宋玉卓,朱永明,3,趙兵令,郗艷菊,3*
(1.河北維爾利動(dòng)物藥業(yè)集團(tuán)有限公司,石家莊 050227; 2.河北省功能性飼料添加劑技術(shù)創(chuàng)新中心,石家莊 050200; 3.石家莊獸用功能性添加劑工程技術(shù)中心,石家莊 050200)
膳食纖維(Dietary Fiber,DF)被稱為第七大營(yíng)養(yǎng)素,是目前國(guó)內(nèi)外公認(rèn)的一種纖維性原料。國(guó)外學(xué)者Hipsley在1953年首次使用“膳食纖維”一詞(謝靜等,2021),之后幾經(jīng)周轉(zhuǎn)將其定義為不能被機(jī)體消化的可食碳水化合物及其類似物,這些物質(zhì)不能被小腸消化吸收,但在大腸中可全部或部分發(fā)酵(James,2005)。通常按其是否溶水分為水溶性膳食纖維(Soluble dietary Fiber,SF)和不溶性膳食纖維(Insoluble dietary Fiber,ISF)兩類。ISF具有較強(qiáng)的吸水力和溶脹性,主要由纖維素、半纖維素和木質(zhì)素組成,其不溶性纖維含量為50%~60%(李恩凱等,2017)。在實(shí)際生產(chǎn)中,通常為了控制妊娠母豬的體重會(huì)采用限制的方法,這通常會(huì)引起母豬持續(xù)應(yīng)激,從而影響母豬的生產(chǎn)性能和繁殖性能(Meunier-Salaün等,2001)。有研究表明,ISF可提高母豬哺乳期生產(chǎn)性能和繁殖性能,在母豬日糧中添加纖維可以緩解便秘,縮短產(chǎn)仔時(shí)間,增加產(chǎn)子數(shù)和提高仔豬存活率等(談婷等,2020;Guillemet等,2010)。但I(xiàn)SF對(duì)妊娠和哺乳母豬生產(chǎn)性能和繁殖性能的研究卻鮮有報(bào)道,且不同水平的ISF對(duì)母豬有不同影響。因此,本試驗(yàn)旨在研究妊娠和泌乳母豬日糧中添加不同水平的ISF對(duì)母豬生產(chǎn)性能、繁殖性能、大腸微生物菌群及仔豬生長(zhǎng)性能的影響,為其在豬飼養(yǎng)中的應(yīng)用提供理論依據(jù)。
1.1 纖維原料不溶性膳食纖維(ISF),由河北維爾利動(dòng)物藥業(yè)集團(tuán)有限公司提供。
1.2 試驗(yàn)動(dòng)物及日糧本試驗(yàn)選擇健康狀況良好,胎次、體重、采食量和發(fā)情周期等基本相近的長(zhǎng)大二元雜交母豬64頭,將其隨機(jī)分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ組,每組4個(gè)重復(fù),每個(gè)重復(fù)4頭母豬。Ⅰ組為對(duì)照組,飼喂基礎(chǔ)日糧,Ⅱ組在基礎(chǔ)日糧的基礎(chǔ)上添加1%的ISF,Ⅲ組在基礎(chǔ)日糧的基礎(chǔ)上添加3%的ISF,Ⅳ組在基礎(chǔ)日糧的基礎(chǔ)上添加5%的ISF?;A(chǔ)日糧參照NRC(2012)版進(jìn)行配制,日糧配方及營(yíng)養(yǎng)成分如表1所示。
表1 基礎(chǔ)日糧組成及營(yíng)養(yǎng)成分(風(fēng)干基礎(chǔ))
1.3 飼養(yǎng)管理母豬妊娠期采用限制飼養(yǎng)模式,分別于每天7:00和14:00進(jìn)行飼喂,母豬分娩后前三天采用限制飼養(yǎng),從第四天開(kāi)始恢復(fù)自由采食,哺乳期內(nèi)仔豬不添加教槽料,母乳是仔豬唯一的營(yíng)養(yǎng)來(lái)源,仔豬采用21日齡早期斷奶模式。免疫及日常管理與豬場(chǎng)常規(guī)相同。試驗(yàn)期為配種至斷奶結(jié)束,約135 d。
