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微生态制剂在肉牛生产上的应用及展望

发布人:南昌同裕生物工程有限公司    发布时间:2018-01-30    查看次数:1521

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近年来,我国肉牛产业发展迅速,肉牛饲养量和牛肉产量大幅上升。然而,受诸多因素影响,我国肉牛产业仍然存在巨大压力,提升肉牛养殖技术效率以及健康养殖水平,是今后相当长一段时期内推进产业可持续发展所面临的主要问题。因此,提高肉牛产量、品质及健康养殖是肉牛产业面临的重要课题。饲用抗生素添加剂的应用对肉牛防病和促生长卓有成效,因其具有起效快和效果强等特点而成为近代养殖业的宠儿,至今在养殖生产中仍没有一种饲料添加剂可以完全替代抗生素的作用。但由于长期持续滥用抗生素所产生的菌群失调、耐药性、毒性、致畸、致癌、致突变、免疫力下降以及药物残留等副作用日益突出,人们越来越倾向于健康、安全无毒和无抗生素的绿色养殖模式。动物微生态制剂(AMEA),又称活菌制剂或益生素,作为微生物类饲料添加剂,主要通过利用对宿主有益的益生菌及其代谢产物,改善宿主的肠胃系统菌群和环境,提高动物机体生长发育、免疫应答和抵抗疾病的能力。微生态制剂很大程度地发挥抗生素的作用,又不会产生抗药性,同时可以调节动物机体微生态平衡,被认为是最有发展前景的抗生素替代品之一,在肉牛生产中得到广泛有效的应用。

1 对生产性能的促进作用

瘤胃是牛消化饲料的主要场所,主要通过微生物对饲料进行降解吸收。瘤胃内细菌和原虫(主要有单胞菌、瘤胃球菌、甲烷杆菌、拟杆菌和纤毛虫等)会对不同食物进行不同类型的发酵。瘤胃微生物可产生各种消化酶,包括蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶、纤维素酶、半纤维素酶和果胶酶等,能够消化利用纤维素和半纤维素,分解淀粉、糖类和蛋白质,合成自身所需氨基酸、蛋白质、B族维生素和维生素K等。

微生态制剂中含有大量有益活性菌以及生物代谢产物。活菌及其代谢产物进入反刍动物瘤胃后,通过调节瘤胃环境和菌群,使其利于有益菌的繁殖,抑制有害菌的生长,促进瘤胃对营养物质的消化吸收,进而提高动物生长性能。而且,微生物制剂中活性微生物或微生物发酵产生的各种消化酶(淀粉酶、蛋白酶和脂肪酶等),可加快降解饲料中的糖类、蛋白质和脂肪,改善肉牛对饲料的代谢吸收和利用,大大提高饲料转化率和能量利用率。此外,由于酵母菌是兼性好氧菌,可消耗瘤胃内的氧气使瘤胃内氧气浓度降低,厌氧菌或兼性厌氧菌(纤维分解菌和乳酸菌等)快速增殖,瘤胃内纤维分解相关酶的活性提高,进而提高瘤胃纤维利用率。活性酵母产品中含有细胞外代谢产物,其中含有丰富的消化辅助因子(氨基酸、寡糖、小分子肽、维生素、醇类和酯类等),可改善饲料适口性,并利于饲料的消化吸收。微生态制剂作用的发挥正是通过外源性益生素的添加,有效地正向调控瘤胃的菌群结构,促进饲料的消化利用。

蔡一鸣等用2‰和3‰添加水平的微生态制剂(由芽孢杆菌、酵母菌、乳酸菌和粪链球菌等组成)对黄牛进行50d育肥试验,结果表明,试验组比对照组增质量分别提高13.4%和14.5%。王金合等应用自行研发的由单朊假丝酵母、啤酒酵母菌和乳酸菌组成的微生态饲料添加剂对肉牛进行育肥试验,结果表明,在混合精料中添加1.5%和2.0%的微生态制剂均可显著提高肉牛的增质量效果。FinckDN等试验表明,每日饲喂5g酵母菌可以使育肥牛多采食日粮0.55kg,同时改善其日增质量及健康水平。韩润英等研究结果表明,日粮中添加微生态制剂可以显著提高肉牛的增重水平,试验组较对照组平均日增质量提高197g。耿春银研究证实,活性酵母制剂可以显著提高育肥牛的干物质采食量、平均日增质量以及胴体质量和净肉质量。杨昕涧等在育肥牛日粮中添加活性酵母,研究结果表明,试验组日增质量比对照组提高40.7%,而料重比显著降低。

