微生物发酵秸秆对山羊生产性能的影响及其机理研究

陈 柯，陈 华，刘大军

（1.四川省内江职业技术学院,四川内江 641000；2.四川省内江市东兴区新店乡畜牧兽医站,四川内江 641000；3.四川省内江市东兴区高梁镇畜牧兽医站,四川内江 641000）

传统放牧条件下，山羊营养供给主要源自牧草，然而牧草的季节性很强，同时营养不均衡使山羊的生产潜力得不到充分发挥（张天能等，2016）。与此同时，我国草地资源退化，导致粗饲料资源不足。因此，舍饲作为一种集约化养殖模型，是当今众多养殖户的选择，舍饲条件下能有计划地为山羊提供营养物质，而主要的粗饲料来源是农作物秸秆。我国农作物秸秆资源丰富，由于秸秆中木质素、纤维素和半纤维素之间紧密结合，导致反刍动物对秸秆的消化率很低，很大程度上限制了秸秆资源的规模化利用（李莉娜等，2013）。微生物发酵秸秆是利用多种有益菌的活菌制剂对秸秆进行发酵，秸秆发酵后适口性和营养价值均得到改善（欧阳克蕙等，2005）。微生物发酵秸秆的优点是增加了秸秆饲料中有益菌的数目，有益菌有利于维持瘤胃微生态平衡；同时发酵饲料中含有B族维生素、有机酸等促生长因子，微生物的代谢产物还能够降低饲料中毒素含量；发酵后秸秆结构疏松易于消化，糖和菌体蛋白含量增加（李旋亮等，2010）。研究表明，微生物发酵饲料能显著提高山羊的平均日增重，降低发病率，提高经济效益，但其作用机制还不清楚（彭忠利等，2013）。本研究，利用有效微生物群（Effective Microorganism，EM）发酵秸秆，以不同比例添加到山羊基础精饲料中，探究微生物发酵秸秆对山羊生产性能、免疫机能和抗氧化性能的影响，为秸秆资源的优质化利用提供科学依据。

1　材料与方法

1.1试验材料 本试验中的青贮用玉米秸秆是在收获籽穗后当日采摘，用电动铡草机切割为2～3 cm长。微生物青贮组发酵用的EM菌为河南君安生物科技有限公司提供，主要由双歧杆菌、乳酸菌、芽孢杆菌、光合细菌和酵母菌等80多种菌种高效复合而成。每克含有益总菌数≥500亿CFU。将200 g EM加入20 L 40℃左右的水中，再加入1.5 kg蔗糖，搅拌均匀，放置1 h进行菌种活化，配置成EM发酵液。将事先切割好的玉米秸秆装入青贮池，铺一层料泼洒一层EM发酵液，秸秆湿度控制在用手抓起秸秆时指缝间有水，但没有水珠滴落为宜，搅拌后压实，密封发酵10 d，当闻到有酒香味时即可启用。普通青贮组玉米秸秆在青贮时不添加任何青贮添加剂，于青贮池压实密封，青贮40 d。试验用风干玉米秸秆同样用铡草机切割至2～3 cm长。

1.2试验动物及设计 试验选用72只体重为（17.45±0.46）kg的健康波杂山羊，按照体重相近原则随机分为3个处理，每个处理6个重复，每个重复4只山羊。3个试验组的山羊粗饲料分别为风干秸秆（对照组）、普通青贮秸秆（试验I组）、微生物发酵秸秆（试验II组），基础精饲料组成相同（表1），日粮精粗比1∶1。试验预饲期为15 d，正式试验为60 d。

表1　基础日粮组成及营养水平 %

1.3饲养管理 试验开始前，对圈舍进行彻底清扫和消毒，并对山羊进行常规的驱虫和免疫。试验组和对照组山羊在相同环境下进行舍饲圈养，每日早晚各饲喂1次，饲喂量以料槽每天无过多余料，自由饮水。每日观察山羊采食和精神状态，发现疾病及时处理。

1.4指标测定

1.4.1生产性能 试验开始和结束时，早晨空腹称量各组山羊体重，每天记录山羊采食量。计算试验期间平均日增重（ADG）、平均日采食量（ADFI）和料重比（F：G）。

