楊華明武 斌閆曉剛班志彬周 虹梁 浩馬惠海*

（1.吉林省農(nóng)業(yè)科學(xué)院，吉林長春 130033；2.吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)，吉林長春 130033）

莫能菌素和吐溫80對肉羊氮沉積及甲烷排放量的影響

楊華明1武 斌1閆曉剛1班志彬1周 虹2梁 浩1馬惠海1*

（1.吉林省農(nóng)業(yè)科學(xué)院，吉林長春 130033；2.吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)，吉林長春 130033）

目的：利用中型開放回流式呼吸測熱裝置等設(shè)備，研究莫能菌素和吐溫80對肉羊氮沉積及甲烷排放量的影響。方法：選擇24頭5 月齡、體重相近（30±2.39 kg）南非肉用美利奴與東北細毛羊雜交F1代羯羊，隨機分為3 組，每組8 只。采用單因子試驗設(shè)計。第一組飼喂基礎(chǔ)日糧（精料：羊草=40：60）作為對照組，第二、三組基礎(chǔ)日糧（精料：羊草=40：60）添加莫能菌素和吐溫80劑量分別為15 mg/d·頭和40mg /kg·DM）。結(jié)果：試驗結(jié)果表明：本試驗中吐溫80在日增重、氮沉積、甲烷排放量等方面作用效果均優(yōu)于莫能菌素

莫能菌素 吐溫80 氮沉積 甲烷

莫能菌素是一類畜禽專用聚醚類離子載體抗生素類添加劑，錢占宇等（2010）、劉立成等（2007）、王中華等（1999）研究表明，莫能菌素能影響反芻動物瘤胃內(nèi)能量代謝，改善瘤胃發(fā)酵功能，降低乙丙酸比例，減少甲烷排放，提高日糧利用率及生產(chǎn)性能，已廣泛應(yīng)用于反芻動物生產(chǎn)。近年來，食品安全越來越受到消費者的重視，尋找抗生素類添加劑的替代品，已成為畜牧業(yè)科研工作的主流趨勢。吐溫80是一種非離子型表面活性劑，在食品加工中其作為添加劑被廣泛使用，添加在動物飼料中通常被認為是安全的。根據(jù)代行慧等（2007）、 Lee等（2003）（2003a）報道，吐溫80對反芻動物主要影響為：提高瘤胃纖維素酶、木聚糖酶和淀粉酶的活性，促進牛鏈球菌、反芻月形單胞菌、溶纖維丁酸弧菌、黏液真桿菌、埃氏巨球形菌和產(chǎn)琥珀酸絲狀桿菌的生長，且低濃度吐溫80對真菌有營養(yǎng)作用，促進瘤胃內(nèi)總VFA含量并且提高反芻動物日糧干物質(zhì)降解率。因此，吐溫80作為一種非離子型表面活性劑具有應(yīng)用于反芻動物生產(chǎn)的潛力。

1 材料與方法

1.1 試驗動物

試驗選用24頭5月齡、體重相近（30±2.39 kg）南非肉用美利奴與東北細毛羊雜交F1代羯羊；

1.2 試驗添加劑

莫能菌素和吐溫80，二者為分析純，莫能菌素和吐溫80 添加量分別為15 mg/d·頭和40mg /kg·DM，預(yù)飼期10 d，試驗期30 d。添加劑使用小型攪拌機與精料充分攪拌混合均勻。

1.3 試驗日糧

試驗日糧參照中國《肉羊飼養(yǎng)標準》（NY/T815—2004）配制，由精料和羊草組成，精粗比4：6，精料組成及營養(yǎng)水平見表1。

表1　基礎(chǔ)日糧組成及營養(yǎng)水平（風(fēng)干基礎(chǔ)）

預(yù)混料為每千克精飼料提供：VA 15000 IU，VD 5000 IU，VE 50 mg，F(xiàn)e 90 mg，Cu 12.5mg，Mn 50 mg，Zn 100mg，I 0.8 mg，Co 0.5 mg

表2　羊草營養(yǎng)物質(zhì)含量 %

1.4 試驗設(shè)計

采用單因子試驗設(shè)計，24頭試驗羊隨機分為3 組，每組8 只。第一組飼喂基礎(chǔ)飼糧（精料定量羊草自由采食），第二、三組基礎(chǔ)日糧中莫能菌素和吐溫80 添加量分別為15 mg/d·頭和40mg / kg·DM，預(yù)飼期10 d，試驗期33 d。試驗期內(nèi)第27d天晨飼前隨機選擇6只試驗羊（每組兩只）稱重后放入呼吸代謝室適應(yīng)3d并測定其采食量，試驗期第30d開始進行為期3d呼吸測熱試驗，試驗期第27d開始呼吸代謝試驗，分為兩次，共8d，每4d一次，包括1d適應(yīng)期和3d氣體測定期，每次試驗晨飼前在每組中隨機選擇2只試驗羊，每次試驗6只，全部試驗共12只，在每次試驗期內(nèi)測定其采食量，期間按照全部試驗羊在呼吸代謝試驗開始前3d平均采食量的90%統(tǒng)一限飼，以保證各組試驗羊采食量相同且無剩余，呼吸測熱結(jié)束后，晨飼前再次稱重，與進入代謝室前稱重結(jié)果取平均值作為試驗羊代謝室內(nèi)體重。呼吸測熱期間電腦自動記錄的呼吸試驗羊耗O2量，CO2排放量，CH4排放量，呼吸商等的變化。

