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复合酶处理玉米秸秆对肉羊生产性能及破解纤维结构机制的研究

王红梅  
【摘要】:本研究根据农作物秸秆的结构与抗营养因素特点,设计出复合酶制剂旨在破解纤维素结构,提高秸秆的饲用价值。以杜泊×小尾寒羊杂交F1代公羔为试验动物,以玉米秸秆为试验材料,采用体内法(in vivo),半体内法(insitu)和体外法(in vitro)进行了饲养试验、比较屠宰试验、消化试验,体外产气试验和瘤胃降解试验,分析了添加外源复合酶制剂处理玉米秸秆饲料对肉羊生长性能、营养消化、屠宰性能、肉品质、经济效益、体外发酵参数和瘤胃降解特性的影响。本研究系统分析并阐述了外源复合酶制剂在育肥羊秸秆型饲粮中的应用效果及其降解秸秆纤维碳链结构的作用机理。具体研究内容包括以下两部分:试验一:不同配伍酶制剂处理玉米秸秆对肉用绵羊生长性能,营养物质消化率,屠宰性能和肉品质的影响选择400只月龄(3月龄)和体重(26.95±0.91kg)相近的杜寒杂交公羔羊,分为4组,每组100只、每组5个重复,每个重复20只,即对照组(基础饲粮无添加酶制剂),处理组Ⅰ(基础饲粮+纤维素酶、β-葡聚糖酶和木聚糖酶复合酶制剂)、处理组Ⅱ(基础饲粮+纤维素酶、β-葡聚糖酶、木聚糖酶和果胶酶复合酶制剂)和处理组Ⅲ(基础饲粮+纤维素酶、β-葡聚糖酶、木聚糖酶、果胶酶和漆酶复合酶制剂);基础日粮为依据NRC(2007)配制精粗比4:6(第一期)和5:5(第二期)(DM基础)的TMR饲粮;将复合酶制剂干粉用清水稀释成4%的溶液,喷洒于秸秆表面与精料补充料用TMR机充分混匀后直接饲喂,复合酶制剂添加量为1kg/t基础饲粮(风干基础);试验期为76d(预试期为10d,正试期为66d)。结果表明:不同配伍酶制剂对平均日增重(ADG)和料重比具有显著的影响(P0.05),而对干物质采食量(DMI)没有显著的影响(P=0.107)。处理组Ⅲ和处理组Ⅱ的ADG显著高于对照组和处理组Ⅰ(P0.05),处理组Ⅲ和处理组Ⅱ的料重比显著低于对照组(P0.05),而处理组Ⅲ与处理组Ⅱ或对照组与处理组Ⅰ之间ADG和料重比均没有显著差异(P0.05)。另外,不同配伍酶制剂对日粮DM、OM、GE、NDF和ADF的表观消化率具有显著的影响(P0.05),但对CP表观消化率没有显著影响(P=0.166)。处理组Ⅲ和处理组Ⅱ的DM、OM、GE、NDF、ADF消化率显著高于对照组和处理组Ⅰ(P0.05)。处理组Ⅲ的各营养物质(除CP外)表观消化率最高,与处理组Ⅱ相比,数值上占绝对优势,其中,DM和ADF消化率的提高幅度最大,与对照组相比分别提高11%和19%。同时,具有较好的经济效益。从屠宰性能和肉品质的分析结果来看,不同配伍酶制剂处理对羔羊屠宰性能,如胴体重,屠宰率,复胃(瘤胃、瓣胃、皱胃和网胃)和内脏器官组织(心、肝、脾、肺、肾)的发育没有显著影响(P0.05);对羔羊肉品质,如羊肉常规营养成分,肉色,嫩度,脂肪酸和氨基酸的含量没有显著影响(P0.05);同样,对肉羊瘤胃发酵参数(pH、氨态氮和VFA浓度)也没有显著影响(P0.05)。由此可知,不同配伍酶制剂处理秸秆型饲粮对育肥羊生长性能和营养物质消化率产生积极效应,而对育肥羊屠宰性能和肉品质没有影响。相比之下,处理组Ⅲ(添加纤维素酶、β-葡聚糖酶、木聚糖酶、果胶酶和漆酶复合酶制剂)的效果更好,与对照相比,营养物质消化率提高11%,增重提高23.51%,饲料转化率提高26.36%,1kg增重饲料成本降低18.42%。试验二:外源复合酶制剂对玉米秸秆体外发酵参数和瘤胃降解特性的影响采用试验一中所筛选得的秸秆饲料专用复合酶制剂(Special fibrolytic enzymes for straw,SFES),以3只装有永久性瘤胃瘘管的杜寒杂交F1代肉用绵公羊为试验动物,以玉米秸秆为试验材料,试验设计3个添加水平(0,0.1和0.5g/100g底物风干基础),2个预处理时间(Oh,16h),共6个试验组,Oh和6h预处理下分别各设3各组:对照组(玉米秸秆底物不加酶),SFES-L(低)组(添加酶SFES0.1g/100g底物风干基础),SFES-H(高)组(添加酶SFES0.5g/100g底物风干基础)。采用体外法(in vitro)对不同试验组玉米秸秆样品进行了体外发酵试验。随后结合体外发酵试验结果采用半体内法(in situ)对不同试验组玉米秸秆样品开展了瘤胃降解试验,包括3个试验组(不设计预处理):对照组(玉米秸秆底物不加酶),SFES-L组(添加酶SFES O.1g/1OOg底物风干基础),SFES-H组(添加酶SFES 0.5g/100g底物风干基础)。结果表明:①体外发酵试验,添加SFES能够显著提高体外发酵3h底物pH值,发酵前期(3-12h)的GP,FPA和CMCase酶活性,发酵前期(3-6h)NH3-N浓度和发酵整期TVFA,乙酸,丙酸和丁酸浓度(P0.05)。GP的变化规律是随着发酵时间的延长而提高,至48h时达到峰值,而酶活性的变化规律是随着发酵时间的延长而提高,至12h时达到峰值。其中,SFES-H组的各项指标检测值均显著高于对照组和SFES-L组;在同种酶剂量组中,16h预处理组效果劣于Oh处理组。②瘤胃降解试验,加酶SFES-H组能够显著提高DM、NDF、ADF、半纤维素和纤维素瘤胃有效降解率(P0.05),但对ADL没有影响(P0.05)。与对照组相比,SFES-L组只能显著提高DM、半纤维素和纤维素瘤胃有效降解率(P0.05),但对NDF、ADF和ADL没有影响(P0.05)。各试验组玉米秸秆DM,NDF,ADF,半纤维素,纤维素和木质素等营养物质实时降解率的变化趋势相互一致,都是随着时间的延长而提高,直至48h后慢慢趋于平稳。综上所述,高剂量秸秆饲料专用复合酶制剂(SFES)可有效提高羔羊生长性能和营养物质消化率,同时也能够提高玉米秸秆体外发酵参数和DM、粗纤维瘤胃有效降解率,而对ADL没有影响。认为SFES酶的作用机制很有可能是通过提高纤维降解酶活力,尤其是CMCase酶活力(内切葡聚糖酶活)促进瘤胃微生物降解作用,提高其纤维降解,从而提高秸秆饲料营养价值。


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