枯草芽孢杆菌和屎肠球菌长期添加对蛋鸡生产性能、蛋品质和血清指标的影响

齐梦迪 李 铁 张克英 王建萍 白世平 曾秋凤 彭焕伟 吕 莉 丁雪梅

(四川农业大学动物营养研究所,教育部动物抗病营养重点实验室,动物抗病营养与饲料农业农村部重点实验室,动物抗病营养四川省重点实验室,成都 611130)

目前,我国蛋鸡存栏量和鸡蛋产量处于世界领先水平。随着畜牧业机械化和现代化的推进,蛋鸡笼养密度增大,引发产蛋率下降、料蛋比上升以及淘汰日龄提前等问题,尤其是产蛋后期,蛋鸡生理机能出现退化,生产性能下降、抗病能力下降使得蛋鸡产蛋性能无法得到有效发挥。在目前饲料端禁抗、养殖端减抗的形势下,保证鸡蛋产量、保障鸡蛋品质和安全尤为重要。益生菌在提高饲料利用率、提升产蛋率及调节免疫系统等方面的优势使其有潜力成为高效、安全、无残留的抗生素替代品[1]。有研究表明,饲粮中添加益生菌能够降低料蛋比,并提高海兰褐蛋鸡的生产效率[2]。饲粮中添加芽孢杆菌可以显著提高蛋鸡的产蛋率[3];饲粮中添加屎肠球菌(Enterococcusfaecium)可以提高蛋鸡的产蛋率和饲料转化效率[4]。虽然益生菌在生产中的有益作用已经被大量研究证实,但是,单一菌株的作用有限,在实际应用中效果也不稳定。研究表明,益生菌复合制剂整合了不同菌株的特性,结合使用不同的益生菌菌株比使用单一菌株更有效[5-6]。枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)是革兰氏阳性菌,可以产生抗逆性的芽孢,抵抗消化道中的酸性环境,保持良好的生物活性。屎肠球菌可以黏附在动物肠道表面,代谢产生有机酸、维生素和多糖等活性成分参与机体内的物质代谢,促进机体生长。结合使用枯草芽孢杆菌和屎肠球菌是否可兼顾二者的特性,达到更好的应用效果,目前不是很清楚。同时,关于益生菌制剂在蛋鸡中的研究主要集中于产蛋期,另有少数针对青年鸡的研究报道。张金金等[7]在蛋鸡饲粮中添加丁酸梭菌,改善了蛋鸡产蛋后期的生产性能和肠道组织形态;李天杰[8]研究发现,饲粮中添加不同种类的益生菌可以提高3～9周龄蛋鸡的生长性能并增强免疫力。但是,自蛋鸡出雏后长期使用益生菌制剂对蛋鸡的影响尚不清楚。因此,本试验在蛋鸡饲粮中长期添加益生菌,旨在探讨益生菌及复合制剂对蛋鸡生产性能、蛋品质和血清指标的影响,为益生菌制剂在蛋鸡健康、绿色、高效生产中的应用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

本试验所用枯草芽孢杆菌制剂和屎肠球菌制剂由某生物公司提供,其中有效活菌数量分别为3×1010和2×109CFU/g。

1.2 试验设计

试验选用1日龄体重相近、健康的罗曼粉蛋雏鸡528只,采用2×2双因素试验设计,随机分为4个组,每个组6个重复,每个重复22只鸡。对照组饲喂基础饲粮,试验组分别饲喂在基础饲粮中添加200 mg/kg枯草芽孢杆菌制剂(枯草芽孢杆菌组)、200 mg/kg屎肠球菌制剂(屎肠球菌组)和200 mg/kg枯草芽孢杆菌制剂+200 mg/kg屎肠球菌制剂(枯草芽孢杆菌和屎肠球菌合用组)的饲粮。试验期30周。

1.3 基础饲粮

参照罗曼粉商品代饲养管理手册,将试验全期划分为第1～3周、第4～8周、第9～17周、第18～20周和第21～30周5个阶段,每阶段饲喂一种符合该阶段营养需要的基础饲粮。基础饲粮为玉米-豆粕型,参考NRC(1994)配制,饲料形态为粉料。基础饲粮组成及营养水平见表1。