1.4 測(cè)定指標(biāo)和方法試驗(yàn)過(guò)程中,分別稱量和測(cè)量母豬初始、妊娠107 d、分娩后和斷奶后體重和背膘厚,用于分析母豬體重和背膘厚的變化;于生產(chǎn)當(dāng)日記錄母豬產(chǎn)子數(shù)、產(chǎn)活仔數(shù)、死胎數(shù)、畸形數(shù)、初生重和產(chǎn)程,以及斷奶至發(fā)情的間隔時(shí)間,用于分析母豬繁殖性能;分別記錄仔豬初生重、斷奶重、初生窩重和斷奶窩重,用于計(jì)算平均日增重和平均窩增重;分別于每天7:00和14:00觀察母豬排便情況,根據(jù)糞便評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)(表2)進(jìn)行評(píng)分并記錄;于母豬產(chǎn)后3 d采集糞便,用于進(jìn)行大腸微生物的分析。
表2 糞便評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)
1.5 數(shù)據(jù)分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)均采用SPSS 20.0軟件中ANOVA作方差分析,采用LSD和S-N-K進(jìn)行多重比較,結(jié)果以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示,P<0.05表示組間差異顯著。
2.1 妊娠和泌乳日糧中添加ISF對(duì)母豬體重的影響由表3可知,與Ⅰ組相比,日糧中添加ISF對(duì)母豬妊娠107 d均重、妊娠期增重、分娩后均重和斷奶均重?zé)o顯著影響(P>0.05);Ⅲ組和Ⅳ組均可顯著降低母豬泌乳期失重(P<0.05),分別降低了9.60%和8.55%,Ⅱ組與Ⅰ組差異不顯著(P>0.05),但呈降低趨勢(shì)。
表3 妊娠和泌乳日糧中添加ISF對(duì)母豬體重的影響
2.2 妊娠和泌乳日糧中添加ISF對(duì)母豬背膘的影響由表4可知,與Ⅰ組相比,日糧中添加ISF對(duì)母豬妊娠107 d背膘、妊娠期背膘沉積、分娩背膘和斷奶背膘無(wú)顯著影響(P>0.05);對(duì)泌乳期背膘損失有一定影響,其中Ⅲ組降低了2.73%,Ⅳ組降低了1.64%,與Ⅰ組相比差異顯著(P<0.05),Ⅱ組降低了0.55%,與Ⅰ組相比差異不顯著(P>0.05)。
表4 妊娠和泌乳日糧中添加ISF對(duì)母豬背膘的影響
2.3 妊娠和泌乳日糧中添加ISF對(duì)母豬繁殖性能的影響由表5可知,與Ⅰ組相比,日糧中添加ISF對(duì)母豬總產(chǎn)仔數(shù)、健仔數(shù)和仔豬初生個(gè)體均重?zé)o顯著影響(P>0.05);Ⅲ組和Ⅳ組初生窩均重顯著高于Ⅰ組(P<0.05),Ⅲ組提高了3.92%,Ⅳ組提高了3.78%;產(chǎn)程顯著低于Ⅰ組(P<0.05),Ⅲ組縮短了25.00%,Ⅳ組縮短了26.49%;斷奶至發(fā)情間隔均低于Ⅰ組,其中Ⅲ組縮短11.31%(P<0.05),Ⅳ組縮短7.11%(P<0.05);Ⅱ組初生窩均重、產(chǎn)程和斷奶至發(fā)情間隔與Ⅰ組相比差異不顯著(P>0.05)。
表5 妊娠和泌乳日糧中添加ISF對(duì)母豬生產(chǎn)性能的影響
2.4 妊娠和泌乳日糧中添加ISF對(duì)乳仔豬生長(zhǎng)性能的影響由表6可知,與Ⅰ組相比,Ⅲ組和Ⅳ組可顯著提高仔豬斷奶個(gè)體均重(P<0.05),Ⅲ組提高7.06%,Ⅳ組提高7.82%,Ⅱ組對(duì)仔豬斷奶個(gè)體均重影響不顯著(P>0.05),但呈上升趨勢(shì);與Ⅰ組相比,Ⅲ組和Ⅳ組均可顯著提高仔豬平均日增重、斷奶窩均重和平均窩增重(P<0.05),Ⅲ組分別提高4.08%、7.77%、8.87%,Ⅳ組提高4.85%、7.66%、8.77%,其中Ⅳ組平均日增重最高,為262.86 g,以Ⅲ組斷奶窩均重和平均窩增重最高,分別為70.36和55.24 kg。
