反刍动物饲料酶制剂作用模式及其技术体系的建立

编者按：反刍与单胃有本质的区别，制剂应用思路与一般猪禽用酶是根本性不同的。反刍动物酶制剂作用模式是多元的，主要是四个方面：多种形式酶谱的“集合酶”、与瘤胃微生物协同的酶菌同构的“益生酶”、在消化道后段作用的“过瘤胃酶”、粗料体外作用的“预处理酶”。

导读：饲料酶制剂应用的新思路、新理念、新技术不断涌现，不同种类动物消化系统的差异性也决定了其酶制剂应用的特殊性和专一性。反刍动物瘤胃发酵与合成特性和饲料原料的复杂性，决定了外源酶制剂在反刍动物日粮中的使用与单胃动物有根本差别，反刍动物酶制剂作用模式的特殊性决定有必要建立反刍动物特异的饲料酶制剂技术体系。本期将特别推出华南农业大学冯定远教授的继构建传统配合技术体系升级版“平衡日粮”新理论后，又提出一个全新的理论和观点——“反刍动物饲料酶制剂作用模式及其技术体系的建立”，为反刍动物酶制剂技术体系提供解决方案，提出的技术体系方案可单独运用，或组合实施，对高产反刍动物特别是高产奶牛产奶前期有明显的应用价值，是对饲料酶制剂应用和研究的又一升华，相信对读者会有更多的帮助和收获。

有关外源性酶制剂对反刍动物作用的研究，始于20世纪60年代（Burroughs等，1960；Rovics等，1962；Rust等，1965），但酶制剂作用效果不稳定。随着发酵成本降低及更多高活性酶制剂问世，促进了外源性酶制剂在反刍动物中的应用有更多的研究（Chen等，1995；Beauchemin 等，1997；McAllister等，1999）。向奶牛日粮中使用的紫花苜蓿茎秆添加酶制剂，产奶量由23.7 kg/d，最高增加到25.6 kg/d，产奶量对酶制剂的反应在产奶前期更明显（McAllister等，2001）。使用木聚糖酶和纤维素酶混合物及单一纤维素酶，分别增加饲喂紫花苜蓿干草或梯牧草干草肉牛的平均日增重30%和36%（Beauchemin等，1995）。在Beauchemin等（2010）的反刍动物用酶的综述文章中总结出的结论是：只有当可消化能是第一限制营养时，添加纤维分解类酶制剂的效果最显著。外源性酶制剂对反刍动物特别是奶牛和肉牛生产性能具有促进作用已经得到证实，但应用结果缺乏一致性。这很正常，单胃动物（猪禽）也是如此，何况更复杂的反刍动物，影响因素多，理论上瘤胃微生物已经具备了所有酶制剂的功能。目前反刍动物的饲料酶制剂应用，仍然采用单胃动物的模式，这是不完善的，基于反刍动物瘤胃的功能和饲料的复杂性，外源酶制剂作用模式有本质的差异，有必要建立反刍动物酶制剂应用的技术体系。

1、添加酶制剂的前提与反刍动物饲料酶的复杂性

饲料酶制剂的研究主要是单胃动物（猪禽）比较多（冯定远，2017），这里讨论的反刍动物酶制剂应用主要是成年动物，在瘤胃发育和微生态功能完善之前的幼年动物如犊牛，基本上可以用单胃动物如猪禽的思路使用酶制剂。近年来，我国也开始重视反刍动物酶制剂的研究与开发（贾仙宝，2009；呼和等，2011；徐学文等，2012；扈添琴，2013；李朝云，2014；解祥学等，2016；林静等，2017；杨泽坤，2017）。在最近的报道中，陈雅坤等（2018）使用宁夏夏盛公司奶牛专用酶（纤维素酶15 000 U/g、木聚糖酶100 000 U/g、葡聚糖酶280 000 U/g、甘露聚糖酶2 500 U/g、果胶酶60 000 U/g、中性蛋白酶2 000 U/g）进行试验，0.15%添加量，泌乳早期奶牛产奶量每天增加4.27 kg。赵连生等（2018）试验同样的采用夏盛奶牛专用酶，提高奶牛饲料转化率、瘤胃发酵指标和产奶量。国外新近反刍用酶报道有Sidique等（2019）、Devant等（2020）、Lourenco等（2020）、Rossow等（2020）、Zayed等（2020）、Abd-Elkerem等（2021）、Azzaz等（2021）、Pech-Cervantes 等（2021）。这些试验结果不一致，有些使用外源酶制剂效果显著，有些没有什么作用。说明了酶制剂应用的复杂性，而反刍动物的瘤胃特性和饲料原料特点更加大了反刍饲料酶的复杂程度。

源于瘤胃微生物作用和微生态系统，成年健康反刍动物瘤胃微生物理论上可以解决所有的饲料消化与脱毒问题。已经鉴定出瘤胃的分解植物性多聚糖细胞壁的酶有21种之多，这些酶均产自正常功能的瘤胃微生物（White等，1993）。正常情况下，特别是中等生产性能水平、无应激生理状态下，不需要额外添加外源酶制剂。

反刍动物高产是高投入高产出的生产活动，高采食量或者富营养状态，超过了瘤胃本身微生物产酶能力能够完成，或者高负荷的发酵活动，特别是高精料、高谷物、高淀粉性质的日粮，特别容易产生酸中毒，影响瘤胃微生物活性和微生态系统，无法保证瘤胃发酵系统完整性。高产状态下的动物更容易产生应激，影响瘤胃微生物和微生态系统。需要外源微生物或者酶制剂的帮助。反刍动物酶制剂添加的3个前提：一是需要辅助解决保证一定量粗饲料消化问题；二是需要维护和保证瘤胃微生物的生物活性与微生态问题；三是需要解决高产奶牛需要高能量谷物投入容易造成酸中毒问题。

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