粗饲料降解剂和活力99生酵剂在反刍动物中的应用

——微生物发酵与酶解在反刍动物消化机制中的促进作用

   牛羊反刍家畜消化的最大特点是通过瘤胃微生物的分解代谢作用，秸秆中的纤维素和木质素，半纤维素等多糖类物质被降解成单糖，并转化为挥发性的脂肪酸和二氧化碳等，挥发性脂肪酸为反刍动物最大的能源（约占60—70%）。而饲料中的蛋白质也被瘤胃微生物降解为氨基酸、氨，再合成微生物菌体蛋白质，供畜体利用，作为畜体的蛋白质来源，菌体蛋白质占60%以上。

由于反刍动物的上述消化特点，很多人认为牛羊等反刍动物的消化能力和微生物区系已经很发达了，所以他们认为，微生物和酶等生物制剂在反刍动物中的应用效果是有限的，其实不然，相反，不论是直接添加或对秸秆等反刍动物饲料进行预处理等，外源性的微生物制剂和酶制剂对反刍动物的消化吸收率的提高，都起到了互补和显著的促进作用。

以活力99生酵剂和粗饲料降解剂为例：前者以微生物为主，后者以酶制剂为主，都含有微生物和酶制剂及活性助剂，主要的微生物有：双岐乳杆菌、乳酸链球菌、干酪乳杆菌、嗜酸乳杆菌、硝化细菌、亚硝化细菌、粪链球菌、枯草芽孢杆菌、腊状芽孢杆菌、纳豆菌、地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、嗜热链球菌、铁红假丝酵母、异常汉逊酵母、扣囊拟内孢霉酵母菌、皮状丝孢酵母、红酵母、光合细菌、噬菌蛭弧菌、放线菌和米曲霉、黑曲霉、溜曲霉菌等。主要的酶品种有：纤维素酶、木聚糖酶、β-葡聚糖酶、果胶酶、纤维素酶、甘露聚糖酶等。

一、本品中微生物制剂对反刍动物的影响：

1 、直接添加微生物制剂对幼龄反刍动物的作用
    新生反刍动物使用微生态制剂可以促进其瘤胃发育、提早断奶和调节瘤胃的pH值。如乳酸菌较致病菌更耐受酸性条件，可在较低pH值下存活。乳酸菌除产生有机酸外，还可产生次生性代谢产物和抗微生物蛋白，这些物质可以抑制肠道病原菌和调节肠道的PH值
   促进幼龄反刍动物瘤胃发育和提高断奶瘤胃的发育对幼犊迅速适应固体食物十分重要,其发育依赖于与纤维性日粮的接触和挥发性酸（VFA）的刺激，而后者的产生则需要细菌和底物。在瘤胃发育过程中，细菌和底物间存在着相互作用。开食料（断奶前）中使用乳酸杆菌、肠球菌、双歧杆菌和酵母培养物、米曲霉的提取物。则乳酸菌可改变幼龄反刍动物瘤胃功能。给黑白花犊牛饲喂含有嗜酸乳酸杆菌的发酵乳30 天，其反刍时间比对照组长，但对生产性能无影响，瘤胃微生物也未发生变化。犊牛、羔羊开食料中添加酵母培养物，可提高动物生产性能及采食量，但对瘤胃代谢没有影响。酵母培养物对幼犊的影响是通过提高并稳定瘤胃pH实现的，其作用方式类似于成年反刍动物。犊牛添加米曲霉提取物，能提早断奶,提高瘤胃微生物活力（任鹏，1997）。这些微生态制剂可以减轻反刍动物的应激，并且使其在生长和育肥期间始终保持旺盛的消化能力。

 反刍动物刚出生时，消化道处于无菌状态，胃肠道pH近似于中性，在此环境中微生物繁殖十分迅速。然而，中性条件同样有利于肠道病原菌的生长。反刍动物肠道内一旦建立了产生乳酸的微生物种群，就可以抑制病原菌在肠道内定植。

对幼龄反刍动物作用的具体机理是：① 产生乳酸，从而抑制大多数的肠道病原菌生长； ② 在肠道中定植，从而阻止了各种病原菌与肠上皮细胞的结合；③ 生产大量的抑制性的特定代谢产物，如乳酸链球菌素，从而对特定的病原菌有直接杀灭作用； ④ 产生非特异性免疫反应，这是微生物细胞的抗原组分刺激动物的免疫系统，从而锻炼了反刍动物的免疫系统； ⑤ 酵母菌培养物可以吸附细菌，阻止其在肠道定植。⑥ 建立有益菌群占绝对优势的微生物生态系统，从而使幼龄反刍动物有一个很好的生长起点，瘤胃微生物生态系统的好坏对它们将来的生长和消化吸收功能将起到决定性的作用。