表1 基础饲粮组成及营养水平(风干基础)

1.4 饲养管理

本试验在四川农业大学动物营养研究所试验场进行。雏鸡采用3层笼养模式,各重复位于不同的笼位,均匀分布于鸡舍;入雏前24 h将鸡舍升温至32～35 ℃,以后每周降低1～2 ℃,直至室温;1～2日龄每天23 h光照,之后为每天16 h光照。育成鸡采用2层笼养,室温。产蛋鸡采用2层笼养,每天16 h光照。每天饲喂2次,分别为08:00和14:00,鸡只自由采食和饮水,确保料槽里有余料;以周为单位统计采食量。产蛋期每天15:00拣蛋、称重记录,每天16:00点以后不再收集鸡蛋,作为第2日产蛋。定期打扫圈舍卫生,参照常规免疫程序接种鸡群。每天清粪,每天观察鸡只的精神状态,及时记录和清理死亡的鸡只。每个笼子都配有单独的喂食器和饮水器。控制光照时间,避免蛋雏鸡开产过早。

1.5 测定指标及方法

1.5.1 生长性能

分别于试验的第8和20周结束时,以重复为单位统计采食量并称取鸡只体重,计算平均体重、平均体增重、平均采食量和料重比;用游标卡尺测量所有鸡只左侧胫骨长度,胫骨长度为从跗关节顶部到脚爪底部的垂直距离;对10%的鸡群进行随机抽样,早晨空腹称重,计算鸡只实测体重值在平均体重±10%范围内所占的百分比,记为体重均匀度。

1.5.2 产蛋性能

从试验第23周开始记录,每天以重复为单位观察记录鸡的产蛋总数和总重量、合格蛋数和重量、不合格蛋(沙壳、破壳、软壳、脏蛋、畸形、大蛋和小蛋)数及蛋鸡死亡情况等;按周以重复为单位,记录蛋鸡采食量,计算产蛋率、平均蛋重、平均日采食量和料蛋比,公式如下:

产蛋率(%)=(产蛋数/鸡只数)×100;
平均蛋重(g)=总蛋重/产蛋数;
平均日采食量(g)=总采食量/
(鸡只数×试验天数);
料蛋比=总采食量/总蛋重。

1.5.3 蛋品质

试验第30周时,每个重复随机挑选2枚鸡蛋,共计48枚进行常规蛋品质测定。蛋品质测定指标包括蛋壳强度、蛋壳厚度、蛋黄颜色、哈氏单位、蛋白高度、蛋重和蛋壳重等。蛋壳强度采用蛋壳强度测定仪(ETG-1601A,日本Robotmation公司)测定;蛋壳厚度采用游标卡尺分别对鸡蛋尖端、钝端和中部进行测定,然后去平均值;蛋黄颜色、哈氏单位和蛋白高度采用蛋品质自动分析仪(EMT-5200,日本Robotmation公司)测定;蛋重和蛋壳重采用电子称测定。

1.5.4 血清指标

试验第30周结束时,24:00断料,保持供水;次日08:00,每个重复随机选取1只健康的蛋鸡进行称重,颈静脉采血,静置后,3 000 r/min离心10 min,取上层血清分装入无菌EP管中。使用全自动生化分析仪(日立3100)测定血清总蛋白(TP)、白蛋白(ALB)含量以及谷丙转氨酶(ALT)、谷草转氨酶(AST)和碱性磷酸酶(ALP)活性。使用酶联免疫吸附试验(ELISA)试剂盒(南京建成生物工程研究所)结合酶标仪(MS-352,芬兰)测定与繁殖相关的激素,包括雌二醇(E2)、促卵泡生成素(FSH)、抗缪勒氏管激素(AMH)和孕酮(PROG)含量。

