH4、H2以及挥发性脂肪酸（VFA）等产物。其中，VFA除了在维持肠道健康方面有着重要的作用外，在大肠中，还为大肠黏膜代谢提供主要的能源，丁酸能刺激大肠黏膜的上皮细胞生长，并对其整个生长过程具有刺激作用。不能被肠道微生物分解的日粮纤维，能像海绵一样吸收肠道中的水分，从而增加粪便的体积和预防便秘的发生。因而，通过给动物提供不同种类及比例的日粮纤维，对改善其机体健康状况能产生良好的效果。

2.2 日粮纤维对矿物质吸收利用的影响 纤维中含有一些侧链基团，如羧基、羟基和氨基等，具有类似于弱酸性阳离子交换树脂的作用，能与阳离子进行交换，从而影响动物体内阳离子的利用率以及微量元素的平衡。有研究认为，这是引起矿物质元素利用率降低的主要因素 （何锦风和郝利民，1998）。但也有人持相反意见，认为这种阳离子交换作用能有效阻止矿物质元素流失，从而有利于动物机体矿物质代谢的平衡。Girard等（1995）研究结果表明，给怀孕母猪饲喂高纤维日粮后，钙、磷、锌、铜的利用率下降。而在小鼠日粮中添加低聚果糖后的结果显示，低聚果糖显著提高了钙的表观消化率（Takahara 等，2000；Ohta 等，1995）。Hara等（1999）的研究结果也表明，在小鼠日粮中添加瓜尔胶（水溶性纤维），能促进机体对钙的吸收。由此可见，纤维对矿物质元素吸收利用的具体影响作用还需进一步研究证明。

2.3 日粮纤维对养分消化率的影响 大量研究表明，提高猪日粮纤维水平，其蛋白质、脂肪、纤维、矿物质等的回肠表观消化率均有所下降。王彦平等（2011）研究了不同日粮纤维水平以及猪品种对氮代谢的影响，其结果表明，与含3%纤维水平的日粮组相比，6%、9%、12%纤维水平组的食入氮、尿氮、可消化氮、沉积氮、氮的表观消化率均显著降低（P＜0.05）。苏衍菁等（2012）研究了不同日粮纤维水平对育肥淮猪消化生理的影响，其结果显示：试验组的干物质、粗脂肪、粗纤维的表观消化率均显著降低（P＜0.05）。张文娟等（2012）的研究结果表明，随着日粮总纤维水平的增加，生长猪对粗蛋白质、能量的消化率呈线性下降趋势（P＜0.01），而对总纤维、酸性洗涤纤维及中性洗涤纤维的消化率无影响。王诚等（2011）试验也得出了类似的结果。上述结果的产生可能有两方面原因：一方面日粮中的SF增加使得食糜变黏，从而阻止饲料养分与小肠黏膜的接触，再加上纤维具有高持水性这一特性，使得食糜在消化道中的滞留时间减少，流通速率加快，减少了胃肠道对各养分的消化吸收作用，最终降低饲粮各养分的消化率（Wenk，2001）。另一方面是日粮纤维使得食糜对肠黏膜的机械浸蚀作用加强，进一步增加了消化道内源物质的损失，最终使测得的表观消化率值与真实值之间的偏差增大（苏衍菁等，2012）。

3 纤维在母猪日粮中的应用效果

大量研究证明，纤维的摄入对母猪的产仔性能、断奶后的发情间隔以及泌乳期采食量等均有影响，同时还能减少母猪的消化道代谢紊乱，稳定血液中激素水平，防止激素变化对母猪心理以及行为上的影响，还能减少规癖行为，最终提高其繁殖性能（冯冬冬和贾维生，2012）。

