菌酶处理水稻秸秆对肉用绵羊营养物质表观消化率与血清生化指标的影响

冯文晓，陶莲，陈国顺，刁其玉*

（1.中国农业科学院饲料研究所，农业部饲料生物技术重点实验室，北京海淀100081；2.甘肃农业大学动物科学与技术学院，甘肃兰州730070）

科学实验研究

菌酶处理水稻秸秆对肉用绵羊营养物质表观消化率与血清生化指标的影响

冯文晓1，2，陶莲1，陈国顺2，刁其玉1*

（1.中国农业科学院饲料研究所，农业部饲料生物技术重点实验室，北京海淀100081；2.甘肃农业大学动物科学与技术学院，甘肃兰州730070）

本文旨在研究菌、酶混合制剂和复合酶制剂处理的水稻秸秆，对肉用绵羊营养物质表观消化率与血清生化指标的影响，进而探索对水稻秸秆有效的生物处理方法。采用单因素试验设计，选取体重为（24±2.42）kg的杜泊×小尾寒羊杂交F1代公羔羊80只，随机分为4个处理，每个处理5个重复，每个重复4只。对照组饲喂干水稻秸秆，处理组Ⅰ饲喂添加菌、酶复合青贮制剂水稻秸秆，处理组Ⅱ饲喂添加酶制剂水稻秸秆，处理组Ⅲ饲喂干羊草，预饲期8 d，正式期为60 d。结果表明：处理组Ⅰ试验羊DM、OM、NDF、ADF消化率较对照组分别提高38.40%、22.02%、50.45%、91.97%（P＜0.05），其他指标与羊草组差异不显著（P＞0.05）；处理组Ⅱ试验羊DM、NDF、ADF消化率较对照组分别提高32.02%、42.24%、100.12%（P＜0.05），其他指标均与羊草组差异不显著（P＞0.05）；处理组Ⅰ、Ⅱ各项指标之间差异不显著（P＞0.05）。试验羊血清生化指标各组间差异不显著（P＞0.05）。综上，合理的菌酶配伍或酶制剂的合理组合均有利于促进营养物质的消化利用，效果达到或超过羊草水平。

水稻秸秆；肉羊；消化；血清指标

我国水稻、小麦和玉米等粮食作物的产量丰富，因此能够产生大量农作物秸秆，仅2015年我国农作物秸秆产量达到9亿吨左右，列世界之首（侯金丽，2015）。但饲喂家畜或者经加工处理后作为饲料的比例仅占22.6%左右（高祥照等，2002）。因此，如何提高秸秆营养价值、改善其适口性及利用率是大力发展节粮型草食家畜养殖的需要，也是实现农业和畜牧业结构优化、高效、优质和可持续发展战略的重要途径之一。近年来，针对提高秸秆在反刍动物中的利用价值进行了大量研究，包括多种处理方法（辛杭书等，2015；Shi等，2015）。其中，菌、酶复合青贮制剂和酶制剂作为一种生物酶制剂，可将纤维素、半纤维素的碳链破解或打开，使其分解成为多糖、双糖或单糖，从而为动物提供能量，提高营养素的消化率，成为养殖者关注的热点（梁朝宁等，2010）。水稻秸秆一方面具有可溶性碳水化合物含量低，结构性多糖以纤维素和半纤维素形式存在，营养物质消化率较低，适口性差等特点（文奇男，2011），另一方面，目前关于水稻秸秆的青贮研究局限于秸秆青贮发酵品质的实验室研究阶段（Mendoza等，2014；Ozduven等，2010），少有对肉羊营养物质表观消化率与血清生化指标的研究，而营养物质表观消化率与血清生化指标能够更加直观地反映出水稻秸秆的利用率问题。本文将用菌、酶复合剂青贮发酵和酶制剂处理的水稻秸秆作为粗饲料进行肉羊饲喂试验，以羊草为对照，通过测定分析肉羊营养物质表观消化率与血清生化指标，以期探索出有效的秸秆生物处理技术，为高效、充分利用秸秆资源提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验时间和地点本试验于2015年11月16日至2016年1月24日在河北省中宝农耕科技有限公司进行，历时68 d，其中预试期8 d，正式期60 d。