2 对维护肉牛健康的影响

微生态制剂对肉牛的健康具有重要意义。有益菌的胞壁肽聚糖和脂磷壁酸可刺激动物的免疫系统,使巨噬细胞活力增强,刺激B细胞产生抗体,提高动物抗病力。益生菌还可以通过与病原菌竞争附着于肠上皮细胞,从而有效保护肉牛的肠壁,同时增大细胞间隙,刺激巨噬细胞产生免疫球蛋白A(IgA)和免疫球蛋白M(IgM),增强肉牛免疫力。其中,好氧菌(酵母菌和芽孢杆菌等)通过消耗氧气为纤维分解菌和乳酸菌等厌氧菌的增殖创造有利条件,而乳酸菌的繁殖有利于肉牛抵抗力的增加。同时,乳酸菌及其胞外代谢产物能够刺激巨噬细胞活性增强,促使其产生抗炎因子,从而提高对病菌的防御能力;芽孢杆菌可产生胞外蛋白多肽类物质抑制病原菌的生长,增加有益菌在肠道内的竞争优势;酵母细胞壁的甘露寡糖可以通过竞争吸附有毒物质和病原菌,从而阻止细菌与肠壁上含甘露寡糖的细胞结合,保护动物肠道,提高动物机体免疫力。

微生态制剂可降低幼犊下痢的发病率和死亡率。幼犊的下痢是由于寄生在肠道中的病菌产生肠毒素而导致,微生态制剂中的有益菌可通过竞争作用和优势菌群产生生物活性物质,抑制致病菌在肠道壁上的吸附。研究显示,对1~5日龄的犊牛使用粪链球菌和嗜酸性乳杆菌混合物,下痢发病率可减少70%,同时死亡率降低90%。李春生应用微生态制剂对312头初生犊牛进行腹泻预防试验,试验组腹泻率比抗生素组降低6.0%,成活率提高8.1%;在试验期间对腹泻犊牛进行治疗,应用微生态制剂治愈率达到93.3%,效果优于抗生素组(84.6%)。

口蹄疫抗体水平高低对肉牛的免疫能力有直接影响,乳酸菌和酵母菌等微生态制剂进入肉牛机体后,通过提高巨噬细胞活力和刺激B细胞产生抗体等作用,来提高肉牛的免疫力和抗病力。同时,有益菌进入肉牛机体后,使肠道菌群中有益菌优势增加,增加口蹄疫抗体的分泌,从而增强动物机体免疫功能。有研究指出,在肉牛饲料中添加酵母菌和乳酸菌等,有助于提高肉牛口蹄疫抗体水平。

3 在生态养殖中的应用

微生态制剂可以有效提高饲料利用率,减少粪便排放量以及氮和磷的含量,减小环境负担。同时微生态制剂可提高肉牛健康状况,减少放屁率。喷施微生态制剂,还可以分解饲养环境中的氨气、吲哚和粪臭素等,使臭味减弱,蚊蝇数量减少。

微生态制剂还可用于处理肉牛粪污。将牛粪经过微生物发酵处理后,一方面可提高蛋白质的消化利用率,另一方面还可以杀死一些致病菌,继续作为鱼类饲料或肥料资源。沈根祥等通过将牛粪与秸秆混合进行好氧堆肥发现,添加微生物菌剂有利于堆肥质量的提升,增加种子发芽率,并利于作物生长和根系形成。据张艳雯等报道,广西某公司利用当地盛产的木屑和甘蔗渣等资源,通过复合菌剂(含有粪链球菌、酵母菌、乳酸菌、双歧杆菌、放线菌和光合细菌等)处理后作为牛舍垫料,达到无粪尿排放的生态清洁养牛模式。发酵后生物垫料的氨态氮含量可达到20%~30%,有机质20%~25%,有效磷10%,钾6%,完全熟化,无粪臭且无氨气挥发,可达到直接还田标准。

4 在肉牛应用中存在的问题及展望

微生态制剂虽然有很多不可替代的优点,但在实际应用中仍存在一些问题。首先,微生态制剂需要在饲料中保持活性才能发挥作用。菌株存在易失活的特性,为保证菌株的活力和数量,产品在运输和储存中需要保持一定的温度和湿度,防止活性损失。同时,未经处理,微生物制剂不能与拮抗物质(维生素、矿物质和油脂等)混合使用。此外,还要综合考虑微生态制剂在肉牛上的应用效果受菌种类型和数量、牛只的健康状况及微生态制剂饲喂持续时间的影响等问题。

微生态制剂在菌种选育上仍需寻找具有更多功效的优良菌种,并明确其安全性、长效性、广泛性、多效性、高效性和针对性。目前,微生态制剂在牛体内的作用机制尚未透彻明晰,理论研究并不深入,应该从动物营养代谢与微生物代谢方面进行深入探讨,研究菌种及其代谢产物在牛体各个器官组织中具体发挥的作用。同时,微生态制剂研发可以与基因工程技术、缓释技术和微囊技术相结合,改善微生态制剂的活菌存活率和微生态制剂作用的高效性。微生态制剂也需要与动物营养学、预防医学和动物微生态学等结合,提高微生态制剂的应用科学性和系统性,全面提升其利用效率。

微生态制剂的开发应用为肉牛生产提供一条优质、安全和高效的新途径。随着研究的逐步深入及制作工艺的不断提高,饲用微生态制剂作为一种绿色、安全和环保型饲料添加剂,必将在肉牛养殖业中得到越来越广泛的应用。