2、 直接添加微生物制剂对成年反刍动物的作用

成年反刍动物瘤胃内的微生物主要是厌氧菌，它们通过饲料或动物间接触进入瘤胃。在瘤胃发育过程中，易被降解的精饲料被微生物发酵最终形成酸和氨。粗饲料则能增加动物唾液分泌量，提高瘤胃pH值，降低氨含量。因成年反刍动物瘤胃中的大多数微生物喜中性环境，故唾液及粗饲料能增加纤维分解菌的数量，促进成年反刍动物微生物区系的建立（Scott等，1992）。这也是为什么养牛时应该精粗搭配的主要原因，如果精粗搭配不合理，则可能影响到瘤胃酸碱度的平衡，从而影响到对饲料的消化吸收率。而活力99生酵剂和粗饲料降解剂中的很多微生物如酵母菌（达55亿个/克）可以起到PH缓冲的主要作用。

　对生产性能的作用 反刍动物瘤胃中微生物种类很多，包括瘤胃及非瘤胃来源的细菌培养物以及细菌、酵母、真菌的混合产品，目前在反刍动物中普遍使用的是米曲霉、黑曲霉和酵母培养物。

泌乳试验结果表明，真菌使产奶量平均提高5％；泌乳早期添加真菌优于泌乳晚期。生长牛的试验表明，生长速度平均提高7％～8％。瘤胃微生物中特有的真菌有透过植物表皮角质层屏障能力，而且能部分地降解最不易降解的饲草成分含木质素的植物壁。因此，对于低质粗饲料中质地很差的成分来说，真菌的作用比瘤胃细菌有效的多，它们可破坏纤维的结构完整性，而被反刍动物更有效地消化（Sievery，1997）。

用米曲霉作的试验（Sievmp，1997）证实：饲养乳牛，改善了干物质消化率，提高了产奶量，降低了热应激期间的体温（Alorcon等）；饲养舍饲肥育牛提高了增重，改善了饲料效率，降低了发病率（Church，1989）。很多研究表明，在育肥期日粮中加入黑曲霉制品，提高增重8．8％，改善饲料效率10.4%
    对瘤胃PH值的影响 研究表明,添加酵母和黑曲霉的混合物可以提高瘤胃内环境的稳定性。酵母或黑曲霉或二者的混合物，可以使瘤胃内乳酸盐的利用率提高，由此使瘤胃pH值升高从而使瘤胃内环境稳定。酵母培养物添加量量2．5～ 10 g/L时，均可以提高乳酸盐的利用，并上在5 g/L时，使乳酸盐的利用提高38倍。反刍动物饲喂高精日粮容易引起瘤胃pH值降低，造项瘤胃机能障碍，添加微生态制剂可提高乳酸的采用，使瘤胃pH升高，能够克服反刍动物瘤胃内环境失调所造成的生产性能下降。

对氮代谢的影响 Kellems （1990）研究表明，酵母和米曲霉的混合物可提高瘤胃内蛋白质的降解，使NH3的产量增加。Aramhel（199O）认为，活菌制剂为痛胃微生物提供额外的营养物质用于合成菌体蛋白，使微生物的蛋白降解活力进一步找高，所以氨的产量增加。

对热应激的影响许多研究都发现，处于热应激的反刍动物，同时饲喂米曲霉和啤酒酵母能够降低体温。Wallentine（1992）报道，在泌乳早期，可使直肠温度下降。由此可见，饲喂米曲霉和啤酒酵母可以通过减轻热应激来改善动物的生产性能。

增加瘤胃微生物数量添加米曲霉和啤酒酵母都可增加瘤胃活菌的数量，增加范围为12%～46．1％，也可提高整段肠道的干物质和酸性洗涤纤维的消化率。

微生态制剂为饲料和畜禽养殖业提供了一条高效、无害、无污染的新选择。它的产生和发展顺应了当前高新技术产业化和注重环保的主流，只要能发挥其优势，很好地解决目前生产和应用中的问题。

