丝兰提取物和益生菌对生长肥育猪生长性能、抗氧化功能、养分消化代谢以及粪污氮磷、有害气体排放的影响

李元凤，王亚超，敖 翔，范明东*，何 健*

（1.西南科技大学生命科学与工程学院，四川绵阳 621000；2.四川铁骑力士集团冯光德实验室，四川绵阳 621000）

作为我国现代畜牧业的重要经济支撑，大型规模化猪场占比已超过养殖场80%。以现有畜禽存栏量计算，我国畜禽每年约产生40 亿t 粪污，严重超过环境自然承载力。养殖业环境污染物质主要包括猪舍内的有害气体以及粪污中的有害物质。猪舍内有害气体占比最大的是氨气，其浓度过高会直接刺激动物呼吸系统，阻碍动物生长发育。氮和磷是猪粪中主要的污染物，通过污染养殖场周围的土壤和水源，最终使土地失去种植能力。而水体中聚集大量的氮、磷等微量元素会导致水体富氧化，淡水资源被污染，从而破坏了人类的生态环境。2020 年7 月，抗生素已经禁止在我国畜禽饲料中使用，具有促生长以及减排功效的抗生素替代产品已成为行业研究热点。

丝兰提取物源自于纯天然丝兰属植物，营养成分丰富，如皂甙和白藜芦醇等，具有改善畜舍内环境，促进动物生长，提高免疫力，调节动物肠道内微生物菌群平衡，降低氨气排放等功能。近年来益生菌应用广泛，其能通过直接增加肠道有益菌从而改变动物菌群结构，促进动物生长。前人研究发现，益生菌对猪肠道健康、营养物质利用率、抗应激方面均有正向的作用。目前丝兰提取物多应用于断奶仔猪、母猪、水产和反刍动物研究，丝兰提取物和益生菌能协同改善肉鸡肉品质，但有关丝兰提取物和益生菌对生长育肥猪促生长及减排方面是否具有协同效应研究甚少。本试验旨在研究在猪生长育肥阶段饲粮中单独添加或者合用丝兰提取物和益生菌对猪生长性能、抗氧化功能以及减排的影响，为后期指导生产提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料 丝兰提取物（市售，皂角苷>10.5%）；益生菌（市售，乳酸菌数、枯草芽孢杆菌数和酵母菌数分别为1×10、1×10、1×10CFU/kg）。

1.2 试验设计及饲粮 试验采用2×2 析因设计，2 个因素分别为丝兰提取物（0、100 mg/kg）和益生菌（0、200 mg/kg）。选择128 头健康、体重为（47.21±0.37）kg的杜洛克× 长白× 约克生长肥育猪，随机分为4 个处理，每个处理4 个重复，每个重复8 头（公母各半）。对照组饲喂基础饲粮，丝兰组、益生菌组和丝兰+益生菌组分别在基础饲粮中添加100 mg/kg 丝兰提取物、200 mg/kg 益生菌、100 mg/kg 丝兰提取物+200 mg/kg益生菌。预饲期7 d，正式试验84 d。参考 NRC（2012）营养标准、《T/CFIAS 001-2018 仔猪、生长育肥猪配合饲料》以及企业内控标准配制饲粮，饲粮组成及营养水平见表 1。

表1 饲粮组成及营养水平（风干基础）

1.3 饲养管理 2020 年7 月—2020 年8 月在铁骑力士集团研发基地开展动物试验。猪舍为半封闭、水泥地板。试验期间猪只自由采食及饮水，其他饲养管理和保健程序参照试验场规定。

1.4 测定指标及方法

1.4.1 生长性能 试验猪在第1 天和第84 天早上空腹12 h后进行称重，第42 天和第84 天早上结算余料量。准确记录试验期间饲粮添加数量，以及每天饲粮浪费数量，分别计算1～42 d、43～84 d 以及试验全期的平均日采食量（ADFI）、平均日增重（ADG）和耗料增重比（F/G）。