1.5 試驗動物飼養(yǎng)管理

試驗于2014年4月～5月在吉林省農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧分院試驗羊場進行。試驗羊舍飼，每日分別于05：00、16：00準時定量飼喂精料和羊草，自由飲水。

1.6 樣品的采集與分析

日增重，供試羊分別于試驗期第一天及最后一天早上06：00（晨飼前）用精確度為0.01kg的電子秤空腹稱重，為試驗初始和結(jié)束的體重，并依據(jù)稱重結(jié)果計算各組試驗羊在試驗期間的平均日增重。

樣品期間，試驗期第28～30d每天晨飼前收集前一天的糞便稱重后取1/10，加入10% H2SO410mL后置于-20℃冰箱中保存；同樣方法收集尿液后采集25mL，加入10% H2SO410mL后置于4℃冰箱中保存。飼養(yǎng)試驗結(jié)束后，將每期試驗羊的每個糞便樣品在65℃恒溫下烘干至恒重，分別稱重，計算每個樣品失水率，采用凱氏定氮法測定糞便中的氮含量，同樣的方法測定飼草與精料中的含氮量。

1.7主要試驗設(shè)備

1.7.1 7通道中型動物開放回流式呼吸測熱裝置

1.7.2 數(shù)據(jù)采集界面

1.8 數(shù)據(jù)統(tǒng)計

采用Excel對試驗數(shù)據(jù)進行整理，利用spss17.0軟件進行統(tǒng)計分析，顯著性檢驗采用單因素方差分析。結(jié)果以平均數(shù)±標準差表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 莫能菌素和吐溫80對肉羊日增重和氮沉積的影響

從表3可以看出，試驗羊初始重和末重各組之間差異均不顯著（P＞0.05），日增重吐溫80組和莫能菌素組顯著高于對照組（P ＜0.05），吐溫80組顯著高于莫能菌素組（P＜0.05）。在食入氮相同的情況下（限飼）、沉積氮和總氮利用率，吐溫80組顯著高于莫能菌素組和對照組（P＜0.05），對照組與莫能菌素組差異不顯著（P＞0.05）。

表3　莫能菌素和吐溫80對肉羊體重和氮沉積影響

2.2 莫能菌素和吐溫80對肉羊甲烷排放量的影響

從表4可以看出，甲烷產(chǎn)生量、代謝體重甲烷產(chǎn)生量及每千克干物質(zhì)甲烷產(chǎn)生量，吐溫80組顯著低于對照組和莫能菌素組（P ＜0.05），莫能菌素組和對照組相比僅在甲烷產(chǎn)量差異顯著（P ＜0.05），代謝體重甲烷產(chǎn)生量及每千克干物質(zhì)甲烷產(chǎn)生量均差異不顯著（P＞0.05）。CO2產(chǎn)生量、O2消耗量、RQ值、產(chǎn)熱量各組之間均未表現(xiàn)出顯著差異（P＞0.05）。

表4　日糧中添加莫能菌素和吐溫80對肉羊甲烷排放量的影響

圖2　莫能菌素和吐溫80對肉羊甲烷排放規(guī)律影響

3 討論

3.1 日糧中添加莫能菌素和吐溫80對肉羊氮代謝的影響

對于反芻動物氮代謝進行深入研究，有助于更好地控制瘤胃發(fā)酵及過瘤胃后的消化過程。日糧蛋白進入瘤胃后，部分被瘤胃微生物降解形成RDP（瘤胃降解蛋白），用于瘤胃微生物的生長和合成MCP（微生物蛋白），最終被機體消化吸收；而另一部分則直接通過瘤胃，形成的RUP（瘤胃未降解蛋白）進入后消化道，未降解的氮和內(nèi)源氮隨尿液和糞便排出體外。當日糧蛋白滿足動物生長需要時，糞N、尿N的排泄量將會隨著日糧蛋白水平的升高而增長。