3、对反刍动物采食的秸秆料进行预处理对反刍动物消化吸收的影响。

用活力99生酵剂和粗饲料降解剂发酵和处理秸秆制作秸秆饲料的原理，与瘤胃微生物发酵原理基本相似，但由于有粗饲料降解剂中纤维素酶、木聚糖酶、β-葡聚糖酶、果胶酶、纤维素酶、甘露聚糖酶等的参与，其作用后的结果有很大的不同。秸秆经粗饲料降解剂和活力99生酵剂发酵后，转变为适口性好，消化率高的优质饲料。秸杆在处理过程中，由于活菌和酶的作用，半纤维素—木聚糖链和木质素聚合物的酯键酶解，增加了秸秆的柔软性和膨胀性，使瘤胃微生物能够直接与纤维素接触，从而提高了粗纤维的消化率。牛羊饲喂预处理后的秸秆饲料，可提高瘤胃微生物区系纤维素酶和解酯酶活性，使维生素B12合成达到一个较高的水平，能促进挥发性脂肪酸的生成并提高三到四成，其中丙酸提高三成。挥发性脂肪酸可为微生物菌体蛋白的合成提供碳骨架，而丙酮是反刍家畜重要的葡萄糖前体。这样在泌乳牛血液中含糖量增加一到二成。奶牛血液中这种变化能改善其生理状态，可正常产犊，牛犊也不会患消化不良症状。这主要是由于秸秆消化率的增加，有机物消化量的提高以及动物肌体能量代谢物质挥发性脂肪酸的增加，也意味着瘤胃微生物菌体蛋白合成的提高，从而增加了对机体微生物蛋白的供应量，这就是用降解剂和活力99生酵剂预处理秸秆饲料使反刍动物增重的主要机理。

二、本品中酶制剂对反刍动物生产性能的影响。

1、如上述的与微生物结合起来使用，对秸行等进行预处理，使秸秆转变为适口性好，消化率高的优质饲料，增加肉牛增重率和奶牛产奶率，增加乳脂率等。

2、直接添加酶对反刍动物生产性能的影响。

 Lewis（英）等（1996）发现，在青干草和大麦比为 70： 30的日粮中直接加入纤维素酶和木聚糖酶的混合物，结果表明日粮中中性洗涤纤维（NDF）的消化率反刍动物生产性能均提高。Schingoethe等（1999）在泌乳牛的日粮中加入纤维素酶和木聚糖酶的混合物，结果表明奶牛的泌乳量提高10．8％，乳脂肪提高20％，乳蛋白提高13％。而且酶的添加能使泌乳量在泌乳前期的100天增加15%，但泌乳中期泌乳量增加8%。

外源酶在肉牛小时应用效果 20世纪60年代初Burrough（英）等（1960）通过大量的饲养实验首次发现外源酶能够提高肉牛的日增重和饲料利用率。他们的试验表明，当在玉米芯、青贮玉米、青贮燕麦或苜蓿干草中加入淀粉酶、蛋白水解酶和纤维素酶后饲喂育肥牛时，牛的日增重、饲料利用率分别比对照组提高6．8％－24．0％和6．0％－21．2％。Nelso和Danon（1960）在玉米和苜蓿干草中加入由4种酶和已烯雌酚组成的混合添加剂饲喂育肥牛，结果育肥牛的日增重比对照组提高14 0％。以后的许多研究进一步肯定了外源酶的添加能够提高肉牛的平均日增重和饲料转化率。

值得注意的是，超大量添加纤维素酶，对肉牛的增重率有副面影响，这主要是因为大量的纤维素酶和木聚糖酶的参与下，使瘤胃中的饲料精化，产酸增加，唾液分泌量减少，造成瘤胃内PH不平衡，饲料精化后的另外一个副作用，使瘤胃微生物区系弱化，细胞种类减少等，所以需要注意酶的添加量问题。少量添加有正面作用，大量则相反。

3、酶的使用，可以使养殖反刍动物中，使用大量的粗饲料来代替价格日益上涨的精饲料。

如上所述，养殖反刍动物需要精粗搭配，不可太精，也不可太粗，首先，在反刍家畜日粮中要添补一定量的精料。研究表明，50%的秸秆加50%精料组成秸秆日粮饲养羔羊，可取得最佳的经济效益。但根据我国的国情，宜采用“低精料添补”的方式，即精料占秸秆日粮的10-30%的左右，而减少精饲料的用量，这必然影响到饲养效果。

而酶（粗饲料降解剂）的使用，就使得大量使用粗饲料成为可能，大量应用秸秆料，只使用10%的精料来搭配喂养，这就需要将秸秆适当地“精化”，换句话说，这也就需要粗饲料降解剂来预处理秸秆，才能达到90%的秸秆使用量。

农作物秸秆应该成为我国农区发展草食家畜的主要饲料资源
   我国发展草食家畜，决不可象新西兰那样，依靠大草原，走草原畜牧业的道路，虽然我国有占国土面积40%的大草原4亿公顷，几乎是全国耕地面积的3倍，但由于近几十年的掠夺性使用（主要是滥垦过度放牧），草原严重退化，沙化和盐碱化，草原严重退化面积达0.73亿公顷，沙化面积达150万平方公里，草地缺水面积达0.26亿公顷，草原鼠害面积达0.2亿公顷（肖德木1994），我国草地生产对现有牲畜已经不堪重负。大量的事实表明，我国农区依靠农作物秸秆发展草食家畜，具有巨大的潜力。

