摘要: 本試驗旨在研究植物精油制劑對斷奶仔豬生長性能及舍內空氣中微生物氣溶膠、氨氣（NH3）濃度的影響。試驗選擇淮安市某集約化豬場3棟結構相似的豬舍作為試驗豬舍，選擇660頭體重（10.84±0.28）kg的28日齡健康"杜×長×大"仔豬，隨機分到3個豬舍內，每個舍有20個重復，每個重復11頭仔豬。對照組飼喂基礎飼糧，試驗組1（EO1組）飼喂基礎飼糧+100 mg/kg植物精油制劑，試驗組2（EO2組）飼喂基礎飼糧+200 mg/kg植物精油制劑。預試期3 d，正試期7 d。結果表明：1）與對照組相比，EO2組的末重提高了1.15%（P< 0.05），EO2和EO1組的平均日增重（ADG）分別提高了4.19%（P < 0.05）和2.79%（P < 0.05）。2）EO2組舍內空氣中氣載需氧菌濃度顯著低于EO1組和對照組（P < 0.05），EO1組舍內空氣中真菌濃度顯著低于EO2組和對照組（P < 0.05）。EO2組和EO1組在Ⅰ、Ⅱ級層上微生物氣溶膠濃度分別比對照組下降了16.60%、27.07%和10.34%、18.04%。3）不同豬舍之間，對照組舍內不同時間的NH3濃度均極顯著高于EO2組和EO1組（P < 0.01），EO1組舍內NH3極顯著高于EO2組（P < 0.01）；EO2組舍內不同位置的平均NH3濃度極顯著低于EO1組和對照組（P < 0.01），EO1組極顯著低于對照組（P < 0.01）。由此可見，仔豬飼糧中添加植物精油制劑能夠提高仔豬生長性能，降低仔豬舍內微生物氣溶膠和NH3濃度，有效減少空氣中有害物質對動物和人類的危害。
關鍵詞: 植物精油制劑、斷奶仔豬、生長性能、微生物氣溶膠、氨氣 
作者：吳勝 , 彭艷
轉自：動物營養學報   

近年來，我國現代化集約化養殖模式的快速發展極大地提高了生產效益。然而，在這種高密度飼養條件下，豬舍內空氣流動性差，糞尿不能及時排出，導致舍內空氣中充斥著大量的細菌、真菌、病毒、有害氣體及粉塵顆粒等，極易形成微生物氣溶膠(microbial aerosol)。豬舍內的微生物氣溶膠主要來源于動物自身、飛濺的糞尿、飼料、墊料等[1]，它們能夠獨立懸浮于空氣中，也可依附在空氣中的飼料、糞尿及粉塵等顆粒表面，損害動物的免疫系統，增加動物的易感性[2]；甚至隨風長距離傳播，嚴重影響人類健康及周邊的大氣環境[3]。而豬舍內的氨氣(ammonia，NH3)主要來源于排泄物中含氮物質和尿素的分解，具有強烈的刺激性氣味，高濃度的NH3能夠直接損傷豬群的氣管、眼黏膜及肺組織等，引起咳嗽，黏膜充血、腫脹，支氣管炎和肺炎等，嚴重影響豬機體的抵抗力和生長性能[4-5]。同時，畜禽舍內顆粒粉塵中會吸附大量的微生物及NH3等，形成一種更加有害的微生物氣溶膠和有害氣體的膠質顆粒，微生物氣溶膠和有害氣體之間具有協同效應，讓這種膠質顆粒對動物的傷害成倍增加[6]。

植物精油(plant essential oil)是一類通過蒸餾、壓榨等工藝從植物中提取的特有芳香物質，成分復雜，具有廣泛的抗菌、抗炎、抗氧化等生物活性[7]。在畜牧養殖業中主要作為替代抗生素的綠色飼料添加劑，用于提高動物的免疫力和生長性能[8-10]。呂敏芝等[11]研究發現，植物精油能夠替代抗生素，提高仔豬的生長性能，改善血液生化指標。張玲玲等[12]研究結果顯示，植物精油制劑能夠改善仔豬腸道菌群和糞便中氨逸失。總結前人研究結果發現，植物精油制劑能夠抑制致病菌的生長和繁殖，調節仔豬腸道菌群平衡，減少糞便中NH3的逸散，但是植物精油對逸散至舍內空氣中微生物氣溶膠和NH3濃度的影響卻鮮有報道。因此，本試驗旨在研究植物精油制劑對斷奶仔豬生長性能及仔豬舍內空氣中微生物氣溶膠、NH3濃度的影響，以期為植物精油在生產實踐中應用提供理論參考。

