肉用羊營養(yǎng)需要及研究方法研究進展

劉 潔,刁其玉,鄧凱東

(中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院飼料研究所,北京 100081)

飼養(yǎng)標準是根據(jù)大量飼養(yǎng)實驗結(jié)果和動物生產(chǎn)實踐的經(jīng)驗總結(jié),對各種特定動物所需要的各種營養(yǎng)物質(zhì)的定額作出的規(guī)定[1]。肉用羊的飼養(yǎng)標準是對肉用羊系統(tǒng)成套營養(yǎng)定額的規(guī)定,是科學(xué)養(yǎng)殖肉用羊的依據(jù),對合理利用飼料、最大程度發(fā)揮肉用羊生產(chǎn)性能、降低飼養(yǎng)成本和提高養(yǎng)羊業(yè)經(jīng)濟效益均具有重要意義。

目前,美國NRC和英國AFRC規(guī)定的肉用羊營養(yǎng)需要量被廣泛采用為肉用羊飼料配制的指南。但是我國飼養(yǎng)的肉用羊具有養(yǎng)殖品種、飼料種類等許多方面的特殊性和地域性,全面套用NRC或AFRC標準缺少科學(xué)性和實用性。由于我國尚未有經(jīng)過試驗研究得出的統(tǒng)一肉用羊飼養(yǎng)標準,只能借鑒國外的標準,這在很大程度上制約了我國肉用羊的發(fā)展。因此,針對我國肉用羊品種、養(yǎng)殖方式和飼料特點制定肉用羊的飼養(yǎng)標準,為肉用羊高效養(yǎng)殖提供科學(xué)依據(jù)是十分必要的。

本文旨在綜述國內(nèi)外肉用羊營養(yǎng)需要及研究方法的研究進展,為我國肉用羊飼養(yǎng)標準的制定提供參考,并為我國肉用羊生產(chǎn)水平的進一步提高提供科學(xué)依據(jù)。

1 肉用羊營養(yǎng)需要的研究現(xiàn)狀

1.1 發(fā)達國家的研究現(xiàn)狀

1953年,NRC首次推出綿羊營養(yǎng)需要量。1965年,ARC進一步完善了綿羊飼養(yǎng)標準。進入70年代后,隨著試驗方法的改進,飼養(yǎng)標準研究工作更加深入。70年代末,前蘇聯(lián)、前東德等國也分別制訂了比較完善的飼養(yǎng)標誰。其它國家如瑞士(1979)、芬蘭(1980)和挪威(1980)等國也都相繼制定了本國綿羊的飼養(yǎng)標準。1980年,ARC出版了《反芻家畜營養(yǎng)需要》,對綿羊各個生理階段的營養(yǎng)需要都有細致的研究。1981年,NRC的家畜營養(yǎng)委員會山羊營養(yǎng)分會,在匯總了許多國家對各種山羊營養(yǎng)需要研究的基礎(chǔ)上,整理出版了《山羊的營養(yǎng)需要》一書,其中包括肉用山羊在不同氣候帶、不同生理階段、不同放牧和管理條件、不同生產(chǎn)水平下對能量、蛋白質(zhì)、鈣、磷和維生素A、D的需要量。1985年NRC修訂的綿羊飼養(yǎng)標準,詳細規(guī)定了各類綿羊不同體重所需要的干物質(zhì)、總消化養(yǎng)分、消化能、代謝能、粗蛋白質(zhì)、鈣、磷、有效維生素A、維生素E的需要量[2]。1993年AFRC出版《反芻動物能量和蛋白營養(yǎng)需要》,對綿羊營養(yǎng)需要量進行了修訂和完善[3]。近年來對肉用羊的營養(yǎng)需要研究主要是針對山羊,尤其是對波爾山羊開展的研究[4-5]。2007年NRC對早熟和晚熟品種綿羊的營養(yǎng)需要提出了新的推薦量[6]。1990年,澳大利亞CSIRO也制訂了反芻動物的營養(yǎng)需要,2007年進行了修訂[7-8]。2008—2009年,Galvani等對特克塞爾肉用羊的能量和蛋白質(zhì)需要進行了研究[9-10]。這些標準的制定使肉用羊的飼養(yǎng)逐步朝科學(xué)化、標準化方向發(fā)展。