1.6 数据处理与统计

试验数据先采用Excel 2019进行初步统计,再采用SAS 9.4统计软件先进行单因素方差分析(one-way ANOVA)和LSD法多重比较,然后采用一般线性模型(GLM)进行2×2双因素方差分析(two-way ANOVA),统计模型为是否添加枯草芽孢杆菌、是否添加屎肠球菌及二者的交互作用。试验结果数据用平均值和均值标准误(SEM)表示,P<0.05表示差异显著,P<0.01表示差异极显著,P>0.05表示差异不显著。

2 结 果

2.1 枯草芽孢杆菌和屎肠球菌对蛋鸡1～20周龄生长性能的影响

枯草芽孢杆菌和屎肠球菌对蛋鸡1～20周龄生长性能的影响见表2。与对照组相比,试验组蛋鸡第1～8周料重比均显著降低(P<0.05)。主效应分析结果表明,饲粮添加枯草芽孢杆菌显著降低蛋鸡第1～8周料重比(P<0.05),但饲粮添加屎肠球菌对蛋鸡第1～8周料重比无显著影响(P>0.05)。枯草芽孢杆菌和屎肠球菌对蛋鸡1～20周龄生长性能无显著交互作用(P>0.05)。

2.2 枯草芽孢杆菌和屎肠球菌对育成期蛋鸡胫骨长度和体重均匀度的影响

枯草芽孢杆菌和屎肠球菌对育成期蛋鸡胫骨长度和体重均匀度的影响见表3。饲粮添加枯草芽孢杆菌和屎肠球菌对育成期蛋鸡胫骨长度和体重均匀度均无显著影响(P>0.05)。

2.3 枯草芽孢杆菌和屎肠球菌对蛋鸡23～30周龄产蛋性能的影响

枯草芽孢杆菌和屎肠球菌对蛋鸡23～30周龄产蛋性能的影响见表4。与对照组相比,试验组蛋鸡23～30周龄产蛋率均显著提高(P<0.05)。主效应分析结果表明,饲粮添加枯草芽孢杆菌显著提高蛋鸡23～30周龄产蛋率和平均蛋重(P<0.05)。枯草芽孢杆菌和屎肠球菌对蛋鸡23～30周龄产蛋率有极显著交互作用(P<0.01)。

2.4 枯草芽孢杆菌和屎肠球菌对蛋鸡蛋品质的影响

枯草芽孢杆菌和屎肠球菌对蛋鸡蛋品质的影响见表5。饲粮添加枯草芽孢杆菌和屎肠球菌对蛋鸡蛋品质指标均无显著影响(P>0.05)。主效应分析结果表明,饲粮添加屎肠球菌显著降低蛋壳强度(P<0.05)。

2.5 枯草芽孢杆菌和屎肠球菌对蛋鸡血清生化指标的影响

枯草芽孢杆菌和屎肠球菌对蛋鸡血清生化指标的影响见表6。饲粮添加枯草芽孢杆菌和屎肠球菌对蛋鸡血清TP和ALB含量以及ALT、AST和ALP活性均无显著影响(P>0.05)。

2.6 枯草芽孢杆菌和屎肠球菌对蛋鸡血清繁殖相关激素含量的影响

枯草芽孢杆菌和屎肠球菌对蛋鸡血清繁殖相关激素含量的影响见表7。与对照组相比,枯草芽孢杆菌和屎肠球菌合用组蛋鸡血清E2含量显著提高(P<0.05),屎肠球菌组以及枯草芽孢杆菌和屎肠球菌合用组血清FSH、AMH和PROG含量显著提高(P<0.05),枯草芽孢杆菌组血清AMH含量显著高于其他各组(P<0.05)。主效应分析结果表明,饲粮添加屎肠球菌显著提高蛋鸡血清E2、FSH和PROG含量(P<0.05),饲粮添加枯草芽孢杆菌显著提高血清AMH含量(P<0.05)。枯草芽孢杆菌和屎肠球菌对蛋鸡血清AMH含量有极显著交互作用(P<0.01)。