1 材料與方法
1.1 試驗材料
植物精油制劑由上海X公司提供，采用自乳化分散緩釋工藝，緩慢在腸道內大量釋放。
試驗主要儀器包括INNOVA1412紅外光聲譜氣體檢測儀(北京君創弘業科技有限公司)、Andersen 6級撞擊式空氣采樣器(氣流速度：28.3 L/min；共分6級，采集范圍分別為Ⅰ級：＞8.2 μm，Ⅱ級：6.0~8.2 μm，Ⅲ級：3.0~6.0 μm，Ⅳ級：2.0~3.0 μm，Ⅴ級：1.0~2.0 μm，Ⅵ級：＜0.65 μm)(北京恒奧德儀器儀表有限公司)。5%公綿羊血-瓊脂培養基(氣載需氧菌)、馬丁培養基(真菌)、麥康凱3號培養基(大腸桿菌)均購自青島海博生物試劑有限公司。

1.2 豬場概述
本試驗選取江蘇省淮安市某豬場，該場采用現代化、規模集約化生產方式，選擇3棟豬舍，同期按照體重相近的原則分別轉進223、233和227頭28日齡健康“杜×長×大”斷奶仔豬，均取220頭仔豬作為試驗仔豬；3棟豬舍結構、大小相同，東西走向且距離臨近，分別編號A、B、C，試驗豬舍平面示意圖見圖 1。本次試驗豬舍為半封閉式豬舍，均為雙坡式結構；舍檐高3.0 m，舍脊高3.5 m，舍長50.0 m，寬10.0 m；長軸為東西走向；兩側墻分別有6面通風窗；南面終墻設有4個嵌入墻內的風機(試驗期間未開啟)；只有1個轉軸式前門，自然通風狀態下，常處于開啟狀態，機械通風時及夜間關閉。
1.3 試驗設計與飼養管理
試驗選擇660頭體重(10.84±0.28) kg的28日齡健康“杜×長×大”仔豬，隨機分到3棟豬舍內，每1欄作為1個重復，每個舍有20個重復，每個重復11頭仔豬。試驗將A舍作為對照組豬舍，飼喂基礎飼糧；B舍和C舍分別為試驗組1(EO1組)、試驗組2(EO2組)豬舍，分別飼喂基礎飼糧+100 mg/kg植物精油制劑和基礎飼糧+200 mg/kg植物精油制劑?；A飼糧參照NRC(1998)豬的營養需要配制，基礎飼糧組成及營養水平見表 1。試驗周期為12 d，仔豬轉入已經消毒處理的舍內，經2 d的過渡期和3 d的預試期，5 d后進入正試期，正試期為7 d，正試期開始，每天監測3個豬舍內的NH3和微生物氣溶膠濃度。
3棟豬舍均采用相同管理模式，試驗仔豬自由采食和飲水，均采用人工飼喂的方式，每天07:00和15:00各喂料1次；全天不定時進行開窗通風換氣；試驗期間按豬場正常程序注射疫苗、驅蟲。