1.4.2 养分回肠表观消化率及粪便氮磷排放 试验第 80～82 天，每天每个重复随机采集 4 头猪的粪便样品，滴加盐酸（10%）到样品中固氮，混合均匀后-20℃保存。粪样转移到实验室后65℃烘至恒重，粉碎并用 40 目筛过筛后，-20℃冻存待测。饲粮样品直接在生产时采集200 g。参照GB/T 6432-2018《饲料中粗蛋白的测定 凯氏定氮法》和GB/T 6437-2018《饲料中总磷的测定 分光光度法》的方法分别测定氮和磷含量。饲粮和粪便样品中干物质和氮测定时以酸不溶灰分（AIA）作为内源指示剂，参照美国 AOAC的分析方法进行，采用绝热式氧弹热量计测定总能。参照 Stеin 等的方法计算养分表观消化率。养分回肠表观消化率的计算公式为：

养分回肠表观消化率=100%-[ 饲粮中AIA 含量/粪中AIA 含量×粪中养分含量/饲粮中养分含量]×100%

1.4.3 血清抗氧化指标 试验结束，每组随机选取8 头猪（每个重复 2 头），前腔静脉采血10 mL，3 000 r/min 离心 5 min 制备血清。血清超氧化物歧化酶（SOD）、 过氧化氢酶（CAT）、丙二醛（MDA）和总抗氧化力（T-AOC）含量均用试剂盒（南京建成生物工程研究所生产）测定，按照说明书操作步骤进行测定。

1.4.4 有害气体排放测定 试验第80～82 天，每天用人工刺激肛门的方法采集每头猪排泄的新鲜粪便100 g，同时接取尿液200 g，放置于体积为5 L 的透明密封箱中，搅拌均匀（粪便应浸没在尿液中），记录好每个样品制样时间。密封箱加盖，并用夹子夹住检测孔乳胶管，形成一个密闭空间，置于常温环境中。在随后4、12、24 h 的同一时间点用四合一气体检测仪（型号：HGFB4，氨气检测范围：0～400 mg/kg，硫化氢检测范围：0～200 mg/kg）检测容器中氨气和硫化氢浓度，每个样品数据读取时间为60 s（用秒表准确记录），并做好记录。每个密封箱检测结束后，及时用夹子夹住检测孔乳胶管，避免气体逸出。

1.5 统计分析 先用Excеl 软件预处理试验数据，后用SPSS 22.0 软件分析结果。用Onе Way ANOVA 程序进行单因素方差分析，用Duncan′s 法进行多重比较。结果以平均值表示。<0.05 表示差异显著，>0.05 表示差异不显著。然后采用2×2 双因素试验设计进行分析，数学模型为：X=μ+++（）+。式中：X为观测值；为总体平均效应；为丝兰提取物效应；为益生菌效应；（）为丝兰提取物与益生菌的交互效应；ε为误差效应。

2 结 果

2.1 丝兰提取物和益生菌对生长肥育猪生长性能的影响 由表2 可见，从全期来看，4 个处理组ADG、ADFI 和F/G差异均不显著。试验43～84 d，丝兰+益生菌组ADG和ADFI 高于对照组和丝兰组（<0.05），F/G 低于对照组（<0.05）。丝兰提取物和益生菌对生长育肥猪43～84 d 的生长性能存在显著的交互作用（<0.05）。

表2 丝兰提取物和益生菌对生长肥育猪生长性能的影响

2.2 丝兰提取物和益生菌对生长肥育猪养分回肠表观消化率的影响 由表3 可见，4 个处理组干物质和总能回肠表观消化率差异均不显著，但丝兰+益生菌组的氮回肠表观消化率高于其他3 组（< 0.05）。丝兰提取物和益生菌对氮回肠表观消化率存在显著的交互作用（<0.05）。

表3 丝兰提取物和益生菌对生长肥育猪养分回肠表观消化率的影响

2.3 丝兰提取物和益生菌对血清抗氧化指标的影响 由表4 可见，4 个处理组SOD、CAT、MDA 及T-AOC 差异均不显著。

表4 丝兰提取物和益生菌对血清抗氧化指标的影响

2.4 丝兰提取物和益生菌对粪便氮磷及粪污有害气体排放的影响 由表5 可见，丝兰+益生菌组粪氮和粪磷排放率均低于对照组和丝兰组（<0.05）。对照组在4、12 h 和24 h 氨气排放量均高于其他3 个处理组（<0.05）。丝兰提取物和益生菌对粪氮和粪磷排放率存在显著的交互作用（<0.05）。

