家蚕饲料效率的研究概况

刘艳伟，安春梅，张雨丽，王平阳，李莉苓，黄玲莉，韦博尤，闭立辉，张桂征

（广西壮族自治区蚕业技术推广总站，南宁市530007）

在养殖业界，饲料效率是指生产物和生产所需饲料消费量之比。饲料效率引用到蚕业上，就是桑叶或人工饲料的给饵量与生丝量或产卵量之比［1］。家蚕的饲料效率因考察的产物不同而有不同的表示方法，以幼虫体重增加量为研究对象，即体重增加量与所需食下量之比为体重的饲料效率，相应的还有茧层量的饲料效率和产卵量的生产效率［2］。饲料效率是投入与产出之比，直接关系着生产经济效益，因此提高饲料效率的研究有重大的意义。在20世纪七八十年代日本对家蚕饲料效率的报道较多，随之，我国对如何提高家蚕饲料效率也做了很多的研究。

在禽畜类饲养中，不同类动物的饲料转化率不同，在不同的生理阶段饲料转化率也不同，除幼年的畜禽能量利用率高外，妊娠期母畜和母鸡产蛋阶段的能量利用效率均高于空怀期与休产期。饲料有效能转化为不同产品或功能的效率不同［3］。其中秸秆类饲料的消化率在40%～50%之间。在家蚕中5龄蚕对于桑叶每种成分的消化率为粗蛋白63.79%，粗脂肪59.95%，碳水化合物42.32%，粗纤维0.04%［1］。蚕在5龄期食下的桑叶占全龄期的80%左右，以5龄期食下的桑叶与产物计算家蚕饲料效率，叶茧转化率为11%左右，叶丝转化率约在2.0%～2.6%［4］。与禽畜类相比，家蚕饲料效率还比较低、差距大。本文通过总结家蚕饲料效率的影响因素及研究概况，以期能为今后提高家蚕饲料转化效率研究提供一些新的思路。

1 饲料效率的评定指标与计算方法

1.1 饲料效率的评定指标

家蚕的饲料转化率一般有两种表示方法，一种是叶丝转化率，即家蚕的经济产物茧重量与幼虫期食下的总物质量之比。确切来说应以生丝量为指标，与正常发育的幼虫总食下量的比表示，但生丝量的测定包括烘茧、杀蛹、煮茧及缫丝等，需要大量的劳动力，且在遗传分析上有不利之处，因此，通常以茧层重来代替生丝量。另一种是从能量的利用方面来表示饲料效率，即茧丝中的能量与摄取的饲料能量之比。但是由于能量的测定需要大量劳动力来处理大量样本，同时还需要杀死很多幼虫［5］，因此，一般多采用第一种叶丝转化率作为研究家蚕饲料效率的主要指标。

1.2 饲料转化效率计算方法

家蚕幼虫期饲料转换的效率主要考虑消化率，体质转换效率，摄食系数等要素。如果只考虑消化率和体质转换效率即为狭义的饲料效率，如果把摄食系数考虑进去，那么就是广义的饲料效率［5］。狭义的饲料效率和广义的饲料效率公式如公式1和公式2所示。

茧层生产的饲料效率主要包括消化率、茧重转换效率及茧层率三个要素。计算式如公式3所示。

造卵的饲料效率表示如下：

家蚕在5龄期的食桑量占整个蚕期的80%～85%，因此只考虑5龄期的蚕体生长量以及全茧量、茧层量也可以粗略估算出家蚕的饲料效率。参考公式如下［6］：

2 家蚕饲料效率的影响因素

2.1 家蚕品种与饲料效率的关系

在二十世纪八十年代，庄大恒等［7］通过比较分析近二三十年来推广应用的蚕品种的经济性状与饲料效率，发现蚕品种的经济性状有了显著的提高，同时5龄经过和食下量也相应的增加，但不同蚕品种的消化率以及饲料效率几乎没有提高，均在9.5%左右。而吴健等［8］研究了中系和日系的多个品种的饲料效率及叶丝转化率，总结得出中系品种的饲料效率和叶丝转化率均高于日系品种，一化性、二化性品种高于多化性品种。徐孟奎等［9］研究发现春用蚕品种的食下干物量、消化干物量、消化率明显高于秋用蚕品种，而5龄期食下桑叶量的全茧生产效率和茧层生产效率反而低于秋用蚕品种。林昌麟等［10］调查了251个家蚕品种的茧层生产效率，效率分布范围广阔，略呈正态分布，效率最高与最低的品种相差2.6倍。结果还显示，茧层转化率以多化种最高，二化种次之，一化种最低。这一点与吴健等［8］的研究不同，可能是由于家蚕品种、地域等因素的影响，这也说明茧层转化率与化性的关系并不固定。家蚕抗BmNPV新品种华康2号与两广二号相比，4～5龄蚕总食桑量相当，50 kg桑产茧量、产茧层量分别比两广二号高12.86%、17.17%，表明华康2号的饲料效率高于两广二号，并且对BmNPV病有较高的抗性［11］。张亚平等［12］通过全龄人工饲料育6个蚕品种，发现不同品种对食下量、消化量、消化率、茧层生产效率影响显著。不同的家蚕品种饲料效率不同，徐水等［13］初步以4个三元杂交种、2个二元杂交种和2个原种为试验材料，研究了家蚕不同品种饲料效率的杂交优势，研究表明，对于食下率、近似消化率，二元杂交种＞三元杂交种＞原种；对于茧层转换率，三元杂交种＞二元杂交种，二元杂交种与原种之间差异不显著；对于丝长、丝量，三元杂交种＞二元杂交种＞原种。以上研究表明，蚕品种与饲料效率存在密切的关系，选育饲料效率高的家蚕品种对提高饲料效率意义重大。