    我国年产5亿吨的农作物秸秆，是北方草原每年打草量的50倍，以此作为草食家畜的主要饲料资源，再添加一定量的其他农副产品（如饼粕类，糠麸类），可以养活我国牛羊的2/3之多，生产出我国牛羊肉的3/4。据调查表明：我国农区平均每667平方米（一亩）耕地可以负担2个羊单位。以此推算，全国一亿公顷耕地可以负担30亿个羊单位，即5亿头牛加5亿只羊（冀一伦等1990），但是，作物秸秆的饲料化利用还很不够，经青贮、氨化后作为草食家畜的饲料仅占2%，个别先进地区（如河南省的周口地区）也只占到12%，有待开发利用的潜力巨大。

国外经验的启迪

充分利用农作物秸秆作为草食家畜饲料，能促进畜牧业的发展，这已被国外许多成功经验所证实。印度是一个国情与我国有许多相似之处的国家，人口差不多是我国的3/4，而粮食产量（1.82亿吨）还不到我国的一半，但是印度的牛的饲养量是我国的3倍，牛奶产量是我国的12倍，而饲养的猪只有我国的1/35，鸡只有我国的1/11。 这说明印度饲养猪鸡少，而饲养的牛羊草食家畜却很多，是一个典型的“节粮型”的畜牧业结构。由于这样的一个结构，印度比我国少养了3.4亿头猪，20亿只禽，每年少消耗1.2亿吨粮食（郭庭双1991），但人均动物性蛋白质摄取量却与我国相差无几（印度人均奶消费量比我国高出十几倍）。于是有人把这叫做印度模式，值得发展中国家借鉴。

秸秆过腹还田好处多

利用农作物秸秆饲养草食家畜，再用畜粪还田，对于促进我国农业的发展和人民生活水平的提高，具有巨大的现实意义和深远的战略意义。首先，秸秆喂畜，可以节约大量的饲料，缓和“人畜争粮”和“猪牛争料”的矛盾，如果每年青贮饲料6000万吨（折成风干秸秆为1500万吨），氨化秸秆3000万吨，即每年可以节约饲料粮2000多万吨。如果草食家畜发展了，就可以象印度一样少养猪鸡。我国养猪近5亿头/年，如果少养1亿头猪，按每头猪耗料250千克计，每年可节约饲料粮2500万吨。我国养禽35亿只之多，如果少养一亿只禽，按每只禽每天消耗50克计，年可节约饲料粮180多万吨，其次，秸秆过腹还田，有利于保持和提高土壤肥力，减少化肥用量。

河南周口地区1980年土壤有机质含量为1.08%，由于大量养牛，农家脂从1980年的61亿千克，增加到1990年的184亿千克，使土壤有机质含量上升为1.19%，提高了10%。又如，河北无极县大力发展秸秆养牛，1990年出栏牛35700头，每年过腹还田的农家肥达到29万吨，相当于碳酸氢氨4350吨，磷肥1921吨，钾肥1370吨。五年间土壤的有机质含量增加15%，每亩农田施用化肥量仅15千克，不足全国平均用量的1/4，走出了农业良性循环的路子。

秸秆过腹还田可以减少环境污染。目前，许多地方把作物秸秆在田间白白烧掉，或在家里作为生活能源烧掉，田间焚烧，不仅损失了秸秆中的全部能量和氮素，而且烟雾弥漫，污染环境，影响生态平衡；作燃料使用，不仅秸秆氮素利用率为0，而且能量利用率最高也只有10%，是一大浪费；如果尽量使秸秆过腹还田，就可以避免或减少这种人为的浪费和环境污染。

秸秆养畜，有利于改善人们的膳食结构。目前我国的肉类构成中，猪肉占总产量的76.8%（为世界猪肉产量的34%），而牛羊肉仅占10%，发展草食家畜，调整人们的膳食结构，实在是迫在眉睫。

发展秸秆养牛羊，是广大农民脱贫致富奔小康的有效途径之一。我国许多地方的实践经验证明，农民要致富，大力发展畜牧业并带动加工业的发展，是一条有效的途径。据调查，河南周口地区农民养牛一头平均赚500-600元，山东禹城市近五年来共氨化，青贮，微贮秸秆110万吨，直接经济效益7742万元，出栏牛30.3万头，直接经济效益24300万元，人均畜牧业收入达到500元，难怪当地群众流传“养上两头牛，花钱不用愁；养上十头牛，一年一栋楼”的说法。