精料類型對肉羊飼糧養(yǎng)分消化率及尿嘌呤衍生物排出量的影響

富麗霞，馬 濤，刁其玉*，成述儒，宋雅喆

(1. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院飼料研究所，農(nóng)業(yè)部飼料生物技術(shù)重點試驗室，北京 100081；2. 甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，蘭州 730070)

反芻動物代謝蛋白質(zhì)(MP)或小腸可消化蛋白質(zhì)包括小腸可消化菌體蛋白質(zhì)(MCP)和過瘤胃蛋白質(zhì)兩部分。正常飼喂條件下，進(jìn)入小腸消化吸收的主要是MCP，可達(dá)50%以上[1]，因此定量分析MCP對于測定MP很重要。應(yīng)用微生物標(biāo)記物法估測MCP含量，需要給動物安裝瘺管，而且測定過程比較繁瑣。尿嘌呤衍生物(PD)法克服了安裝瘺管這一缺點，測定結(jié)果比較準(zhǔn)確，因此被廣泛應(yīng)用于測定MCP。國內(nèi)外應(yīng)用PD法估測MCP的報道較多，Martínorúe和Gonzalez-ronquillo等[2-3]已經(jīng)建立了肉牛和奶牛等不同動物的估測模型，Ma等[4]報道，PD排出量可以預(yù)測反芻動物MN含量，PNI可以評價飼糧中氮的利用效率[5]。先前應(yīng)用PD預(yù)測肉羊MCP的研究主要集中在不同飼喂水平[6]和精粗比[7-8]上，且飼料原料組成較為單一，精料是反芻動物MCP合成的重要來源，飼糧蛋白質(zhì)來源的不同是影響微生物蛋白質(zhì)合成的主要因素[9]。

本試驗以杜寒雜交公羊為試驗動物，采用套算法探究肉羊在10種常用精料組成的飼糧條件下，營養(yǎng)物質(zhì)消化率、PD排出規(guī)律及氮平衡情況，為建立肉羊MCP模型提供參考。

1 材料與方法

1.1 主要試驗材料

尿囊素：純度≥98.0%(Sigma)，尿酸：純度≥99.0%(Sigma)，黃嘌呤氧化酶：7.6 U·mL-1(Sigma)，尿酸酶：5.0 U·mg-1(Sigma)。

1.2 試驗動物與設(shè)計

本試驗選用10只體況健康，平均體重為(47.4±4.4) kg 的杜寒雜交成年公羊，試驗分10期處理，每期處理10只羊，每個重復(fù)1只羊。試驗采用單因子設(shè)計，試驗飼糧為10種全混顆粒飼料(每期飼喂一種飼糧)，當(dāng)單一精料替換比例在30%時，配方精粗比與生產(chǎn)實踐最為接近(趙江波等[10])，因此本試驗中飼糧分別由高粱、玉米、大麥、小麥、燕麥、菜籽粕、花生粕、棉籽粕、豆粕、DDGS替換基礎(chǔ)飼糧中羊草、玉米和豆粕。飼糧組成及營養(yǎng)水平見表1。每種飼糧飼喂20 d，其中預(yù)試期15 d，正試期5 d，正試期全收糞和尿，整個試驗持續(xù)200 d。

1.3 飼養(yǎng)管理

試驗羊提前打好耳號，使用伊維菌素進(jìn)行驅(qū)蟲，試驗羊單欄飼養(yǎng)。每期消化代謝試驗正試期前后均稱重并記錄。飼喂量按照維持需要飼喂，每天飼喂2次，分別于08:00、16:30各飼喂1次，每次飼喂600 g，自由飲水。

1.4 指標(biāo)測定與方法

1.4.1 樣品采集與處理 消化代謝試驗正試期每天全收糞并稱重，將糞樣充分混勻并從不同位點取未受羊毛及塵土污染的部分樣品，準(zhǔn)確稱取總糞量的10% 于自封袋中，置于-20 ℃冰箱保存；每天全收尿并記錄尿量，收尿前于桶中加入100 mL 10% 的稀硫酸，調(diào)整尿樣pH至2～3，防止尿樣腐敗分解，4層紗布過濾，采集尿樣時先加自來水將尿樣稀釋至5 L，混勻后取30 mL尿樣于收尿瓶中，置于-20 ℃冰箱保存。