1.4 指標測定
1.4.1 生長性能指標
記錄正試期內3個舍內仔豬每天的采食量，計算平均日采食量(ADFI)；正試期開始和結束時，07:00空腹稱重，計算仔豬的平均日增重(ADG)和料重比(F/G)。
1.4.2 舍內NH3濃度
試驗中NH3濃度監測時間段為07:00—19:00，分別檢測豬舍內東、南、西、北和中間5個位置，每10 min儀器記錄1次數據，全天記錄72次左右，連續監測7 d。
1.4.3 舍內、外微生物氣溶膠濃度
試驗期內微生物氣溶膠濃度的檢測時間點為09:00和16:00，每個時間點在各舍內中間位置和舍外5 m處空曠位置離地面70 cm高處連續采集6 min，每天采集2次，每次更換3種不同的采樣介質，連續采集7 d，收集培養皿，帶回實驗室進行培養、計數、分離鑒定，統計菌落數?？諝庵形⑸餄舛扔嬎愎剑?br> 采樣器不同層級(即不同粒徑)上微生物氣溶膠濃度計算公式：
2 結果
2.1 植物精油制劑對仔豬生長性能的影響
由表 2可知，與對照組相比，EO2組的末重提高了1.15%(P < 0.05)，EO2組和EO1組的ADG分別提高了4.19%(P < 0.05)和2.79%(P < 0.05)。EO2組的ADFI顯著高于對照組和EO1組(P < 0.05)。各組間料重比差異不顯著(P＞0.05)。
2.2 植物精油制劑對仔豬舍內、外空氣中微生物氣溶膠濃度的影響
由表 3可知，EO2組舍內空氣中氣載需氧菌濃度顯著低于EO1組和對照組(P < 0.05)，與舍外的氣載需氧菌濃度差異不顯著(P＞0.05)。EO1組舍內空氣中真菌濃度顯著低于EO2組和對照組(P < 0.05)，與舍外的真菌濃度差異不顯著(P＞0.05)。EO2組舍內空氣中大腸桿菌濃度低于EO1組和對照組，差異不顯著(P＞0.05)；相比較于舍外，EO2組舍內空氣中大腸桿菌的濃度也有所降低(P＞0.05)。
由表 4可知，試驗組和對照組仔豬舍內微生物氣溶膠(綜合3種所測微生物)粒徑主要分布在Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ級層上(粒徑≥3 μm)，濃度占比大于60%，最高和最低濃度均在Ⅰ、Ⅵ級層上；EO2組和EO1組在Ⅰ、Ⅱ級層上微生物氣溶膠濃度分別比對照組下降了16.60%、27.07%和10.34%、18.04%。
2.3 植物精油制劑對仔豬舍內NH3濃度的影響
由表 5可知，不同時間段(07:00—19:00)，3個舍內NH3濃度均呈早晚高、午間低的趨勢。不同豬舍之間，不同時間段對照組舍內NH3濃度均極顯著高于EO2組和EO1組(P < 0.01)，EO1組舍內NH3極顯著高于EO2組(P < 0.01)。
由表 6可知，EO2組舍內NH3濃度在西部、南部、北部和中部極顯著低于對照組(P < 0.01)，在東部顯著低于對照組(P < 0.05)。EO1組舍內NH3濃度在南部極顯著低于對照組(P < 0.01)，在西部、北部和中部顯著低于對照組(P < 0.05)。EO2組舍內NH3濃度在南部極顯著低于EO1組(P < 0.01)，在東部、西部、北部和中部顯著低于EO1組(P < 0.05)。EO2組舍內不同位置的平均NH3濃度極顯著低于EO1組和對照組(P < 0.01)，EO1組極顯著低于對照組(P < 0.01)。
3 討論
3.1 植物精油制劑對仔豬生長性能的影響
植物精油中多含有醛類、酚類和芳香烴類等物質，具有較好的芳香氣味，少量添加具有一定的誘食效果。此外，酚類、醛類物質能夠有效抑制致病菌的繁殖；調控細胞因子的信號轉導，進而抑制促炎因子的基因表達；直接清除自由基，維護細胞結構完整；促進唾液及胃液的分泌，提高消化酶的活性，幫助仔豬提高消化吸收功能[13]。陶新等[14]研究植物提取物替代飼用抗生素對斷奶仔豬生長性能和血清指標的影響時發現，添加1 000 mg/kg植物提取物組仔豬平均日增重和血清抗氧化指標顯著高于抗生素組和基礎飼糧組。鄭梓等[15]在育肥豬基礎飼糧中添加了5 g/kg的藥食同源植物提取物，結果發現，與對照組相比，育肥豬的末重、平均日采食量和平均日增重顯著提高，背膘厚、失水率、剪切力顯著降低，肉品質明顯改善。本試驗使用的植物精油制劑中有效成分醛類、酚類含量高，采用先進的自乳化分散緩釋技術，從而保證更多的有效成分在腸道內持續釋放。試驗結果顯示，添加200 mg/kg植物精油制劑組仔豬平均日采食量、末重和平均日增重顯著提高，生長性能明顯改善。