本研究結(jié)果顯示，莫能菌素對肉羊沉積N含量沒有顯著影響，這與Benchaar等（2006）報道的飼喂莫能菌素（16mg/kg of DM）對N平衡沒有影響的結(jié)果一致。但是關(guān)于莫能菌素對反芻動物氮代謝的影響，也有一些不同的試驗結(jié)果。Ruiz和Benchaar報道稱：飼喂莫能菌素會顯著增加粗蛋白的表觀消化率。造成這一差異的原因Spears推斷可能是由于日糧轉(zhuǎn)變成微生物蛋白進入小腸的速率提高了，因為日糧粗蛋白比微生物蛋白更易消化。Spears推斷，通過飼喂離子載體，代謝糞蛋白的損失可能會降低，這也許可以解釋日糧中供應(yīng)離子載體時，粗蛋白表觀消化率會提高。吐溫80的作用機制可歸結(jié)于兩方面：增加了酶釋放量和或提高了酶的活性、促進酶和底物之間的相互作用。本試驗中吐溫80對肉羊氮沉積有顯著影響，這與Lee等（2003）、Wang等（2002）、McAllister等（2002）的報道：吐溫類物質(zhì)可增加瘤胃蛋白酶活力，促進植物性蛋白在瘤胃內(nèi)降解，進而可能提高氮沉積水平的報道相一致。

3.2 日糧中添加莫能菌素和吐溫80對肉羊日甲烷排放量的影響

反芻動物采食飼料后，首先在瘤胃內(nèi)進行厭氧發(fā)酵，瘤胃內(nèi)的微生物把碳水化合物和其他植物纖維發(fā)酵分解成揮發(fā)性脂肪酸等代謝產(chǎn)物，同時產(chǎn)生甲烷。其產(chǎn)生途徑（1）氫和甲酸在一系列酶和輔酶的作用下還原生成（2）甲酸、乙酸、丁酸等揮發(fā)性脂肪酸水解產(chǎn)生（3）甲醇、乙醇等果膠的發(fā)酵產(chǎn)物分解產(chǎn)生。研究表明，日糧組成，采食水平，環(huán)境溫度，瘤胃內(nèi)環(huán)境和食糜流動速度都是影響反芻動物甲烷排放的主要因素。

莫能菌素調(diào)控瘤胃甲烷的生成主要是通過調(diào)控瘤胃微生物區(qū)系實現(xiàn)的。莫能菌素能通過影響細胞膜通透性、改變微生物代謝活動而抑制產(chǎn)甲烷菌、產(chǎn)氫菌和產(chǎn)甲酸菌，改變瘤胃發(fā)酵過程中產(chǎn)生的還原電子在不同受體之間的傳遞方向，使革蘭氏陽性菌產(chǎn)生的CH4、H2、CO2顯著減少，從而達到減少甲烷產(chǎn)量的目的。根據(jù)Van Vugtetal等（2005）、香艷等（2013）、N.E.Odongo等（2007）、C.Grainger等（2008）研究報道莫能菌素可使反芻家畜甲烷排放量降低7%～10%，這與本試驗中莫能菌素顯著降低甲烷排放量的結(jié)果一致。

對吐溫80的報道多集中于其對瘤胃發(fā)酵特性的調(diào)控，而對其調(diào)控瘤胃甲烷的生成機制目前尚沒有明確的報道。本試驗中吐溫80組甲烷排放量顯著低于對照組和莫能菌素組。原因可能是吐溫80作為非離子表面活性劑，在提高瘤胃內(nèi)多種纖維分解酶活力，促進酶與底物結(jié)合的同時，提高了日糧利用率。馮仰廉等（1997）、王志博等（2012）研究報道：提高日糧粗飼利用率有助于降低甲烷排放量。這與本試驗的結(jié)果相一致。本試驗中吐溫80和莫能菌素對試驗羊CO2產(chǎn)生量、O2消耗量、產(chǎn)熱量均未表現(xiàn)出作用效果，這可能與吐溫80和莫能菌素作用機制及作用部位有關(guān)，其原因有待進一步探討。由于甲烷排放量是本試驗的重點檢測指標，為保證各組試驗羊采食量相同，在呼吸代謝室內(nèi)測定氣體產(chǎn)量過程中，按照平均采食量的90%進行限飼，這也是試驗中各組呼吸商幾乎相同且數(shù)值較低的原因。

4 結(jié)果

本試驗中吐溫80在日增重、氮沉積、甲烷排放量等方面作用效果均優(yōu)于莫能菌素，能否替代莫能菌素應(yīng)用于反芻動物生產(chǎn)，需進一步研究探討。

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楊華明（1959-），男，吉林公主嶺人，副研究員，從事畜禽能量代謝研究及反芻動物溫室氣體減排研究。

馬惠海（1979-），男，吉林龍井人，博士，研究員，從事動物繁殖育種研究。

吉林省重點科技攻關(guān)項目（20140204060N Y）和吉林省肉羊生產(chǎn)技術(shù)創(chuàng)新團隊（20140519009JH）資助。