日粮纤维营养在母猪生产中的应用

闫益波，宋献艺，李文刚，焦福林*

(1.山西省农业科学院 畜牧兽医研究所，山西 太原 030032；2. 山西省农业科学院 饲料兽药研究所，山西 太原 030031)

生猪产业是中国畜牧业的支柱产业，然而2018年以来，受到非洲猪瘟疫情的影响，生猪及能繁母猪存栏大幅下降，商品猪源紧缺，猪价大涨，稳猪价保供给的压力加大，如何恢复生猪产能成为现阶段亟待解决的重要问题之一。目前，中国母猪年产断奶仔猪数(PSY)仍未达到世界水平[1]，且规模化猪场母猪由于不发情和发情推迟等现象导致的淘汰率占1/5～1/3[2]，因此通过提高PSY对缓解非洲猪瘟给中国养猪业带来的不利影响具有一定的缓解作用。PSY是低遗传力性状的集合，受环境、营养和饲养管理水平影响较大，如遗传方面母猪产仔性能潜力未能全部激发，营养方面能繁母猪泌乳性能低，仔猪断奶应激综合征严重等[3-4]。

纤维作为第七大营养素，其在单胃动物尤其是母体后肠道中的研究引起了广泛的关注。母猪后肠道食糜中含有数量庞大的微生物，约为1010～1011个/g，是生长猪的6.7倍[5]。现阶段不少研究证实纤维在母猪生产中具有重要的作用[6-9]，且与欧美国家日粮相比，中国母猪日粮中纤维含量较低，这暗示碳水化合物的水平可能是导致中国母猪PSY低的重要原因之一[10]。

本文拟从纤维对母猪繁殖性能、免疫功能、产程等方面的应用进行综述，旨在为纤维在母猪中的应用提供一定的技术指导和理论依据，进而促进生猪产能的恢复。

1 日粮纤维简介

1.1 日粮纤维的定义及特性

关于日粮纤维的定义，早在20世纪中后期，Trowell[11]首次定义为对人体消化系统中酶的水解具有抗性的木质素和细胞壁多糖的总和。21世纪初，欧洲食品安全委员会重新定义为不能被动物内源消化酶分解、小肠无法消化吸收的所有碳水化合物的总和，主要包括非淀粉多糖、抗性淀粉、抗性低聚糖和木质素4种[12]。纤维的理化性质主要有水合作用(溶胀力、水溶性、持水力和水结合力)[13-14]、黏性[15]、发酵性[16]等。

1.2 日粮纤维的来源和功能

日粮纤维的来源十分广泛，详见表1。目前，为了缓解人畜争粮的矛盾，非常规饲料原料在畜牧业生产中进行了大量的报道，其中不乏富含纤维的原料，如豆壳类[17]、秸秆类[18-19]、果渣类等[20]。非常规饲料原料虽然廉价、便宜，但其在畜牧业应用上存在一定的地源性、季节性等缺陷。因此，需要深度挖掘其价值特别是纤维和功能性成分的作用，以期为非常规饲料原料利用提供更可靠的技术支撑。

表1 最常见的膳食纤维类别的化学成分和来源Table 1 Chemical composition and source of the most common dietary fibers

2 纤维在母猪生产中的应用

纤维在母猪中的应用较多，一方面通过增加饱腹感、减少便秘以及缩短产程等进而改善动物福利；另一方面，纤维在肠道通过微生物发酵产生的小分子物质(短链脂肪酸、菌群-肠-脑轴)等来调控机体免疫性能、繁殖性能等。

2.1 日粮纤维在妊娠母猪中的应用

日粮纤维对妊娠母猪的影响见表2。目前关于纤维对妊娠母猪的影响很多方面仍存在一定的争议，大量研究结果表明适当提高妊娠阶段的膳食纤维能够提高母猪的断奶仔猪数，而对初生仔猪重并无显著影响[6,22]，但也有报道表明添加纤维能够提高仔猪初生重[23]，这可能与试验母猪胎次和品种、日粮纤维添加时间、类型及水平、纤维日粮饲喂次数等因素有关，在净能体系日益完善的前提下，不同纤维类型的净能也有一定的差异[24]。此外，有研究通过“母-仔”轴研究妊娠期添加纤维(22.60 g / kg的菊粉和181.60 g / kg的纤维素)对后代睾丸发育的潜在分子机制，结果发现与对照组相比，纤维组睾丸中最丰富的信号传导途径包括淀粉和蔗糖代谢，脂肪酸代谢，谷胱甘肽代谢和肾素-血管紧张素。mRNA表达分析进一步证实了某些信号通路在调节后代睾丸发育的母体纤维营养中的重要性[25]。

表2 日粮纤维来源及其添加水平对妊娠母猪的影响Table 2 Effects of different dietary fiber source and its levels on pregnant sows