3.2 植物精油制劑對仔豬舍內、外空氣中微生物氣溶膠濃度的影響
仔豬舍內空氣中微生物氣溶膠濃度的高低側面反映了糞便中菌群的變化，進而可推測仔豬消化道中微生物區系的平衡情況[16]；致病菌大量繁殖，仔豬腸道菌群紊亂，是誘導仔豬腹瀉的重要因素之一[17]。Li等[18]在28日齡斷奶仔豬基礎飼糧中添加150 mg/kg活性成分為肉桂醛和百里香酚的植物精油制劑，35日齡時，檢測仔豬糞便中大腸桿菌和乳酸菌的含量，結果顯示，飼喂植物精油制劑組仔豬糞便中大腸桿菌的數量顯著低于飼喂基礎飼糧的對照組，且淋巴細胞轉化率、白細胞吞噬率及血液中免疫球蛋白A(IgA)、免疫球蛋白M(IgM)、補體3(C3)、補體4(C4)含量顯著提高，仔豬腹瀉率顯著下降；試驗結果表明，植物精油制劑能夠調節仔豬的腸道菌群，抑制致病菌的繁殖，維護腸道的健康，提高仔豬抗病力。本試驗結果顯示，EO2組舍內的氣載需氧菌濃度顯著低于對照組，且EO2組舍內大腸桿菌濃度還低于舍外。本試驗結果驗證了前人的結論，舍內空氣中微生物氣溶膠主要來源于糞尿飛濺及發酵產生[19]，正常飼養管理條件下，糞便中微生物數量的減少，空氣中微生物氣溶膠濃度必然會相應減少，仔豬會更加健康。添加植物精油制劑能夠降低仔豬糞便中微生物的含量，進而降低舍內空氣中微生物氣溶膠濃度，減少仔豬疾病的發生。
不同粒徑大小的微生物氣溶膠和NH3會在仔豬舍內形成交叉感染，傳播疾病，造成仔豬咳嗽、黏膜紅腫和呼吸道炎癥等疾病，嚴重影響仔豬的健康[20]。微生物氣溶膠空氣動力學直徑的大小，決定著他們在舍內空氣中停留的時間，同時也決定著到達動物呼吸道的深淺。在Ⅰ、Ⅱ級層上的氣溶膠顆粒粒徑≥6 μm，這部分氣溶膠顆粒只能進入動物的鼻腔和氣管，刺激和感染黏膜，但是由于重力作用，會快速沉降，對動物造成的傷害有限；而后Ⅳ級層上的顆粒粒徑＜6 μm，他們在氣流的作用下，能夠在空氣中做布朗運動[21]，長時間懸浮在空氣中進行繁殖和傳播疾病，直達動物的支氣管、細支氣管甚至肺泡，對動物和人類的健康造成極大的威脅。黃藏宇等[22]研究發現，豬舍環境中約44.00%的氣載需氧菌和45.91%的大腸桿菌粒徑＞5 μm，可進入人和豬的上呼吸道；19.79%的氣載需氧菌和22.65%的大腸桿菌粒徑＜2 μm，可直接侵入肺泡，危害動物和飼養員的健康。本試驗中，添加植物精油制劑組的豬舍微生物氣溶膠濃度遠低于對照組，且在Ⅰ、Ⅱ級層上的微生物氣溶膠占比下降，這部分氣溶膠主要來源于飼料灰塵顆粒和糞尿懸浮顆粒等，主要原因可能是因為排出的糞尿中微生物數量減少，糞尿飛濺進入空氣中的微生物氣溶膠濃度更少，較少的微生物在空氣中繁殖、傳播，導致試驗組舍內微生物氣溶膠濃度在Ⅰ、Ⅱ級層上的占比顯著下降。

3.3 植物精油制劑對仔豬舍內NH3濃度的影響
集約化生產管理造成糞尿大量富集，在各種微生物和酶的作用下被迅速分解，產生大量的有害氣體(如NH3、硫化氫等)，嚴重危害動物和人類的健康。而脲酶(又稱尿素酰胺水解酶)作為加速糞尿分解的關鍵酶之一，其催化尿素分解產生NH3的速度是自然狀態下的1014倍[23]，廣泛存在于各種細菌、真菌和植物中，而豬的消化道中存在多種產脲酶菌(如大腸桿菌、金黃色葡萄球菌等)，這些脲酶菌隨糞便排出體外，在適宜的溫濕度環境中，迅速催化分解尿素產生大量NH3。植物精油制劑中的有效成分肉桂醛已經被證實是一種有效脲酶抑制劑，其可直接抑制脲酶的活性，或通過抑制產脲酶菌的作用來達到減少脲酶的目的。周延州[24]研究了微囊化植物提取物對仔豬脲酶活性的影響時發現，添加250 mg/kg的微囊肉桂醛顯著降低仔豬糞便中的脲酶活性，糞尿混合物中的尿素分解速度顯著減緩，尿素濃度維持在較高的水平，總氮保持率顯著提高。徐劍波等[25]在斷奶仔豬基礎飼糧中加入0.1%的植物精油，相比于添加抗生素組，顯著降低了糞便中NH3濃度，且酸和精油的復配制劑抑制糞便中NH3逸散的效果更好。本試驗植物精油制劑中肉桂醛含量較高，添加植物精油制劑的試驗組豬舍內，在不同時間和不同位置監測到的NH3濃度除東部外均顯著或極顯著低于對照組，試驗期間，由于仔豬舍早晚關閉門窗，午間會不定時進行通風換氣，大門處于開放狀態，東部位置的NH3逸散至舍外，所以監測到的NH3濃度會有所下降，EO1組和對照組豬舍東部NH3濃度差異不顯著。植物精油制劑能夠降低仔豬舍內空氣中NH3濃度，減少NH3對動物和人類健康的危害，這對我國畜牧業的健康發展具有重要意義。

4 結論
仔豬飼糧中添加植物精油制劑能夠提高仔豬生長性能，降低仔豬舍內微生物氣溶膠和NH3濃度，有效減少空氣中有害物質對動物和人類的危害。