1.2 我國的研究現(xiàn)狀

我國對羊飼養(yǎng)標準的研究工作以及對羊營養(yǎng)物質(zhì)代謝規(guī)律的研究,既遲于一些歐美發(fā)達國家又遲于國內(nèi)其它畜種的研究工作,起步較晚,進展相對較慢。

1978—1983 年,梁其英等對新疆舍飼育肥綿羊營養(yǎng)需要、飼料營養(yǎng)價值評定、飼料配方及飼養(yǎng)管理技術(shù)進行了系統(tǒng)的研究。1981—1985年,楊詩興等主持制定了湖羊飼養(yǎng)標準[11]。之后,在肉用綿羊營養(yǎng)需要的研究方面,杜京[12]、呂亞軍等[13]分別對德國肉用美利奴羊×河北細毛綿羊、灘羊羔羊的能量和蛋白質(zhì)需要進行了研究。在肉用山羊營養(yǎng)需要的研究方面,臧彥全等[14]、曹素英等[15]、梁賢威等[16]分別對生長期波雜肉用羊、波爾山羊、波爾山羊×隆林雜交羔羊的能量和蛋白質(zhì)需要量進行了研究。2004年王加啟等起草了肉用綿羊和山羊?qū)θ占Z干物質(zhì)進食量、消化能、代謝能、粗蛋白質(zhì)、維生素、礦物質(zhì)元素每日需要量值[17]。

雖然我國對羊的營養(yǎng)需要開展了部分試驗研究和引進,但是由于受到研究條件的約束,有些研究只限于通過不同水平日糧對肉用羊生長發(fā)育的影響推導(dǎo)出需要量,有些則是研究內(nèi)容受到制約,比如對代謝能的研究,極少有實測甲烷氣體產(chǎn)量的報道;對蛋白質(zhì)需要量的研究也多是采用傳統(tǒng)的粗蛋白質(zhì)體系,而缺乏小腸可代謝蛋白質(zhì)的研究。因此僅靠這些研究資料尚不能建立起我國系統(tǒng)的肉用羊的飼養(yǎng)標準。

2 肉用羊營養(yǎng)需要研究的方法

肉用羊營養(yǎng)需要的研究方法中普遍采用的有梯度飼養(yǎng)試驗、消化代謝試驗、氣體代謝試驗、絕食代謝試驗、比較屠宰試驗、碳氮平衡試驗等多種方法。利用試驗所測得的數(shù)據(jù),借助一些參數(shù),借以估測羊的營養(yǎng)需要量。這些試驗方法各有優(yōu)缺點,但是將飼養(yǎng)試驗、消化代謝試驗、比較屠宰試驗、氣體代謝試驗和絕食代謝試驗相結(jié)合,是集各種方法的優(yōu)點進行綜合系統(tǒng)分析的理想方法之一,也是目前應(yīng)用最廣泛的研究方法。

2.1 能量需要的研究方法

2.1.1 能量需要量的評價指標 能量是飼料中的重要成分,也是肉用羊生產(chǎn)性能的限制性因素。飼料可利用能可從3方面衡量,即消化能、代謝能和凈能。在確定飼料對動物的潛在價值時,代謝能指標比消化能實用,因為它不僅考慮了尿中損失的能量,也考慮了食物在消化過程中所產(chǎn)生甲烷氣體損失的能量。同其它反芻動物一樣,肉用羊的甲烷氣體測定是影響能量估測的一個重要因素,只有準確測定甲烷氣體的產(chǎn)量才有可能合理估測肉用羊的能量需要。實際上,最準確反映反芻動物能量需要量的指標是凈能,比如法國INRA(1989)采用凈能作為能量指標。但從飼料能值評定的難易程度上講,采用代謝能更易于評定飼料的能值,這也是一些國家普遍采用代謝能的主要原因,如澳大利亞(CSIRO,1990)、英國(AFRC,1990)和美國(NRC,1985)等能量體系在研究營養(yǎng)需要的過程中都采用代謝能作為肉用羊的能量指標。