表5 丝兰提取物和益生菌对粪便氮磷及粪污有害气体排放的影响

3 讨 论

3.1 丝兰提取物和益生菌对生长肥育猪生长性能、养分消化代谢及污染物排放的影响 丝兰提取物和益生菌在促进动物生长，提高动物养分吸收利用，降低粪污氮磷排放方面均有显著效果。李宗凯等报道益生菌可以显著提高育肥猪ADG，显著降低F/G。何贝贝等研究发现丝兰提取物可以显著提高断奶仔猪的ADG 和ADFI。本研究发现，丝兰提取物或（/和）益生菌对生长肥育猪无促生长作用，这与前人的研究结果有差异，原因可能与基础饲粮、丝兰提取物或益生菌添加剂量以及饲喂周期等有关。苏俊玲等在肉仔鸡上的研究发现，100～200 mg/kg 丝兰提取物可以显著提高干物质和粗蛋白的表观代谢率。本试验中，丝兰提取物或与益生菌合用能显著提高氮表观消化率，说明在猪生长育肥阶段外源性丝兰提取物和益生菌在氮的利用方面具有协同作用，这与丝兰+益生菌组的ADG 增加结果一致，但ADG 未达到显著水平，需要进一步深入研究。在反刍动物、单胃动物和水产养殖动物上的研究表明，生长在沙漠中的丝兰，其提取物可以减少粪氮和尿氮排放量，降低圈养动物圈舍中氨气浓度，从而减少了粪便氨臭味。何贝贝等在断奶仔猪饲粮中添加90、120、150、180 mg/kg 丝兰提取物发现，断奶仔猪肠道有益菌增殖，有害菌降低，粪便中氮磷排放也显著下降，其中120 mg/kg 添加量效果最好。陈华洁等研究发现，添加丝兰提取物后鸡排泄物中氨态氮含量显著下降。本研究发现丝兰+益生菌组粪便氮磷排放显著降低，这可能与益生菌能改变肠道微生物菌群平衡，丝兰提取物有效成分（如皂角苷）能强力吸附氨气，缓解了氨气的释放速度有关，表明二者在猪生长肥育阶段具有协同作用。

在丝兰提取物和益生菌联合作用下，氮磷的吸收利用率提高，粪便氮磷排放量降低，从而保护了环境免受污染。本研究生长育肥猪全程使用一个配方，在参考行业标准的基础上，结合当地养猪生产实践设计的低蛋白饲粮。经过大量实际生产应用表明，此低蛋白配方饲粮不影响猪的生长性能，且能降低氮的排放，可供同行参考使用。

3.2 丝兰提取物和益生菌对生长肥育猪血清抗氧化功能的影响 机体自身具有防御系统，即抗氧化系统。动物能维持健康是由于抗氧化系统能清除体内过多的自由基，使机体处于氧化与抗氧化的动态平衡状态。作为抗氧化系统中重要的酶，SOD 和CAT 可以清除体内的HO，从而保护细胞免受HO的损伤，SOD 和CAT 活性高低可以表示机体清除自由基能力的强弱。体内脂质过氧化的程度则可以用MDA 水平反映。作为综合评价动物机体抗氧化功能高低的指标，T-AOC可以反映机体对外界刺激代偿能力和自由基代谢能力高低。T-AOC 水平降低后，抗氧化系统活性不能维持，导致机体内大量积聚脂质过氧化物和自由基。而氧自由基的清除需要SOD 和CAT 持续催化才能起作用。本试验中4 个处理的抗氧化指标均无显著变化，说明本试验条件下，丝兰提取物和益生菌单独添加或者合用对育肥猪抗氧化功能改善不明显，而朱瑾等研究发现使用枯草芽孢杆菌能显著提高育肥猪的抗氧化功能，结果不一致的原因可能跟益生菌添加剂量以及菌种组成差异有关。

4 结 论

本试验结果表明，丝兰提取物和益生菌合用可以显著提高生长育肥猪氮利用率，显著降低粪污中氨气排放，但对生长性能无明显改善。