表2 枯草芽孢杆菌和屎肠球菌对蛋鸡1～20周龄生长性能的影响

表3 枯草芽孢杆菌和屎肠球菌对育成期蛋鸡胫骨长度和体重均匀度的影响

表5 枯草芽孢杆菌和屎肠球菌对蛋鸡蛋品质的影响

表6 枯草芽孢杆菌和屎肠球菌对蛋鸡血清生化指标的影响

3 讨 论

3.1 枯草芽孢杆菌和屎肠球菌对蛋鸡生长性能的影响

国内外报道了许多关于枯草芽孢杆菌在蛋鸡上的应用效果,但大多数都在产蛋期添加,鲜有人研究枯草芽孢杆菌对蛋雏鸡生长发育的影响,而在肉鸡上的研究却有很多。枯草芽孢杆菌作为饲料添加剂能显著提高肉鸡的生长性能[9]。张宏宇等[10]研究发现,饲粮添加枯草芽孢杆菌可以提高芦花鸡的生长性能,且对14周龄以前生长性能影响更显著。Gadde等[11]对肉鸡饲喂不同菌株的枯草芽孢杆菌,发现均能提高肉鸡的饲料利用率并提高了肉鸡14日龄的体重。Jeong等[12]研究发现,枯草芽孢杆菌显著提高肉鸡22～35日龄的饲料利用率和8～21日龄的平均日增重,而且降低了22～35日龄的料重比。本试验结果表明,饲粮添加枯草芽孢杆菌显著降低了蛋鸡第1～8周的料重比,这与前人的研究结果一致,这也说明枯草芽孢杆菌在禽类早期生长时添加能发挥较好的效果。有学者认为,蛋鸡出生时肠道内尚未有微生物[13],这时候饲喂外源的枯草芽孢杆菌有利于早期肠道定植,维持肠道菌群平衡,进而促进机体的健康生长[14]。枯草芽孢杆菌在生长后期效果不明显可能是因为随着机体生长和肠道的发育,体内其他菌群与枯草芽孢杆菌相互竞争养分,因此对生长促进效果不明显。燕磊等[15]研究发现,饲粮添加屎肠球菌对肉鸡生长性能效果不显著,但与对照组相比有提高生长性能的趋势。本试验结果表明,与对照组相比,屎肠球菌组蛋鸡第1～8周的料蛋比显著降低,这与前人的研究结果基本一致。但也有一些研究认为,饲粮添加屎肠球菌可显著提高肉鸡22～42日龄的平均日增重和饲料利用率[16];宋丹等[17]在饲粮中添加屎肠球菌显著提高了爱拔益加(AA)肉仔鸡的平均日增重。屎肠球菌定植在宿主的肠道中,能通过产生脂肪酶、淀粉酶、植酸酶等消化酶增强消化与吸收的功能,提高肉鸡的生长性能。屎肠球菌不同的应用效果可能是因为其生产工艺和有效活菌数不同所致,加上试验动物品种、饲养管理水平及试验方案设计的差异也会影响试验结果。此外,也可能是本试验所用的屎肠球菌未能在蛋鸡肠道中形成优势菌群,因此对动物的生长未展现出积极作用。

研究表明,复合益生菌制剂作为饲料添加剂在畜牧养殖行业可调节动物机体肠道菌群,进而在实际生产中在提高动物生长性能及改善各种胃肠道问题的过程中扮演着重要角色。Salim等[18]将复合益生菌制剂添加到饲粮中饲喂肉仔鸡,结果显示益生菌促进了鸡只的生长,显著提高了鸡只的重量;陆银等[19]研究发现,不同剂量的枯草芽孢杆菌和屎肠球菌益配伍对AA肉仔鸡前期生长性能无显著影响,但复合益生菌组21～35日龄的饲料利用率明显优于对照组。本试验结果表明,枯草芽孢杆菌和屎肠球菌合用显著降低蛋鸡第1～8周料重比,但对蛋鸡第1～20周的平均体重、平均体增重、平均采食量和料重比均无显著影响。这与前人的研究结果相似,其原因可能是蛋雏鸡肠道系统发育不完善,益生菌的作用有限,益生菌的添加剂量和饲喂方式也会对结果造成影响。关于饲粮中添加复合益生菌对蛋鸡生长性能的影响有待进一步研究。