2.2 家蚕生理因素与饲料效率的关系

家蚕的饲料效率是其新陈代谢作用结果的呈现，新陈代谢与其生理因素息息相关，家蚕的遗传因素、性别、生理特点等关系着家蚕的饲料转化效率。饲料效率构成要素与产量构成要素之间，典型相关系数达极显著的有3个，两个性状组之间存在着明显的正相关，在饲料效率构成要素中食下量的贡献最大，消化量贡献次之，饲料效率因素与产量因素的典型相关主要由食下量和茧层量的相关所引起的［14］。长岛荣一等［5］研究得出摄食系数和体质转换效率、茧层率、狭义的饲料效率及茧层生产效率有负相关，同时茧层率和消化率、茧重转换效率存在负相关，和茧层生产率存在显著正相关。通过进一步利用4个品种的相互杂交，利用亲子回归分析推定遗传相关结果得出，实用杂交种茧层效率的品种间差异很小，但构成要素在品种间存在差异，而且实用杂交种的摄食系数、成长系数和食下量、茧层重相同有显著的杂交优势，然而茧层生产效率没有杂交优势。因此F1的茧层重的显著增加被认为主要是起因于摄食系数和食下量、成长系数的增加。家蚕的突变基因有很多，先后有许多学者研究了突变基因可以提高饲料效率。其中长岛荣一［5］、向仲怀等［2，15］发现pB、pS、M3和K等基因对饲料效率有显著影响。家蚕的饲料效率还与其性别相关，刘俊凤等［16］通过对家蚕雌雄蚕饲料效率的对比试验发现，雌蚕5龄期食桑量比雄蚕高出11.19%，差异极显著。同时5龄期的饲料效率差异显著，雄蚕的饲料效率明显高于雌蚕，而雌雄蚕5龄期的消化率差异不显著。黄玲莉等［17］研究广西现行蚕品种两广二号雌雄个体饲料转化效率的差异性时发现，两广二号在整个大蚕期雄蚕个体的平均食桑量为雌蚕的93.80%，雄蚕的50 kg桑叶产全茧量为5.57 kg，是雌蚕的87.01%，显著低于雌蚕，雌蚕的50 kg桑叶产茧层量雄蚕比高6.78%，两广二号品种的雄蚕叶丝转化效率略高于雌蚕，但差异不显著。屠振力［18］通过对16个不同系统的家蚕品种雌雄蚕饲料效率进行分析，经过t检验表明消化率及茧重转化率雌雄间差异不显著，食下量、消化量、全茧量、茧层量、茧层率、蛹体重、茧层生产效率及蛹体转换效率等几项性状雌雄间差异达到了极显著的水平。