1.2 试验材料

1.2.1 水稻秸秆水稻秸秆品种为稻花香，试验中所用全部水稻秸秆均取自吉林省吉林市，于2014年收获籽粒后收割，水分含量为69.85%。

1.2.2 添加剂酶制剂：由纤维素酶、木聚糖酶、β-葡聚糖酶、果胶酶、漆酶组成，粉末状，袋装。菌、酶复合青贮制剂：由植物乳杆菌、布氏乳杆菌、纤维素酶、木聚糖酶、β-葡聚糖酶、果胶酶、漆酶组成，粉末状，袋装。

1.2.3 粗饲料制作过程青贮制备：使用粉碎机将水稻秸秆粉碎至2~3 cm后，喷洒菌、酶复合青贮剂，使之充分混匀，调至适宜水分为60%~ 70%后将其装填进压实机中，记录秸秆重量，密封发酵45 d后开袋取用。

干秸秆添加酶制剂：将复合酶制剂干粉用清水稀释成4%（100 mL水中添加4 g酶制剂）的溶液，喷洒于水稻秸秆（切短2~3 cm）表面，然后与精料补充料混匀后进行饲喂。

风干稻秸：自然风干水稻秸秆粉碎至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 试验日粮试验日粮自行配制，预混料由北京精准动物营养研究中心提供。依据本试验提出的肉羊营养需要，配制精粗比为5∶5的TMR。日粮组成及营养成分见表1。

表1 试验日粮组成及营养水平（干物质基础）

1.4 试验设计

1.4.1 饲养管理采用单因素完全随机试验设计，将80只羊随机分为4个处理，每组5个重复，每个重复（每圈）4只羊。对照组饲喂干水稻秸秆，处理组Ⅰ饲喂添加菌、酶复合青贮制剂水稻秸秆，处理组Ⅱ饲喂添加酶制剂干水稻秸秆，Ⅲ为羊草组（干羊草）。预试前打好耳号，免疫注射三联四防疫苗并进行驱虫处理。饲养期羊圈户外最高温度10℃，最低-10℃，平均温度8℃。试验羊每日饲喂2次（8∶00和16∶00），自由饮水。饲喂量根据前一天羊只的进食量进行调整，确保饲槽内有10%左右的剩料。每天准确称取并详细记录每圈投料量和剩料量。预试期开始、正式期开始和正式期结束时晨饲前进行称重。

1.4.2 消化试验饲养试验进行一个月之后，采用全收粪法进行物质消化试验，每处理组选体重一致的5只羊，采用自制羊专用收粪袋收集粪便，消化试验（为期10 d），预饲期为7 d，正式期为4 d，每天记录每只羊的采食量，收集粪。每天采集每只羊饲料和剩料样品；称取并记录每只羊排粪量，按10%取样，将每只羊4 d的粪样混合后-20℃保存，以备分析测定其总能、DM、OM、CP、NDF、ADF。消化试验结束后称重。试验结束后屠宰，颈静脉采血。

1.4.3 测定指标及方法

1.4.3.1 营养物质表观消化率投料量，剩料量，日粮和剩料干物质，干物质采食量，日粮和粪样总能、DM、OM、CP、NDF、ADF等。

营养物质表观消化率/%=（食入营养物质量/ g-粪中营养物质排出量/g）/（食入营养物质量/g）× 100。

常规营养成分总能、DM、OM、CP、NDF、ADF的测定方法均参考张丽英（2010）描述方法。

1.4.3.2 血清生化指标血样采集：饲养试验结束后，试验羊从颈静脉取全血10 mL/只，置于干净的促凝管内，倾斜静置1~2 h，常温下制备血清。待血清析出后，3000 r/min离心10 min；然后吸取上清液，转移到离心管中，置于-20℃冰箱内以备血清生化指标测定。

血清尿素氮（BUN）、血糖（GLU）、白蛋白（ALB）、球蛋白（GLOB）、甘油三酯（TG）、胆固醇（CHO）、游离脂肪酸（FAA）。使用上海科华生物工程股份有限公司的试剂盒和科华ZY KHB-1280全自动生化分析仪进行测定。

1.5 数据处理试验数据采用Excel 2007进行整理，采用SAS 9.1统计软件的ANOVA进行单因素方差分析，差异显著则用Duncan’s法进行多重比较。P＜0.05为差异显著的判断标准。