3.1 日粮纤维对母猪行为的影响 规癖行为是指动物表现出来的一种无明显功能、固定而又重复的运动形式。母猪规癖行为是母猪对环境不适应、心理压抑、紧张的外在表现，易引起其机体代谢率增加，导致饲料转化率降低，最终影响生长和健康状况。Brouns等（1994）研究认为，母猪规癖行为与对其限饲有关，通过饲喂高纤维日粮可显著降低这种行为。Ramonet等（2000）研究表明，给母猪饲喂消化能值相同而纤维含量不同的日粮时，高纤维日粮能减少动物的运动量。武晓红（2002）研究了不同粗纤维水平饲粮及饲喂次数对妊娠母猪行为规癖的影响，结果发现，增加日粮中的粗纤维含量以及每日饲喂次数均减少了采食动机，从而减少行为规癖的发生几率。Guillemet等（2007）研究了不同纤维水平日粮对初产妊娠母猪行为的影响，其结果表明，高纤维水平组母猪的饮水量较低纤维水平组低6%，而采食量和采食时间均有所增加。葛德军（2009）的研究结果也指出，日粮纤维具有降低妊娠母猪异常行为的作用。

以上现象的产生主要有以下几方面原因：（1）含有高纤维水平的日粮可使其能量浓度降低，母猪采食较多体积的日粮，而纤维具有持水性，进入动物体内易发生膨胀，使母猪产生饱腹感，从而减少采食动机，进一步降低其规癖行为的发生几率。（2）纤维具有降低胃排空速度，增加其膨胀以及饱腹感的作用，同时还能延缓日粮养分，如葡萄糖、氨基酸的吸收，最终降低饥饿的时间。除此之外，纤维还能促进胰高血糖素样肽-1（GLP-1）的分泌。有研究表明，外源添加GLP-1具有降低胃排空速度、延缓饥饿的作用（冯冬冬，2010）。

3.2 日粮纤维对母猪繁殖性能的影响 妊娠期母猪能较好地利用低能量、高纤维日粮。大量试验结果表明，给妊娠期母猪饲喂适量的纤维物质能提高其繁殖性能，如增加窝仔数、初生窝重、产活仔数等（张金枝等，2011；廉红霞等，2004）。

3.2.1 对窝产仔数和断奶窝仔数的影响 Veum等（2009）研究发现，母猪日粮中添加13.35%的小麦秸秆，有效提高了初生窝仔数和断奶活仔数。Holt等（2006）研究了大豆壳对母猪繁殖性能的影响，其结果为大豆壳降低了产仔数。而Darroch等（2008）研究结果表明，与对照组相比，添加大豆壳未影响母猪的产仔数。谭成全等（2012）研究了不同来源纤维对妊娠母猪繁殖性能的影响，其结果显示，在第一个繁殖周期内，各处理组间的窝产仔数无显著差异；在第二个繁殖周期内，魔芋粉组的断奶窝仔数极显著高于对照组和甜菜渣组 （P＜0.01），而甜菜渣组的窝产仔数显著高于另外两组（P＜0.05）。张虎等（2012）研究了不同日粮纤维水平（3%、5%、7%、9%、11%）对妊娠母猪繁殖性能的影响，其结果表明，9%粗纤维组的平均窝产仔数分别比 3%、5%、7%、11%粗纤维组提高了 2.33、1.00、0.83、1.33头。上述可见，添加日粮纤维对母猪产仔数以及断奶窝仔数的影响不尽相同，这说明，纤维添加时间、纤维类型以及来源均可能影响母猪产仔数。因此，仅考虑纤维理化性质如溶解性对母猪繁殖性能的影响不能充分阐明其内在机理，应从多角度，如纤维的可发酵性、持水性、黏性等综合探讨。

3.2.2 对仔猪初生重、断奶重以及成活率的影响在母猪妊娠期间，适量添加额外的纤维日粮，可起到提高仔猪生产性能的作用。Quesnel等（2009）研究结果表明，给怀孕母猪饲喂高纤维日粮，提高了仔猪的窝增重及断奶窝增重。Oliviero等（2009）在泌乳早期给产仔母猪饲喂高纤维日粮后发现，含粗纤维7%组的仔猪前5 d的平均日增重显著高于对照组（P＜0.05）。冯冬冬等（2011）研究不同纤维水平对妊娠母猪繁殖性能的影响，其结果为：第一胎时，含10.8%中性洗涤纤维组的哺乳仔猪第22天个体均重和窝均重分别比20.8%组高0.36 kg和 3.31 kg（P ＜ 0.05）；在第二胎时，15.85%组的仔猪出生窝均重比10.8%组高1.86 kg。张虎等（2012）研究指出，9%粗纤维组第28天断奶窝均重极显著高于其他各组（P＜0.01），分别比3%、5%、7%、11%组高出 12.16、8.63、7.91、5.68 kg。 仔猪断奶重增加的原因可能有两个方面：（1）母猪在泌乳期间采食量增加，使得母乳量增加，最终促进了仔猪的生长（冯冬冬，2010）；（2）母猪采食高纤维日粮，使得其血液中的挥发性脂肪酸浓度特别是乙酸浓度升高，而乙酸可直接被用来合成乳脂，提高乳汁中的能量浓度，从而促进仔猪的生长（张虎，2012）。