2.3 饲育条件与饲料效率的关系

家蚕饲料效率与家蚕的营养物质消化吸收与物质转化密切相关。蚕的生长发育不仅需要充足的营养物质，还需要适宜的饲育环境，从而适宜的温度、光照、湿度、空气流动以及清洁的养蚕环境，更有利于蚕的生长发育，有利于家蚕饲料效率的提高。适当的控制给桑量可提高饲料效率，比正常给桑减少20%给桑是最佳给桑量，饲料效率较高，100 kg叶产茧量比正常给桑区提高10.4%，该区域的100 kg叶产丝量提高6.7%［19-20］。而在唐小帅等［21］的秋蚕期5龄给桑量对家蚕品种苏秀×春丰饲料效率影响的研究中，以减桑量30%时该品种的家蚕饲料效率最高，减桑量的不同可能是由于家蚕品种、养蚕时期的不同引起的。马现永等［22］调查了不同的给桑次数、不同给桑量条件下家蚕的饲料效率，85%给叶量区和75%给叶量区的50 kg桑茧层量指标相同，且高于饱食区，在相同的给桑量的条件下，二回育茧层饲料效率低于四回育，但是差异不显著。壮蚕期的光照也有明显的影响，壮蚕期夜间照明能提高蚕的体重，而5龄起蚕体重与茧层量成正相关，影响显著。壮蚕期夜间照明还能提高全茧量和茧层率［23］。苏琳瑛［24］调查了不同光周期处理的家蚕幼虫和蛹期的生长发育状况，结果表明，与自然光照组相比，全光照组的家蚕5龄经过缩短，体重增加，家蚕5龄的食下量、消化量、消化率、饲料效率及茧质高于自然光照组，而在全黑暗和不同时间段的3种光周期条件下，与自然光照组相比，家蚕5龄经过缩短，体重增加，家蚕5龄在夜间的食下量、消化量因光照的存在而低于自然光照组。持续的光照能提高家蚕的食下量、消化量，家蚕的食下量与消化量在昼夜间存在差异。李俊等［25］以地面叶片育为对照，调查了地面条桑育家蚕的生理指标，结果显示不同季节的条桑育茧重转换效率和茧层生产效率均高于叶片育，食下量则低于片叶育。另外饲料效率还与营养条件、饲育温度、上蔟早迟等饲养技术有关［4］。改善养蚕技术，合理控制给叶量，补充光照可以提高家蚕饲料效率。

2.4 桑树品种、叶质、叶位与饲料效率的关系

桑树品种、叶质、叶位对家蚕的饲料效率均有影响。王志刚［26-27］测定了7个桑树品种的饲料效率，其茧层生产效率最高的桑品种是新一之濑和鲁6，通过分析茧层生产效率与桑叶营养成分相关性，总结出饲料效率与桑叶水分含量呈显著负相关，与桑叶的能量含量呈显著正相关，桑叶中的粗蛋白含量与春季呈正相关，秋季相关不显著。林健荣等［28］以广东桑品种伦40、试11号、抗青10号为研究材料，通过同一蚕品种对各桑品种提供桑叶的食下量、消化量、茧层量、茧层率以及5龄期蚕的生长发育情况调查，结果表明不同桑品种饲育区的食下量、消化量之间存在差异，其中试11号与抗青10号饲育区的食下量、消化量之间的差异均达极显著水平，抗青10号饲育区的茧层量、茧层率与其他两个品种之间的差异达显著水平。朱方容等［29］调查了6个桑品种养蚕的经济性状，统计分析表明饲料效率与其他性状在桑品种间有显著的差异，叶丝转化率与茧层量、桑叶干物率、茧层率呈正相关，通径分析表明消化率、茧重转换率与桑叶干物率对叶丝转化率的直接作用较大。町井博明等［30］以本地桑品种和引进桑品种为材料，研究了桑叶含氮量和氨基酸含量与茧层生产率的关系，结果显示桑叶中含氮量高的桑品种，茧层生产效率就高，茧层生产率同桑叶中蛋氨酸和组氨酸含量相关性极大。胡仕叶等［31］用适熟叶、嫩叶和老叶从碧波原蚕4龄起开始喂食，结果发现叶质对碧波幼虫的发育情况和一代杂交种卵质都有较大的影响，蚕期发病率老叶区明显高于适熟叶区，老叶对一代杂交种卵质影响较小，嫩叶对生长发育影响较小，但对制种量和卵质的影响较大。小原直久等［32］研究了不同桑品种以及桑叶贮藏对家蚕饲料效率的影响，研究发现不同桑品种间营养效率开差较大，茧层生产效率也有差异。通过新鲜桑叶育与贮藏桑叶育对比试验发现，5龄经过、化蛹率及蚕体重增加量没有差异，但食下量和消化量、消化率、体质转化率、茧层生产效率及茧重转化率、饲料效率均属新鲜桑给与区较高。说明桑叶的贮藏使其叶质发生变化，饲料价值降低。桑树品种的差异，叶质、叶位的不同，直接影响了蚕的营养物质的摄取，从而造成家蚕生长发育状况，饲料转化效率、产卵质量有所不同。

2.5 添加外源物质与饲料效率的关系

2.5.1 纳米材料 纳米材料具有分子小，有生物活性，有助于消化吸收的特性，张华［33］研究了纳米材料TiO2（Titanium dioxide nanoparticles，TiO2NPs）对家蚕饲料效率的影响，结果表明，家蚕添食TiO2NPs后，食下量增加了3.254%，消化率增加了16.373%，龄期延长了6.756 h，熟蚕体重增加了11.231%，全茧量增加了5.601%，茧层量增加了9.318%，茧层率增加了3.521%，平均茧丝长、解舒率和净度分别增加了3.152%、17.574%、1.717%，茧丝纤度降低了0.192%。TiO2NPs添食不仅能够提高家蚕饲料效率，增加蚕茧产量，还能改善丝质。此外李洋洋［34］研究了不同浓度的TiO2NPs对家蚕生长发育、饲料效率以及蚕丝产量的影响，试验结果表明，低浓度（5～10 mg/L）的TiO2NPs可以促进家蚕生长发育，提高家蚕的饲料效率，增加蚕茧的产量，高浓度（20 mg/L以上）的TiO2NPs对家蚕具有一定的毒性，连续添食高浓度的TiO2NPs后，家蚕对其毒性具有一定的适应性。以TiO2NPs最适浓度（5 mg/L）用于生产，生产应用表明，家蚕对病毒病、细菌病和其他蚕病的抗性都强于对照。