1.4.2 測定方法及計算公式 樣品營養(yǎng)成分干物質(zhì)(DM)、有機(jī)物(OM)、粗灰分(Ash)、粗蛋白質(zhì)(CP)的測定參照張麗英[11]的方法，測定中性洗滌纖維(NDF)和酸性洗滌纖維(ADF)含量時，先用胰蛋白酶及淀粉酶對樣品進(jìn)行酶解，再按照Van Soest等[12]方法進(jìn)行操作。PD采用分光光度計進(jìn)行測定[13]。

營養(yǎng)物質(zhì)消化率、氮平衡及PD排出量等指標(biāo)計算公式：

飼糧中某營養(yǎng)成分的表觀消化率(%)=100×(飼糧采食量×飼糧中該營養(yǎng)成分的含量-排糞量×糞中該養(yǎng)分含量)/(飼糧采食量×飼糧中該營養(yǎng)成分的含量)；

沉積氮(g·d-1)= 攝入氮-糞氮-尿氮；

吸收氮(g·d-1)=攝入氮-糞氮；

氮沉積率(%)= 100×沉積氮/攝入氮；

氮表觀消化率(%)= 100×吸收氮/攝入氮；

PD(mmol·d-1)= 尿囊素+尿酸+黃嘌呤+次黃嘌呤；

嘌呤氮指數(shù)(PNI)=(PD×0.056)/尿氮排出量[14]；

PD排出量(mmol·d-1)=0.84X+0.150W0.75×e-0.25X [13]，式中X為嘌呤吸收量(mmol·d-1)；

微生物氮(MN，g·d-1)=70X÷(0.83×0.116 ×1 000)=0.727X[15]，式中，X為嘌呤吸收量(mmol·d-1)， 0.83為微生物嘌呤在腸道中平均消化率，70為嘌呤含氮量是70 mg N·mmol-1，0.116 為瘤胃微生物嘌呤氮與總氮的比值。

1.5 數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)采用Excel整理統(tǒng)計，采用SAS 9.1進(jìn)行單因素方差分析(one-way ANOVA, LSD)，并采用Duncan氏法進(jìn)行多重比較。P<0.05作為差異顯著的判斷標(biāo)準(zhǔn)。

2 結(jié) 果

2.1 精料類型對肉羊營養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率的影響

由表2可以看出，10種飼糧的DM、OM、CP、NDF、ADF的平均表觀消化率分別是63.21%、67.00%、71.76%、42.28%、40.52%，變異系數(shù)分別是6.48%、5.57%、9.04%、11.62%、14.67%。DM、OM和CP的變異系數(shù)均在10%以下，ADF的變異系數(shù)最高。

表3表明，營養(yǎng)物質(zhì)消化率與飼糧中的營養(yǎng)物質(zhì)含量存在相關(guān)性。飼糧DM消化率與NDF呈極顯著負(fù)相關(guān)(P<0.01)，與ADF顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05)；OM消化率與ADF呈極顯著負(fù)相關(guān)(P<0.01)，與NDF顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05)；CP消化率與OM呈顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05)，與CP呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)?？梢姡暭Z可消化蛋白質(zhì)(DCP)的最佳預(yù)測因子是粗蛋白質(zhì)(CP)。

2.2 精料類型對肉羊氮表觀消化率的影響

由表4可以看出，10種飼糧的攝入氮、尿氮、糞氮等差異顯著(P<0.01)，氮的攝入量與總排出氮及存留氮均有相關(guān)，其中花生粕飼糧攝入氮最多，總排出氮最高；玉米飼糧攝入氮最低，總排出氮也較低。氮的表觀消化率為64.04%～83.00%，氮沉積率為13.46%～25.11%。10個處理組的羊只均處于正氮平衡狀態(tài)，攝入氮與沉積氮呈線性相關(guān)(R2=0.825，圖1)，隨著攝入氮的增加，尿氮呈直線增加(R2=0.985，圖2)。

2.3 精料類型對肉羊尿嘌呤衍生物排出量的影響

表5顯示，盡管10種飼糧的粗蛋白質(zhì)和表觀消化率不同，但黃嘌呤+次黃嘌呤排出量比較穩(wěn)定，差異不顯著(P>0.05)；10種飼糧的尿囊素和尿酸排出量差異極顯著(P<0.01)，花生粕飼糧的尿囊素和尿酸排出量最高，玉米飼糧的尿囊素排出量最低，燕麥飼糧尿酸排出量最低；10種飼糧尿囊素、尿酸、黃嘌呤+次黃嘌呤占PD總排出量的比例差異極顯著(P<0.01)，占PD總排出量比例范圍分別是85.60%～92.47%、2.54%～7.18%、3.20%～7.41%。10種 飼糧的PNI均在0.1之下。10種飼糧MN數(shù)值穩(wěn)定，差異不顯著(P>0.05)，MN含量范圍是10.84～13.99 g·d-1。攝入氮與PD排出量存在線性相關(guān)(R2=0.925，圖3)，建立的方程式為：PD排出量=0.119 7×攝入氮+10.161；MN與PD排出量存在線性相關(guān)(R2=0.898，圖4)，由此建立的方程式：MN=0.746 1×PD+1.785 4。