1.4.2血清指标 试验结束时，每个重复选择1只山羊在空腹状态下静脉采血，用真空采血管采集5 mL非抗凝血，室温下倾斜放置30 min，3000r/min离心10 min制备血清，于-20℃保存备用。测定血清中免疫球蛋白G（IgG）含量、免疫球蛋白A（IgA）含量和免疫球蛋白M（IgM）含量（全自动生化分析仪）。测定血清总抗氧化能力（Total Antioxidant Capacity，T-AOC）、超氧化物歧化酶活性（Superoxide Dismutase，SOD）、谷胱甘肽过氧化物酶活性（Glutathione Peroxidase，GSH-Px）、过氧化氢酶活性（Catalase，CAT）和丙二醛（Malonaldehyde，MDA）含量，检测方法为比色法，按照试剂盒（南京建成生物工程研究所，中国）的说明进行测定。

1.5数据统计与分析

试验数据采用SPSS 18.0进行单因素方差分析和Duncan’s多重比较。结果用“平均值±标准误”表示，P＜0.05 为差异显著。

2　结果与分析

2.1微生物发酵秸秆对山羊生产性能的影响

由表2可知，试验Ⅰ组和试验Ⅱ组的平均日增重（Averge Daily Gain，ADG）和平均日采食量（Average Daily Feed Intake，ADFI）均显著大于对照组（P＜0.05）。与对照组相比，试验Ⅰ组的ADG增加了11.46%，ADFI增加了19.83%，试验Ⅱ组的ADG增加了28.13%，ADFI增加了33.62%。此外，试验Ⅱ组的ADG显著大于试验Ⅰ组（P＜0.05）。各处理组山羊的料重比（Feed：Gain，F：G）差异不显著（P＞ 0.05）。

表2　微生物发酵秸秆对山羊生产性能的影响

2.2微生物发酵秸秆对山羊血清免疫指标的影响 由表3可知，试验Ⅱ组血清中IgG和IgM的含量显著大于对照组和试验Ⅰ组（P＜0.05）。同时，试验Ⅰ组和对照组血清中IgG和IgM的含量差异不显著（P＞0.05），各处理组血清IgA含量差异不显著（P＞0.05）。

表3　微生物发酵秸秆对山羊血清免疫指标的影响

2.3微生物发酵秸秆对山羊血清抗氧化指标的影响 由表4可知，与对照组相比，试验Ⅰ组和试验Ⅱ组血清中SOD酶活显著增加（P＜0.05），MDA含量显著降低（P＜0.05）；并且试验Ⅱ组血清中SOD酶活显著大于试验Ⅰ组（P＜0.05），MDA含量显著低于试验Ⅰ组（P＜0.05）。此外，试验Ⅱ组血清中T-AOC、GSH-Px和CAT酶活显著大于对照组（P＜0.05）。

表4　微生物发酵秸秆对山羊血清抗氧化指标的影响

3　讨论

3.1微生物发酵秸秆对山羊生产性能的影响

生产性能结果表明，微生物发酵秸秆比普通青贮秸秆在提高山羊生产性能方面效果更显著。这可能是因为普通青贮秸秆是利用秸秆自身带有的微生物进行自然发酵，其微生物种类不受控制，青贮品质差异很大。而微生物发酵秸秆是外源添加高效和浓缩的有益菌群定向发酵秸秆，发酵过程中有益微生物大量繁殖，有害微生物得到抑制，因此，微生物发酵秸秆的品质更加稳定。孟令凯等（2015）研究表明，微生物发酵的牧草较普通青贮牧草中粗蛋白含量增加，中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量降低。因微生物发酵组中含有的酵母菌大量繁殖能提供优质的单细胞菌体蛋白，同时发酵初期的黑曲霉、酵母菌等增殖产生纤维素酶、糖化酶、半纤维素酶和果胶酶等，这些酶能降解纤维素和木质素，该试验生产性能结果显示，饲喂微贮牧草比饲喂普通牧草的山羊ADG增加16.33%。因此，推测本试验中微生物发酵秸秆的营养价值优于普通青贮秸秆，进而微生物发酵秸秆组的山羊增重效果更显著。彭忠利等（2013）研究显示，在山羊精料中添加50%的微生物发酵饲料能够提高山羊ADG和养分消化率。同样，在生长育肥猪和断奶仔猪饲料中添加发酵饲料同样可以显著提高增重速度（Canibe等，2003；何谦等，2008）。高飞（2011）用EM菌发酵干玉米秸秆饲喂延边黄牛，其增重显著高于普通青贮玉米秸秆组和未发酵干玉米秸秆组。本试验结果与上述研究一致，饲喂微生物发酵秸秆组山羊的增重速度大于饲喂普通青贮秸秆和风干秸秆组的山羊。