表6 妊娠和泌乳日糧中添加ISF對(duì)乳仔豬生長(zhǎng)性能的影響
2.5 妊娠和泌乳日糧中添加ISF對(duì)母豬圍產(chǎn)期便秘的改善效果由表7可知,與Ⅰ組相比,母豬產(chǎn)前7 d糞便評(píng)分Ⅲ組和Ⅳ組均顯著降低(P<0.05),評(píng)分為3.20分,基本趨于正常糞便水平;Ⅰ組、Ⅱ組、Ⅲ組和Ⅳ組母豬產(chǎn)后7 d糞便評(píng)分差異不顯著(P>0.05);在母豬整個(gè)圍產(chǎn)期,與Ⅰ組相比,Ⅱ組、Ⅲ組和Ⅳ組的糞便評(píng)分差異不顯著(P>0.05),但Ⅲ組和Ⅳ組均呈下降趨勢(shì)。
表7 妊娠和泌乳日糧中添加ISF對(duì)母豬圍產(chǎn)期 糞便評(píng)分的影響 分
2.6 妊娠和泌乳日糧中添加ISF對(duì)母豬大腸道中微生物菌群的影響由表8可知,與Ⅰ組相比,日糧中添加ISF可有效抑制大腸有害微生物的數(shù)量,Ⅲ組和Ⅳ組大腸桿菌數(shù)量均顯著降低(P<0.05),分別降低5.98%和8.34%,Ⅱ組和Ⅲ組產(chǎn)氣莢膜梭菌均顯著降低(P<0.05),分別降低5.08%和2.23%;對(duì)乳酸桿菌數(shù)量無(wú)顯著影響(P>0.05)。
表8 妊娠和泌乳日糧中添加ISF對(duì)母豬大腸道中 微生物菌群的影響 lgCFU/g
3.1 妊娠和泌乳日糧中添加ISF對(duì)母豬體重、背膘、繁殖性能及仔豬生長(zhǎng)性能的影響妊娠期和泌乳期的體重和背膘變化是衡量母豬營(yíng)養(yǎng)健康狀況的重要指標(biāo)。妊娠期體重過(guò)低或背膘過(guò)薄說(shuō)明母豬營(yíng)養(yǎng)不良,體重過(guò)重或背膘過(guò)厚說(shuō)明日糧營(yíng)養(yǎng)過(guò)盛,會(huì)對(duì)母豬分娩過(guò)程及初生仔豬健康產(chǎn)生不同程度的影響。泌乳期失重和背膘損失降低過(guò)慢則會(huì)延遲母豬發(fā)情期。由表3和表5可知,日糧中添加ISF雖然對(duì)母豬妊娠期增重的作用效果不顯著,但可顯著降低泌乳期失重,縮短母豬斷奶至發(fā)情間隔(P<0.05)。黃大鵬等(2015)研究發(fā)現(xiàn),妊娠母豬日糧中粗纖維水平分別為3%、5%、7%和9%時(shí),含9%的粗纖維 日 糧 可 以顯著減少母豬泌乳期失重,這與本結(jié)果研究一致。Geuillemet等(2006)研究了DF對(duì)臨產(chǎn)母豬產(chǎn)程和死胎的影響,盡管其差異不顯著,但DF能提高母豬福利,在降低分娩對(duì)母豬應(yīng)激方面發(fā)揮著積極作用。本研究結(jié)果表明,日糧添加ISF可顯著縮短母豬產(chǎn)程。
繁殖性能是反應(yīng)母豬繁殖能力及是否需要淘汰的關(guān)鍵指標(biāo)。大量研究表明,在妊娠母豬日糧中添加適量的纖維原料能提高母豬繁殖性能。國(guó)外學(xué)者Duane(2008)等研究發(fā)現(xiàn),妊娠期飼喂高膳食纖維日糧的母豬斷奶仔豬數(shù)平均提高0.3頭/窩,張虎等(2012)研究發(fā)現(xiàn),在妊娠母豬日糧中添加9%的粗纖維可提高平均窩產(chǎn)子數(shù)及28 d斷奶窩重,這與本研究結(jié)果基本一致,由表5可知,日糧添加ISF后可顯著提高初生窩均重(P<0.05)。