2.1.2 能量需要量的研究方法 國內(nèi)在制訂羊的飼養(yǎng)標準時,能量需要的研究方法仍以飼養(yǎng)試驗、消化代謝試驗、氣體代謝試驗及比較屠宰試驗4種方法為主。

飼養(yǎng)試驗和消化代謝試驗是國內(nèi)研究能量需要最常用的方法,主要用于研究不同能量水平日糧對肉用羊生長發(fā)育和消化代謝的影響[15-19]。具體方法是在飼養(yǎng)試驗中期進行消化代謝試驗,試驗采用全收糞法,每日收集排出的糞和尿供營養(yǎng)成分分析。最后綜合考慮生長發(fā)育情況和消化代謝情況得出一個推薦的能量水平。

國內(nèi)進行氣體代謝試驗的研究主要是采用呼吸面具法,是根據(jù)測得的代謝產(chǎn)物和氧耗,間接計算出產(chǎn)熱,測得的值可與測熱室或測熱柜測得的值相比,且其價格低、操作簡單、便攜性好,具有重要實用價值。楊在賓等[18-21]在研究不同生理階段大尾寒羊、小尾寒羊和青山羊的能量需要時采用了呼吸面具法,測定了CO2的產(chǎn)生量和O2的消耗量,但甲烷能產(chǎn)生量沒有實測,而是用Blaxter(1965)的推薦公式間接推算而得。

用比較屠宰試驗方法也能確定肉用羊能量沉積和飼料的能量價值。與其它方法相比,比較屠宰法測得的結(jié)果代表該羊在屠宰前相當長一段時間內(nèi)的飼養(yǎng)水平、放牧活動及所遭受自然環(huán)境變化影響的綜合結(jié)果,為實測數(shù)據(jù),具有相當?shù)目煽啃?。楊詩興[11]通過1981—1985年的試驗研究,用比較屠宰法測出的不同生理階段湖羊各項代謝能需要量與國外報告的數(shù)值很相近。

對于能量需要量的研究,國內(nèi)研究多是通過不同能量水平日糧對肉用羊生長發(fā)育和消化代謝的影響得出一個推薦需要量,而且由于甲烷氣測定條件限制,極少進行測定,得出的代謝能多是借鑒其他資料或是通過公式推導(dǎo),因此對肉用羊能量需要量的確定還有待于進行進一步系統(tǒng)深入的研究。

2.2 蛋白質(zhì)需要的研究方法

2.2.1 傳統(tǒng)蛋白質(zhì)需要量體系 我國羊的飼養(yǎng)標準中蛋白質(zhì)需要量多采用粗蛋白質(zhì)(CP)或可消化粗蛋白質(zhì)(DCP)來表示。CP體系是以日糧中氮的含量為基礎(chǔ)進行評定的,以日糧中N*6.25得到飼料中CP的含量,該體系沒有結(jié)合動物的消化生理特點說明動物對飼料的消化利用情況,不能區(qū)分真蛋白和非蛋白氮的營養(yǎng)價值,忽視了蛋白質(zhì)可被反芻動物消化、吸收、利用的情況。DCP體系是以反芻動物瘤胃降解率為基礎(chǔ)的,飼料在瘤胃中被降解即意味著被消化,無法將瘤胃非降解蛋白質(zhì)和微生物蛋白質(zhì)區(qū)分開,不能反映降解產(chǎn)物合成微生物蛋白質(zhì)的效率及合成量,不能反映進入小腸的非降解蛋白質(zhì)和微生物蛋白質(zhì)的量、氨基酸的量及其消化率[22]。因此,傳統(tǒng)的CP或DCP體系不能準確反映反芻動物蛋白質(zhì)消化、代謝的實質(zhì)和特點,不能準確地指導(dǎo)生產(chǎn)實踐,作為反芻家畜蛋白質(zhì)需要量指標的不合理性已被動物營養(yǎng)研究者所公認。