3.2.3 对母猪生殖激素的影响 Famer和Robert（1995）给妊娠期间的母猪饲喂以麸皮、玉米芯以及燕麦等作为纤维来源的高纤维日粮后发现，高纤维日粮促进了母猪血液中促乳素的分泌，但对血液中的孕激素含量无影响。Ferguson等（2007）研究表明，给配种前发情周期内的母猪饲喂50%的甜菜渣，提高了发情期18 d的促黄体激素（LH）的脉冲率，降低了 17、18、19 d 的雌二醇浓度。冯冬冬等（2011）的研究结果显示，日粮纤维水平对产第1胎母猪妊娠期内血浆雌二醇以及孕酮含量无显著影响，但在第2胎时，15.8%和20.8%NDF组妊娠各阶段的雌二醇和妊娠25 d孕酮含量显著或极显著低于10.8%NDF组。尹安国等（2012）研究了不同粗纤维水平日粮对妊娠母猪生殖激素水平的影响，结果表明，提高日粮粗纤维水平降低了妊娠各阶段母猪的雌二醇浓度，但是增加了妊娠后期孕酮以及催乳素的浓度，并指出，当日粮纤维含量达到9%时效果最佳。纤维影响母猪生殖激素分泌，可能是其具有吸附类固醇激素、改变肠道纤维分解酶的活性以及阻断类固醇激素肠肝循环的作用，从而促进了循环类固醇激素的清除（冯冬冬等，2011）。

3.3 日粮纤维对母猪血液生化指标的影响 血液生化指标通常被用来监测动物的生理状态，能反映日粮对动物机体的影响。Roth-maier（1993）研究指出，给母猪日粮中添加果胶物质，能使血液中的尿素氮浓度下降。杨玉芬等（2010）研究了日粮纤维水平对母猪血清生化指标的影响，其结果为：在妊娠前、后期，日粮纤维水平对血清总蛋白、白蛋白以及尿素氮含量均无显著影响（P＞0.05），但随着纤维水平的提高，母猪血清总的甘油三酯、胆固醇含量逐渐降低。张金枝等（2011）的研究结果表明，随着苜蓿草粉添加水平的增加，妊娠母猪血清中的血糖、尿素氮、总蛋白、白蛋白、球蛋白、甘油三酯等的含量均无显著变化，但对总胆固醇影响显著。张虎（2012）研究指出，提高日粮纤维的水平，可降低血清尿素氮、甘油三酯以及总胆固醇的含量，其中，日粮纤维含量为9%时，效果最显著。不同纤维来源和添加水平对母猪血液生化指标的影响结果不尽相同，还需进一步深入研究。

4 小结

综上所述，在母猪日粮中适量添加纤维可起到改善其健康和繁殖性能的作用，但在实际生产中应用还应注意以下几个方面：（1）当日粮中纤维含量升高时，会使其他营养物质（如干物质、蛋白质以及能量）的消化率下降，而不同来源的日粮纤维的影响效果不尽相同，因而在配制母猪日粮时需要综合考虑各种变化因素；（2）母猪采食高纤维日粮时，需提供更多的日粮采食时间；（3）当母猪采食高纤维日粮时，应满足其对能量的需求量；（4）由于动物采食纤维会导致其体增热增加，在高温季节应减少其用量；（5）必须掌握各纤维原料的营养成分，以保证配方合理且采食量适宜；（6）确定不同来源纤维日粮的适宜添加水平。

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