2 结果

2.1 不同生物处理水稻秸秆对试验羊营养成分表观消化率的影响从表2可以看出，干物质的消化率为48.59%~67.25%，其中处理Ⅰ、Ⅱ组羊的消化率较对照组显著提高38.40%和32.02%（P＜0.05），与羊草组差异不显著（P＞0.05）；有机物的消化率为57.53%~70.30%，其中处理Ⅰ组羊的消化率较对照组显著提高22.20%（P＜0.05）；NDF的消化率为45.07%~67.81%，其中处理组Ⅰ、Ⅱ的消化率较对照组显著提高50.45%和42.24%（P＜0.05）；ADF的消化率为24.41%~ 48.97%，其中处理Ⅰ、Ⅱ组羊的消化率较对照组显著提高91.97%和100.12%（P＜0.05），与羊草组差异不显著（P＞0.05）。

2.2 不同生物处理水稻秸秆对试验羊血清生化指标的影响从表3可以看出，四组的FAA共7个指标处于一个相对平衡的数值范围，各处理组之间的差异不显著。不同生物处理水稻秸秆对试验羊血清生化指标TP、ALB、TC、TG、BUN、GLU的影响不显著（P＞0.05）。处理组Ⅰ的FAA含量显著高于对照组（P＜0.05），处理组Ⅱ和羊草对照组与处理组Ⅰ相比，差异均不显著（P＞0.05）。

3 讨论

营养物质消化率标志着饲料营养素的可消化性及动物对该饲料的适应性。DM和OM的消化率是动物对日粮消化特性的综合反映（许贵善等，2012）。反刍动物因具有特殊的瘤胃结构，能够利用单胃动物难以利用的纤维素、半纤维素等难降解的结构性碳水化合物。NDF和ADF的消化率反映了反刍动物对日粮的消化利用程度，瘤胃中纤维素的有效降解，不仅为反刍动物和瘤胃微生物提供了能量，更是唾液分泌、反刍、瘤胃液缓冲和瘤胃壁健康的有利保障（肖怡等，2016）。Alvarez等（2009）在奶山羊全混合日粮中添加木聚糖酶与纤维素酶发现，日粮DM和CP的消化率提高，燕麦秸NDF和ADF的瘤胃降解率也提高，他们认为酶破坏了植物细胞壁，使得瘤胃微生物更易接近可降解纤维部分，而提高饲料消化率。国春艳（2010）选用荷斯坦后备犊牛作为试验动物，结果表明，在其日粮中添加纤维素酶和木聚糖酶为主的复合酶可以改变瘤胃发酵模式，显著提高处理组后备牛的NDF表观消化率，进而提高饲料的消化率。李艳玲等（2015）在奶牛基础日粮中添加含纤维素酶和木聚糖酶的外源性复合酶制剂发现，其NDF的降解率显著提高。本试验结果表明，将复合酶制剂用于处理水稻秸秆，DM、OM、NDF和ADF的表观消化率明显高于对照组，且超过羊草消化水平，改善了水稻秸秆的利用率，究其原因在于本试验所采用的复合酶制剂之间发生了协同作用，纤维素酶可以破解纤维素的葡萄糖苷键，使秸秆细胞壁结构松散，最终使纤维素降解生成纤维二糖和葡萄糖；β-葡聚糖酶可专一性降解半纤维素结构单元-木聚糖，最终产生D-木糖；木聚糖酶能打破木聚糖的分支结构，使木聚糖成为分子量小的聚合物，可被动物直接吸收利用（方微等，2011）；果胶酶使胶质成分在结构上发生了较大的变化，有利于进一步的脱胶（郑科等，2012）；漆酶可直接攻击木质素，对木质素进行侧链氧化和甲基化，使木质素中的苯环被解链，并进一步降解使其松软，表面积增大，微生物与其接触面积增大，促进纤维组分的降解，从而改善了秸秆营养成分的消化率（李海红等，2010）。但Reddish和Kung（2007）在肉羊日粮中添加复合酶发现，对全期DM、NDF的表观消化率没有影响。造成酶制剂作用效果不一致的因素有很多，可能与所添加酶制剂的配伍和活性、添加水平、酶的使用方法或动物的类型等有关。