胫骨生长发育状态是衡量育雏期蛋鸡生长发育的主要指标之一,如果蛋鸡的胫骨发育不良,会造成钙的储存量不足,会增加鸡蛋破损的几率[20]。尹龙等[21]研究表明,给蛋雏鸡分别饲喂益生菌对其胫骨长度无显著影响,这与本试验研究结果相似。在本试验条件下,蛋鸡1日龄开始饲喂枯草芽孢杆菌和屎肠球菌以及联合饲喂均未对其胫骨长度产生影响。体重均匀度是蛋鸡生产中常用的评价蛋鸡群体饲养效果的指标,蛋鸡的体重均匀度越高表明该鸡群的生长发育一致性越好,而鸡群发育的一致性与蛋鸡产蛋高峰期峰值的高度呈显著正相关关系。研究发现,枯草芽孢杆菌和杆菌肽锌对蛋鸡6周龄的体重均匀度无显著影响且两者不存在交互作用[22],这与本试验结果一致。

3.2 枯草芽孢杆菌和屎肠球菌对蛋鸡产蛋性能和蛋品质的影响

研究表明,在蛋鸡饲粮中添加1×1011CFU/g的粪肠球菌,与对照组相比能够显著提高蛋鸡产蛋率和饲料利用率,对平均日采食量没有影响[23]。刘松等[24]研究表明,在蛋鸡饲粮中添加1×106CFU/g的粪肠球菌可以提高第20～24周的产蛋量,但对其他阶段蛋鸡的产蛋率、平均日采食量和平均蛋重均无显著影响。本试验研究发现,饲粮添加屎肠球菌能够显著提高产蛋率,这与曲鹏等[25]在蛋鸡上的试验结果基本一致。造成这种原因可能是因为试验添加的益生菌剂量不足,有效活菌数较低导致的。在蛋鸡饲粮中添加枯草芽孢杆菌能够提高产蛋率、平均蛋重、哈氏单位,降低料蛋比[26-28]。本试验研究发现,饲粮添加枯草芽孢杆菌能够显著提高产蛋率,但对蛋品质没有显著影响,与前人研究不尽相同。已有报道枯草芽孢杆菌能提高蛋鸡产蛋性能,可能是因为其进入胃肠道后,可以提高肠道健康和肠壁完整性,从而增强了小肠的吸收功能,能够分泌活性很强的中性消化酶类,促进饲粮中蛋白质和糖类等物质的降解[29-30],促使饲粮进一步消化,提高饲料利用率,最终提高了产蛋率、蛋重等产蛋性能,降低了料蛋比。但在本试验条件下,饲粮添加枯草芽孢杆菌的效果不明显,可能是因为试验添加的益生菌剂量不足,有效活菌数较低;也可能是由于益生菌的添加时间过长,肠道已产生适应性,其具体原因有待进一步研究。

复合益生菌制剂是由2种及2种以上单一益生菌复合而成的微生态制剂,一般而言复合益生菌效果优于单一菌种添加剂,作用范围也更广一些[31]。陈化靓等[4]研究发现,蛋鸡采食复合益生菌制剂后,鸡蛋蛋黄颜色加深和蛋壳强度提高。林成玉[32]研究发现,复合益生菌制剂可以提高蛋黄颜色和哈氏单位。周泉勇等[33]研究发现,饲粮添加粪肠球菌和复合益生菌的蛋鸡所产鸡蛋品质在蛋白高度和哈氏单位方面均明显优于对照组。王永芬等[34]研究发现,乳酸杆菌和枯草芽孢杆菌复合制剂在提高蛋颜色、提高蛋黄比率方面,显著优于饲粮中单一添加枯草芽孢杆菌制剂或乳酸杆菌制剂。由此可见,两者的联合使用,在蛋鸡生产中表现出了很好的协同作用效果。但在本试验中,饲粮添加2种益生菌均对蛋品质无显著影响,可能是因为饲粮中添加益生菌的剂量不足所导致的。复合益生菌制剂是由2个或多个菌株按照一定比例复合配制而成,在一定条件下,益生菌相互产生影响,会相互促进表现出协同作用,但也可能会相互拮抗表现出抑制作用。枯草芽孢杆菌和屎肠球菌在蛋鸡生产中的作用机理及2种菌群的适配比例还有待进一步研究。