3.2微生物发酵秸秆对山羊血清免疫指标的影响 本试验结果表明，微生物发酵秸秆对山羊的免疫功能具有改善作用，而普通青贮秸秆对免疫功能无显著影响。其原因可能是秸秆经过微生物发酵后，所含有益微生物增多，山羊采食后能调节消化系统的微生态平衡，改善肠道健康，抑制有害菌生长，促进有益菌增殖，进而提高山羊免疫力。益生菌与病原菌竞争结合肠上皮细胞，刺激巨噬细胞产生免疫球蛋白IgM和IgA（Malin等，1996）。此外，微生物发酵秸秆中的乳酸杆菌可以提高巨噬细胞活性，增加免疫球蛋白含量；而酵母菌产生的甘露寡糖具有吸附毒素和病原微生物的作用；芽孢杆菌可以激活肠道淋巴组织，其分泌的多肽也能拮抗病原微生物，从而提高机体抗病力（田真等，2008）。宋琳琳（2009）研究显示，微生物饲料作为活菌制剂饲喂猪能降猪肠道大肠杆菌，增加乳酸菌，从而提高机体免疫能力。微生物发酵饲料提高畜禽免疫力的研究报道很多，余淼等（2013）用微生物发酵秸秆饲喂肉牛，血清中免疫球蛋白IgA、IgM和IgG含量显著增加。杨玉荣（2005）发现雏鸡服用益生素后其免疫器官的黏膜组织中免疫球蛋白生成细胞数量明显增加。本试验结果与上述研究一致。

3.3微生物发酵秸秆对山羊血清抗氧化指标的影响 T-AOC是反映机体总抗氧化能力的综合指标，可以反映机体的酶系和非酶系的抗氧化状态。SOD和GSH-Px能抑制氧自由基产生，平衡人体代谢。CAT能清除体内代谢废物——过氧化氢，防止氧化损伤。而MDA是脂质过氧化的产物，其含量反映细胞受氧自由基损伤程度。大量研究表明，微生物发酵饲料具有抗氧化活性，用微生物发酵秸秆饲喂肉牛能提高血清中SOD酶活和降低MDA含量（余淼等，2013），微生物发酵饲料能够提高仔猪血液中SOD酶活（王娟娟等，2011），胡顺珍等（2012）报道，肉鸡日粮添加富含乳酸菌、芽孢杆菌和酵母硒等物质的复合生态制剂提高了血浆T-AOC。本试验结果与以上报道一致，山羊饲喂普通青贮秸秆和微生物发酵秸秆均能提高抗氧化性能，且微生物发酵秸秆效果优于普通青贮秸秆，这可能是因为添加EM菌发酵的秸秆在乳酸菌、酵母菌、芽孢杆菌等多种有益微生物发酵过程中会产生氨基酸、乳酸和抗氧化性维生素（维生素E、维生素C）等物质（Doblado等，2005），而普通青贮秸秆在发酵过程虽然也会产生乳酸和维生素，但其数量有限，这一点还有待通过后续试验验证。

4　结论

本试验结果表明，普通青贮秸秆和微生物发酵秸秆均能增加山羊ADG和ADFI，提高血清中SOD酶活，降低血清MDA含量。同时，微生物发酵秸秆还能增加山羊血清中IgG和IgM的含量，增加血清T-AOC、GSH-Px和CAT酶活。因此，微生物发酵秸秆能提高山羊的生产性能、免疫功能和抗氧化性能。

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