3 討 論

3.1 精料類型對肉羊營養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率的影響

消化率是評價飼料營養(yǎng)價值的重要指標(biāo)，飼糧的組成、采食量、動物機(jī)體本身都會影響消化率的變化。本試驗10種飼糧的DM、OM、CP、NDF、ADF表觀消化率的變化范圍：57.32%～67.40%、61.45%～70.44%、64.03%～80.16%、36.37%～48.03%、32.21%～47.00%。除NDF之外，DM、OM、CP、ADF等4種營養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率與趙江波等[10]在杜寒雜交肉用羯羊上(分別是：57.46%～68.93%、58.32%～72.23%、63.56%～80.38%、33.90%～47.06%)的研究結(jié)果相近。本研究中，10種飼糧CP、NDF等物質(zhì)含量存在著差異，故表觀消化率的差異符合營養(yǎng)消化的邏輯，孔祥浩等[16]通過對不同NDF水平對肉羊飼糧營養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率影響的探究，結(jié)果顯示，NDF水平低于30% 或超過45% 都對營養(yǎng)物質(zhì)的表觀消化率產(chǎn)生一定的影響，本試驗中，NDF水平在33.33%～41.33%之間，處于上述研究報道的適宜范圍之內(nèi)。日糧中各種營養(yǎng)物質(zhì)的含量存在著互作，DM消化率與ADF呈顯著負(fù)相關(guān)，劉潔等[17]研究了不同精粗比對肉羊營養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率的影響得出類似的結(jié)果；OM表觀消化率與NDF呈極顯著負(fù)相關(guān)，CP表觀消化率與CP呈極顯著正相關(guān)、與OM呈顯著負(fù)相關(guān)，與趙江波等[10]的研究結(jié)果相似。本試驗中，飼糧CP含量為10.56%～26.89%，隨著不同飼糧蛋白質(zhì)水平的提高，CP表觀消化率有升高的趨勢，但對其他幾種營養(yǎng)物質(zhì)的表觀消化率沒有顯著影響，李志靜等[18]、彭玉麟等[19]和王波等[20]的研究也得出類似的結(jié)果。

圖1 不同精料類型沉積氮與攝入氮的相關(guān)關(guān)系Fig.1 The correlation between retained N and intake N in different concentrates

圖2 不同精料類型尿氮排出量與攝入氮的相關(guān)關(guān)系Fig.2 The correlation between urinary nitrogen excretion and intake N in different concentrates

圖3 不同精料類型尿嘌呤衍生物排出量與攝入氮的相關(guān)關(guān)系Fig.3 The correlation between PD excretion and intake N in different concentrates

圖4 不同精料類型尿嘌呤衍生物排出量與微生物氮的相關(guān)關(guān)系Fig.4 The correlation between PD excretion and MN in different concentrates

3.2 精料類型對肉羊氮表觀消化率的影響

本試驗中，10種飼糧的CP水平不同，隨著攝入氮水平的增加，氮總排出量顯著增加，氮沉積量與氮表觀消化率增加，糞氮排出量有增加的趨勢，尿氮的排出量呈線性增加，Castillo等[21]、Marini和Van Amburgh[22]和樓燦等[23]得出類似的結(jié)果。反芻動物對蛋白質(zhì)的消化利用與瘤胃微生物對其降解合成、氮排出量有關(guān)，MCP占反芻動物小腸吸收蛋白質(zhì)的很大一部分，MCP的合成與飼糧可降解蛋白質(zhì)(RDP)及有機(jī)物采食量(DOMI)有關(guān)，本研究是在維持水平進(jìn)行，因此影響MCP合成的關(guān)鍵因素是RDP含量，隨著飼糧攝入氮的增加，MCP合成量增加，反芻動物小腸吸收的蛋白質(zhì)一部分用于動物自身維持基本生命活動，另一部分沉積于機(jī)體及隨糞尿排出體外，所以氮沉積量增加，氮總排出量增加。本試驗中，10種飼糧均處于正氮平衡狀態(tài)，其中尿氮排出量均大于糞氮排出量，Deng等[24]研究了20～50 kg 杜寒雜交肉羊的氮代謝規(guī)律，除自由采食水平之外，其他處理組尿氮排出量均大于糞氮排出量，Zou等[25]、Jardstedt等[26]和樓燦等[27]研究得出類似的結(jié)果，也有報道顯示，糞氮排出量大于尿氮排出量[28]，但Hristov等[29]報道，瘤胃可降解蛋白質(zhì)的過量供給主要以尿氮的形式排出，Agle等[30]通過減少飼料中的CP和RDP的濃度證實了這一觀點。