3.3 枯草芽孢杆菌和屎肠球菌对蛋鸡血清生化指标的影响

彭众等[35]研究发现,饲粮添加粪肠球菌可以显著提高肉鸡42日龄肉鸡血清TP含量。许运岑[37]研究发现,饲粮添加枯草芽孢杆菌的试验组肉鸡血清TP含量提高了20.14%。本试验中,饲粮添加屎肠球菌有提高蛋鸡血清TP含量的趋势,说明益生菌在肠道内分泌的有益物质,可以增强机体蛋白质代谢。ALT和AST主要存在于肝细胞中,是机体重要的转氨酶,其活性的高低反映了肝细胞功能是否正常,当肝细胞受损时,血清ALT和AST活性升高。Forte等[37]研究发现,益生菌可以显著降低蛋鸡血清AST和ALT活性。而郭军蕊[38]在饲粮中添加不同水平的枯草芽孢杆菌对蛋鸡血清ALT和AST活性无显著影响。本试验结果表明,饲粮添加枯草芽孢杆菌、屎肠球菌以及二者同时添加对蛋鸡血清TP含量以及ALT、AST和ALP活性均无显著影响,说明益生菌长期添加对肝脏健康没有显著影响。

3.4 枯草芽孢杆菌和屎肠球菌对蛋鸡血清繁殖相关激素含量的影响

蛋鸡血清中的繁殖激素含量与其生产性能有一定的关联性。卵泡的生长发育、排卵主要受FSH、黄体生成素(LH)及E2等激素的影响。FSH可以刺激卵泡生长,并可在LH的协同作用下刺激卵泡成熟、排卵及促进分泌;E2的作用是提高血液钙、脂肪和蛋白质的含量,为卵泡的发育和蛋壳形成提供营养[39]。研究表明,蛋鸡饲粮中添加解淀粉芽孢杆菌可以提高与产蛋相关的FSH和E2含量[40]。雷凯[41]研究发现,饲粮添加地衣芽孢杆菌显著提高了蛋鸡血清FSH和E2含量,且地衣芽孢杆菌组产蛋率显著高于对照组。与本试验结果类似,饲粮添加屎肠球菌显著提高血清E2和FSH含量,与23～30周龄生产性能结果相对应,即饲粮添加屎肠球菌显著提高了蛋鸡产蛋率和平均蛋重。AMH在评估卵巢储备方面有很多明显的优点,是卵巢衰老最准确的生物标志物[42]。AMH比FSH和E2能更早反映卵巢储备随年龄下降的趋势[43]。本试验中,饲粮添加枯草芽孢杆菌显著提高了蛋鸡血清AMH含量,且枯草芽孢杆菌和屎肠球菌对蛋鸡血清AMH含量有显著的交互作用。益生菌可以通过提高蛋鸡代谢、蛋白质合成及肠道健康等途径,使卵巢生殖系统更加健康,从而调控激素分泌,进而提高其产蛋性能和蛋品质[44]。目前,益生菌对动物机体生殖激素分泌的调控机制尚未清楚,有待深入探讨。

4 结 论

饲粮添加200 mg/kg枯草芽孢杆菌制剂(有效活菌数量为3×1010CFU/g)和200 mg/kg屎肠球菌制剂(有效活菌数量为2×109CFU/g)均可促进蛋雏鸡早期的生长,并通过提高血清繁殖激素的含量,提高产蛋期产蛋率,但两者合用并没有进一步提升效果。