日粮纤维对猪生产性能的影响机制探讨
饶渊
摘要：高纤维日粮在动物产生饱腹感上的价值早已得到认可。然而在仔猪生长期和哺乳期等营养需求高的阶段，添加纤维会降低营养浓度，抑制动物生长。日粮纤维可以改善肠道微生物菌群，减少抗生素需求和氮排放，从而降低猪生产的环保成本。阐述了饲喂高纤维日粮对猪各阶段生产性能的影响，重点是评估日粮纤维在提高猪繁殖性能上的作用以及可能的影响机制。
关键词：日粮纤维;猪;生产性能;影响机制
中图分类号：S816.5? ? ? ? 文献标识码：B? ? ? ? 文章编号：1007-273X（2020）06-0021-02
日粮纤维是由多种天然成分组成的化合物，存在于包括谷类（如大麦、小麦、燕麦等）、块茎以及麸皮、米糠、酒糟、椰子粉、棕榈仁和饼粕类等工农业副产品在内的所有植物性饲料原料中。纤维是猪日粮中普遍存在的营养组分，随着日粮中原料如米糠、牧草等的增加而成比例增加。纤维可以在消化道中结合类固醇激素，影响肝肠循环、改变类固醇排泄物之间的平衡以及循环浓度。纤维在猪日粮中通过直接提供能量和间接改善肠道健康及提高免疫功能而发挥其正面的营养作用，但由于其对养分利用的负面影响，一直被认为是一种抗营养因子。近年来由于日粮纤维在改善猪等单胃动物肠道健康方面的功能价值而受到特别关注。各种类型的纤维饲料原料被常规性添加到猪日粮中，在使用的过程中，要注意到不同来源纤维的营养特性存在差异。
1? 纤维在猪日粮中的应用
在世界范围内，多种富含纤维的原料添加到猪的日粮中，包括麦麸、 燕麦壳、玉米麸、黑麦麸、甜菜渣、玉米芯、酒糟、油菜子、豆皮和菊苣等。纤维作物副产品、牧草、木薯、柑橘渣、魔芋粉和红薯在亚热带和热带国家常用。尽管这些日粮并不能最大限度地提高猪的生产性能，但其可经济有效地利用本地种植的饲料原料，有助于可持续产品的生产。在猪的日粮中加入纤维有时是有限的，因为它们具有抗营养特性，包括降低日粮中能量和蛋白质的消化率，导致氨基酸特别是苏氨酸吸收不足。人们提出各种方法来降低纤维的抗营养特性，包括降低颗粒大小以提高消化率，去壳或打碎以降低單宁含量，以及通过热处理降低热敏性抗营养因子含量。纤维的消化系数为0.40～0.60，而其他营养素（蛋白质、脂肪、糖或淀粉）的消化系数大于0.80。日粮纤维消化率的变异性取决于纤维来源，例如麦秸由于木质素的存在而不易消化，而甜菜渣由于果胶的存在而更易消化。在猪上，纤维日粮的相对利弊取决于其所处的生长阶段，例如添加纤维对动物的影响取决于采食这种日粮的动物的发育成熟度。日粮中的纤维可能影响生长猪获得足够的能量，但其对肥育猪的能量维持影响较小，通常用于提高怀孕母猪的饱腹感。与小猪相比，成年猪有更好的发育状态、更强大的胃肠道及更少的消化时间和更强的纤维素分解能力。
2? 纤维对猪消化道和肠道健康的影响
猪胃肠道适应高纤维日粮可能需要几周。通过大量猪消化道消化率和粪便排泄试验结果，推测生长猪的胃肠道需要5周才能适应高纤维水平日粮。因此，持续饲喂高纤维日粮会改变消化道。根据定义，日粮纤维是小肠内源酶不能水解的而在大肠内可利用的纤维。日粮纤维可以显著改善肠道内的微生物平衡，对动物健康造成正面还是负面影响，主要取决于纤维的来源及猪的生理状态。例如，在生长猪日粮中添加瓜尔胶或纤维素，其回肠菌群中双歧杆菌和肠杆菌数量增加。某项以猪为模型研究人类饮食对肠道微生物影响的研究显示，基于麦麸的高纤维日粮增加了包括乳酸杆菌和双歧杆菌在内的有益菌数量，而低纤维日粮则培养了对肠道健康有负面影响的细菌群。肠道细菌水解纤维并代谢为糖，生成用于基础代谢和生长的ATP。微生物发酵纤维的初级终产物是短链脂肪酸（乙酸、丙酸和正丁酸）和气体（二氧化碳、硫化氢和甲烷），其产生的短链脂肪酸的比例取决于纤维的类型。张玲等[1]研究表明饲喂可溶性和不可溶性纤维饲粮可以明显改变生长猪的后肠微生物区系和短链小分子脂肪酸浓度。通过发酵，厌氧菌分解纤维并释放短链脂肪酸，有助于动物的能量供应、调节肠道上皮细胞的生长和肠道菌群的组成。在酸性环境中，短链脂肪酸能抑制肠道细菌性病原体的繁殖。后肠发酵产生的能量取决于碳水化合物的含量，而纤维对猪能量的贡献取决于猪的发育成熟度。据估计，发酵产物对生长肥育猪和母猪的贡献分别为0.15和0.30。不考虑纤维来源和动物的成熟度，纤维发酵生成的短链脂肪酸所产生的能量对动物总能量的贡献稍低于等量摄入葡萄糖和可消化淀粉所产生的能量。