3.3 精料類型對肉羊尿嘌呤衍生物排出量的影響

本試驗中，PD排出量為12.27～16.33 mmol·d-1，與馬濤等[6]研究的不同采食水平下杜寒雜交肉羊PD排出量(9.0～18.8 mmol·d-1)接近，在Chen等[31]研究的歐洲綿羊PD排出量(6.4～22.6 mmol·d-1)范圍之內(nèi)。本研究中，10種不同類型飼料的PD排出量表明，隨攝入氮水平的增加，PD排出量增加，并且兩者間具有強(qiáng)相關(guān)性(R2=0.925)，Ma等[5]、Dipu等[32]和Zhou等[33]的研究得出了類似的結(jié)果。反芻動物采食量相同的情況下，攝入氮越多，即飼糧提供的氮源越豐富，微生物合成蛋白越多，進(jìn)而PD排出量也越多[34]，因此可利用方程Y=0.119 7X+10.161來通過攝入氮預(yù)測PD排出量，Y為PD排出量(mmol·d-1)，X是攝入氮量(g·d-1)。其中黃嘌呤+次黃嘌呤的排出量很穩(wěn)定，表明它們在體內(nèi)代謝途徑的特殊性。本研究得出，尿囊素、尿酸、黃嘌呤+次黃嘌呤占PD總排出量的比例分別是89.42%、4.88%、5.70%，Belenguer等[35]研究得出，山羊所占比例分別是63.71%～88.60%、1.79%～9.15%、6.62%～27.27%，PD排出量與動物品種、飼糧組成、采食水平、攝入氮含量及蛋白質(zhì)來源有關(guān)[32]，本研究中，10種飼糧的蛋白來源不同，因此PD排出量有差異。本研究中，10種飼糧的MN合成量處于穩(wěn)定狀態(tài)，并且MN與PD排出量存在很強(qiáng)的相關(guān)性(R2=0.898)，反芻動物小腸吸收的核酸主要來源于瘤胃微生物，微生物核酸在小腸中降解釋放出嘌呤核苷和堿基, 最后轉(zhuǎn)化為嘌呤衍生物, 隨尿排出體外，因此可通過建立PD排出量與MN的相關(guān)關(guān)系來估測MN，進(jìn)而估測微生物蛋白質(zhì)的合成。所以可以利用PD=0.119 7×攝入氮+10.161和MN=0.746 1×PD+1.785 4這兩個方程來通過攝入氮估測MN，得出微生物蛋白質(zhì)的合成量。PNI是一種評價可降解飼糧氮轉(zhuǎn)化為瘤胃微生物的簡單、快速的指標(biāo)，本研究得出，隨著飼糧攝入氮的增加，PNI減少，Ma等[5]和Zhou等[33]得出類似的結(jié)果。

4 結(jié) 論

4.1在本試驗日糧范疇內(nèi)，肉羊日糧中蛋白質(zhì)含量不同可以導(dǎo)致粗蛋白質(zhì)表觀消化率有差異，攝入氮與表觀消化率、尿氮和氮沉積具有強(qiáng)相關(guān)關(guān)系；建立的沉積氮估測方程式：Y=0.244 9X-1.319 9(R2=0.825)，Y為沉積氮(g·d-1)，X是攝入氮(g·d-1)。

4.2在本試驗條件下，攝入氮與嘌呤衍生物排出量存在線性強(qiáng)相關(guān)關(guān)系，建立的嘌呤衍生物估測方程式為：PD=0.119 7×攝入氮+10.161(R2=0.925)。

4.3在本試驗條件下，嘌呤衍生物排出量與微生物氮存在強(qiáng)相關(guān)關(guān)系，建立的微生物氮估測方程式：MN=0.746 1×PD+1.785 4(R2=0.898)。