表2 不同生物处理水稻秸秆对试验羊营养成分表观消化率的影响

表3 不同生物处理水稻秸秆对试验羊血清生化指标的影响

Sheperd等（1995）在青贮紫花苜蓿时添加酶（纤维素酶、淀粉酶和果胶酶）和乳酸菌制剂，结果青贮料的NDF和ADF含量显著降低，pH快速下降，糖含量持续增加。由此可见，青贮过程中添加纤维素酶制剂，可通过改善乳酸发酵来提高青贮饲料品质。陈合等（2008）利用菌酶复合制剂（纤维素酶、木聚糖酶和黄孢原毛平革菌）共同降解玉米秸秆后，木质素、纤维素、半纤维素的降解率分别达到67.0%、60.4%、33.0%，比单独加入酶或菌对秸秆的纤维素降解转化有更好的效果。Mehmet Levent等（2010）在小黑麦中添加酶菌复合制剂（植物乳杆菌、肠球菌与纤维素酶、淀粉酶、半纤维素酶和戊聚糖酶）后发现，NDF含量降低，青贮饲料DM与OM的消化率提高。这与Mehmet Levent等（2009）在向日葵中的研究结果一致。另有报道，将乳酸菌与纤维素酶制剂应用于意大利黑麦草（Islam等，2001）、无芒虎尾草（Ridla等，1997）、大麦秸秆（Ridla等，1999）青贮饲料中，均提高了饲料青贮发酵品质和DM与OM的消化率，同时还可减少青贮料的NDF和ADF含量。本试验结果表明，将菌、酶复合制剂青贮处理水稻秸秆，DM、OM、NDF和ADF表观消化率显著提高，达到了与羊草相同的消化水平，改善了水稻秸秆的利用率，究其原因在于活菌和酶制剂发生了协同作用（孟庆翔等，1999）。纤维素酶制剂能够将部分碳水化合物（纤维素、半纤维素、木质素、果胶、淀粉等）降解为可发酵糖（Ifilya，2002），进而提高了发酵底物含量并为乳酸菌发酵所利用，促进乳酸产生，从而达到迅速降低pH值，抑制有害微生物的活动，保证和提高水稻秸秆营养价值的目的（Mehmet等，2010）。添加乳酸菌与纤维素酶制剂可有效改善水稻秸秆青贮营养价值，破坏细胞壁的组织结构，降低木质素与纤维素、半纤维素的复合程度，增加秸秆的消化速率或者消化程度（Adesogan，2005），从而提高瘤胃微生物对纤维素的降解率（Gado等，2011）。然而有些报道与本研究结果不同，Kung等（1990）研究接种菌制剂和酶制剂对大麦和野豌豆混合青贮发酵品质的影响，结果发现，对接种菌制剂纤维含量和体外干物质消化率均未产生影响。这可能也与菌种及其来源、使用剂量、作用底物或者动物种类有关（张宝成，2007）。

血液生化指标能够反映组织细胞的通透性和机体的新陈代谢机能（罗洪明等，2005）。血清总蛋白由白蛋白和球蛋白两部分组成，白蛋白是营养物质载体，可维持血浆渗透压，又是机体蛋白质的一个来源，可用于修补组织和提供能量（Ahmed等，2002）。球蛋白是体内降解抗原的蛋白质，在一定程度上能够反映动物机体的免疫能力（Vica等，2008）。本试验中，所有试验羊的总蛋白、白蛋白和球蛋白浓度变化稳定在正常范围内，符合试验羊的生长规律。血清尿素氮是反映动物体内蛋白质代谢和日粮氨基酸平衡状况的指标（Stanley等，2002），血清甘油三酯是脂肪代谢的产物，它与胆固醇是反映脂肪消化吸收状态的两个主要指标（周怿等，2010），本试验中，各组之间并无差异。血清葡萄糖含量是动物机体内能量平衡的重要指标（王桂秋等，2007），血清葡萄糖含量的变化反映了机体所处的生理状态。血清葡萄糖的来源主要是饲料中的糖类物质被降解成单糖进入血液，并通过神经和激素的调节维持血糖浓度的恒定，以保证机体对葡萄糖的需要量（张祥，2007）。本试验中，两组试验羊的血清葡萄糖含量均比较稳定，与对照组和羊草组并无差异，可见经过生物处理的水稻秸秆并没有对其血清葡萄糖含量产生不良的影响，反刍动物有很强的调节血糖浓度的能力，可以维持血糖的相对稳定（汪水平等，2007）。本试验中，试验羊的血清生化指标均没有表现出显著性差异，这与国春艳（2010）和李燕（2013）的研究结果一致。

4 结论

本试验结果表明，合理的菌酶配伍或酶制剂的合理搭配均可以促进水稻秸秆营养物质的消化利用，效果达到或超过羊草水平。

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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

公益性行业（农业）科研专项经费项目“秸秆饲料生物转化技术研究与示范”（20120304202）；国家肉羊产业技术体系（CARS-39）

*通讯作者