2.2.2 蛋白質(zhì)需要量新體系 由于傳統(tǒng)蛋白質(zhì)體系存在以上缺點,隨著對反芻動物蛋白質(zhì)營養(yǎng)研究的深入,國外已相繼正式頒布或發(fā)表一些蛋白質(zhì)新體系,并開始在生產(chǎn)中應(yīng)用。各種蛋白質(zhì)新體系雖然形式不同,但均是以小腸蛋白質(zhì)為核心評價反芻動物的蛋白質(zhì)需要量和飼料的蛋白質(zhì)營養(yǎng)價值,都是將反芻動物對飼料蛋白質(zhì)的需要劃分為瘤胃微生物需要和動物本身需要兩部分。小腸蛋白質(zhì)又稱為可代謝蛋白質(zhì)(MP),主要包括瘤胃微生物合成的蛋白質(zhì)(MCP)、瘤胃非降解飼料蛋白質(zhì)(UDP)和極少量的內(nèi)源蛋白質(zhì)(ECP),與傳統(tǒng)的CP或DCP體系相比,更能反映肉用羊蛋白質(zhì)消化代謝的特殊性,因而以小腸可消化養(yǎng)分為基礎(chǔ)評定肉用羊飼料營養(yǎng)價值和營養(yǎng)需要更加準確。

2.2.3 小腸蛋白質(zhì)的測定方法 目前評定小腸蛋白質(zhì)的方法主要有4種:體內(nèi)法、半體內(nèi)法(運動尼龍袋法)、動物模擬法(非反芻動物測定法)和體外法(酶解法)。

體內(nèi)法是給動物安裝十二指腸和回腸瘺管,分別從十二指腸和回腸瘺管采取食糜樣本,測定食糜養(yǎng)分在小腸中的消化率。優(yōu)點是結(jié)果準確,但所需費用高,所用時間長,勞動強度大,試驗動物成活率低。體內(nèi)法雖然是評價其它方法的標準方法,但是動物本身的差異、瘺管的位置、食糜標記物的選擇都可能帶來誤差,內(nèi)源氮的難于準確估計也是引起誤差的重要原因,所以并不是最好的方法[23]。

半體內(nèi)法又稱運動尼龍袋法,是將少量的瘤胃內(nèi)非降解的飼料殘渣裝入一定規(guī)格的尼龍袋中,封口后由真胃瘺管將尼龍袋投入消化道,從糞中或回腸末端收集尼龍袋,沖洗并分析蛋白質(zhì)含量從而求出飼料未降解蛋白的小腸消化率。優(yōu)點是重復(fù)性好,省時且經(jīng)濟,但尼龍袋對腸粘膜有刺激作用,且容易在腸道中堵塞,收集困難[24]。

模擬法是采用小的實驗動物,諸如小鼠、去盲腸雞等測定MCP以及 UDP的小腸消化率。試驗前動物絕食24 h,單籠飼養(yǎng),采集48 h內(nèi)糞便,冷凍干燥然后粉碎待測。優(yōu)點是準備時間短,所用試驗材料少,待測樣品需要量少,與瘺管羊相比飼喂成本低,重復(fù)性高,容易標準化,但由于反芻動物與單胃動物消化吸收能力、消化道pH和腸道食物流速等方面存在很大差異,使得所測數(shù)據(jù)較體內(nèi)法偏低。

體外法中應(yīng)用最多的方法是酶解法。酶解法是利用生物酶制劑模擬真胃和小腸的蛋白質(zhì)消化。方法是在適當溫度和pH值下,將飼料樣本與單一酶或多酶一起培養(yǎng),從而估測蛋白質(zhì)小腸消化率。優(yōu)點是不需要實驗動物,成本低,省時省力和易于標準化操作。但在體外不可能完全模擬體內(nèi)的消化過程,此外消化終產(chǎn)物不斷積累,致使緩沖液pH值變低,同時終產(chǎn)物會對酶產(chǎn)生反饋抑制[25],從而影響評定的準確性。