围产期母猪是否健康对仔猪的发育、母猪产后发情等具有重要意义。日粮纤维一方面在肠道中可以进行发酵，产生的SCFA能够改善肠道上皮功能，调节上皮细胞和免疫细胞的生长和死亡[32-33]；另一方面，通过“菌群-肠-脑轴”来提高免疫功能[34-35]。此外，某些纤维还能够通过在肠道内发挥着益生元的功能并选择性的向肠道有益的方向进行发酵[36]。成传尚[37]研究发现，妊娠期日粮添加功能性日粮纤维有效地改善了母猪的围产期代谢状态，其潜在机制与妊娠期功能性日粮纤维促进了产丁酸菌属-Oscillospira属的富集以及丁酸的产生，从而降低了母猪围产期肠道渗透性和血浆内毒素的水平有关。Li等[38]研究妊娠母猪饲喂不溶性纤维/可溶性纤维分别为3.89%、5.59%、9.12%和12.82%的日粮，结果表明低比例能够提高母猪和仔猪的抗氧化酶活性和降低促炎因子水平，Nrf2和HO-1肝脏mRNA表达，NF-κB更低。同时还能够影响母猪和仔猪中短链脂肪酸浓度。

现代集约化养殖场中，母猪在妊娠期采用限饲，进而以避免体重增加过多影响产程及运动；同时，妊娠期母猪还容易出现便秘、刻板行为等现象。因此，母猪的福利问题越来越多需要被重视。日粮纤维含量增加，能够延长采食时间和胃肠道扩张，增加饱腹感并降低进食动机[39-40]。Sun等[41]研究报道了木质纤维素、可溶性纤维和抗性淀粉对母猪摄食动机的影响，通过跑道试验、定点饲喂和行为学进行评价，结果表明可溶性纤维比木质素纤维和抗性淀粉的饲喂动机强。Dedecker等[42]研究表明,在1.7 m2母猪的栏舍内，饲喂高纤维日粮的母猪能够减少母猪假咀嚼行为和外阴病变，进而改善母猪的健康状况。不少研究均表明以发酵速度慢、丁酸产量高的纤维型效果最好[43]。

2.2 日粮纤维在泌乳母猪中的应用

日粮纤维在泌乳母猪中的研究较多，具体见表3。在规模化养殖生产中，泌乳期母猪的营养水平一方面影响母猪膘情，进而影响母猪断奶发情间隔周期，另一方面通过影响泌乳量和乳品质，进而降低或者提高仔猪成活率和断奶仔猪数。因此，如何减少母猪泌乳期体重损耗和提供每胎断奶仔猪数仍需重点关注。而日粮纤维在后肠道发酵的主要产物短链脂肪酸参与泌乳母猪乳脂的从头合成[44]，但关于其具体对泌乳母猪膘情以及在母猪全生命周期的影响机制目前鲜有报道。孙海清[45]研究表明,饲粮中添加2.1%魔芋粉分别提高母猪泌乳期第2周、3周以及全期的采食量11.0%、11.5%和85%。

2.3 日粮纤维在后备母猪中的应用

后备母猪是指仔猪断奶后选留育成至第一次配种前的母猪，是规模化养殖场母猪群更新及持续发展的基础。在实际生产中，由于后备母猪初情期启动慢而导致母猪不发情、延迟发情以及体况不达标造成二胎综合征的现象较多，因此该阶段的营养调控对后备母猪生命周期的生产具有重要意义[47]。大量研究报道了后备母猪饲喂适宜水平的粗纤维能够提高卵母细胞的质量，改善胚胎存活率，提高初生仔猪成活率和断奶仔猪数[48-50]。Renteria-Flores等[51]利用可溶性纤维(30% 燕麦麸)和不溶性纤维(12%小麦秸秆)饲喂后备猪，发现胚胎存活率降低了4.9%(80.3% vs 76.4%)，进一步揭示了高水平的不溶性纤维可能降低母猪胚胎存活率。李润林等[52]研究报道，基础日粮中添加10%的苜蓿(CP为18.3%或20.0%，CF第一阶段分别为1.71% vs 3.62% vs 3.49%；第二阶段2.03% vs 3.53% vs 3.38%)饲喂后备母猪，与对照组相比，后备母猪腹泻率分别降低27.3%和30.1%，死淘率降低27.1%和34.0%，发情率增加23.6%和45.0%。关于纤维对后备母猪的调节机制，有学者认为主要是通过纤维消化代谢产物、调节后备母猪体内相关激素的分泌和浓度间接作用于GnRH及Kisspepti、调节机体代谢产物，从而影响后备母猪卵巢中卵母细胞质量、胚胎以及胎儿的发育，进而影响后备母猪的繁殖性能[53]。但关于不同纤维来源、水平对其繁殖性能的影响机制仍需要进一步研究。

表3 不同纤维来源及其添加水平对泌乳母猪的影响Table 3 Effects of different dietary fiber source and its levels on lactation sows

3 小 结

日粮纤维对母猪生产具有重要的作用，但针对纤维来源、添加水平在不同阶段并没有相应的添加标准；针对全生命周期内添加纤维对母猪和通过“母仔轴传递”等方面仍需进一步研究；此外，通过挖掘不同纤维类型及其添加水平在母猪生产中的应用，还可以促进非常规饲料原料的开发。与此同时，通过生物发酵技术、添加酶制剂等改善日粮纤维的品质等方面也亟待解决。总之，日粮纤维对维持和促进中国畜牧业提质增效的过程具有重要的意义，以猪为模型，研究日粮纤维对“菌群-肠-脑轴”的调控来维持人体健康、缓解心脑血管疾病以及其他代谢综合征方面均有一定的指导意义。