2.5.2 酸性氧化电位水 近年来，许多研究者尝试添加外源物质来提高家蚕的饲料效率。酸性氧化电位水是一种具有高氧化还原电位、低pH的新型消毒剂，具有较强的快速杀灭微生物的作用［35］。学者李俊等［36］以常用蚕药为对照，研究酸性氧化电位水对家蚕饲料效率及生命力的影响，发现酸性氧化电位水处理对家蚕的全茧量影响显著，而对茧重转换效率、茧层生产效率等其他指标影响不显著。

2.5.3 蔗糖 在探索添加对家蚕饲料效率影响的外源物的研究中，添食蔗糖与其他外源添加物有所不同，杨雷等［37］研究结果表明，在全叶情况下添食1%或5%蔗糖不能提高家蚕的饲料效率，相反还表现出饲料效率降低的倾向，这也为我们研究外源添加物提供了理论指导，避免不必要的浪费。

2.5.4 酶类、维生素及其他 许多研究证明，用添加了纤维素酶的饲料饲养牛、羊、兔、猪、鸡等，可以显著提高其饲料效率，提高日增重［38］。在桑叶表面喷洒纤维素酶和果胶酶，破坏桑叶细胞壁，然后给蚕添食，这样有利于蚕消化吸收桑叶中的纤维素，提高叶丝转化率［4］。徐俊良等［39］在蚕5龄期添加维生素C及B6、磷酸氢二钾、赖氨酸以及尿素，结果表明，添加尿素在春季时达极显著水平，维生素B6添食对提高家蚕叶丝转化率有极显著效果，其他的添食价值不大。饲育环境干燥时，清水添食也能明显改善蚕的营养状况，提高叶丝转化率。

随着人工饲料的开发与研究，饲料配方也不断的改良，以便更好的适应家蚕的营养生理需求。胡增娟等［6］设计了可溶无氮物含量不同的家蚕人工饲料配方，并测定了可溶无氮物含量与家蚕消化吸收和饲料效率的关系，结果表明家蚕人工饲料中可溶无氮物适宜含量范围为50.0%～52.5%，且家蚕饲料效率指标随可溶无氮物含量的增加而呈下降趋势。崔为正等［40］研究的新产品“多效蚕用添食剂”，在家蚕5龄期每天添食一次，可省叶10%左右，叶丝转化率提高15%～20%，每天添食三次，5龄经过缩短3～8 h，省叶15%～25%，叶丝转化率提高30%～50%。有学者曾用ZR515和ZR777保幼激素分别处理5龄蚕，发现丝腺后部和脂肪体中合成甘氨酸和丙氨酸的有关转氨酶的活力有明显增加，比对照提高10%～40%，茧层量增加10%，尽管添食后5龄期有所延长，但饲料效率却是有所提高的［26-27］。添加外源物质，有助于家蚕对饲料的消化吸收，尤其是“多效蚕用添食剂”效果显著，但是未见在提高家蚕人工饲料的饲料效率方面研究的报道。

3 展望

提高家蚕的饲料效率，提升产业经济效益是产业研究的一项重要工作，意义重大。诸多研究表明家蚕饲料效率跟家蚕品种、桑树品种、遗传效应、饲育条件、雌雄等关系密切，近些年学者也从育种与添加外源物等措施来提高家蚕的饲料效率。此外，家蚕肠道的微生物种类繁多，所产生的消化酶类对蛋白质、糖类、脂质的消化利用有着至关重要的作用，研究分析家蚕肠道优势有益微生物种群，然后通过人为干预并重新构建平衡的家蚕肠道微生物群落，从而提高饲料效率将是一个重要的研究方向。

随着社会经济的发展，人工劳动力的成本增加，养蚕业成本开支比重也日益增大，低成本人工饲料的开发应用，推进工厂化人工饲料养蚕需求日显迫切。然而，目前家蚕人工饲料研究主要围绕如何满足家蚕生长发育营养的需求为重点开展，在如何提高人工饲料饲料效率方面的研究较少。从提高家蚕人工饲料的饲料效率的角度研究，调整家蚕人工饲料配方将是一个新的研究重点。