仔豬初生重和斷奶重可直觀反應(yīng)妊娠母豬和泌乳母豬的健康狀況及營(yíng)養(yǎng)水平。日糧添加一定水平的ISF可有效提高母豬的泌乳性能。Quesnel等(2009)研究表明,在母豬妊娠期間飼喂高DF日糧可以調(diào)節(jié)母豬分娩前血液激素的分泌,最終使母豬哺乳期采食量提高15%,泌乳量也顯著提高,仔豬平均日增重提高13%。在本研究中,雖然初生個(gè)體均重差異不顯著,但斷奶個(gè)體均重、平均日增重、斷奶窩均重和平均窩增重都有不同程度的提高。
3.2 妊娠和泌乳日糧中添加ISF對(duì)母豬圍產(chǎn)期便秘和大腸微生物菌群的影響母豬便秘是生產(chǎn)中常見(jiàn)的問(wèn)題,尤其是在圍產(chǎn)期。這與母豬自身的生理代謝、飼養(yǎng)管理及日糧等因素密不可分。生理代謝主要表現(xiàn)在妊娠后期胎兒的快速發(fā)育使子宮變大,壓迫腸道,從而減少了腸道蠕動(dòng)及泌乳期腸道對(duì)水分的重吸收,飼養(yǎng)管理過(guò)程中對(duì)母豬采用限位欄模式會(huì)導(dǎo)致母豬運(yùn)動(dòng)量不足,限飼會(huì)導(dǎo)致母豬采食量不足,食糜在腸道中的停留時(shí)間加長(zhǎng)。母豬分娩前后便秘會(huì)引發(fā)一系列不良后果,如延長(zhǎng)產(chǎn)程、難產(chǎn),增加死胎率,增加腸道對(duì)內(nèi)毒素的吸收,引起乳房炎等;采食量降低會(huì)導(dǎo)致泌乳性能下降;大腸桿菌數(shù)量增多會(huì)產(chǎn)生大量毒素,從而威脅母豬身體健康。日糧中添加DF可有效緩解母豬便秘。Jiang等(2019)飼喂粗纖維水平分別為2.5%和7.5%的日糧,結(jié)果發(fā)現(xiàn),粗纖維水平為7.5%組的母豬便秘情況得到改善。由表7可知,日糧中添加3%和5%的ISF可顯著降低產(chǎn)前7 d母豬便秘發(fā)生率,同時(shí)也有降低產(chǎn)后7 d母豬便秘發(fā)生的趨勢(shì),與前人研究結(jié)果一致。DF改善便秘的效果與其理化特性有關(guān),ISF可以刺激腸道蠕動(dòng),加快食糜通過(guò)腸道的時(shí)間,增加排便體積和頻率。
豬對(duì)DF的消化能力來(lái)源于其腸道菌群,特別是大腸菌群。在不影響豬生長(zhǎng)速度的前提下,適宜的纖維水平可以增加腸道遠(yuǎn)端微生物群的多樣性和代謝能力,提高纖維源的利用效率。Awati等(2005)研究表明,健康動(dòng)物腸道中的優(yōu)勢(shì)菌群受日糧組成的影響,而DF能起到重要調(diào)控作用。高纖維飼糧可以改善妊娠母豬腸道菌群的平衡和均勻指數(shù),促進(jìn)有益菌的相對(duì)豐度,減少有害菌群的相對(duì)豐度。DF的刺激可促進(jìn)健康腸道細(xì)菌的生長(zhǎng),在小腸和大腸遠(yuǎn)端發(fā)酵成短鏈脂肪酸,間接調(diào)控機(jī)體的免疫能力。Montagne等(2003)報(bào)道,DF在腸道中發(fā)酵產(chǎn)生的短鏈脂肪酸(如乙酸、丁酸等)可以抑制腸道病原微生物的生長(zhǎng)。由表8可知,日糧添加3%和5%的ISF可顯著降低大腸道中有害菌大腸桿菌的數(shù)量,同時(shí)添加3%的ISF還可顯著降低產(chǎn)氣莢膜梭菌的數(shù)量,對(duì)有益菌乳酸桿菌無(wú)顯著影響。DF對(duì)大腸菌群的影響機(jī)制是通過(guò)維持腸道厭氧環(huán)境,阻止兼性厭氧及需氧病原菌的繁殖。而DF的理化性質(zhì)、類型和形式對(duì)腸道菌群的影響差異較大,具體的影響機(jī)制還需進(jìn)一步研究。
綜上所述,在妊娠和泌乳母豬日糧中添加ISF對(duì)母豬生產(chǎn)性能、繁殖性能、大腸微生物菌群及仔豬生長(zhǎng)性能均有一定的改善作用。從養(yǎng)殖效益角度考慮,ISF最適添加量為3%。