2.2.4 瘤胃微生物蛋白質(zhì)產(chǎn)量的測定 估測瘤胃微生物蛋白質(zhì)的合成量是新蛋白質(zhì)體系的一個研究重點?，F(xiàn)在有許多方法用來測定瘤胃微生物蛋白的產(chǎn)量。如二氨基庚二酸(DAPA)法、核糖核酸(RNA)法、嘌呤法、同位素(35S、15N和32P)法和尿嘌呤衍生物法(PD)等,其中以DAPA和RNA法應(yīng)用最廣泛。結(jié)合我國實際情況,若用于比較目的,改進的RNA法-嘌呤法是一個比較合適的方法;若用于準確測定,則35S法是一個頗為理想的方法,但是通常認為15N的測定結(jié)果較準確,常作為標準方法。用尿中嘌呤衍生物來估測被小腸消化吸收的MCP是一種比較簡單易行的方法,該法的最大特點是不需用瘺管動物,易于在生產(chǎn)中推廣[26],但其準確性方面還存在諸多疑問。

2.3 礦物質(zhì)需要量的研究方法

肉用羊?qū)ΦV物質(zhì)元素的需要量種類約有23種,其中包括 Na、K 、Ca、Mg、Cl、P 和 S 7 種常量元素 ,另外還有 I、Fe、Cu 、Zn、Mn、Se、Mo、Co、Ni、V 、Si、F 、Cr和As等16種微量元素。礦物質(zhì)元素的需要量測定有許多方法,包括礦物質(zhì)平衡試驗、飼養(yǎng)試驗、比較屠宰試驗及同位素標記法 。對于 Ca、P、Mg、Na、K 、Se、Zn、Mn和Fe等礦物質(zhì)元素的需要量,常采用析因法。對于諸如S、Cu和I等微量元素,由于它們在動物體內(nèi)代謝過程非常復(fù)雜,它們的需要量更多地依賴于功能性模型預(yù)測。

2.4 維生素需要量的研究方法

羊體內(nèi)可合成維生素C,瘤胃微生物可合成B族維生素和維生素K,一般情況下不需補充,但在枯草季節(jié)及舍飼條件下往往容易缺乏維生素A、D、E。因此肉用羊維生素需要的研究對象主要是維生素A、D、E。由于動物組織、血液成分和尿中維生素含量、相關(guān)酶的活性及代謝產(chǎn)物的水平大多數(shù)都不是鑒別缺乏癥或確定需要量唯一的指標,對某種或某些動物敏感的指標,不一定適用于其他動物。因此,常將動物組織、血液成分和尿中維生素的含量與酶活力及生長反應(yīng)結(jié)合,共同評定維生素的營養(yǎng)需要量[27]。

3 結(jié)語

目前,肉用羊營養(yǎng)需要量的測定方法主要以飼養(yǎng)試驗為主,由于條件所限,在代謝能研究中,實測甲烷氣體產(chǎn)量的報道極少。對蛋白質(zhì)需要量的研究也多采用傳統(tǒng)的CP或DCP體系,對小腸可代謝蛋白質(zhì)的研究還比較匱乏。有關(guān)維生素和礦物質(zhì)元素需要量的報道也很少,未形成全面的需要量指標體系,國內(nèi)肉用羊礦物質(zhì)及維生素的需要量幾乎全部借用或引用國外數(shù)據(jù)。因此僅靠這些研究資料尚不能建立起我國系統(tǒng)的肉用羊飼養(yǎng)標準。此外,NRC、AFRC提出的羊營養(yǎng)物質(zhì)需要量多是考慮國外羊的品種、飼養(yǎng)環(huán)境、飼喂方式等,而我國的肉用羊飼養(yǎng)具有很大的特殊性和地域性,各地實際飼養(yǎng)情況差異很大,而且我國試驗結(jié)果的表觀性很強,對深層的代謝問題研究欠缺,因而具有許多不確定性。所以結(jié)合我國養(yǎng)羊業(yè)的實際情況,制定出適合我國肉用羊的營養(yǎng)需要量參數(shù),建立我國的肉用羊營養(yǎng)需要和飼料營養(yǎng)價值體系非常必要,對合理利用飼料和提高養(yǎng)羊業(yè)經(jīng)濟效益具有重要意義。

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