日粮纤维和纤维消化而产生的短链脂肪酸会影响肠道的结构和功能。颜桂花等[2]在仔猪日粮中添加了可溶性玉米纤维进行动物试验，研究发现可溶性玉米纤维可以改变仔猪盲肠微生物菌群分布，降低肠道渗透率，提高有机小分子酸浓度，改善仔猪的肠道健康。在猪上，这些变化包括胃肠道质量增加、绒毛高度和隐窝深度、杯状细胞数和抗氧化能力增加。添加丁酸盐可以提高猪小肠细胞增殖、提高仔猪消化吸收能力。对比不同纤维类型对抗道细胞分化的影响后，发现在猪的育肥阶段，与对照组相比，富含麦秸或玉米、酒糟的饲粮可增加含杯状细胞的黏膜区并改变营养受体和转运蛋白表达。
3? 日粮纤维对猪生产性能的影响
3.1? 行为与福利
在现代生产系统中，母猪妊娠期间通常限制饲喂以避免体重增加过多、产仔困难和运动问题，但这会导致妊娠母猪产生饥饿感，这也是动物福利所担心的。此外，传统日粮在投喂后的几分钟内被吃完，而母猪仍具有很高的采食欲望。日粮含大量纤维可增加餐后饱腹感，使肠道充盈、延迟胃排空，释放引起饱腹感的肠肽、提高短链脂肪酸在远端肠道利用及降低餐后葡萄糖的吸收。高纤维日粮可以同时降低猪的餐后活动，包括非进食性口腔疾病的发生率和其他刻板行为。因此，高纤维日粮建议作为促进营养饱腹感的手段来减少明显的摄食行为，从而改善妊娠期间限饲所引起的母猪的福利。然而，另一些研究表明高纤维日粮对唾液皮质醇浓度、刻板行为或采食动机没有影响。日粮中纤维的类型会影响饱腹程度，发酵速度慢、丁酸产量高的纤维如木薯淀粉是最令人满意的。陆东东等[3]研究表明饲粮中添加一定量的膳食纤维可以降低母猪的刻板行为，改善母猪便秘的同时，还可以增加母猪妊娠期的饱腹感，减少饥饿应激带来的负面影响。
3.2? 氮素排泄和环境影响
日粮纤维是减轻养猪生产中环境负担过重的方法之一。对大鼠的研究表明，日粮增加纤维有利于尿素从血液向大肠的转移。结果显示，尿氮排泄减少而粪便氮输出增加。粪便中的蛋白质分解需要数周甚至数月，而尿素降解为氨和二氧化碳则只需要数小时。事实上大量试验报道猪日粮纤维减少了猪养殖过程中氨气的排放。有研究显示，果胶和半纤维素含量高的饲料，例如柑橘渣和甜菜渣是减少粪便中氮损失的最有效的纤维来源，使用预测方程指出在配种之前采用基于甜菜渣的高纤维日粮，对环境的影响降低约6%（甲烷和一氧化二氮的温室气体排放量减少6.34%，渗漏到地下水的硝酸盐降低6.23%）。
3.3? 繁殖
使用高纤维饲料饲喂猪的最大优势可能是改善其繁殖性能。即便是每年每头母猪断奶仔猪数量的小幅增加，也具有相当大的商业价值。大量研究评估了不同水平纤维日粮对猪生殖周期各个阶段生育能力的影响，最有前景的结果似乎是在配种前饲喂高纤维饲料。吴志娟等[4]研究表明妊娠母猪日粮中谷糠添加量为17%时，母猪的窝产仔猪数、断奶成活率和总产活仔数等繁殖性能指标为最佳。对生长育肥猪而言，纤维水平设置的高低也对猪的生长性能影响较大。王怡丹等[5]研究表明日粮中添加3.5%纤维水平适宜杜长大小猪生长阶段，在育肥阶段可以把日粮纤维水平提高到5.5%为宜。
4? 小结
饲喂高纤维日粮能有效提高母猪繁殖表现，可能是因为高纤维日粮提高了卵母细胞质量，有助于形成有活力的胚胎，可能通过表观遗传机制，在整个妊娠期和仔猪期都能更好地存活下来。生产上需要确定最有效的纤维种类、饲喂高纤维日粮最有益的时期和最佳持续时间。
参考文献：
[1] 张? 玲，李? 华，赵? 瑶，等.短期饲喂两种类型纤维对生长猪后肠菌群结构和主要代谢产物的影响[J].四川农业大学学报，2019， 37（1）：70-77.
[2] 颜桂花，邢恒涛，刘? 强，等.可溶性玉米纤维对仔猪盲肠微生物多样性的影響[J].南京农业大学学报，2020，43（3）：505-513.
[3] 陆东东，邓? 琳，倪冬姣，等.复合膳食纤维“上上纤”对妊娠母猪刻板行为及粪便形态的影响[J].养猪，2019（2）：20-22.
[4] 吴志娟，焦福林，李文刚，等.不同粗纤维水平对母猪繁殖性能的影响[J].中国猪业，2019，14（6）：16-18，21.
[5] 王怡丹，车立涛，姚丽媛，等.不同纤维水平对DLY生长育肥猪生产性能、养分消化率和血清理化指标的影响[J].西南农业学报，2020，33（2）：436-440.
收稿日期：2020-04-07
作者简介：饶? 渊（1987-），男，江西南丰人，助理畜牧兽医师，硕士，主要从事畜禽健康养殖研究工作。
